Long Term Evolution

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Geschichte, LTE-Situation in Deutschland

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Long Term Evolution (kurz LTE, auch 3.9G) 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. Technisch gesehen ist das aber so nicht korrekt.

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 z. B. auf LTE-Advanced (4G) möglich.

Ein LTE-Modem für 3.9G. Aus Marketinggründen allerdings mit 4G bezeichnet.

Geschichte

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Ist die Bestrebung im letzten Satz umgesetzt worden?

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Ein Vorläuferkonzept zu LTE wurde von Nortel Networks 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 sind relativ hohe Datenraten möglich, aber es wird erwartet, dass der Bedarf an mobilen Internetdiensten weiter steigt. Im Gegensatz zur alternativen Technologie WiMAX soll 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, heute Nokia Networks, hat 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. 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. Mit Einsatz dieser Technologie hält das Unternehmen Nokia Solutions and Networks den Geschwindigkeitsrekord im Downlink von 1,3 GBit/s.

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. Im März 2008 wurden in einem Feldtest von NTT DoCoMo 250 Mbps demonstriert. 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.

Der Plan der 3GPP-Standardisierung war es, Ende 2009 den endgültigen Standard zu verabschieden. Nach Inter-Operability-Tests und weiteren Feldtests 2009 wird 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 erreichen sie eine Downstream-Datenrate von 100 MBit/s und eine Upstream-Datenrate von 50 MBit/s. Im Laufe des Jahres 2010 sollen durch TeliaSonera die 25 größten schwedischen und vier größten norwegischen Städte mit LTE-Netzen versorgt werden. Im März 2012 versorgte TeliaSonera bereits 100.000 Nutzer mit LTE.

In Deutschland ging die Versteigerung der zur Nutzung für LTE geplanten Frequenzlizenzen Ende Mai 2010 zu Ende. Die deutschen Netzbetreiber haben insgesamt 4,4 Milliarden Euro für die Lizenzen ausgegeben. 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 hat die Deutsche Telekom den ersten LTE-Sendemast in Kyritz (Landkreis Ostprignitz-Ruppin) in Betrieb genommen. In Österreich hat die Mobilkom Austria am 19. Oktober 2010 in Wien sowie T-Mobile Austria in Innsbruck den kommerziellen LTE-Betrieb aufgenommen.

Vodafone bietet seit dem 1. Dezember 2010 als erster deutscher Mobilfunk-Netzbetreiber LTE für Endkunden in Kombination mit einem LTE-Surfstick an. Seit dem 15. März 2011 bietet Vodafone auch LTE-Tarife mit Telefonie / Telefonanschluss an, es handelt sich dabei um Voice-over-IP (Internettelefonie). Bei der Telekom hingegen wird LTE als Ergänzung zum bestehenden Festnetz-Telefonanschluss geschaltet (also keine Internettelefonie wie bei Vodafone). Vodafone und die Deutsche Telekom veröffentlichen seit April 2011 detaillierte Informationen über die mit LTE versorgten Gebiete in ihren LTE-Netzabdeckungskarten. Die Einführung von LTE in Ballungsgebieten und Großstädten ist ab Sommer / Herbst 2011 geplant. Köln wird als erste Stadt seit Juli, Düsseldorf seit September 2011 mit LTE versorgt. Die Telefónica Germany startete mit der Marke O₂ ihr Angebot Anfang Juli 2012 in den ersten Großstädten Dresden und Nürnberg.

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

Vodafone versorgt 160 größere Städte (über 50.000 Einwohner) mit LTE im 800-Megahertz-Spektrum. Im September 2013 erreichte Vodafone bundesweit mit 5.600 Basisstationen eine Netzabdeckung von 66 Prozent. Im Mai 2015 gab Vodafone bekannt, mit seinem LTE-Netz 77 % der Bevölkerung sowie über 73 % der deutschen Fläche zu erreichen.

O₂ hat bis Mitte 2013 etwa 11 größere Ballungsräume mit LTE versorgt und benutzt dabei die Frequenzen um 800 MHz, die vereinzelt um LTE-Zellen im 2600-MHz-Bereich ergänzt werden. Mittelfristig möchte O₂ ein deutschlandweites LTE-Netz auf 800 MHz aufbauen. Im Jahr 2013 ist die Einführung von Voice over LTE (VoLTE) geplant. O₂ nutzt das Glasfasernetz der Telekom, um die Daten aus dem LTE-Netz weiterzutransportieren.

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. Ab März 2014 wurde LTE für alle Kunden im E-Plus-Netz freigeschaltet. Ende Juni 2016 schaltete Telefónica das LTE-Netz von E-Plus wieder ab und begann mit der Abrüstung.

