LTE NR-DC oder LTE Non-Standalone (NSA) New Radio (NR) Dual Connectivity ist eine Technologiebereitstellung in Mobilfunknetzen, die die Fähigkeiten von Long-Term Evolution (LTE) und 5G New Radio (NR) kombiniert, um eine verbesserte Bereitstellung zu ermöglichen Datenraten, verbesserte Abdeckung und ein reibungsloser Übergang zu 5G-Diensten. NR-DC ist Teil der 5G-Evolutionsstrategie und ermöglicht es Mobilfunkbetreibern, die bestehende LTE-Infrastruktur zu nutzen und gleichzeitig 5G-Funktionen einzuführen. Dieser Bereitstellungsansatz wird als „nicht eigenständig“ bezeichnet, da er auf dem vorhandenen LTE-Netzwerk als Anker für 5G-Dienste basiert.
Schlüsselkomponenten und Konzepte von LTE NR-DC:
1. Eigenständige vs. nicht eigenständige Architektur:
- Standalone (SA)-Architektur: In einem eigenständigen 5G-Netzwerk werden sowohl die Funktionen der Steuerungsebene als auch der Benutzerebene mithilfe von 5G NR implementiert. SA-Bereitstellungen sind für Szenarien konzipiert, in denen 5G die primäre Technologie ist und kein Rückgriff auf frühere Generationen (wie LTE) erforderlich ist.
- Non-Standalone (NSA)-Architektur: Bei einer NSA-Bereitstellung wird 5G NR neben dem bestehenden LTE-Netzwerk eingeführt. Das LTE-Netzwerk dient als Anker und übernimmt die Funktionen der Kontrollebene, während sich 5G NR auf die Benutzerebene konzentriert und zusätzliche Kapazität und Fähigkeiten bereitstellt.
2. Duale Konnektivität:
- LTE-Anker: Das LTE-Netzwerk fungiert als Anker in NR-DC und stellt die Funktionalität der Kontrollebene bereit, verarbeitet die Signalisierung und verwaltet die Mobilität.
- Sekundäre 5G NR-Verbindung: Die sekundäre 5G NR-Verbindung wird eingerichtet, um Datenraten und Kapazität zu steigern. Es arbeitet parallel zur LTE-Ankerverbindung und die Nutzdaten werden über die 5G NR-Verbindung übertragen.
3. Aufteilung zwischen Benutzerebene und Steuerungsebene:
- Benutzerebene: Die Benutzerebene übernimmt die eigentliche Datenübertragung, und in NR-DC ist die 5G-NR-Verbindung hauptsächlich für die Funktionen der Benutzerebene verantwortlich.
- Steuerebene: Die Steuerebene verwaltet Signalisierung, Mobilität und andere steuerungsbezogene Funktionen. In NR-DC kümmert sich die LTE-Ankerverbindung um die Aktivitäten der Kontrollebene.
4. Bereitstellungsflexibilität:
NR-DC bietet Mobilfunkbetreibern Flexibilität und ermöglicht ihnen die schrittweise Einführung von 5G-Diensten. Sie können ihre bestehende LTE-Infrastruktur nutzen und mit zunehmender Reife des Ökosystems schrittweise auf eigenständiges 5G migrieren.
5. Verbesserte Datenraten und Kapazität:
Die Integration von 5G NR in NR-DC verbessert die Datenraten und die Netzwerkkapazität. Benutzer erleben eine verbesserte Leistung, insbesondere in Gebieten mit hohem Datenbedarf oder in Szenarien, in denen 5G-Abdeckung verfügbar ist.
6. Dynamisches Spektrum-Sharing:
NR-DC ermöglicht die dynamische Nutzung des Spektrums zwischen LTE und 5G NR und sorgt so für eine effiziente Nutzung der verfügbaren Spektrumsressourcen. Dies ist entscheidend für die Optimierung der Netzwerkleistung und die Berücksichtigung unterschiedlicher Kommunikationsanforderungen.
