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Long Term Evolution

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Long Term Evolution (kurz LTE, auch 4G) ist eine Bezeichnung für den Mobilfunkstandard der vierten Generation. Eine Weiterentwicklung heißt LTE-Advanced bzw. 4G+.

Da UMTS trotz Weiterentwicklung an seine technischen Grenzen gekommen war, überarbeitet die 3GPP das Radio Netzwerk und Kernnetz komplett. Für die Luftschnittstelle entschied man sich für Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) um z. B. flexibler Bandbreiten realisieren und Probleme mit Fadingeffekten bzw. Multipatheffekte zu minimieren.

Ein weiterer Unterschied ist das Kernnetz, was in LTE ein reines IP Netz ist und später auch für Spracheübertragung (VOLTE) verwendet wurde.

Die Anforderungen an das Ue (Handy) waren von Anfang an erhöht (wie z. B. MIMO)

Das LTE Netz wird immer weiter entwickelt und neue Feautres realisiert.

Mit bis zu 1200 Megabit pro Sekunde sind je nach Empfangssituation und vorhandener Bandbreite deutlich höhere Downloadraten als bei älteren Standards möglich.

Der von LTE-Mobilfunkanbietern dafür genutzte Frequenzbereich liegt im Frequenzbereich zwischen 700 MHz und 3600MHz (aktuell genutzt 800–2600MHz).

Ein LTE-Modem „Surfstick“ (Samsung GT-B3710) mit USB Anschluss für LTE (UMTS und GSM)

Geschichte

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A-NetzB-NetzC-NetzD-NetzE-NetzUniversal Mobile Telecommunications SystemLong Term EvolutionLTE-Advanced5G

Ein Vorläuferkonzept zu LTE wurde von Nortel unter dem Namen High Speed OFDM Packet Access (HSOPA) vorgestellt. LTE verwendet Orthogonal-Frequency-Division-Multiplexing-Techniken (OFDM) sowie Multiple-Input/Multiple-Output-Antennentechnologie (MIMO). Die Funkschnittstelle ist in Standard E-UTRA festgelegt, die Architektur von LTE ist rein paketorientiert und im Evolved Packet System (EPS) beschrieben. Die geringen Latenzzeiten bei LTE erlauben die Übertragung von Sprachdiensten (VoIP) und Videotelefonie über das Internetprotokoll sowie den Einsatz zeitkritischer Anwendungen wie zum Beispiel Online-Spiele.

Logo von LTE
LTE Small Cell der Deutschen Telekom

Mit dem Vorgänger UMTS waren schon relativ hohe Datenübertragungsraten möglich, es wurde aber erwartet, dass der Bedarf an mobilen Internetdiensten weiter steigt. Im Gegensatz zur alternativen Technologie WiMAX sollte LTE den Mobilfunkanbietern einen kostengünstigen evolutionären Migrationspfad von UMTS über HSxPA zu LTE ermöglichen. LTE unterstützt im Gegensatz zu UMTS verschiedene Bandbreiten (1,4; 3; 5; 10; 15 und 20 MHz) und kann so flexibel in unterschiedlichen zukünftigen Spektren eingesetzt werden. OFDM ermöglicht dabei durch eine größere Anzahl an Unterträgern, die Bandbreite einfach zu skalieren. Bei 20 MHz (entspricht laut Standard der Benutzung von 1200 Unterträgern) sollen Spitzendatenraten von 300 Mbps im Downlink und 75 Mbps im Uplink mit Latenzzeiten unter 5 ms erreicht und so die langfristige Konkurrenzfähigkeit von UMTS-Systemen gesichert werden. Im Uplink wird mit SC-FDMA (DFTS-OFDMA) ein OFDMA-ähnliches Zugriffsverfahren verwendet, das sich durch eine geringe Peak-to-Average-Ratio (PAR) auszeichnet.

In der ersten Version von LTE (Release 8) werden fünf Terminalklassen mit unterschiedlichen Datenraten zur Verfügung stehen. Obwohl die höchste Klasse mit 4x4 MIMO und 64-QAM-Modulation die erwarteten Datenraten von 300 Mbps im Downlink und 75 Mbps im Uplink erfüllt, werden die ersten Terminals wohl deutlich geringere Datenraten zur Verfügung stellen und nur mit 2x2 MIMO im Downlink und ohne 64 QAM im Uplink arbeiten. Alle Terminals müssen eine Bandbreite von 20 MHz unterstützen.

Siemens Networks, hatte bereits im September 2006 zusammen mit der Nomor Research GmbH erstmals einen Emulator eines LTE-Netzwerks mit Live-Applikationen gezeigt. Im Downlink wurden dabei zwei Nutzer mit einer HDTV-Anwendung vorgeführt, während im Uplink eine Live-Gaming-Anwendung gezeigt wurde.[1] Im Dezember 2006 wurde dann auf der ITU Telecom World in Hongkong der weltweit erste LTE-Demonstrator gezeigt. Nach Erweiterung des Demonstrators wurden im Mai 2007 in einem Experiment in der Münchner Niederlassung von Nokia Siemens Networks erfolgreich Daten mit bis zu 108 MBit/s im Upstream über ein LTE-Netz übertragen. Diese Datenrate konnte durch die Verwendung von „Virtual MIMO“- beziehungsweise SDMA-Technologien erreicht werden. Dabei konnten 2 kooperierende LTE-Endgeräte, bestückt mit je einer Sendeantenne, gleichzeitig im selben Frequenzband Daten im Uplink übertragen. Unter Verwendung entsprechender MIMO-Algorithmen können die überlagerten Datenströme durch ihre räumliche „Distanz“ separiert werden.[2] Mit Einsatz dieser Technologie hielt das Unternehmen Nokia Solutions and Networks den Geschwindigkeitsrekord im Downlink von 1,3 GBit/s.[3]

