6G: Das verspricht die nächste Mobilfunkgeneration

Spätestens bei Einführung der vierten Mobilfunkgeneration 4G/LTE (Long Term Evolution) wurde deutlich, dass die Technologieentwicklung eher als Evolution denn Revolution verläuft. Dies trifft auch auf 2G/GSM (Global System For Mobile Communications) zu, das erstmals voll digital funktionierende Mobilfunknetz. Diese erste Generation wurde in der Schweiz 2021 abgeschaltet. Auch 3G/UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) wird wohl spätestens 2024 dasselbe Schicksal treffen. Schon dessen Name zeigt, dass der ISDN-Gedanke aus dem Festnetz auch dessen Design bestimmte.

In Deutschland ist es genau umgekehrt: Die um die Jahrtausendwende in spektakulären Versteigerungen erworbenen UMTS-Lizenzen sind aufgrund der 3G-Abschaltung hinfällig. Dafür lebt 2G weiter – unter anderem wegen der auf diesem Netz laufenden Telemetrie-Anwendungen, dies gerade auch in Osteuropa. Sowohl 2G als auch 3G sind sehr auf die Sprachkommunikation ausgerichtet und nutzen die teuer ersteigerten Frequenzen nur sehr ineffizient. Durch deren Abschaltung stehen die Frequenzbereiche 900 und 1800 MHz (2G) sowie 1,8/2,1/2,6 GHz (3G) als Funkkapazitäten für 4G und 5G zur Verfügung.

Bei der Entwicklung von 5G stand die Steigerung der spektralen Effizienz im Zentrum. Sie gibt in Bit/Hz an, wie viel Kapazität aus einem Funkspektrum herausgeholt werden kann. Hinzu kamen eine ultratiefe Latenz (ca. 3–10 Millisekunden) und hohe Bandbreiten (ca. 1–3 Gbit/s). Der schnelle Zugang zu Netzinformationen ermöglicht eine computergestützte Suche nach komplexen Inhalten in lokalen Clouds oder die Bestimmung des Aufenthaltsorts. 5G eignet sich damit als Basis für neue Anwendungen wie die Verkehrslenkung, das Internet der Dinge (IoT), Cloud Computing und «Industrial 5G».

Nach wie vor kümmert sich das «3rd Generation Partnership Programm» (3GPP) um die Standards, ob 4G, 5G oder künftig 6G. Als führendes Standardisierungsgremium für Mobilkommunikation hat 3GPP über Jahrzehnte Grosses und Wegweisendes geleistet – für die Öffentlichkeit weitgehend unbemerkt. Die Standards werden schrittweise in einem evolutionären, iterativen Entwicklungsprozess erarbeitet und als Releases veröffentlicht. So wird für 5G Phase 3 noch in diesem Monat der 3GPP Rel. 17 erwartet, gefolgt von Rel. 18 etwa Ende 2023 mit 5G Phase 4.

Das 3GPP (www.3gpp.org) vereint zurzeit sechs nationale Standardisierungsgremien aus Europa (1), den USA (1), Japan (2), Korea (1) und China (1), was die asiatische Dominanz verdeutlicht. Für das sehr erfolgreiche 4G wurden die Grundlagen bereits im März 2010 gelegt (Rel. 9). Der letzte Feinschliff wurde mit Rel. 14 für LTE-A Pro vorgenommen. Aber bereits mit Release 13 und früheren Releases wurden wichtige technische Grundlagen für 5G gelegt, so die Carrier Aggregation (CA), die Grundlagen für IoT in 4G und 5G (Machine Type Communications, MTC), MIMO und Beam Forming, Indoor Positioning (wichtig zur Ortung von Produktionsmitteln in der industriellen Produktion), Broadcast Messaging in einer Zelle (etwa im Katastrophenfall) oder Emergency Services (bei Unfällen/Notfällen) und so weiter.