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Die LTE-Urheber wollten gleich mehrere elementare Verbesserungen gegenüber bisherigen Mobilfunktechniken erzielen. Das Hauptaugenmerk lag auf der Erhöhung der maximalen Datenrate; LTE sollte mehr als 100 MBit/s liefern. Weiterhin wollte man die spektrale Effizienz, also die Bitrate pro Hertz, im Vergleich zu heutigen HSPA-Lösungen um den Faktor 2 bis 3 steigern.

LTE sollte zudem insgesamt flotter reagieren. Die Durchlaufzeiten bei HSPA betragen 30 bis 50 ms. Um diese Werte zu unterbieten, wollte man die Antwortzeit senken und den Verbindungsaufbau beschleunigen. Ausgehend vom Endgerät bis zum letzten Element eines LTE-Netzes sollte ein Datenpaket nicht länger als 20 bis 30 ms unterwegs sein, bevor es im Internet oder in einem Telefonnetz landet. Der Verbindungsaufbau sollte bei einem eingeschalteten Gerät innerhalb von nur 100 ms beginnen. Bei HSPA dauert das noch ein bis zwei Sekunden.

Sowohl die ersten analogen Mobilfunknetze als auch GSM und UMTS nutzen zumindest für Sprachsignale verbindungsortientierte Übertragungen mit fester Reservierung von Ressourcen. LTE ist nun das erste vollständig paketorientierte Mobilfunknetz. Davon abgesehen kann man die LTE-Architektur wie bei GSM und UMTS in zwei Teile unterteilen: das Funkzugangsnetz und das Kernnetz. Um die geforderten Verbesserungen zu erreichen, wurden beide Bereiche weitgehend neu konzipiert. Im weiteren stellen wir diese Verfahren vor, mittels denen LTE die Anforderungen erfüllt und ziehen Vergleiche zur HSPA-Technik. Zum besseren Verständnis seien zunächst kurz die Charakteristiken von Mobilfunkkanälen erläutert.

Bei Mobilfunkkanälen ändert sich die Übertragungsqualität stark mit der Zeit und der Frequenz. Daher sind Übertragungsverfahren wünschenswert, die diese Schwankungen zumindest tolerieren, wenn nicht sogar effizient ausnutzen. Die Schwankungen im Zeit- und Frequenzbereich sind in der Grafik „Kanalqualität“ für zwei Nutzer (blau und gelb) exemplarisch dargestellt. Die Kanalqualität schwankt für beide Nutzer unterschiedlich. Daher ist es sinnvoll, bei der Vergabe der Ressourcen den Nutzer zu bevorzugen, der gerade den besseren Kanal hat – dessen Übertragung ist dann schneller abgeschlossen und das Netz ist eher bereit für die nächste Aufgabe. Diese Zuteilung ist im unteren Teil des Bildes dargestellt.