Intelligente Antennen

Beamforming soll LTE leistungsfähiger machen

| Redakteur: Jürgen Schreier

Vodafone hat in Deutschland mit Beamforming eine Technologie gestartet, die für mehr schnelles Netz auf dem Land sorgen soll. Die intelligenten Antennen werden auch im künftigen 5G-Netz zum Einsatz kommen.

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Die Beamforming-Technologie vereint bis zu 128 speziell angeordnete winzige Antennen auf kleinstem Raum. Die einzelnen Antennen sind auch intelligent. Sie kennen immer die beste Luftschnittstelle, um Kunden auf direktem Wege zu erreichen. Das steigert die verfügbaren Geschwindigkeiten.
Die Beamforming-Technologie vereint bis zu 128 speziell angeordnete winzige Antennen auf kleinstem Raum. Die einzelnen Antennen sind auch intelligent. Sie kennen immer die beste Luftschnittstelle, um Kunden auf direktem Wege zu erreichen. Das steigert die verfügbaren Geschwindigkeiten.
( Bild: Vodafone )

Vodafone ab Jahresbeginn nach und nach die Beamforming-Technologie in den ersten 50 Gemeinden in Deutschland in Betrieb. Wie das Mobilfunkunternehmen weiter mitteilt, profitieren davon zahlreiche Anwohner in ländlichen Regionen – in den heimischen vier Wänden und unterwegs. Zuhause können Anwohner, die bislang mit langsamen oder gar nicht verfügbaren DSL-Anschlüssen vom digitalen Fortschritt abgekoppelt waren, mit der neuen Technologie und dem GigaCube mit bis zu 100 Megabit pro Sekunde surfen.

Im Mobilfunk können noch mehr Nutzer gleichzeitig das schnelle LTE-Netz zuverlässig nutzen, da die neue Antennentechnik nach Angaben von Vodafone die verfügbaren LTE-Kapazitäten in den ländlichen Gebieten verfünffacht. Vodafone „Mit schlauen Antennen verbessern wir jetzt gezielt die Netzversorgung auf dem Land – in den Haushalten und auf der Straße. So bringen wir schnelles Internet für mehr Menschen auch außerhalb der Großstädte“, so Vodafone CEO Hannes Ametsreiter.

Beamforming verfünffacht LTE-Kapazitäten eines Mobilfunkmasten

Die Datenmengen, die weltweit täglich durch die Mobilfunknetze rauschen, wachsen rasant. Im Vergleich zu 2017 hat sich 2018 das Volumen des Datenverkehrs im Mobilfunk um fast 80 Prozent erhöht (Ericsson Mobility Report). Bis 2024 dürfte sich der mobile Datenverkehr noch einmal verfünffachen, womit auch die Herausforderungen an die Netzversorgung wachsen. Immer dann, wenn mehr Menschen und Smartphones gleichzeitig mobil surfen, müssen sich auch die Kapazitäten der Mobilfunkmasten erhöhen, um allen Nutzern verlässlich hohe Datenraten bereit zu stellen.

Die Beamforming-Technologie soll diesen Herausforderungen Rechnung tragen. Die Antennentechnik verfünffacht die verfügbaren LTE-Kapazitäten eines Mobilfunkmasten. Das heißt, dass fünf mal mehr Menschen zeitgleich schnell im Netz unterwegs sein können. Vodafone hat die Technologie jetzt erstmals in Deutschland gestartet, um mehr LTE aufs Land zu bringen.

Auch zuhause schneller surfen

Mit der intelligenten Antennentechnik kommen Internet-Nutzer auch in den eignen vier Wänden in den Genuss höherer Datenraten. Bislang war hier für viele Anwohner in bestimmten Regionen gar kein Festnetz verfügbar oder bestenfalls DSL mit Geschwindigkeiten von sechs Megabit pro Sekunde. Durch das Beamforming erhalten die Anwohner zuhause jetzt Zugang zum Netz – mit deutlich höheren Geschwindigkeiten bei deutlich größerer Stabilität. Vodafone-Kunden können die neue Technologie in diesen Regionen mit dem GigaCube nutzen, um zuhause schnell zu surfen. Der GigaCube ist ein LTE-Router mit SIM-Karte, der Internet per Mobilfunk direkt aus der Steckdose in die Haushalte bringt.

Beamforming - relevant auch für 5G

Beamforming wird auch im künftigen 5G-Netz eine essenzielle Rolle spielen. Das Mobilfunknetz richtet sich damit am Kunden aus. Die intelligente Antennentechnik, versorgt zeitgleich zahlreiche Kunden zuverlässig und gezielt mit hohen Bandbreiten. Dafür vereint die Technologie bis zu 128 speziell angeordnete winzige Antennen auf kleinstem Raum. Die einzelnen Antennen sind nicht nur besonders klein, sondern auch intelligent.

Sie kennen immer die beste Luftschnittstelle, um Kunden auf direktem Wege zu erreichen. Das steigert die verfügbaren Geschwindigkeiten für Nutzer im Upload und im Download. Zeitgleich erhöht das auch die Gesamtkapazitäten, sodass noch mehr Nutzer parallel vernetzt werden können. Das Mobilfunknetz stellt für jede Anwendung die benötigten Kapazitäten so zur Verfügung, dass sie optimal ausgeführt werden kann. Zukünftig soll Beamforming auch in Stadien und bei Großveranstaltungen zum Einsatz kommen, damit tausende Menschen zeitgleich per Mobilfunk im Web unterwegs sein können.

So funktioniert Beamforming

Beamforming verwendet mehrere Antennen, um die Richtung einer Wellenfront eines Senders zu steuern, indem sie die Größe und Phase einzelner Antennensignale in einer Anordnung von mehreren Antennen entsprechend gewichtet. Das gleiche Signal wird von mehreren Antennen gesendet, zwischen denen ein ausreichender Abstand besteht. An jedem beliebigen Ort empfängt der Empfänger somit mehrere Kopien desselben Signals.

Dadurch lassen sich Qualität (Bitfehlerhäufigkeit) und Datenrate einer drahtlosen Verbindung deutlich verbessern. MIMO-Systeme /(MIMO = Multiple Input, Multiple Output), zu denen das Beamforming gehört, können wesentlich mehr bit/s pro genutztem Hz Bandbreite übertragen und haben somit eine höhere spektrale Effizienz als konventionelle SISO-System (Single Input, Single Output) mit jeweils einer Antenne auf Sender- und Empfängerseite oder SIMO-Systeme. Die Verwendung von mehreren Antennen bzw. Empfangskomponenten an einem Ende der Kommunikationsverbindung hat in den letzten Jahrzehnten große Verbreitung gefunden. Intelligent (engl. smart) ist an diesen Antennen jedoch nicht die Antennen selbst, sondern die nachgeschaltete Signalverarbeitung, die die empfangenen Signale zusammensetzt.

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