Mobile Broadband - IT Wissen.info

MOBILE BROADBAND 

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Impressum: 

Herausgeber: Klaus Lipinski 

Mobile Broadband 

Copyrigt 2010 

DATACOM-Buchverlag GmbH 

84378 Dietersburg 

Alle Rechte vorbehalten. 

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Informationen. Das E-Book ist 

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auf fremden Websites ins Internet oder 

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Produziert von Media-Schmid 

www.media-schmid.de 

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Inhalt 

3,5. Generation 


3GPP, third generation 

partnership project 

3GPP2, third generation 

partnership project 2 

4. Generation 

802.16m 

DSRC, dedicated short range 

communication 

Diversität 

EDGE, enhanced data 

service for GSM evolution 

EVDO, evolution data optimized 

GPRS, general packet 

radio service 

HC-SMDA, high capacity - 

spatial division multiple access 

HSCSD, high speed circuit 

switched data 

HSDPA, high speed downlink 

packet access 

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HSPA, high speed 

packet access 

HSPA+, high speed packet 

access plus 

HSUPA, high speed uplink 

packet access 

iBurst 

LTE, long term 

evolution 

Mehrantennensystem 

Mehrwegeausbreitung 

MIMO, multiple input 

multiple output 

MISO, multiple input 

single output 

Mobile-WiMAX 

Mobiles Breitband 

MRC, maximum ratio combining 

OFDM, orthogonal frequency 

division multiplex 

OFDMA, orthogonal frequency 

division multiplexing access 

Raumdiversität 

Raummultiplex, RMX 

SIMO, single input 

mutliple output 

SISO, single input 

single output 

Spatial-Multiplexing 

UMB, ultra mobile 

broadband 

UMTS, universal mobile 

telecommunications system 

UMTS-Netz 

UMTS-Standard 

UMTS-Stick 

UMTS-Übertragungsrate 

WiBro, wireless 

broadband 

WCDMA, wideband code 

division multiple access 

WiMAX, worldwide 

interoperability for microwave 

access



3.5G, 3.5 generation 

Generationen der 

Mobilfunknetze 


3.9G, 3.9 generation 

3GPP, third generation 

partnership project 

3 


In die Mobilfunk-Generationen hat man 

nachträglich die 3,5. Generation 

eingefügt. 

Es handelt sich hierbei um die 

paketvermittelten Techniken HSDPA 

und HSUPA, die für UMTS entwickelt 

wurden. Unter 3.5G fallen aber auch 

WiBro und WiMAX, ebenso Digital 

Multimedia Broadcast (DMB) mit ihren 

terrestrischen und satellitengestützten 

Varianten T-DMB und S-DMB. 

Mobilfunknetze sind chronologisch in 

Generationen gegliedert. So gibt es die 

1., 2. und 3. Generation (3G), die jede 

für sich einen Entwicklungssprung 

charakterisiert, der primär durch neue 

Technologien und höhere 

Datenübertragungsraten 

gekennzeichnet ist. So repräsentiert 3G 

UMTS und die Stufe 3,5G die auf 

UMTS aufbauenden High-Speed- 

Techniken HSDPA und HSUPA. 

Mit der 3,9. Generation, die 2007 von der 3GPP standardisiert wurde, erfolgt eine unmittelbare Annäherung 

an die 4. Generation. In 3.9G, auch als Super 3G bezeichnet, werden Datenraten von 100 Mbit/s für das 

Empfangen und von 50 Mbit/s für das Senden von Signalen festgeschrieben. Die dafür verwendete Technik 

basiert auf Long Term Evolution (LTE). Die 3,9. Generation wird in die 4. Generation eingehen. 

Das 3rd Generation Partnership Project (3GPP) ist eine Standardisierungsinitiative, die zwischen 

verschiedenen regionalen Standardisierungs-Organisationen aus Europa, den USA und Asien mit dem Ziel 

geschlossen wurde, die technischen Spezifikationen für Mobilfunknetze der 3. Generation voranzutreiben. 

Das 3GPP-Projekt, an dem auch Industriekonsortien und Unternehmen mitarbeiten, wurde 1998 ins Leben 

gerufen und soll das Funkzugangsnetz (UTRA) und das GSM-Netz weiterentwickeln. Das von 3GPP 

definierte Mobilfunksystem gehört zu IMT-2000. Ein weiteres Projekt von 3GPP ist Long Term Evolution 

(LTE). 

Die 3GPP-Spezifikationen, die von Technical Specification Groups (TSG) erarbeitet werden, beschreiben die 

Kommunikationsprotokolle innerhalb des Funkzugangsnetzes und die lu-Schnittstellen. Diese Protokolle sind 

oberhalb der ATM-Anpassungsschicht (AAL) angesiedelt. Sie bilden die Steuerungsebene zur Signalisierung 

und dem Verbindungsaufbau.


3GPP2, third generation 

partnership project 2 

4. Generation 

4G, fourth generation 

802.16m 

IEEE 802.16m 

4 

3GPP arbeitet eng mit der ITU und ETSI zusammen, die 3GPP-Entwicklungen als Standards übernehmen. 

http://www.3gpp.org 

Das Third Generation Partnership Project 2 (3GPP2) zielt im Gegensatz zu 3GPP auf den 

nordamerikanischen und asiatischen Mobilfunkmarkt. Unter der Bezeichnung 3GPP2 werden die 

Spezifikationen für die Mobilfunknetze der 3. Generation (3G) entwickelt. Die Vereinbarung wurde 1998 

zwischen asiatischen und nordamerikanischen Telekommunikationsverbänden getroffen. Dazu gehören ARIB 

aus Japan, CCSA aus China, TIA aus den Nordamerika, TTA aus Südkorea und TTC aus Japan. 

Mittels 3GPP2 sollen globale Funknetze entwickelt werden, die auf IMT-2000 resp. CDMA2000 basieren. 

Eines der Projekte von 3GPP2 ist Ultra Mobile Broadband (UMB). 

Die Entwicklung der globalen Spezifikationen für die Funktechniken werden unterstützt und standardisiert von 

der ANSI, TIA und EIA. 

http://www.3gpp2.org 

Nach der Einführung der 3G-Mobilfunksysteme, die im Wesentlichen von UMTS geprägt sind, werden die 

Systeme der vierten Generation konzipiert. Sie stehen unter dem Motto “Always best connected” und 

“Beyond 3G”. 

Die 4G-Systeme sollen dem Endanwender Bandbreiten von bis zu 1 Gbit/s im Nahbereich und bis zu 100 

Mbit/s im Fernbereich zur Verfügung und eine verbesserte Leistungsfähigkeit zur Verfügung stellen. Systeme 

der vierten Generation basieren dabei auf einem Kernnetz und einer gemeinsamen IP-gestützten Plattform 

für den Medienzugang. Zu den Mobilfunksystemen der 4. Generation gehören WLANs nach 802.11n, 

Broadband Wireless Access (BWA) nach 802.16m, Long Term Evolution (LTE) von UMTS, Ultra Mobile 

Broadband (UWB), HC-SDMA, iBurst und EVDO. 

Die zukünftigen Mobilfunksysteme arbeiten über horizontales und vertikales Handover, das bedeutet systemund 

schichtenübergreifend. Ziel der 4G-Aktivitäten ist es, allen Benutzern weltweit die gesamte Dienstvielfalt 

netzübergreifend anzubieten. 

Die 4G-Aktivitäten werden von den weltweit größten Mobilfunkanbietern unter der Bezeichnung Next 

Generation Mobile Network (NGMN) vorangetrieben. Zu den Gründungsmitgliedern der NGMN-Initiative 

gehören T-Mobile, Vodafone, Orange, China Mobile, KPN und NTT DoCoMo. 

http://www.ngmn.org 

Die im Jahr 2007 aktiv gewordene Arbeitsgruppe 802.16m, Advanced Air Interface, befasst sich mit der 

Definition eines Hochgeschwindigkeits-Funkstandards mit Übertragungsraten von bis zu 1 Gbit/s im mobilen 

Betrieb mit sich langsam bewegenden Teilnehmern. Diese Betriebsart nennt sich Nomadic respektive High 

Efficiency/Strong Signal Mode. 

Im High Mobility Mode bei einer Fahrgeschwindigkeit von 250 km/h soll die Datenrate für die mobilen 

Terminals noch 100 Mbit/s betragen. 1 Gbit/s soll bei geringer Bewegungsgeschwindigkeit möglich sein. 

Weitere Anforderungen liegen in der Größe der Funkzelle, die einen Durchmesser von 30 km haben soll, 

darüber hinaus soll es sich um ein All-IP-Konzept handeln, als Zugangsverfahren wird OFDMA verwendet und 



DSRC, dedicated short range 

communication 

Diversität 

diversity 

Mehrantennensysteme 

5 

als Mehrantennenkonzept MIMO. Des Weiteren soll die gängige Bitdichte von 1:5 auf 1:8 erhöht werden. 

802.16m ist kompatibel zu 802.16e und setzt auf flexible Bandbreiten mit 5 MHz, 7 MHz, 8,75 MHz, 10 MHz 

und 20 MHz. 

Unter Dedicated Short Range Communication (DSRC) versteht man funkgestützte sicherheitsrelevante und 

private Dienste, die in der Automotive-Technik von mobilen Stationen ausgeführt werden können. Die Federal 

Communications Commission (FCC) hat für die DSRC-Dienste das Frequenzband von 5,85 GHz bis 5,925 

GHz zugeteilt. In den entsprechenden Telematikstandards wird die drahtlose Fahrzeug-Fahrzeug- und die 

Fahrzeug-Straße-Kommunikation einfließen, also die Car-to-Car-Kommunikation (C2C) und die Car-to- 

Infrastructure-Kommunikation (C2I). Darüber hinaus kann die DSRC-Technik in existierenden Technologien 

der Unterhaltungselektronik und in Abrechnungssystemen für die Straßenbenutzungsgebühren oder die 

Wartungskontrollen für die Fahrzeuge eingesetzt werden. 

