QualiPoc Android älypuhelin-pohjainen mittalaite mobiiliverkon analysointiin

QualiPoc Android älypuhelin-pohjainen mittalaite mobiiliverkon analysointiin Matias Salonen Opinnäytetyö Joulukuu 2015 Tietotekniikka Tietoliikennetekniikka

TIIVISTELMÄ Tampereen ammattikorkeakoulu Tietotekniikka Tietoliikennetekniikka Matias Salonen QualiPoc Android älypuhelin-pohjainen mittalaite mobiiliverkon analysointiin Opinnäytetyö 42 sivua, joista liitteitä 6 sivua Joulukuu 2015 Opinnäytetyön tarkoituksena oli perehtyä QualiPoc Android-laitteeseen, 4G-verkon mittauksiin ja yleisesti 4G-verkkoon sekä käsitellä 5G-verkon tulevaisuutta. QualiPoc Android on älypuhelin-pohjainen työkalu ääni- ja datapalveluiden vianmääritykseen ja RF-optimointiin. Opinnäytetyössä keskityttiin 4G-verkon analysointiin. Käytännön osuudessa QualiPoc Android-laitteella suoritettiin erilaisia mittauksia Tampereen ammattikorkeakoulun laboratoriossa ja ulkomaailmassa kolmen eri operaattorin verkossa. Tämän opinnäytetyön avulla saa yleiskuvan QualiPoc Android-laitteesta ja sen avulla tehtävistä 4G-verkon mittauksista. Työssä käsitellään muutama esimerkki mittauksista kuten kaikkien kolmen eri operaattorin verkossa suoritetut kuuluvuusmittaukset, SINR (signaalin ja kohinan sekä häiriön suhde)-kuvaajat ja latausnopeusmittaukset Terälahdesta. Asiasanat: 4G, 5G, matkapuhelinverkko, qualipoc android

ABSTRACT Tampereen ammattikorkeakoulu Tampere University of Applied Sciences Degree programme in Information and Communication Technologies Telecommunications and Networks Matias Salonen QualiPoc Android smartphone based tool for mobile network analyzing Bachelor's thesis 42 pages, appendices 6 pages December 2015 This Bachelor's thesis is about QualiPoc android smartphone-based tool for mobile network analyzing and it also covers 4G and 5G networks. The first part of this thesis tells about the 4G network and speculates future usage and technological solutions of 5G. The practical part includes different types of 4G measurements that were made by QualiPoc android device. Tampere University of Applied Science received a QualiPoc Android measuring device from Rohde & Schwarz for educational usage. This thesis gives you some general information about QualiPoc Android device and how to use it in 4G measurements. This thesis covers a few examples of measurements such as the LTE coverage measurements made by three different Operators network, SINR (Signal to interference plus noise ratio)- graphs and download measurement. 4G, 5G, mobile network, qualipoc android

4 SISÄLLYS 1 JOHDANTO... 7 2 LONG TERM EVOLUTION-VERKKO... 8 2.1 Arkkitehtuuri... 9 2.1.1 Radioverkko E-UTRAN... 9 2.1.2 Runkoverkko EPC... 10 2.1.3 Radioverkon ja runkoverkon muodostama kokonaisuus EPS... 10 2.1.4 Päätelaite UE... 11 3 5G-TEKNOLOGIA... 12 3.1 Radioyhteysverkko... 13 3.2 5G:n keskeisimmät kehitysalueet... 14 3.3 Verkon suorituskyky... 15 4 QUALIPOC ANDROID-MITTALAITE... 17 4.1 Diversity Optimizer-ohjelmisto... 18 4.1.1 NetQual NQView-käyttöliittymä... 18 4.2 Asetukset... 19 4.3 Monitorit... 20 4.3.1 Status ja loki... 21 4.3.2 Data... 22 4.3.3 Palveleva solu... 23 4.3.4 Solut ja kattavuus... 24 4.3.5 Kartat... 25 4.3.6 IP-monitori... 26 4.3.7 Testit ja tapahtumat... 26 4.4 4G-verkon mittaukset... 27 4.4.1 Mittausparametrit... 27 4.4.2 Kuuluvuusmittaukset... 28 4.4.3 Latausnopeusmittaukset... 31 5 POHDINTA... 34 LÄHTEET... 36 LIITTEET... 37 Liite 1. RSRP-kuvaajat TAMK Murole reitiltä... 37 Liite 2. RSRQ-kuvaajat TAMK Murole reitiltä... 39 Liite 3. RSSI-kuvaajat TAMK Murole reitiltä... 41