Auf dem GSMA Mobile World Congress in Barcelona zeigte Ericsson 2008 erstmals eine Ende-zu-Ende-Verbindung mit LTE auf kompakten Mobilgeräten. Es wurden Datenraten von 25 MBit/s im Uplink und Downlink demonstriert.[4] Im März 2008 wurden in einem Feldtest von NTT DOCOMO 250 Mbps demonstriert.[5] Ende 2008 wurde von LG ein LTE-Chip vorgeführt, welcher Datenraten von 60 Mbps erreicht, was etwa dem Achtfachen der HSDPA-Cat8-Datenrate von 7,2 Mbps entspricht.[6]

Der Plan der 3GPP-Standardisierung war es, Ende 2009 den ersten kommerziellen Standard zu verabschieden. Nach Inter-Operability-Tests und weiteren Feldtests 2009 wurde für 2010 der Aufbau der ersten Netze erwartet.

Am 14. Dezember 2009 wurden die ersten kommerziellen LTE-Netzwerke von TeliaSonera in Stockholm und Oslo in Betrieb genommen. In der ersten Ausbaustufe erreichten sie eine Downstream-Datenrate von 100 MBit/s und eine Upstream-Datenrate von 50 MBit/s.[7] Im Laufe des Jahres 2010 sollten durch TeliaSonera die 25 größten schwedischen und vier größten norwegischen Städte mit LTE-Netzen versorgt werden.[8] Im März 2012 versorgte TeliaSonera bereits 100.000 Nutzer mit LTE.[9]

In Deutschland ging die Versteigerung der zur Nutzung für LTE geplanten Frequenzlizenzen Ende Mai 2010 zu Ende. Die deutschen Netzbetreiber gaben insgesamt 4,4 Milliarden Euro für die Lizenzen aus.[10] Die drei Netzbetreiber Telekom Deutschland, Vodafone und Telefónica Germany (O2) starteten anschließend Tests, um Erfahrungen mit dem Betrieb von LTE zu gewinnen.

Am 30. August 2010 nahm die Deutsche Telekom den ersten LTE-Sendemast in Kyritz (Landkreis Ostprignitz-Ruppin) in Betrieb.[11][12] In Österreich nahm die Mobilkom Austria am 19. Oktober 2010 in Wien sowie T-Mobile Austria in Innsbruck den kommerziellen LTE-Betrieb auf.[13]

Vodafone bot seit dem 1. Dezember 2010 als erster deutscher Mobilfunk-Netzbetreiber LTE für Endkunden in Kombination mit einem LTE-Surfstick an.[14] Seit dem 15. März 2011 bot Vodafone auch LTE-Tarife mit Telefonie / Telefonanschluss an,[15] es handelte sich dabei um Voice-over-IP. Vodafone und die Deutsche Telekom veröffentlichten seit April 2011 detaillierte Informationen über die mit LTE versorgten Gebiete in ihren LTE-Netzabdeckungskarten.[16] Die Einführung von LTE in Ballungsgebieten und Großstädten war ab Sommer / Herbst 2011 geplant. Köln wurde als erste Stadt seit Juli, Düsseldorf seit September 2011 mit LTE versorgt.[17] Die Telefónica Germany startete mit der Marke O2 ihr Angebot Anfang Juli 2012 in den ersten Großstädten Dresden und Nürnberg.[18]

Ende 2012 hatte die Deutsche Telekom mit LTE um 1800 MHz 100 Städte in Deutschland erschlossen. In diesen Gebieten war es möglich, mit bis zu 100 Mbit/s mobil im Internet zu surfen, während mit 800 MHz ländliche Gebiete versorgt wurden. Seit 2015 wurde LTE zudem in einer Hybrid Access Technik zur Verbesserung der Bandbreite von Festnetzanschlüssen in ländlichen Regionen eingesetzt.

Vodafone versorgte 160 größere Städte mit LTE im 800-Megahertz-Spektrum. Im September 2013 erreichte Vodafone bundesweit mit 5.600 Basisstationen eine Netzabdeckung von 66 Prozent.[19] Im Mai 2015 gab es bekannt, mit seinem LTE-Netz 77 % der Bevölkerung sowie über 73 % der deutschen Fläche zu erreichen.[20]

O2 versorgte bis Mitte 2013 etwa 11 größere Ballungsräume mit LTE und benutzte dabei die Frequenzen um 800 MHz, die vereinzelt um LTE-Zellen im 2600-MHz-Bereich ergänzt wurden. Mittelfristig wollte O2 ein deutschlandweites LTE-Netz auf 800 MHz aufbauen. Im Jahr 2013 war die Einführung von Voice over LTE (VoLTE) geplant. O2 nutzte das Glasfasernetz der Telekom, um die Daten aus dem LTE-Netz weiterzutransportieren.[21]

Für das Jahr 2013 planten sowohl die Deutsche Telekom, Vodafone als auch O2 ihr LTE-Netz weiter auszubauen. E-Plus gab im Januar 2013 bekannt, als letzter Mobilfunknetzbetreiber seinen LTE-Start im Jahr 2013 anzustreben.[22] Ab März 2014 wurde LTE für alle Kunden im E-Plus-Netz freigeschaltet.[23] Ende Juni 2016 schaltete Telefónica das LTE-Netz des von ihr übernommenen E-Plus wieder ab und begann mit der Abrüstung.[24]

Vodafone kündigte für die zweite Hälfte 2013 die Erweiterung des LTE-Netzes um die Unterstützung der Category 4 Geräte[25] (kurz LTE Cat4) an. Damit sollten bei entsprechenden Endgeräten Download-Geschwindigkeiten von bis zu 150 MBit/s möglich sein. Zunächst sollten die Basisstationen in Düsseldorf, Dortmund, Dresden und München entsprechend aufgerüstet werden. Mitte November 2013 starteten O2 und Vodafone unabhängig voneinander erste Feldexperimente mit LTE Category 6 in ihren Netzen, wodurch eine maximale Download-Geschwindigkeit von 225 MBit/s erreicht werden sollte. Während O2 eine LTE-Funkzelle in München mit der neuen Technologie ausrüstete, stellte Vodafone im Umfeld der Technischen Universität Dresden LTE-Advanced mit Carrier Aggregation bereit.[26]

