Bei welchen Mindestleistungsflußdichten ist mobiles Telefonieren noch einwandfrei möglich?
Wie wird die Sendeleistung einer Basisstation festgelegt?

Beide Fragen müssen im Zusammenhang beantwortet werden. Hierfür bedarf es eines nicht unbeträchtlichen technischen Verständnisses. Wir werden hier versuchen, die Zusammenhänge so einfach wie möglich zu erläutern.

Eine Erklärung der verwendeten Fachbegriffe finden Sie in unserem Glossar:

Rein theoretisch beträgt die Grenzempfindlichkeit eines Handys -102 dBm, das entspricht einer Leistungsflußdichte von weniger als 0,1 nW/m². Das ist eine Zahl mit 9 Nullen nach dem Komma! Die Funkplanung muss sicherstellen, dass dieser Wert mit einer ausreichenden Wahrscheinlichkeit auch unter ungünstigen Umständen und am Zellrand, also im Grenzbereich des Versorgungsgebietes einer Zelle, nicht unterschritten wird.

Lassen Sie uns das an einem konkreten Beispiel erklären:

Nehmen wir einen Zellradius von 1 km an, wie er im GSM-Netz in größeren Städten durchaus üblich ist. Allein durch die Freiraumdämpfung wird die Mobilfunkwelle bei optimalen Bedingungen um 92 dB gedämpft.
Das bedeutet folgendes: Würden wir ein Watt an der Antenne absenden, so kämen nach 1 km unter optimalen Bedingungen nur noch weniger als ein Milliardstel Watt an.

Dichte Bebauung, wie wir sie in Städten vorfinden, schwächt das Signal zusätzlich um einen Faktor von etwa 100 bis 1000 (20 - 30 dB), weil die Welle vorgelagerte Gebäude und andere Hindernisse überwinden muss. Möchte man mit dem Handy innerhalb eines Gebäudes telefonieren, was heute eine der wesentlichen Anforderungen im Mobilfunk ist, muss eine weitere Abschwächung von rund 100 bis 1000 (20 - 30 dB) einkalkuliert werden. Technische Besonderheiten der Wellenausbreitung, wie Fading (Schwankungen des Empfangssignals durch Überlagerungen) sowie Bodyloss (Dämpfung beim Handy, wenn die telefonierende Person ungünstig zur Station steht) erschweren den Empfang nochmals um einen Faktor von zusammen rund 63 (18 dB).

Berücksichtigt man die oben genannten Einflüsse und rechnet alles zusammen, so kommt man nach Einbeziehung der Kabeldämpfung zur Sendeantenne von 3 dB und eines Antennengewinns von 15 dB auf eine Senderausgangsleistung von 40 dBm, dies entspricht 10 Watt pro Funkkanal.

Letztendlich ist dies das Maximum an Leistung, für das die Sender einer modernen Basisstation im allgemeinen ausgelegt sind. Diese Leistung wird zudem intelligent geregelt. Ist die Verbindung zwischen Handy und Basisstation gut, so genügt auch eine geringere Leistung, um eine qualitativ hochwertige Verbindung sicherzustellen. Die Leistungsregelung (Power Control) greift sowohl beim Handy als auch bei der Basisstation und minimiert die Emissionen stets auf das notwendige Maß.

Und so stellt sich die gesamte Leistungsbilanz dar:

Einflussgröße	dB-Maß	Leistung
Senderausgangsleistung:	+ 40 dBm	10 Watt
Kabeldämpfung:	- 3 dB	1/2
Antennengewinn:	+ 15 dB	31,6
Freiraumdämpfung (Zellradius 1 km):	- 92 dB	1/1 580 000 000
Dichte Bebauung:	- 20dB	1/100
Gebäudedämpfung:	- 20 dB	1/100
Fading:	- 8 dB	1/6,3
Bodyloss:	- 10 dB	1/10
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Leistung die beim Handy ankommt:	- 98 dBm	0,16 x 10-12 Watt

0,16 x 10^-12 Watt sind 0,16 picoWatt oder 0,00 000 000 000 160 Watt