Als Smartphone Besitzer fragt man sich manchmal, was eigentlich der Buchstabe neben den Empfangsbalken oben im Display bedeutet. Teilweise findet man hier ein „E“, „H“, „3G“ und neuerdings sogar „LTE“. Die Buchstaben stehen für die unterschiedlichen Technologien, die heute in den Mobilfunknetzen zum Einsatz kommen und Thema dieser Arbeit sind.
Zunächst wird die Historie der Mobilfunktechnologien bis heute betrachtet. Um insbesondere darzulegen, wie immer höhere Übertragungsgeschwindigkeiten erreicht werden konnten, werden die wesentlichen Fortschritte der einzelnen Technologien aufgezeigt. Das fünfte Kapitel widmet sich schließlich ausführlich der vierten Mobilfunkgeneration, an deren Beginn wir uns zurzeit befinden.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 Erste Mobilfunkgeneration (1G)
3 Zweite Mobilfunkgeneration (2G)
3.1 GSM – Global System for Mobile Communication
3.2 Technische Grundlagen der Funktechnik
3.3 GPRS – General Packet Radio Service
4 Dritte Mobilfunkgeneration (3G)
5 Vierte Mobilfunkgeneration (4G)
5.1 LTE – Long Term Evolution
5.2 Meilensteine für LTE in Deutschland
5.3 LTE mit dem iPhone 5
6 Fazit und Ausblick
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit untersucht die historische Entwicklung und die technologischen Fortschritte der Mobilfunkgenerationen bis hin zum aktuellen Standard LTE, um die Notwendigkeit stetig steigender Übertragungsgeschwindigkeiten für moderne Endgeräte zu verdeutlichen.
- Historische Evolution der Mobilfunknetze (1G bis 4G)
- Technische Grundlagen und Unterschiede in der Funkübertragung
- Vom leitungsvermittelten Netz zum paketorientierten Datentransfer
- Status quo und Ausbauhürden von LTE in Deutschland
- Marktspezifische Herausforderungen bei der Endgeräte-Integration (Beispiel iPhone 5)
Auszug aus dem Buch
3.2 Technische Grundlagen der Funktechnik
Eine Frequenz beschreibt die Anzahl der Schwingungen der Funkwellen pro Sekunde gemessen in Hz. Im Mobilfunk bewegen wir uns im MHz bzw. GHz Bereich, wobei ein GHz einer Millionen Schwingungen pro Sekunde entspricht. Ein Frequenzband bezeichnet einen bestimmten Frequenzbereich (z.B. von 800 MHz bis 850 MHz). Ein Kanal definiert wiederum auf dem gesamten Frequenzband einen spezifischen Frequenzbereich für den Signalaustausch zwischen einem bestimmten Sender und Empfänger. Das Intervall des Kanals wird auch als Bandbreite bezeichnet und ist maßgeblicher Bestimmungsfaktor für die Datenübertragungsrate. In der Abbildung rechts sind die Frequenzbereiche für Uplink und Downlink im ursprünglichen 900 MHz Frequenzband der D-Netze in Deutschland dargestellt. Die Bandbreite beträgt jeweils 25 MHz, die wiederum in 125 Kanäle zu je 200 kHz unterteilt sind.
Die Reichweite eines Funksignals ist neben der Signalstärke maßgeblich durch die Länge der Funkwellen bestimmt. Je geringer die Frequenz, desto größer ist die Länge der Funkwellen und damit auch die Reichweite des Signals. Ein einzelner Sendemast im 900 MHz Bereich der D-Netze konnte daher einen größeren Radius abdecken als ein Sendemast im 1800 MHz Bereich der E-Netze. Theoretisch kann ein Sendemast im GSM-Netz „eine Fläche mit einem Radius von bis zu 35 km abdecken“5.
GSM war, wie oben beschrieben, der erste volldigitale Mobilfunkstandard. Durch Abtastung und Quantisierung entstehen aus kontinuierlichen Analogsignalen diskrete Digitalsignale. Diese können in eine binäre Darstellung überführt werden, was Weiterverarbeitung und Speicherung der Signale deutlich erleichtert.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Die Arbeit führt in die technologischen Grundlagen hinter modernen Mobilfunkbuchstaben wie E, H, 3G oder LTE ein und skizziert den Aufbau der Untersuchung.