Die DSRC-Standardisierungsansätze der Amerikaner, Europäer und Japaner sind unterschiedlich, weswegen 

die ISO mit dem Standardisierungsprojekt CALM versucht einen weltweit einheitlichen Standard zu 

entwickeln. 

Diversität bedeutet Vielfalt. In der Funktechnik gibt es diverse Diversitäts-Verfahren, die den zur Verfügung 

stehenden Funkübertragungsweg vielfältig ausnutzen. Das Diversity kann sich auf die 

Übertragungsfrequenzen, auf Mehrantennensysteme 

oder den Informationsinhalt beziehen, man spricht dann 

auch von Frequenz-, Antennen-, Receiver- und 

Raumdiversität. 

Bei der Funkübertragung besteht die Möglichkeit die 

gleiche Information gleichzeitig von mehreren Antennen 

aus zu übertragen. Diese Antennen-Diversity wird bei 

MIMO umgesetzt. Ähnlich arbeiten die 

Gleichwellennetze, die die gleiche Information über 

mehrere Sender ausstrahlen. Ein anderer Diversitäts- 

Ansatz nutzt die Ausstrahlung der gleichen Information 

auf unterschiedlichen Frequenzen oder, wie das Spatial- 

Multiplexing, die räumliche Dimension. Des Weiteren 

gibt es Diversity-Verfahren, die mehrere Techniken 

miteinander kombinieren. So werden bei der STBC- 

Codierung zusätzlich zur spektralen Dimension noch die 

zeitliche und die räumliche Komponente ausgenutzt, 

indem die Signale zeitlich versetzt von mehreren 

Antennen ausgestrahlt werden. Diese Technik heißt 

STBC-Codierung, tritt anstelle der zeitlichen Komponente 

die frequenzmäßige, dann handelt es sich um SFBC. 



EDGE, enhanced data 

service for GSM evolution 


von EDGE 

6 

Die Diversity-Techniken verbessern die Übertragungsqualität und nutzen die vorhandene Funkstrecke 

effizienter aus. Sie eignen sich ideal für mobile Empfangseinrichtungen, die sich in fahrenden Zügen und 

Kraftfahrzeugen befinden. So verbessert sich beispielsweise der Empfang bei zwei Empfangsantennen um 

5 dB bis 9 dB bei einer Reduzierung der Fehlerrate um 50 %. 

Enhanced Data Service for GSM Evolution (EDGE) ist ein Mobilkommunikationssystem, das wie HSCSD und 

GPRS auf die bestehende GSM-Infrastruktur aufsetzt. Es zeichnet sich durch höchste Übertragungsraten aus 

und ist konzeptionell ausgerichtet für mobile Echtzeitanwendungen wie Video- oder Internettelefonie. Im 

Gegensatz zu HSCSD und GPRS, bei denen die Übertragungsgeschwindigkeit durch Optimierung der 

Fehlerkorrektur erhöht wird, setzt EDGE bereits bei der Modulation an um eine höhere Datenrate zu 

erreichen. EDGE arbeitet mit einer Phasenumtastung (8PSK), mit der acht Symbole übertragen und damit die 

Übertragungsgeschwindigkeit eines GSM-Kanals auf bis zu 59,2 kbit/s erhöht werden kann. Bei diesem 

Verfahren werden drei Bits gleichzeitig in einer Gruppe übertragen, wobei der Träger zwischen acht 

verschiedenen Phasenlagen wechselt. Im Gegensatz dazu wird mit dem bestehenden GSMK-Verfahren, das 

adaptiv bei stark gestörten Verbindungen eingesetzt wird, nur ein Bit pro Übertragungsschritt übertragen. 

Je nach 

Übertragungsverfahren 

ergeben sich mit GMSK- 

Modulation 

Übertragungsraten 

zwischen 8,8 kbit/s pro 

Kanal und 17,2 kbit/s pro 

Kanal, bei der 

Phasenumtastung (8- 

PSK) liegen die Werte 

zwischen 22,4 kbit/s pro 

Kanal und 59,2 kbit/s pro 

Kanal. Das bedeutet, 

dass man bei Nutzung aller acht Kanäle mit GMSK im Übertragungsmodus mit dem Modulation and Coding 

Scheme (MSC4) eine maximale Datenübertragungsrate von 137,6 kbit/s erzielen kann. Dieser Wert erhöht 

sich bei 8-PSK-Modulation im MSC9-Nodus auf eine maximale Übertragungsrate von 473,6 kbit/s. Diese 

Werte können nur bei störungsfreiem stationärem Betrieb in Nähe der Sendeeinrichtung erreicht werden. 

Der paketorientierte Teil des EDGE-Standards ist der Enhanced General Packet Radio Service, EGPRS, als 

Nachfolger von GPRS. 

EDGE stellt die letzte Stufe des geplanten Ausbaus vorhandener GSM-Netze dar. Auf Seite der 

Netzbetreiber sind Änderungen im Funknetz und Erweiterungen von vorhandenen GPRS-Einrichtungen 

erforderlich. 

EDGE bildet die Vorstufe für WCDMA und UMTS, wobei nicht sicher ist, ob alle Mobilfunknetzbetreiber ihre 

Netz-Infrastruktur auf EDGE umrüsten, da wesentliche Netzkomponenten ausgetauscht werden müssen. 



EVDO, evolution data 

optimized 

Entwicklung der Datenraten in der 

Mobilkommunikation 

7 

Evolution Data Optimized (EVDO), EV-DO oder 1xEVDO ist eine drahtlose Breitband-Zugangstechnik der 3. 

Generation (3G), die keinen WiFi-Hotspot benötigt, da das mobile Endgerät selbst der Hotspot ist. Die 

EVDO-Technik benutzt vorhandene Mobilfunk-Infrastrukturen wie CDMA2000 und bietet Roaming zwischen 

den Funkzellen Zugang zum Internet, ohne, dass man einen Hotspot suchen müsste. So hat man mit EVDO 

beispielsweise in Zügen oder Autos direkten Zugang zum Internet. Die mittlere Downlink-Geschwindigkeit 

liegt bei stationärem Betrieb bei über 2 Mbit/s, bei mobilem zwischen 400 kbit/s und 700 kbit/s. Die 

Datenraten für den Uplink liegen zwischen 60 kbit/s und 100 kbit/s. 

Ursprünglich wurde EVDO von Qualcomm so entwickelt, dass es die Anforderungen an IMT-2000 erfüllte. 

Dazu gehörte die Datenrate von über 2 Mbit/s für den Downlink im stationären Betrieb. Nach der Ratifizierung 

von EVDO durch die International Telecommunication Union (ITU) wurde es in 1xEV-DO umbenannt, was für 

“1x Evolution-Data Only” steht und die direkte Evolution zur standardisierten Luftschnittstelle 1xRTT aufzeigt. 

Wobei die EVDO-Kanäle ausschließlich Daten übertragen. 

EVDO, das in verschiedenen Ländern von Sprint und Verizon angeboten wird, eignet sich gleichermaßen für 

den beruflichen und persönlichen Einsatz. Bei einem Notebook muss lediglich eine EVDO-Karte eingesteckt 

werden, der Teilnehmer ist dann im Always-on-Betrieb. 



GPRS, general packet 

radio service 


von GPRS 

8 

Beim General Packet Radio Service (GPRS) handelt es sich um eine Datenübertragung mit 

Datenpaketvermittlung über GSM. Da GPRS im Gegensatz zu HSCSD paketorientiert arbeitet, können sich 

mehrere Datenpakete mit unterschiedlichen Zieladressen einen Übertragungskanal dynamisch teilen, 

wodurch die Netzressourcen gegenüber HSCSD wesentlich effizienter genutzt werden. Gleichzeitig ist eine 

Tarifierung nach dem Übertragungsvolumen möglich. 

Bedingt durch vier verschiedene Codierschemen (CS) lassen sich die Übertragungsgeschwindigkeit und die 

Übertragungsgüte aufeinander abstimmen. Die Übertragungsraten liegen bei CS1 bei 9,05 kbit/s je Timeslot, 

bei CS2 bei 13,4 kbit/s, bei CS3 bei 15,6 kbit/s und bei CS4 bei 21,4 kbit/s, wobei bei höheren Datenraten 

der Aufwand für die Fehlerkorrektur verringert wird. 

Zur Steigerung der Übertragungsgeschwindigkeit wird in GPRS-Netzen die Technik der Kanalbündelung 

genutzt. Im Codierschema 4 (CS4) mit einem Datendurchsatz von 21,4 kbit/s pro Kanal, ergibt sich bei der 

Kanalbündelung aller acht Kanäle eine Gesamtdatenrate von 171,2 kbit/s. In dieser Betriebsart werden 

allerdings längere Datenblöcke übertragen, was eine Anpassung der ABIS-Schnittstelle zwischen Base 

Station Controller (BSC) und Basisstation (BS) erforderlich macht. 

In der Praxis erwartet man eine mittlere Datenraten von 58 kbit/s, die auf vier Zeitschlitzen basiert. Die 

Anpassung der Übertragungsgeschwindigkeit erfolgt dynamisch in Abhängigkeit der HF- 

Übertragungseigenschaften durch Umschaltung zwischen den Codierschemen. 

Bei GPRS gibt es zwei Dienstkategorien: die Punkt-zu-Punkt-Verbindung (PTP, PP) und die Punkt-zu- 

Mehrpunkt-Verbindung (PTM, PMP). PTP-Dienste übertragen IP-Pakete zwischen zwei Benutzern, PTM- 

Dienste unterstützen die Datenübermittlung von einem Absender zu einer Empfängergruppe, die sich zu 

einer bestimmten Zeit in einem Gebiet aufhält. Der GPRS-Teilnehmer kann sich für beide Gruppen 

registrieren lassen. Bei dem PTM-Dienst unterscheidet man noch zwischen dem Multicast-Betrieb (PTM-M) 

und dem Gruppenruf, PTM-GC (Group Call). Bei Multicast werden die Daten an alle in alle Regionen 

übertragen, die der Absender angegeben hat. Beim Gruppenruf gehen die Informationen nur an eine 

bestimmte Teilnehmergruppe. 

