Auf dieser Seite finden Sie die Lösungen zu den Fragen und Aufgaben des Kapitels über 5G.
Alle Antworten wurden so kurz wie möglich gehalten und setzen ein Verständnis sowie das Studium des entsprechenden Buchkapitels voraus.
Antwort 1:
Das Grundkonzept der 5G Non-Standalone-Architektur besteht darin, eine 5G-NR-Zelle als Geschwindigkeits-Booster zu einem bestehenden LTE-Funk- und Kernnetz hinzuzufügen. Sie unterscheidet sich von der LTE-Carrier-Aggregation dadurch, dass die 5G-Zelle unabhängig vom LTE-Teil der Verbindung agiert. Daten werden gleichzeitig über LTE und 5G NR übertragen.
Antwort 2:
TDD = Time Division Duplex, wird z. B. im Band n78 verwendet. Uplink und Downlink werden über denselben Kanal übertragen. FDD = Frequency Division Duplex, wird typischerweise in Frequenzbändern in Europa < 3 GHz eingesetzt. Uplink und Downlink sind im Frequenzbereich getrennt, d. h. sie nutzen unterschiedliche Kanäle. Daher werden Uplink und Downlink gleichzeitig übertragen.
Antwort 3:
Bei 5G NSA werden Daten gleichzeitig über LTE und 5G NR übertragen. Typischerweise empfängt der 5G gNB die Daten, teilt einen Teil davon ab und leitet ihn an den LTE-Teil der Verbindung weiter, während er einen anderen Teil selbst überträgt.
Antwort 4:
In Uplink-Richtung nutzen LTE und 5G unterschiedliche Frequenzen, und für jeden Kanal ist ein Sender im UE erforderlich, da die Daten gleichzeitig über beide Zweige der Verbindung in Uplink-Richtung übertragen werden.
Antwort 5:
In 5G NR muss ein UE nicht zwangsläufig die volle Kanalbandbreite unterstützen und kann nur einem Teil des Kanals auf der Frequenzachse zugewiesen werden. Zudem kann ein Netzwerk entscheiden, einem UE verschiedene Bandbreitenteile (Bandwidth Parts, BWP) zuzuweisen, um mit einem schmalen BWP Energie zu sparen, während nur geringe Datenmengen übertragen werden.
Antwort 6:
Das CORESET ist das Control Region Set, d. h. die Kontrollbereiche, die das UE auf dem Kanal auf Uplink- und Downlink-Zuweisungen hin überwachen muss.
Antwort 7:
Dynamic Spectrum Sharing (DSS) kann verwendet werden, um LTE und 5G NR auf demselben Kanal zu übertragen. Auf diese Weise kann der Kanal sowohl ältere reine LTE-Mobiltelefone als auch neuere 5G-NR-Mobiltelefone bedienen. Dies geschieht, indem die Steuerkanäle von LTE und 5G NR zu unterschiedlichen Zeiten im Kanal übertragen werden und indem verschiedene Methoden und Signalisierungsabgleiche verwendet werden, damit 5G-NR-Geräte nur die 5G-Übertragungen wahrnehmen, während LTE-Geräte nur die LTE-Signalisierungskanäle und Referenzsignale sehen.
Antwort 8:
Der LTE eNB und der 5G NR gNB verfügen über unabhängige Scheduler und kommunizieren über die X2-Schnittstelle miteinander. Auf diese Weise können Handover unabhängig durchgeführt werden, da nur die X2-Verbindung umgeschaltet wird. In der Praxis kommt es oft vor, dass die LTE- und 5G-NR-Teile von verschiedenen Standorten ausgesendet werden. Die Uplink-/Downlink-Daten werden an einem der beiden Standorte aufgeteilt bzw. zusammengeführt.
Antwort 9:
Die Idee hinter der Service Oriented Architecture ist es, Container-Technologie in Kombination mit Microservices und zustandslos zu nutzen, um ein anpassungsfähiges, konfigurierbares und skalierbares 5G-Kernnetz aufzubauen.
Antwort 10:
Das 5G-Registrierungsmanagement wird von der Access Management Function (AMF) durchgeführt und kümmert sich um die Authentifizierung und der Verwaltung der Teilnehmer im Netzwerk. Das Session-Management hingegen wird von der Session Management Function verwaltet und kümmert sich mit dem Aufbau von User-Plane-Bearern zwischen dem Mobilgerät und einem externen Netzwerk, wie zum Beispiel dem Internet.
Antwort 11:
Im RRC-Idle Zustand besteht keine aktive Verbindung zwischen dem Mobilgerät und dem gNB über die Funkschnittstelle. Zudem wurde die Signalisierungsverbindung und der User-Data-Tunnel zum Kernnetz entfernt. Im RRC-Inactive Zustand wird nur die Verbindung über die Funkschnittstelle entfernt, während die Verbindung zwischen dem gNB und dem Kernnetz bestehen bleibt. Dies reduziert die Signalisierung bei erneuter Kommunikation erheblich.
Antwort 12:
Die Idee von Network Slicing ist es, ein einziges End-to-End-Netzwerk zu haben und Geräte mit unterschiedlichen Anforderungen auf verschiedene Weise zu bedienen. Auf der Funkschnittstelle können verschiedene Teile des Kanals unterschiedliche Konfigurationen nutzen. Ein Teil des Kanals könnte für schnellen Internetzugang genutzt werden, während ein anderer Teil, der anders konfiguriert ist, für langsame, aber sehr zuverlässige Kommunikation verwendet werden könnte.