Bei der Car-to-Car-Kommunikation geht es um die Kommunikation zwischen Fahrzeugen und dem Umfeld. Die grundsätzliche Idee dahinter ist, dass sich Autos untereinander per Funk vernetzen und Autofahrer frühzeitig Informationen über Verkehrslage und Gefahrensituationen erhalten.
Schlagwort: Mobilfunk
Das Mobilfunknetz als Low-Power-WAN
Low Power Wide Area Networks (LPWAN) sind Vernetzungskonzepte bei denen eine hohe Netzabdeckung und ein geringer Energieverbrauch die zentralen Kriterien beim Betrieb eines solchen Funknetzwerks für ein Internet der Dinge maßgeblich sind.
Typische IoT-Geräte sind Sensoren und Aktoren, die keine konstante Verbindung benötigen und auch keine hohen Datenmengen übertragen. Viele davon befinden sich in Gebäuden oder an entlegenen Orten. Es wird also ein Netz mit extrem hoher Abdeckung benötigt, das eine große Anzahl von Teilnehmern gleichzeitig bedienen kann.
Das LTE-Mobilfunknetz ist für die typischen Anforderungen des Internets der Dinge nicht geeignet. Die Einschränkungen ergeben sich aus der Komplexität der Mobilfunkmodems, dem hohen Stromverbrauch und der geringen Reichweite und Netzabdeckung.
Denkbar wäre die Nutzung niederer Gerätekategorien, wie zum Beispiel Cat. 1 oder sogar Cat. 0. Doch das löst die netzseitigen Einschränkungen nicht auf.
Die Standardisierungsorganisation 3GPP hat LTE-Cat-M1 und LTE-Cat-NB1 genau auf IoT-Anwendungen zugeschnitten. Beide Spezifikationen reduzieren die Komplexität des Funkmoduls. So sind Antenne und Transceiver einfach gehalten und somit kostengünstig herzustellen. Sie kommen mit wenig Strom aus (unter 15 µA im Idle-Mode) und erzielen hohe Reichweiten (10 bis 15 km). Beides ist möglich, weil die maximale Datenrate empfangs- und sendeseitig begrenzt ist. Zur Authentifizierung dient wahlweise eine SIM-Karte oder eSIM.
LTE-Cat-M1 und LTE-Cat-NB1 werden weltweit als Nachfolgetechnik von 2G (GSM, GPRS und EDGE) und konkurrierender LPWAN-Lösungen positioniert. Eine flächendeckende Nutzung ist aber nur dann möglich, wenn LTE ausgebaut ist.
LTE und 5G in unlizensierten Frequenzbändern
Um im unlizensierten Frequenzbereich um 5 GHz LTE- und 5G-Mobilfunktechnik zu betreiben, gibt es verschiedene Verfahren. Alle Verfahren gehen auf UMA (Unlicensed Mobile Access) zurück, dass es schon für UMTS (3G) gab. Aktuell sind die Verfahren LAA und LTE-U, wobei LTE-LAA weltweit häufiger eingesetzt wird.
Außerdem gibt es noch WLAN-Interworking, LWA und MuLTEFire.
5G-Mobilfunk-Netzarchitektur (3GPP)
Der 5G-Mobilfunk ist die konsequente Weiterentwicklung von LTE. Da ist es ganz logisch, dass LTE in der 5G-Netzarchitektur berücksichtigt wird. Deshalb unterscheidet man zwischen 5G-Basisstationen in 4G-Netzen und eigenständigen 5G-Netzen.
5G-Mobilfunk-Übertragungstechnik (3GPP)
Anders als bei den vorherigen Mobilfunk-Generationen mit GSM, UMTS und LTE findet bei 5G keine grundlegende technische Umstellungen statt. Die bestehende LTE-Technik wird weiterentwickelt und optimiert. Beispielsweise auf höheren Datendurchsatz und geringere Latenz.
Warum eine Verfügbarkeit von 99% wenig aussagekräftig ist
Der Zustand des LTE-Ausbaus wird mit einer Verfügbarkeit von 99 % für das Netz der Deutschen Telekom angegeben. Da könnte man von einer nahezu lückenlosen Abdeckung ausgehen. In der Praxis sieht das anders aus. Wer viel unterwegs ist, dem werden die fehlenden 1% oft begegnen. Wie kann das sein?
Das hat mit einem unterschiedlichen Verständnis von Verfügbarkeit und Netzabdeckung zu tun.
Häufig wird die Netzabdeckung mit der geografischen Reichweite eines Funknetzes verwechselt.
Die Netzabdeckung gibt an, wie viel Prozent der Bevölkerung eines Landes das Mobilfunknetz nutzen können.
Die Fläche, die durch alle Basisstationen des Funknetzes versorgt wird, wird als Versorgungsbereich bezeichnet.
Das bedeutet, eine hohe Netzabdeckung oder Verfügbarkeit ist wenig aussagekräftig. Wichtig ist der Versorgungsbereich. Doch der wird nicht angegeben.
Mehr Informationen:
UMTS bis 2020 ersetzen
In den AGB der Deutschen Telekom befindet sich der Hinweis, dass die 3G-Mobilfunktechnik UMTS und HSPA „vorbehaltlich einer Verlängerung nur bis zum 31.12.2020 verfügbar“ ist. Bei den anderen Netzbetreibern dürfte es ähnlich aussehen. Konkrete Aussagen, ab wann 3G nicht mehr verfügbar ist, dürften nur schwer zu treffen sein.
Was bedeutet es, wenn 3G mit UMTS und HSPA nicht mehr verfügbar ist? Welche Lösungen gibt es dafür?
Update: LTE
LTE ist eine Weiterentwicklung von UMTS und HSPA. Der damit einhergehende Entwicklungssprung ist mit dem von GSM auf UMTS vergleichbar. LTE ist ein natürlicher Entwicklungsschritt nach UMTS.
Update: Datenübertragung im Mobilfunknetz
Update: UMTS
UMTS ist eine Mobilfunktechnik, die GSM ursprünglich ablösen sollte. So weit ist es jedoch nie gekommen. GSM bildet für UMTS immer noch den Fallback im Mobilfunknetz.