CeBIT 2006: Die UMTS-Evolution

11.01.2006
Von 
Jürgen Hill ist Chefreporter Future Technologies bei der COMPUTERWOCHE. Thematisch befasst sich der studierte Diplom-Journalist und Informatiker derzeit mit aktuellen IT-Trendthemen wie KI, Quantencomputing, Digital Twins, IoT, Digitalisierung etc. Zudem verfügt er über einen langjährigen Background im Bereich Communications mit all seinen Facetten (TK, Mobile, LAN, WAN). 

Die Technik dahinter

Technisch gesehen ist HSDPA eine Weiterentwicklung des bisherigen UMTS-Standards, bei dem der Funkverkehr in einer Zelle besser organisiert wird. Dazu wurden unter anderem auf der Funkstrecke von der Sendestation zum Teilnehmer die Übertragungsverfahren verbessert. Während UMTS das Modulationsverfahren Quadrature Phase Shift Keying (QPSK) verwendet, wird speziell für HSDPA künftig die Quadrature Amplitude Modulation (16QAM) eingesetzt. Ferner sind die Basisstationen - salopp ausgedrückt - schlauer geworden: Sie sind künftig in der Lage, fehlerhafte oder gestörte Signale besser als bisher aus dem Wellensalat herauszufischen und das Orginalsignal zu rekonstruieren. Dies soll letztlich zu einer zuverlässigeren Kommunikation zwischen mobilem HSDPA-Endgerät und Basisstation führen. Des Weiteren wird bei HSDPA im Funkprotokoll ein Übertragungskanal für die Nutzdaten eingeführt, der "High Speed Downlink Shared Channel".

Im Wettlauf der Zugangstechnologien holt der Mobilfunk weiter auf. Mit Super 3G werden Datenraten wie im Festnetz mit VDSL erreicht.
Im Wettlauf der Zugangstechnologien holt der Mobilfunk weiter auf. Mit Super 3G werden Datenraten wie im Festnetz mit VDSL erreicht.

Auf diesem Kanal teilen sich mehrere Benutzer die Ressourcen der Luftschnittstelle. Die Basisstation trifft dabei mittels "Scheduling" die Entscheidung, welcher Teilnehmer zu welchem Zeitpunkt sein Datenpaket zugewiesen bekommt. Dies geschieht bei HSDPA alle zwei Millisekunden im Gegensatz zu UMTS, das noch mit Zeitschlitzen von fast 20 Millisekunden arbeitet. Diese Verkürzung der Timeslots ermöglicht unter anderem die kürzere Round Trip Time von 100 Millisekunden.

Neben der höheren Geschwindigkeit und den verbesserten Antwortzeiten bietet die neue Technik, wie Hartmut Kremling, CTO bei Vodafone Deutschland, erklärt, noch einen Vorteil: "Die Kapazität einer HSDPA-Funkzelle ist dreimal höher als bei UMTS, es können also mehr Teilnehmer gleichzeitig mit einer höheren Datenrate ins Netz gehen." Eine Aussage, die aber auf der CeBIT - zu diesem Termin will T-Mobile den kommerziellen HSDPA-Betrieb starten, während Vodafone noch vom ersten Halbjahr 2006 orakelt - die wenigsten Besucher überprüfen können.

Die Mobilfunk-Evolution

Um die Problematik der Datenübertragung im Mobilfunk besser zu verstehen, hilft ein Blick zurück:

Das heute so populäre GSM (Global Standard for Mobile Communications) wurde primär entwickelt, um in Europa endlich einheitliche Standards für das mobile Telefonieren einzuführen. Vorher gab es verschiedene analoge Netze (erste Generation) die meist auf ein Land begrenzt waren. Hierzulande etwa das 1985 von der Deutschen Bundespost in Betrieb genommene C-Netz (Abschaltung im Dezember 2000).

Das digitale GSM entwickelte sich als zweite Mobilfunkgeneration schnell zum Welterfolg und schaffte auch den Sprung in die USA. Bei der Datenübertragung stieß GSM allerdings an seine Grenzen. Mit der klassischen CSD-Technik (zeitabhängige Einwahlverbindungen - leitungsvermittelt) schaffte man typischerweise eine Datenrate von 9600 Bit/s. Das klingt aus heutiger Sicht im DSL-Zeitalter schrecklich langsam, konnte aber 1992 bei der Einführung der D-Netze in Deutschland durchaus noch als State of the Art gelten. Selbst im Festnetz waren zu diesem Zeitpunkt noch analoge Modems weit verbreitet, denn das 1989 eingeführte ISDN war damals teuer.

Mit Kanalbündelung (HSCSD - High Speed Circuit Switched Data) oder der paketvermittelten GPRS-Technik (General Packet Radio Service) sind derzeit maximal rund 43 Kbit/s in den GSM-Netzen möglich. Der Wunsch nach Vereinheitlichung (in Japan wurden bislang beispielsweise ganz andere Technologien eingesetzt) und nach höheren Übertragungsbandbreiten waren nur zwei der Auslöser für die Entwicklung von UMTS, dem "Universellen Mobilen Telekommunikations-Standard" im Rahmen des weltweiten IMT-2000-Projektes. UMTS wurde deshalb von vornherein als universaler Standard mit starker Ausrichtung auf die schnelle Datenübertragung entwickelt. Die aktuelle Version erlaubt bis zu 384 Kbit/s im Downlink.