Long Term Evolution

Long Term Evolution (kurz LTE, auch 3.9G[1][2]) ist eine Bezeichnung für den Mobilfunkstandard der dritten Generation. Eine Erweiterung heißt LTE-Advanced bzw. 4G+. Sie ist abwärtskompatibel zu LTE im Projekt Next Generation Mobile Networks (NGMN). Aus Marketing-Gründen wird bereits LTE als 4G und LTE-Advanced als 4G+ beworben, was sich bei Android-Geräten oftmals auch in der Display-Anzeige widerspiegelt.[3] Technisch gesehen ist das aber so nicht korrekt.[4]

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

Der von LTE-Mobilfunkanbietern dafür genutzte Frequenzbereich ist ausschließlich das UHF-Frequenzband (auch Dezimeter-Wellenbereich genannt). Dort werden mehrere Frequenzen verwendet, regional variierend im mittleren bzw. oberen UHF-Bereich von ca. 700 bis 2600 Megahertz.

Das Grundschema des Universal Mobile Telecommunications Systems (UMTS, 3G) wird bei LTE (3.9G) beibehalten. So ist eine rasche und kostengünstige Nachrüstung der Infrastrukturen der UMTS-Technologie zum Beispiel auf LTE-Advanced (4G) möglich.

Ein LTE-Modem für 3.9G, aus Marketinggründen allerdings mit 4G bezeichnet

Geschichte
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 HSDPA und HSUPA 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 und so den Energieverbrauch der Mobiltelefone verringert.

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.[5] 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.[6] Mit Einsatz dieser Technologie hält das Unternehmen Nokia Solutions and Networks den Geschwindigkeitsrekord im Downlink von 1,3 GBit/s.[7]

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.[8] Im März 2008 wurden in einem Feldtest von NTT DOCOMO 250 Mbps demonstriert.[9] 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.[10]

Der Plan der 3GPP-Standardisierung war es, Ende 2009 den endgültigen 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.[11] Im Laufe des Jahres 2010 sollten durch TeliaSonera die 25 größten schwedischen und vier größten norwegischen Städte mit LTE-Netzen versorgt werden.[12] Im März 2012 versorgte TeliaSonera bereits 100.000 Nutzer mit LTE.[13]

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.[14] 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.[15][16] In Österreich nahm die Mobilkom Austria am 19. Oktober 2010 in Wien sowie T-Mobile Austria in Innsbruck den kommerziellen LTE-Betrieb auf.[17]

Vodafone bot seit dem 1. Dezember 2010 als erster deutscher Mobilfunk-Netzbetreiber LTE für Endkunden in Kombination mit einem LTE-Surfstick an.[18] Seit dem 15. März 2011 bot Vodafone auch LTE-Tarife mit Telefonie / Telefonanschluss an,[19] es handelte sich dabei um Voice-over-IP. Bei der Telekom hingegen wurde LTE als Ergänzung zum bestehenden Festnetz-Telefonanschluss geschaltet. Vodafone und die Deutsche Telekom veröffentlichten seit April 2011 detaillierte Informationen über die mit LTE versorgten Gebiete in ihren LTE-Netzabdeckungskarten.[20] 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.[21] Die Telefónica Germany startete mit der Marke O2 ihr Angebot Anfang Juli 2012 in den ersten Großstädten Dresden und Nürnberg.[22]

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.[23] Im Mai 2015 gab es bekannt, mit seinem LTE-Netz 77 % der Bevölkerung sowie über 73 % der deutschen Fläche zu erreichen.[24]

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.[25]

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.[26] Ab März 2014 wurde LTE für alle Kunden im E-Plus-Netz freigeschaltet.[27] Ende Juni 2016 schaltete Telefónica das LTE-Netz des von ihr übernommenen E-Plus wieder ab und begann mit der Abrüstung.[28]

Vodafone kündigte für die zweite Hälfte 2013 die Erweiterung des LTE-Netzes um die Unterstützung der Category 4 Geräte[29] (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.[30]

2015 strebte Vodafone an, LTE nahezu flächendeckend in Deutschland anbieten zu können.

