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Next Generation Mobile Networks

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Next Generation Mobile Networks (kurz NGMN) ist ein laufendes Projekt von Mobilfunkfirmen und Mobilfunkausrustern zur Entwicklung der nachsten Mobilfunkgeneration. Die mit Stand 2015 umgesetzten Generationen waren UMTS (3G) und LTE (3,9G). Das Projekt beschaftigt sich mit ,,4G" (vierte Generation) LTE-Advanced (LTE+) und 5G, der funften Generation. 2013 hat die Europaische Kommission zusammen mit der 5G Infrastructure Association eine offentlich-private Partnerschaft fur 5G (5G PPP) gegrundet.[1][2]

NGMN basiert auf den bisherigen UMTS-Infrastrukturen, um so eine rasche und kostengunstige Erweiterung der bestehenden 3G-Mobilfunknetze gewahrleisten zu konnen. Einer der Vorteile gegenuber den bestehenden Netzen mit High Speed Packet Access (HSPA) ist die mit bis zu 100 Mbit/s = 0,75 GB/min wesentlich hohere Geschwindigkeit. Weiterhin sollen die verwendeten Endgerate permanent mit dem Internet verbunden sein konnen. Dies soll durch eine effizientere Ausnutzung des zur Verfugung stehenden Frequenzspektrums moglich werden, was ebenfalls eine einfachere Netzwerkarchitektur ermoglichen und zu Latenzzeiten von ungefahr 10 ms fuhren soll. Die Netzwerkreichweite soll sich nicht verandern.

NGMN basiert wie die Funktechniken WiMAX und Flash-OFDM auf OFDM. Im Unterschied zu den genannten Verfahren werden die Frequenzen bei NGMN jedoch adaptiv vergeben, also dem Nutzer im Abstand von bis zu 0,5 ms jeweils die Netzwerkressourcen zugewiesen, die dieser benotigt. Dadurch wird ein besseres Verzogerungsverhalten ermoglicht als in anderen OFDM-Systemen.

Seit Anfang 2005 lauft die Standardisierung von NGMN durch das Standardisierungsgremium Third Generation Partnership Project (3GPP).

LTE und 4G ,,Fourth Generation"

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Hauptartikel: LTE-Advanced

4G beschreibt die Nachfolgegeneration des Mobilfunkstandards 3G mit deutlich hoheren Datenraten. Das Projekt von Mobilfunkausrustern und Mobilfunkbetreibern ist unter dem Namen LTE-Advanced (4G) bekannt.

Mobilfunknetze bestehen aus Funkzellen, den sogenannten Zellen, aus denen heraus Verbindungen aufgebaut werden. Wird ein Mobiltelefon oder ein anderes Gerat, wie zum Beispiel ein Laptop mit UMTS-Karte, eingeschaltet, so loggt sich dieses Gerat aufgrund der auf der SIM-Karte gespeicherten Daten uber die Netzdatenbank in das Mobilfunknetz ein. Das Gerat loggt sich zunachst an einer lokalen Datenbank ein, die auch mehrere ,,Waben" umfassen kann. Andert sich der Standort des Gerates, so bemerkt dies die Software des mobilen Kommunikationsgerates und loggt sich automatisch an der nachsten lokalen Vermittlungsstelle ein. Das Signalaufbauschema anderte sich in seinem groben Aufbau auch nicht, als die Netze um die zur ,,Third Generation" zahlende UMTS-Technologie erweitert wurden, das Grundschema kann beibehalten werden. Der Vorteil dieser Vorgehensweise: Es kann die bereits vorhandene Infrastruktur verwendet werden, die lediglich um die benotigten technischen Komponenten erweitert werden muss. Das heisst also, dass man - vereinfacht gesprochen - einfach die 4G-Komponenten an die bereits vorhandenen Funkmasten installiert.

Eigenschaften: LTE

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  • 100 Mbit/s 1 Empfangs-Datenrate (engl. ,,downstream")
  • Bis zu 1 Gbit/s 1, wenn der Nutzer sich an einem fixen Standort zur nachsten Station (in der Regel ein Funkturm) befindet
  • Kompatibilitat zu bereits vorhandenen Netzwerken (4G-Gerate konnen auch mit alterer Technik arbeiten, wie z. B. GSM, UMTS etc.)
  • 50 Mbit/s 1 Sende-Datenrate (engl. ,,upstream")
  • 20 MHz benotigte Frequenzbandbreite
  • Latenzzeiten von 10 ms
  • Qualitativ hochwertige Dienstleistungen wie Echtzeit-Audio, Hochgeschwindigkeits-Datenubertragung, HDTV-Videoinhalte, mobiles Fernsehen etc.
  • Hohere Spektrumeffizienz (geringere Kosten pro Datenvolumen)
  • Modulation: OFDMA, downstream: QPSK/16QAM/64QAM, upstream: BPSK/QPSK/16QAM
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unter optimalen Bedingungen

5G ,,Fifth Generation"

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Der Nachfolger ist 5G. Internationale Netzbetreiber und Infrastrukturanbieter diskutierten technische Anforderungen und Anwendungsfalle.[3] Uber das Programm Horizont 2020 investierte die Europaische Kommission 700 Millionen Euro in die Forschungs- und Innovationsforderung im Zusammenhang mit 5G.[4] Die 3GPP spezifizierte mit Release 15[5] erste Funktionen von 5G. Release 16[6] enthielt weitere Funktionen. Die neueste Version wird der fur 2024 geplante Release 18 (5G Advanced) sein.[7]

