Dieser Artikel behandelt den erwarteten Übergang zur 6G-Technologie und die kritische Frist, vor der die Entwicklung von RF-Frontends steht. Die Leser erhalten Einblicke in die Herausforderungen und notwendigen Vorbereitungen für den Wechsel von 5G zu 6G, einschließlich Hardwareänderungen, der Planung neuer Antennen und der Bedeutung frühzeitiger Architekturentscheidungen.
Eine Basisstationsfunkanlage, ein Festnetz-Funkterminal oder eine Small Cell für private Netze, die 2027 in die Architekturdefinition geht, wird voraussichtlich 2035 noch immer im Feld im Einsatz sein – also deutlich nachdem die ersten 6G-Netze voraussichtlich an den Start gehen. Im Juni 2026 genehmigte 3GPP den detaillierten Freeze-Zeitplan für Release 21. Demnach werden die ersten 6G-Spezifikationen im März 2029 final eingefroren, was Teams verlässliche Termine für ihre Planung gibt.
In bestehenden Frequenzbändern kann ein Teil der Infrastruktur je nach Baseband- und Funkfähigkeiten per Software-Upgrade auf 6G gebracht werden. Die Ausnahme ist das RF-Front-End für neues Spektrum: Die Kandidatenbänder um 7 GHz erfordern Entscheidungen zu Band, Antennenarray und Materialien, die früh im Designprozess getroffen werden müssen.
3GPP legte den Zeitplan auf seinem Plenum des Radio Access Network (RAN) im Juni 2026 in Singapur fest. Release 21, die erste Version, von der erwartet wird, dass sie 6G definiert, geht von der Genehmigung der Radio-Work-Items im März 2027 über einen Freeze der Physical Layer im September 2028, einen Freeze der Protokollschicht im Dezember und den finalen ASN.1-Freeze im März 2029. Ericsson erwartet die ersten kommerziellen Systeme um 2030, während Qualcomm die kommerzielle Verfügbarkeit auf 2029 bis 2030 datiert.
Die Entscheidungen aus der Studienphase 2025, die auf dem Plenum im Juni bestätigt wurden, zeigen eine bewusste Kontinuität. CP-OFDM bleibt die Basis im Downlink, während der Uplink sowohl CP-OFDM als auch DFT-s-OFDM unterstützt. Low-Density-Parity-Check-(LDPC-)Codes bleiben für Daten bestehen, ergänzt um einen dritten Base Graph zur Verbesserung der Flächeneffizienz des Decoders, während Polar-Codes die Basis für Steuerkanäle bleiben. Uniformes QAM bleibt das Fundament der Modulation; Modulation höherer Ordnung und Constellation Shaping waren nach dem Plenum im September nur teilweise entschieden.
Auch die Rahmenstruktur bleibt eng an 5G NR angelehnt und unterstützt generationsübergreifendes dynamisches Spectrum Sharing. Die Architektur ist von Beginn an Standalone und vermeidet damit die Abhängigkeit vom 4G-Core früher 5G-Non-Standalone-Implementierungen. Multi-RAT-Spectrum-Sharing ist die vereinbarte Basis, um 5G NR und 6G auf demselben Träger zu betreiben. Ob 3GPP eine weitere Migrationsoption hinzufügt – etwa eine von 6G verankerte Dual Connectivity mit bestehenden 5G-Trägern – wurde auf dem Plenum im September vertagt und soll im Dezember entschieden werden.
Der Mobility Report von Ericsson vom Juni 2026 ergab, dass der Uplink-Verkehr bei 43 von 55 gemessenen Betreibern schneller wächst als der Downlink; bei 17 davon wächst der Uplink mit mehr als dem 1,5-Fachen der Downlink-Rate. Videoanrufe, nutzergenerierte Inhalte, Cloud-Backups und zunehmend auch KI-Anwendungen senden immer mehr Daten vom Gerät weg. Ericssons Szenariomodellierung für urbane Gebiete legt nahe, dass die Einführung von KI den Uplink-Verkehr bis 2031 unter Annahmen mittlerer Akzeptanz auf das Dreifache des Niveaus von 2025 erhöhen könnte – bei hoher Akzeptanz sogar auf das Fünffache.
Dieser Uplink-Trend erklärt auch eine der wenigen Änderungen bei der Wellenform in Release 21. 6G erweitert DFT-s-OFDM von der einschichtigen Uplink-Nutzung in 5G auf einen MIMO-Betrieb mit bis zu zwei Layern. Dadurch steigt der potenzielle Uplink-Durchsatz, während die Vorteile bei der Energieeffizienz erhalten bleiben.
Qualcomm hat klar benannt, was übernommen werden kann und was neue Hardware erfordert. Implementierungen in bestehenden Frequenzbändern können per Software-Upgrade möglich sein, sofern die installierte Infrastruktur die erforderlichen Fähigkeiten unterstützt. Neues Spektrum um 7 GHz erfordert neue RF-Front-End-Designs und unterstützende Hardware.
In der Branche wird Frequency Range 3 (FR3) häufig als Kurzbezeichnung für den oberen Mid-Band-Bereich zwischen dem heutigen FR1 und FR2 verwendet, also grob 7 bis 24 GHz. Innerhalb dieses Bereichs untersucht ITU-R bestimmte konkrete Frequenzbereiche im Hinblick auf eine mögliche Nutzung für International Mobile Telecommunications (IMT) vor der World Radiocommunication Conference 2027 (WRC-27), darunter 7,125 bis 8,4 GHz und 14,8 bis 15,35 GHz; das kurzfristige 6G-Interesse konzentriert sich dabei auf den unteren Bereich.
