(Quelle: Ivan Marc/Shutterstock.com)

Wenn Sie ein Ingenieur oder eine technisch orientierte Person, ein IoT-Enthusiast oder vielleicht nur ein Smartphone-Besitzer sind, der die Vorteile von 5G – wie schnellere Geschwindigkeiten, niedrige Latenz, verbesserte Kapazität für das IoT, erhöhte Bandbreite für die Übertragung größerer Datenmengen und breitere Abdeckung – nutzen möchte, dann sollten Sie sich über Release 16 freuen.

Release 16 bringt das Ergebnis aus Arbeitsaufwand und neuester Technologie mit neuen Fähigkeiten und Funktionen für Unternehmen und Industrieorganisationen auf den Markt. Eine weitaus höhere Leistungsfähigkeit in Bezug auf Effizienz, Service und Automatisierung hebt das IoT, V2X, das Gesundheitswesen und vieles mehr auf eine neue Stufe und führt zu nie dagewesenen Möglichkeiten.

Es gibt sechs wesentliche Aspekte von 5G NR Release 16:

1.         5GNR-Erweiterungen:

• MU-MIMO: Es werden mehr Antennen eingesetzt, wodurch sich große Verbesserungen durch Empfänger-Diversity und MIMO erzielen lassen
• Multi TRP: mehrere Sende- und Empfangspunkte (d. h. Makrozellen, kleine Zellen, Pico-Zellen, Femto-Zellen, abgesetzte Funkköpfe, Relaisknoten usw.)
• Bessere Link-Zuverlässigkeit

2. Integrierter Zugang und Backhaul (IAB): Das neue Release setzt zudem Standards für IAB, wobei „ein Teil Ihres 5G-Funks für Backhaul genutzt wird.“ Mit IAB muss nicht unbedingt jede kleine Zelle mit Glasfaser versorgt werden; es können auch drahtlose Funkverbindungen verwendet werden.

3. 5G im unlizenzierten Spektrum: Mit Release 16 wird erstmals das unlizenzierte Spektrum in den 5G-Mobilfunkdienst einbezogen.

4. 5G in Time-Sensitive Networking (TSN): Die Realisierung von mobilen Anwendungsfällen; drahtgebundene Technologien können nicht verwendet werden und sind durch drahtlose Verbindungen zu ersetzen, die den hohen Anforderungen der Industrielandschaft gerecht werden müssen.

5. C-V2X Sidelink mit 5GNR: Die Spezifikationen des Release 16 NR C-V2X-Direktkommunikationsmodus (oder Sidelink) unterstützen erweiterte Anwendungsfälle, die das autonome Fahren verbessern könnten, ohne das Mobilfunknetz zu nutzen.

6. 5G in IoT/NB-IoT innerhalb von 5GNR: Release 16 bietet die Möglichkeit, stromsparende mobile IoT-Protokolle wie NB-IoT über das 5G-Kernnetz einzusetzen und zu verwalten.

In diesem Blog werden wir einige der spannendsten Aspekte von Release 16 behandeln.

C-V2X

Release 16 bringt Sidelinking mit sich, was ein direkter Gerät-zu-Gerät-Kommunikationsmodus ist. Es werden keine Mobilfunknetze benötigt, um teilautonomes und sogar autonomes Fahren zu verbessern.

Sidelinking ist wichtig, vor allem im Hinblick auf die öffentliche Sicherheit, da es einige V2X-Dienste gibt, die nur im Nahbereich funktionieren müssen und auch in Gebieten mit geringer Netzabdeckung weiterarbeiten sollten. Siehe Abbildung 1 unten.

Abbildung 1 Die öffentliche Sicherheit wird durch 5G NR Release 16 besonders verbessert. (Bildquelle: Qualcomm)

Fahrzeuge, die Sidelinking verwenden, können leichter im Platoon (Fahrzeugverbund) fahren, und wichtige Sicherheitsfunktionen, wie z. B. Kollisionsvermeidung und kooperativer Spurwechsel, werden zur Realität. C-V2X ermöglicht erstmals eine sinnvolle Umsetzung signifikanter Sicherheitsprozesse für Fahrzeuge mit Verbrenner- und Elektromotoren und trägt dazu bei, sichere autonome Fahrzeuge auf die Straßen zu bringen.

Mehrere Sende- und Empfangspunkte (Multi-TRP)

Eine weitere wichtige Implementierung zur Realisierung einer echten 5G-Implementierung mit Release 16 ist Multi-TRP. Dies besteht aus Makrozellen, kleinen Zellen, Pico-Zellen, Femto-Zellen, Remote Radio Heads (RRH) und Relaisknoten. Alle diese Sende-/Empfangspunkte ermöglichen eine bessere Zuverlässigkeit, Abdeckung und Kapazitätsleistung.

