Die Zukunft der 6G-Netzwerkforschung und Energieeffizienz

In akademischen Kreisen und auf der Marktseite wurde viel über die Rolle der Forschung bei der Gestaltung der Zukunft von 6G diskutiert.

Zuvor hatte der 3GPP-Workshop im März 2025 in Korea basierend auf Forschungs- und Marktorientierungen 237 Empfehlungen zur Beeinflussung und Anpassung der Prioritäten für 6G vorgelegt. Ein weiteres Ergebnis dieses Dialogprozesses war die Betonung der Notwendigkeit, ein digitales Gefüge aufzubauen, das die Entwicklung innovativer Dienste im Zeitalter von Maschinen und KI erleichtert und zwei wichtige Mehrwerte schafft: die Senkung der Gesamtbetriebskosten (TCO) und die Schaffung neuer Einnahmequellen für Betreiber.

Die Redner der Veranstaltung waren sich einig: „Nachhaltigkeit ist heutzutage ein weiches Wort.“ Diese Stimmung spiegelt die abnehmende Priorität wider, die der nachhaltigen Entwicklung eingeräumt wird, und die Kriterien scheinen keine starre Voraussetzung mehr für 6G zu sein.

Unabhängig davon, wie sehr die Priorität der Nachhaltigkeit zurückgenommen wird, sind die Kosten für den Stromverbrauch der Betreiber immer noch zu hoch. Schätzungsweise machen diese Kosten 20 bis 40 % der Betriebskosten der Betreiber aus. Die Verbesserung der Energieeffizienz zur Kostensenkung ist heute ein Grundbedürfnis der Betreiber. Marktforscher und Wissenschaftler müssen daher zusammenarbeiten, um Lösungen für die 6G-Technologie zu finden.

Die Entwicklung von Mobilfunknetzen im Zeitalter der Maschinenkonnektivität und KI

Jüngste Fortschritte bei der Energieeffizienz

Mobilfunknetze sind zwar auf hohe Leistung ausgelegt, aber nicht wirklich auf Energieeinsparung optimiert. Die ersten Bemühungen des 3GPP (3rd Generation Partnership Project) konzentrierten sich auf Energieeinsparungen und die Verlängerung der Batterielebensdauer von Endgeräten. Mit steigendem Datenbedarf stieg auch der Stromverbrauch – und die Betreiber stellten fest, dass das Funkzugangsnetz mehr als 70 Prozent des gesamten Stromverbrauchs ausmachte.

Infolgedessen wurden verschiedene Mechanismen für den Ruhezustand der Basisstation eingeführt. Der Leistungsverstärker, der nach wie vor den größten Stromverbraucher darstellt, hat sich in Leistung und Aufwachzeit verbessert. Diese Verbesserungen werden jedoch durch den stetig steigenden Datenbedarf zunichte gemacht, während der Stromverbrauch der Komponente weiterhin um 2,8 % pro Jahr steigt.

Es werden sowohl akademische als auch marktbezogene Forschungsaktivitäten durchgeführt, um die Energieeffizienz auf allen Ebenen zu verbessern, darunter: Deutliche Reduzierung unnötiger Übertragungen; Schlankes Design: Zeitbereich + Raumbereich und Frequenzbereich; Energiesparalgorithmen für UE-fähige Netzwerke; Neue energiesparende 6G-Luftschnittstellen.

Gleichzeitige Synchronisierung der Ruhezeit für DL-Downlink und UL-Uplink; Automatisches Ein-/Ausschalten des Trägers in Mehrschichtkonfiguration; Verbessertes Interferenzmanagement für höhere Spektrumeffizienz; Neue energieeffiziente Wellenformen; Gemeinsame KI/ML – GPU-beschleunigter BBU-Basisbandprozessor … Alles für Energieeffizienz bei gleichzeitiger Minimierung der Auswirkungen auf KPIs.

Switching-Netzwerk

Wir befinden uns mitten im Übergang von den heutigen Mobilfunknetzen, die Konnektivität und Daten bereitstellen, zu einem weiterentwickelten Netzwerk, das Maschinen und Menschen die Zusammenarbeit in einer vernetzten digitalen Infrastruktur ermöglicht. Dieses Netzwerk wird Unterhaltung und Heilung bieten, Menschen Arbeit ermöglichen, intelligente Fabriken betreiben, Roboter zur Katastrophenhilfe einsetzen und Drohnen in die Lage versetzen, Pakete präzise zu orten und auszuliefern. Dieses transformierte Netzwerk wird den Kommunikationsbedürfnissen von Mensch und Maschine im KI-Zeitalter gerecht.

Dieses transformative Netzwerk erfordert Leistung, Zuverlässigkeit, Sicherheit, allgegenwärtige Konnektivität und umfassende Intelligenz, die um ein Vielfaches höher sind als bei aktuellen Netzwerken. Dieses Netzwerk ist in der Lage, die Umgebung zu erfassen und sich an die Bedürfnisse der Benutzer und Maschinen im Netzwerk anzupassen.

Um diesen hohen Anforderungen gerecht zu werden, müssen 6G-Netze auf allen Ebenen effizienter werden – von der physischen Ebene über Komponenten, Betrieb bis hin zu Anwendungen. Diese umfassenden Leistungsverbesserungen führen zu einer höheren Energieeffizienz (Tabelle 1).

Einige Beispiele für Fortschritte, die zu einer verbesserten Energieeffizienz beitragen.

Zukunft

Bisher haben Forschungs- und Marktanstrengungen sowie Standardisierungsbemühungen nicht zu einer signifikanten Reduzierung des Stromverbrauchs geführt. 5G-Basisstationen sind jedoch auf einen geringeren Stromverbrauch ausgelegt, und LTE-Basisstationen werden schrittweise abgebaut. Die Umstellung bestehender Netze auf 5G wird dazu beitragen, die Energieeffizienz zu verbessern und die Vorteile eines geringeren Stromverbrauchs zu nutzen.

Darüber hinaus werden technologische Fortschritte auf allen Netzwerkebenen in Verbindung mit Energiespartechniken am Netzwerkrand dazu beitragen, den Gesamtstromverbrauch zu senken.

Die frühe 6G-Technologie schafft möglicherweise nicht die ideale Zukunft für Energieeffizienz. Sie wird jedoch den Grundstein für umfassende Energieeffizienz legen und diese von einem Problem nach der Bereitstellung zu einem Planungszustand machen.

Akhilesh Daniel, 6G-Forschungsleiter, Keysight Technologies

Quelle: https://doanhnghiepvn.vn/kinh-te/kinh-doanh/tuong-lai-cua-nghien-cuu-mang-6g-va-hieu-qua-su-dung-nang-luong/20250819103810624