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UMTS - Universal Mobile Telecommunications System
UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) ist ein Mobilfunksystem, das höhere Datenraten als 2G/GSM-Netze erlaubt und welches seit einer für die Netzbetreiber kostspieligen Lizenzversteigerung im Jahr 2000 auch in der Schweiz und Deutschland aufgebaut wird. Mit einer flächendeckenden Datenrate bis zu 384 KBit/s soll mobiles Internetsurfen schneller und viele andere Dienste wie Videoübertragung ermöglicht werden.
 

 

Eine kleine Einführung

Bei UMTS wird ein gegenüber GSM völlig unterschiedliches digitales Übertragungsverfahren eingesetzt, das Code Division Multiple Access-Verfahren (CDMA). Das ist ein Verfahren, bei welchem alle Teilnehmer eines Netzes auf der gleichen Frequenz arbeiten. Dabei wird die Trennung der einzelnen Kanäle mittels eines Codes durchgeführt, während dies im GSM-System durch unterschiedliche Frequenzen und Nutzung von verschiedenen Zeitschlitzen geschieht.

Der UMTS-Standard unterscheidet dabei noch zwischen zwei Betriebsarten, nämlich dem FDD-Betrieb (Frequency Division Duplex) und dem TDD-Betrieb (Time Division Duplex).
Im FDD-Betrieb werden für eine Verbindung zwei getrennte Frequenzen verwendet, nämlich eine für die Verbindung vom Mobilgerät zur Basisstation und eine von der Basisstation zum Mobilgerät. Im TDD-Betrieb dagegen wird für eine Verbindung nur eine Frequenz benötigt, die je nach Richtung jedoch in unterschiedlichen Zeiträumen genutzt wird.
Zumindest in der Anfangsphase wird nach Aussage der Netzbetreiber jedoch nur der FDD-Betrieb eingesetzt und wird auch danach das Hauptverfahren bleiben. Das TDD-Verfahren ist vor allem für nicht flächendeckende Netze (z. B. firmeninterne Hausnetze) vorgesehen.

Einige technische Daten

Mobilgerät
Basisstation
Sendefrequenz FDD-Betrieb
1920 - 1980 MHz
2110 - 2170 MHz
Sendefrequenz TDD-Betrieb
1900 - 1920 MHz und
2010 - 2025 MHz
Modulationsbandbreite
5 MHz (Chiprate von 3.84 Mcps)
Max. Sendeleistung

FDD: 125 mW (typisch)
TDD: 250 mW

20 - 40 Watt, je nach Anlagen
80 Watt maximal pro Antenne

Hinzu kommt der jeweilige Antennengewinn

Leistungsregelung:
80 dB Dynamik
(in Stufen von max. 3dB alle 667 µs)
25 dB Dynamik
( in Stufen von max. 3dB alle 667 µs)
"Pulsung"
FDD: Keine Pulsung (siehe unten)
TDD: TDMA-Struktur mit 15 Zeitschlitzen (je 667 µs Dauer) in einem 10ms langen Rahmen.
 
 
Gepulst oder nicht gepulst?
An dieser Frage entzünden sich immer wieder Diskussionen, die bis auf den Fall der zweifelsfrei gepulsten Betriebsweise TDD (siehe oben) nicht ohne weiteres beendet werden können. Denn bedingt durch die Art der Datenübertragung entsteht bei der Basisstation ähnlich zu einem amplitudenmodulierten Sender ein zeitlich schwankendes Sendesignal, dessen Aussehen von verschiedenen Faktoren wie etwa der Anzahl der mit ihr verbundenen Teilnehmer abhängt. Durch seinen unregelmässigen Verlauf wird ihm ein dem Rauschen ähnliches Verhalten zugeschrieben, doch kann man bei genauerer Betrachtung auch periodische Anteile erkennen. Hinzu kommen Effekte durch die schnelle Leistungsregelung, die zwar teilnehmerabhängig unregelmässig stark, aber mit einer festen Periodizität von 667 µs (1500 Hz) zu entsprechenden Signalanteilen führen kann. 
 
Die nächsten Stufen von UMTS: HSDPA und HSUPA
Mit der UMTS-Erweiterung High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) wird es ermöglicht, auch vielen Teilnehmern in einer UMTS-Zelle hohe Datenraten in ihrer Empfangsrichtung anzubieten. Die Datenraten beim UMTS-System sinken nämlich mit zunehmder Teilnehmerzahl, da sich die Kapazität der Zelle auf diese verteilen muss. Bei HSDPA werden verbesserte Modulations- und Codierungstechniken verwendet, die in aller Regel nur softwaremässige Änderungen an der Basisstation ohne Austausch der Technik erfordern und keinen relevanten Einfluss auf das Aussehen des hochfrequenten Sendesignal besitzen.Während HSDPA nur im Downlink (Empfangsrichtung der Teilnehmergeräte) eine Steigerung der Datenrate ermöglicht, ist das bei HSUPA (High Speed Uplink Packet Access) auch für den Uplink, also der Senderichtung der Teilnehmergeräte der Fall. Auch hierzu werden wie bei HSDPA verbesserte Modulations- und Codierungstechniken verwendet.

 

 

 

GSM / 2G

1982 wurde vom CEPT eine Arbeitsgruppe mit dem Namen Groupe Spéciale Mobile ins Leben gerufen, mit der Aufgabe eine Spezifikation für ein Europäisches Mobilfunksystem zu erarbeiten. Nachdem die Zuständigkeit für GSM 2G mehrmals wechselte und die Spezifikation weltweiten Erfolg hatte, wurde aus GSM Global System for Mobile Communications...

UMTS / 3G

UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) ist ein Mobilfunksystem, das höhere Datenraten als GSM-Netze 2G erlaubt und welches seit einer für die Netzbetreiber kostspieligen Lizenzversteigerung im Jahr 2000 auch in der Schweiz aufgebaut wird. Schneller und viele andere Dienste wie Videoübertragung ermöglicht werden.

LTE / 4G

Long Term Evolution (LTE) ist ein Mobilfunkstandard der vierten Generation (3,9G-Standard), der mit bis zu 300 Megabit pro Sekunde deutlich höhere Downloadraten erreichen kann.Das Grundschema von UMTS wird bei LTE beibehalten. So ist eine rasche und kostengünstige Nachrüstung der Infrastrukturen der UMTS-Technologie (3G-Standard) auf LTE-Advanced...

5G

Die 5. Generation des Mobilfunks soll Datenraten von bis zu 10 Gigabit pro Sekunde erreichen. Das wäre etwa 10-mal so schnell wie der aktuelle LTE-Standard. Viele Hersteller wie Samsung, Huawei oder Ericssoon machen berreits versuche in Labors oder Outdoor Live. 5G-Technologie wird 2019 in viele Ländern ausgerollt und Aufgeschaltet...

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Der Mobilefunk Handy-Empfang ist in den meisten Zügen sehr schlecht mit allen Netzanbieter.

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