Der mobile 5G-Datenverkehr wird erheblich zunehmen, insbesondere für drahtlose Geräte am Rande einer Netzwerkzelle, die von Multi-TRPs bedient werden. Die Signalübertragung und der Signalempfang werden verbessert, was einen erhöhten Durchsatz bedeutet.

5G im unlizenzierten Spektrum

Das derzeit lizenzierte Spektrum für 5G hat mehr als 40 Bänder weltweit für LTE.

Die Funktion „Unlicensed Spectrum“ schaltet weltweit mehr Spektrum mit Zugang zu 5 und 6 GHz frei (z. B. US 5925-7125 MHz oder europäische 5925-6425 MHz).

Mit 1200 MHz unlizenzierter Bandbreite wird eine erhebliche Menge an neuem unlizenziertem Spektrum zu neuen Vertikalen und Märkten mit eigenständigem New Radio Unlicensed (NR-U) im industriellen IoT führen, wie z. B. smartere Logistik in Schiffscontainerhäfen, gesteigerte Produktivität mit vernetztem ferngesteuertem Bergbau, intelligenterer Lagerbetrieb und mehr. Anchored NR-U bringt höhere Geschwindigkeiten an dichten städtischen Hotspots, in Einkaufszentren und auf dem Campus. Siehe Abbildung 2 unten.

Abbildung 2 NR-U Einsatzszenarien. Control Plane (CP)-Routen, dargestellt für Anchored NR-U; User Plane (UP)-Routen hängen vom Netzdesign ab; 1. 5G-Kernnetz; 2. Evolved Packet Core

 (Bildquelle: Qualcomm)

NR-U sollte auch eine sinnvolle Koexistenz mit bereits eingesetzten IEEE 802.11/WLAN-Systemen ermöglichen.

Die Erweiterung des 6-GHz-Spektrums bringt mehr Bandbreite für WLAN und 5G. Die Verwendung von verankertem NR-U, um andere lizenzierte oder gemeinsam genutzte Frequenzen als Anker zu kombinieren, ermöglicht den lizenzunterstützten Zugang oder gemeinsam genutzte Frequenzen wie das CBRS-Band (Citizens Broadband Radio Service) und kurbelt die Implementierungen an und bietet somit ein verbessertes Benutzererlebnis aufgrund höherer 5G-Geschwindigkeiten. Außerdem ermöglicht die Verwendung von Standalone-NR-U die Bereitstellung von 5G-Privatnetzen unter vollständiger Nutzung des unlizenzierten Spektrums.

5G in Time-sensitive Networking (TSN)

TSN umfasst eine Reihe von Standards, die von der Arbeitsgruppe „Time-Sensitive Networking“ (TSN) der IEEE 802.1-Arbeitsgruppe entwickelt wurden. TSN dient als wichtige Brücke zwischen Informationstechnologienetzwerken, die Geschäftsprozesse und Analysen verwalten, und den operativen Technologienetzwerken, die die tatsächlichen Geräte in der Fertigung verwalten.

Die TSN-Normenfamilie bietet eine Vernetzung mit Genauigkeitsgarantie für zeitkritische Daten, ideal für Steuersysteme, die Daten von Sensoren empfangen, Computer-Vision-Applikationen und vieles mehr.

Industrie 4.0 und das industrielle Internet der Dinge (Industrial Internet of Things, IIoT) können nun in vertikalen Industriemärkten wie der Automobilindustrie, der Öl- und Gasindustrie, der Versorgungswirtschaft, der Lebensmittel- und Getränkeindustrie, der Pharmazie und in vielen anderen Branchen eingesetzt werden.

5G mit seiner hohen Drahtlos-Leistung verändert den industriellen Fertigungsprozess und verbessert mit Release 16 die garantierte Genauigkeit für zeitkritische Daten, die für die Steuersysteme benötigt werden, die Daten von Computer-Vision und Sensoren empfangen. 5G setzt stark auf niedrige Latenzzeiten und sehr zuverlässige deterministische Fähigkeiten für verschiedene industrielle Steuerungssysteme sowie den Datenverkehr.

TSN-over-5G unterstützt TSN-Dienste über 5G, um industriellen Geräten wie Sensoren und Aktoren eine effektive drahtlose und deterministische Kommunikation mit industriellen Steuerungen zu ermöglichen. Für Industrie 4.0-Lösungen ist dies notwendig, um die Fabriksysteme zu verbessern.

TSN-over-5G ermöglicht die TSN-Synchronisation und den TSN-Ethernet-Betrieb über das 5G-System, die 5G-Ultra-Reliable-Low-Latency-Übertragung (URLLC), das 5G-End-to-End-QoS-Management (Quality-of-Service) und intelligente Scheduler-Algorithmen.

Es wird noch weitere spannende technische Fortschritte geben, da sich die 5G-Dienste mit zukunftsweisenden Lösungen weiterentwickeln werden. Ich bin sehr gespannt darauf, was als nächstes kommt.