5 LYHENTEET JA TERMIT 3GPP APN BLER enb EPC EPS ETSI E-UTRAN FC GSM HetNet HSS ITU ITU-R LTE Max TxPwr ME MEC MIMO MME MT NFV OFDMA PCI PDN PDSCH P-GW PUSCH QRxLevMin RAT RSRP RSRQ 3rd Generation Partnership Project Access Point Name Block Error Rate Evolved Node B Evolved Packet Core Evolved Packet System European Telecommunication Standard Institute Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network Fog Computing Groupe Special Mobile Heterogeneous Network Home Subscriber Server International Telecommunication Union ITU Radio communication Sector Long Term Evolution Max Transmission Power Mobile Equipment Mobile Edge Computing Multiple Input Multiple Output Mobility Management Entity Mobile Termination Network Function Virtualization Orthogonal Frequency Division Multiple Access Physical Cell Id Packet Data Network Physical Downlink Shared Channel Packet Data Network Gateway Physical Uplink Shared Channel Minimum Required RX level Radio Access Technology Reference Signal Received Power Reference Signal Received Quality

6 RSSI RTT SAE SDN S-GW TE TxPwr UE UICC UMTS USIM WAN Received Signal Strength Indication Round Trip Time System Architecture Evolution Software Defined Network Serving Gateway Terminal Equipment Current Transmission Power User Equipment Universal Integrated Circuit Card Universal Mobile Telecommunication System Universal Subscriber Identity Module Wide Area Network

7 1 JOHDANTO Tässä opinnäytetyössä käsitellään QualiPoc Android älypuhelin-pohjaista verkon analysointityökalua, neljännen sukupolven matkapuhelinverkkotekniikka 4G LTE:tä ja 5Gverkon tulevaisuutta. Käytännön osuudessa suoritettiin LTE-verkon kuuluvuus- ja latausnopeusmittauksia kolmen eri operaattorin verkossa. Mittaukset suoritettiin ajamalla TAMK Murole väliä autolla ja kolmea eri sim-korttia käyttämällä kiertämällä matkan varrella muutamia asuinalueita sekä keskusta-alueita. Latausnopeusmittauksia suoritettiin myös TAMK Murole reitillä pysähtymällä reitin aikana ennalta määrättyihin paikkoihin lataamaan 100 MB tiedosto kaikilla kolmella sim-kortilla. Mittausdataa kertyi niin paljon, että työssä käsitellään vain muutama valittu esimerkkimittaus, joiden perusteella saadaan riittävä yleiskuva 4G-verkon mittauksista. Työn alussa käsitellään 4G-verkon historiaa, tekniikkaa ja arkkitehtuuria. Työn keskivaiheessa tutustutaan 5G-verkon kehitykseen, tulevaisuuteen ja tutustutaan QualiPoc Android-laitteen ominaisuuksiin sekä Diversity Optimizer-ohjelmistoon. Työn loppuosassa esitellään käytännön mittauksia ja tutkitaan niistä kerättyä dataa.

8 2 LONG TERM EVOLUTION-VERKKO Long Term Evolution LTE:n kehitys alkoi 2004 usean standardointijärjestön yhteistyöorganisaation 3GPP:n aloitteesta. LTE kehittyi 3GPP:n aikaisemmasta järjestelmästä (UMTS), joka taas kehittyi GSM-järjestelmästä. International Telecommunication Union (ITU) julkaisi 2008 listan vaatimuksia neljännen sukupolven (4G) matkapuhelin tekniikoille nimellä IMT-Advanced. LTE:n ensimmäinen versio dokumentointiin ja hyväksyttiin 3GPP:n Release 8 julkaisussa Joulukuussa 2008. Release 8 sisälsi tärkeimmät LTE:n ominaisuudet. 3G-teknologian nopea yleistyminen, sekä 2007 Applen julkaistua ensimmäisen puhelimensa iphonen ja myös Googlen Android-käyttöjärjestelmään perustuvien puhelimien ilmestyminen lisäsivät tiedonsiirron käyttöä suuresti. 2G- ja 3G-verkot alkoivat ruuhkautua 2010 aikoihin, mikä johti verkon kapasiteetin lisäämiseen. LTE-verkko perustuu OFDMA-tekniikkaan yhdistettynä korkeampaan modulointiin (64QAM asti), suurempaan kaistanleveyteen (20MHz asti) ja MIMO-antenni tekniikkaan (4x4 asti) jotka mahdollistavat teoreettisen nopeuden 350 Mb/s. LTE-Advanced on kehittyneempi verso LTE-tekniikasta joka standardisoitiin 3GPP:n Release 10 julkaisussa marraskuussa 2011. LTE-Advanced tukee teoriassa modulaatiota 128QAM asti, kaistanleveyttä 100MHz asti ja MIMO-antennitekniikkaa 8x8 asti. Teoriassa LTE-Advanced tekniikalla voidaan saavuttaa jopa 3 Gb/s nopeus (3GPP. LTE).

