Rakenne- ja materiaalivalintojen vaikutus sisäkuuluvuuteen 5G-näkökulmasta

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää kirjallisuuskatsauksen keinoin 3500 MHz:n (3,5 GHz) taajuudella toimivan 5G-verkon yleistyessä mahdollisesti ilmeneviä haasteita sisäkuuluvuudessa sekä etsiä ja esitellä olemassa olevia ratkaisumalleja sisäkuuluvuuden parantamiseksi.

3,5 GHz 5G:n käyttöönoton myötä ilmenevät haasteet liittynevät paljolti taajuuden johdosta kasvavaan läpäisyvaimennukseen sekä toisaalta rakennuskannan uusiutumiseen ja vanhan rakennuskannan korjaamiseen, jolloin vähemmän vaimentavien rakennusten osuus rakennuskannasta pienenee ja yhä suurempi osa rakennuksista aiheuttaa merkittäviä läpäisyvaimennuksia. Jatkossa olisi entistä tärkeämpää, että myös rakentamisessa kiinnitetään huomiota sisäkuuluvuuteen jo suunnitteluvaiheesta alkaen.

Sisäkuuluvuutta voidaan parantaa niin rakentamisen kuin teleteknisin ratkaisuin, ja kuhunkin tilanteeseen parhaiten sopiva vaihtoehto on vahvasti tilannesidonnainen. Yhteistä kaikille kuuluvuutta parantaville ratkaisuille on, että ne tulevat edullisemmiksi, kun kuuluvuus huomioidaan jo suunnitteluvaiheessa ja kuuluvuudelle rakennetaan edellytykset muun rakentamisen yhteydessä, osana kokonaishanketta.

5G:n täysimääräinen hyödyntäminen edellyttää sisäkuuluvuushaasteiden ratkaisemista, mikä tulee vaatimaan rakentajilta, operaattoreilta ja viranomaisilta yhteistyötä yhteisten toimintamallien luomiseksi ja tiedon lisäämiseksi.

The goal of the thesis was to determine possible challenges with indoor coverage in 3500 MHz (3.5 GHz) 5G network and to look for methods to increase indoor coverage. Expected challenges with 3.5 GHz 5G indoor coverage are apparently associated with higher outdoor-to-indoor penetration loss due to higher transmit frequency and simultaneously with the modernization of the housing stock, which also causes more buildings with higher outdoor-to-indoor penetration loss if indoor coverage is not considered properly during the building process. Technological development related to 5G innovations may provide better coverage and ease the challenges of indoor coverage, notwithstanding it being necessary for the building industry to take notice of indoor coverage. Better indoor coverage can be provided with various methods, by using appropriate building materials, for example, or by using methods of telecommunication and radio technology. All indoor coverage solutions are more cost-effective, when coverage planning is integrated as a part of construction planning and taken into consideration straight from the beginning of the construction project. It is necessary to resolve the challenges of indoor coverage to fully utilize capabilities of 5G networks, which will require co-operation with building industry, teleoperators and authorities to establish common processes.