Kantoaaltojen yhdistäminen 5G-verkoissa

Abstract

Kantoaaltojen yhdistäminen on matkapuhelinverkkojen menetelmä, jossa puhelin käyttää samanaikaisesti useampaa kuin yhtä verkon solua. Jokainen lisäsolu tarjoaa lisää taajuuskapasiteettia puhelimen ja verkon väliseen yhteyteen, mikä nähdään usein parantuneena tiedonsiirtonopeutena. Lisäkapasiteetti on tarpeen, sillä nykypäivänä verkoilta vaaditaan entistä enemmän, ja kantoaaltojen yhdistäminen on olennaisessa roolissa mahdollisimman suurten tiedonsiirtonopeuksien toteuttamisessa. Menetelmässä on myös potentiaalia muihinkin parannuksiin, kuten mahdollisuus laajentaa solujen maantieteellistä käyttöaluetta.

Tämän työn tavoitteena oli tutkia kantoaaltojen yhdistämisen hyötyjä ja käydä läpi prosesseja, joita menetelmä vaatii toimiakseen. Työssä keskityttiin kantoaaltojen yhdistämisen ohjelmistotason toteutukseen, eikä menty menetelmän asettamiin laitteistotason vaatimuksiin pintaa syvemmälle. Työ toteutettiin kirjallisuuskatsauksena käyttäen lähteinä 5G-verkkojen spesifikaatioita, alan kirjallisuutta ja internetistä löytyviä materiaaleja. Näistä lähdemateriaaleista koottiin tietoa menetelmän toiminnasta ja erilaisista käyttötilanteista, joihin kantoaaltojen yhdistäminen soveltuu. Lisäksi työssä pohditaan, miksi kantoaaltojen yhdistäminen soveltuu tiettyihin tilanteisiin. Työ käy myös läpi kantoaaltojen yhdistämisen eroja samankaltaisiin 5G-verkkojen ominaisuuksiin, joilla on kuitenkin oma käyttötarkoituksensa.

Työn tuloksena saatiin selville sekä prosessit että tukiaseman ja puhelimen välillä liikkuvat sanomat, joita tarvitaan kantoaaltojen yhdistämisen toiminnassa. Havaittiin, että kantoaaltojen yhdistäminen on puhelimen ja tukiaseman yhteistyötä, jossa molemmat vaihtavat tietoja keskenään ja tekevät oman roolinsa mukaiset toimenpiteet. Kävi myös ilmi, että 5G-verkossa puhelimella on hyvin vähän päätäntävaltaa ja päätökset puhelimen yhteyteen liittyen tekee tukiasema. Spesifikaatioiden ja laitevalmistajien tietojen lukeminen paljasti myös sen, että tuki kantoaaltojen yhdistämiselle vaihtelee paljon ja on kaukana siitä, mikä spesifikaatioiden puitteissa olisi mahdollista toteuttaa. Menetelmässä on paljon potentiaalia, mutta laitteiden tukemat ominaisuudet voivat rajoittaa tämän potentiaalin hyödyntämistä.