Voice over LTE

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VoLTE-Telefonat auf einem iPhone

Voice over LTE, kurz VoLTE, bezeichnet die paketbasierte Telefonie über das IP Multimedia Subsystem im LTE-Netz. In der Anfangsphase wurde LTE als reiner Datendienst eingeführt, Telefonie war vorerst nicht geplant. In Deutschland führte Mitte März 2015 Vodafone Deutschland als erster Netzbetreiber den Telefoniedienst im Netz der vierten Generation ein.[27] Kurz darauf folgte Telefónica mit der Unterstützung ihrerseits im O2-Netz. Als letzter Netzbetreiber führte die Telekom Deutschland Anfang 2016 den Dienst ein.

Die Vorteile der VoLTE-Technologie liegen in einem zügigen Gesprächsaufbau und der Möglichkeit, die Sprachqualität durch breitbandige Codecs wie AMR-WB (Vermarktung als HD-Voice) oder EVS im Vergleich zur Telefonie über GSM oder UMTS zu steigern. Auf Seiten der Netzbetreiber kann das Spektrum effizienter genutzt werden; bei gleichzeitiger Steigerung der Qualität.[28]

Vergleich von Rufaufbauzeiten
Technologie GSM/UMTS LTE (CSFB) VoLTE WiFi Calling
Paket-basiert nein ja
Rufaufbauzeit 5,47 s 8,8 s 1,96 s 1,18 s

Werte ermittelt durch eigenen Test vom Telekom-Mobilfunknetz ins Telekom-NGN-Festnetz mit Apple iPhone 8

CSFB

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Unterstützt ein Gerät kein VoLTE, befindet sich aber zum Zeitpunkt des Initiierens oder Annehmens eines Telefonates im LTE-Netz, so wird ein sogenannter Circuit Switched Fallback (CSFB) vollzogen. Dem Ue wird im Layer3 mitgeteilt wohin es wechselt soll, z. B. in ein verfügbares GSM-, UMTS-Netz, um dort den Anruf „anzunehmen oder abzusetzen“. Dies kostet Zeit, weswegen die Rufaufbauzeiten bei einem CSFB drastisch ansteigen (siehe Tabelle).[29]

Notrufe

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In Deutschland war es anfangs nicht möglich, Notrufe über VoLTE abzusetzen. Die Endgeräte erkannten das ein Notruf abgesetzt werden sollte und wechselten automatisch nach GSM bzw. UMTS (CSFB). Inzwischen ist entsprechende Technik nachgerüstet (Telekom und Telefonica seit 2016; Vodafone später) (ETSI TS 124 008).

Technische Daten

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Gängige LTE-Kategorien und Datenraten

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Kategorie Downstream Upstream Downlink-Carrier
max.		 MIMO
max.		 Downstream-Modulation
max.
Cat 4 0150 MBit/s 50 MBit/s 1 2×2 64 QAM
Cat 6 0300 MBit/s 2 4×4
Cat 9 0450 MBit/s 3
Cat 12 0600 MBit/s 150 MBit/s (Cat 13) 256 QAM
Cat 15 0800 MBit/s 225 MBit/s 5
Cat 16 1000 MBit/s – (Upstream fällt in andere Kategorie)
Cat 18 1200 MBit/s 32 8×8

Quelle:[30]

Bandbreiten und Signalstruktur

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Eigenschaft Kanalbreite
1,4 MHz 3 MHz 5 MHz 10 MHz 15 MHz 20 MHz
Signalbandbreite 1,08 MHz 2,7 MHz 4,5 MHz 9,0 MHz 13,5 MHz 18,0 MHz
Anzahl OFDM-Träger 72 180 300 600 900 1200
Anzahl Physical Resource Blocks a 6 15 25 50 75 100
Anzahl Resource Elements b pro Frame c (Normal Cyclic Prefix Mode) 10080 25200 42000 84000 126000 168000
Anzahl Resource Elements pro Frame (Extended Cyclic Prefix Mode) 8640 21600 36000 72000 108000 144000
Anzahl Reference Signals a (RS) je Frame (Antennenports 0 und 1 / 2 und 3) 480/240 1200/600 2000/1000 4000/2000 6000/3000 8000/4000
a 
1 Physical Resource Block (PRB) ≘ 12 OFDM-Träger ≘ 180 kHz
b 
1 Resource Element (RE) ≘ 1 OFDM-Träger (15 kHz) × 1 OFDM-Symbol
c 
1 Frame ≘ 10 ms

Frequenzbänder

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Es ist unklar woher die Information zur Kompatibilität mit der europäischen Frequenzordnung kommen.

Alle Frequenzen sind hier in Megahertz (MHz) angegeben. Die Bänder 46, 47 und 49 können nicht mit 15 MHz Bandbreite betrieben werden.