Da GPRS-Handys neben der Datenübertragung auch die GSM-Funktionalität zum Telefonieren unterstützen, 

wird es für die Endgeräte mehrere 

Terminal-Klassen geben. Mit den 

technisch aufwändigen Geräten 

der A-Klasse kann man 

gleichzeitig telefonieren und Daten 

übertragen. Bei Geräten der 

Klasse B hingegen muss die 

Datenübertragung zur Annahme 

eines Telefonates unterbrochen 

werden. Bei der Klasse C muss 

die Betriebsart GSM/GPRS vor 

dem Verbindungsaufbau 

festgelegt werden, da sie während 



HC-SMDA, high capacity - 

spatial division multiple 

access 

HSCSD, high speed circuit 

switched data 


von HSCSD 

HSDPA, high speed downlink 

packet access 

9 

des Betriebs nicht mehr geändert werden kann. 

GPRS-Netze werden auf den vorhandenen GSM-Netzen betrieben, wobei die Übertragungsgeschwindigkeit 

von verschiedenen Faktoren wie der Übertragungskapazität des Funknetzes und der Anzahl der Nutzer 

abhängt. Es wurde speziell für die Anforderungen an die mobile Datenkommunikation mit Blick auf das Mobile 

Office entwickelt. 

High Capacity - Spatial Division Multiple Access (HC-SDMA) ist ein von Alliance of Telecommunications 

Industry Solutions (ATIS) standardisiertes Mehrfachzugangsverfahren, das im GSM-Standard, in iBurst und 

IEEE 802.20 eingesetzt wird. 

HC-SDMA unterstützt als Zugangsverfahren eine breitbandige Funkverbindung für stationäre, tragbare und 

mobile Computer. Es arbeitet mit einem intelligenten Antennen-Array mit dem die HF-Abdeckung und die 

Übertragungskapazitäten wesentlich verbessert werden. Das Empfangsgerät kann sich auch mit der 

Geschwindigkeit eines Autos oder Zugs bewegen. 

In dem Zugangsprotokoll HC-SDMA werden alle HF-Eigenschaften der Sende- und Empfangseinrichtung 

spezifiziert, die Übertragungsfrequenzen, die Sendeleistung und die Empfangsfeldstärke, die 

Störemissionen und die Pulsformung. Hinzu kommen die Framestrukturen für die verschiedenen Bursttypen, 

für den Uplink- und Downlink-Traffic, das Paging und den Broadcast. Ferner werden die Modulation und die 

Vorwärts-Fehlerkorrektur (FEC), das Interleaving und das Scrambling spezifiziert, außerdem alle Kanalrelevanten 

Parameter sowie das Error Recovery. 

Die Datenraten von HC-SDMA liegen bei 1 Mbit/s pro Endgerät und sollen auf 5 Mbit/s erhöht werden. 

HSCSD setzt auf GSM auf und bündelt maximal acht 

Zeitschlitze zu einem einzigen Übertragungskanal. Dies ergibt 

bei einer Datenübertragungsrate von 9,6 kbit/s pro Kanal eine 

Gesamtdatenrate von 76,8 kbit/s. Setzt man als 

Datenübertragungsrate 14,4 kbit/s pro Zeitschlitz an, die mit 

einem effizienteren Fehler-korrekturverfahren erreicht werden 

kann, dann ergibt sich daraus eine Gesamtdatenrate von 

115,2 kbit/s. 

Das HSCSD-Verfahren hat den Nachteil, dass immer 

komplette Kanäle reserviert sind und daher dem einzelnen 

Nutzer relativ viel Übertragungskapazität zur Verfügung steht. 

Die Kanalbündelung hat auch Auswirkungen auf die Hardware 

der Endgeräte: der Kunde benötigt neue Handys. 

HSCSD kann sowohl im 960-MHz-Bereich übertragen werden, als auch im 1,8-GHz-Bereich. 

High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) und High Speed Uplink Packet Access (HSUPA) sind 

Erweiterungen des UMTS-Standards hin zu höheren Übertragungsgeschwindigkeiten. HSDPA für das 

Downlink, HSUPA für das Uplink. 



HSDPA und HSUPA für den Downund 

Uplink im 

UMTS-Netz 

HSPA, high speed 

packet access 

10 

Die von 3GPP definierte HSDPA- 

Technik arbeitet mit paketbasiertem 

Datendienst in WCDMA, dem von der 

ETSI standardisierten breitbandigen 

Zugangsverfahren für Mobilfunknetze der 

3.5 Generation (3.5G). Die Datenrate für 

die Downlink-Übertragung liegt zwischen 

8 Mbit/s und 10 Mbit/s; für MIMO 

(Multiple Input Multiple Output) sogar bei 

20 Mbit/s bei einem 5 MHz breiten 

Übertragungskanal. Die Architektur von 

HSDPA hat eine parallele Struktur, die 

einen hohen Datendurchsatz bei 

niedrigen Taktraten ermöglicht. HSDPA 

arbeitet mit einer verbesserten 

Modulationstechnik, einer Kombination aus QPSK und Quadraturamplitudenmodulation (16QAM), mit der in 

Verbindung mit einer speziellen Kompression, dem so genannten Turbo Codec, 

Datenübertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 21,6 Mbit/s erreicht werden. Zur Erhöhung der Datenrate 

werden auch Diversitäts-Verfahren eingesetzt, so als Antennen- oder Receiver-Diversität. Darüber hinaus 

zeichnet sich HSDPA durch extrem kurze Antwortzeiten aus, die bei 2 ms liegen kann. 

Der Vorteil von HSDPA gegenüber dem schnelleren WiMAX liegt in der Infrastruktur. HSDPA ist für mobile 

Anwendungen ausgelegt und benötigt bei Handys lediglich einen Software-Download, bei Notebooks 

zusätzlich HSDPA-Karten um in den vorhandenen UMTS-Netzen arbeiten zu können, WiMAX hingegen 

benötigt eine vollkommen neue Infrastruktur. 

Für HSDPA, das in die Standards von 3GPP eingegangen ist, wurde die 3.5 Generation (3,5G) der 

Mobilfunknetze definiert. 

High Speed Packet Access (HSPA) ist eine Weiterentwicklung von UMTS. Es verwendet die gleichen 

Frequenzbänder wie UMTS und kennt die drei Übertragungstechniken HSDPA, HSUPA und HSOPA. Diese 

übertragungstechnischen Aufrüstungen setzen auf der UMTS-Technik auf und benutzen deren Infrastruktur. 

Ziel von High Speed Packet Access (HSPA) ist die Erhöhung der Datenrate, die Ausweitung der Netzwerk- 

Kapazität und die Beschleunigung des Zugriffs auf Datendienste. Mit dieser Technik können 

Mobilfunkbetreiber paketvermittelte Hochgeschwindigkeitszugänge im Uplink und Downlink realisieren. Die 

HSPA-Technik kommt all jenen zugute, die in beiden Übertragungsrichtungen hohe Datenraten und eine 

schnelle Interaktion zwischen Downlink und Uplink benötigen. Dazu gehören beispielsweise 

Videokonferenzen, IP-Telefonie und Mobile Office. Die Datenraten erreichen im Downlink zum Endgerät 14,4 

Mbit/s, im Uplink 5,76 Mbit/s. 

Zu den von HSPA benutzten Techniken gehört u.a. das schnelle Datenübertragungsprotokoll HARQ (Hybrid 

Automatic Repeat Request), bei dem der Empfänger fehlerhaft empfangene Datenpakete direkt neu 



HSPA+, high speed packet 

access plus 

HSUPA, high speed uplink 

packet access 

iBurst 

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anfordert. Die Anforderungszeit ist mit 2 ms wesentlich kürzer als die von UMTS, wo sie 10 ms beträgt. 

HSPA nutzt den UMTS-Übertragungsrahmen mit einer Länge von 10 ms und 15 Zeitschlitzen. Es werden 

lediglich Subframes von je 2 ms und 3 Zeitslots eingeführt. 

Als leistungsfähigere Variante von HSPA hat 3GPP HPSA+ standardisiert. 

High Speed Packet Access Plus (HSPA+) ist eine leistungsfähigere Variante von HSPA, die von 3GPP 

standardisiert wurde. Im Gegensatz zu HSPA, das im Downlink als HSDPA Datenraten bis zu 10 Mbit/s bietet, 

bringt es der Downlink von HSPA+ auf 28 Mbit/s und der Uplink auf 11 Mbit/s, anstelle von 1,5 Mbit/s bei 

HSUPA. Die höheren Datenraten von HSPA+ wirken sich in einer verkürzten Pingzeit aus und sind ideal für 

alle datenintensiven mobilen Anwendungen. 

Mit HSPA+ wird ein kontinuierlicher Übergang von der Mobilfunknetzen der 3,5. Generation zu denen der 4. 

Generation mit Long Term Evolution (LTE) geschaffen. 

HSPA+, das ebenso wie HSPA die UMTS-Infrastruktur benutzt, arbeitet mit einem Mehrantennensystem 

nach dem MIMO-Verfahren und verwendet als Codierung die Quadraturamplitudenmodulation, im Downlink 

als 64QAM und im Uplink als 16QAM. 

High Speed Uplink Packet Access (HSUPA) ist eine Ergänzung von UMTS mit der das Third Generation 

Partnership Project (3GPP) die Übertragungsraten für den Upstream in UMTS-Netzen erhöht. Die Datenraten 

von HSUPA liegen mit 1,0 Mbit/s bis 1,5 Mbit/s unter denen der Downstream-Technik HSDPA. Sie können 

aber mit speziellen Techniken wie dem Enhanced Uplink (EUL), dessen Übertragungskanal mit Enhanced 

Uplink Channel (EUCH) bezeichnet wird, auf Übertragungsraten bis zu 5,76 Mbit/s erhöht werden. 

