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Technik – Mobilkommunikation

Signalformen

Phasenmodulation

Der heutige Mobilfunk ist digital, während die erste Mobilfunkgeneration (in der Schweiz: Natel C) noch analog arbeitete. In der digitalen Mobiltelefonie werden die Informationen mit Phasenmodulation übertragen, d.h. während eines Telefongesprächs wird die Funkmittenfrequenz konstant gehalten, nur die Phase variiert (diese Modulationsart wird auch für DECT – digitale Schnurlostelefone – Bluetooth und PLC – Powerline Communication – verwendet). Eine positive Phasenverschiebung um 180° kann eine 1, eine negative Verschiebung um 180° eine 0 darstellen. Diese Modulationsart heisst GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying). Je mehr Informationen pro Sekunde übermittelt werden sollen, desto mehr Phasenänderungen pro Sekunde müssen durchgeführt werden. GSM operiert mit ca. 100'000 Phasenänderungen pro Sekunde. Die Änderungen werden mit extrem schnellen elektronischen Schaltern bewerkstelligt. Die neueste Mobilfunkgeneration (LTE) arbeitet mit einer effizienteren Modulationsform, welche Phasenmodulation und Amplitudenmodulation kombiniert (sog. QAM).

Gepulste Strahlung

Häufig spricht man im Zusammenhang mit Mobilfunksignalen von gepulster Strahlung. Gemeint ist damit, dass eine Quelle nicht kontinuierlich sendet, sondern in kurzen Intervallen (Sendepulse). Das gilt insbesondere für GSM. Bei diesem Standard sind pro Trägerfrequenz 8 Zeitfenster definiert. Jedem Teilnehmer wird ein Zeitfenster zum Sprechen zur Verfügung gestellt. Ein Zeitfenster ist etwa eine halbe Tausendstelsekunde lang (Grafik). Ein GSM-Mobiltelefongespräch ist also nicht – wie in der Analogtechnik – ein kontinuierliches Signal, sondern es setzt sich zusammen aus vielen sehr kurzen Sendeimpulsen (Frequenz 217 Hz) und vergleichsweise langen Zwischenpausen. Das Gespräch hört sich jedoch ganz "normal" an. Die Stückelung ist nicht hörbar – vergleichbar mit der Stückelung eines Films in Einzelbilder, die man auch nicht einzeln sieht (sie verschmelzen zu einem kontinuierlichen visuellen Strom).

Gepulste Strahlung bei GSM. Quelle: BAG.
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