7. Sanfte Migration zu 5G:
NR-DC ermöglicht eine reibungslose Migration zu 5G, indem es Betreibern die Einführung von 5G-Diensten ermöglicht, ohne dass eine sofortige Überarbeitung der gesamten Netzwerkinfrastruktur erforderlich ist. Dieser Ansatz unterstützt einen schrittweisen Übergang zu eigenständigen 5G-Bereitstellungen.
8. Interworking zwischen LTE und 5G NR:
NR-DC sorgt für eine nahtlose Zusammenarbeit zwischen LTE und 5G NR. Das Mobilitätsmanagement und die Übergabeverfahren werden zwischen dem LTE-Anker und 5G NR koordiniert und bieten Benutzern eine unterbrechungsfreie Konnektivität, während sie sich innerhalb des Netzwerks bewegen.
Anwendungsfälle und Bereitstellungsszenarien:
1. Urbane und dichte städtische Einsätze:
NR-DC ist in städtischen Gebieten mit hoher Nutzerdichte von Vorteil, wo die zusätzliche Kapazität und Datenraten von 5G NR den Anforderungen einer großen Zahl von Nutzern gerecht werden können.
2. Enhanced Mobile Broadband (eMBB):
NR-DC eignet sich gut für die Bereitstellung verbesserter mobiler Breitbanddienste und bietet höhere Datenraten und verbesserte Benutzererfahrungen für Anwendungen wie Video-Streaming und Online-Gaming.
3. Fester drahtloser Zugang (FWA):
In Szenarien, in denen ein fester drahtloser Zugang bereitgestellt wird, kann NR-DC verwendet werden, um die Breitbandkonnektivität mithilfe der kombinierten Funktionen von LTE und 5G NR zu erweitern.
4. Massive Machine Type Communication (mMTC):
NR-DC unterstützt mMTC-Anwendungsfälle, indem es effiziente Konnektivität für eine große Anzahl von IoT-Geräten (Internet of Things) mit geringem Stromverbrauch und geringer Komplexität bereitstellt.
Herausforderungen und Überlegungen:
1. Rückwärtskompatibilität:
Bei NR-DC-Implementierungen ist die Sicherstellung der Abwärtskompatibilität mit vorhandenen LTE-Geräten und -Infrastrukturen ein wichtiger Aspekt, um einen reibungslosen Übergang zu ermöglichen, ohne dass veraltete Geräte veraltet sind.
2. Spektrumzuteilung und Effizienz:
Eine effektive Frequenzzuteilung und -verwaltung ist von entscheidender Bedeutung, um die Effizienz von NR-DC-Bereitstellungen zu optimieren und sicherzustellen, dass sowohl LTE- als auch 5G-NR-Verbindungen harmonisch koexistieren können.
3. Interferenz und Koordination:
Die Bewältigung von Interferenzen und die Koordination zwischen LTE- und 5G-NR-Verbindungen ist für die Aufrechterhaltung eines zuverlässigen und leistungsstarken Netzwerks von entscheidender Bedeutung.
4. Entwicklung zu eigenständigem 5G:
Während NR-DC ein Sprungbrett für 5G darstellt, müssen Betreiber die eventuelle Entwicklung hin zu eigenständigen 5G-Netzen planen, wenn die Technologie ausgereift ist und eine breite Akzeptanz findet.
Abschluss:
LTE NR-DC stellt einen Übergangsansatz für Mobilfunkbetreiber dar, um 5G-Funktionen einzuführen und gleichzeitig ihre bestehende LTE-Infrastruktur zu nutzen. Diese Bereitstellungsstrategie ermöglicht verbesserte Datenraten, erhöhte Kapazität und eine schrittweise Migration zu eigenständigen 5G-Netzen und bietet einen ausgewogenen und pragmatischen Ansatz für die Entwicklung mobiler Kommunikationsdienste.