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ISSCC 2016

5G - und keiner weiß, wie es geht

3. Februar 2016, 4:52 Uhr | Iris Stroh

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Fortsetzung des Artikels von Teil 4

Advanced C-RAN, Massive MIMO, NOMA

Nachdem es bislang nicht eine konkrete Technik für 5G gibt, glaubt Onoe, dass die Kombinationen von bestehenden und weiterentwickelten Technologien des Rätsels Lösung darstellt. Die Verdichtung des Netzes mithilfe von kleinen Zellen stellt eine effektive Möglichkeit dar, um den explodierenden Datenverkehr in den Griff zu bekommen. CA wiederum wurde bei LTE-Advanced eingeführt, um die Datenraten zu erhöhen. Aus Onoes Sicht ist CA nicht gerade eine intelligente Technik, aber eine überaus wirksame Erweiterung der Bandbreite. Werden jetzt kleine Zellen und CA mit einem C-RAN kombiniert, NTT Docomo nennt diese Kombination Advanced C-RAN, lässt sich viel erreichen. Laut Onoe hat NTT Docomo bei Advanced C-RAN die zentralisierte Netzarchitektur (C-RAN) mit vielen entfernten Radio-Units übernommen und nutzt die CA-Funktionalität zwischen den Makrozellen und den kleinen Zellen. Die Basisstationen der Makrozellen sichern die Mobilität und Abdeckung, die kleinen Zellen wiederum ermöglichen eine schnelle Datenübertragung und höhere Kapazität. Bei der Advanced C-RAN-Architektur wird die ganze Rechenarbeit für die Trägerbündelung innerhalb einer Baseband-Unit (BBU) durchgeführt, wodurch sich der Rechenaufwand im Kernnetz deutlich verringert. Onoe ist der Überzeugung, dass Advanced C-RAN, das Docomo bereits 2015 für LTE-Advanced eingeführt hat, auch für 5G Vorteile bringen kann.

Eine weitere Technik, die er für vielversprechend hält, ist Massive MIMO (Multiple Input, Multiple Output: Mehrfachantennentechnik). Allerdings fallen bei dieser Technik wiederum die Probleme mit der höheren Ausbreitungsdämpfung und einer schlechteren Abdeckung ins Gewicht. Die Antennen lassen sich für höhere Frequenzbänder miniaturisieren und zu Antennen-Arrays kombinieren, wodurch eine sehr genaue Strahlformung möglich wird. Onoe geht davon aus, dass Massive MIMO bei höheren Frequenzen ein kritisches Element wird. Allerdings sei auch in diesem Fall eine Kombination mit anderen Techniken notwendig, denn nur dann sei ein stabiler Betrieb möglich. Onoe weiter: »Massive MIMO mit einem Netz, bei dem in den Makrozellen sich engmaschige Netze aus kleinen Zellen befinden, wie bei Advanced C-RAN ist der richtige Ansatz, um selbst bei hohen Frequenzen eine große Abdeckung und stabilen Betrieb zu ermöglichen.« Einschränkend fügt er jedoch hinzu: »Tausende Antennen sind notwendig, um in Bändern über 10 GHz eine Kilometer-Reichweite zu erreichen. Derzeit ist mir keine Technik bekannt, mit der es möglich ist, 1000e Antennen zu implementieren.« Als weitere interessante Ansätze verweist Onoe noch auf NOMA (Non-Orthogonal Multiple Access) und flexible Duplex-Übertragung wie FDD und TDD. Onoe abschließend: »Durch die richtige Kombinationen von Technologien werden Dinge, die heute noch für unmöglich angesehen werden, in der 5G-Ära möglich.«