Eine mathematische Formel ermöglicht eine erste grobe Berechnung der 5G-Sendemastreichweiten , die wichtige Einflussfaktoren wie Frequenz, Antennenhöhe und Distanz zum Sender berücksichtigt. Diese ist unter dem englischen Begriff „COST Hata Model“ bekannt.
Zusatzantennen können die Reichweite von 5G-Sendemasten erweitern. Außerdem gibt es im 5G-Netz Technologien, die auch in höheren Frequenzbereichen größere Reichweiten erzielen, wie zum Beispiel Mehrantennentechniken (MIMO) und sogenanntes Beaforming.
Diese Einflussfaktoren sind bestimmend für die 5G-Reichweite:
Der Frequenzbereich
Der Frequenzbereich bestimmt maßgeblich darüber, wie weit 5G-Funk an einem bestimmten Standort reicht. Weil 5G auch in deutlich höheren Frequenzbereichen funkt als ältere Mobilfunkgenerationen (2G, 3G, 4G), wird vielfach über 5G geschrieben, dass die Sendereichweite geringer sei. Richtig ist, dass die 5G-Reichweite lediglich in den sehr hohen Frequenzbereichen abnimmt; im Gegenzug dann aber extrem hohe Datenraten ermöglicht. In den niedrigen und mittleren Frequenzbereichen ist die 5G-Reichweite ebenso hoch wie bei den Vorgängern.
Die Mobilfunkantennen
An einem 5G-Sendemast können sich Funkantennen unterschiedlichster Bauarten befinden und auch dies ist entscheidend für die 5G-Netzreichweite. Dabei kommt es zum Beispiel darauf an, ob eine Antenne in alle Richtungen sendet oder auf einen Sektor fokussiert.
Neu im 5G-Mobilfunkstandard sind sogenannte „Massive MIMO“-Antennensysteme, die aus einer Vielzahl von kleinen, rechteckig angeordneten Mini-Antennen bestehen. So können die Antennen Datenströme gleichzeitig senden und empfangen. Man bezeichnet sie auch als Grid-Antennen. „Grid“ kommt aus dem Englischen und heißt übersetzt „Gitter“.
Die Sendeleistung
Unter der Sendeleistung versteht man die Leistungsstärke eines Mobilfunksenders. Sie wird in Watt angegeben. Das 5G-Netz zeichnet sich neben großen modernen Antennen auch durch eine Vielzahl winziger Funkzellen aus: Die sogenannten Kleinzellen (Small Cells). Sie senden mit deutlich geringerer Sendeleistung, erhöhen aber die 5G-Reichweite. Die Zahl dieser Kleinzellen nimmt stetig zu. Sie kommen zum Beispiel an Ampeln, Hauswänden oder Dächern zum Einsatz.
Ihre Ausbreitung wird auch deshalb vereinfacht, weil die Bundesnetzagentur vorgibt, dass unter 10 Watt Sendeleistung keine separate Standortbescheinigung erforderlich ist. Viele Kleinzellen verbessern die Reichweiten vor allem in ultraschnellen 5G-Campusnetzen, die die besonderen Vorteile der Mikrowellenfrequenzen nutzen.
Das Beamforming
5G verwendet sogenanntes Beamforming, ein Verfahren, das Funkwellen stark bündelt und die Funksignale gezielt in eine bestimmte Richtung lenkt. Ein „Beam“ ist ein gebündelter Mobilfunkstrahl, der auf bestimmte Nutzer:innen gerichtet ist. Der gebündelte Funkstrahl ist vergleichbar mit einer Taschenlampe, die im Dunklen eine bestimmte Stelle anstrahlt. Beaforming ermöglicht eine optimale „Raumausnutzung“, auch bekannt als „Spatial Multiplexing“. Auf diese Weise kann ein einziger 5G-Standort potenziell ein Vielfaches an Nutzer:innen versorgen.
Die Umgebung (Topografie)
Berge, Wälder oder Wände sind eine Hürde für Funkwellen. Deshalb sind Funkmasten vor allem auf Anhöhen und auf Gebäuden zu finden: Je höher der Standort ist, desto besser lässt sich der Neigungswinkel von Antennen anpassen.
Die Leistung der Endgeräte
Nicht zuletzt tragen auch die Leistungsstärke der Endgeräte und ihr Abstand zum Funkmast zur 5G-Reichweite bei. Die Beaforming-Technologie kann heute bereits in Endgeräte integriert werden, was zu einer Steigerung von bis zu 80 Prozent führt. Auch 5G-Router bieten deutliche bessere Reichweiten, da sie über eine höhere Sendeleistung und größere Antennen verfügen.