Umrüstung
Vergleich der maximal erreichbaren Bitraten bei verschiedenen Mobilfunkstandards (logarithmische Darstellung)

Mobilfunknetze bestehen aus Funkzellen, in denen die Verbindungen aufgebaut werden. Wird ein Mobiltelefon oder ein anderes Gerät, wie zum Beispiel ein Notebook mit UMTS-Karte, eingeschaltet, meldet sich dieses Gerät aufgrund der auf der SIM-Karte gespeicherten Daten über die Netzdatenbank am Mobilfunknetz an. Das Gerät meldet sich zunächst an einer lokalen Datenbank an, die auch mehrere „Waben“ umfassen kann. Ändert sich der Standort des Gerätes, bemerkt dies die Software des mobilen Kommunikationsgerätes und meldet sich automatisch an der nächsten lokalen Vermittlungsstelle an. Das Signalaufbauschema änderte sich in seinem groben Aufbau auch nicht, als die Netze um die zur „Third Generation“ zählende UMTS-Technologie erweitert wurden. Nokia ging damals davon aus, dass dies auch beim Ausbau der bestehenden Netze auf LTE nicht ändern würde. Der Vorteil dieser Vorgehensweise: Es kann die bereits vorhandene Infrastruktur verwendet werden, die lediglich um die benötigten technischen Komponenten erweitert werden muss, also die LTE-Komponenten an den bereits vorhandenen Funkmasten installiert.

Voice over LTE
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.[31] 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.[32]

Vergleich von Rufaufbauzeiten
TechnologieGSM/UMTSLTE (CSFB)VoLTEWiFi Calling
Paket-basiertneinja
Rufaufbauzeit5,47 s8,8 s1,96 s1,18 s

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

CSFB

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. Hierbei werden zunächst alle Datenverbindungen gekappt, und das Gerät wechselt in ein verfügbares GSM-, UMTS- oder CDMA2000-Netz, um dort den Anruf anzunehmen oder abzusetzen. Dies kostet Zeit, weswegen die Rufaufbauzeiten bei einem CSFB drastisch ansteigen (siehe Tabelle).[33]

Notrufe

In Deutschland ist es, wie auch bei anderen VoIP-Diensten wie beispielsweise Skype, nicht möglich, Notrufe über VoLTE abzusetzen. Mobile Betriebssysteme blenden hierfür üblicherweise eine Warnmeldung ein. Auch die Netzbetreiber selbst warnen in den AGB und Tarifbestimmungen davor, dass Notrufe nicht über VoLTE übermittelt werden können. Grund dafür ist die fehlende Möglichkeit, den Standort des Anrufers zuverlässig über das IP-System zu ermitteln.[34]

Technische Daten

Gängige LTE-Kategorien und Datenraten
KategorieDownstreamUpstreamDownlink-Carrier
max.		MIMO
max.		Downstream-Modulation
max.
Cat 40150 MBit/s50 MBit/s12×264 QAM
Cat 60300 MBit/s24×4
Cat 90450 MBit/s3
Cat 120600 MBit/s150 MBit/s (Cat 13)256 QAM
Cat 150800 MBit/s225 MBit/s5
Cat 161000 MBit/s– (Upstream fällt in andere Kategorie)
Cat 181200 MBit/s328×8

Quelle:[35]

Bandbreiten und Signalstruktur
Eigenschaft Kanalbreite
1,4 MHz 3 MHz 5 MHz 10 MHz 15 MHz 20 MHz
Signalbandbreite1,08 MHz2,7 MHz4,5 MHz9,0 MHz13,5 MHz18,0 MHz
Anzahl OFDM-Träger721803006009001200
Anzahl Physical Resource Blocks⁠a615255075100
Anzahl Resource Elements⁠b pro Frame⁠c (Normal Cyclic Prefix Mode)10080252004200084000126000168000
Anzahl Resource Elements pro Frame (Extended Cyclic Prefix Mode)8640216003600072000108000144000
Anzahl Reference Signals⁠a (RS) je Frame (Antennenports 0 und 1 / 2 und 3)480/2401200/6002000/10004000/20006000/30008000/4000
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

