Wieso habe ich schlechten Handyempfang?

Zunächst mal Grundlegende Dinge, die ich so einfach und oberflächlich wie möglich zu Halten versuche:
Wie funktioniert ein Handynetz?
Die heutigen Handynetze (2G/3G/4G/5G) sind alle Cellular aufgebaut. Dies heißt sie bestehen aus vielen einzelnen Zellen, welche jeweils einen Teil der Fläche “ausleuchten” Bewegt man sich mit dem Handy von einer dieser Zellen in eine andere, geht automatisch die Verbindung auf die nächste Zelle.
Um dies bildlich aufzuzeigen (sehr einfach):
Stellt Euch vor, Eure Augen sind das Handy und ihr geht nachts auf einer mit Straßenlaternen beleuchteten Straße. Die Straßenlaternen sind die Antennen des Mobilfunknetzes und Eure Augen “Empfangen das Licht der jeweils am besten positionierten Laterne.
Dies ist nun natürlich extremst vereinfacht dargestellt, da Eure Augen ja nicht mit den Laternen Kommunizieren und den Laternen egal ist wie viele Augen herumspazieren 😀

Nun kommt die Kommunikation ins Spiel:
Es gibt verschiedene Techniken in Mobilfunknetzen um mehrere Teilnehmer auf einer Frequenz zu bedienen.
Ich versuche mal die zwei wichtigsten kurz und einfach zu beleuchten:
TDMA (2G/GSM)
TDMA steht für Time Division Multiple Access und bedeutet, dass sich mehrere Teilnehmer die Frequenz durch die Zeit teilen.
Wie geht das? Auch hier wieder ein einfaches Beispiel:
Wenn Ihr mit eurem Nachbarn über den Gartenzaun Palavert, dann sprecht Ihr was, im Anschluss antwortet der Nachbar, dann sprecht Ihr wieder was etc…
Kommen jetzt noch Eure Frauen dazu, sagt erst der Nachbar was zu Dir, dann die Nachbarin etwas zu Deiner Frau, dann wieder der Nachbar zu Dir etc…
Jeder hat somit seinen “Zeitschlitz” in welchem er sprechen kann.
Dies läuft so schnell ab, dass (theoretisch) pro Frequenz acht Gespräche gleichzeitig stattfinden können!
Bei GSM gibt es dafür jeweils zwei Frequenzen pro Kanal, Eine dieser Frequenzen wird vom Nachbarn und seiner Frau verwendet und auf der anderen antwortet Ihr und Eure Frau.
Das System mit den zwei Frequenzen nennt sich dann übrigens “FDD” – Frequency Division Duplex (Durch Frequenz geteiltes Duplex)

CDMA (UMTS/LTE/5G)
CDMA steht für Code Division Multiple Access.
Bei CDMA senden alle gleichzeitig, werden anhand eines Codes identifiziert und herausgefiltert.
Um auf das Beispiel mit dem Nachbarn am Zaun zurückzukommen:
Euer Nachbar spricht mit Dir und die Nachbarin gleichzeitig mit Deiner Frau.
Du Erkennst die Worte deines Nachbarn anhand der Stimme (was dem Code entsprechen würde und kannst relativ ungestört mit Ihm plaudern, da du die Worte der Nachbarin und Deiner Frau “ausblendest”
Das Problem dabei ist, dass die bei kleinen Gruppen geht, aber in einer großen Menge geht dann doch vieles verloren und muss wiederholt werden!

So ähnlich ist dies auch im Handynetz!

Egal was Ihr übertragt, Sprache oder Daten (Jawohl, Sprache ist nichts anderes als Daten) Das System bleibt sich gleich!

Nun kommt noch ein weiterer “Effekt” hinzu: Je weiter Ihr von Eurem Nachbarn weg steht umso lauter müsst Ihr schreien um gehört zu werden! Dies ist beim Handy dann die Sendeleistung.

Empfangspegel

Schauen wir uns nun mal ein praktisches Beispiel an.
Im Bild (obere Hälfte) sieht man schon mal einige Informationen:
– Den Provider (Digi.mobil RO)
– Sim 1 (In diesem Händy könnten zwei Sim sein)
– LTE Band 38 (2600 MHz, TDD)
– Empfangspegel (-109 dBm)
– RSSNR (Das Signal-Lärm Verhältnis
– RSRQ (Empfangsqualität)

Die Für den Empfang des Handys wichtigen Werte sind die letzten drei: Empfangspegel, RSSNR und RSRQ.

Der Empfangspegel
Im Bild seht Ihr einen Empfangspegel von -109 deziBel mit der Referenz Milliwatt.
Ich will wie beschrieben nicht allzu weit auf Details eingehen, nur so viel:
Die Sende und Empfangsleistung wird nicht in Watt, sondern in deziBel angegeben.
Die Faustregel ist_
0 dBm =1 mW
3 dBm =2 mW
10 dBm = 10Mw
Dies bedeutet:
+ 3 dBm = Verdoppelung der Leistung
+10 dBm = Verzehnfachung der Leistung
Dasselbe umgekehrt natürlich mit Negativwerten…

(Einen Umrechner habe ich HIER )

-109 dBm sind somit: 1.26e-14 mW = 1.26 x 10^-14mW = 0.0000000000000126W

Dies war die Empfangsleistung meines Handys zum Zeitpunkt der Bildschirmaufnahme!
m auf das Gespräch mit dem Nachbarn am Zaun zurück zu kommen kann man dies vergleichen mit der Distanz zum Nachbarn beim Gespräch: Irgendwann ist er zu weit weg. Da kann er schreien so laut er will, er ist einfach nicht mehr zu hören

Der RSSNR

Der RSSNR ist eigentlich das Verhältnis des Nutzsignals zu Störsignalen.
Bei diesem Effekt beeinflussen sich Wellen durch Überlagerung, bedingt zum Beispiel durch Reflektionen oder von Wellen benachbarter Funkmasten / Zellen auf der gleichen Frequenz. Dies kann zu Verstärkungen oder im Extremfall zu kompletter Auslöschung eines Signals führen.
Wieder der Nachbar am Zaun, da würde dies bedeuten: wenn gleichzeitig zu viele Nachbarn zu laut sprechen geht nichts mehr, da der Lärm zu groß wird. Dabei muessen die Nachbarn nicht mal in der Nähe stehen, durch die Straßenschluchten wird der Lärm ihrer Gespräche zu Euch reflektiert!

Der RSRQ

Der  RSRQ ist ein Verhältniswert. Er ist für die Beurteilung einer LTE-Verbindung, bzw. der Empfangsqualität wichtig. Der RSRQ wird unter anderem bei mobilen Endgeräten seitens des Sendemastes verwendet, um die Notwendigkeit eines Zell- oder Netzwechsels bestimmen zu können.
Zu diesem Wert faellt mir momentan kein bildliches (Nachbar) Beispiel ein…