HSUPA hat einen Enhanced Uplink Channel für Daten, E-DCH, mit drei weiteren Signalisierungskanälen für 

das Downlink, die die erhöhte Datenrate von HSUPA unterstützen: In dem E-HICH, E-DCH HARQ Indicator 

Channel, wird die Übertragung von dem UMTS-Handy in dem E-DCH zu bestätigt. Der E-AGCH, der E-DCH 

Absolute Grant Channel, zeigt der UMTS-Mobilstation die mögliche Datenrate im Uplink an und die zulässige 

Sendeleistung. Über den dritten Signalisierungskanal E-RGCH, was für E-DCH Relative Grant Channel steht, 

kann die Uplink-Datenrate erhöht oder reduziert werden. 

Ziel der HSPA-Aktivitäten ist es die beiden Dienste HSDPA und HSUPA in UMTS-Netzen zu kombinieren. 

Damit könnten dann Anwendungen realisiert werden, die in beiden Übertragungsrichtungen hohe Datenraten 

benötigen, wie Videokonferenzen oder E-Mails mit großem Anhang. 

Generell sind für HSDPA und HSUPA entsprechende UMTS-Handys mit Datenkarte erforderlich. 

iBurst ist eine von mehreren Hochgeschwindigkeits-Mobilfunktechnologien für breitbandige Internet-Zugänge. 

Sie wird ebenso wie WiMAX, WiBro, Long Term Evolution (LTE), Ultra Mobile Broadband (UMB) oder 

HiperMAN der 4. Generation an Mobilfunksystemen zugeordnet. Alle diese Techniken unterscheiden sich in 

ihrem Ansatz und ihrer Anwendung, manche nur marginal und stehen somit im Wettbewerb untereinander. 

Alle Hochgeschwindigkeits-Mobilfunktechnologien erreichen ihre hohen Datenraten durch 

Bandbreitenoptimierung, durch optimierte Zugangs- und Modulationsverfahren und durch Antennen-Arrays 

und MIMO-Technik. 



LTE, long term 

evolution 

Die Entwicklung der Datenraten von 

UMTS, HSPA und LTE 

12 

Als Funktechnik benutzt iBurst ein Technik mit adaptiven Antennen-Arrays, Mehrträgermodulation und das 

Mehrfachzugangsverfahren HC-SDMA. Mit diesen Techniken erzielt iBurst hohe Datenraten, 

Übertragungskapazitäten, eine hohe Portabilität und hat jederzeit und überall einen breitbandigen Internet- 

Zugang. Darüber können Echtzeitdarstellungen, volumenreiche Downloads und Browsing realisiert werden. 

Innerhalb des Funkbereichs einer Basisstation sind iBurst-Geräte permanent mit dieser verbunden. Auch der 

Wechsel von einer Funkzelle in eine andere erfolgt unterbrechungsfrei. 

iBurst wurde von der Firma ArrayComm entwickelt und High Capacity Spatial Division Multiple Access (HC- 

SDMA) von der Alliance of Telecommunications Industry Solutions (ATIS) standardisiert. Es ist seit 2004 in 

verschiedenen Ländern verfügbar, darunter die USA, Kanada, einige europäische und mehrere afrikanische 

Länder und im mittleren Osten. 

http://www.iburst.org 

Den verschiedenen Techniken der Mobilkommunikation werden Generationen zugeordnet. So gehört GSM 

der 2. Generation (2G) an, UMTS der dritten (3G) und HSDPA wird der 3,5. Generation zugeordnet. Long 

Term Evolution (LTE) ist als Nachfolgetechnik von UMTS und HSDPA anzusehen. Sie hat daher die 

chronologische Einordnung als 4. Generation (4G), ebenso wie Mobile-WiMAX und Ultra Mobile Broadband 

(UMB), das die gleichen Datenraten bietet wie Long Term Evolution. Alle 4G-Techniken konkurrieren um den 

Markt des Mobile Broadband, des mobilen Breitbands. Long Term Evolution wird dabei von den großen 

Betreibern der UMTS-Netze priorisiert, die sich weltweit zur LTE-Technologie bekannt haben. LTE ist damit 

weltweit der erste einheitliche Mobilfunkstandard. 

Die Standardisierung der LTE-Technik ist in 3GPP als Release 8 definiert. Diese Technik kann in Verbindung 

mit MIMO und OFDMA Spitzendatenraten von 100 Mbit/s im Downlink empfangen. Neben der höheren 

Datenrate nutzt die LTE-Technik den zur Verfügung stehende Frequenzbereich effizienter aus. Im Uplink 

werden Datenraten von 50 Mbit/s vom 

Mobilgerät zur Basisstation erreicht. Die 

hohen Datenraten werden durch Zuweisung 

von verschiedenen Bandbreiten erzielt. So 

können Bandbreiten von 1,25 MHz, 1,6 MHz, 

2,5 MHz, 3 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz und 

20 MHz flexibel zugewiesen werden. 

Weiterhin steigert die in LTE angewandte 

MIMO-Technik den Antennengewinn und 

erhöht die Empfangsleistung, weil bei dieser 

Technik mehrere Antennen in Gruppen 

zusammengefasst werden. Jede 

Verdoppelung der Antennenzahl verursacht 

einen um 3 dB höheren Empfangspegel, 

wenn die Antennensignale miteinander 

verknüpft sind und eine Wellenüberlagerung 



Entwicklung der mobilen 

Hochgeschwindigkeitstechnologien 


multiple antenna system 


13 


erfolgt. Ein 4x4-Antennen- 

Array hat somit eine um 3 

dB höhere 

Empfangsleistung als ein 

2x2-Antennen-Array. 

Darüber hinaus bietet das 

MIMO-LTE-Konzept eine 

verbesserte Unterdrückung 

von Interferenzen und eine 

bessere 

Verbindungsqualität. 

Long Term Evolution (LTE) 

arbeitet auf der physikalischen Ebene im Downlink mit OFDM als Zugangsverfahren, diese Technik wird auch 

als High Speed OFDM Packet Access (HSOPA) bezeichnet. Im Uplink kommt das Zugangsverfahren Single 

Carrier Frequency Division Multiple Access (SC-FDMA) zum Einsatz. 

Long Term Evolution ist so konzipiert, dass es als Upgrade von vorhandenen Mobilfunktechnologien 

angesehen werden kann, so von CDMA2000 und EVDO. 

Um in Funksystemen höhere Empfangsfeldstärken und 

Datenraten zu erzielen, gibt es mit der Raumdiversität 

eine Technik, die die Mehrwegeausbreitung der 

Funksignale nutzt, mit Spatial-Multiplexing oder 

Diversitäts-Verfahren arbeiten oder auch mit sende- und 

empfangsseitigen Antennen-Arrays, so genannten 

Mehrantennensystemen. 

Generell erfolgt eine funktechnische Übertragung 

zwischen einem Sender und einem Empfänger in der 

Form, dass der Sender das HF-Signal von einer Antenne 

abstrahlt und der Empfänger eine Antenne für den 

Empfang hat. Für solche Systeme gibt es das Akronym 

SISO, das für Single Input Single Output steht. 

Eine Erhöhung der Empfangsfeldstärke kann bereits 

durch zwei oder mehr Empfangsantennen erfolgen. Man 

spricht dann von SIMO, Single Input Multiple Output. 

Werden anstelle einer Sendeantenne mehrere Antennen 

zur Abstrahlung des HF-Signals eingesetzt, spricht man 

von MISO, Multiple Input Single Output. Werden sowohl 

für die senderseitige Abstrahlung als auch für die 

Empfangsseite mehrere Antennen eingesetzt heißen die


Mehrwegeausbreitung 

multipath propagation 

MIMO, multiple input 

multiple output 

MIMO-Verfahren 

Sende- und empfangsseitiges 

Antennen-Array von MIMO 

14 

Systeme MIMO, Multiple Input Multiple Output. 

Bei den Mehrantennensystemen senden alle Sender die Signale an alle Empfänger. So erhält bei einem 

Drei-Antenennsystem die erste Empfangsantenne die Summe der Signalanteile h11, h12 und h13, die 

zweite h21, h22 und h23 und die dritte Empfangsantenne empfängt Anteile von h31, h32 und h33. Sind die 

Matrixen bekannt, dann können aus diesen die Sendesignale berechnet werden. Die Matrixelemente werden 

regelmäßig durch einen Pilot-Ton gemessen und optimiert. Dies ist erforderlich weil sich die Übertragung auf 

der Funkstrecke und damit die Empfangsbedingungen geändert haben können. 

Mit diesen Mehrantennensystemen kann die Bandbreite effizienter genutzt und die Datenrate auf 20 bit/Hz bis 

40 bit/Hz erhöht werden. 

Unter eine Mehrwegeausbreitung versteht man die Ausbreitung von ungerichteten Funkfrequenzen. Solche 

ungerichtete Funkfrequenzen breiten sich beim Senden in verschiedene Richtungen aus und legen durch 

Beugung, Brechung, Fading und Reflexion unterschiedlich lange Wege zurück, bevor sie beim Empfänger 

mit unterschiedlichen Phasenlagen eintreffen. Die einzelnen Phasenlagen der Eingangsfrequenzen bilden 

sich am Empfängereingang als Interferenzen aus, die sich in starken Feldstärkeschwankungen bemerkbar 

machen. 

Bei der Mehrwegeausbreitung werden die durch die unterschiedlichen Laufzeiten bedingten 

Phasenverschiebungen minimiert und erzielen dadurch eine effizientere Ausnutzung der zur Verfügung 

stehenden Frequenzbereiche. Mit der Mehrwegeausbreitung können die knappen Ressourcen an Bandbreite 

und Sendeleistung optimal ausgenutzt werden. 

Mehrwege bedeutet in diesem Zusammenhang das parallele Aussenden der gleichen Information über 

Mehrantennensysteme, die Aussendung der gleichen Information über verschiedene Trägerfrequenzen 

oder verschiedener Informationen über verschiedene Trägerfrequenzen, wie beim Spatial-Multiplexing. Bei 

der STBC-Codierung werden mehrere Dimensionen, die räumliche, die spektrale und die zeitliche 

miteinander verknüpft. 

Das MIMO-Verfahren (Multiple Input Multiple Output) ist vergleichbar dem von Bell entwickelten Blast- 

Verfahren. Es handelt sich 

um ein 

Mehrantennensystem bei 

dem identische 

Funkfrequenzen gleichzeitig 

über ein intelligentes 

Antennen-Array 

ausgesendet und von einem 


empfangen werden. 