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

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. Wenn die bestehenden Netze innerhalb der nächsten zehn Jahre, wie der Handyhersteller Nokia vermutet, auf LTE umgerüstet werden, wird auch hier das Grundschema beibehalten werden. Der Vorteil dieser Vorgehensweise: Es kann die bereits vorhandene Infrastruktur verwendet werden, die lediglich um die benötigten technischen Komponenten erweitert werden muss. Das heißt also, dass man – vereinfacht ausgedrückt – die LTE-Komponenten an den bereits vorhandenen Funkmasten installiert.

Voice over LTE

VoLTE-Telefonat auf einem iPhone

→ Hauptartikel: VoLTE

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. Kurz darauf folgte Telefónica mit der Unterstützung ihrerseits im O2-Netz. Als letzter Netzbetreiber führte die Telekom Deutschland GmbH Anfang 2016 den Dienst ein.

Die Vorteile der VoLTE-Technologie liegt in einem extrem kurzen Rufaufbau innerhalb weniger Sekunden 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.

Vergleich von Rufaufbauzeiten

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

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

CSFB

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).

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.

Technische Daten

Gängige LTE-Kategorien und Datenraten

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

Quelle:

Bandbreiten und Signalstruktur

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

^a 

1 Physical Resource Block (PRB) ≘ 12 OFDM-Träger ≘ 180 kHz

^b 

1 Resource Element (RE) ≘ 1 OFDM-Träger (15 kHz) × 1 OFDM-Symbol

^c 

1 Frame ≘ 10 ms

Frequenzbänder

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

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

E-UTRA Band	Duplex	Frequenz	Upstream	Downstream	Duplexlücke	Kanal­bandbreiten (von/bis)	Cluster	Kompatibilität mit europäischer Frequenzordnung
1	FDD	2100	1920–1980	2110–2170	190	5	20	1695–2200	ja
2	FDD	1900	1850–1910	1930–1990	80	1,4	20	1695–2200	nein
3	FDD	1800	1710–1785	1805–1880	95	1,4	20	1695–2200	ja
4	FDD	1700	1710–1755	2110–2155	400	1,4	20	1695–2200	nein
5	FDD	850	824–849	869–894	45	1,4	10	698–960	nein
6	FDD	850	830–840	875–885	45	5	10	698–960	nein
7	FDD	2600	2500–2570	2620–2690	120	5	20	2496–2690	ja
8	FDD	900	880 – 915	925–960	45	1,4	10	698–960	ja
9	FDD	1800	1749,9–1784,9	1844,9–1879,9	95	5	20	1695–2200	redundant zu Band 3
10	FDD	1700	1710–1770	2110–2170	400	5	20	1695–2200	nein
11	FDD	1500	1427,9–1447,9	1475,9–1495,9	48	5	10	1427–1518	nein
12	FDD	700	699–716	729–746	30	1,4	10	698–960	nein
13	FDD	700	777–787	746–756	–31	5	10	698–960	nein
14	FDD	700	788–798	758–768	–30	5	10	698–960	nein
17	FDD	700	704–716	734–746	30	5	10	698–960	nein
18	FDD	850	815–830	860–875	45	5	15	698–960	nein
19	FDD	850	830–845	875–890	45	5	15	698–960	nein
20	FDD	800	832 – 862	791–821	−41	5	20	698–960	ja
21	FDD	1500	1447,9–1462,9	1495,9–1510,9	48	5	15	1427–1518	nein
22	FDD	3500	3410–3490	3510–3590	100	5	20	3400–3800	durch Band 42 abgelöst
23	FDD	?	2000–2020	2180–2200	180	1,4	20	1695–2200	nein
24	FDD	1600	1626,5–1660,5	1525–1559	−101,5	5	10	1525–1660,5	nur über Satelliten
25	FDD	1900	1850–1915	1930–1995	80	1,4	20	1695–2200	nein
26	FDD	850	814–849	859–894	45	1,4	15	698–960	nein
27	FDD	800	807–824	852–869	45	1,4	10	698–960	nein
28	FDD	700	703–748	758 – 803	55	3	20	698–960	nur untere 33 MHz
29	FDD	700	–	717–728	–	3	10	698–960	nein
30	FDD	2300	2305–2315	2350–2360	45	5	10	2300–2400	nein
