Väitös: Tutkimus selvitti satelliittien integrointia 5G-verkkoon – voisi tuoda internetin yli 3 miljardin uuden käyttäjän ulottuville

Mikko Majamaan väitöskirja käsittelee 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”, Majamaa kertoo.

Vaikka 5G-verkon toiminta satelliittien kautta on jo teknisesti määritelty, käytännössä satelliittien yli toimiva 5G-verkko on vielä alkuvaiheessa.

Majamaan tutkimus esittelee teknisiä ratkaisuja, jotka saumattoman yhteistoiminnan maanpäällisten ja satelliittiverkkojen välillä, parantaen näin yhteyksien saatavuutta, luotettavuutta ja suorituskykyä.

”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.

Keskeisenä haasteena satelliittiverkkojen erilainen rakenne

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 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.

Lisätietoja

Mikko Majamaan väitöskirjan "Advances in Satellite Integration into 5G and Beyond" tarkastustilaisuus järjestetään perjantaina 28.3.2025 klo 12.00. Vastaväittäjänä toimii professori Riku Jäntti (Aalto-yliopisto) ja kustoksena professori Tommi Mikkonen (Jyväskylän yliopisto).

Väitöstilaisuutta voi seurata salissa Agora Auditorio 3 tai verkkovälitteisesti. Linkki Jyväskylän yliopiston verkkosivuilla.