HSPA+: Mobilnetz überholt Festnetz

UMTS wurde ursprünglich zur Nutzung mit Handys und Smartphones entworfen, doch der Erfolg kommt nun mit dem mobilen Internetzugang via Laptop und Datenkarte. Dafür werden vielfach höhere Datenraten benötigt. HSPA und jetzt auch HSPA+ liefern diese.
     Der Trick: HSPA verwendet eine bessere Codierung, um mehr Bits in einen Funkkanal zu quetschen. Dieser ist bei UMTS 5 MHz breit, wobei eine so genannte Chiprate von 3,84 MHz verwendet wird. Die verbleibenden 1,16 MHz dienen quasi als Sicherheitsabstand zu benachbarten Kanälen, um diese nicht zu stören. Pro Chip kann UMTS in Downstream-Richtung, von der Basisstation zum Handy, jeweils zwei Bit übertragen.
     HSPA überträgt pro Chip sogar bis zu 4 Bit. Das ist möglich, weil HSPA 16 verschiedene Chips verwendet, im Gegensatz zu nur 4 Chips bei Standard-UMTS. Ein Chip ist dabei ein Wellenzug, der bezüglich der Stärke und der Phasenlage moduliert wird. Es werden die vom Radio her bekannte Amplituden- und Frequenzmodulation somit gleichzeitig eingesetzt.
     4 Bit pro Chip bei 3,84 Millionen Chips pro Sekunde ergibt im Maximum 15,36 MBit/s. Nutzbar sind davon maximal 14,4 MBit/s, die maximale Datenrate von HSPA.

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Trick 1: Noch mehr Signalvarianten

HSPA+ erhöht abermals die Zahl der möglichen Signale. Statt 16 gibt es künftig 64 Varianten. Die Zahl der Bits pro Chip erhöht sich damit von 4 auf 6. Entsprechend steigt auch die maximale Bitrate um knapp 50 Prozent auf 21 MBit/s.
Das Problem: Um die vielen Signalvarianten beim Empfänger sauber unterscheiden zu können, wird eine ungestörte Übertragung benötigt. Je schwächer das Signal beim Empfänger ankommt, oder je stärker benachbarte Basisstationen stören, desto stärker muss das Signal mit Fehlerkorrekturbits abgesichert werden und desto niedriger ist die tatsächlich verfügbare Bitrate.
Der Vorteil dieses Verfahrens ist wiederum, dass nur vergleichsweise geringe zusätzliche Investitionen nötig sind. Oftmals wird gar ein Software-Update auf den Basisstationen reichen, um 21 MBit/s verfügbar zu machen.

Trick 2: Mehrere Antennen bei Sender und Empfänger

Eine alternative Technik zur Erhöhung der Bitrate ist, gleich mit mehreren Sendern und Empfängern zu arbeiten. Diese Technologie wird MIMO ("multiple input, multiple output") genannt. In der einfachsten Variante werden je zwei Antennen bei Sender und Empfänger verwendet, wodurch sich die Bitrate von HSPA auf 28 MBit/s verdoppelt. Diese Variante bietet mittlerweile o2 - wenn auch äußerst begrenzt: Bestandskunden in einem Teil von München können HSPA+ aktuell via bereitgestelltem Huawei-Stick inklusive mobiler Daten-Flatrate ohne Mehrkosten testen. Uploads lassen sich hier mit bis zu 5,76 MBit/s realisieren.
Auch bei diesem Trick gilt: Je schlechter der Empfang am Rand einer Zelle, desto schwieriger ist es, die beiden Signale auseinanderzudividieren und desto geringer ist die nutzbare Datenrate. Zudem sind erhebliche Investitionen nötig, um in den Basisstationen zusätzliche Antennen zu installieren.

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