Bei den derzeit bestehenden Mobilfunksystemen unterscheidet man zwischen TACS und GSM. Zu diesen ist seit 2002 die dritte Generation, das UMTS, dazugekommen.

     Mobilfunksysteme sind zellulare Funksysteme, wobei der jeweilige Versorgungsbereich in sog. Funkzellen eingeteilt ist. Jede Funkzelle wird von einer Basisstation versorgt, die mit einer der Zellengröße angepassten Leistung sendet. Verglichen mit den Sendeleistungen der Rundfunksysteme sind jene der Basisstationen für den Mobilfunk deutlich geringer.

     Um Interferenzen zu vermeiden, benützt jede Basisstation verschiedene Frequenzen als jene die in benachbarten Funkzellen verwendet werden. Aus dem selben Grund arbeitet jede Funkzelle mit möglichst geringer Leistung. Auf diese Weise können in nicht benachbarten Funkzellen die selben Frequenzen nochmals verwendet werden. Bildlich idealisiert, kann man sich eine Funkzelle als ein Sechseck vorstellen. In Wirklichkeit ist ihre Form unregelmäßig, denn die Ausbreitung des Funksignals ist stark von der Topographie der Gegend und den vorkommenden Hindernissen abhängig. Eine Basisstation besteht aus mindestens einem und maximal drei Antennensystemen, mit jeweils einer Strahlungsrichtung. Im idealen sechseckigen Fall unterscheiden sich die Richtungen um 120° voneinander.

Figur: Eine mögliche Einteilung des Gebiets in Funkzellen. Jede Zelle wird von einer Basisstation bedient. In jeder Funkzelle werden im Vergleich zu den benachbarten Funkzellen verschiedene Frequenzen verwendet.

TACS

    Das Total Access Communication System, funktioniert mit analoger Frequenzmodulation und einem Kanalabstand von 25 kHz.

    Der Zugang zum Funkkanal wird durch FDMA (Frequency Division Multiple Access) erreicht, wobei das Handy und die Basisstation gleichzeitig und kontinuierlich im Frequenzbereich um 890 MHz und 930MHz senden. Jede Trägerfrequenz stellt einen Funkkanal dar. Die Basisstation überträgt im Allgemeinen maximal 32 Kanäle.

Figur: Frequenzeneinteilung des TACS Systems. Jede Trägerfrequenz entspricht einem Funkkanal .

      Laut Ministerialdekret vom 8. Juli 2002, das den Plan der Frequenzverteilung betrifft, wurde das TACS- Netz am 31. Dezember 2005 abgeschaltet; die vom TACS benützten Frequenzen werden nun für das GSM System verwendet.

GSM

    Das Global System for Mobile Communication benutzt eine digitale Modulation.

    Der GSM Standard beruht auf TDMA (Time Division Multiple Access) und FDMA, damit können mit der selben Trägerfrequenz mehrere Kommunikationen gleichzeitig verwaltet werden.

    Die Telekommunikation erfolgt im Frequenzbereich von ungefähr 940 MHz (GSM) und 1860 MHZ (DCS System). Die Zuweisung der Frequenzen an die verschiedenen Netzbetreiber geschieht auf nationaler Ebene. Die Kanalbreite beträgt 200 kHz.

Figur: Zeitliche Aufteilung des GSM Sendesignals.

     Durch das verwendete Übertragungsverfahren TDMA wird jeder Frequenzkanal in sog. Rahmen zu je acht zeitlich aufeinander folgende Zeitschlitze ( time slots) zerlegt, wobei jeder ein Gespräch bedienen kann. Jeder Zeitschlitz ist 577 microsec lang, daraus folgt eine Rahmenlänge von 4,615ms.

    Es wird also nicht kontinuierlich gesendet, sondern mit einer Wiederholfrequenz von ca. 217 Hz. In verschiedenen time slots kann die gleiche Frequenz von verschiedenen Anwendern verwendet werden.

    Um die Störungen zwischen benachbarten Zellen und Kanälen gering zu halten und um Energie zu sparen, arbeiten GSM Systeme mit einer dynamischen Sendeleistungsregelung.

 

UMTS

      Beim UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) wird ein Code Domain Multiple Access-Übertragungsverfahren (CDMA) eingesetzt: alle Teilnehmer eines Netzes können auf der gleichen Frequenz senden. Dabei wird die Trennung der einzelnen Kanäle mittels einer geeigneten Kodierung durchgeführt. Die Sendefrequenzen liegen bei 1885-2025 MHz und 2110-2200 MHz. Zusätzlich wird auch die FDMA-Technik verwendet, damit die Betreiber über 2 oder 3 Trägerfrequenzen verfügen können. Die Modulationsbandbreite beträgt 5 MHz.

    Um die Interferenzen zwischen den Anwendern und die Reduzierung der Signalqualität zu beschränken, verwendet das UMTS System die dynamische Leistungsregelung schneller und effizienter als GSM.

    UMTS ermöglicht eine Datenübertragung bis zu einer Datenrate von 2 Mbit/s, je nach der Mobilität des Anwenders.

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