31	FDD	450	452,5–457,5	462,5–467,5	10	1,4	5	450–467,5	ja
32	FDD	1500	-	1452–1496	–	5	20	1427–1518	ja
33	TDD	2100	1900–1920	–	5	20	1695–2200	untere 10 MHz: nun für Zugfunk reserviert
34	TDD	2100	2010–2025	–	5	15	1695–2200	an Video-PMSE abgetreten
35	TDD	1900	1850–1910	–	1,4	20	1695–2200	nein
36	TDD	1900	1930–1990	–	1,4	20	1695–2200	nein
37	TDD	1900	1910–1930	–	5	20	1695–2200	nein
38	TDD	2600	2570–2620	–	5	20	2496–2690	ja
39	TDD	1900	1880–1920	–	5	20	1695–2200	untere 20 MHz: für DECT reserviert
40	TDD	2300	2300–2400	–	5	20	2300–2400	ja
41	TDD	2500	2496–2690	–	5	20	2496–2690	nein
42	TDD	3500	3400–3600	–	5	20	3400–3800	ja
43	TDD	3700	3600–3800	–	5	20	3400–3800	ja
44	TDD	700	703–803	–	3	20	698–960	nein
45	TDD	1500	1447–1467	–	5	20	1427–1518	nein
46	TDD	5200	5150–5925	–	10	20	5150–5925	für Spezialanwendungen reserviert
47	TDD	5900	5855–5925	–	10	20	5150–5925	für Spezialanwendungen reserviert
48	TDD	3600	3550–3700	–	5	20	3400–3800	redundant zu den Bändern 42 und 43
49	TDD	?	3550–3700	–	10	20	3400–3800	redundant zu den Bändern 42 und 43
50	TDD	1500	1432–1517	–	3	20	1427–1518	nein
51	TDD	1500	1427–1432	–	3	5	1427–1518	nein
52	TDD	?	3300–3400	–	5	20	3300–3400	nein
53	TDD	?	2483,5–2495	–	1,4	10	2483,5–2495	nein, da für Satelliten-Downlink reserviert
65	FDD	2100	1920–2010	2110–2200	190	1,4	20	1695–2200	obere 30 MHz: nur über Satelliten
66	FDD	1700	1710–1780	2110–2200	400	1,4	20	1695–2200	nein
67	FDD	700	–	738–758	–	5	20	698–960	ja
68	FDD	700	698–728	753–783	55	5	15	698–960	ja
69	FDD	2600	–	2570–2620	–	5	20	2496–2690	ja
70	FDD	2000	1695–1710	1995–2020	300	5	20	1695–2200	nein
71	FDD	600	663–698	617–652	−46	5	20	617–698	nein, da für Rundfunk und Funkmikrofone reserviert
72	FDD	450	451–456	461–466	10	1,4	5	450–467,5	ja
73	FDD	450	450–455	460–465	10	1,4	5	450–467,5	ja
74	FDD	1500	1427–1470	1475–1518	48	1,4	20	1427–1518	nein
75	FDD	1500	–	1432–1517	–	5	20	1427–1518	ja
76	FDD	1500	–	1427–1432	–	5	5	1427–1518	ja
85	FDD	700	698–716	728–746	30	5	10	698–960	nein
87	FDD	?	410–415	420–425	10	1,4	5	410–427	ja
88	FDD	?	412–417	422–427	10	1,4	5	410–427	ja
103	FDD	700	787–788	757–758	–30	nur NB-IoT	698–960	nein

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

In Deutschland von Vodafone für LTE verwendete Frequenzen, auch in CA mit anderen Frequenzen

LTE-Situation verschiedener Länder

Deutschland

Frequenzversteigerung 2010

→ Hauptartikel: „Frequenzversteigerung 2010“ im Artikel Digitale Dividende

Die Bundesnetzagentur versteigerte 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 für LTE genutzt. Der Bundesnetzagentur brachte diese Auktion einen Erlös von 4,38 Mrd. Euro.

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

Frequenzversteigerung 2015

→ Hauptartikel: Digitale Dividende II

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), 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.

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

Da Frequenzen im 800-MHz-Bereich für die Fernsehübertragung und z. B. 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)
	Uplink	Downlink	Preis	Uplink+Downlink	Preis
Deutsche Telekom	2520–2540 MHz	2640–2660 MHz	076,228 Mio. €	2605–2610 MHz	08,598 Mio. €
Vodafone	2500–2520 MHz	2620–2640 MHz	073,464 Mio. €	2580–2605 MHz	44,960 Mio. €
O2	2540–2570 MHz	2660–2690 MHz	108,085 Mio. €	2570–2580 MHz 2610–2620 MHz	16,502 Mio. € 16,458 Mio. €

Verfügbarkeit in Deutschland

Derzeit nutzen alle drei deutschen Mobilfunknetzbetreiber die Möglichkeit von LTE.