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 Frequenz Upstream Downstream Duplexlücke Kanal­bandbreiten
(von/bis)[36][37]		 Cluster Kompatibilität mit europäischer Frequenzordnung
1FDD21001920–19802110–21701905201695–2200ja
2FDD19001850–19101930–1990801,4201695–2200nein
3FDD18001710–17851805–1880951,4201695–2200ja
4FDD17001710–17552110–21554001,4201695–2200nein
5FDD850824–849869–894451,410698–960nein
6FDD850830–840875–88545510698–960nein
7FDD26002500–25702620–26901205202496–2690ja
8FDD900880 – 915925–960451,410698–960ja[38]
9FDD18001749,9–1784,91844,9–1879,9955201695–2200redundant zu Band 3
10FDD17001710–17702110–21704005201695–2200nein
11FDD15001427,9–1447,91475,9–1495,9485101427–1518nein
12FDD700699–716729–746301,410698–960nein
13FDD700777–787746–756–31510698–960nein
14FDD700788–798758–768–30510698–960nein
17FDD700704–716734–74630510698–960nein
18FDD850815–830860–87545515698–960nein
19FDD850830–845875–89045515698–960nein
20FDD800832 – 862791–821−41520698–960ja[39]
21FDD15001447,9–1462,91495,9–1510,9485151427–1518nein
22FDD35003410–34903510–35901005203400–3800durch Band 42 abgelöst
23FDD?2000–20202180–22001801,4201695–2200nein
24FDD16001626,5–1660,51525–1559−101,55101525–1660,5nur über Satelliten
25FDD19001850–19151930–1995801,4201695–2200nein
26FDD850814–849859–894451,415698–960nein
27FDD800807–824852–869451,410698–960nein
28FDD700703–748758 – 80355320698–960nur untere 33 MHz[40][41]
29FDD700–717–728–310698–960nein
30FDD23002305–23152350–2360455102300–2400nein
31FDD450452,5–457,5462,5–467,5101,45450–467,5ja[42]
32FDD1500-1452–1496–5201427–1518ja
33TDD21001900–1920–5201695–2200untere 10 MHz: nun für Zugfunk reserviert
34TDD21002010–2025–5151695–2200an Video-PMSE abgetreten
35TDD19001850–1910–1,4201695–2200nein
36TDD19001930–1990–1,4201695–2200nein
37TDD19001910–1930–5201695–2200nein
38TDD26002570–2620–5202496–2690ja
39TDD19001880–1920–5201695–2200untere 20 MHz: für DECT reserviert
40TDD23002300–2400–5202300–2400ja
41TDD25002496–2690–5202496–2690nein
42TDD35003400–3600–5203400–3800ja
43TDD37003600–3800–5203400–3800ja
44TDD700703–803–320698–960nein
45TDD15001447–1467–5201427–1518nein
46TDD52005150–5925–10205150–5925für Spezialanwendungen reserviert
47TDD59005855–5925–10205150–5925für Spezialanwendungen reserviert
48TDD36003550–3700–5203400–3800redundant zu den Bändern 42 und 43
49TDD ?3550–3700–10203400–3800redundant zu den Bändern 42 und 43
50TDD15001432–1517–3201427–1518nein
51TDD15001427–1432–351427–1518nein
52TDD ?3300–3400–5203300–3400nein
53TDD ?2483,5–2495–1,4102483,5–2495nein, da für Satelliten-Downlink reserviert
65FDD21001920–20102110–22001901,4201695–2200obere 30 MHz: nur über Satelliten
66FDD17001710–17802110–22004001,4201695–2200nein
67FDD700–738–758–520698–960ja[43]
68FDD700698–728753–78355515698–960ja[44]
69FDD2600–2570–2620–5202496–2690ja
70FDD20001695–17101995–20203005201695–2200nein
71FDD600663–698617–652−46520617–698nein, da für Rundfunk und Funkmikrofone reserviert
72FDD450451–456461–466101,45450–467,5ja[45]
73FDD450450–455460–465101,45450–467,5ja[46]
74FDD15001427–14701475–1518481,4201427–1518nein
75FDD1500–1432–1517–5201427–1518ja
76FDD1500–1427–1432–551427–1518ja
85FDD700698–716728–74630510698–960nein
87FDD ?410–415420–425101,45410–427ja[47]
88FDD ?412–417422–427101,45410–427ja[48]
103FDD700787–788757–758–30nur NB-IoT698–960nein
  • In Deutschland verwendete Frequenzen
  • Ausschließlich von Deutscher Telekom für LTE verwendet: Band 8 (LTE900): 5 MHz LTE, 10 MHz GSM. Band 32 (LTE1500) für mehr Downstream für Hybridrouter
    • LTE 900 jetzt auch von Vodafone verwendet[49]
  • In Deutschland von Vodafone für LTE verwendete Frequenzen, auch in CA mit anderen Frequenzen[50]