Die Grundüberlegung dabei 

ist eine Vervielfachung der 



MISO, multiple input 

single output 


15 

Funkstrecken durch Mehrwegeausbreitung. Das räumlich verteilte Antennen-Array strahlt von allen Antennen 

dieselben Frequenzen aus. Empfangsseitig treffen die gleichen Funkfrequenzen zu verschiedenen Zeiten 

ebenfalls auf ein intelligentes Antennen-Array, da sie räumlich verteilt ausgestrahlt und darüber hinaus an 

Wänden oder anderen Objekten und Gegenständen reflektiert werden. Durch diese Streuung wird eine 

Funkwelle in mehrere schwächere aufgeteilt. Die Mehrwegeausbreitung bewirkt, dass am Empfangsort ein 

komplexes, raum- und zeitabhängiges Muster als Summensignal der einzelnen Sendesignale entsteht. 

Dieses eindeutige Muster nutzt MIMO indem es die in ihrer räumlichen Position charakteristischen Signale 

erfasst, wobei sich jede Raumposition von der benachbarten unterscheidet. Zwischen den Sendern und 

Empfängern werden so genannte Air Paths eingerichtet über die unterschiedliche Datenteile übertragen 

werden. Mit der Charakterisierung der einzelnen Sender ist es dem Empfänger möglich mehrere Signale 

voneinander zu trennen. Da bei WLANs meistens die Sender auch Empfänger sind, kann man mit ebenso 

vielen Empfängern wie Sende-Antennen arbeiten. 

Da in WLANs Sender und Empfänger nicht statisch sind, ebenso wie die Strahlungsbedingungen, müssen 

sich die Empfänger dynamisch an neue charakteristische Reflektionen anpassen. Dies geschieht bei MIMO 

mit einem speziellen Testsignal. 

Die Kapazität der funktechnischen Übertragung kann durch den Einsatz von mehreren Sendern erhöht 

werden: Doppelt so viele Sender bedeuten auch die doppelte Kapazität. 

Die mit MIMO erzielbare spektrale Effizienz liegt zwischen 20 bit/s/Hz und 40 bit/s/Hz, wohingegen normale 

Funkübertragungen Werte von bis zu 5 bit/s/Hz erzielen. 

MIMO wird in Kombination mit OFDM in WiMAX eingesetzt. 

Bei den Mehrantennensystemen unterscheidet man zwischen denen die mit mehreren Sende- und denen die 

mit mehreren Empfangsantennen arbeiten. Multiple Input Single Output (MISO) gehört zu den Letzteren und 

arbeitet mit mehreren Empfangsantennen. 

Ebenso wie SIMO arbeitet die MISO-Technik mit Beamforming bei dem der Sendestrahl in Richtung des 

Nutzers ausgestrahlt wird. Die gerichtete Abstrahlung hat ihrer Grenzen, wenn die Nutzer nahe beieinander 

liegen und die Hauptkeule der Abstrahlcharakteristik hinreichend selektiv gehalten werden kann. 

Die MISO-Technik hat Vorteile bei der Unterdrückung von Interferenzen und erhöht den Empfangspegel. 

WiMAX kennt zwei Einsatzvarianten: die stationäre und die mobile, das Mobile-WiMAX. Der wesentliche 

Unterschied zwischen den beiden Szenarien liegt in der Sichtverbindung (LOS) zwischen Basisstation (BS) 

und Mobilstation (MS), die das stationäre WiMAX kennzeichnet, und der nicht erforderlichen Sichtverbindung, 

Non Line of Sight (NLOS), für das mobile WiMAX. Dieser Unterschied hat unmittelbare Auswirkungen auf die 

Datenrate, die beim Mobile-WiMAX niedriger ist, als beim stationären. Die Übertragungsspezifikation für die 

Datenrate liegt bei 2 bit/Hz und beträgt damit fast die Hälfte von WiMAX. Mit diesen Spezifikationen werden 

über einen 20-MHz-Kanal Datenraten von 40 Mbit/s erreicht. Mit dem MIMO-Verfahren werden auf einem 10- 

MHz-Kanal Datenraten von über 90 Mbit/s erreicht. Davon werden 63 Mbit/s für den Downlink und 28 Mbit/s 

für den Uplink benutzt. Die Funkzellen sind mit einem Durchmesser von 1 km bis ca. 4 km ebenfalls 

wesentlich kleiner als die vom stationären WiMAX. 



Kenndaten von WiMax und 


Mobiles Breitband 

mobile broadband 

16 


Mobile-WiMAX, das auf dem 

Standard 802.16e-2005 basiert, 

benutzt für die Übertragung das 

skalierbare OFDMA, SOFDMA, mit 

2.048 Subträgern. Als 

Modulationsverfahren schreibt IEEE 

802.16e die Quadratur- 

Phasenumtastung (QPKS) oder die 

Quadraturamplitudenmodulationen 

16QAM und 64QAM vor. Letztere nur 

optional. Darüber hinaus nutzt Mobile- 

WiMAX HARQ für die 

Effizienzsteigerung und 

unterschiedliche Multiplexverfahren 

wie Frequency Division Duplex (FDD) 

oder Time Division Duplex (TDD). 

Die Funkfrequenzen von Mobile- 

WiMAX liegen zwischen 2 GHz und 

11 GHz. 

Mobile Broadband ist eine mobil einsetzbare Breitbandtechnik. Der Nutzer kann von jedem Ort aus die hohen 

Übertragungsraten für Internet-Anwendungen nutzen. Für Mobile Broadband wurden die verschiedensten 

Techniken entwickelt, die auch vom Markt aufgenommen wurden. 

Die eigentliche Entwicklung breitbandiger Mobilfunktechniken begann Ende der 90er Jahre, als die ersten 

UMTS-Netze installiert wurden. Gleichzeitig wurden die GSM-Netze mit HSCSD und GPRS und später mit 

EDGE auf höhere Datenraten aufgerüstet. Diese reichten aber nicht für Bewegtbild-Übertragungen und nur 

bedingt für das Surfen im Internet. Erst mit UMTS konnten Datenraten von 2 Mbit/s realisiert werden. Mit den 

auf der UMTS-Technik basierenden Verfahren Long Term Evolution (LTE), HSDPA und HSUPA konnten 

später die Datenraten weit über 10 Mbit/s bis zu 100 Mbit/s erhöht werden. Weitere breitbandige 

Mobilfunktechniken wie Ultra Wideband (UWB), Ultra Mobile Broadband (UMB) und WiMAX resp. Mobile- 

WiMAX, sowie einige Techniken mit nationalem Charakter wie beispielsweise WiBro, erhöhten die Vielfalt für 

Mobile Broadband mit Datenraten von 100 Mbit/s und darüber. 

Was fehlte war die Killerapplikation, über die jahrelang diskutiert wurde aber die man anscheinend nicht 

generieren konnte. Diese Killeranwendung kam 2008 mit dem iPhone. Das Datenaufkommen stieg rapide 

an. Gleichzeitig entwickelten die Mobilgerätehersteller diverse Smartphones mit Smartphone-Browsern, 

portablen Medienplayern und vielen anderen datenintensiven Funktionen. 

Die mit der Endgeräte-Entwicklung in direktem Zusammenhang stehende Tendenz zeigt eindeutig, dass da 

wo höhere Datenraten zur Verfügung stehen, diese auch für Highspeed-Datenverkehr genutzt werden. 

Neben den erwähnten Techniken entwickeln die Arbeitsgruppen 802.16e-2005 und


Entwicklung der Datenraten in der 

Mobilkommunikation 

MRC, maximum ratio 

combining 

OFDM, orthogonal frequency 

division multiplex 

17 

802.16m des IEEE mobile High-Speed-Techniken, letztere mit Übertragungsraten bis zu 1 Gbit/s für Gigabit- 

Übertragungen. 

Maximum Ratio Combining (MRC) ist eine Variante der Raumdiversität. Das Verfahren zielt darauf ab, die 

Empfangsfeldstärke von Funksignalen durch den Einsatz mehrerer Antennen zu erhöhen. Die von den 

einzelnen Antennen empfangenen Funksignale werden einzeln empfangen und nach einem bestimmten 

Algorithmus verarbeitet. Das verarbeitete Signal ist eine Kombination aus allen Einzelsignalen. 

Mit dem MRC-Verfahren wird das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) verbessert und die Fehlerrate verringert. 

Orthogonal Frequency Division Multiplex (OFDM) ist eine äußerst Bandbreiten-effiziente Funktechnik, die ein 

wesentlich geringeres Frequenzband benötigt als Frequenzmultiplex (FDM). 

Beim orthogonalen Frequenzmultiplex (OFDM) handelt es sich um eine Mehrträgermodulation, bei der viele 

Subträger mit einer relativ geringen Datenrate moduliert werden. Die OFDM-Signale werden über eine 

inverse diskrete Fourier-Transformationen (IDFT) erzeugt. Die Besonderheit von OFDM liegt darin, dass die 

Frequenzen der einzelnen Subträger präzise aus der Symbolrate bestimmt werden, und zwar so, dass ein 



Unterträger in orthogonaler 

Zuordnung 

OFDMA, orthogonal frequency 

division multiplexing access 

OFDMA mit Frequenzgruppen und 

mehreren Subchannels 

18 


Subträger dann seine maximale Modulationsamplitude 

erreicht, wenn alle anderen Subträger einen 

Nulldurchgang haben. Die Blocklänge der IDFT 

entspricht dabei der Zahl der Subträger. 

Die IDFT setzt voraus, dass alle Subträgerfrequenzen 

orthogonal zueinander stehen. Jeder dieser Subträger 

wird mit einem Teil der Daten moduliert. Da auf einem 

Subträger dadurch nur wenige Daten übertragen werden, 

ergeben sich lange Symbolraten. Diese sind 

unempfindlicher gegen Störungen und Echos als andere 

Modulationsverfahren und bieten daher besondere 

Vorteile bei stark beeinträchtigter terrestrischer 

Übertragung. Verzerrungen durch Reflektionen und 

Laufzeitunterschiede, wie sie bei breitbandiger 

Übertragung als Verzögerungsstreuung auftreten, werden vermieden. Darüber hinaus benötigt diese Technik 

ein schmaleres Frequenzband als andere Mehrträgertechniken, da zwischen den einzelnen 

Subträgerbändern kein Sicherheits-Frequenzband benötigt wird. 