Verfügbarkeit von LTE

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

Österreich

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:

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

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

800-, 900-, 1800-MHz-Frequenzbänder

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Wikipedia:WikiProjekt Ereignisse/Vergangenheit/2013

Wie von der RTR 2012 für 2013 angekündigt, soll nun Anfang September 2013 die Versteigerung von 28 Blöcken in den Bändern 800, 900 und 1800 MHz starten. Vor der eigentlichen Auktion können Newcomer zwei Frequenzblöcke zu einem niedrigeren Preis ersteigern. Die Auktion erfolgt geheim, erst die Ergebnisse werden veröffentlicht.

Streit um Lizenzlaufzeiten: T-Mobile hat schon kritisiert und beklagt, dass mit dieser Versteigerung Frequenzen (800 und 900 MHz) ab 2016 bzw. 2018 neu verfügbar gemacht werden, die noch bis 2019 als GSM-Frequenzen zu Verfügung stehen sollen und für die das Unternehmen Lizenzen bezahlt hat, die noch mehrere Millionen € Bilanzwert haben. Am 21. Oktober 2013 wird bekannt, dass A1 fast 1 Mrd. €, T-Mobile rund 700 Mio. € und Hutchison Drei Austria rund 300 Mio. € zahlen wird. Die ersteigerten Bänder können auch bzw. das 800-MHz-Band nur für LTE genutzt werden.

Ausgang der Auktion:

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

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:

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

Die neuen Mobilfunkfrequenzen wurden den Unternehmen Swisscom, Sunrise Communications und Salt Mobile zugeteilt und brachten dem Bund rund eine Milliarde Schweizer Franken ein. 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 hat ihr LTE-Netz am 29. November 2012 als erstes Netz der Schweiz kommerziell in Betrieb genommen. 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 zurzeit (März 2014) in 1400 Orten zur Verfügung und versorgt bereits 91 % der Bevölkerung. Swisscom führte am 21. Juni 2013 als erster Anbieter der Schweiz internationales LTE-Roaming ein, womit europäische Mobilfunknutzer erstmals LTE-Netze auf anderen Kontinenten nutzen konnten. Gestartet wurde das LTE-Roaming mit Südkorea; mittlerweile sind 7 weitere Länder dazugekommen. Am 16. Juni 2014 führte Swisscom als erster Anbieter LTE advanced in der Schweiz ein. Die Erweiterung ist vorerst in den Bahnhöfen Bern und Lausanne verfügbar; ab Juli 2014 werden weitere stark frequentierte Standorte ausgebaut.

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 mittlerweile 90 % der Bevölkerung (Ende 2014).

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 %.

Spanien

In Spanien kommt der LTE-Netzausbau nur sehr schleppend voran. Die Telefónica, der größte Mobilfunkanbieter in Spanien, hat bisher nur LTE-Testnetze in Madrid und Barcelona aufgebaut. Vodafone Spanien startete am 29. Mai 2013 sein 4G-/LTE-Netzwerk und bietet ein Kategorie-4-Netz mit bis zu 150 Megabit/s Empfangs- und 50 Megabit/s Senderate an. Vodafone Spanien hat dabei schon die Städte Barcelona, Bilbao, Madrid, Málaga, Palma de Mallorca, Sevilla und Valencia mit LTE versorgt. Vodafone nutzt die LTE-Frequenzen 1800 MHz und 2600 MHz, um den Netzausbau in Spanien in den Städten fortzusetzen.

Weltweit

Weltweit werden unterschiedliche Frequenzbänder genutzt:

• 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

• Liste von LTE-Netzwerken

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. 

Weblinks

Commons: LTE – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• LTE/SAE, 3GPP.ORG, Englisch

Einzelnachweise

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2. (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. (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. (Memento des Originals vom 9. September 2009 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.ericsson.com
9. (Memento des Originals vom 12. August 2008 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.nttdocomo.com, NTT DoCoMo Achieves
10. (Memento des Originals vom 27. Januar 2009 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.allround-pc.com, 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. 
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22. O2 startet LTE-Betrieb, internetanbieter.info, 21. Juni 2012
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25. Interview mit Markus Oliver Göbel, Telefónica Deutschland, abgerufen am 29. Mai 2013
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27. E-Plus startet Anfang März mit LTE für alle Prepaid- und Vertrags-Kunden, teltarif.de, 20. Februar 2014
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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. 
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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. (Memento des Originals vom 15. Mai 2014 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.lte800.com 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). 

Mobilfunknetze in Deutschland

A-Netz (ca. 1952–1977) | B-Netz (1972–1994) | C-Netz (1985–2000) | D-Netz (seit 1991) | E-Netz (seit 1994) | UMTS (2004–2021) | LTE (seit 2010) | 5G (seit 2019)