Die 4. Generation des Mobilfunks, LTE, wird landauf landab beworben. Eine große Zahl an Endgeräten ist verfügbar. Auch der Ausbau der Netze geht rasch voran, wird aber noch einige Zeit in Anspruch nehmen, bis der Endkunde deutliche Verbesserungen besonders bei datenhungrigen Anwendungen spürt. Trotzdem diskutieren die Forscher bereits seit längerer Zeit über die nächste Generation des Mobilfunks, über 5G. Ist das wirklich nötig? Was ist 5G überhaupt?
Die Diskussionen zur heute neuesten d.h. zur 4. Generation begannen um das Jahr 2005, als die 3. Generation (UMTS) ausgerollt, aber für die meisten Nutzer eigentlich nicht von Bedeutung war. Mobiles Internet spielte damals noch kaum eine Rolle. Es gab jedoch Visionäre, denen bereits klar war, dass die Netze und die Technologie der 3. Generation an ihre Kapazitätsgrenzen kommen würden. Man begann über die längerfristige Entwicklung des Mobilfunks nachzudenken, über die Long Term Evolution. Die Abkürzung LTE ist uns als Synonym für die neuen Systeme geblieben.
Auch heute ist bereits absehbar, dass sowohl die Netze der 4. Generation als auch die LTE-Technologie selbst an ihre Grenzen stoßen werden. Die Industrie geht davon aus, dass die Datenratenanforderungen im Mobilfunk innerhalb von 10 Jahren um den Faktor 1000 steigen werden. Um diesen Anforderungen zu begegnen, sind neue Netztopologien, mehr Spektrum und eine bessere spektrale Effizienz erforderlich.
Neue Netztopologien sind ein eher evolutionäres Thema. Das Schlagwort ist „Heterogene Netze“, die durch große und kleine und sich einander überlagernde Funkzellen gekennzeichnet sind, in denen unterschiedlichste Technologien, von 2G bis 5G, aber auch WLAN, genutzt werden. Mehr Spektrum wird vor allem im sehr hohen Frequenzbereich der Millimeterwellen bei 28 GHz, 38 GHz, 60 GHz oder sogar bis 160 GHz gesucht. Eine bessere spektrale Effizienz soll vor allem durch zwei Technologien erzielt werden, durch so genanntes „Massive MIMO“, den Einsatz von sehr vielen kleinen Antennen in Form von Antennenarrays, sowie durch den Einsatz neuer Wellenformen. „Massive MIMO“ ermöglicht eine Strahlformung, die wiederum eine räumliche Trennung von Nutzern ermöglicht, was am Ende zu einer besseren Mehrfachnutzung des vorhandenen Spektrums führt. Neue Wellenformen sollen neben der besseren spektralen Effizienz auch neue Anwendungsfelder eröffnen, u.a. die Integration von Sensornetzen in die Mobilfunknetze.
Quelle: HF-Praxis