2 Erste Mobilfunkgeneration (1G): Das Kapitel beschreibt die Anfänge des Mobilfunks mit dem A-Netz und B-Netz sowie das erste teilweise digitale C-Netz und dessen Bedeutung für erste mobile Endgeräte.
3 Zweite Mobilfunkgeneration (2G): Fokus auf der Einführung des GSM-Standards als volldigitales Netz für die breite Bevölkerung, ergänzt durch technische Grundlagen der Funktechnik und die Einführung von GPRS.
4 Dritte Mobilfunkgeneration (3G): Erläuterung des UMTS-Standards, der durch Codemultiplex-Verfahren (CDMA) eine wesentlich effizientere Bandbreitennutzung und höhere Geschwindigkeiten für die mobile Internetnutzung ermöglichte.
5 Vierte Mobilfunkgeneration (4G): Detaillierte Analyse des LTE-Standards, der Herausforderungen beim Ausbau in Deutschland sowie der spezifischen Marktsituation beim iPhone 5.
6 Fazit und Ausblick: Zusammenfassende Betrachtung der rasanten technischen Entwicklung und ein Ausblick auf zukünftige Technologien wie LTE Advanced oder Beyond LTE.
Schlüsselwörter
Mobilfunk, LTE, GSM, UMTS, GPRS, Funktechnik, Frequenzband, Bandbreite, CDMA, OFDM, MIMO, Datenübertragung, Mobilfunkgeneration, Netzausbau, Smartphone.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der technischen Entwicklung und der Historie der Mobilfunknetze von der ersten Generation bis hin zur vierten Generation (LTE).
Welche zentralen Themenfelder werden behandelt?
Die Schwerpunkte liegen auf der Evolution der Mobilfunkstandards, den technischen Grundlagen der Funkwellenübertragung und den wirtschaftlichen Aspekten des Netzausbaus in Deutschland.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das Ziel ist es, die technologischen Fortschritte aufzuzeigen, die notwendig waren, um mit steigenden Übertragungsgeschwindigkeiten den wachsenden Anforderungen moderner Smartphone-Nutzer gerecht zu werden.
Welche wissenschaftliche Methode liegt der Arbeit zugrunde?
Die Arbeit basiert auf einer fundierten Literatur- und Quellenanalyse, die technische Spezifikationen und marktwirtschaftliche Daten zur Mobilfunkentwicklung zusammenführt.
Was steht im Hauptteil im Fokus?
Der Hauptteil gliedert sich in die technologische Beschreibung der aufeinanderfolgenden Mobilfunkgenerationen (1G bis 4G) und analysiert deren jeweilige Funktionsweise und Limitierungen.
Welche Begriffe charakterisieren die Arbeit am besten?
Begriffe wie LTE, GSM, Bandbreite, UMTS, Datenübertragungsrate und Netzabdeckung definieren den fachlichen Kern der Ausarbeitung.
Warum wird das "Multipath Fading" bei LTE als Herausforderung genannt?
Das Phänomen tritt auf, wenn reflektierte Signalkopien verzögert beim Empfänger ankommen und sich überlagern, was die Effizienz älterer Standards wie CDMA bei hohen Frequenzen mindert.
Wie unterscheidet sich LTE bei der Frequenznutzung vom iPhone 5?
Das iPhone 5 unterstützt in Deutschland LTE nur im 1800 MHz Bereich, was die Nutzung auf die Netzinfrastruktur der Deutschen Telekom beschränkt.
Was macht die "digitale Dividende" für den LTE-Ausbau relevant?
Die durch die Umstellung von analogem Fernsehen auf DVB-T freigewordenen Frequenzen sind besonders wertvoll, da sie aufgrund ihrer hohen Reichweite ideal für den LTE-Ausbau in ländlichen Regionen sind.
Welche Rolle spielt die Bundesnetzagentur?
Die Bundesnetzagentur reguliert die Frequenzversteigerungen und gibt strikte Ausbauvorgaben vor, um eine flächendeckende Versorgung sicherzustellen.
- Quote paper
- Stefan Risse (Author), 2013, Aktuelle Technologien und Zukunftsperspektiven im Mobilfunkbereich, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/210527
