Maata kiertävien satelliittien integrointia 5G-verkkoon voisi tuoda internetin ja muut äly-yhteydet jopa yli kolme miljardin uuden käyttäjän ulottuville. Jyväskylässä tarkastettavan Mikko Majamaan väitöstutkimuksen mukaan uudenlainen 5G-verkon yhdistäminen satelliittiverkkoon tarjoaisi koneiden IoT-yhteyksien lisäksi nettiyhteydet myös syrjäisille alueille. Ja pohjustaisi tulevaisuuden 6G-verkkojen palveluita.
Mikko Majamaan Jyväskylän yliopistolla perjantaina 28.3.2025 tarkastettavassa väitöskirjassa käsitellään satelliittien roolia tulevaisuuden langattomissa verkkojärjestelmissä sekä erityisesti niiden integroimista osaksi nykyistä 5G-verkkoa ja tulevia mobiiliverkkoja.
”Maailmassa lähes kolme miljardia ihmistä on vailla internetyhteyttä. Yksi tutkimukseni tarkoituksista onkin auttaa myös näiden ihmisten yhdistämisessä internetiin ja sitä kautta parantaa heidän koulutus-, työllisyys- ja terveydenhoitomahdollisuuksiaan”, Mikko Majamaa kertoo.
Majamaan tutkimus esittelee teknisiä ratkaisuja, jotka saumattoman yhteistoiminnan maanpäällisten ja satelliittiverkkojen välillä, parantaen näin yhteyksien saatavuutta, luotettavuutta ja suorituskykyä. Vaikka 5G-verkon toiminta satelliittien kautta on jo teknisesti määritelty, käytännössä satelliittien yli toimiva 5G-verkko on vielä alkuvaiheessa.
”Perinteisesti mobiiliverkot ovat rakentuneet maanpäällisten tukiasemien varaan, mutta satelliittiteknologian kehittyminen tarjoaa uusia tapoja laajentaa peittoaluetta ja varmistaa yhteyksiä myös syrjäisillä alueilla”, Majamaa kertoo.
Majamaan mukaan satelliittien ja maanpäällisten mobiiliverkkojen yhdistäminen voi parantaa viestintäjärjestelmien resilienssiä ja tarjota luotettavia yhteyksiä esimerkiksi hätätilanteissa, joissa perinteinen infrastruktuuri ei ole käytettävissä.
Tutkimuksessa esitetyt ratkaisut käsittelevät maanpäällisten verkkojen ja satelliittiverkkojen yhteensopivuutta muun muassa moniyhteyksellisyyden, resurssienhallinnan ja taajuudenjaon näkökulmista.
”Keskeinen haaste on verkkojen erilainen rakenne. Satelliittiyhteyksissä signaalin kulkuaika on pidempi kuin maanpäällisissä verkoissa, mikä vaikuttaa tiedonsiirron tehokkuuteen ja viiveisiin. Tutkimuksessani tuon esiin keinoja, joilla nämä haasteet voidaan ratkaista”, Majamaa selittää.
Tutkimuksen löydökset tukevat tulevien viestintäverkkojen kehitystä ja tarjoavat myös uusia näkökulmia 6G-verkkojen suunnitteluun. Satelliittien ja mobiiliverkkojen syvempi integraatio voi mahdollistaa entistä laajemmat sovelluskohteet esimerkiksi älyliikenteessä, esineiden internetissä (IoT) ja kriittisissä viestintäpalveluissa, mutta myös sellaisten ihmisten yhdistämisessä internetiin, jotka eivät ole vielä verkossa.
Tutkimusmenetelmänä käytettiin systeemisimulointeja
Tutkimuksessa käytettiin systeemisimulointeja, jotka ovat yleinen tapa tutkia monimutkaisia langattomia viestintäjärjestelmiä. Simuloinnit mahdollistavat erilaisten teknisten ratkaisujen arvioinnin ennen niiden käytännön toteutusta.
Majamaan tutkimuksessa simulaattoreita käytettiin erityisesti järjestelmä- ja protokollatasolla, jotta voitiin arvioida satelliittien ja maanpäällisten mobiiliverkkojen yhteensopivuutta, suorituskykyä ja optimointimahdollisuuksia. Näin voitiin analysoida tulevaisuuden viestintäverkoille tärkeitä ominaisuuksia ilman kalliita ja aikaa vieviä kenttäkokeita.
Lisää: Mikko Majamaan väitöskirja ”Advances in Satellite Integration into 5G and Beyond” (LINKKI) ja vätisötilaisuutta 28.3.2025 klo 12.00 alkaen voi seurata Yliopiston salissa Agora Auditorio 3 tai verkkovälitteisesti (LINKKI, Jyväskylän yliopiston verkkosivuilla). Lue lisää satelliittiyhteksistä (LINKKI) Uusiteknologia.fi:n aiemmista nettiartikkeleista.
Kuvituskuva: ESA:n elementit satelliittien ja maaverkon mobiiliyhteyksiin.