5G Test Network+ (5GTN+)
5GTN+ -hanke on osa Suomen 5thGear-ohjelmaa, tutkien 5G-teknologioita. Hankkeen tarkoituksena on etsiä aktiivisesti uutta liiketoimintapotentiaalia verkkojen rakentamisessa ja hoitamisessa luoden optimoitua arkkitehtuuria eri sovellusalueille sekä löytää palvelutarjontamalli uusille loppukäyttäjäpalveluille.
Toimiala: Digitalisaatio
Projektin kesto: 01.01.2017 – 28.02.2019
Toiminta-alue: Kansallinen
Rahoittajat: TEKES
Projektipäällikkö: Marjo Heikkilä
Taustaa
5GTN+ -hanke on osa Suomen 5thGear-ohjelmaa, tutkien 5G-teknologioita. Hankkeen tarkoituksena on etsiä aktiivisesti uutta liiketoimintapotentiaalia verkkojen rakentamisessa ja hoitamisessa luoden optimoitua arkkitehtuuria eri sovellusalueille sekä löytää palvelutarjontamalli uusille loppukäyttäjäpalveluille. 5GTN+ -hanke keskittyy laajentumaan puhtaasta teknologiavetoisesta projektista sisältämään lisää palveluita, sovellusvetoista tutkimusta, joka tähtää teknologian ja sovelluksien tuoimisella todelliseen käyttöön erilaisista vertikaalisista sovellusalueista.
Langattomien teknologioiden tutkimus muuttuu radioliitettävyyshaasteista kohti älykkäitä radioyhteyksiä ja verkkokonsepteja. Mullistavat sovellukset ja palvelut mahdollistavat kontekstitietoisuutta, mobile edge computingia ja Big Data analyysia.
Vaatimukset 5G:tä varten vaihtelevat sovellusten mukaan, mutta yleisesti ne käsittävät tiedonsiirtonopeuksia, jotka vaihtelevat matalan tason sensoridatan määrästä korkealaatuisen videomateriaalin toimituksiin, pienten viiveiden vaatimuksiin, energiatehokkuuteen, korkeaan luotettavuuteen ja tietoturvaan. Nämä ominaisuudet tulee saavuttaa samalla tai pienemmällä kustannuksella kuin nykyteknologioiden kanssa. Sovellusskenaariot vaihtelevat mm. tyypillisestä mobiililaajakaistasta koneiden väliseen kommunikointiin, käyttäjälaitteiden reaaliaikaiseen paikantamiseen sisällä ja ulkona, reaaliaikaiseen kontrollointiin, matalaan tiedonsiirtonopeuteen ja massiivisiin sensoriverkkoihin.
Tulevien matkaviestinverkkojen arkkitehtuurin odotetaan olevan joustava, joka mahdollistaa verkon räätälöinnin ja optimoinnin kohdeympäristön tarpeille. Tätä ennakoidaan erityisesti 5G-järjestelmäkehityksessä, jonka odotetaan mullistavan kaiken, mitä on toistaiseksi nähty langattomissa sovelluksissa. 5G:n oletetaan parantaen jokapäiväisen elämän sujuvuutta ja turvallisuutta, sekä liikeyritysten tehokkuutta merkittävästi. Ensimmäisen standardiversion odotetaan olevan valmis vuoteen 2020 mennessä ja jatkuvat tutkimustoiminnat tukevat tätä kehitystä.
Centrian ryhmällä on pitkäaikainen kokemus uusien teknologioiden käyttöönotossa kenttäkoeympäristössä. Ryhmä on suorittanut useita teknologia, algoritmi, testaustyökalu, järjestelmä ja sovellustason demonstraatioita testiverkkoympäristössä. Centrian ryhmällä on maailmanluokan tietoa ja käytännöllisiä taitoja testaamisesta ja verkon konfiguroimisesta sen lisäksi, että se ylläpitää ja rakentaa matkaviestinverkkoa. Tämä hanke on osana Tekesin 5thGear ohjelmaa ja sen asiantuntevuus on luotu aiempien CORE/CORE+/CORE++ -hankkeiden myötä.
Centrian testiverkkoympäristö on täysin toimiva mobiiliverkkoympäristö, jota on käytetty useissa julkisissa kokeiluissa. Testiverkkoympäristö on kehittynyt kunkin kokeilun kysyntöjen mukaan. Testiverkkoympäristö on heterogeeninen verkko, joka on rakennettu käyttäen kaupallisia laitteistoja ja ohjelmistokomponentteja. Testiverkkoympäristö sijaitsee Ylivieskassa Pohjois-Pohjanmaalla. Testiverkkoympäristö kattaa Ylivieskan kaupungin keskustan alueen makrosoluilla. Centria-ammattikorkeakoulun Ylivieskan kampusalueella on käytössä pikosoluverkko. Heterogeeninen verkkoympäristö koostuu:
- 2.3 GHz TD-LTE -makrosoluja
- 3.5 GHz TD-LTE -makrosolu
- 2.3 GHz TD-LTE -piensolu
- 2.3 GHz TD-LTE sisätilan pikosoluja
- 3.5 GHz TD-LTE piensoluja
- WiFi-verkko.
Useita julkisia kokeiluja on suoritettu Centrian testiverkkoympäristössä edellisissä CORE/CORE+/CORE++ -hankkeissa, näihin kokeiluihin kuuluvat mm:
- Maailman ensimmäiset LSA (2013) ja SAS/CBRS (Globecomm 2015) kokeilut.