Ende Marz 2019 wurde in Osterreich das erste kommerzielle 5G-Netz Europas fur 200 Kunden in 17 Stadten und Gemeinden in Echtbetrieb genommen.[8] Sudkorea nahm am 3. April 2019 als erstes Land flachendeckend 5G in Betrieb. In den USA wurde am selben Tag 5G in den Stadten Chicago und Minneapolis freigeschaltet.[9] In Deutschland findet seit 19. Marz 2019 eine Versteigerung von Mobilfunklizenzen durch die Bundesnetzagentur statt.[10]

5G baut auf dem bestehenden 4G auf. Wesentliche Neuerungen von 5G werden erst bei der Nutzung von Frequenzen oberhalb von 6 GHz erwartet. Die Funkzellen werden voraussichtlich bei 5G in Stadten engmaschiger ausgebaut werden als bei 4G.[11]

Der 5G-Standard (Release 15[5]) ist abgeschlossen und freigegeben. Im Vergleich zum 4G-Standard wird bei der 5G-Technik mit den folgenden Eigenschaften gerechnet:

  • Datenraten bis zu 20 Gbit/s
  • Nutzung hoherer Frequenzbereiche
  • Erhohte Frequenzkapazitat und Datendurchsatz
  • Echtzeitubertragung, weltweit 100 Milliarden Mobilfunkgerate gleichzeitig ansprechbar
  • Latenzzeiten von unter 1 ms
  • Kompatibilitat von Maschinen und Geraten
  • N. Doring, C. Dietmar: Medienproduktion fur die Mobilkommunikation. In: Handbuch Medienproduktion. VS Verlag fur Sozialwissenschaften, 2004.
    Vgl. J. Schiller: Mobilkommunikation. Munchen 2003: Pearson Studium, S. 15-18.
  • N. Doring, C. Dietma: Medienproduktion fur die Mobilkommunikation. In: Handbuch Medienproduktion. VS Verlag fur Sozialwissenschaften, 2004, S. 14-15.
  • Goran, Galunic: 4. Generation Mobilfunk. Seminararbeit. Fachhochschule Bonn-Rhein-Sieg, 2004.
  • Paul Klimsa, Heidi Kromker: Mobilkommunikation. In: Heidi Kromker, Paul Klimsa (Hrsg.): Handbuch Medienproduktion. VS Verlag fur Sozialwissenschaften, 2005.
  • 4G (fourth generation). In: ITWissen.info. Datacom Buchverlag GmbH, 19. November 2007, archiviert vom Original am 12. Mai 2008; abgerufen am 27. Juni 2010.
  • Kernnetz. In: ITWissen.info. Datacom Buchverlag GmbH, 19. November 2007, archiviert vom Original am 22. Mai 2008; abgerufen am 27. Juni 2010.
  • long term evolution. In: ITWissen.info. Datacom Buchverlag GmbH, 19. November 2007, archiviert vom Original am 13. Juni 2008; abgerufen am 27. Juni 2010.
  • NGMN. In: ITWissen.info. Datacom Buchverlag GmbH, 19. November 2007, archiviert vom Original am 27. Juni 2008; abgerufen am 27. Juni 2010.
  • Erste kommerzielle Testphase fur 4G-Mobilfunk gestartet. In: golem.de. 30. Januar 2007; abgerufen am 13. Dezember 2007.
  • Joachim Weiss u. a.: Mobilfunk. In: Die Zeit - Das Lexikon. Zeitverlag, Hamburg 2005.
  • 5G Infrastructure PPP: The next generation of communication networks will be "Made in EU". (PDF; 466 kB) Europaische Kommission, archiviert vom Original am 28. Dezember 2013; abgerufen am 13. Oktober 2025 (englisch).

Einzelnachweise

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  1. | 5G Public Private Partnership, the Next Generation of Broadband infrastructure. Europaische Kommission, 10. April 2018, abgerufen am 4. Februar 2019 (englisch).
  2. | 5G Infrastructure Association Members. 5G PPP, archiviert vom Original am 23. Januar 2022; abgerufen am 4. Februar 2019 (englisch).
  3. | Alexander Zollondz: Nach 4G ist vor 5G: Auf der Suche nach dem LTE-Nachfolger. In: netzwelt.de. 19. Februar 2016, abgerufen am 18. Oktober 2018.
  4. | EU und China unterzeichnen wichtige Partnerschaft fur 5G, das Kommunikationsnetz der Zukunft. Europaische Kommission, 28. September 2015, abgerufen am 4. Februar 2019.
  5. | a b Release 15. 3GPP, archiviert vom Original am 5. Januar 2017; abgerufen am 19. April 2019 (englisch).
  6. | Release 16. 3GPP, archiviert vom Original am 2. Dezember 2017; abgerufen am 19. April 2019 (englisch).
  7. | Andrew Froehlich, Dan Jones: Das kann 5G Advanced: Genauer, schlauer, sparsamer. In: Computer Weekly. 29. Dezember 2023, abgerufen am 19. Februar 2024.
  8. | Gregor Gruber: Osterreich ist Europas erstes 5G-Land - fur 200 Kunden. In: Futurezone. 26. Marz 2019, abgerufen am 28. Marz 2019.
  9. | Sudkorea hat als erstes Land der Welt 5G. In: faz.net. 4. April 2019, abgerufen am 7. April 2019.
  10. | Bundesnetzagentur legt Entwurf fur 5G-Frequenzauktion vor. Bundesnetzagentur, 17. September 2018, archiviert vom Original am 25. Oktober 2018; abgerufen am 25. Oktober 2018.
  11. | Olaf Hennig: 5G: Mobilfunk Standard der 5. Generation. In: fts-hennig.de. 25. September 2016, archiviert vom Original am 18. April 2016; abgerufen am 18. Oktober 2018.
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