3GPP hat sich auf Netzbandbreiten von bis zu 400 MHz verständigt, wobei Endgeräte bis zu 400 MHz im Downlink und 200 MHz im Uplink unterstützen. Typische 5G-Mid-Band-Implementierungen nutzen 100-MHz-Kanäle, sodass der Sprung auf das Vierfache Auswirkungen auf Filterdesign, Wandlerdatenraten, Linearitätsbudgets von Leistungsverstärkern und Validierungsanforderungen hat.
Die Ausbreitungsbedingungen werden bei diesen Frequenzen schwieriger, doch die kürzere Wellenlänge ermöglicht auch deutlich dichtere Arrays. Bei gleicher Verbindungsdistanz und gleichem Antennengewinn ist die Freiraumdämpfung bei 7 GHz etwa 6 dB höher als bei 3,5 GHz und bei 10 GHz etwa 9 dB höher. Qualcomms Giga-MIMO-Arbeiten im Bereich 6 bis 8 GHz nutzen diese Antennendichte und schmalere Beams, um einen Teil dieses Ausbreitungsnachteils auszugleichen und zugleich die räumliche Kapazität zu erhöhen.
Jede dieser drei erzwingt eine Entscheidung, die während der Architekturdefinition kostengünstig ist, nach Beginn der Bauteilqualifikation jedoch teuer wird.
Ein RF-Front-End ist auf ein definiertes Teilband oder eine kleine Gruppe benachbarter Bänder ausgelegt, weil sich PA-Wirkungsgrad, Matching-Netzwerke, Filter, Antennen und Packaging mit der Frequenz ändern und regulatorische Zuweisungen je nach Region unterschiedlich sind. Ein Design, das auf 7,125 bis 8,4 GHz abgestimmt ist, und eines für 14,8 bis 15,35 GHz sind unterschiedliche Front-End-Projekte. Die Bandauswahl erfolgt daher früh in der Architekturdefinition – noch vor Bauteilqualifikation und Layout.
Auch die Bauteiltechnologie für diese Bänder ist noch nicht abschließend festgelegt. Imec hat einen GaN-on-silicon-E-mode-Transistor demonstriert, der bei 13 GHz und 5 V einen Power-Added-Efficiency-Wert von 66 Prozent erreicht und auf zukünftige mobile FR3-Anwendungen abzielt. RFIC 2026 bot einen ganztägigen Workshop zu FR3-Leistungsverstärkern, der Silizium, GaAs, GaN, Breitbandarchitekturen und digitale Vorverzerrung behandelte.
Qualcomms 7-GHz-Giga-MIMO-Prototyp einer Basisstation verwendet 1.024 Antennenelemente und 256 digitale Ports; das zugehörige Prototyp-Gerät unterstützt bis zu acht Downlink-Layer und vier Uplink-Layer. 3GPP schreibt keine Antennenanzahl vor, daher dient der Prototyp als Referenzpunkt für die Größenordnung.
Diese Größenordnung erzeugt neue Aufgaben in den Bereichen Kalibrierung, RF-Verteilung, Signalverarbeitung, Thermikdesign, Stromversorgung und Validierung. Testpläne, die auf leitungsgebundenen Messungen und kleinen Arrays basieren, benötigen OTA-Fähigkeit, und diese sollte vor dem Bring-up in Ihrem Projektplan stehen.
Mit steigender Betriebsfrequenz und Bandbreite beanspruchen dielektrische Verluste, Leiterrauheit, Stabilität der Dielektrizitätskonstante, Stackup-Toleranzen und Interconnect-Längen einen immer größeren Anteil des RF-Verlust- und Phasenbudgets. Ab diesem Punkt spezifiziert eine Zeichnungsnotiz mit dem Wortlaut „verlustarmes Laminat“ kein Material mehr ausreichend.
Freigegebene Designs sollten das validierte Laminatsystem, das Kupferprofil, das Prepreg und die kritischen Stackup-Parameter dokumentieren; jede Substitution sollte gegen dasselbe Budget verifiziert werden. Derselbe Druck verschiebt mehr RF-Integration näher an die Grenze zum Antennenmodul, wo jeder Millimeter Interconnect zusätzlichen Verlust verursacht.
Vier Aufgaben stehen vor März 2027 an, wenn 3GPP die Radio-Work-Items für Release 21 genehmigt.
Verfeinerungen bei der Modulation und die 5G-zu-6G-Migration sind in 3GPP noch offen; die Migrationsentscheidung wird nun auf dem Plenum im Dezember erwartet, und die 7-GHz-Bereiche bleiben Kandidaten, bis WRC-27 und die nationalen Regulierungsbehörden entscheiden. Frequenz, Bandbreite und Array-Größe sind inzwischen ausreichend festgelegt, um bereits jetzt darauf zu planen – mit Prüfpunkten, während sich Standard und Spektrumentscheidungen weiter verfestigen.
Während 3GPP den 6G-Zeitplan festlegte, wurde die Lieferantenbasis für RF-Leistungsbauelemente kleiner. Der nächste Artikel dieser Reihe, Wer stellt noch RF-Leistung her? Die Lieferantenlandkarte 2027, identifiziert die Lieferanten, die noch in der Lage sind, die Front-Ends zu bauen, die 6G im oberen Mid-Band erfordern wird. Der dritte Artikel, Das Gallium-Problem in Ihrem Funkgerät: Exportkontrollen und Front-Ends aus Einquellenbezug, behandelt die Risiken durch Exportkontrollen und Beschaffung bei den galliumbasierten Bauelementen in diesen Front-Ends.