Soll also beispielsweise ein 1-Mbit/s-Signal mittels OFDM über zehn Trägerfrequenzen, die jeweils mit 100 

kbit/s moduliert werden, übertragen werden, dann ist der optimale Abstand der Trägerfrequenzen 100 kHz. 

OFDM wird u.a. in terrestrischem Digital-TV (DVB-T), in Digitalaudio-Broadcast (DAB) und DRM-Radio 

eingesetzt, ebenso in WLANs nach IEEE 802.11a, bei Long Term Evolution (LTE) und in HiperLAN. In 

WiMAX wird OFDM mit der MIMO-Technik kombiniert und erreicht spektrale Effizienzwerte von bis zu 8 bit/s/ 

Hz. 

OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access) ist ein Zugangsverfahren für funktechnische 

Systeme, basierend auf der Mehrträgermodulation OFDM und erweitert um die Mehrfachzugangsverfahren 

FDMA und TDMA. Hierin besteht auch der 

Unterschied zu OFDM, das mit 

eindimensionalem Mehrfachzugang in Form 

von Zeitschlitzen arbeitet. 

Durch die Mehrfachzugangsverfahren können 

einzelne oder mehrere orthogonale Subträger 

unterschiedlichen Nutzern zugewiesen 

werden. Über die zugewiesenen Zeitschlitze 

von TDMA und die Unterkanäle von FDMA 

kann die Übertragungskapazität an die 

Nutzeranforderungen angepasst werden. So 

wird einem Teilnehmer der telefoniert, eine 

geringere Bandbreite zugewiesen als einem


Raumdiversität 

space diversity 

19 

der Internetfernsehen anschaut. 

Bei OFDMA bildet der Sender die zu übertragenden seriellen Bitströme auf diversen Subträgern ab. Die 

Anzahl an Subträgern hängt von der Kanalbreite ab. Die einzelnen Subträger werden parallel über die zur 

Verfügung stehende Bandbreite des Funkkanals übertragen. Je mehr Subchannels für die Übertragung 

genutzt werden, desto niedriger wird die Symbolrate, die sich in den Frequenzänderungen des Sendesignals 

zeigt. Was die Orthogonalität betrifft, so wird das Verhältnis der zur Verfügung stehenden Bandbreite zur 

Symbolrate so gewählt, dass das Maximum eines Subträgerspektrums in den Minima seiner Nachbarn liegt. 

OFDMA kennt drei verschiedene Subcarrier: den 

- Data Subcarrier für die Datenübertragung, 

- den Pilot Subcarrier für die Synchronisation und 

- den Null Subcarrier ohne Übertragungsfunktion. Diese dienen zur Bereitstellung der Schutzzonen. 

Das in WiMAX benutzte OFDMA hat gegenüber OFDM eine flexible Anzahl an Trägerfrequenzen. Sind es bei 

der OFDM-Technik 256, so können es bei OFDMA 128, 512, 1.024 oder 2.048 sein. Die Codierung, 

Modulation und Amplitude werden je nach den Kanalbedingungen für jeden Subchannel separat eingestellt. 

Das bedeutet, dass die Sendeleistung optimal an unterschiedliche Übertragungsbedingungen angepasst 

werden kann. 

OFDMA sorgt für die Zuordnung der mehr oder weniger vielen Subträger eines Funknetzes zu den 

unterschiedlichen Radio Network Terminations (RNT). Mit dieser Funktion werden Interferenzen der 

Symbolrate und die Frequenzabweichungen der Lokaloszillatoren (LO) kompensiert. Da die Frequenzen der 

Lokaloszillatoren, bedingt durch Alterung und Temperatur, erheblich schwanken können, wird mit der OFDMA- 

Funktion der Bezug zu einem Subträger sichergestellt. 

OFDMA wird vorwiegend in Hochgeschwindigkeits-Mobilfunknetzen wie 802.16m, Ultra Mobile Broadband 

(UMB), Long Term Evolution (LTE), WiBro und Mobile-WiMAX eingesetzt. 

Raumdiversität umfasst die verschiedenen Techniken bei denen das gleiche Funksignal über verschiedene 

Funkwege zur Empfangseinheit übertragen und von mehreren Antennen empfangen wird. Techniken in denen 

die Raumdiversität genutzt werden sind die Mehrantennensysteme. 

Bei der Raumdiversität geht es darum, die von den verschiedenen Antennen empfangenen Signale so zu 

kombinieren, dass dem Receiver ein optimales Empfangssignal zur Verfügung steht. Da die Funksignale mit 

unterschiedlichen Phasenlagen und Empfangssignalstärken an den Antennen anliegen, müssen diese 

Kennwerte bei der Kombination der Funksignale berücksichtigt werden. 

Es gibt unterschiedliche Diversitäts-Verfahren. Das relativ einfache Switched Combining (SC) arbeitet so 

lange mit einer Antenne, bis die Eingangsfeldstärke unter einen Grenzwert sinkt. Danach schaltet das System 

auf eine andere Antenne mit höherer Feldstärke um. 

Ein anderes Verfahren, das Selection Combining (SEC), arbeitet mit mehreren Antennen und benutzt den 

Kanal mit dem besten Signal-Rausch-Verhältnis (S/N). Wenn ein SEC-System mit drei Antennen arbeitet, 

verbessert sich der Antennengewinn um 2,6 dB. 

Eine schwierigere Raumdiversitätstechnik ist das Equal Gain Combining (EGC). Bei dieser Technik werden 

die diversen Empfangssignale in eine einheitliche Phasenlage verschoben und ihr Pegel wird addiert. 



Raummultiplex, RMX 

SDM, space division 

multiplexing 

SIMO, single input 

mutliple output 

SISO, single input 

single output 

20 

Das Maximum Ratio Combining (MRC) ist die Technik mit den besten Ergebnissen, allerdings auch die 

aufwendigste. Neben der Phasenangleichung und der Symbolkorrektur wie beim EGC-Verfahren, hat die 

MRC-Technik noch eine Gewichtung der einzelnen Signale. So werden Signale mit hohem 

Störspannungsabstand höher gewichtet als solche mit niedrigerem. 

Generell ist festzuhalten, dass die Raumdiversität in erster Linie von der Anzahl der Antennen abhängt und 

dass mit den Selektionstechniken eine merkbare Verbesserung erreicht werden kann. 

Space Division Multiplexing (SDM), Raummultiplex, ist die Zusammenfassung der physikalischen 

Übertragungsmedien in einem Kabel, einem Frequenzband oder einem Sendegebiet. Bei drahtgebundenem 

Raummultiplex werden ganze Übertragungsmedien zu- und abgeschaltet: Statt einem Kabel werden mehrere 

benutzt, statt einem Lichtwellenleiter erfolgt die Übertragung über mehrere. Das Zu- und Abschalten von 

Übertragungsmedien ist eine relativ grobe Form für die Erweiterung von Übertragungskapazitäten, wesentlich 

feinere sind die Skalierung und das Bandbreitenmanagement. 

Beim drahtlosen Raummultiplex werden zu einer bestehenden Funkverbindung weitere Funkstrecken dazu 

geschaltet. Auch die Anordnung von Funkzellen ist eine Art Raummultiplex, da jede einzelne Funkzelle einen 

regionalen Bereich mit einer Funkfrequenz ausleuchtet. In diesem Zusammenhang sei auch auf das MIMO- 

Verfahren hingewiesen, bei dem mehrere Funkstrecken im Raummultiplex betrieben werden. 

Praktische Anwendung findet das drahtgebundene Raummultiplex beispielsweise bei ISDN als 

Zubringerstrecke für Primärmultiplexanschlüsse oder beim Space-Switching von Glasfasern in optischen 

Netzen, wo es über die elektromechanisch arbeitenden Komponenten der Mikrosystemtechnik (MEMS) 

realisiert wird. Auch bei 100-Gigabit-Ethernet steht das optische Raummultiplex (OSDM) zur Diskussion. 

Dabei werden mehrere parallele Lichtwellenleiter einer Bündelader für die parallele Übertragung genutzt. 

Single Input Multiple Output (SIMO) ist ein Mehrantennensystem, das sendeseitig mit mehreren Antennen 

arbeitet, wird empfangsseitig mit zwei Antennen gearbeitet, wird ein solches System als Single Input Dual 

Output (SIDO) bezeichnet. Bei der SIMO-Technik erfolgt eine sendeseitige Strahlformung, bei der die 

Sendeleistung in einer Hauptrichtung auf einen bestimmten Nutzer hin abgestrahlt wird. 

Die SIMO-Technik kann auch für mobile Nutzer angewendet werden, deren Empfangsort sich ändert. In 

diesem Fall wird der Sendestrahl dem Empfangsort nachgeführt. Dies erfolgt durch das Aussenden von 

Testsignalen, die dem Empfänger bekannt sind und mit dem der Abstrahlwinkel ermittelt wird. 

Die SIMO-Technik verhindert die Abstrahlung eines Sendesignals in Richtung eines anderen Benutzers, sie 

erhöht durch das Beamforming den Empfangspegel und reduziert Interferenzen. 

Bei funktechnischen Übertragungen ist der Empfangspegel mitentscheidend für die Übertragungsqualität und 

die übertragbare Datenrate. Die klassische Funktechnik basierte darauf, dass ein Sendesignal sendeseitig 

von einer Antenne abgestrahlt und empfangsseitig von einer Antenne empfangen wurde. Dieses Ein- 

Antennen-System mit einer Sende- und einer Empfangsantenne nennt sich Single Input Single Output, kurz 

SISO. Werden empfangsseitig zwei Antennen eingesetzt, spricht man von Single Input Dual Output (SIDO). 

