LTE – Nachfolgegeneration von UMTS

LTE – Nachfolgegeneration von UMTS

Dieses Konzept einer flachen Netzwerkarchitektur ermöglicht eine einfache und schnelle Anpassung der Datenraten an die Bedürfnisse der einzelnen Nutzer. Insbesondere ermöglicht es den Netzbetreibern, die Kosten deutlich zu reduzieren, da die Basisstationen von verschiedenen Netzbetreibern genutzt werden können und nur das Kernnetzwerk, dass insbesondere aus den Elementen MME, Serving Gateway und PDN Gateway besteht, mehrfach ausgelegt werden muss.

Komponenten für LTE

Einige Systemhersteller, wie Siemens/ Nokia und Ericsson, haben bereits LTE-Vorführsysteme entwickelt, die auf Basis der noch nicht festgeschriebenen Spezifikation erstellt worden sind. Hierbei kommen auf der HF-Seite bereits verfügbare, optimierte Bausteine zum Einsatz, die z.B. auch für WiMax verwendet werden können. Die Realisierung der Basisbandfunktionen erfolgt allerdings mit Hilfe von Prozessor-Chips und durch programmierbare Logikbausteine. Hierdurch ist eine schnelle Anpassung der Systeme an Spezifikationsänderungen möglich, allerdings werden sicherlich nicht die Anforderungen an Kosten und Stromverbrauch erfüllt, die an ein Mobilfunkgerät in einer Serienfertigung gestellt werden. Erste wirklich serienreife Endgeräte werden nicht vor Ende 2009 erwartet.

Sehr weit mit ihren Entwicklungen von LTE-Testsystemen sind bereits die Messgerätehersteller. Alle großen Hersteller wie Agilent, Anritsu, Keithley, Rohde & Schwarz, Tektronix und andere können nach eigenen Angaben bereits in diesem Jahr flexible Lösungen zur Signalerzeugung und Signalanalyse für LTE anbieten [11]. Diese Lösungen werden in Kürze sowohl von den Systemhäusern als auch von den Chip-Herstellern benötigt.

Auf Seiten der Halbleiterhersteller nimmt Infineon (www.infineon.com) für sich in Anspruch, mit dem „SMARTi LTE“ den ersten hochintegrierten HF-Transceiver für LTE in CMOS-Technik entwickelt zu haben. Das Gehäuse des Bausteins ist ein WFSGA-81 und hat Abmessungen von nur 5×5 mm². Es werden alle Frequenzbänder unterstützt, die zur Zeit für LTE angedacht sind. Der Baustein wird Systemhäusern zur Durchführung von Feldversuchen angeboten und ist insbesondere auch für Endgeräte geeignet. Die Serienproduktion soll allerdings nicht vor 2010 starten.

Einen etwas anderen Weg geht der Chip-Hersteller Freescale, der nach eigenen Angaben eine komplette Plattformlösung für LTE-Basisstationen anbietet. Diese umfasst sowohl die Hardware als auch Software-Pakete und soll den Systemherstellern einen schnellen Einstieg in die Technik ermöglichen. Hierbei werden die Basisbandfunktionen unter anderem mit Hilfe mehrerer Star-Core-DSPs realisiert. Natürlich ist diese Lösung nur für Entwicklungs- und Evaluationszwecke geeignet, sie ist noch weit entfernt von einer optimierten Realisierung, die auch in einem serienreifen Endgerät verwendet werden kann.

Unter dem Blickwickel einer Optimierung von Kosten und Stromaufnahme ist es sinnvoll, alle Basisbandfunktionen, die eine sehr hohe Rechenleistung benötigen, durch optimierte Hardware-Blöcke zu verwirklichen. Diese Blöcke werden an flexible Prozessorkerne angebunden, so dass sich eine flexible und gleichzeitig hochoptimierte Lösung hinsichtlich Stromaufnahme und Kosten ergibt. Entsprechende Bausteine sind allerdings mit erheblichen Entwicklungsaufwendungen verbunden und werden nicht vor 2009 verfügbar sein. Die Chiphersteller, die auch bei UMTS aktiv sind, stehen bereits in den Startlöchern.

Da bei den LTE-Endgeräten die Multi-Standard-Fähigkeit noch größere Bedeutung haben wird als bei heutigen Systemen – es müssen neben den zellularen Standards wie GSM, UMTS, WiMax und LTE auch WLAN, Bluetooth und UWB sowie GPS und Galileo unterstützt werden – sind es die flexiblen Konzepte, die weiter an Bedeutung gewinnen. Derartige Konzepte lassen sich insbesondere durch eine Verschiebung der Schnittstelle Analog/ Digital in Richtung Antenne schaffen, so dass Architekturen basierend auf einem „Software-Defined Radio-Konzept“ in diesen zukünftigen Geräten sicherlich häufiger zu finden sein werden.

LTE und WiMax

LTE – auch als HSOPA (High Speed OFDM Packet Access) oder Super 3G bezeichnet – soll Nachfolger von UMTS werden. Neben Sprache können damit auch interaktive Applikationen inklusive Hochgeschwindigkeits-Datentransfer und TV angeboten werden; in der Release 8, die Ende 2007 verabschiedet worden ist, sind zumindest die Parameter der physikalischen Schicht weitgehend festgeschrieben. Allerdings werden die höheren Protokollschichten erst im Laufe des Jahres 2008 soweit fixiert sein, dass entsprechende Feldversuche und Konformitätstests durchgeführt werden können. Die ersten serienreifen Endgeräte werden 2009 verfügbar sein, so dass erste Feldversuche mit einer vorläufigen Infrastruktur stattfinden können. Da LTE im Downlink mit OFDMA das gleiche Modulationsverfahren wie WiMax benutzt, wird man von den Erfahrungen profitieren können, die bei der WiMax-Einführung gewonnen werden. WiMax wird bereits in diesem Jahr kommerziell eingesetzt und hat damit einen Vorsprung vor LTE.

1. LTE – Nachfolgegeneration von UMTS
2. LTE – Nachfolgegeneration von UMTS
3. LTE – Nachfolgegeneration von UMTS
4. LTE – Nachfolgegeneration von UMTS
5. LTE – Nachfolgegeneration von UMTS
6. LTE – Nachfolgegeneration von UMTS