LTE Advanced

LTE Advanced brachte höhere Datenraten

Theoretisch könnte mit LTE Advanced (Pro) auch beim mobilen Surfen mehrere GBit/s erzielt werden. Obwohl Spitzenwerte von 4 GBit/s oder mehr in Deutschland per LTE nie zur Anwendung kamen, profitieren wir von der Weiterentwicklung.

Von Julian Ruecker / Alexander Kuch

LTE Advanced konnte noch höhere Datenraten bieten als LTE LTE Advanced konnte noch höhere Datenraten bieten als LTE
LTE übertrifft mit Datenraten im Download im dreistelligen sowie im Upload im hohen zweistelligen Bereich bereits Geschwindigkeiten, die VDSL im Festnetz erreicht. Doch LTE Advanced versprach sogar noch mehr: Mobiles Surfen mit bis zu 4 GBit/s im Downstream sollte der Mobilfunk-Standard der vierten Generation bringen. Hier lesen Sie, was LTE Advanced theoretisch leisten kann.

Schnelle Erweiterung von LTE

Im Jahr 2011 waren in Deutschland gerade die ersten LTE-Angebote auf dem Markt verfügbar. Zeitgleich verabschiedete die 3GPP, das Gremium für weltweite Mobilfunk-Standards, LTE Advanced konnte noch höhere Datenraten bieten als LTE LTE Advanced konnte noch höhere Datenraten bieten als LTE
Logo: ETSI bereits eine Reihe von Erweiterungen, die LTE noch schneller und zuverlässiger machen sollten - diese ermöglichten dann LTE Advanced (LTE-A). Ob das Smartphone und Tablet auch LTE-A unterstützt, ist an der Gerätekategorie erkennbar: Ab Cat. 6 ist der Geräte bereit für LTE Advanced.

Prinzipiell hätte auch LTE ohne "A" noch mehr Highspeed-Potential: Per LTE Cat. 5 sind bis zu 300 MBit/s im Downstream und 75 Mbit/s im Upstream möglich. Dazu ist allerdings ziemlich aufwändige Antennentechnik notwendig. Daher haben sowohl viele Handy-Hersteller als auch Mobilfunk-Netzbetreiber diese Stufe übersprungen und statten ihre Netze gleich mit LTE der Kategorie 6 und höher aus.

Ratgeber zum Thema LTE

Schrittweise Umstellung

LTE Advanced ist abwärtskompatibel zu LTE und besteht aus vielen unterschiedlichen Techniken, um höhere Datenraten und eine bessere Ausnutzung der vorhandenen Frequenzen zu ermöglichen.

Die Netzbetreiber o2, Vodafone und Telekom haben 2014 mit der Aufrüstung ihres Netzes für LTE Advanced begonnen, 1&1 nutzt sowohl vorhandene Infrastruktur als auch eigene Masten, die jedoch zunächst in überschaubarer Anzahl vorhanden sind und erst noch gebaut werden müssen. Hierbei wurde ein Austausch der Antennentechnik notwendig. Ähnlich wie es bereits bei UMTS/HSPA der Fall war, rüsteten die Netzbetreiber die LTE-Netze Schritt für Schritt auf. Somit gab es keinen einmaligen großen Sprung in der möglichen Geschwindigkeit.

LTE 3GPP bis Release 14: Kategorien für Endgeräte

	Kategorie	max. Brutto-Datenrate in MBit/s		max. MIMO-Layer		Carrier Aggregation
	Kategorie	Download	Upload	Downlink	Uplink	Downl.	Upl.
LTE	1	10	5	1	1	nein
	2	50	25	2	1
	3	100	50	2	1
	4	150	50	2	1
	5	300	75	4	1
LTE Advanced	6	300	50	4	2	2	nein
	7	300	100	4	2	2
	8	3 000	1 500	8	4	5
	9	450	50	4	2	3	nein
	10	450	100	4	2	3	2
LTE Advanced Pro	11	600	50	4	2	3	nein
	12	600	100	4	2	3	2
	13	400	150	4	2	2	nein
	14	4 000	9 600	8	8	5
	15	750	226	4	4	5
	16	1 000	105	4	4	5
	17	25 000	2 100	8	8	32
	18	1 175	210	8	8	32
	19	1 600	13 600	8	8	32
	20	200	315	8	8	7
	21	1 400	300	4	4	k. A.
	22	2 350	420	8	8	k. A.
	23	2 700	530	8	8	k. A.
	24	3 000	630	8	8	k. A.
	25	3 200	740	8	8	k. A.
	26	3 500	840	8	8	k. A.