E-UTRA Band Duplex Mode Name Uplink Downlink Duplexlücke Kanal­bandbreiten
(von/bis)[31][32] 		Cluster Geographischer Bereich[33]
1 FDD 2100 1920–1980 2110–2170 190 5 20 1695–2200 Global
2 FDD 1900 PCS 1850–1910 1930–1990 80 1,4 20 1695–2200 NAR (Nordamerika)
3 FDD 1800+ 1710–1785 1805–1880 95 1,4 20 1695–2200 Global
4 FDD AWS-1 1710–1755 2110–2155 400 1,4 20 1695–2200 NAR (Nordamerika)
5 FDD 850 824–849 869–894 45 1,4 10 698–960 NAR (Nordamerika)
6 FDD 850 Japan 830–840 875–885 45 5 10 698–960 APAC (Asien-Pazifik)
7 FDD 2600 2500–2570 2620–2690 120 5 20 2496–2690 EMEA
8 FDD 900 GSM 880 – 915 925–960 45 1,4 10 698–960 Global[34]
9 FDD 1800 1749,9–1784,9 1844,9–1879,9 95 5 20 1695–2200 APAC (Asien Pacific)
10 FDD AWS-3 1710–1770 2110–2170 400 5 20 1695–2200 NAR (Nordamerika)
11 FDD 1500Lower 1427,9–1447,9 1475,9–1495,9 48 5 10 1427–1518 Japan
12 FDD 700a 699–716 729–746 30 1,4 10 698–960 NAR (Nordamerika)
13 FDD 700c 777–787 746–756 –31 5 10 698–960 NAR (Nordamerika)
14 FDD 700 PS 788–798 758–768 –30 5 10 698–960 NAR (Nordamerika)
17 FDD 700b 704–716 734–746 30 5 10 698–960 NAR (Nordamerika)
18 FDD 800 Lower 815–830 860–875 45 5 15 698–960 Japan
19 FDD 800 Upper 830–845 875–890 45 5 15 698–960 Japan
20 FDD 800 DD 832 – 862 791–821 −41 5 20 698–960 EMEA (Europe Middle East and Africa)[35]
21 FDD 1500 upper 1447,9–1462,9 1495,9–1510,9 48 5 15 1427–1518 Japan
22 FDD 3500 3410–3490 3510–3590 100 5 20 3400–3800 EMEA (Europe Middle East and Africa)
23 FDD 2000 S-band 2000–2020 2180–2200 180 1,4 20 1695–2200 NAR (Nordamerika)
24 FDD 1600 L-band 1626,5–1660,5 1525–1559 −101,5 5 10 1525–1660,5 NAR (Nordamerika)
25 FDD 1900+ 1850–1915 1930–1995 80 1,4 20 1695–2200 NAR (Nordamerika)
26 FDD 850+ 814–849 859–894 45 1,4 15 698–960 NAR (Nordamerika)
27 FDD 800 SMR 807–824 852–869 45 1,4 10 698–960 NAR (Nordamerika)
28 FDD 700 APT 703–748 758 – 803 55 3 20 698–960 APAC, EU[36][37]
29 FDD 700 d – 717–728 – 3 10 698–960 NAR (Nordamerika)
30 FDD 2300 WCS 2305–2315 2350–2360 45 5 10 2300–2400 NAR (Nordamerika)
31 FDD 450 452,5–457,5 462,5–467,5 10 1,4 5 450–467,5 Global[38]
32 FDD 1500 L-band - 1452–1496 – 5 20 1427–1518 EMEA (Europe Middle East and Africa)
33 TDD TD 1900 1900–1920 – 5 20 1695–2200 EMEA (Europe Middle East and Africa)
34 TDD TD 2000 2010–2025 – 5 15 1695–2200 EMEA (Europe Middle East and Africa)
35 TDD TD PCS Lower 1850–1910 – 1,4 20 1695–2200 NAR (Nordamerika)
36 TDD TD PCS Upper 1930–1990 – 1,4 20 1695–2200 NAR (Nordamerika)
37 TDD TD PCS Center-Gap 1910–1930 – 5 20 1695–2200 NAR (Nordamerika)
38 TDD TD 2600 2570–2620 – 5 20 2496–2690 EMEA (Europe Middle East and Africa)
39 TDD TD 1900+ 1880–1920 – 5 20 1695–2200 China
40 TDD TD 2300 2300–2400 – 5 20 2300–2400 China
41 TDD TD 2600+ 2496–2690 – 5 20 2496–2690 Global
42 TDD TD 3500 3400–3600 – 5 20 3400–3800
43 TDD TD 3700 3600–3800 – 5 20 3400–3800
44 TDD TD 700 703–803 – 3 20 698–960 APAC (Asien-Pazifik)
45 TDD TD 1500 1447–1467 – 5 20 1427–1518 China
46 TDD TD Unlicenced 5150–5925 – 10 20 5150–5925 Global
47 TDD TD V2X 5855–5925 – 10 20 5150–5925 Global
48 TDD TD 3600 3550–3700 – 5 20 3400–3800 Global
49 TDD TD 3600r 3550–3700 – 10 20 3400–3800 Global
50 TDD TD 1500+ 1432–1517 – 3 20 1427–1518 EU
51 TDD TD 1500- 1427–1432 – 3 5 1427–1518 EU
52 TDD TD 3300 3300–3400 – 5 20 3300–3400
53 TDD TD 2500 2483,5–2495 – 1,4 10 2483,5–2495
54 TDD TD 1700 1670–1675 - 1,4 20 1670–1675
65 FDD 2100+ 1920–2010 2110–2200 190 1,4 20 1695–2200 Global
66 FDD AWS 1710–1780 2110–2200 400 1,4 20 1695–2200 NAR (Nordamerika)
67 SDL 700 EU – 738–758 – 5 20 698–960 EMEA (Europe Middle East and Africa) [39](Downlink only)
68 FDD 700 ME 698–728 753–783 55 5 15 698–960 EMEA (Europe Middle East and Africa)[40]
69 SDL DL b38 – 2570–2620 – 5 20 2496–2690
70 FDD AWS4 1695–1710 1995–2020 300 5 20 1695–2200 NAR (Nordamerika)
71 FDD 600 663–698 617–652 −46 5 20 617–698 NAR (Nordamerika)
72 FDD 450 PMR/PAMR 451–456 461–466 10 1,4 5 450–467,5 EMEA (Europe Middle East and Africa)[41]
73 FDD 450 APEC 450–455 460–465 10 1,4 5 450–467,5 APAC (Asien-Pazifik)[42]
74 FDD L-Band 1427–1470 1475–1518 48 1,4 20 1427–1518 NAR (Nordamerika)
75 SDL DL-b50 – 1432–1517 – 5 20 1427–1518 EU
76 SDL DL-b51 – 1427–1432 – 5 5 1427–1518 EU
85 FDD 700 a+ 698–716 728–746 30 5 10 698–960 NAR (Nordamerika)
87 FDD 410 410–415 420–425 10 1,4 5 410–427 EMEA (Europe Middle East and Africa)[43]
88 FDD 410+ 412–417 422–427 10 1,4 5 410–427 EMEA (Europe Middle East and Africa)[44]
103 FDD NB-Iot 787–788 757–758 –30 698–960
  • In Deutschland verwendete Frequenzen
  • Band 32: von Deutscher Telekom und Vodafone (nur Downlink) für LTE verwendet
    Band 8 (LTE900): Telekom (10MHz LTE, 5MHz GSM. Vodafone(5MHz LTE und 5MHz GSM) und Telefonica(5MHz LTE und 5Mhz GSM) [45]
  • In Deutschland von Vodafone für LTE verwendete Frequenzen, auch in CA mit anderen Frequenzen[46]

