Uusia keinoja 5G-verkkojen testaukseen

Radioaaltojen käytännön etenemistä voidaan matkia radiokaiuttomassa huoneessa testiantennien ja -laitteiden avulla. Oulussa on nyt kehitetty menetelmiä, joilla radio-olosuhteita voidaan kontrolloidussa laboratoriotilassa matkia aiempaa paremmin.

Radiokanava on edelleen keskeinen tekijä myös tulevissa viidennen sukupolven langattomissa 5G-verkoissa. Siksi antenneista ja elinympäristöstämme, kuten rakennuksista, koostuvan radiokanavan uusien ominaisuuksien mallintaminen on tärkeää, kertoo testimenetelmistä ensi viikon perjantaina Oulun yliopistossa tohtoriksi väittelevä Pekka Kyösti.

Hänen mukaansa lisääntyvä tietoliikenne, ei vain ihmisten vaan myös koneiden välillä, edellyttää uusien taajuusalueiden käyttöönottoa. Korkeammilla taajuuksilla, ns. millimetriaalloilla, esimerkiksi käyttäjän läheisyys laitteeseensa vaikuttaa voimakkaasti radiosignaalin etenemiseen.

Kiinteästi asennettavat tukiasemat joutuvat hyödyntämään aiempaa enemmän antenniryhmiä ja sopeutumaan mahdollisesti nopeasti muuttuviin olosuhteisiin. Näiden 5G-laitteiden testaaminen muuttuvissa radio-olosuhteissa ei onnistu enää nykyisillä menetelmillä. Sen sijaan tarvitaan ns. säteilevää (OTA) testausta.

5G-järjestelmässä voidaan viestittää yhtäaikaisesti monille käyttäjille massiivisen antenniryhmän avulla. Tällaisen toiminnon testaaminen edellyttää radiokanavamallia, joka kuvaa paikasta riippuvia olosuhteita. Esimerkiksi parin askeleen liike pääkadulta poikkikadulle tai aukiolle voi muuttaa radio-olosuhteita merkittävästi.

Kyöstin tutkimuksen keskeisenä sisältönä on sellaisen mallin kehittäminen, joka voidaan toteuttaa yksinkertaisen kartan ja sähkömagneettisen etenemisteorian avulla. Työssä osoitetaan simulointien avulla uuden karttapohjaisen mallin kattavuus ja hyödyllisyys.

Filosofian maisteri Pekka Kyösti on kehittänyt tutkimuksessa uusia menetelmiä ja testausympäristöjä vaimennettuun radiokaiuttomaan huoneeseen. Menetelmien tarkoituksena on matkia todellisia radio-olosuhteita kontrolloidussa laboratoriotilassa testilaitteiden avulla.

Työn tuloksena saatiin hahmoteltua toteuttamiskelpoinen menetelmä, joka on myös ehdotettu standardointifoorumille (3GPP).

LISÄÄ: Filosofian maisteri Pekka Kyöstin väitöstyö ’’Radio Channel Modelling for 5G Telecommunication System Evaluation and Over the Air Testing’’ (LINKKI, pdf, 2,7 Mt).

Kuvituskuva: Oulun yliopisto / CWC

Tärkeimmät teknologiauutiset kätevästi myös uutiskirjeenä! Tilaa (LINKKI)

LUE – UUTTA  – LUE – UUTTA – LUE – UUTTA

Uusi ammattilehti huipputekniikan kehittäjille – Lue ilmaiseksi verkosta!