Das Beste aus 5G herausholen

Der Bedarf an der 5G-Technologie ist vorhanden. So wird in der aktuellen Studie The Future of 5G Adoption von J. P. Morgan davon ausgegangen, dass die 5G-Technologie bis zum Ende des Jahrzehnts die 180-Mrd.-$-Marke überschreiten wird. Der Schlüssel zum Erfolg für Betreiber wird auf der einen Seite die Bereitschaft der Konsumenten sein, für die schnellere Geschwindigkeit dank 5G auch mehr zu bezahlen. Auf der anderen Seite wird entscheidend sein, wie Unternehmen die Vorteile durch 5G tatsächlich wahrnehmen und für sich adaptieren wollen. Stichworte dabei sind  Augmented-Reality-Technologien für Fertigungsunternehmen, Patientenüberwachung im Gesundheitswesen sowie Konnektivitäts- und Vernetzungsanwendungen für die Solartechnologie und in Windparks.

Optimale Anreize

Viele Unternehmen und Endkunden in Korea zahlen bereits heute einen zwanzigprozentigen Aufschlag für die Nutzung von 5G. Die Bereitschaft anderer Kunden, einen signifikanten Beitrag für diese Technologie zu entrichten, wird von deren eigenen Erfahrungen abhängen. Gute Erfahrungen können mithilfe einer optimierten LTE-Hochgeschwindigkeitsverbindung (VoLTE: Voice over Long-Term-Evolution) weiter gesteigert werden.

VoLTE unterstützt Sprach-Services mithilfe von verbrauchsreduzierten Batterien, ermöglicht schnellere Verbindungsaufbauzeiten, bietet eine bessere Qualität verglichen mit leitungsvermittelten Diensten und weitere Vorteile über LTE-Optionen wie GSM (Global System for Mobile Communications) und WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access).

Die VoLTE-Technologie nutzt das existierende 4G-IMS/VoLTE-Netzwerk mit nur wenigen Änderungen für Non-Standalone-5G-Geräte. Für Standalone-Geräte mit eigenständigem 5G ist der 5G-Kern in das Netzwerk eingeführt und bietet Sprachlösungen wie Voice-over-New-Radio (VoNR) und EPS-Fallback.

Schneller Technologieumstieg

Die McKinsey-Studie Unlocking the Value of 5G in the B2C Marketplace vom November 2021 (deutsch: Den Wert von 5G im B2C-Markt erschließen) zeigt auf, dass die 5G-Technologie, die auf dem Kern-4G-Netzwerk aufgebaut ist, die mobile Breitbandgeschwindigkeit wie auch die Netzwerkkapazität steigern kann. Dazu werde die Wartezeit verringert und die Unterstützung von IoT-Funktionen ermöglicht - einschließlich Smart Homes und Smart Buildings. IoT-Funktionalitäten werden in der Produktion immer wichtiger, seit Unternehmen in großem Umfang Sensoren in unterschiedlichen Maschinen einsetzen, um deren Funktionalität genau zu überwachen. Wenn die Leistung unter eingestellte Toleranzen fällt, kann der Werker die Maschine bei geringen Produktionskapazitäten kurz abschalten und reparieren, damit die Maschine in arbeitsintensiven Zeiten eben nicht ausfällt.

Da die VoLTE-Technologie auf die existierenden LTE-Netzwerke und -Vorrichtungen aufsetzt, braucht es keine großen Hardware-Investitionen, um die Technologie aufzurüsten, wie die McKinsey-Studie berichtet. Jegliche Änderungen können einfach mittels Software-Upgrades vorgenommen werden.

VoLTE optimieren und 5G-Investitionsrendite maximieren

Mit der Anwendung der folgenden vier Verfahren können Telekommunikationsunternehmen den größten Nutzen aus VoLTE erzielen:

• Robust Header Compression-Verfahren (ROHC): Dieser Algorithmus komprimiert IP-Header von hauptsächlich Funküberträgern (radio bearers), um VoLTE-Gespräche zu nutzen. IPv4- und IPv6-Protokoll-Headers sind relativ zu der Sprach-Nutzlast, und ROHC sollte typischerweise IP/UDP/RTP-Headers auf 4 bis 6 Bytes komprimieren, was die Abdeckung und Kapazität für VoIP steigert - aber mit geringerer Blockfehlerquote (BLER/block error rate).
• TTI Bundling: Dieses Verfahren ermöglicht es dem Nutzer, Probleme mit limitierter Geräteleistung und schlechten Funkbedingungen zu minimieren, die mitunter auftreten. Diese Faktoren können Paket-Rückübertragungen verursachen, die zu Verzögerungen und zusätzlichen Kosten führen können. TTI Bundling ist ein Übertragungsmodus, der dazu gedacht ist, die Uplink-Abdeckung (uplink coverage) in LTE-Netzweken zu verbessern, was wiederum die VoLTE-Dienste unterstützt.
• Uplink-Planung (scheduling) ordnet Uplink-Ressourcen unter normalen Bedingungen für einen TTI zu. Mit TTI Bundling kann eine Uplink-Planungserlaubnis (uplink scheduling grant) Ressourcen zuordnen für vier aufeinanderfolgende TTI. Mit der Nutzung von TTI Bundling können die Nutzergeräte ihre Leistung über eine kleine Anzahl von Subträgern (sub carriers) auf die gleiche Transportblockgröße konzentrieren, um dadurch eine bessere Abdeckung zu erreichen. TTI Bundling kann die Abdeckung um 2 db bis 3 db verbessern.
• Unterbrochener Empfang (discontiniuous reception/DRX): Es gibt zwei DRX-Einstellungen – aktiv und inaktiv – wenn das Gerät aktiv und wach oder inaktiv ist. VoLTE DRX-Timer unterstützen häufigere Wach-Zeiten von kürzerer Dauer. Hierbei ist auch die Schonung der Batterieleistung des Endnutzers gewährleistet, indem man die Geräte so einstellt, dass sie zwischen den Sprachdaten und -paketen ruhen, also inaktiv sind.

Wenn Telekommunikationsanbieter diese verfügbaren Optimierungsverfahren sowie die existierende Netzwerk-Infrastruktur nutzen, können sie ihre 5G-Investitionsrendite maximieren und ihre Kunden mit überzeugenden Gründen dahin bringen, zusätzliche Gebühren für gesteigerte Geschwindigkeit, reduzierte Wartezeit und andere Vorteile der 5G-Technologie zu zahlen.

Autoren: Michal Gadaj, EMEA FAE Section Manager bei Quectel, und Tino Böhler, freier Autor in Dresden.