    • LTE-Situation verschiedener Länder

    Frequenzversteigerung 2010

    Die Bundesnetzagentur versteigerte[51] 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.[52]

    Am 30. August 2010 wurden die bis dahin abstrakt zugewiesenen Frequenzen in den Bereichen 800 MHz und 2,6 GHz zugeordnet.[53]

    Frequenzversteigerung 2015

    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),[54] 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.[55]

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

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

    800-MHz-Frequenzband (E-UTRA Band 20, Digitale Dividende der EU)
    Nutzer Uplink Downlink Preis
    Deutsche Telekom852–862 MHz811–821 MHz1,153 Mrd. €
    Vodafone842–852 MHz801–811 MHz1,210 Mrd. €
    O₂832–842 MHz791–801 MHz1,212 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)
    Nutzer Frequenzduplex (FDD) Zeitduplex (TDD)
    UplinkDownlinkPreisUplink+DownlinkPreis
    Deutsche Telekom2520–2540 MHz2640–2660 MHz076,228 Mio. €2605–2610 MHz08,598 Mio. €
    Vodafone2500–2520 MHz2620–2640 MHz073,464 Mio. €2580–2605 MHz44,960 Mio. €
    O22540–2570 MHz2660–2690 MHz108,085 Mio. €2570–2580 MHz
    2610–2620 MHz    		16,502 Mio. €
    16,458 Mio. €

    Verfügbarkeit in Deutschland

    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

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

    Am 20. September 2010 wurde die Frequenzauktion der RTR abgeschlossen. Dabei wurden Frequenzen im 2,6-GHz-Bereich wie folgt vergeben:[56]

    Nutzer Frequenzduplex (FDD) Zeitduplex (TDD) Preis 2010
    Uplink Downlink Uplink+Downlink
    A1 Telekom Austria2500–2520 MHz2620–2640 MHz2595–2620 MHz13,248 Mio. €
    Magenta Telekom2520–2540 MHz2640–2660 MHz–11,247 Mio. €
    Orange Austria2540–2550 MHz2660–2670 MHz–4 Mio. €
    Hutchison Drei Austria2550–2570 MHz2670–2690 MHz2570–2595 MHz11,03 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

    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.[57]

    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 zu Verfügung stehen sollten und für die das Unternehmen Lizenzen bezahlt hatte, die noch mehrere Millionen € Bilanzwert hatten.[58] 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.[59]

    Ausgang der Auktion:[60]

    MHzA1Magenta TelekomHutchison Drei Austria
    8002×202×10-
    9002×152×152×5
    18002×352×202×20
    Total2×702×452×25
    Anteil50 %32 %18 %

    Schweiz

    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:

