Frequenzband

Mittels Carrier Aggregation wird die Datenrate im Mobilfunk erhöht. Carrier Aggregation wird häufig mit CA abgekürzt und bedeutet soviel wie „Bündelung von Frequenzblöcken“. Dabei werden einem Nutzer mehrere einzelne Frequenzblöcke zugewiesen. Die maximale Datenrate pro Nutzer erhöht sich dabei um die Anzahl der Frequenzblöcke.

Hertz sind die SI-Einheit für die Frequenz, sie werden mit dem Einheitenzeichen Hz abgekürzt. Sie geben die Anzahl sich wiederholender Vorgänge pro Sekunde in einem periodischen Signal an. Das heißt vereinfacht, es werden Schwingungen in Hertz gemessen. Die Einheit Hertz wurde nach ihrem Entdecker benannt, dem deutschen Physiker Heinrich Hertz.

Es werden in Österreich im Mobilfunk Frequenzen zwischen 700 MHz und 3,8 GHz definiert. Die verwendeten Frequenzbänder sind aktuell 700 MHz, 800 MHz, 900 MHz, 1500 MHz, 1800 MHz, 2100 MHz, 2600 MHz und 3600 MHz.

Unterschiedliche Frequenzen haben unterschiedliche Eigenschaften. Hohe Frequenzen ab 2,5 GHz haben niedrige Reichweiten, aber hohe Leistung, während niedrige Frequenzen unter 1 GHz hohe Reichweite bei geringerer Leistung bieten.

Es sind in Österreich Mobilfunkfrequenzen zwischen 700 MHz und 3,8 GHz durch die RTR definiert. Die verwendeten Frequenzbänder sind aktuell 700 MHz, 800 MHz, 900 MHz, 1500MHz, 1800 MHz, 2100 MHz, 2600 MHz und 3400 MHz. Nicht alle ersteigerten Frequenzen müssen auch immer genutzt werden. Derzeit sind Frequenznutzungsrechte, je nach Frequenzblock, bis Ende 2026, Ende 2029, Ende 2034, Ende 2039 oder Ende 2044 vergeben.

Ein Frequenzspektrum ist eine Zusammensetzung aus mehreren Frequenzen. Der Begriff wird im Mobilfunk, der Technik aber auch im Bereich der Optik und Akustik verwendet. So hat zum Beispiel Licht je nach Frequenzspektrum eine unterschiedliche Farbe. Je nach Frequenz eines Tons ändert sich die Tonhöhe. Und beim Fernsehen gibt es ein Zusammenspiel von mehreren Frequenzen um Bild und Ton zu übertragen. Im Mobilfunk meint das Frequenzspektrum die Auflistung von Frequenzen, die in bestimmte Teilbereiche gegliedert sind. Hier wird häufig auch der Begriff Frequenzband verwendet. Dieses besteht aus Teilbereichen des elektromagnetischen Spektrums.

Nicht nur beim Mobilfunk ist häufig von Frequenzen die Rede. Dabei werden die unterschiedlichsten Schwingungen in der Maßeinheit Hertz (Hz) angegeben.

Doch was wird mit Hertz eigentlich genau gemessen? Es sind die Anzahl pro Schwingungen pro Sekunde. Je schneller die Teilchen schwingen, desto höher wird die Frequenz. Und im Grunde schwingt alles, von fernen Sternen bis zur Musik. Oder wie es der Naturphilosoph Heraklit schon sagte: Pantha rhei – alles ist in Bewegung (oder vereinfacht: Alles fließt). Es wird dabei gemessen, wie oft sich ein Vorgang pro Sekunde in einem periodischen Signal wiederholt.

Handys, Modems und andere Kommunikationsmittel nutzen Frequenzen um Signale zu senden und zu empfangen. Bei den dabei verwendeten Frequenzbändern handelt es sich um Bereiche im elektromagnetischen Spektrum. Sie werden in Hertz (Hz) angegeben.

Nicht nur der Mobilfunk nutzt Frequenzen. Auch Radio (UKW), Polizeifunk, Radare und WLAN verwenden die Schwingungen des elektromagnetischen Feldes zur Datenübertragung. Es sind in Österreich im Mobilfunk Frequenzen zwischen 700 MHz und 3,8 GHz durch die RTR definiert. Die verwendeten Frequenzbänder sind aktuell 700MHz, 800 MHz, 900 MHz, 1500MHz, 1800 MHz, 2100 MHz, 2600 MHz und 3400 MHz.

Handys kommunizieren nicht direkt miteinander, sondern brauchen immer einer Verbindung zu einem Sendemast bzw. einer Basisstation. Diese erhalten sie über Funk.

Damit ein Handy Empfang hat, muss es sich innerhalb der Funkzelle befinden, also dem Gebiet, das durch den Sendemast versorgt wird. Soll ein Gespräch hergestellt werden, so fragt das Handy bei dieser Basisstation per Funk an, ob das andere Handy erreichbar ist. Das Signal wird vom Sendemast per Richtantenne oder Kabel an den Zentralcomputer des Providers (Anbieter) gesendet. Dieser weiß in welcher Funkzelle sich welches Handy befindet und kann eine Verbindung herstellen.

Sollte es zu einem Netzausfall kommen oder du dich außerhalb einer Funkzelle bewegen, hast du kein Netz. Der Zentralrechner deines Anbieters kann nicht mehr feststellen wo du bist und dir keine Signale mehr zukommen lassen. Das heißt, du hast keinen Empfang, kannst nicht telefonieren, surfen und auch keine SMS bekommen.

Das Frequenzband ist zwar begrenzt, aber um die Erhöhung der Datenrate zu ermöglichen gibt es die Carrier Aggregation, also die Zusammenfassung mehrerer Bereiche zu einem virtuellen Frequenzband. Für Upload und Download können unsymmetrisch viele Blöcke verwendet werden.

Dabei gibt es drei mögliche Aggregationsformen:

• Intra-Band contiguous: Hier werden nebeneinander liegende Frequenzbereiche eines Bandes zusammengefasst.
• Intra-Band non-contiguous: Dabei werden Frequenzbereiche gebündelt, die zwar innerhalb desselben Bandes liegen, aber zwischen denen eine Lücke klafft.
• Interband Carrier Aggregation contiguous: Frequenzblöcke aus verschiedenen Bändern werden verbunden.