Was versteht man unter dem Mobilfunkstandard UMTS?

UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) ist das Übertragungsverfahren für den Mobilfunk der dritten Generation. Es wurde 2003 in Deutschland kommerziell eingeführt. UMTS schuf die technische Grundlage für die schnelle Übermittlung großer Datenmengen. Damit ermöglichte diese Technik vielfältige neue multimediale Anwendungen – bis hin zum Download von Videos und der Darstellung von Webseiten auf Smartphones, Pad- und Tablet-PCs.

Höhere Datenübertragungsraten

Bei UMTS erhöht sich die Datenübertragungsrate auf bis zu 384 kbit/s. Während die Übermittlung eines Farbbildes von 72 KB beim Mobilfunkstandard GSM (Global System for Mobile Telecommunications) noch etwa 1 Minute dauert, benötigt UMTS nur noch etwa 1,6 Sekunden. Bei kurzen Entfernungen zwischen Mobiltelefon und Sendestation innerhalb einer Funkzelle lassen sich sogar noch höhere Übertragungsraten erreichen. Im technischen Verfahren der Datenübertragung unterscheiden sich UMTS und der GSM-Standard: Zum einen nutzt UMTS ein anderes Frequenzband. Die Funksignale werden im Bereich zwischen 1.920 und 2.170 Megahertz übermittelt. Zum anderen liegt ein wichtiger Unterschied in der Art und Weise, wie die digitalen Informationen zwischen Handy und Basisstation ausgetauscht werden.

Zeitschlitz und Rutschbahn

Bei GSM werden Sprache- und Daten verschiedener Nutzer zeitversetzt gesendet. Man spricht auch von „Zeitschlitzen“: Es wird immer ein Datenpaket pro Zeitschlitz verschickt. Im nächsten werden Daten anderer Handys übertragen – und so weiter, bis nach meist sieben Zeitschlitzen wieder das erste Handy an der Reihe ist. Die einzelnen Datenpakete erreichen den Empfänger gewissermaßen stückchenweise. Dort werden sie wieder zu einem Ganzen zusammengesetzt. Da dies in Sekundenbruchteilen geschieht, kann das Ohr die Pausen nicht wahrnehmen.

Bei UMTS gibt es keine „Pausen“: Daten gleiten als kleine „Pakete“ auf einem Frequenzband wie auf einer riesigen Rutschbahn – dem Breitband – auf den unterschiedlichsten Wegen durch das Internet zum Empfänger. Da sie alle mit einer eindeutigen Kennung versehen sind, kann dieser rasante Datenstrom im Handy des Empfängers wieder in der richtigen Reihenfolge zusammengesetzt werden.

Effizientere Datenübertragung

Gegenüber den starren Zeitschlitzen des GSM-Standards kann UMTS auf diese Weise die vorhandenen Frequenzen sehr viel wirtschaftlicher nutzen. Einfache Telefongespräche, die eine geringere Bandbreite beanspruchen, lassen Platz für gleichzeitige Übertragungen mit hoher Bandbreite wie etwa eine Bildübermittlung.

Ebenso wie bei den GSM-Netzen versorgen die Mobilfunkbasisstationen auch bei UMTS nur ein begrenztes Gebiet - die so genannte Funkzelle. Die hohen Übertragungsraten sind aber nur dann möglich, wenn ein engmaschiges und lückenloses Netz von Sendestationen vorhanden ist. Daher ist gerade bei UMTS die regelmäßige Anordnung der Basisstationen von großer Bedeutung.

Zellatmung und Handover

Anders als bei GSM haben die Funkzellen der UMTS-Netze jedoch keine feststehende räumliche Ausdehnung. Vielmehr verändern sich die Zellgrößen in Abhängigkeit von der Zahl der Nutzer: Sie "atmen" gewissermaßen. Jede UMTS-Funkzelle hat eine mögliche maximale Sendeleistung. Je mehr Menschen in der Zelle mobil telefonieren, desto weniger Leistung kann auf den einzelnen entfallen. Dadurch verringert sich die Bandbreite beziehungsweise die mögliche Entfernung zur Sendestation: Die Zelle wird kleiner. Bei sehr hohem Sendeaufkommen kann es sein, dass weiter entfernte Teilnehmer von einer anderen, daneben liegenden Zelle versorgt werden müssen.

Auch der Übergang von einer Funkzelle zur nächsten - der so genannte Handover - erfolgt bei UMTS fließend. Das Netz bestimmt jeweils das stärkste Funksignal eines Handys, das sich in Bewegung befindet, und ordnet es einer Zelle zu. In dicht besiedelten Gebieten haben die Nutzer sogar überwiegend gleichzeitig Kontakt zu mehreren Basisstationen. Dies verringert die Gefahr von Abbrüchen des Funksignals. Zudem ist ein unbemerkter Übergang in die GSM-Netze möglich, wenn der Nutzer ein Gebiet mit UMTS-Versorgung verlässt.