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 /
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LTE Advanced konnte noch höhere Datenraten bieten als LTE 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
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. 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 12: Kate­gorien für Endge­räte

Kate­gorie max. Brutto-Daten­rate
in MBit/s		 max. MIMO-Layer Carrier
Aggre­gation
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 2
LTE Advanced Pro 11 600 50 4 2 3 nein
12 600 100 4 2 2
13 400 50 4 2 2 nein
14 4000 1500 8 8 5

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.

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