Angewendet werden SISO-Systeme im Broadcast bei der Ausstrahlung von Rundfunk und Fernsehen, aber 



Spatial-Multiplexing 

SM, spatial multiplexing 

UMB, ultra mobile 

broadband 

UMTS, universal mobile 

telecommunications system 

21 

auch bei den bekannten Mobilfunksystemen. Um die Empfangsfeldstärke und damit die Empfangsqualität 

und die übertragbare Datenrate zu erhöhen, wird sende- und/oder empfangsseitig mit mehreren Antennen 

oder sogar Antennen-Arrays gearbeitet. Diese Mehrantennensysteme heißen je nach dem ob sende- oder 

empfangsseitig bzw. sende- und empfangsseitig mehrere Antennen eingesetzt werden MISO, SIMO bzw. 

MIMO. 

Spatial-Multiplexing (SM) ist ein Funk-Multiplexing, das zur Erhöhung der Datenrate in WLANs eingesetzt 

werden könnte und im Rahmen der Standardisierung von 802.11n als Alternative zu MIMO diskutiert wird. 

Das Spatial-Multiplexing ist ein räumlich versetztes Multiplexing, das mit einem Mehrantennensystem arbeitet 

und gleichzeitig mehrere Datenströme übermittelt. Bei Funk-LANs nach 802.11 könnten die vier 

Frequenzbänder von 10 MHz, 20 MHz, 30 MHz oder 40 MHz benutzt und über diese könnten Datenraten von 

315 Mbit/s bis 630 Mbit/s übertragen werden. 

Ultra Mobile Broadband (UMB) ist ein von 3GPP2 initiiertes Projekt für die mobile 

Hochgeschwindigkeitskommunikation. Es gehört der 4. Generation der Mobilfunksysteme an, steht im 

Wettbewerb mit Long Term Evolution (LTE) und bietet wie dieses im Downlink Datenraten von 100 Mbit/s bis 

hin zu Spitzendatenraten von 280 Mbit/s. Im Uplink bietet UMB Datenraten von 50 Mbit/s bis hin zu 

Spitzendatenraten von 75 MHz. 

UMB stellt ebenso wie LTE die kommende Generation an Mobilfunknetzen. Es hat eine hohe Datenrate, eine 

geringe Latenz und unterstützt anspruchsvolle Services, die mit den bisherigen Mobilfunknetzen nicht 

realisiert werden konnten, wie VoIP, qualitativ hochwertige Sprachkommunikation und Echtzeitübertragungen 

von HDTV. 

Bei der Entwicklung wurde auch die Kompatibilität mit vorhandenen Technologien, die von UMB abgelöst 

werden, berücksichtigt. Dadurch kann UMB auch mit CDMA2000 und EVDO betrieben werden. 

Das in UMB benutzte OFDMA-Verfahren beseitigt die Nachteile von CDMA wie das Hinzufügen an 

Übertragungskapazität über Mikrozellen und die festgelegten Bandbreiten, die die verfügbare Bandbreite für 

das mobile Endgerät einschränken. Es verfügt über skalierbare Bandbreiten zwischen 1,25 MHz und 20 MHz, 

unterstützt die verschiedenen Funkzellengrößen wie Makrozellen, Mikrozellen und Picozellen, benutzt die 

Architektur von IP-Netzen und arbeitet gleichermaßen in flachen, zentralisierten und gemischten Topologien. 

Während Ericsson für Long Term Evolution wirbt, ist Qualcomm auf Ultra Mobile Broadband fixiert. 

UMTS ist ein vom ETSI 1998 standardisiertes System für die universelle Mobilfunk-Telekommunikation. 

Dieser Standard soll die bisherige Mobilkommunikation über GSM, wie sie in den D- und E-Netzen angewandt 

wird, mit einem erweiterten Leistungsspektrum ablösen. Vor allem im Bereich der Multimediatechnik soll 

UMTS dank der hohen UMTS-Übertragungsraten leistungsfähige Multimediadienste unterstützen. Dazu 

gehören neben den Sprach- und Audiodiensten die schnelle Daten-, Grafiken- und Textübertragung sowie die 

Übertragung von Bewegtbildern und Video. Den Anforderungen entsprechend sind UMTS-Handys mit einer 

Videokamera und einem Farbdisplay ausgestattet. 

UMTS integriert die Leistungsmerkmale der Leitungsvermittlung der GSM-Technik und der 



UMTS-Netz 

UMTS network 

UMTS-Standard 

22 

Datenpaketvermittlung der GPRS-Technik und schafft dadurch die besten Voraussetzungen für schnellen 

Datentransfer. Darüber hinaus enthält UMTS Spezifikationen, die den Transport von Daten auf der Grundlage 

des IP-Protokolls unterstützen und so die Verwendung von UMTS für einen funkgestützten Internet-Zugang 

ermöglichen. 

Außerdem soll der UMTS-Standard auch für die In-House-Kommunikation genutzt werden und als Standard 

für die Satellitenkommunikation, ohne die ein weltweites Netz nicht realisierbar ist. Durch den ergänzenden 

Einsatz von satellitengestützten UMTS-Mobilfunksystemen soll auch ohne die Existenz flächendeckender 

terrestrischer UMTS-Systeme eine globale Erreichbarkeit für UMTS-Teilnehmer realisiert werden. 

Im Jahre 2000 wurden in den meisten europäischen Ländern die Lizenzen für die Frequenzbänder vergeben. 

In einigen Ländern, so auch in Deutschland, erfolgte dies in Form einer öffentlichen Versteigerung unter 

Federführung der Regulierungsbehörde. Die Lizenzen gingen dabei an T-Mobil von der Deutschen Telekom, 

an Mannesmann Mobilfunk, Mobilcom, Group 3G, E-Plus und Viag Interkom. 

Für die Rufnummern wurden von der Regulierungsbehörde RegTP der Nummernraum 015 freigegeben. An 

die Lizenznehmer wurden folgende Rufnummernblöcke mit jeweils 100 Millionen elfstelligen Rufnummern 

reserviert: (0)1505 Group 3G, (0)1511 T-Mobil, (0)1520 Vodafone und (0)1566 Mobilcom. 

http://www.umts-forum.org 

Die Leistungsfähigkeit des UMTS-Netzes wird durch eine neuartige Zellenstruktur erzielt, wobei Zellen 

unterschiedlicher Größe und mit unterschiedlichen Datenraten kombiniert werden. Innerhalb einer Funkzelle 

stehen allen aktiven Teilnehmern gemeinsam pro Duplex-5-MHz-Frequenzband eine Bandbreite von 2 Mbit/s 

zur Verfügung. 

Als kleinste Funkzelle mit einem Radius von unter 100 Metern gibt es die Picozelle, die für die Versorgung im 

Gebäude- und Grundstücksbereich sorgt. Die Mikrozelle, die nächstgrößere Funkzelle, kann Stadtbereiche 

versorgen und hat eine Ausdehnung von bis zu mehreren Kilometern. Darüber hinaus, für Vororte und 

ländliche Bereiche, gibt es die Makrozelle, die einen Versorgungsbereich von 20 km und mehr abdeckt. Für 

noch größere Flächenabdeckung sorgen die Hyperzelle und mit einem Radius bis zu einigen hundert 

Kilometern die Umbrella-Zellen. Die beiden Funkzellen werden in dem globalen Konzept von UMTS auch als 

Weltzelle bezeichnet. 

Die Netz-Infrastruktur des zellularen UMTS-Netzes kennt als zentrale Zellenstation die Basisstation, die 

allerdings Node “B” genannt wird. Diese leitet die Daten an die übergeordnete Steuereinheit weiter, den 

Radio-Network-Controller (RNC). Von dort geht es über eine Schnittstelle, dem Media-Gateway ins Kernnetz. 

Der funktechnische Teil des UMTS-Netzes heißt UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network). 

Das UMTS-Netz wird auch für den Ausbau von HSDPA und HSUPA, die mit wesentlich höheren Datenraten 

arbeiten, genutzt. 

Der UMTS-Standard kennt mehrere verschiedene Zugangs- und Modulationsverfahren: TDMA und WCDMA 

mit Frequency Division Duplex (FDD) und Time Division Duplex (TDD). TDMA soll nur in den ersten Jahren 

zur Sprachübertragung verwendet werden. Demgegenüber hat WCDMA mit FDD den Vorteil, dass mehrere 

Teilnehmer gleichzeitig einen Kanal benutzen können. 



UMTS-Frequenzbereiche 

UMTS-Stick 

UMTS-Übertragungsrate 

UMTS transmission rate 

23 


UMTS sieht 


von 384 kbit/s bei mobilen 

Anwendungen und bis zu 2 

Mbit/s bei Verbindungen zu 

stationären Endgeräten vor. 

Gesendet wird in den 

Frequenzbereichen 

zwischen 1,900 GHz und 

2,025 GHz sowie zwischen 

2,110 GHz und 2,200 GHz. 

Der Upstream-Bereich 

unterteilt sich in einen 20 

MHz breiten Frequenzbereich zwischen 1,900 GHz und 1,920 GHz, in dem das TDD-Verfahren eingesetzt 

wird und einem weiteren Upstream-Bereich zwischen 1,920 GHz und 1,980 GHz, der für Frequency Division 

Duplex (FDD) reserviert ist. Der Downstream-Bereich liegt für die TDD-Übertragung zwischen 2,010 GHz und 

2,025 GHz und für FDD-Übertragung zwischen 2,110 GHz und 2,170 GHz. 

Darüber hinaus ist der Frequenzbereich zwischen 1,980 GHz und 2,010 GHz für Mobile Satellite Services 

(MSS) reserviert, ebenso wie der Bereich zwischen 2,170 GHz und 2,200 GHz für den Satelliten- 

Downstream. Diese Satelliten-Frequenzbänder könnten dann benutzt werden, wenn keine terrestrische 

Übertragung möglich ist. Dadurch kann UMTS auch von Global-Reisenden weltweit benutzt werden: 

terrestrisch oder über Satellit. 

