Exercise 4.1: General Questions about LTE

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Some terms about„LTE”

Since 2011, mobile communications systems have already reached the fourth generation, without serious delays, as was the case with the second generation of mobile communications (GSM) and even more so with the third generation (UMTS). Currently (2017) "5G" is the all-dominant buzzword. However, the author does not allow himself any more precise statements about the time of introduction than "very soon" or "as soon as possible". More detailed information can be found  here.

The development of new "releases" is constantly being driven forward by 3GPP. This international consortium, which includes all major mobile operators and manufacturers worldwide, will continue to play a prominent role in mobile communications in the future.

LTE has been offered commercially since 2011, especially for sparsely populated rural areas without sufficient DSL broadband connections. This 4G mobile communications standard is gradually becoming more widespread.

Notes:

• Die Aufgabe gehört zum Kapitel  Allgemeines zum Mobilfunkstandard LTE.
• In der Grafik sind einige LTE–relevante Begriffe angegeben. Einen direkten Bezug zur Aufgabe gibt es hierbei aber nicht.

Fragebogen

1

Welche wichtigen Neuerungen wurden vom 3GPP im Release 8 beschrieben?

	Eine rein paketorientierte Übertragung,
	eine hohe spektrale Effizienz,
	Frequenz– bzw. Bandbreitenflexibilität,
	ein niedriger Energieverbrauch an den Basisstationen.

2

Wozu dient die Duplexlücke des LTE–Frequenzbands um  $800 \ \rm MHz$?

	Zur Realisierung des  Cyclic Prefix,
	zur Vermeidung von Störungen zwischen Uplink und Downlink,
	zur Vermeidung von Überlagerungen zwischen einzelnen Providern.
	Man nutzt die Duplexlücke auch zum Betrieb von Funkmikrofonen.

3

Welche Verfahren und Techniken verwendet LTE hauptsächlich?

	OFDMA,
	SC–FDMA,
	MIMO,
	CDMA.

4

Wie unterscheiden sich die Frequenzbänder um  $800 \ \rm MHz$  bzw. um  $2.6 \ \rm GHz$?

	Durch unterschiedliche Preise bei der Versteigerung.
	Im Frequenzband um  $800 \ \rm MHz$  gibt es nur gepaarte Frequenzen.
	Das Frequenzband um  $2.6 \ \rm GHz$  kann nur für FDD genutzt werden.
	Die Einsatzgebiete unterscheiden sich grundlegend.

Musterlösung

Solution

(1)  Richtig sind die Antworten 1 bis 3, die auch für die wichtigsten Verbesserungen durch LTE stehen:

• Ein niedriger Energieverbrauch an den Basisstationen ist ausdrücklich falsch, denn es geht um einen möglichst niedrigen Energieverbrauch bei den Endgeräten, wofür sogar ein erhöhter Energieverbrauch an den Basisstationen in Kauf genommen wird.

(2)  Richtig sind die Antworten 2 und 4:

• Der entscheidende Grund für die Duplex–Lücke ist es, einen Sicherheitsbuffer zwischen Uplink und Downlink zu schaffen.
• Aber auch Antwort 4 ist richtig:   Funkmikrofone wurden und werden auch momentan noch mit Frequenzen im Bereich um 800 MHz betrieben, also bei solchen Frequenzen, die jetzt für LTE gebraucht werden.
• Wenn LTE endgültig flächendeckend ausgebaut ist, so kommt es zu Beeinträchtigungen von leistungsschwächeren Funkmikrofonen.
• Darüber hinaus ist für die Jahre nach 2015 der Einsatz von Veranstaltungstechnik auf den LTE–Frequenzen verboten. Unter anderem deshalb gibt es diese Duplex–Lücke, aber das ist nicht der eigentliche Grund, sondern ein nützlicher Nebeneffekt.

(3)  Richtig sind die drei ersten Antworten:

• OFDMA kommt im Downlink von LTE zum Einsatz, SC–FDMA im Uplink.
• Mehrantennensysteme (englisch: Multiple Input Multiple Output, MIMO) kommen im Mobilfunk häufiger zum Einsatz, nicht nur bei LTE.
• Tatsächlich wird bei LTE aber auch CDMA eingesetzt, allerdings nur für Kontrollkanäle.

(4)  Richtig sind die Antworten 1, 2 und 4:

• Der höherfrequente 2600 MHz–Bereich ist insbesondere aufgrund von Auflagen der Bundesregierung und wegen der geringeren Reichweite für Großstädte interessant.
• Der nur aus gepaarten Frequenzen bestehende 800 MHz–Bereich wird vorwiegend für ländliche Gebiete genutzt werden.