5G-Mobilfunk
Es sind nun sieben Jahre seit der Standardisierung von LTE und sechs Jahre seit dem Start der ersten LTE-Netze vergangen. Da etwa alle zehn Jahre neue Generationen der Mobilfunktechnologie auf den Markt kommen und die Netzbetreiber Schwierigkeiten haben, den Bandbreitenbedarf ihrer Nutzer zu decken, ist die Forschung für 5G bereits in vollem Gange.
Die Anforderungen an 5G-Netzwerke sind enorm: Prognosen zufolge wird der Netzwerkverkehr in den nächsten zehn bis zwölf Jahren um den Faktor 1.000 zunehmen, und das Wachstum des Internets der Dinge lässt darauf schließen, dass die Anzahl der vernetzten Geräte bis 2020 auf 50 Milliarden ansteigen könnte. Gleichzeitig muss die Energieeffizienz des Netzwerks enorm gesteigert werden, damit es diesen Anforderungen gerecht werden kann, ohne dabei den Stromverbrauch und die Kosten zu überschreiten, die heute nicht höher sind.
Der Spezifikationsprozess für 5G wird von der Internationalen Fernmeldeunion (ITU) unter dem Namen IMT-2020 vorangetrieben und folgt dem im Diagramm dargestellten Zeitplan. Die Vision der ITU für 5G wurde 2015 veröffentlicht und umfasst drei Hauptszenarien, die ein breiteres Spektrum an Anwendungsfällen abdecken als zuvor: verbessertes mobiles Breitband, Massenkommunikation im Maschinentyp und ultrazuverlässige Kommunikation mit geringer Latenz. Die jeweiligen Leistungsziele umfassen eine Spitzendatenrate unter idealen Bedingungen von 10 bis 20 Gbit/s, eine Verbindungsdichte von 106 Geräten pro Quadratkilometer und eine Funklatenz von 1 Millisekunde, obwohl betont werden sollte, dass diese nicht gleichzeitig erreicht werden können. Die ITU beabsichtigt, diese Ziele zu verfeinern und die detaillierten Leistungsanforderungen für IMT-2020 im Februar 2017 zusammen mit einem Rundschreiben zu veröffentlichen, in dem zur Einreichung von Vorschlägen für mögliche Technologien aufgefordert wird. Ausführliche Beschreibungen dieser Technologien werden dann etwa im Juni 2019 fällig, die vollständigen Kandidatenspezifikationen bis Februar 2020.
Als Reaktion darauf hat das Third Generation Partnership Project (3GPP) eine Reihe von Studien zu 5G begonnen, die die Anforderungen an das System und die Luftschnittstelle, die Systemarchitektur und Modelle der Funkausbreitung bei Frequenzen über 6 GHz abdecken. Diese Studien sollen im Laufe des Jahres 2016 als Teil von 3GPP Release 14 abgeschlossen werden. 3GPP plant dann einen ehrgeizigen Entwurfszeitplan, in dem die Spezifikationsarbeit in zwei Phasen erfolgen wird: Phase 1, die bis zur zweiten Hälfte des Jahres 2018 abgeschlossen sein wird, konzentriert sich auf verbessertes mobiles Breitband und befasst sich mit den dringendsten kommerziellen Anforderungen für 5G, während Phase 2, die bis Dezember 2019 abgeschlossen sein wird, alle identifizierten Anwendungsfälle für IMT-2020 behandeln wird.
Die Entwicklung eines neuen Kommunikationssystems wird für 3GPP eine Herausforderung sein, insbesondere angesichts der Vielzahl von Nutzungsszenarien und der Notwendigkeit eines Phase-1-Designs, das mit IMT-2020 vorwärtskompatibel ist. Im zweiten Teil dieses Blogs werden wir die technischen Lösungen diskutieren, die derzeit für 5G untersucht werden.