Ab Release 12 wurde in der Geräte-Kategorie (auch UE: user equipment) nunmehr zwischen Downlink- und Uplink-Spezifikationen unterschieden. Diese können natürlich kombiniert werden, allerdings nicht beliebig. So ist nach der entsprechenden 3GPP-Veröffentlichung beispielsweise die Kombination der Downlink-Kategorie 16 mit Upload-Kategorien 3, 5, 7, 13, 15, 16, 18 und 20 möglich.

Mit Release 13 kam vor allem eine Verbesserung der Träger-Aggregation, die eine Bündelung von 32 Trägern mit je 20 MHz Breite zur maximalen Systembandbreite von 640 MHz und einer rechnerischen Downlink-Rate von 25 GBit/s ermöglichte. Weitere Verbesserungen wurden in der Device-to-Device-Kommunikation (D2D) und der Machine-Type-Kommunikation (MTC) realisiert. Die folgenden Releases 14 und 15 enthielten dann weitere diverse Verbesserungen verschiedener Funktionalitäten wie z. B. für VoLTE oder IoT-Anwendungen.

Geschwindigkeiten von 4 GBit/s nur in der Theorie

Potenziell könnten neue Geräte in Deutschland LTE Advanced Pro nach Cat. 20 nutzen, und alle geläufigen Smartphone-Modelle unterstützen mittlerweile mindestens Cat. 16. Welche Datenrate der Nutzer am Ende genau ausschöpfen kann, hängt jedoch nicht nur von der Frage LTE, LTE Advanced oder LTE Advanced Pro ab, da diese Standards (wie seinerzeit UMTS/HSPA) in unterschiedliche Kategorien aufgeteilt sind. Umso höher die möglichen Datenraten, desto aufwändiger ist die Produktion des Endgeräts, denn für mehr Geschwindigkeit sind zusätzliche Antennen und Sende-/Empfangseinheiten notwendig, die im Smartphone oder Tablet untergebracht werden müssen.

Demnach gilt hier, dass die Höchstgeschwindigkeiten nur mit High-End-Geräten erreichbar sind und die Spitzenwerte der Cat. 8 (und weiterer) in der Praxis keine Anwendung finden werden. Mittlerweile konzentrieren sich die Netzbetreiber auf den Ausbau des LTE-Nachfolgers 5G und experimentieren bereits mit 6G.

Grundlagen wie bei LTE

Wie bei LTE werden auch bei LTE Advanced zwei unterschiedliche Techniken für den Up- und Download eingesetzt. Während im Downlink OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) verwendet wird, sorgt DFT-Spread-OFDM (Discrete Fourier Transform-Spread Orthogonal Frequency Division Multiplexing) für den Uplink.

Mehrere eingesetzte neue Techniken ermöglichen bei LTE Advanced noch höhere Datenraten als bei LTE. Dazu zählen vor allem die Träger-Aggregation (Carrier Aggregation), die verbesserte Nutzung von Mehrantennentechniken (MIMO) im Endgerät und die gleichzeitige Verbindung des Endgeräts zu mehreren Basisstationen. Details, wie diese Verfahren für eine höhere Datenrate und eine bessere Netzabdeckung sorgen, lesen Sie in unserem Technik-Ratgeber zu LTE Advanced.

Aus LTE Advanced wurde LTE Advanced Pro

Bei der Anpreisung technischer Neuerungen verwies manch ein Netzbetreiber auf bahnbrechende Testanlagen für LTE Advanced Pro. Bei diesen Testanlagen unterschieden sich jedoch nicht nur die Empfangsgeräte stark von herkömmlich genutzten Smartphones. Auch die Bezeichnung, welche Kategorie bereits zu LTE Advanced Pro gehört, oder noch zu LTE Advanced, war hierbei Auslegungssache.

Um den fortlaufenden Übergang hin zu 5G zu betonen, wurde die Brückentechnologie auch als 4.5G bezeichnet und ist nach dessen technischen Parametern ausgewiesen, bezüglich Carrier Aggregation, High-Mimo über 4x4 und Modulationsraten der Luftübertragung ab 256 QAM. Doch ob nun LTE Advanced oder LTE Advanced Pro genutzt wird - die jeweils neuen LTE-Standards konnten gerade in Ballungsräumen in den letzten Jahren für verbesserte Downloadraten, Latenzzeiten und eine effizientere Frequenzauslastung sorgen, wobei diese seit einiger Zeit abermals Schritt für Schritt von 5G abgelöst werden.

Ratgeber zum Thema "Mobiles Internet"