Mobilfunk 5G In den Startlöchern

5G im Mittelpunkt neuer innovative Techniken.
5G im Mittelpunkt neuer innovative Techniken.

Egal wann und wo, sobald das Thema auf innovative neue Techniken kommt, steht 5G im Mittelpunkt. Auch wenn die Ankündigungen auf dem Mobile World Congress vermuten lassen, dass 5G bereits Realität ist, so sind wir doch noch nicht ganz am Ziel – aber auch nicht mehr allzu weit davon entfernt.

Die Mobilfunk-Community hat ein ereignisreiches Jahr hinter sich. Es wurden nicht nur wichtige Fortschritte bei der 5G-Standardisierung und zukünftigen Regulierung gemacht, auch die Erforschung von Millimeterwellen-Übertragungen und die Entwicklung neuer Techniken, die 5G schon bald zur kommerziellen Realität machen sollen, schreiten unablässig voran.

Aber was bedeuten die Erfolge des vergangenen Jahres für 5G und, was noch wichtiger ist, wann wird 5G endlich Wirklichkeit?

5G: 6 GHz und mm-Wellen

Viele Aspekte von 5G müssen zwar noch definiert werden, aber eins ist jetzt schon sicher: Das Spektrum unterhalb von 6 GHz wird eine tragende Rolle spielen und von Frequenzen im mm-Wellen-Bereich ergänzt werden.

Bild 1 zeigt die unterschiedlichen Anwendungsfälle, die von 5G abgedeckt werden sollen. Dazu gehören sowohl extrem zuverlässige Datenübertragungen mit hoher Bandbreite für mobile Dienste (Enhanced Mobile Broadband, eMBB) als auch Maschine-zu-Maschine-Kommunikation (M2M)

für das IoT (Internet of Things), bei der nur geringe Bandbreiten und eine äußerst geringe Latenz erforderlich sind. Die teils gegensätzlichen Anforderungen lassen sich jedoch nur schwerlich, wenn überhaupt, mit nur einem Frequenzband umsetzen.

Ein Dilemma, das durch die Kombination aus zwei Frequenzbändern gelöst werden soll. Das Spektrum unterhalb von 6 GHz bietet dabei die nötigen Ausbreitungseigenschaften und Abwärtskompatibilität für schmalbandige Anwendungen, wogegen mm-Wellen-Frequenzen mit ihrer enormen Bandbreite die für 5G geplanten eMBB-Szenarien ermöglichen.

Zwei-Phasen-Zeitplan

Die Internationale Fernmeldeunion (International Telecommunication Union, ITU) hat die Forschungsarbeiten für 5G in zwei Phasen unterteilt: In Phase eins geht es um Frequenzen bis 40 GHz, Phase zwei beschäftigt sich mit Frequenzen bis 100 GHz.

Phase eins soll planmäßig Ende Juni 2018 abgeschlossen sein, zeitgleich

mit der LTE-Version 15 des 3GPP (3rd Generation Partnership Project). Im Dezember 2019 soll dann auch Phase zwei beendet sein, was auf den Veröffentlichungszeitpunkt von LTE-Version 16 fällt. In Bild 2 ist sowohl der ITU- als auch der 3GPP-Zeitplan für 5G zu sehen. Der von der ITU angesetzte Zeitplan und die anvisierten Frequenzen sind jedoch als vorläufig anzusehen.

Die RAN-Arbeitsgruppe (Radio Access Network) des 3GPP hat im März 2017 bei ihrer 75. Plenarsitzung bereits einen „Way Forward“-Plan vorgestellt, der eine schnellere Einführung der Funkschnittstelle 5G New Radio (NR) vorsieht (Bild 3).

 

Zudem hat der japanische Mobilfunkanbieter NTT DoCoMo während der letzten Sitzung (Nr. 82) der RAN4-Arbeitsgruppe Empfehlungen für die zu nutzenden Frequenzbänder vorgestellt.

In der Tabelle sind die Frequenzbereiche und die jeweiligen Mobilfunkanbieter aufgelistet