5G kommt 2020

Eine Schwierigkeit besteht darin, dass die genutzten Frequenzen für den nächsten Mobilfunkstandard in allen Ländern verfügbar sein müssen, damit 5G weltweit einsetzbar ist. Um sich über Harmonisierungsmöglichkeiten zu beraten, trifft sich die ITU in diesem Herbst zur WRC (World Radiocommunications Conference). Finale Festlegungen sind hingegen erst für das Jahr 2019 geplant. 2020 soll dann bereits 5G verfügbar sein.

Hohe Frequenzen stehen jedoch nicht nur für hohe Bandbreiten, sondern auch für geringe Reichweiten und eine schlechte Objektdurchdringung. Im ungünstigsten Fall müsste in Städten alle 100 Meter eine Funkzelle platziert werden. Um die Reichweite zu erhöhen, sind Antennen-Arrays notwendig. Mittels Beam-Forming bündeln diese Antennen die Funkwellen in Richtung des Endgeräts und folgen diesen bei Mobilgeräten.

Große Änderungen im Kernnetz

Für 5G soll auf die sogenannte Carrier Aggregation zurückgegriffen werden. Dabei handelt es sich um die Kombination unterschiedlicher Frequenzen zu einem gemeinsamen Übertragungsbündel. Die Trägerbündelung gibt es bereits bei LTE-Advanced. Künftig sollen die einzelnen Frequenzen aber unterschiedlich genutzt werden. Normalerweise fließen alle Daten über weitreichende Zellen mit niedrigeren Frequenzen (Macro Cells, zum Beispiel 800 oder 1800 MHz). Sind aber kleine Zellen (Small Cells) in Reichweite, leitet das Kernnetz die Nutzlast darüber zum Nutzer. Die Small Cells greifen dafür zusätzlich auf höher frequente Bereiche (zum Beispiel 2,6 GHz) zurück.

Dadurch erhöht sich der Durchsatz. Gleichzeitig werden Steuer- und Statusinformationen weiterhin über die Makro-Zellen übertragen, damit während der Bewegung der Kontakt zum Kernnetz nicht abreißt. Mit 5G soll ein unterbrechungsfreier Wechsel möglich sein. Dafür müssen jedoch größere Änderungen an den Kernnetzen vorgenommen werden.

LTE pirscht sich Stück für Stück an 5G heran

Laut dem US-amerikanischen Telekommunikations-Unternehmen Cisco sollen bis 2018 gut 50 Prozent des mobilen IP-Traffics über Small Cells mit hoher Bandbreite abgewickelt werden. Da die Einführung dieser Technik noch vor dem 5G-Start liegt, gehört diese Technik also noch zur vierten Mobilfunkgeneration.

Mit der nächsten LTE-Ausbaustufe LTE-LAA wird diese bereits zum Einsatz kommen. Dabei wird zusätzlich zu Basisstationen mit den bekannten LTE-Bändern auf Pico-Zellen im 5-GHz-Band, wo sich auch moderne WLANs tummeln, zurückgegriffen. Für die kommenden Jahre ist geplant, dass die eine oder andere für 5G angedachte Technik für weitere LTE-Ausbaustufen genutzt wird. Damit mutiere LTE laut Ericsson-CTO Ulf Ewaldsson langsam zu 5G.

Autor: ES