5G über GEO-Satellit getestet

Satellitengestützte 5G-Dienste bergen das Potenzial, die weltweite Konnektivität zu verbessern

Wenn 5G-Mobilfunk auch über Satellit genutzt werden kann, wachsen terrestrische und satellitenbasierte Kommunikation zusammen. Während terrestrische Mobilfunknetze durch die Unterstützung von Satelliten ihre Versorgungsgebiete vergrößern, bietet sich für die Satellitenindustrie die Chance, das Angebot an Services weit über die Versorgung mit Satellitenfernsehen und -internet hinaus auszuweiten.

Die Herausforderung: Funksignale, die über Satelliten übertragen werden, überwinden große Entfernungen. Bei einem Satelliten in geostationärer Umlaufbahn (GEO-Satellit) sind das von Deutschland aus gesehen etwa 38 000 Kilometer auf einfacher Strecke. Das führt zu Verzögerungen in der Übertragung, weshalb für den Einsatz von 5G New Radio (NR) über Satellit eine erweiterte Funkschnittstelle nötig ist. Dafür werden in der 5G-Standardisierung aktuell die Grundlagen gelegt. Neu entwickelte Features sollen die Nutzung von 5G in nichtterrestrischen Netzen ermöglichen.

Wir haben gemeinsam mit dem Forschungszentrum SPACE der Universität der Bundeswehr München 2021 einige der geplanten Erweiterungen für 5G via GEO-Satellit getestet. Besonders wichtig dabei ist ein passgenaues Verfahren für die Laufzeitkompensation, denn sowohl das Endgerät als auch die Basisstation befanden sich während der Übertragungstests am Boden. Trotz der langen Übertragungsstrecke gelang die Synchronisation zwischen Endgerät und Basisstation damit reibungslos. Die gemessenen Umlaufzeiten des Signals von der Basisstation zum Endgerät und wieder zurück lagen zwischen 530 und 570 Millisekunden.

Die Komponenten, die in den Tests als Basisstation und 5G-Endgerät eingesetzt wurden, sind vollständig Software-definierte Lösungen. Sie basieren auf OpenAirInterface (OAI), einer Open-Source-Implementierung von 5G NR, die auf verschiedensten Hardware-Plattformen genutzt werden kann. Wir haben dabei ausgewählte Features der 5G-NR-Wellenform und Anpassungen für die Satellitenkommunikation zu OAI beigetragen.

In einem weiteren Feldtest Ende 2021 haben wir zusammen mit den Firmen Kymeta und Intelsat 5G-Satellitenübertragungen in den USA demonstriert.