    • LTE-Situation verschiedener Länder

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    Deutschland

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    Frequenzversteigerung 2010

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    Die Bundesnetzagentur versteigerte[47] vom 12. April 2010 bis zum 20. Mai 2010 Frequenzen in den Bereichen 800 MHz, 1800 MHz (bisher durch die Bundeswehr genutzt), 2 GHz (ehemalige Quam- und Mobilcom-Lizenzen für UMTS) und 2,6 GHz für den drahtlosen Netzzugang zum Angebot von Telekommunikationsdiensten. Die Frequenzen in den Bereichen 800 MHz, 1800 MHz und 2,6 GHz werden von den drei deutschen Mobilfunkanbietern Telekom Deutschland, Vodafone und Telefónica für LTE genutzt. Der Bundesnetzagentur brachte diese Auktion einen Erlös von 4,38 Mrd. Euro.[48]

    Am 30. August 2010 wurden die bis dahin abstrakt zugewiesenen Frequenzen in den Bereichen 800 MHz und 2,6 GHz zugeordnet.[49]

    Frequenzversteigerung 2015

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    Die Bundesnetzagentur versteigerte zwischen dem 27. Mai 2015 und dem 19. Juli 2015 erneut Frequenzen für den Mobilfunk. Diese Frequenzen liegen im Bereich 700 MHz (damals DVB-T), 900 MHz (zurzeit GSM und LTE),[50] 1500 MHz, 1800 MHz (zurzeit LTE und GSM). Die Auktion erbrachte der Bundesnetzagentur einen Erlös von 5,08 Milliarden Euro. Alle drei deutschen Mobilfunknetzbetreiber (Deutsche Telekom, Vodafone und Telefónica) waren als Auktionsteilnehmer zugelassen.[51]

    1800-MHz-Frequenzband (E-UTRA Band 3)

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    Alle deutschen Anbieter verwenden das 1800-MHz-Band für LTE.

    800-MHz-Frequenzband (E-UTRA Band 20, Digitale Dividende der EU)

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    Nutzer Uplink Downlink Preis
    Deutsche Telekom 852–862 MHz 811–821 MHz 1,153 Mrd. €
    Vodafone 842–852 MHz 801–811 MHz 1,210 Mrd. €
    O₂ 832–842 MHz 791–801 MHz 1,212 Mrd. €

    Da Frequenzen im 800-MHz-Bereich für die Fernsehübertragung und zum Beispiel auch drahtlose Mikrofone verwendet werden oder wurden, war die Vergabe der Frequenzen in diesem Bereich umstritten. So kollidierte in München ein gemischter privater sowie in Nürnberg ein RTL-Multiplex des digitalen Antennenfernsehens mit LTE. Während der gemischte private Multiplex auf einen anderen Kanal umzog, beendete RTL seine DVB-T-Ausstrahlung in Nürnberg. Schlecht abgeschirmte Kabelfernsehnetze sorgen für wechselseitige Störungen, da hier der Frequenzbereich bis 862 MHz genutzt wird. Siehe auch Digitale Dividende.

    2,6-GHz-Frequenzband (E-UTRA Band 7 und Band 38)

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    Nutzer Frequenzduplex (FDD) Zeitduplex (TDD)
    Uplink Downlink Preis Uplink+Downlink Preis
    Deutsche Telekom 2520–2540 MHz 2640–2660 MHz 076,228 Mio. € 2605–2610 MHz 08,598 Mio. €
    Vodafone 2500–2520 MHz 2620–2640 MHz 073,464 Mio. € 2580–2605 MHz 44,960 Mio. €
    O2 2540–2570 MHz 2660–2690 MHz 108,085 Mio. € 2570–2580 MHz
    2610–2620 MHz    		 16,502 Mio. €
    16,458 Mio. €

    Verfügbarkeit in Deutschland

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    Derzeit nutzen alle drei deutschen Mobilfunknetzbetreiber die Möglichkeit von LTE.

    Verfügbarkeit von LTE
    Netzbetreiber Laufzeitverträge Prepaid Fremdmarken
    Telefónica ja ja ja
    Telekom ja ja ja
    Vodafone ja ja ja
    Stand: 25. Juli 2021

    Österreich

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    2,6-GHz-Frequenzband (E-UTRA Band 7 und Band 38)

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    Am 20. September 2010 wurde die Frequenzauktion der RTR abgeschlossen. Dabei wurden Frequenzen im 2,6-GHz-Bereich wie folgt vergeben:[52]

    Nutzer Frequenzduplex (FDD) Zeitduplex (TDD) Preis 2010
    Uplink Downlink Uplink+Downlink
    A1 Telekom Austria 2500–2520 MHz 2620–2640 MHz 2595–2620 MHz 13,248 Mio. €
    Magenta Telekom 2520–2540 MHz 2640–2660 MHz – 11,247 Mio. €
    Orange Austria 2540–2550 MHz 2660–2670 MHz – 4 Mio. €
    Hutchison Drei Austria 2550–2570 MHz 2670–2690 MHz 2570–2595 MHz 11,03 Mio. €

    Orange wurde mittlerweile an Hutchison Drei Austria verkauft, deswegen sind auch die Frequenzen von Orange in den Besitz von Hutchison Drei Austria übergegangen.

