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Mobilfunk

Die Vision drahtloser 5G-Kommunikation

22. April 2013, 10:05 Uhr | Gerhard P. Fettweis, seit 1994 Inhaber des Vodafone Stiftungslehrstuhls an der Technischen Universität Dresden in Deutschland mit Forschungsschwerpunkt Wireless-Datenübertragung und Chipentwurf

Fortsetzung des Artikels von Teil 3

Technische Herausforderungen: Echtzeit

Wenn ein Ingenieur auf dem Gebiet der drahtlosen Kommunikation sich mit Latenzbeschränkungen auseinandersetzt, muss er dabei die Lichtgeschwindigkeit berücksichtigen. In 1 ms legt das Licht 300 km zurück. Die Analyse einer 1-ms-Roundtrip-Latenz ist in Grafik 2 auf der vorigen Seite dargestellt: Die Latenz verteilt sich auf die einzelnen Systemkomponenten in der Kommunikationskette – vom Sensor über das Betriebs-system, dem Protokoll-Stack, die Bitübertragungsschicht der Anschluss- und Basisstation wie die Latenz der Lichtgeschwindigkeit und auf der anderen Seite wieder über den Protokollstapel der Basisstation, dem Server mit Betriebssystem und internem Netzwerk zum Prozessor und die eigentliche Datenverarbeitung. Letztendlich wird das Signal über dieselbe Kette zum Aktor (Ausgabeelement) zurückgesendet.

Jedes Element dieser Kommunikations- und Steuerungskette muss latenzoptimiert sein. Da das Zeitbudget der Bitübertragungsschicht bei maximal 100 µs liegt, wird LTE mit einer OFDM-Symboldauer von 70 µs sicherlich nicht die Lösung sein. Dafür wird ein völlig neuer 5G-Mobilfunkstandard entwickelt werden müssen.