Zukünftige Implementierungen von 5G-Mobilfunknetzen werden große Small-Cell-Roll-Outs bringen. Eine kleine Zelle ist nichts anderes als eine Miniatur-Basisstation oder ein leistungsschwacher Mobiltelefon-Knoten, der die spektrale Effizienz eines Netzwerkes verbessert, indem dieselben Frequenzen in einem geografischen Gebiet dank seiner begrenzten Reichweite (10 Meter bis einige Kilometer) wiederverwendet werden können.
Der Wunsch, die Netzwerkspektraleffizienz zu verbessern, ohne das Spektrum zu erhöhen (d. H. ohne zusätzliche Lizenzen für neue Frequenzbänder kaufen zu müssen), führt die Betreiber dazu, ihre Netzwerke zu verdichten; insbesondere in städtischen Gebieten, wo das Internet der Dinge (IoT) voraussichtlich zu einem exponentiellen Wachstum der Anzahl der angeschlossenen Geräte führen wird.
Die Rolle von Femtozellen in der 5G-Technologie
Mobilfunkbetreiber beleben das Femtocell-Konzept – etwas, das bereits in früheren Technologien (3G und 4G) existierte, aber aufgrund seines hohen Preises nie eine breite Marktakzeptanz erlangte. Mit der Einführung der 5G-Technologie erwägen Betreiber die Platzierung von Femtozellen in Gebäuden, die Verwendung von nicht lizenzierten Frequenzbändern für LTE (LTE-U) und LAA (Licensed Assisted Access) unter Verwendung von Bändern für Wi-Fi-Netzwerke und verteilte Innen- und Außenantennensysteme (DAS). Bis jetzt waren diese Arten von Bereitstellungen auf Orte beschränkt, die eine hohe Anzahl von Teilnehmern gleichzeitig erwarteten, z. B. Sportveranstaltungen, Flughäfen, Bahnhöfe und Einkaufszentren. Der hohe Datennutzungsbedarf an diesen Orten erfordert eine spezifische Art von Infrastruktur, um die Effizienz des Netzwerks zu verbessern, indem es durch die Verwendung kleiner Zellen verdichtet wird.
Die Verbesserung der spektralen Effizienz und ihre Vorteile
Der Einsatz von 5G-Mobiltelefontechnologien wird voraussichtlich auch dazu führen, dass die neuen 28-GHz- und 38-GHz-Frequenzbänder genutzt werden. Diese Bänder versprechen eine höhere Bandbreite und eine bessere spektrale Effizienz, aber sie haben den Nachteil eines kleineren Abdeckungsradiuses (von etwa 500 Metern). Da sie nicht in der Lage sind, Wände zu durchqueren, sind sie schwierig in Gebäuden zu installieren.
Der kürzere Entfernungsradius und die geringere Fähigkeit, Gebäude mit der 5G-Technologie zu durchdringen, führen zu einer kleineren Zellengröße. Kleinere Zellen veranlassen unsere mobilen Geräte, mit nahegelegenen Basisstationen zu kommunizieren, für die sie weniger Energie zur Übertragung benötigen. Dies bedeutet, dass weniger Akkuleistung von den 5G-Geräten verbraucht wird. Das erlaubt eine längere Akku-Lebensdauer.
Die Verbesserung der spektralen Effizienz, die durch die Wiederverwendung von Frequenzen erreicht wird, werden auch 5G-Netzwerkbenutzern mehr Bandbreite zur Verfügung gestellt. Dadurch wird die Geräteleistung und die Benutzererfahrung verbessert werden.
Kosteneffizienz für Mobilfunkbetreiber
Die Betreiber, die die 5G-Technologie implementieren, werden in der Lage sein, die Kosten für die Anmietung von Flächen für Aufdachanlagen einzudämmen. Derzeit bezahlen Sie für Ihre Anlagen auf Makrozellenbasis. Das heutige homogene und makrozelluläre Netzwerk wird zu einem heterogenen Netzwerk aus verschiedenen Arten von Zellen: Makrozellen und kleine Zellen (Mikrozellen, Pikozellen und Femtozellen).
Wird die WI-FI-Technologie verschwinden?
Eine weitere mögliche Folge der Erweiterung von 5G-Netzen wäre, dass die Wi-Fi Technologie verschwinden könnte. Das wachsende Angebot an unbegrenzten Datengutscheinen von Mobiltelefonbetreibern und der Verbreitung von Femtozellen – mit der damit verbundenen Effizienzsteigerung – bedeuten, dass mobile Nutzer weniger auf WLAN-Netzwerke zugreifen müssen.
Wir bei der Teldat Group entwickeln Technologien, um die Herausforderungen zu meistern und die Möglichkeiten von 5G-Netzwerken zu maximieren. Die Verbesserung der Geräteleistung und die Bereitstellung einer höheren Bandbreite für mobile Benutzer, gehören daher zu den vielen Themen die wir in der Teldat Group bearbeiten.
Pablo Alonso
Pablo Alonso ist Telekommunikations- und Entwicklungsingenieur in der Teldat R & D Abteilung. Innerhalb dieser Abteilung ist ein Teil des Teams für die Business Line Industrial & Mobility tätig und er ist auf Mobilfunkverbindungen spezialisiert.