Die Zukunft mit LTE-Advanced

Wie andere Standards der Mobilfunktechnik wird sich auch LTE in den kommenden Jahren kontinuierlich weiterentwickeln. Durch die Weiterentwicklungen sind künftig noch höhere Datenraten vorstellbar. Schon heute steht die Zukunft des neuen Standards mit LTE-Advanced fest. Bislang befindet sich LTE-Advanced jedoch noch in einem sehr frühen Entwicklungsstadium, sodass es längst nicht ausgereift ist. Standardisiert wird es im 3GPP Release 10. Dieses befindet sich derzeit noch in einem Bearbeitungszustand. Bereits im ersten Quartal 2011 dürfte jedoch die Spezifikation vom 3rd Generation Partnership Project fertiggestellt werden.

Technisch soll LTE-Advanced so umgesetzt werden, dass es künftig dazu in der Lage sein wird, die IMT Advanced Anforderungen der International Telecommunication Union, kurz ITU, zu erfüllen. Die Entwicklung von LTE-Advanced erfolgt unter der Maßgabe der Kompatibilität, die in Verbindung mit dem LTE Release 8 gestellt wird. Grundsätzlich ist es möglich, dass die LTE Basisstationen in einem LTE Advanced Netzwerk betrieben werden. Im Gegenzug können letzte in den LTE Basisstationen abgewickelt werden. Damit ist die erforderliche Rückwärtskompatibilität gegeben. Die Anforderungen, die durch IMT Advanced definiert wurden, sind vergleichsweise vielschichtig. Im Vergleich zu LTE beinhalten sie eine noch komplexere Antennentechnologie und ebenso noch größere Up- und Downloadraten. Bei der Antennentechnik soll künftig auf 8X8 MIMO gesetzt werden.

LTE-Advanced mit Einsatz von Relay Nodes

Im Release 10 wird erstmalig auch MU-MIMO für die Erhöhung der Spektraleffizienz spezifiziert. Daneben sieht LTE-Advanced den Einsatz von Relay Nodes vor. Die Relay Stationen sind eine weitere wichtige Neuerung im Release 10. Überwiegend werden sie von Seiten der Experten als die bereits erwähnten Relay Nodes bezeichnet. Die RNs sind in erster Linie dazu konzipiert, die Zellenabdeckung entscheidend zu verbessern. Damit soll künftig auch in den Randgebieten einer Funkzelle eine schnelle und vor allem auch gute Verbindung ermöglicht werden. Um dies zu ermöglichen, ist es jedoch nicht erforderlich, dass die Relay Stationen an ein sogenanntes Backhaul angeschlossen werden. Sie nutzen zwar die Verbindung der Basisstation, allerdings werden sie von den Endgeräten als Basisstationen erkannt. Im Wesentlichen wird die Verbindung in Gebäuden durch die Nähe zu dem jeweiligen Endgerät verbessert.

Die 4G-Technologien müssen des Weiteren verschiedene Bandbreiten unterstützen. Dabei muss die Unterstützung bei Bandbreiten von bis zu 100 MHz gegeben sein. Dazu zählen auch 40 MHz. Asymmetrische Frequenzzuweisungen sind ebenso für die FDD LTE Advances Version geplant. Das gepaarte Spektrum muss hingegen für das LTE Release 8 symmetrisch sein. Unterschiedliche Datenraten können künftig durch die skalierbaren Bandbreiten realisiert werden.

Datenraten von bis zu 1 Gbit/s dank LTE-Advanced

Bei 100 MHz Bandbreite sehen die bereits bekannten Spezifikationen Datenraten von bis zu 1 Gbit/s vor. Demnach wären diese bei LTE-Advanced wesentlich höher als bei der bevorstehenden LTE Technik. Durch die ITU wurden verschiedene Spitzenwerte für die Spektraleffizienz definiert. Demnach muss für den Downlink eine Spektraleffizienz von 15 bit/s/Hz erreicht werden. Im Uplink-Bereich muss nach den Definitionen der ITU eine Spektraleffizienz von 6,75 bit/s/Hz erreicht werden.
Experten gehen jedoch davon aus, dass sich mit LTE-Advanced weitaus höhere Werte erreichen lassen. So wird im Downlink mit einem Spitzenwert von bis zu 30 bit/s/Hz gerechnet. Im Uplink visieren die Unternehmen 15 bit/s/Hz an. Auch das deutsche Easy-C Projekt trägt zu der Entwicklung echter 4G Technologien bei. An diesem Projekt beteiligt sich auch der Mobilfunkkonzern Vodafone.