- LTE vertical beamforming
- Public safety kehitystyö ja kokeilut
- Novel mobile network tools
- Map management
- Network congestion avoidance tool
- Coexistent and interference measurements
- Smart traffic -demonstraatiot.
Tämän hankkeen päätutkimuksena on jatkaa 5G-testiverkon kehittämistä palvelu- ja sovellusympäristöalustana, tehostaa yhteistyötä ja mahdollistaa synergiaedut koko ekosysteemille. 5G-teknologian kehittäminen ja arviointi, joka keskittyy tuloksiin, joita voidaan muuttaa todellisiksi tuotteiksi, jotta 5G-teknologiassa ja palveluissa voidaan saavuttaa edelläkävijyyttä.
Tämä hanke tarjoaa testiverkkoympäristön toimintaa koealustaksi rinnakkaisten tutkimushankkeiden toteuttamiselle. Tutkimushankkeiden, järjestöjen ja muiden testiverkkojen välisen yhteistyön lujittuminen. Koealusta tarjoaa kumppaniyrityksille mahdollisuuden aloittaa sujuvan testiverkkopalvelun käytön.
Vuoden 2018 loppuun mennessä odotetaan seuraavia tuloksia:
- Vähintään yhden vertikaalisen liiketoiminta ratkaisun kokeilu
- Uusia, liitettävyysvaihtoehtoja ja loppukäyttäjäpalveluja mahdollistavia toimintoja on otettu käyttöön verkon testaamisessa
- 5G-osaamisen merkittävä paraneminen
- Kokemuksia 5G-taajuuksien käyttöönotosta ja operaattorien uusien liiketoimintamallien arviointi
- Konsortion ulkopuoliset uudet yhteistyökumppanit ovat tulleet mukaan käyttämään testiverkkoa innovaation kehittämisen tukemiseksi.
Centria aloitti vuoden 2017 alussa uudet Tekes-rahoitteiset digitalisaatiohankkeet CORNET, IMAGE 5G ja 5GTN+, jotka kehittävät uusia digitaalisen tiedonkeräämisen ja -siirron ratkaisuja elinkeino- ja työelämän tarpeisiin. Viimeisimmät 5G-yhteysteknologiat lisäävät tiedonsiirron kapasiteettia ja tehokkuutta, mikä antaa potkua teollisen internetin sovelluksille. Langatonta tiedonsiirtoa hyödyntävät teknologiat puolestaan tuovat mahdollisuuksia esimerkiksi ilmakuvaukseen ja ilmasta käsin tapahtuville mittauksille. Uudet 5G-hankkeet jatkavat maaliskuussa 2017 päättyneen CORE++ -hankkeen aihealueilla syventäen Centrian tutkimuksen ja kehityksen alan asiantuntemusta. Lisää uutisia Centrian uusista 5G-hankkeista löytyy Centria Bulletin -verkkojulkaisusta.
Centrian tutkimus ja kehitys kehittää 5G-verkon sovelluskohteita kolmessa uudessa hankkeessa
Pikkukaupungissa toimii huippunopea verkko
Aihealueeseen liittyviä julkaisuja:
S. Yrjölä, V. Hartikainen, L. Tudose, J. Ojaniemi, A. Kivinen, and T. Kippola, “Field trial of Licensed Shared Access (LSA) with enhanced LSA controller power control concept algorithms,” WInnComm 2016, Reston, Virginia, March 15-17, 2016.
M. Palola, M. Matinmikko, J. Prokkola, M. Mustonen, M. Heikkilä, T. Kippola, S. Yrjölä, V. Hartikainen, L. Tudose, A. Kivinen, J. Paavola & K. Heiska, “Live field trial of Licensed Shared Access (LSA) concept using LTE network in 2.3 GHz band,” IEEE DySPAN, McLean, VA, 1-4 April 2014.
M. Matinmikko, M. Palola, H. Saarnisaari, M. Heikkilä, J. Prokkola, T. Kippola, T. Hänninen, M. Jokinen & S. Yrjölä, Cognitive Radio Trial Environment: First Live Authorized Shared Access-Based Spectrum-Sharing Demonstration,” IEEE Vehicular Technology Magazine, vol.8, no.3, pp.30-37, Sept. 2013.
M. Palola, T. Rautio, M. Matinmikko, J. Prokkola, M. Mustonen, M. Heikkilä, T. Kippola, S. Yrjölä, V. Hartikainen, L. Tudose, A. Kivinen, J. Paavola, J. Okkonen, M. Mäkeläinen, T. Hänninen & H. Kokkinen,”Licensed Shared Access (LSA) trial demonstration using real LTE network,” Trial workshop at CrownCom 2014, Oulu, Finland, 4 June 2014. Presentation
M. Matinmikko, M. Palola, H. Saarnisaari, M. Heikkilä, J. Prokkola, H. Tuomivaara, T. Kippola, M. Jokinen & T. Hänninen, ”CORE – Cognitive Radio Trial Environment,” in Proceedings of Wireless World Research Forum (WWRF) meeting 30, Oulu, Finland, 23-25 April 2013. Presentation
M. Palola, M. Matinmikko, J. Prokkola, M. Mustonen, M. Heikkilä, T. Kippola, S. Yrjölä, V. Hartikainen, L. Tudose, A. Kivinen, J. Paavola, K. Heiska, T. Hänninen & J. Okkonen, ”Description of Finnish Licensed Shared Access (LSA) Field Trial Using TD-LTE in 2.3 GHz Band,” IEEE DySPAN, McLean, VA, 1-4 April 2014.