Wie funktioniert eine Handyübertragung und ein Signal?

Mobiltelefone verwenden eine Technologie, die seit vielen Jahren existiert, aber erst in den 1980er Jahren für die mobile Kommunikation verwendet wurde. Moderne Mobiltelefone zeichnen sich durch ihre Mobilität aus. Benutzer können Gespräche miteinander führen, sowohl gleichzeitig sprechen als auch einziehen verschiedene Richtungen, da das Handy Signale von nahegelegenen Handys sendet und empfängt Telefontürme.

Handys sind eigentlich Radios. Sie funktionieren ähnlich wie Walkie-Talkies, mit einigen wesentlichen Unterschieden. Walkie-Talkies verwenden ein einzelnes Funksignal auf einem Kanal, um über eine kurze Distanz zu sprechen. Mobiltelefone verwenden mehrere Frequenzen, sodass zwei Benutzer gleichzeitig sprechen können, und verfügen über eine Erweiterungstechnologie, mit der sie über sehr große Entfernungen verwendet werden können. Die Grundtechnik inklusive Sender und Empfänger bleibt jedoch gleich.

Mobiltelefone verwenden Funkfrequenzen, um Informationen zu senden und zu empfangen, die in Ton übersetzt werden. Während des Betriebs sendet das Mobiltelefon zu jeder Zeit Informationen auf mindestens zwei verschiedenen Frequenzen, einer zum Senden von Informationen und einer zum Empfangen derselben. Für diesen Zweck gibt es ein bestimmtes Frequenzband, das speziell für Mobilfunkanbieter reserviert ist. Im Gegensatz zu einem Walkie-Talkie hat der Benutzer keine Kontrolle über die von ihm verwendete Frequenz.

Mobiltelefone senden nicht nur Signale aneinander – obwohl viele diese Fähigkeit haben. Stattdessen senden die meisten ihre Signale an Mobilfunkmasten. Diese Türme nehmen das Signal auf, verstärken es und senden es an einen anderen Turm in ihrer Reichweite, der normalerweise mehrere Kilometer entfernt ist. Diese Türme können das Signal von Turm zu Turm weiterleiten, bis es in Reichweite des anderen Anrufers kommt, damit das Signal an dessen Telefon gesendet werden kann. Diese Türme sind in großen Gittern oder Zellen gebaut - daher der Name "Handy" - und sind so konzipiert, dass sie das Signal automatisch von Turm zu Turm umschalten, wenn sich die Benutzer durch das Gitter bewegen.

Am Anfang nutzten Handys zwei ganze Frequenzen für Gespräche. Als jedoch die Zahl der Handynutzer wuchs, erkannten die Mobilfunkanbieter, dass ihnen die Frequenzen bald ausgehen würden, und so wurden digitale Signale eingeführt. Diese Signale codieren Tondaten binär und senden die Daten in Paketen, wobei mehrere Frequenzen gleichzeitig verwendet werden. Die Pakete werden dekodiert und vom empfangenden Mobiltelefon wieder in Ton umgewandelt. Dadurch können Unternehmen Frequenzraum und Zeit sparen.

Jeder Mobilfunkanbieter hat einen bestimmten Abdeckungsbereich oder ein Netz von Mobilfunkmasten, die über ihre Ausrüstung verfügen, damit sie Mobilfunksignale weiterleiten können. Wenn ein Benutzer dieses Raster verlässt, funktioniert das Telefon entweder nicht oder wechselt ins Roaming und versucht, andere Geräte anderer Unternehmen anstelle der ursprünglichen Technologie zu verwenden, für die es entwickelt wurde. Dies ist einer der Gründe, warum Roaming teurer ist als die regulären Mobilfunkgebühren.