Ich habe zu dem Thema etwas experimentiert und es gibt wohl zumindest diese Parameter:

1 Geschwindigkeit

1.1 Zellwechsel
Ganz unabhängig von der Höhe muss das Gerät mit der Geschwindigkeit klar kommen. Ich habe z.B. in einer Meridian in Bodennähe ca. 6 Zellwechsel in einer Minute gesehen. Und dabei geht dann sehr oft doch etwas schief.

1.2 Doppler Effekt
Je nach Mobilfunktechnologie und Orientierung zur Zelle kann das ein Problem sein.

1.3 Timing Advance
Oft braucht das Mobilfunknetz die Distanz zum Mast z.B. für das Timing Advance. Die frag eist wie oft das bei hoher Geschwindigkeit nachgeführt werden kann.

-> Im Ergebnis scheint es praktisch so zu sein dass 100kt sehr gut gehen während es ab ganz grob 150kt nicht mehr gut geht.

2 Flughöhe
Generell spielt die Höhe über der Antenne eine große Rolle. Sowohl etwas wegen der erhöhten Distanz als auch insb. wegen der horizontalen Ausrichtung der Antenne. Die Antennen strahlen fast nur horizontal ab.
https://www.comlab.hut.fi/studies/3275/Cellular_network_planning_and_optimization_part4.pdf (Seite 12)

-> Im Flachland habe ich zuverlässigen Empfang in 5000ft gesehen aber auch Gegenden wo schon in 2000ft oft nichts mehr geht. Ich habe auch schon 20 Sekunden gutes LTE in FL280 gehabt aber das war eine einmalige Sache in 15 Flugstunden.

3 Distanz
Die Distanz zur Antenne spielt natürlich auch eine große Rolle. Einerseits wegen der reinen Dämpfung des Signals aber auch wegen der Signallaufzeiten. So unterstützt z.B. GSM wohl nur maximal 35km egal wie gut die Antenne ist.

4 Gegenmaßnahmen der Mobilfunker
Dazu findet man wenige Informationen aber ich vermute die Mobilfunker sperren zumindest teilweise aktiv Endgeräte in Flugzeugen, da diese Ihr Netz erheblich durcheinander bringen können.

Weitere Gedanken:
- Eine Antenne außen am Rumpf ist ihr Geld kaum Wert. Die kostet mit Papieren etc. sicher 2000 Euro und so viel besser wird der Empfang damit wahrscheinlich auch nicht.
Wenn man sich die Daten ansieht kann das Endgerät im Flug sogar in FL280 dauerhaft jede Menge Netze gut "sehen" es bekommt nur keine nutzbare Verbindung.

- Das EAN (European Aviation Network) der Telekom ist für GA ohne separate Hardware nicht nutzbar und fällt wohl wegen zu hoher Kosten aus.

- Im Ergebnis wird man keine zuverlässige Verbindung hin bekommen. Wenn man das Netz nur für Spaß nutzen möchte, ist das ja auch ok. Wenn man Wetter laden möchte, braucht man zumindest als Backup doch eine Satellitenverbindung (wie auch das EAN).

Diese Erkenntnisse sind durch das ADL200 entstanden, welches probiert die Iridium Satellitenkosten bei Wetterdownloads zu reduzieren, indem es wenn immer möglich Mobilfunk nutzt. Aber ganz ohne Satellit geht es nicht.

Gab es da nicht mal so ein Projekt, LTE / GSM auch nach oben zu richten und nutzbar zu machen ?

Das ist es:

Das EAN (European Aviation Network) der Telekom ist für GA ohne separate Hardware nicht nutzbar und fällt wohl wegen zu hoher Kosten aus.

Sorry, ich war eine Weile abgetaucht. Vielen Dank für die detailierten Infos. Das ist wirklich interessant.

Wenn ich mich richtig erinnere, dann verliere ich in meinem Flieger von innen nach aussen enorm viel. Bei HF (verschiedene Frequenzen zwischen 6 und 8 MHz) ist der Unterschied innen/aussen der von "funktioniert 1.000de Kilometer" und "funktoniert überhaupt nicht". Im GHz Bereich würde ich vermuten, dass die Dämpfung stärker ist. Wieviel ich genau verliere, werde ich jetzt einmal messen. Daher, und nicht etwa wegen des Gains der Antenne, hätte ich bei einer externen Antenne schon die Hoffnung, dass das Link Budget an sich an vielen Stellen in der Luft doch gut genug sein müsste.