    800-, 900-, 1800-MHz-Frequenzbänder in Österreich

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    Wie von der RTR 2012 angekündigt, sollte Anfang September 2013 die Versteigerung von 28 Blöcken in den Bändern 800, 900 und 1800 MHz starten. Vor der eigentlichen Auktion konnten Newcomer zwei Frequenzblöcke zu einem niedrigeren Preis ersteigern. Die Auktion erfolgte geheim, erst die Ergebnisse wurden veröffentlicht.[53]

    Streit um Lizenzlaufzeiten: T-Mobile kritisierte, dass mit dieser Versteigerung Frequenzen (800 und 900 MHz) ab 2016 bzw. 2018 neu verfügbar gemacht werden sollten, die noch bis 2019 als GSM-Frequenzen zur Verfügung stehen sollten und für die das Unternehmen Lizenzen bezahlt hatte, die noch mehrere Millionen € Bilanzwert hatten.[54] Am 21. Oktober 2013 wurde bekannt, dass A1 fast 1 Mrd. €, T-Mobile rund 700 Mio. € und Hutchison Drei Austria rund 300 Mio. € zahlen werde. Die ersteigerten Bänder konnten auch bzw. das 800-MHz-Band nur für LTE genutzt werden.[55]

    Ausgang der Auktion:[56]

    MHz A1 Magenta Telekom Hutchison Drei Austria
    800 2×20 2×10 -
    900 2×15 2×15 2×5
    1800 2×35 2×20 2×20
    Total 2×70 2×45 2×25
    Anteil 50 % 32 % 18 %

    In der Auktion 2020 (Laufzeit bis 31. Dezember 2044) erhielten die Netzbetreiber folgen Frequenzblöcke (in MHz):[57]

    MHz A1 Austria Telekom Magenta Telekom Hutchison Drei Austrian
    1500 30 20 30
    2100 25 15 20
    700 20 10

    Schweiz

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    Im Februar 2012 wurden in einer einzigartigen Auktion sämtliche bestehenden und neuen Mobilfunkfrequenzen neu vergeben. Die Konzessionen wurden technologieneutral erteilt, womit in der Schweiz folgende Frequenzbänder potenziell für den Einsatz von LTE geeignet sind:

    Frequenz E-UTRA Band Bandbreite Duplexverfahren Ab LTE-Release Swisscom Sunrise Salt
    800 MHz XX (20) 2×30 MHz FDD Rel. 9 2×10 MHz 2×10 MHz 2×10 MHz
    900 MHz VIII (8) 2×35 MHz FDD Rel. 8 2×15 MHz 2×15 MHz 2×5 MHz
    1800 MHz III (3) 2×75 MHz FDD Rel. 8 2×30 MHz 2×20 MHz 2×25 MHz
    2100 MHz I (1) 2×60 MHz FDD Rel. 8 2×30 MHz 2×10 MHz 2×20 MHz
    2600 MHz VII (7)
    XXXVIII (38)    		 2×70 MHz
    1×50 MHz    		 FDD
    TDD    		 Rel. 8 2×20 MHz
    1×45 MHz    		 2×25 MHz
    –    		 2×20 MHz
    –

    Die neuen Mobilfunkfrequenzen wurden den Unternehmen Swisscom, Sunrise Communications und Salt Mobile zugeteilt und brachten dem Bund rund eine Milliarde Schweizer Franken ein.[58] Die aktuell für LTE eingesetzten Frequenzbänder sind unter Mobilfunkfrequenzen in der Schweiz ersichtlich.

    Im September 2010 schaltete Swisscom in der Stadt Grenchen erstmals ein LTE-Testnetz im Frequenzband 2600 MHz auf. Nach erfolgreich verlaufenem Feldversuch startete Swisscom im November 2011 mit einem LTE-Pilotprojekt im Frequenzband 1800 MHz in der Alpenstadt Davos. Im Dezember 2011 kamen Grindelwald, Gstaad, Leukerbad, Montana, Saas-Fee und St. Moritz/Celerina als weitere Pilotprojekte hinzu. Ab Januar 2012 konnte LTE auch in ausgewählten Swisscom-Shops im Frequenzband 2600 MHz getestet werden.

    Swisscom nahm ihr LTE-Netz am 29. November 2012 als erstes Netz der Schweiz kommerziell in Betrieb. Im Mai 2013 erhöhte Swisscom die maximale Empfangsrate auf 150 Mbit/s und kündigte an, LTE im Juli 2013 auch für Prepaid-Kunden freizuschalten. Das LTE-Netz von Swisscom steht im März 2014 in 1400 Orten zur Verfügung und versorgte bereits 91 % der Bevölkerung. Swisscom führte am 21. Juni 2013 als erster Anbieter der Schweiz LTE-Roaming ein, womit europäische Mobilfunknutzer erstmals LTE-Netze auf anderen Kontinenten nutzen konnten.[59] Gestartet wurde das LTE-Roaming mit Südkorea. Am 16. Juni 2014 führte Swisscom als erster Anbieter LTE advanced in der Schweiz ein. Die Erweiterung war vorerst in den Bahnhöfen Bern und Lausanne verfügbar; ab Juli 2014 wurden weitere stark frequentierte Standorte ausgebaut.[60]

