Mobilfunk-Beschleuniger im Dutzend
Seite 3: MIMO für Hochhäuser
Nokia hat vor kurzem gemeinsam mit dem koreanischen Provider SK Telekom in einem Experiment die LTE-Geschwindigkeit auf 3,8 GBit/s hochgetrieben, indem sie gleich 10 LTE-Kanäle für zusammen 200 MHz Bandbreite zusammengeschaltet haben. Die 3GPP begnügt sich noch mit maximal fünf zusammengeschalteten Trägern.
Für LTE Release 12 untersucht die 3GPP, ob und wie sich dreidimensionales MIMO nutzen lässt. Nach der horizontalen Ebene rückt also die Vertikale in den Blickpunkt, um räumlich separierte Datenströme zu erzeugen. Mittels einer 3D-MIMO-Technik würde man die von einer Zelle gesendeten Daten auch vertikal splitten können. Eine praktische Anwendung dafür wären Innenstädte mit vielen Hochhäusern, in denen sich viele User auf verschiedene Höhen verteilen.
Bei Massive MIMO untersuchen Forscher, wie weit sich die Anzahl der Antennen erhöhen lässt, um die Datenrate zu steigern. China Mobile tüftelt beispielsweise ein aus 128 aktiven Antennen bestehendes Antennensystem aus. Interessant ist das insbesondere für den angestrebten Betrieb bei höheren Frequenzen, weil bei diesen die Signalstärke sehr schnell mit der Entfernung abfällt. Ein Antennen-Array könnte jedoch so angesteuert werden, dass es ein sehr stark gerichtetes Antennendiagramm erzeugt und so den höheren Pfadverlust bei hohen Frequenzen zumindest teilweise kompensiert.
Mit oder gegen WLAN
Das Offloading, also die Umleitung der Daten auf WLAN ist den Mobilfunkern schon seit Jahren ein Anliegen. Mehrere Netzwerk-Zulieferer und Betreiber haben sich an diesem verlockenden Thema bereits versucht. In Asien ist die Technik zwar schon ziemlich verbreitet, gleicht aber einem Wildwuchs: Jeder machts anders und die nun möchte das 3GPP eine Spezifikation für alle backen.
Für das Handover zwischen Mobilfunk und WLAN, das ganz ohne Interaktion des Users auskommt, wollen die Mobilfunker einheitliche Authentifizierungsmethoden festschreiben. Gleichzeitig arbeiten sie daran, das Handover unterbrechungsfrei hinzubekommen. Da sich WLAN nicht gut für zeitkritische Anwendungen eignet, geht der Trend dahin, nur einzelne, zeitunkritische Datenstöme ins WLAN umzuleiten. Sprachverbindungen würden nach Lage der Dinge grundsätzlich weiterhin die Mobilfunknetze abwickeln.
Da das Zusammenspiel mit WLAN nicht ganz einfach ist, gibt es Überlegungen, statt dessen LTE im unlizenzierten Spektrum einzusetzen -- denn der Grund für Offloading-Überlegungen liegt ja darin, dass LTE gemessen am geschätzten Bedarf, bald zu wenig Spektrum haben wird. Deshalb liebäugeln die Mobilfunker mit dem noch wenig belegten 5-GHz-Band. Die Spezifikation soll in LTE Release 13 festgekloft werden, das für Anfang 2016 geplant ist.
Zwei Antennen sind zu viel
Nur wenige Themen drehen sich nicht um höhere Geschwindigkeiten. Ein Low-Cost-Modell hat nun genau das Gegenteil zum Ziel: Für die Maschinenkommunikation streben einige Entwickler eine LTE-Variante mit niedriger Datenrate an. Unter anderem tüfteln die Entwickler an Spezifikationen für Teilnehmergeräte mit einer einzigen Empfangsantenne. Bisher setzt LTE in allen Teilnehmergeräten mindestens zwei Antennen voraus. Außerdem diskutieren die Arbeitsgruppen Vorschläge zur Device-to-Device-Kommunikation im Bereich der Sicherheitsaufgaben, die Gruppenkommunikation und den Datenaustausch von Endnutzern untereinander.
Doch die Techniken, die man zurzeit für Release 13 diskutiert, sind auch gute Kandidaten für den 5G-Mobilfunk. Bis zum Jahr 2020, das häufig als Starttermin für den 5G-Mobilfunk genannt wird, erwarten Fachleute eine drastische Zunahme an Geräten, die am Mobilfunknetz teilnehmen wollen. Neben von Menschen bedienten Devices wie Routern oder Smartphones werden voraussichtlich eine Menge Maschinen mitkommunizieren. Manche der Maschinenkategorien setzen extrem kurze Latenzen voraus, zum Beispiel autonome Fahrzeuge. Für diese müsste sich der Mobilfunk in eine neue Richtung entwickeln.
Ob solche neuen und für gängige Anwendungen nicht benötigten Eigenschaften gut im Rahmen aktueller Entwicklung abgedeckt werden können, diskutieren die Arbeitsgruppen kontrovers. Manche Teilnehmer sind der Meinung, dass es einfacher sein könnte, für solche andersartigen Anforderungen etwas gänzlich Neues und eigenes zu beginnen. Eine Entscheidung in dieser Frage erwarten Fachleute in den nächsten Jahren.