Zumindest über besiedelten Gebieten (also solche mit vielen, kleinen Sektoren) würde ich eigentlich gerade auch in grösserer Höhe einen guten Durchsatz vermuten. Die Atmosphäre selbst hat ja eher eine geringere Dämpfung und der Faktor "Geschwindigkeit" ist ja eigentlich eine Timing-Frage (also 1.2 und 1.3) für die Luftschnittstelle, oder? Mit anderen Worten: relevant ist der Anteil der Geschwindigkeit des Fliegers in Richtung Antenne. Und bei zunehmender Höhe sinkt dieser Anteil. Das ist zugegebenermassen geraten, aber ich fänd es plausibel.

Wenn man sich die Daten ansieht kann das Endgerät im Flug sogar in FL280 dauerhaft jede Menge Netze gut "sehen" es bekommt nur keine nutzbare Verbindung.

Welchen Verlust habt Ihr denn bei Euren Erfahrungen durch die Fuselage? Habt Ihr hier eine Vorstellung? Das ist bei mir nämlich deutlich anders. Balken aber keinen Datendurchsatz habe ich im Flieger eigentlich nur bei 2G oder O2 (genau wie am Boden).

Ich glaube, ich messe jetzt erst einmal, wieviel ich wirklich verliere und überlege dann weiter.

Bei 7 MHz ist der Unterschied innen/aussen der von "funktioniert 1.000de Kilometer" und "funktoniert nicht". Im GHz Bereich würde ich vermuten, dass der Dämpfung noch stärker ist.

Diesen Schluss würde ich - zumindest bei Metallfliegern mit durchsichtigen Fenstern so nicht ziehen:

Im HF-Band haben wir Wellenlängen im Bereich 10-100m. Im UHF-Band sind es 10cm-1m.

Nach der Faustregel wirkt ein Gitterrahmen als farradyscher Käfig, wenn die Maschenweite kleiner als 1/10 der Wellenlänge ist. Das wäre für das HF-Band 1-10m, für das UHF-Band 1-10cm.

Die Größe der Fenster handelsüblicher Flugzeuge ist aber genau zwischen 1-10m und 1-10cm. In so fern ist ein solches Flugzeug (zumindest dort wo Scheiben sind) für UHF transparent, während es für HF als FK wirkt.

Nach der Faustregel wirkt ein Gitterrahmen als farradyscher Käfig, wenn die Maschenweite kleiner als 1/10 der Wellenlänge ist. Das wäre für das HF-Band 1-10m, für das UHF-Band 1-10cm.

Ja, aber bedeutet das nicht, dass der Gitterrahmen in etwa die Dämpfung erzeugt, wie ein durchgängig aus einem Material gefertiger Raum - sprich wie ein Flugzeug ohne Fenster? Aber genau das ist ja meine Referenz, weil ich mit dem Handy durch den Boden des Fliegers muss, wenngleich in einem viel höheren Frequenzbereich...

Also das mit der Geschwindigkeit ("dopplereffekt") kann man im gsm und lte betreich aus meiner Sicht vernachlässigt werden. Soo schnell sind unsere Flieger dann doch nicht :-) wichtig ist die aussenantenne, da liegen zwischen innen und außen oft "Welten". Allerdings gibt es an den Relais timing Messungen in bezug auf Entfernung. Ab einer bestimmten Laufzeit gilt die mobile Station als zu weit weg und fliegt "raus" bzw es wird eine nähere gesucht.

Kennt einer von euch eine geeignete Aussenntenne und Router für einen LTE WLAN Hotspot?

Eine mögliche Antenne ist im ersten Posting erwähnt.

Ob es einen zertifizierten, bezahlbaren Router gibt, bezweifele ich.

Der Router kann ja durchaus portabel sein, wenn die Antenne fix verbaut ist. Irgendein Consumergerät von Huawei oder sowas sollte eigentlich reichen.

EDIT: Da hatten wir uns wohl überschnitten und uns die Gedanken gegenseitig in die Köpfe getippt ;)