Wie sich flexibel Signale für 5G erzeugen und analysieren lassen

| Autor / Redakteur: Andreas Rössler * / Hendrik Härter

Fünfte Mobilfunkgeneration: Mit 5G lassen sich größere Benutzerdatenraten von bis einigen MBit/s übertragen. Voraussetzung sind dafür größere Bandbreiten.
Fünfte Mobilfunkgeneration: Mit 5G lassen sich größere Benutzerdatenraten von bis einigen MBit/s übertragen. Voraussetzung sind dafür größere Bandbreiten. (Bild: Rohde & Schwarz)

Mittlerweile hat 5G das reine Forschungsstadium verlassen, doch stehen für eine Standardisierung noch viele Alternativen zur Disposition. Eine flexible Testausrüstung erzeugt und analysiert die Signale.

Aktuell sind verschiedene technische Modelle für 5G in der Diskussion. Sie alle basieren auf verschiedenen Frequenzen und Unterträgerabständen. Im Ergebnis werden sowohl die Signalerzeugung und die -analyse komplex werden und die Frequenzbereiche bis 71 GHz gehen. Eine mögliche Anwendung für 5G ist Enhanced Mobile Broadband, kurz eMBB. Während LTE Advanced Pro derzeit theoretische Datenraten von bis zu 1,7 GBit/s ermöglicht, soll 5G Spitzendatenraten von 20 GBit/s und durchschnittliche Benutzerdatenraten von Hunderten von MBit/s realisieren.

Für 5G sind große Bandbreiten notwendig

Voraussetzung hierfür ist die Nutzung größerer Bandbreiten. Im Gespräch sind aktuell Bandbreiten bis zu 1 GHz, in Zukunft werden auch 2 GHz relevant werden. Doch derartig große Bandbreiten sind in dem für Mobilfunk optimalen Frequenzbereich von 450 MHz bis 6 GHz nicht verfügbar. Sie stehen nur bei Zentimeter- und Millimeterwellen zur Verfügung. Als Frequenzbereich für 5G kommt die gesamte Spanne von 24,25 GHz bis 86 GHz in Frage.

Im Mittelpunkt der Aufmerksamkeit stehen Pläne der U.S. Federal Communication Commission (FCC), für 5G ein zusätzliches Spektrum von 10,85 GHz zu öffnen: 28, 37 und 39 GHz. Die FCC hat außerdem das unlizenzierte Frequenzband von 64 bis 71 GHz für 5G vorgesehen, womit das derzeit vom 802.11ad-Standard genutzte 60-GHz-Band erweitert wird. Für die Tier-1-Netzbetreiber in den Vereinigten Staaten hat zunächst das 28-GHz-Band Priorität, das von 27,5 bis 28,35 GHz eine Bandbreite von 850 MHz bietet. Das Spektrum soll in Form landesweiter Lizenzen in zwei Blöcken mit jeweils 425 MHz Bandbreite verteilt werden [1].

Unabhängig von der Erklärung der FCC hat Verizon Wireless seine eigenen technischen Spezifikationen veröffentlicht, die die Eigenschaften der Bitübertragungsschicht eines 5G-Signals beschreiben [2]. Die LTE-Spezifikation(en) von 3GPP dienten hierbei als Grundlage, wurden jedoch für die Verwendung des Frequenzbandes um 28 GHz angepasst. Dieser Standard ist für den festen Drahtloszugang (Fixed Wireless Access, FWA) von Haushalten mit 5G Hochgeschwindigkeits-Internetverbindungen konzipiert.

5G-Probebetrieb harmonisieren und Spezifikationen abstimmen

Das proprietäre Signal ist ein Mehrträgersignal auf OFDM-Basis, das einen Unterträgerabstand von 75 kHz verwendet und eine Signalbandbreite von 100 MHz pro Träger avisiert. Es können bis zu acht Träger kombiniert werden. Die Grundbetriebsart ist TDD = Time Division Duplex oder Zeitduplex.

Die Spezifikation definiert neue Synchronisierungssignale, fügt neue physikalische Kanäle hinzu und erweitert und modifiziert die Funktionen der vorhandenen Kanäle. Das Ziel ist es, Beamforming für die Signalerfassung, Verfolgung, Verfeinerung und Wiederherstellung zu ermöglichen. Beamforming soll, trotz der wesentlich stärkeren Dämpfung bei diesen Frequenzen, Verbindungen zuverlässig herstellen und aufrechterhalten können.

Die Spezifikation weicht jedoch von der Spezifikation des 3rd Generation Partnership Projects (3GPP) ab 3GPP ist das offizielle internationale Standardisierungsgremium für Mobilfunk.

Inhalt des Artikels:

copyright

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Infos finden Sie unter www.mycontentfactory.de (ID: 44564416 / 5G Mobilfunk)