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Praxis macht schrittweise Steigerung notwendig

16.09.2011 | 11:02 Uhr |

Man mag sich nun fragen, warum die Spezifikationen immer nur schrittweise festgelegt werden. Der einfache Grund: Sowohl die Bauteile in den Endgeräten als auch die Komponenten im UMTS-Kern- und Funknetz sind von der jeweils verfügbaren Prozessortechnologie abhängig. Höhere Datenraten erfordern leistungsfähigere Bauteile. Nur wenn diese sowohl im Mobilfunknetz als auch in den Handys und Datenmodems zur Verfügung stehen, lässt sich die jeweils spezifizierte Übertragungstechnologie auch tatsächlich in der Praxis realisieren.

In der Praxis bedeutet dies allerdings, dass die Kunden für jeden neuen Geschwindigkeitsschritt oder die Einführung zusätzlicher Übertragungsverfahren wie HSUPA+ auch neue Hardware kaufen müssen. Nur wenn der eingesetzte Chipsatz bereits auf eine höhere Ausbaustufe ausgelegt ist, lassen sich die vom Netz angebotenen höheren Datenraten eventuell durch ein Firmware-Update nutzen.

Beachten sollte man zudem, dass die angegebenen Datenraten jeweils Maximalwerte sind. Wegen der Besonderheiten der W-CDMA-Funktechnik sinken die praktisch erzielbaren Werte mit der Anzahl der eingebuchten Teilnehmer und der Entfernung zur Funkantenne beziehungsweise zum "Node B". In der Praxis liegen die erzielbaren Werte bei etwa zwei Dritteln bis der Hälfte der jeweiligen Maximalangaben. Letztlich hängen die Datenraten jedoch von der Anzahl der Teilnehmer und dem Netzausbau des jeweiligen Anbieters ab.

Technik: So funktioniert HSDPA - Effizienter dank besserer Modulation

Wie aber konnten HSDPA und HSUPA die Datenraten von UMTS so deutlich steigern? Die beiden Verfahren setzten an verschiedenen Stellen an, um die UMTS-Übertragung zu tunen. Wichtigstes Ziel dabei war jedoch, dass die gerade erst teuer installierten 3G-Netze für diese Protokollerweiterungen nicht aufwendig umgebaut werden sollten. Sofern die in den Basisstationen eingesetzten Komponenten ausreichend leistungsfähig waren, sollte ein Software-Upgrade genügen. Gleichzeitig sind allerdings auch Ausbaumaßnahmen im Kernnetz notwendig - schließlich müssen die "Node B" bei höheren Datenraten auch über schnellere Backbones an den IP-Verkehr angebunden werden, damit die übermittelten Daten schnell genug zu- und abfließen können.

Ein wichtiger Baustein zur Effizienzsteigerung bei HSPA sind neue, verbesserte Modulationsverfahren. HSDPA und HSUPA basieren auf den Varianten QPSK (englisch "Quadrature Phase Shift Keying", übersetzt: Vierphasen-Modulation) und dem noch leistungsfähigeren 16-QAM ("16 Level Quadrature Amplitude Modulation", also 16-stufige Quadratur-Amplitudenmodulation). QPSK kann per Phasenmodulation pro "Codesignal" 2 Bits gleichzeitig übermitteln. 16-QAM verwendet zusätzlich eine Amplitudenmodulation und überträgt so mit einem Codewort 4 Bits gleichzeitig. Allerdings steigt mit zunehmender Bandbreite auch die Empfindlichkeit gegenüber Störungen. Im Vergleich zu QPSK verdoppelt 16-QAM die Bandbreite - gleichzeitig sinkt aber die Störsicherheit, und die Menge von Interferenzstörungen nimmt zu.

Die Uplink-Technologie HSUPA setzt statt QPSK und 16-QAM eine robustere 1-Bit-Modulation namens Binary Phase Shift Keying (BPSK) ein. Sie erlaubt das Senden von Daten auch bei vergleichsweise stark gestörter Funkverbindung.

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