    FrequenzE-UTRA BandBandbreiteDuplexverfahrenAb LTE-ReleaseSwisscomSunriseSalt
    800 MHzXX (20)2×30 MHzFDDRel. 92×10 MHz2×10 MHz2×10 MHz
    900 MHzVIII (8)2×35 MHzFDDRel. 82×15 MHz2×15 MHz2×5 MHz
    1800 MHzIII (3)2×75 MHzFDDRel. 82×30 MHz2×20 MHz2×25 MHz
    2100 MHzI (1)2×60 MHzFDDRel. 82×30 MHz2×10 MHz2×20 MHz
    2600 MHzVII (7)
    XXXVIII (38)    		2×70 MHz
    1×50 MHz    		FDD
    TDD    		Rel. 82×20 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.[61] 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.[62] 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.[63]

    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.[64]

    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 %.[65]

    Spanien

    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.[66]

    Weltweit

    Weltweit werden unterschiedliche Frequenzbänder genutzt:[67]

    • 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

    Literatur
    • 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.
    Commons: LTE – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

    Einzelnachweise
    1. 3.9G (3,9. Generation), itwissen.info
    2. Was ist eigentlich… LTE? (Memento vom 30. November 2015 im Internet Archive) blog.base.de
    3. Was ist 4G und 4G+? Unterschied einfach erklärt. Abgerufen am 26. Februar 2019.
    4. Das ist der Unterschied zwischen LTE, 4G und 5G. Abgerufen am 3. August 2019.
    5. World’s first LTE demonstration (Memento vom 5. Oktober 2011 im Internet Archive), Nomor Research
    6. Researchers at Nokia Siemens Networks double the capacity in uplink using Virtual MIMO in LTE networks.
    7. Nokia Siemens Networks extends #TD-LTE speed record in China
    8. 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)
    9. 250 Mbps Downlink in Super 3G Field Experiment (Memento vom 12. August 2008 im Internet Archive), NTT DoCoMo Achieves
    10. 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
    11. Achim Sawall: Erste 4G-Mobilfunknetze in Stockholm und Oslo in Betrieb. In: golem.de. 14. Dezember 2009, abgerufen am 7. Juli 2017.
    12. 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.
    13. TeliaSonera reaches 100,000 LTE users; prepares for upsurge this year. In: telegeography.com. Abgerufen am 7. Juli 2017 (englisch).
    14. LTE Ausbau in Deutschland und Europa. In: Internetanbieter.eu. Abgerufen am 7. Juli 2017.
    15. Deutsche Telekom nimmt ersten LTE-Sender in Betrieb. In: teltarif.de. Abgerufen am 7. Juli 2017.
    16. Grünes Licht für 4G: Netztechnik startklar in Brandenburg (Memento vom 13. Mai 2011 im Internet Archive)
    17. Daniel A. J. Sokolov: LTE in Österreich gestartet. heise online, 20. Oktober 2010, abgerufen am 21. Oktober 2010.
    18. 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.
    19. 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.
    20. LTE-Netzabdeckungskarten: Telekom-Karte, abgerufen am 12. Mai 2016.
    21. Düsseldorf und Köln mit LTE, ltemap.de, 2. September 2011
    22. O2 startet LTE-Betrieb, internetanbieter.info, 21. Juni 2012
    23. LTE Ausbau – Stand Spätsommer 2013. In: lte-vergleich.net. Archiviert vom Original am 23. Februar 2017; abgerufen am 7. Juli 2017.
    24. Mehr als 70 % des Netzes modernisiert, Vodafone, 26. Mai 2015
    25. Interview mit Markus Oliver Göbel, Telefónica Deutschland, abgerufen am 29. Mai 2013
    26. Auch E-Plus startet 2013 mit LTE, SmartChecker.de, 21. Januar 2013
