{"id":109,"date":"2020-01-17T11:08:20","date_gmt":"2020-01-17T10:08:20","guid":{"rendered":"http:\/\/127.0.0.1:9402\/?p=109"},"modified":"2020-01-17T11:08:20","modified_gmt":"2020-01-17T10:08:20","slug":"dynamic-spectrum-sharing-dss-was-ist-das","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ltemobile.de\/en\/dynamic-spectrum-sharing-dss-was-ist-das\/","title":{"rendered":"Dynamic Spectrum Sharing (DSS): how does it work?"},"content":{"rendered":"\n

Zusammenfassung<\/h2>\n\n\n\n

Dynamic Spectrum Sharing, auf Deutsch dynamische Spektrumaufteilung, ist eine Methode, um einen Frequenzbereich gleichzeitig f\u00fcr LTE und 5G zu nutzen. Wichtige technische Grundlagen daf\u00fcr wurden mit 3GPP Release 15, also dem ersten 5G-Release, eingef\u00fchrt. Die Zuteilung erfolgt dabei dynamisch je nach Nachfrage durch die Nutzer. Der gro\u00dfe Vorteil daran ist, dass ein Betreiber einen Tr\u00e4ger nicht dauerhaft vollst\u00e4ndig f\u00fcr LTE oder 5G reservieren muss. LTE-Ger\u00e4te k\u00f6nnen ihn weiter nutzen, w\u00e4hrend 5G-NR-Ger\u00e4te hinzukommen. Wie effizient das ist, h\u00e4ngt allerdings von der Auslastung und der technischen Umsetzung ab. [1]<\/a><\/p>\n\n\n\n

\"Urspr\u00fcngliche<\/a>
Die urspr\u00fcngliche LTEmobile-Grafik zeigt das Prinzip einer ver\u00e4nderlichen Aufteilung zwischen LTE und 5G NR. Sie ist kein gemessener Lastverlauf und kein vollst\u00e4ndiges Ressourcenraster: Referenz- und Kontrollsignale sind nicht eingezeichnet. Zum Vergr\u00f6\u00dfern die Grafik \u00f6ffnen.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

DSS \u2013 L\u00f6sung gegen ineffiziente Frequenznutzung<\/h2>\n\n\n\n

Die Frage stellt sich eigentlich bei jedem \u00dcbergang von einer Mobilfunktechnologie zur n\u00e4chsten: Welche Mobilfunktechnologie wird auf welcher Frequenz verwendet? Traditionell werden Mobilfunktechnologien der neuen Generation in separaten Frequenzbl\u00f6cken eingesetzt \u2013 wie dies bei 2G, 3G und 4G der Fall war. Diese Entscheidungen haben jahrelange Auswirkungen, weil sich ein Frequenzbereich nicht einfach umstellen l\u00e4sst. Beim Refarming<\/strong> wird bislang genutztes Spektrum f\u00fcr eine andere Technik umgewidmet. Gerade in den niedrigen Frequenzbereichen ist die Aufteilung wichtig, da dort vergleichsweise wenig Spektrum zur Verf\u00fcgung steht.<\/p>\n\n\n\n

Die mit Release 15 eingef\u00fchrten M\u00f6glichkeiten zur Koexistenz von LTE und NR vereinfachen diesen \u00dcbergang. DSS erm\u00f6glicht zun\u00e4chst die gemeinsame Nutzung des Tr\u00e4gers. Wenn immer mehr Verkehr \u00fcber NR l\u00e4uft, kann der Betreiber ihn sp\u00e4ter vollst\u00e4ndig auf NR umstellen. [1]<\/a><\/p>\n\n\n\n

DSS nutzt die Tatsache, dass sowohl 4G LTE als auch 5G NR auf OFDM-Technik aufbauen. Die L\u00f6sung basiert auf Scheduler-Algorithmen, die die Funkressourcen zwischen beiden Technologien koordinieren, wenn sich das Verh\u00e4ltnis von 4G- und 5G-Ger\u00e4ten im Netzwerk im Zeitverlauf \u00e4ndert. Mit anderen Worten: DSS erm\u00f6glicht die Koexistenz von LTE- und NR-Nutzern auf demselben Tr\u00e4ger und erlaubt es dem Betreiber, dessen Ressourcen dynamisch zwischen beiden aufzuteilen.<\/p>\n\n\n\n

Was \u201egleichzeitig\u201c bei DSS bedeutet<\/h3>\n\n\n\n

Der Scheduler koordiniert die Zuteilung der Zeit-Frequenz-Ressourcen f\u00fcr LTE und NR. Hinzu kommen Signale, die unabh\u00e4ngig vom aktuellen Nutzdatenverkehr ben\u00f6tigt werden. Ein wichtiges Beispiel sind die LTE Cell-specific Reference Signals (CRS)<\/strong>. Bei einer verbreiteten DSS-Umsetzung ber\u00fccksichtigt die NR-Daten\u00fcbertragung deren Positionen durch Rate Matching<\/strong> und l\u00e4sst die daf\u00fcr belegten Ressourcenelemente aus. So nutzen beide Systeme die Ressourcen des gemeinsamen Tr\u00e4gers koordiniert. [2]<\/a><\/p>\n\n\n\n

DSS kann vorhandene LTE-Frequenzen f\u00fcr eine zus\u00e4tzliche NR-Nutzung \u00f6ffnen. Daf\u00fcr m\u00fcssen Funktechnik, Software und die unterst\u00fctzten B\u00e4nder beziehungsweise Ger\u00e4temerkmale zusammenpassen. LTE-Ger\u00e4te nutzen auf dem gemeinsamen Tr\u00e4ger weiterhin LTE, geeignete NR-Ger\u00e4te nutzen 5G NR.<\/p>\n\n\n\n