Das Mobile Computing basiert auf Mobilfunknetzen mit höheren Datenraten, wie sie UMTS-Netze oder 

WiMAX-Netze bieten. Da die UMTS-Infrastruktur in Ballungsgebieten gut ausgebaut ist, können externe 

UMTS-Modems an die Mobilgeräte angeschlossen und darüber der Internetzugang realisiert werden. 

Im UMTS-Standard ist für mobile Anwendungen eine Datenrate von 384 kbit/s spezifiziert. Die HSPA- 

Zugangstechniken HSUPA und HSDPA erhöhen diese Datenrate auf 5,76 Mbit/s (HSUPA) bzw. 7,2 Mbit/s 

(HSDPA, Stufe 3). Für mobile Anwendungen sind diese Techniken in UMTS-Sticks realisiert. Das sind kleine 

Sticks mit UMTS-Receiver und -Modem, die eine USB-Schnittstelle haben und in den USB-Anschluss des 

Notebook oder Netbook eingesteckt werden. UMTS-Sticks können Informationen auf dem Flashspeicher des 

Sticks speichern, der vom Betriebssystem ausgelesen werden kann. 

Die Übertragungsgeschwindigkeit von UMTS ist einer der wesentlichen Vorteile gegenüber allen anderen 

Mobilfunksystemen. Geht man bei GSM von einer typischen Übertragungsgeschwindigkeit von 9,6 kbit/s aus, 

so werden bei HSCSD theoretisch 115,2 kbit/s erreicht, wobei man in der Praxis von 57,6 kbit/s bzw. 38,4 

kbit/s ausgeht, bei GPRS theoretisch 171,2 kbit/s, die sich in der Praxis auf 58 kbit/s reduzieren dürften, und 

bei UMTS liegt der theoretische Wert bei 2 Mbit/s bzw. einer Chiprate von 3,84 MChips/s. 

Dieser Wert steht allen aktiven Teilnehmern einer Funkzelle gemeinsam in einem 5-MHz-Kanal zur Verfügung.


WiBro, wireless 

broadband 

WCDMA 

wideband code division 

multiple access 

WiMAX, worldwide 

interoperability for microwave 

access 

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Weil die Bandbreite unter den aktiven Teilnehmern aufgeteilt wird, werden die 2 Mbit/s nur dann erreicht, 

wenn sich nicht mehr als ein aktiver UMTS-Nutzer in einer Funkzelle befindet. Bei zwei aktiven Anwendern 

schrumpft die Bandbreite 384 kbit/s. Sind fünf Anwender in einer Zelle aktiv, verfügen diese jeweils über 144 

kbit/s und bei neun Anwendern sogar nur noch über 64 kbit/s. 

Die genannten Zahlen beziehen sich auf die Datenübertragung und nicht auf das Telefonieren. 

Wireless Broadband (WiBro) ist eine Alternative zu WiMAX. Es wurde in Südkorea entwickelt und auch dort 

von der Telecommunications Technology Association (TTA) von Korea standardisiert. Da WiBro den gleichen 

mobilen Ansatz wie IEEE 802.16 verfolgt und einen Entwicklungsvorsprung hatte, hat das IEEE-Gremium 

das WiBro-Projekt mit in die Entwicklungsarbeiten für 802.16e eingebunden. Dadurch flossen bestimmte 

Entwicklungen in das Mobile WiMAX ein, insbesondere die Übertragungstechnik SOFDMA. 

In 802.16e wird ein Funkdienst für einen breitbandigen, mobilen Zugang definiert, quasi für das mobile, 

drahtlose Internet. 

WiBro unterstützt mit seinen Datenraten zwischen 20 Mbit/s und 50 Mbit/s diese Dienste. Es zeichnet sich 

aus durch Handover und kann bei Fahrgeschwindigkeiten von über 100 km/h empfangen werden. Die WiBro- 

Funkzellen haben einen Radius von einem bis zu fünf Kilometern. Als Übertragungsfrequenzen nutzen die 

Koreaner und Japaner ein 100-MHz-Band bei 2,3 GHz. Übertragungstechnisch arbeitet WiBro mit 

skalierbarem SOFDMA mit 2.048 Subträgern. 

WiBro bietet Dienstgüte (QoS), wodurch es auch für Streaming-Media und VoIP interessant ist. In Verbindung 

mit dem Handover kann es auch als Alternative zu den Mobilfunktechniken der 3. Generation (3G) wie UMTS 

in Betracht gezogen werden. 

Damit die drahtlosen Breitband-Technologien WiBro und WiMAX später untereinander kompatibel sind, 

haben sich namhafte Chiphersteller und koreanische Firmen, die das WiBro-Projekt entwickelt haben, auf 

Kompatibilitätsfragen verständigt. 

Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA), Breitband-CDMA, ist ein von der ETSI beschriebenes 

breitbandiges Zugangsverfahren, das Mobilfunkdienste der 3. Generation (3G) unterstützt. 

Das Verfahren kann in UMTS mit Übertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 2 Mbit/s eingesetzt werden. Es 

zeichnet sich dadurch aus, dass die Informationen gleichzeitig in zwei Phasen moduliert werden. WCDMA 

eignet sich ideal für Hochgeschwindigkeitsübertragungen, so für Multimedia-Anwendungen mit 

Bewegtbildübertragung und wird auch in HSDPA eingesetzt. 

Der UMTS-Standard WCDMA-FDD wird in verschiedenen Regionen eingesetzt. Der Standard arbeitet im 

Uplink von der Mobilstation zur Basisstation im Frequenzband zwischen 1,920 GHz und 1.980 GHz und im 

Downlink zwischen 2,110 GHz und 2,170 GHz. Der Kanalabstand beträgt 5 MHz, das Kanalraster 200 kHz. Im 

Uplink wird mit HPSK moduliert, im Downlink mit QPSK. 

Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX) ist eine High-Speed-Funktechnologie für 

breitbandige, bidirektionale Hochgeschwindigkeitsübertragungen im Zugangsnetz. Diese 

Hochgeschwindigkeitstechnik eignet sich für stationäre und mobile Endgeräte und kann ganze Stadtteile 



Die für WiMax reservierten 

Frequenzbänder in Europa 

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eines Wireless Metropolitan Area Networks 

(WMAN) versorgen. Der stationäre Betrieb 

arbeitet mit Sichtverbindungen (LOS) und 

zeichnet sich gegenüber dem mobilen 

WiMAX, Mobile-WiMAX, durch größere 

Funkzellen und höhere Datenraten aus. 

Mobile-WiMAX benötigt für die Übertragung 

allerdings keine Sichtverbindung. 

Die Datenraten von WiMAX sind relativ 

hoch und hängen ab von den Bandbreiten 

des Funkkanals, die zwischen 1,25 MHz 

und 20 MHz liegen können. Beim 

stationären WiMax wird über einen 20 MHz 

breiten Funkkanal ohne MIMO-Verfahren 

(Multiple Input Multiple Output) eine Datenrate von ca. 75 Mbit/s erzielt. Dieser Wert ergibt sich aus der 

Übertragungsspezifikation von 3,75 bit/Hz bei Sichtverbindungen. Bei Mobile-WiMAX reduziert sich dieser 

Wert auf 2 bit/Hz, und erreicht mit MIMO über einen 10-MHz-Funkkanal ca. 90 Mbit/s, die für das Downlink 

und das Uplink aufgeteilt werden. 

WiMAX ist eine Weiterentwicklung der Funk-LANs, basierend auf der A-Version des Standards 802.16 

Broadband Wireless Access (BWA). 802.16 weist Übertragungsfrequenzen zwischen 10 GHz und 66 GHz 

aus, die A-Version definiert Frequenzen zwischen 2 GHz und 11 GHz und die B-Version zwischen 5 GHz und 

6 GHz. 

Das WiMAX-Forum will die Standardisierung für alle 802.16-Versionen vorantreiben, wobei vorerst WiMax für 

den Frequenzbereich zwischen 2 GHz und 11 GHz ausgelegt ist und dabei speziell für die Frequenzen von 

2,500 GHz bis 2,690 GHz, 3,400 GHz bis 3,600 GHz und 5,725 GHz bis 5,850 GHz. In Deutschland hat die 

Bundesnetzagentur (BNetzA) den Frequenzbereich zwischen 3,410 GHz und 3,594 GHz an mehrere 

Anbieter vergeben. Die Sendeleistung beträgt in Deutschland 3,2 W. 

Der Breitband-Funk WiMAX benutzt als Modulationsverfahren OFDM mit 2.048 Unterträgern, das, kombiniert 

mit der MIMO-Technik, die hohen Datenraten ermöglicht. 

Als Standard-basierte Technologie können über ein WiMAX-Netz drahtlose Breitbanddienste bereitgestellt 

werden, sowohl für stationäre Anschlüsse als auch für portable und mobile Endgeräte, und das ohne 

Sichtverbindung zur Basisstation. Ein wesentlicher Aspekt ist die Dienstgüte. Da WiMAX 

verbindungsorientiert arbeitet, können für bestimmte Anwendungen Dienstgüten (QoS) vereinbart werden. 

Der Betrieb mit stationären Antennen basiert auf dem Standard IEEE 802.16-2004, der für Mobile-WiMAX 

auf 802.16e-2005. Die letztgenannte Technik ist in Verbindung mit DSRC eine interessante Alternative für 

telematische und sicherheitsrelevante Dienste in der Automotive-Technik. 

Zu den Einsatzszenarien von WiMAX gehören Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindungen im Richtfunk, Mesh-Netze 

mit Subscriber-zu-Subscriber-Kommunikation sowie die Anbindung von WLANs zur Erweiterung der 

Funkzellen von 802.11a auf bis zu 50 km. WiMAX könnte mittelfristig sogar WLANs und UMTS ersetzen und


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als breitbandige Zugangstechnik mit xDSL konkurrieren. 

In Korea wurde mit WiBro eine der WiMAX-Technik vergleichbare Breitbandtechnik entwickelt, die in 

asiatischen Ländern eingesetzt wird. Teile dieser Entwicklung fließen in das Mobile-WiMAX nach IEEE 

802.16e ein. 

http://www.wimaxforum.org

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