Matalan kiertoradan satelliittipalvelujen suorituskyky Suomessa todennettuna
Ekman, Jaakko Petteri (2025)
2025
Sähkötekniikan DI-ohjelma - Master's Programme in Electrical Engineering
Informaatioteknologian ja viestinnän tiedekunta - Faculty of Information Technology and Communication Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2025-12-31
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-2025123012260
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-2025123012260
Tiivistelmä
Tietoliikenneyhteyksien merkitys yhteiskunnalle on nykyään elintärkeä. Perinteisten teknologioiden haastajaksi on noussut satelliittiyhteydet ja erityisesti matalan kiertoradan satelliittipalvelut. Satelliittipalveluilla voidaan tarjota internet-yhteys alueille, jossa se ei olisi muuten kaupallisesti kannattavaa. Tämän työn tavoitteena on selvittää näiden uusien palvelujen suorituskyky Suomessa, jonka pohjoinen sijainti asettaa haasteita järjestelmien suunnittelulle.
Tämän työn tutkimuskysymyksiä selvitettiin mittaamalla matalan kiertoradan satellittipalvelu Starlinkin suorituskykyä sekä simuloimalla sen satellittikonstellaatiota. Mittaukset toteutettiin Helsingissä ja Enontekiöllä kahdella eri päätelaitteella noin viikon ajanjaksolla molemmissa mittauspaikoissa. Työn simulointiosuudessa tutkittiin Matlab-ohjelmistolla päätelaitteelle näkyvien satelliittien lukumäärää ja kohokulmia sekä näiden vaikutusta mittaustuloksiin.
Starlinkin mittauksista havaittiin järjestelmän toimivan molemmissa mittauspaikoissa. Yhteys pysyi käytännössä katkeamattomana mittauksien ajan. Järjestelmän tiedonsiirtonopeudet pääsivät palvelulupauksiin, mutta nopeus vaihteli melko paljon. Viive oli tasaisempi, mutta Enontekiön mittauspisteessä se oli hieman suurempi. Laitemallien erot korostuivat erityisesti tiedonsiirtonopeuksissa.
Työn simulaatio-osuudessa tutkittiin Starlink mittauksien Enontekiön mittauspaikalla päätelaitteelle näkyvien satelliittien lukumäärää sekä korkeinta kohokulmaa kullakin ajanhetkellä. Saatuja tuloksia verrattiin mittaustuloksiin. Kohokulman ja viiveen välillä oli nähtävissä heikko korrelaatio, mutta tiedonsiirtonopeuksien kanssa korrelaatiota ei havaittu.
Diplomityön tuloksien perusteella nykyisten matalan kiertoradan satelliittipalvelujen suorituskyky Suomessa on hyvällä tasolla ja uusia palveluja kehitetään jatkuvasti. Mittauksien aikaan käyttäjämäärä oli kuitenkin todennäköisesti alhainen, mikä voi tulevaisuudessa vaikuttaa tiedonsiirtonopeuksiin. Satellittipalveluja voidaan hyödyntää internet-yhteyden saavuttamiseksi paikkoihin, joissa perinteisiä teknologioita ei ole saatavilla. Jatkotutkimuksena aiheesta olisi hyödyllistä selvittää palvelujen toiminta päätelaitteen ollessa liikkeessä.
Tämän työn tutkimuskysymyksiä selvitettiin mittaamalla matalan kiertoradan satellittipalvelu Starlinkin suorituskykyä sekä simuloimalla sen satellittikonstellaatiota. Mittaukset toteutettiin Helsingissä ja Enontekiöllä kahdella eri päätelaitteella noin viikon ajanjaksolla molemmissa mittauspaikoissa. Työn simulointiosuudessa tutkittiin Matlab-ohjelmistolla päätelaitteelle näkyvien satelliittien lukumäärää ja kohokulmia sekä näiden vaikutusta mittaustuloksiin.
Starlinkin mittauksista havaittiin järjestelmän toimivan molemmissa mittauspaikoissa. Yhteys pysyi käytännössä katkeamattomana mittauksien ajan. Järjestelmän tiedonsiirtonopeudet pääsivät palvelulupauksiin, mutta nopeus vaihteli melko paljon. Viive oli tasaisempi, mutta Enontekiön mittauspisteessä se oli hieman suurempi. Laitemallien erot korostuivat erityisesti tiedonsiirtonopeuksissa.
Työn simulaatio-osuudessa tutkittiin Starlink mittauksien Enontekiön mittauspaikalla päätelaitteelle näkyvien satelliittien lukumäärää sekä korkeinta kohokulmaa kullakin ajanhetkellä. Saatuja tuloksia verrattiin mittaustuloksiin. Kohokulman ja viiveen välillä oli nähtävissä heikko korrelaatio, mutta tiedonsiirtonopeuksien kanssa korrelaatiota ei havaittu.
Diplomityön tuloksien perusteella nykyisten matalan kiertoradan satelliittipalvelujen suorituskyky Suomessa on hyvällä tasolla ja uusia palveluja kehitetään jatkuvasti. Mittauksien aikaan käyttäjämäärä oli kuitenkin todennäköisesti alhainen, mikä voi tulevaisuudessa vaikuttaa tiedonsiirtonopeuksiin. Satellittipalveluja voidaan hyödyntää internet-yhteyden saavuttamiseksi paikkoihin, joissa perinteisiä teknologioita ei ole saatavilla. Jatkotutkimuksena aiheesta olisi hyödyllistä selvittää palvelujen toiminta päätelaitteen ollessa liikkeessä.