Aufgaben:Aufgabe 4.1: Allgemeine Fragen zu LTE

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Einige Begriffe zu LTE

Die Mobilfunksysteme sind seit 2011 nun schon in der vierten Generation angekommen, ohne gravierende Verzögerungen, wie es bei der zweiten Mobilfunkgeneration (GSM) und noch mehr bei der dritten Generation (UMTS) der Fall war. Momentan (2016) ist „5G” das alles dominierende Schlagwort. Über den Zeitpunkt der Einführung erlaubt sich der Autor allerdings keine präziseren Aussagen als „sehr bald” oder „so bald als möglich”.

Die Entwicklung von neuen „Releases” wird vom 3GPP stetig vorangetrieben. Auch in der Zukunft wird dieses internationale Konsortium, dem weltweit alle großen Mobilfunkbetreiber und –hersteller angehören, weiterhin eine herausragende Rolle für die Mobilkommunikation spielen.

Besonders für dünn besiedelte ländliche Gebiete ohne ausreichenden DSL–Breitbandanschluss wird LTE bereits seit 2011 kommerziell angeboten. Nach und nach erreicht der 4G–Mobilfunkstandard nun aber auch die Großstädte.

Hinweis:

Die Aufgabe bezieht sich auf Allgemeines zum Mobilfunkstandard LTE. In der Grafik sind einige LTE–relevante Begriffe angegeben. Einen direkten Bezug zur Aufgabe gibt es hier aber nicht.

Fragebogen

1

Welche wichtigen Neuerungen wurden vom 3GPP im Release 8 beschrieben?

	Eine rein paketorientierte Übertragung,
	eine hohe spektrale Effizienz,
	Frequenz– bzw. Bandbreitenflexibilität,
	ein niedriger Energieverbrauch an den Basisstationen.

2

Wozu dient die Duplexlücke des LTE–Frequenzbands um $800 \ \rm MHz$?

	Zur Realisierung des Cyclic Prefix,
	zur Vermeidung von Störungen zwischen Uplink und Downlink,
	zur Vermeidung von Überlagerungen zwischen einzelnen Providern.
	Man nutzt diese auch zum Betrieb von Funkmikrofonen.

3

Welche Verfahren und Techniken verwendet LTE hauptsächlich?

	OFDMA,
	SC–FDMA,
	MIMO,
	CDMA.

4

Wie unterscheiden sich die Frequenzbänder um $800 \ \rm MHz$ bzw. um $2.6 \ \rm GHz$?

	Im Frequenzband um $800 \ \rm MHz$ gibt es nur gepaarte Frequenzen.
	Das Frequenzband um $2.6 \ \rm GHz$ kann nur für FDD genutzt werden.
	Die Einsatzgebiete unterscheiden sich grundlegend.

Musterlösung

Musterlösung

(1)  Richtig sind die Antworten 1 bis 3, die auch für die wichtigsten Verbesserungen durch LTE stehen. Ein niedriger Energieverbrauch an den Basisstationen ist ausdrücklich falsch, denn es geht um einen möglichst niedrigen Energieverbrauch bei den Endgeräten, wofür sogar ein erhöhter Energieverbrauch an den Basisstationen in Kauf genommen wird.

(2)  Richtig sind die Antworten 2 und 4. Der entscheidende Grund für die Duplex–Lücke ist es, einen Sicherheitsbuffer zwischen Uplink und Downlink zu schaffen.

Aber auch Antwort 4 ist richtig. Funkmikrofone wurden und werden auch momentan noch mit Frequenzen im Bereich um $800 \ \rm MHz$ betrieben, also solchen Frequenzen, die jetzt für LTE gebraucht werden. Wenn LTE endgültig flächendeckend ausgebaut ist, so kommt es zu Beeinträchtigungen von leistungsschwächeren Funkmikrofonen. Darüber hinaus ist für die Jahre nach 2015 der Einsatz von Veranstaltungstechnik auf den LTE–Frequenzen verboten. Unter anderem deshalb gibt es diese Duplex–Lücke, aber das ist nicht der eigentliche Grund, sondern ein nützlicher Nebeneffekt.

(3)  Richtig sind die drei ersten Antworten. OFDMA kommt im Downlink von LTE zum Einsatz, SC–FDMA im Uplink. Mehrantennensysteme (englisch: Multiple Input Multiple Output, MIMO) kommen im Mobilfunk häufiger zum Einsatz, nicht nur bei LTE.

Tatsächlich wird bei LTE aber auch CDMA eingesetzt, allerdings nur für Kontrollkanäle.

(4)  Richtig sind die Antworten 1, 2 und 4. Der höherfrequente $2600 \ \rm MHz$–Bereich ist insbesondere aufgrund von Auflagen der Bundesregierung und wegen der geringeren Reichweite für Großstädte interessant, wohingegen der nur aus gepaarten Frequenzen bestehende $800 \ \rm MHz$–Bereich vorwiegend für ländliche Gebiete genutzt werden wird.