    Am 28. Mai 2013 startete Orange (heute Salt Mobile) als zweiter Mobilnetzbetreiber mit seinem LTE-Netz in 113 Orten und einer Abdeckung von 35 % der Bevölkerung. Als erster Anbieter im Schweizer Mobilfunkmarkt bot Orange LTE auch für Prepaid-Kunden an. Orange erreicht mit seinem LTE-Netz Ende 2014 90 % der Bevölkerung.[61]

    Der Netzbetreiber Sunrise schaltete am 19. Juni 2013 sein LTE-Netz für den kommerziellen Betrieb frei. Während das Netz anfänglich nur 22 % der Bevölkerung versorgte, erreichte es im Dezember 2013 eine Abdeckung von 50 %.[62]

    Spanien

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    In Spanien kam der LTE-Netzausbau anfangs sehr schleppend voran, Telefónica hatte nur LTE-Testnetze in Madrid und Barcelona aufgebaut. Vodafone Spanien startete am 29. Mai 2013 sein LTE-Netzwerk in der Kategorie-4 mit bis zu 150 Megabit/s Empfangs- und 50 Megabit/s Senderate und nutzte die LTE-Frequenzen 1800 MHz und 2600 MHz.[63]

    Weltweit

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    Weltweit werden unterschiedliche Frequenzbänder genutzt:[64]

    • Nordamerika: Hauptsächlich 700 MHz (Band 13/17) (AT&T, Verizon) und 1700/2100 MHz (Band 4) (AT&T, T-Mobile, Verizon); sowie 1900 MHz (Band 2/25) (AT&T, Sprint), sowie 2600 MHz (Band 7) in Kanada (Bell, Rogers)
    • Südamerika: 1700 MHz (Band 4), 1800 MHz, 1900 MHz, 2600 MHz
    • Osteuropa: 800 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, 2300 MHz und 2600 MHz
    • Asia-Pazifik: 850 MHz, 1500 MHz, 1800 MHz, 2100 MHz, 2300 MHz, 2500 MHz
    • Westeuropa, Mittlerer Osten und Afrika: 800 MHz (B20), 900 MHz (B8), 1800 MHz (B3) und 2600 MHz (B7)

    Siehe auch

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    Literatur

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    • Khaled Fazel, Stefan Kaiser: Multi-Carrier and Spread Spectrum Systems: From OFDM and MC-CDMA to LTE and WiMAX. 2. Auflage. Wiley & Sons, Chichester 2008, ISBN 978-0-470-99821-2.
    • Erik Dahlman, Stefan Parkvall, Johan Sköld, Per Beming: 3G Evolution – HSPA and LTE for Mobile Broadband. 2. Auflage. Academic Press, Oxford 2008, ISBN 978-0-12-374538-5.
    • Dan Forsberg, Günther Horn, Wolf-Dietrich Moeller, Valtteri Niemi: LTE Security. 2. Auflage. John Wiley & Sons Ltd, Chichester 2013, ISBN 978-1-118-35558-9.
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    Commons: LTE – Sammlung von Bildern

