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LTE-Weiterentwicklung: FDD- und TDD-Spektrumbündelung für 260 MBit/s

Die Bündelung von Frequenzbändern, die für zwei verschiedene Betriebsarten gedacht sind, erscheint schon allein betrachtet spannend. Netzbetreibern spielt die Technik in die Hände, weil sie so die Kapazität ohne teure Auktionen erhöhen können.

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Die Trägerbündelung gehört beim modernen Mobilfunk zu den üblichen Verfahren, mittels denen Kapazitätssteigerungen erzielt werden, um die Nachfrage nach schnellem Internet zu befriedigen; in UMTS- und LTE-Netzen wird das Konzept schon seit einiger Zeit angewendet. Anfang Oktober haben der Netzwerkzulieferer Ericsson, der Betreiber SingTel und der Chip-Hersteller Qualcomm in Singapur eine neue Variante demonstriert, bei der Spektren für unterschiedliche Betriebsarten gekoppelt werden, nämlich je 20 MHz FDD- und TDD-Spektrum, zusammen also 40 MHz. So wurden Spitzenraten von 260 MBit/s gemessen.

Für die Demonstration in SingTels Netz haben die Unternehmen auf der Teilnehmerseite einen Prototypen auf Basis von Qualcomms Snapdragon 810 sowie eine eigens entwickelte LTE-Software von Ericsson in einer Multistandard-Basisstationen der RBS6000-Serie eingesetzt.

Unpassendes wird passend gemacht

Damit Sender und Empfänger ihre Funksignale nicht gegenseitig durch gleichzeitige Übertragungen stören und löschen, werden Funkkanäle mittels verschiedener Verfahren auf Sender und Empfänger aufgeteilt. Bei TDD funken Sender und Empfänger abwechselnd im gleichen Frequenzbereich (Time Division Duplex), bei FDD funken sie in verschiedenen Bereichen (Frequency Division Duplex). Deshalb teilen Regulierungsbehörden FDD-Frequenzen als gepaartes Spektrum zu, zum Beispiel 20 MHz für den Uplink und weitere 20 MHz für den Downlink im 1800-MHz-Band. TDD-Spektren können hingegen auch blockweise vergeben werden. In Deutschland hat die Regulierungsbehörde TDD-Spektren im 2,6-GHz-Band an E-Plus, Telefónica, Telekom und Vodafone vergeben.

Bisher wurden der Einfachheit halber nur Spektrumsbereiche gebündelt, die für dieselbe Betriebsart ausgelegt sind. FDD- und TDD-Spektren waren für Netzbetreiber daher unzusammenhängende Bereiche und entsprechend gibt es bisher auch keine Smartphones, Tablets oder Mobilfunk-Router, die mittels beider Verfahren gleichzeitig übertragen.

So liefert beispielsweise das Telekom-LTE-Netz im 1800-MHz-Band mittels FDD-Technik und 2 × 20 MHz maximal 150 MBit/s. Auf absehbare Zeit wird das aber auch nicht reichen, sodass sich Ingenieure ständig nach weiteren Verfahren umsehen. Diverse Möglichkeit sind bereits spezifiziert und eine davon betrifft die Trägerbündelung: Die nächste LTE-Entwicklungsstufe, LTE-Advanced, kann bis zu fünf FDD-Träger von maximal 20 MHz Breite für bis zu 100 MHz bündeln.

Aber so viel gepaartes Spektrum hat kaum ein Netzbetreiber zur Verfügung. Die meisten bewirtschaften bereits alle FDD-Bänder, die sie haben – sei es für GSM, UMTS oder LTE. Deshalb dürfte die neue Variante, einfach TDD und FDD-Spektren zusammenzulegen, sehr verlockend sein. Netzbetreiber können damit die Kapazität erhöhen, ohne neues Spektrum über langwierige Auktionen kaufen zu müssen. Zudem liegt ungepaartes Spektrum oft noch brach, weil sich diese Betriebsart erst jetzt langsam etabliert.

Verlängerte Fahnenstange

Auf Nachfrage von heise Netze erklärte Ericsson, dass das Teilnehmergerät, ein auf Qualcomms Snapdragon 810 basierender Prototyp, in der Demonstration beide Verfahren, also FDD und TDD gleichzeitig genutzt hat. Genau genommen wurden in der Demonstration gleich mehrere Szenarien unter Bündelung verschiedener Bänder durchgespielt: FDD: Band 3 und Band 8, TDD: Band 38 und Band 41. Band 3 liegt im 1800-MHz-Bereich, Band 8 im 900-MHz-Bereich und die beiden TDD-Bänder im 2,6-GHz-Bereich. In jedem der Fälle wurde FDD-Spektrum wie bisher üblich sowohl für den Uplink als auch für den Downlink eingesetzt. TDD-Spektrum hat Ericssons Zelle aber nur für den Downlink verwendet.

Ericsson wirbt zusätzlich damit, dass genau diese Kombination, also FDD im Bereich unter 1 GHz und TDD über 2 GHz die Flächendeckung um bis zu 70 Prozent erhöht. So könnten Netzbetreiber beim Ausbau erheblich an Kosten sparen: FDD-Spektrum in niedrigen Frequenzbändern verbessert die Netzabdeckung für Uplinks, TDD erhöht die Kapazität. Ericsson will die Technik nun mit Partnern zur Marktreife bringen. Die ersten Endgeräte, die für die FDD/TDD-Trägerbündelung ausgelegt sind, erwartet das Unternehmen schon im kommenden Jahr. (dz)

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