9 2.1 Arkkitehtuuri LTE:n arkkitehtuuri muodostuu kolmesta komponentista, jotka ovat päätelaite UE, radioverkko E-UTRAN ja runkoverkko EPC. Kuvassa (kuva 1) on kuvattu LTE-verkon arkkitehtuuri (LTE Network Architecture). Kuva 1. LTE-arkkitehtuuri (Alcatel Lucent, The LTE Network Architecture) 2.1.1 Radioverkko E-UTRAN E-UTRAN käsittelee radioliikennettä matkapuhelimen ja EPC:n välillä ja sisältää vain yhden komponentin, joka on tukiasema eli evolved Node B (enb). Jokainen enb-tukiasema ohjaa puhelimia yhdessä tai useammassa solussa, ja jokainen puhelin kommunikoi yhden tukiaseman ja yhden solun kanssa kerrallaan. Matkapuhelimen kanssa kommunikoivaa tukiasemaa kutsutaan palvelevaksi tukiasemaksi (serving enb). Tukiasemalla on kaksi päätehtävää, ensimmäiseksi tukiasema lähettää radiolähetyksiä latauslinkissä oleviin matkapuhelimiin ja vastaanottaa lähetyksiä uplinkiltä käyttäen analogisia ja digitaalisia signaalin prosessointi funktioita LTE:n ilmarajapinnassa. Toiseksi tukiasema ohjaa matkapuhelimien matalan tason operaatioita, lähettämällä erilaisia signalointisanomia kuten tukiaseman vaihto viestejä. Jokainen tukiasema on yhteydessä runkoverkkoon EPC S1-rajapinnan kautta. Tukiasema voi myös olla yhteydessä toiseen tukiasemaan X2-rajapinnan avulla, jota lähinnä käytetään signalointiin ja pakettien välittämiseen verkosta toiseen siirtymisen aikana.

10 2.1.2 Runkoverkko EPC EPC (Evolved Packet Core) on LTE:n runkoverkko, joka tarjoaa mobiiliverkon ydintoiminnot, jotka aikaisemmissa 2G- ja 3G-verkoissa on toteutettu kahdella eri osa-alueella: piirikytkentäisenä ääntä varten ja pakettikytkentäisenä tiedonsiirtoa varten. Runkoverkossa mobiilipalvelut, kuten ääni-, data- ja videoyhteydet, ovat rakennettu käyttäen IPprotokollaa (Alcatel Lucent. Introduction to evolved Packet Core). EPC koostuu seuraavista komponenteista: MME (Mobility Management Entity) eli liikkuvuudenhallintaelementti, S-GW (Serving Gateway) ja P-GW (Packet Data Network Gateway). MME on ohjaustason elementti, joka on yhteydessä tukiasemiin ja huolehtii myös LTE-päätelaitteen signaloinnista tilaajarekisterin HSS (Home Subscriber Server) kanssa. MME vastaa päätelaitteen UE seurannasta ja kutsumisesta päätelaitteen ollessa valmiustilassa. S-GW on radioverkon ja runkoverkon välinen yhdyskäytävä, joka palvelee käyttäjää UE reitittämällä saapuvia ja lähteviä IP-paketteja, sekä kuljettaa dataa tukiaseman ja PDN:n välillä. P-GW kommunikoi ulkomaailman kanssa SGi-rajapinnan kautta. P-GW on yhteydessä yhden tai useamman ulkoisen laitteen tai pakettidataverkon kanssa, kuten verkko-operaattorin palvelimien, internetin tai IP-multimedia-alijärjestelmän kanssa. Jokainen PDN tunnistetaan APN:n avulla (LTE Network Architecture). 2.1.3 Radioverkon ja runkoverkon muodostama kokonaisuus EPS LTE-verkon radioverkko osa E-UTRAN ja runkoverkko EPC muodostavat yhdessä kokoisuuden, jota kutsutaan EPS (Evolved Packet System), jonka tehtävä on välittää kiinteän verkon yhdyskäytävästä pakettidata päätelaitteeseen. EPS on täysin IP-pohjainen ja siinä kulkevat reaaliaikaiset palvelut sekä datapalvelut IP-protokollaa käyttäen. IP-osoite on varattu päätelaitteelle, kun se on käynnistetty ja osoite luovutetaan uuteen käyttöön laitteen sammuessa. LTE-verkko muodostuu tukiasemista, jotka ovat suoraan yhteydessä

