5G-peittoalueen verkkoskannaus satamassa multikopteria hyödyntämällä

HaminaKotka Mussalon satamassa sijaitseva 5G Finlog -hankkeen testiverkon peittoalue-, referenssisignaalitaso-, häiriö- ja kohinasuhdeskannaukset toteutettiin droneen liitetyllä Rohde & Schwarz TSMA6 verkkoskannerilla. Poikkeava testijärjestelmä havaittiin erittäin tehokkaaksi, koska sen avulla saatiin koko alue skannattua sataman vaativissa olosuhteissa tarkkaan määritetyissä korkeuksissa ilman ulkoisia häiriötekijöitä kerralla.

Testin yleiskuvaus

5G Finlog -tiimi kartoitti peittoalueen erillisellä 5G-verkkotestauksella hyödyntämällä multikopteria satama-alueen 5G:n kartoittamiseksi eri lentokorkeuksilla. Dronea hyödyntämällä mitattiin verkon peittoalue, laatu- ja signaalitasot laajalla alueella.

Lentämällä tehty skannaus tuottaa todenmukaisen kuvan verkosta juuri satamakonttinosturien ja konttilukkien korkeudella, missä osa käyttötapauksista käytännössä toteutettiin. Mittaustulosten avulla analysoitiin myös 5G:n edellytyksiä korvata kiinteään infraan tarvittavia investointeja satama-alueella tulevaisuudessa käyttäen 5G-teknologian päälle rakennettuja ratkaisuja.

Mittausjärjestely

Mittauksissa käytettiin modifioitua Freefly Alta 8 Pro -multikopteria, johon oli erikseen rakennettu kiinnitysjalusta Rohde & Schwarzin TSMA6 -verkkoskannerille. TSMA6-verkkoskanneri on markkinoiden nykyaikaisimpia 3GPP-standardeihin perustuva 5G NR -mittauksiin tarkoitettu mittalaite. Varusteina skannerissa oli laajakaista- ja GPS-antennit sekä akkupaketti. Mittaustulokset analysoitiin ROMES4-ohjelmistossa. Lennon suoritti kotkalainen ammattipilotti Aeria-nimisestä yrityksestä.

Lennot toteutettiin satama-alueella, kahdella eri korkeudella (30 m ja 50 m).  Peittoaluekartoituksen mukaan voidaan todeta, että 5G-peittoalue vastaa varsin tarkasti simuloineissa saatuja tuloksia, ja mahdollisti verkon suorituskykyä vaativien käyttötapauksien pilotoinnin satama-alueella suunnitelmien mukaisesti. SS-RSRP tarkoittaa synkronointisignaalin referenssisignaalin vastaanotettua tehoa, ja arvoa voidaan käyttää parametrinä, kun halutaan verrata yksittäisten solujen signaalien vahvuuksia 5G verkoissa sekä määrittämään sen peittoalue.

Tulosten perusteella voidaan todeta SS-RSRP arvojen olevan – 50 … -95 dBm mitatulla alueella, mikä tarkoittaa, että 5G-peittoalue kattaa alueen, missä 5G-käyttötapauksia testattiin.

Tulokset – peittoalue- ja laatumittaus

Tulosten analysoinnissa keskityimme kolmeen tärkeään radiotekniseen parametriin 5G-peittoalueen, laadun ja palvelutason määrittämiseksi Mussalon 5G-verkossa.

1. SS-RSRP (Synchronization Signal reference Signal Received Power) ilmaisee vastaanotettavan referenssisignaalin tason.

2. SS-RSRQ (Secondary synchronization Signal Reference Signal Received Quality) ilmaisee referenssisignaalin laadun.

3. SS-SINR (Signal to Noise or Interference Ratio] indikoi kattavuuden ja signaalin laadun.

Alla on havainnollistettu SS-RSRP, SS-RSRQ ja SS-SINR mittaustuloksia eri lentokorkeuksissa

Yhteenveto

5G-verkkoskannerilla varustettu drone on varsin kätevä ja nopea tapa tehdä verkon peittoalue- ja laatumittauksia satama-alueella. Osa suunnitteluista käyttötapauksista sijaitsee käytännössä useiden kymmenien metrien korkeudella, jolloin mittaamalla verkon toimintakykyä samalla korkeudella saamme varsin tarkan tiedon verkon toimivuudesta oikealla korkeudella käyttötapauksen kannalta. Uskomme, että sama mittausmenetelmä olisi tehokas tapa tehdä nopeita verkkoalueskannauksissa myös muissa ympäristöissä, kuten teollisuudessa, kaupungeissa ja kaivoksilla.

Peittoalue mittaustulosten mukaan vastaa varsin tarkasti simuloituja tuloksia ennen verkon rakentamista.  Tämä tarkoittaa, että suunnitelman mukaiset käyttötapauksien pilotoinnit sijaitsevat 5G-verkon laadukkaan peittoalueen sisällä ja mahdollistaa käytännössä laajamittaisen 5G-käyttötapausten pilotoinnin konttiterminaalialueella.

Tulosten perusteella voidaan myös todeta ne paikat, missä mahdollisesti voidaan havaita jonkin verran häiriötä 5G-palvelun laadussa pitkällä aikavälillä, ja jotka voivat vaatia käyttötapauksesta riippuen verkon optimointia palvelulaadun varmistamiseksi.