Die Technik wird h\u00e4ufig f\u00fcr eine breite 5G-Versorgung auf niedrigen Frequenzen betrachtet. In diesen Frequenzbereichen<\/a> l\u00e4sst sich eine gro\u00dfe Fl\u00e4che versorgen. Die Datenrate h\u00e4ngt von den vorhandenen Funkressourcen und ihrer Aufteilung zwischen LTE und NR ab.<\/p>\n\n\n\n

Wie DSS die nutzbare Kapazit\u00e4t beeinflusst<\/h3>\n\n\n\n

DSS beansprucht Ressourcen f\u00fcr die Signalisierung beider Technologien. Wie stark das die nutzbare Kapazit\u00e4t beeinflusst, h\u00e4ngt unter anderem von Referenzsignalen, Kontrollkan\u00e4len, Konfiguration und Verkehrsverteilung ab. F\u00fcr jeden Standort wird die gemeinsame Nutzung gegen getrennte Tr\u00e4ger oder ein Refarming abgewogen. [1]<\/a><\/p>\n\n\n\n

DSS beschreibt die Spektrumnutzung auf der Funkstrecke. Wie eine kleine Mobilfunkzelle ihre Daten zum \u00fcbrigen Netz weiterleitet, erkl\u00e4rt dagegen Integrated Access Backhaul (IAB)<\/a>. Die Begriffe In-Band und Out-of-Band beziehen sich dort auf Zugang und Backhaul.<\/p>\n\n

DSS im 700-MHz-Bereich<\/h2>\n\n\n\n

Der 700-MHz-Bereich kommt grunds\u00e4tzlich f\u00fcr eine gemeinsame LTE- und NR-Nutzung infrage. Die betreffenden Mobilfunkfrequenzen wurden in Deutschland 2015 versteigert. Niedrige Frequenzen eignen sich gut f\u00fcr die Versorgung l\u00e4ndlicher Gebiete, weil sie unter vergleichbaren Bedingungen g\u00fcnstige Voraussetzungen f\u00fcr eine gro\u00dfe Sendereichweite<\/a> bieten. Gel\u00e4nde, Antennen und Bebauung bestimmen die tats\u00e4chlich nutzbare Reichweite mit. [7]<\/a><\/p>\n\n\n\n

NR unterst\u00fctzt FDD und TDD<\/strong>. Das 700-MHz-Band n28<\/strong> ist ein FDD-Band; n78 arbeitet mit TDD. Welche B\u00e4nder und Kombinationen ein konkretes Ger\u00e4t unterst\u00fctzt, muss trotzdem im Datenblatt gepr\u00fcft werden. [3]<\/a><\/p>\n\n\n\n

Ein Betreiber kann geeignetes 700-MHz-Spektrum gemeinsam f\u00fcr LTE und NR oder ausschlie\u00dflich f\u00fcr NR einsetzen. Welche Variante verwendet wird, legt die Netzkonfiguration fest.<\/p>\n\n\n\n

DSS und 5G Standalone sind unterschiedliche Dinge<\/h3>\n\n\n\n

Eine Versorgung auf niedrigen Frequenzen kann einen Basislayer f\u00fcr eine gro\u00dffl\u00e4chige 5G-Nutzung bilden. DSS<\/strong> beschreibt die gemeinsame Spektrumnutzung; Standalone (SA)<\/strong> und Non-Standalone (NSA)<\/strong> beschreiben die Netzanbindung und Architektur. DSS kann bei entsprechender Unterst\u00fctzung in beiden Aufbauten verwendet werden. [4]<\/a><\/p>\n\n\n\n

Das Netz kann je nach Konfiguration und Ger\u00e4teunterst\u00fctzung weitere Tr\u00e4ger hinzuschalten, etwa \u00fcber NR Carrier Aggregation. Die beteiligten Tr\u00e4ger f\u00fchren jeweils die f\u00fcr ihren Betrieb erforderlichen Signale. Carrier Aggregation, LTE\/NR Dual Connectivity und DSS sind zudem unterschiedliche Verfahren. [4]<\/a><\/p>\n\n\n\n

5G-DSS und Telefonie<\/h2>\n\n\n\n

Ericsson hat in Kooperation mit Qualcomm bereits 2019 einen fr\u00fchen 5G-DSS-Datenanruf demonstriert. Genutzt wurde ein Low-Band-Spektrum mit Frequenzduplex (FDD). Zum Einsatz kamen Hardware und Software des Ericsson-Funksystems sowie ein mobiles Testger\u00e4t mit dem Qualcomm Snapdragon X55 5G Modem-RF System.<\/p>\n\n\n\n

Dieser Laborversuch fand in Ottawa, Kanada, statt. Ein LTE-Smartphone und das 5G-Testger\u00e4t nutzten dasselbe FDD-Spektrum f\u00fcr ihre Datenverbindungen. Der englische Ausdruck \u201eData Call\u201c bezeichnet hier den Aufbau einer Datenverbindung<\/strong>. Die \u00dcbertragung von Sprache h\u00e4ngt von den im Netz und Endger\u00e4t unterst\u00fctzten Sprachdiensten ab. [6]<\/a><\/p>\n\n\n\n

Wie Sprachgespr\u00e4che tats\u00e4chlich \u00fcbertragen werden<\/h3>\n\n\n\n

Ob ein Smartphone \u00fcber LTE oder NR telefoniert, h\u00e4ngt von der Sprachl\u00f6sung im Netz und von der Ger\u00e4teunterst\u00fctzung ab. Daf\u00fcr kommen folgende Verfahren infrage:<\/p>\n\n\n\n