Die nächste Stufe von 5G New Radio

Diese Neuerungen kommen mit Release 16

5. Juli 2021, 7:00 Uhr | Von Javier Campos

Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Neue Anwendungen in Release 16

Neue Arten von Anwendungen wie Fabrikautomatisierung, Industrial IoT, Transportindustrie oder Augmented Reality werden mit 5G NR Release 16 unterstützt. Diese Anwendungen fallen unter die Kategorie URLLC.

Industrie: Zuverlässigkeit und kurze Latenz

Schon Release 15 bot grundlegende Unterstützung für URLLC. Dazu gehörten eine Reihe von Funktionen, die sich auf die Verringerung der Latenzzeit konzentrierten, wie z.B. große Abstände zwischen den Unterträgern (Subcarrier) oder Mini-Slots, sowie Funktionen, die sich auf die Steigerung der Zuverlässigkeit konzentrierten, wie Änderungen an den MCS- und CQI-Tabellen. Release 16 erweitert die URLLC-Unterstützung, um solche neuen Anwendungen zu unterstützen, die noch kleinere Latenzen und höhere Zuverlässigkeit erfordern.

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Eine der wichtigsten Änderungen ist das Konzept der Traffic-Priorität auf der Bitübertragungsschicht. Es werden zwei verschiedene Prioritätsstufen eingeführt, niedrig und hoch (Bild 2). Auf diese Weise bietet die Bitübertragungsschicht von 5G NR ein viel vollständigeres und leistungsfähigeres Schema für den Datenverkehr im Multiplex-verfahren. Das gilt sowohl für den Datenverkehr innerhalb eines Endgeräts (Intra-UE-Traffic) als auch außerhalb (Inter-UE-Traffic).

Automobil: V2X-Kommunikation

Fahrzeugkommunikation wurde von der 3GPP bereits im Rahmen von 4G LTE als Teil von Release 14 eingeführt. Jetzt wird die V2X-Unterstützung in Release 16 in 5G NR eingebracht, um 4G LTE zu ergänzen. Außerdem sollen fortgeschrittene Anwendungsfälle abgedeckt werden, für die LTE V2X ursprünglich nicht entworfen wurde. Dazu gehören u.a. Platooning (Windschattenfahren), die Ausweitung der Fahrzeugsensoren auf andere Fahrzeuge sowie vorausschauendes und ferngesteuertes Fahren.

Auf der Bitübertragungsschicht wird diese Anwendung über einen Nebenkanal (Sidelink) ermöglicht. Er erlaubt die direkte Kommunikation zwischen Endgeräten ohne oder mit lediglich eingeschränkter Beteiligung von Mobilfunkinfrastruktur. Der Sidelink in 5G NR wurde mit Unterstützung für Unicast und Groupcast entworfen, die in 4G LTE V2X nicht vorhanden waren. Damit soll eine gehobene Dienstqualität geboten werden, die für obige Anwendungsfälle nötig ist.

Integrated Access und Backhaul

Typische 5G-NR-Implementierungen in Release 15 bestehen aus mehreren Knoten, die mit Endgeräten über die Zugangsverbindung kommunizieren. Die Zugangsleitungen sind Downlink (DL) und Uplink (UL). Die Knoten kommunizieren untereinander über die Backhaul-Verbindung, die typischerweise mit Glasfaser implementiert wird.

Neue Anwendungen wie Relaisknoten können in 5G NR mithilfe eines Integrated-Access- und Backhaul-Link eingerichtet werden. Dies ermöglicht es, den Backhaul über die Luftschnittstelle mit dem Access-Link im Multiplexverfahren zu übertragen (Bild 3). Die Netzwerkkapazität kann durch das Hinzufügen neuer Knoten zum Netzwerk erhöht werden, ohne dass auf eine feste Infrastruktur wie Glasfaser zurückgegriffen werden muss.