5G-järjestelmän käyttämän taajuuskaistan kentänvoimakkuusmittaukset

Abstract

Mobiiliverkkoyhteydet ovat tehneet vahvaa tuloaan jo yli vuosikymmenen ajan. 2000-luvun alussa 3G-verkko korvasi monin paikoin lankaverkon käytön niin puhe- kuin datayhteyksissä, puhumattakaan 4G-verkosta. Nykyaikaiset mobiiliverkot ovat huomattavasti monimutkaisempia kuin aiemmat GSM- ja radioverkot, ja jokainen uuden sukupolven verkko on aina edeltäjäänsä kompleksisempi. Jokainen verkko toimii omalla taajuuskaistallaan, jolla on aina omat etunsa ja ongelmansa.

Tässä opinnäytetyössä syvennyttiin 5G-verkkoon ja sen käyttämien taajuuskaistojen tarjoamiin mahdollisuuksiin sekä ongelmiin. Asiaan paneuduttiin kentänvoimakkuusmittauksien avulla. Työ on osa Turun AMK:n radiolaboratorion 5G-Force projektia. Työssä mitataan 700 MHz:n ja 3,5 GHz:n taajuuksilla lähetettyä LTE-signaalia ulkoilmassa ja sisätiloissa.

Mittaukset suoritettiin Keysight Nemo Handy -mobiililaitteella Joukahaisenkadun yksikön lähimaastossa sekä Lemminkäisenkadun Tehdas-ympäristössä. Joukahaisenkadun yksikön katolle asennettiin kolme antennia, joista lähetettiin 700 MHz:n taajuudella signaalia tarkasti suunnattuna eri suuntiin, luoden näin laajemman peittoalueen. Lemminkäisenkadun tehtaassa oli asennettuna kaksi sisäantennia, joista lähetettiin signaalia 3,5 GHz:n taajuudella tarkoituksena luoda mahdollisimman kattava verkko tehtaan sisätiloihin. Mittauksien tuloksista saadaan dataa radiolaboratoriolle aiemmin mainittujen taajuuksien kuuluvuudesta eri ympäristöissä.

Mobile networks have been developing rapidly over the last decade. 3G-network replaced copperlines in many areas in use of voice- and datatraffic. After the launch of 4G-network, the amount of mobile-users increased even more. This day’s mobile networks are much more complicated than previous GSM- and radio networks, and every new-generation network is more complex than their predecessor. Every network uses it’s own frequency bands, which all have their benefits and problems.

This thesis’ purpose is to delve into 5G-network and to the pros and cons of it’s frequency bands, by signal strength measurements. This thesis is part of 5G-Force project, which is a project of radiolaboratory in Turku University of Applied Sciences. In this thesis we measure LTE-signal on frequencies 700 MHz and 3,5 GHz, measured in both out- and indoor circumstances.

Measurements were executed with Nemo Handy -mobile device. Outdoor-measurements were operated in the near area of Joukahaisenkatu and indoor-measurements in the factory environment at Lemminkäisenkatu. There were three antennas mounted to the roof of Joukahaisenkatu campus. All antennas were sending LTE-signal at 700 MHz frequency to different, accurately aimed directions creating wide coverage area. For the indoor-measurements there were two antennas sending the same LTE-signal at 3,5 GHz frequency to provide coverage as wide as possible inside the building. Results of these measurements are provided to radiolaboratory and data collected is important part of the 5G-Force project. Results were mainly expected, but some surprises were also noticed in the process.