    27. E-Plus startet Anfang März mit LTE für alle Prepaid- und Vertrags-Kunden, teltarif.de, 20. Februar 2014
    28. LTE von E-Plus: Telefónica schaltet Netz sukzessive ab
    29. LTE UE Category and Class Definitions. radio-electronics.com. Abgerufen am 30. August 2013
    30. LTE-Advanced mit 225 Megabit pro Sekunde bei O2 und Vodafone. In: article. tarifetarife.de, 15. November 2013, abgerufen am 19. November 2013.
    31. Voice over LTE (VoLTE). In: areamobile.de. Abgerufen am 29. Dezember 2017.
    32. VoLTE: Alles übers Telefonieren via LTE. In: lte-anbieter.info. Abgerufen am 29. Dezember 2017.
    33. http://www.itwissen.info/CSFB-circuit-switched-fallback.html
    34. Tomás Freres-Flete: Keine Notrufe über LTE oder WLAN möglich. In: Hardwareluxx. 17. Juli 2016, abgerufen am 29. Dezember 2017.
    35. 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.
    36. Christian Hübner: Der Funkstandard LTE (Long Term Evolution). (PDF) In: tu-dresden.de. 30. Januar 2013, S. 7, abgerufen am 7. März 2019.
    37. https://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/36_series/36.101/36101-h50.zip
    38. https://docdb.cept.org/download/1595
    39. https://docdb.cept.org/download/1558
    40. https://docdb.cept.org/download/1486
    41. https://docdb.cept.org/download/1502
    42. https://docdb.cept.org/download/1486
    43. https://docdb.cept.org/download/1502
    44. https://docdb.cept.org/download/1486
    45. https://docdb.cept.org/download/1486
    46. https://docdb.cept.org/download/1486
    47. https://docdb.cept.org/download/1486
    48. https://docdb.cept.org/download/1486
    49. https://www.teltarif.de/vodafone-lte-900-mhz/news/79310.html
    50. https://www.mobiflip.de/vodafone-mobilfunk-frequenzspektrum-in-der-uebersicht/
    51. Präsentation Ende Frequenzbereich Versteigerung (Memento vom 13. Dezember 2012 im Internet Archive)
    52. Frequenzvergabeverfahren 2010. (Memento vom 24. August 2018 im Internet Archive) Bundesnetzagentur, abgerufen am 29. September 2017.
    53. Zuordnung der im Mai ersteigerten Frequenzblöcke, BNetzA
    54. Markus Weidner: Telekom startet Projekt „LTE überall“. Abgerufen am 30. September 2017.
    55. Mobiles Breitband. Bundesnetzagentur, abgerufen am 3. Januar 2023.
    56. RTR – 2600 MHz Spektrum (Memento vom 1. November 2012 im Internet Archive)
    57. Reuters: LTE-Auktion in Österreich startet im September. In: handelsblatt.com. 26. August 2013, abgerufen am 13. Februar 2015.
    58. Reuters: T-Mobile bemängelt LTE-Freuqenzauktion in Österreich. In: handelsblatt.com. 2. August 2013, abgerufen am 13. Februar 2015.
    59. Republik nimmt bei Frequenzauktion zwei Mrd. ein. In: orf.at. 21. Oktober 2013, abgerufen am 13. Februar 2015.
    60. 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.
    61. 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.
    62. Vorreiter für Schweizer LTE Roaming (Memento vom 27. Juni 2013 im Internet Archive), Medienmitteilung vom 20. Juni 2013, abgerufen am 27. Juni 2013
    63. Noch mehr Tempo im Mobilfunk: Swisscom führt LTE advanced ein, swisscom.ch, abgerufen am 20. Juni 2014
    64. „Orange trotz Umsatzrückgang mit mehr Betriebsgewinn“, nzz.ch, abgerufen am 2. November 2014
    65. Das Sunrise Mobilfunknetz wächst, sunrise.ch, abgerufen am 7. Dezember 2013
    66. Archivierte Kopie (Memento vom 15. Mai 2014 im Internet Archive) LTE Ausbau News Spanien 28. Juni 2013
    67. 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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