Foto: 3GPP
Das Standardisierungsgremium 3GPP hat die Spezifikationen von Release 18 für die 5G-Systemarchitektur als auch für Funkzugangsnetze veröffentlicht. Die Weiterentwicklung des neuen Mobilfunkstandards sieht unter anderem eine optimierte IoT-Unterstützung, KI/Maschinelles Lernen und eine effizientere Nutzung des Funkspektrums vor.
Release 18 stellt außerdem die erste Standardversion von 5G Advanced dar - die zweite Phase des 5G-Jahrzehnts, bevor 6G als Nachfolger startet. Allerdings wird es noch etwas dauern, bis die für Release 18 vorgesehenen Funktionen umgesetzt sind. Die eigentliche Arbeit beginnt offiziell nach der Fertigstellung von Release 17, also voraussichtlich in der ersten Hälfte 2023. Die Umsetzung könnte dann Ende 2024 oder Anfang 2025 erfolgen.
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"Mit der Veröffentlichung der Spezifikationen von Release 18 ist die Entscheidung darüber gefallen, an welchen Projekten die 3GPP arbeiten wird und wie weit der Umfang der einzelnen Projekte gehen soll", erklärt Danny Tseng, Senior Director of Technical Marketing bei Qualcomm. Ziel sei es, den kurz- und längerfristigen Bedarf an verbessertem mobilem Breitband und erweiterten vertikalen Anwendungsfällen im gesamten 5G-System abzudecken.
5G Advanced: Das bringt Release 18
Hier ein Überblick über die wichtigsten Projekte von Release 18 und ihr Umfang:
MIMO-Verbesserungen
Die MIMO-Technologie (Multiple-Input, Multiple-Output) ermöglicht es Netzbetreibern, über eine Basisstation eine große Anzahl von Kundengeräten gleichzeitig zu bedienen und dabei weniger Spektrum zu nutzen, da jeder Kunde über eine andere Antenne kommunizieren kann. Die wichtigste neue MIMO-Spezifikation ist das Beamforming, also das gerichtete Senden von Funksignalen anstelle einer Rundumausstrahlung. Auf diese Weise kann für verschiedene Clients das gleiche Spektrum verwendet werden, ohne dass es zu Interferenzen kommt.
IoT-Unterstützung
Die Nutzung von 5G-Netzwerken zur Unterstützung von IoT-Implementierungen ist für Netzbetreiber aufgrund der potenziellen Nachfrage interessant: Ist ein kommerzieller 5G-Dienst regional verfügbar, müssen interessierte Kunden nur sicherstellen, dass ihre IoT-Endpunkte den Dienst unterstützen und ihn einschalten. Das ist viel einfacher, als hierzu eigene 5G-Netze einzurichten.
Ein wichtiger Teil des neuen IoT-Supports baut auf einer bereits mit Release 17 definierten Funktion namens "reduced capability" (RedCap) auf. Diese ermöglicht es Carriern, 5-MHz-Kanäle für Geräte bereitzustellen, die mehr als die 200 kHz benötigen, die Narrowband-IoT bereitstellen kann, aber weniger Spektrum brauchen als der kleinste Kanal in der vorherigen 3GPP-Spezifikation (20 MHz). Laut Qualcomm-Mann Tseng fallen Wearables und bestimmte Arten von Sensoren in diese Kategorie. Auf diese Weise werde mehr Bandbreite für Anwendungen mit höherem Übertragungsbedarf freigehalten, gleichzeitig könnten mehr Geräte effizienter in den Netzen unterstützt werden.
Verbesserungen bei KI/ML
KI und maschinelles Lernen sind für 5G sowohl auf der Ebene des Netzwerkmanagements als auch auf der Ebene der unterstützten Features von Bedeutung, d. h. KI/ML ist sowohl ein Werkzeug zur Verbesserung des Netzwerkbetriebs als auch eine Anwendung, die von 5G-Netzwerken unterstützt werden soll. Auf der Betriebsebene gibt es laut Tseng mehrere Möglichkeiten, wie eine verbesserte Integration von KI/ML die Funktionsweise von Netzen verbessern kann, etwa durch ein besseres Handover, mehr Spektraleffizienz und eine genauere Positionierung.
Der Bedarf an KI/ML-Unterstützung in den Netzen ergibt sich aus deren zunehmender Komplexität und ist eine logische Folge von Technologien wie Software-defined Networking im unlizenzierten Frequenzspektrum. Die Idee ist, die Netzwerke selbst intelligent genug zu machen, um diese Komplexität zu bewältigen, erläutert Forrester-Analyst Andre Kindness: "Mehr 5G-Clients, die mit mehr Antennen kommunizieren, bedeuten mehr Komplexität, und die Netzwerke nutzen KI-gestützte Software, um beides zu analysieren und zu verwalten."
Zusätzliche Erweiterungen
Neben den oben genannten Projekten gibt es weitere Release-18-Projekte, die zusätzliche Verbesserungen für das 5G-System mit sich bringen, darunter Verbesserungen wie Dynamic Spectrum Sharing (DSS), Multi-SIM, geräteinterne Koexistenz, Übertragung kleiner Datenmengen, Quality of Experience, Carrier Aggregation, Self-Organizing Network/Minimization of Drive Test (SON/MDT) und mehr. Eine ausführliche Übersicht über die geplanten Projekte in den Bereichen Systemarchitektur und Sende- sowie Empfangstechnik finden Sie hier.
Dieser Artikel basiert auf einem Beitrag der US-Schwesterpublikation Network World.