    Einzelnachweise

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    1. ↑ World’s first LTE demonstration (Memento vom 5. Oktober 2011 im Internet Archive), Nomor Research
    2. ↑ Researchers at Nokia Siemens Networks double the capacity in uplink using Virtual MIMO in LTE networks.
    3. ↑ Nokia Siemens Networks extends #TD-LTE speed record in China
    4. ↑ Ericsson to make world-first demonstration of end-to-end LTE call on handheld devices at Mobile World Congress, Barcelona (Memento vom 9. September 2009 im Internet Archive)
    5. ↑ 250 Mbps Downlink in Super 3G Field Experiment (Memento vom 12. August 2008 im Internet Archive), NTT DoCoMo Achieves
    6. ↑ LG zeigt ersten Nachfolger von UMTS: LTE-Modem mit 100 Mbit/s (Memento vom 27. Januar 2009 im Internet Archive), Allround-pc.com, 19. Dezember 2008
    7. ↑ Achim Sawall: Erste 4G-Mobilfunknetze in Stockholm und Oslo in Betrieb. In: golem.de. 14. Dezember 2009, abgerufen am 7. Juli 2017.
    8. ↑ TeliaSonera: LTE-Offensive in Nordeuropa gestartet. In: onlinekosten.de. Archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 17. April 2015; abgerufen am 7. Juli 2017.
    9. ↑ TeliaSonera reaches 100,000 LTE users; prepares for upsurge this year. In: telegeography.com. Abgerufen am 7. Juli 2017 (englisch).
    10. ↑ LTE Ausbau in Deutschland und Europa. In: Internetanbieter.eu. Abgerufen am 7. Juli 2017.
    11. ↑ Deutsche Telekom nimmt ersten LTE-Sender in Betrieb. In: teltarif.de. Abgerufen am 7. Juli 2017.
    12. ↑ Grünes Licht für 4G: Netztechnik startklar in Brandenburg (Memento vom 13. Mai 2011 im Internet Archive)
    13. ↑ Daniel A. J. Sokolov: LTE in Österreich gestartet. heise online, 20. Oktober 2010, abgerufen am 21. Oktober 2010.
    14. ↑ Kai Spriestersbach: Vodafone bietet erstmals LTE für Endkunden an. ltevertrag.net, 1. Dezember 2010, archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 19. Januar 2012; abgerufen am 17. Dezember 2010.
    15. ↑ Tobias: Vodafone bietet LTE Tarife mit Telefonie an. vodafone-lte.de, 15. März 2011, archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 7. Februar 2011; abgerufen am 30. April 2011.
    16. ↑ LTE-Netzabdeckungskarten: Telekom-Karte, abgerufen am 12. Mai 2016.
    17. ↑ Düsseldorf und Köln mit LTE, ltemap.de, 2. September 2011
    18. ↑ O2 startet LTE-Betrieb, internetanbieter.info, 21. Juni 2012
    19. ↑ LTE Ausbau – Stand Spätsommer 2013. In: lte-vergleich.net. Archiviert vom Original am 23. Februar 2017; abgerufen am 7. Juli 2017.
    20. ↑ Mehr als 70 % des Netzes modernisiert, Vodafone, 26. Mai 2015
    21. ↑ Interview mit Markus Oliver Göbel, Telefónica Deutschland, abgerufen am 29. Mai 2013
    22. ↑ Auch E-Plus startet 2013 mit LTE, SmartChecker.de, 21. Januar 2013
    23. ↑ E-Plus startet Anfang März mit LTE für alle Prepaid- und Vertrags-Kunden, teltarif.de, 20. Februar 2014
    24. ↑ LTE von E-Plus: Telefónica schaltet Netz sukzessive ab
    25. ↑ LTE UE Category and Class Definitions. radio-electronics.com. Abgerufen am 30. August 2013
    26. ↑ LTE-Advanced mit 225 Megabit pro Sekunde bei O2 und Vodafone. In: article. tarifetarife.de, 15. November 2013, abgerufen am 19. November 2013.
    27. ↑ Voice over LTE (VoLTE). In: areamobile.de. Abgerufen am 29. Dezember 2017.
    28. ↑ VoLTE: Alles übers Telefonieren via LTE. In: lte-anbieter.info. Abgerufen am 29. Dezember 2017.
    29. ↑ http://www.itwissen.info/CSFB-circuit-switched-fallback.html
    30. ↑ Urs Mansmann: FAQ LTE: Antworten auf die häufigsten Fragen. 9. Dezember 2017, archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 14. Januar 2018; abgerufen am 13. Januar 2018.
    31. ↑ Christian Hübner: Der Funkstandard LTE (Long Term Evolution). (PDF) In: tu-dresden.de. 30. Januar 2013, S. 7, abgerufen am 7. März 2019.
    32. ↑ https://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/36_series/36.101/36101-h50.zip
    33. ↑ 4G LTE frequency band. Abgerufen am 10. September 2024.
    34. ↑ https://docdb.cept.org/download/1595
    35. ↑ https://docdb.cept.org/download/1558
    36. ↑ https://docdb.cept.org/download/1486
    37. ↑ https://docdb.cept.org/download/1502
    38. ↑ https://docdb.cept.org/download/1486
    39. ↑ https://docdb.cept.org/download/1502
    40. ↑ https://docdb.cept.org/download/1486
    41. ↑ https://docdb.cept.org/download/1486
    42. ↑ https://docdb.cept.org/download/1486
    43. ↑ https://docdb.cept.org/download/1486
    44. ↑ https://docdb.cept.org/download/1486
    45. ↑ https://www.teltarif.de/vodafone-lte-900-mhz/news/79310.html
    46. ↑ https://www.mobiflip.de/vodafone-mobilfunk-frequenzspektrum-in-der-uebersicht/
    47. ↑ Präsentation Ende Frequenzbereich Versteigerung (Memento vom 13. Dezember 2012 im Internet Archive)
    48. ↑ Frequenzvergabeverfahren 2010. (Memento vom 24. August 2018 im Internet Archive) Bundesnetzagentur, abgerufen am 29. September 2017.
    49. ↑ Zuordnung der im Mai ersteigerten Frequenzblöcke, BNetzA
    50. ↑ Markus Weidner: Telekom startet Projekt „LTE überall“. Abgerufen am 30. September 2017.
    51. ↑ Mobiles Breitband. Bundesnetzagentur, abgerufen am 3. Januar 2023.
    52. ↑ RTR – 2600 MHz Spektrum (Memento vom 1. November 2012 im Internet Archive)
    53. ↑ Reuters: LTE-Auktion in Österreich startet im September. In: handelsblatt.com. 26. August 2013, abgerufen am 13. Februar 2015.
    54. ↑ Reuters: T-Mobile bemängelt LTE-Freuqenzauktion in Österreich. In: handelsblatt.com. 2. August 2013, abgerufen am 13. Februar 2015.
    55. ↑ Republik nimmt bei Frequenzauktion zwei Mrd. ein. In: orf.at. 21. Oktober 2013, abgerufen am 13. Februar 2015.
    56. ↑ Bescheid der TKK vom 19. November 2013. In: rtr.at. 19. November 2013, archiviert vom Original am 13. Februar 2015; abgerufen am 13. Februar 2015.
    57. ↑ Frequenzzuteilung. Abgerufen am 13. September 2024.
    58. ↑ Neue Mobilfunkfrequenzen für Orange, Sunrise und Swisscom (Memento vom 22. April 2012 im Internet Archive) beim Bundesamt für Kommunikation (BAKOM), abgerufen am 11. September 2012.
    59. ↑ Vorreiter für Schweizer LTE Roaming (Memento vom 27. Juni 2013 im Internet Archive), Medienmitteilung vom 20. Juni 2013, abgerufen am 27. Juni 2013
    60. ↑ Noch mehr Tempo im Mobilfunk: Swisscom führt LTE advanced ein, swisscom.ch, abgerufen am 20. Juni 2014
    61. ↑ „Orange trotz Umsatzrückgang mit mehr Betriebsgewinn“, nzz.ch, abgerufen am 2. November 2014
    62. ↑ Das Sunrise Mobilfunknetz wächst, sunrise.ch, abgerufen am 7. Dezember 2013
    63. ↑ Archivierte Kopie (Memento vom 15. Mai 2014 im Internet Archive) LTE Ausbau News Spanien 28. Juni 2013
    64. ↑ Ryan Faas: Global LTE Fragmentation Is A Big Problem For Apple. In: cultofmac.com. 23. Mai 2012, abgerufen am 4. Oktober 2017 (englisch).
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