Mehr Dampf fürs Funknetz
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Funktechnik im Fluss
Auf dieser Basis setzt nun die kürzlich fertiggestellte Spezifikation „LTE Release 10“ auf. Ausgangspunkt der Entwicklung war der Anforderungskatalog der ITU für eine 4G-Mobilfunktechnologie.
Jeder Mobilfunkstandard der vierten Generation (4G) muss diese Anforderungen erfüllen (siehe Tabelle). Neben diesen hat das 3GPP allerdings auch noch eigene, teilweise erheblich höhere Anforderungen. Der Katalog ist auch unter dem Arbeitstitel „IMT-Advanced“ bekannt (International Mobile Telecommunications – Advanced). Davon abgeleitet wird „LTE Release 10“ häufig auch als LTE-Advanced bezeichnet.
| Anforderungen an LTE-Advanced | ||
| ITU | 3GPP | |
| Spitzendatenraten | - | Downlink 1 GBit/s, Uplink 500 MBit/s |
| Spektrale Bandbreite | 40 MHz | bis zu 100 MHz |
| Nutzdatenlatenz | 10 ms | 10 ms |
| Kontrolllatenz | 100 ms | 50 ms |
| Spektrale Effizienz | ||
| Downlink | 15 Bit/s/Hz | 30 Bit/s/Hz |
| Uplink | 6,75 Bit/s/Hz | 15 Bit/s/Hz |
Im Zentrum der Anstrengungen stand, LTE zu einer Gigabit-Technologie zu entwickeln. In Empfangsrichtung, also vom Netz zum Teilnehmer (Downlink), sollte LTE Advanced Spitzenraten über 1 GBit/s liefern, in Senderichtung (Uplink) mehr als 500 MBit/s. Zwei weitere Eckwerte zeigen zugleich auf, über welche technischen Mittel diese Spitzenraten erreicht werden sollten – über größere spektrale Bandbreite und erhöhte spektrale Effizienz. Die Zielwerte sollte Release 10 mit einer Funkbandbreite von 100 MHz und einer spektralen Effizienz von 30 Bit/s/Hz im Downlink sowie 15 Bit/s/Hz im Uplink erreichen.
Hingegen wurden die Latenzanforderungen gegenüber LTE Release 8 nicht weiter erhöht; sie liegen ohnehin im Bereich, den die ITU fordert. Allerdings achtete das 3GPP sehr darauf, die Erweiterungen abwärtskompatibel umzusetzen, denn nur so können bereits im Markt befindliche Endgeräte, die gemäß Release 8 gebaut sind, weiter betrieben werden.
Das 3GPP hat verschiedene Verfahren geprüft, um diese Anforderungen zu erfüllen. Es blieben letzlich vier Erweiterungen übrig, die man für LTE Release 10 herangezogen hat: die Trägerbündelung, erweiterte Mehrantennenkonzepte, Relay-Verfahren sowie umfassende Techniken für den Betrieb von heterogenen Netzen. Letzteres gewährleistet, dass Basisstationen mit großer und mit kleiner Sendeleistung weitgehend reibungslos nebeneinander arbeiten. Alle vier Punkte erläutern wir im Folgenden ausführlich.