11 toisiinsa ja jokainen tukiasema on yhteydessä verkkoon. Tämän ansiosta erillisiä verkonohjauskeskuksia ei tarvita, ja näin verkon arkkitehtuurista on saatu yksinkertainen, jolloin yhteyden muodostaminen verkossa on saatu nopeammaksi ja viiveet pienemmiksi. (Alcatel Lucent, LTE Network Architecture). 2.1.4 Päätelaite UE Päätelaite UE:n (User Equipment) arkkitehtuuri on identtinen aikaisempien UMTS- ja GSM-järjestelmien kanssa. Varsinainen viestintälaite tunnetaan nimellä ME (Mobile Equipment). ME voidaan jakaa kolmeen komponenttiin: MT, TE ja UICC. MT (Mobile Termination) hoitaa kaikki kommunikaatio toiminnot, TE (Terminal Equipment) valvoo datan kulkemista ja UICC (Universal Integrated Circuit), joka tunnetaan SIM-korttina, pyörittää sovellusta USIM. USIM varastoi käyttäjätietoja kuten puhelinnumeron ja kotiverkon tunnisteen (LTE Network Architecture).

12 3 5G-TEKNOLOGIA 5G on matkapuhelintekniikoiden seuraava kehitysaskel. 5G-teknologian tarkoituksena on tarjota yhteys kaikenlaisille laitteille ja sovelluksille, jotka hyötyvät verkkoyhteydestä. Mobiililaajakaistan yleistyminen johtaa suurempaan verkon kapasiteetin ja siirtonopeuksien tarpeeseen. 5G tarjoaa langattoman yhteyden monenlaisiin uusiin sovelluksiin, kuten älyvaatteisiin, älykoteihin, liikenteen turvallisuuteen ja ohjaukseen, kriittisen infrastruktuurin ja teollisuuden sovelluksiin, sekä erittäin nopeaan median lähetykseen. Toisin kuin aikaisemmat matkaviestintäteknologiat, 5G-teknologiaa ei tule nähdä pelkkänä radioverkkotekniikkana, vaan yleisenä langattoman yhteyden ratkaisuna vastaamaan kasvavia tiedonsiirron vaatimuksia vuodesta 2020 eteenpäin. Alkuvuodesta 2012 ITU-R (International Telecommunication Union Radio Sector) aloitti kehitysohjelman IMT for 2020 and Beyond, joka antoi lähtölaukauksen 5G-teknologian kehitystyölle ympäri maailmaa. 5G-järjestelmien kaupallisen käyttöönoton odotetaan alkavan vuodesta 2020 eteenpäin (ITU. ITU towards IMT for 2020 and beyond ). Kuva 2. 5G etenemissuunnitelma (5GPPP, 5G Vision)

13 5G-teknologian täytyy pystyä vastaamaan arviolta 1000-kertaa suurempaan datan määrään, kymmeniin miljardeihin erilaisiin laitteisiin, 10 100 kertaa suurempaan saatavissa olevaan käyttäjän dataan, 5-kertaa pienempään viiveeseen ja 10-kertaa parempaan akun kestoon. 5G-teknologia mahdollistaa monen tukiaseman välisen koordinoinnin, kehittyneet antennit ja laitteesta laitteeseen kommunikoinnin. 2020-vuonna ihmiset ja erilaiset järjestelmät eivät ole ainoita, jotka luovat ja jakavat dataa, vaan miljardit esineet ovat myös olennainen osa viestintäinfrastruktuuria. Tämä käsittää pilvilaskennan, virtualisoinnin, mobiililaajakaistan massiivisen kasvun, suuremman datan määrän kuin koskaan aikaisemmin ja enemmän uusia laitteita sekä liiketoimintamalleja. 5G-infrastruktuuri tulee olemaan myös paljon aikaisempaa tehokkaampi. Paranneltu spektrinen tehokkuus mahdollistaa 5G-järjestelmien kuluttavan murto-osan siitä energiasta, mitä 4G-verkot kuluttavat tällä hetkellä samalla tiedonsiirtomäärällä. Nykyiset radioyhteysteknologiat RATs (Radio Access Technologies), kuten LTE ja uudet 5G-teknologiat tulevat olemaan osa tulevaisuuden joustavia ja dynaamisia 5G-järjestelmiä. Uudet teknologiat tulevat olemaan pieniviiveisiä ja tarve ylimääräiselle kapasiteetille vaatii kommunikoinnin operoivan korkeammilla taajuusalueilla kuin aikaisemmin. 5G-järjestelmän täytyy kyetä tarjoamaan monenlaisia langattomia palveluja erilaisiin käyttötapauksiin, joten järjestelmän täytyy perustua joustavaan radioverkkoratkaisuun, joka voi adaptoida eri vaatimuksia ja kehitystarpeita. Myös lisätaajuuksia tarvitaan, jotta pystytään täyttämään tulevien palvelujen vaatimukset (Ericsson. 5G radio access). 3.1 Radioyhteysverkko Radioyhteysverkko pysyy langattoman tiedonsiirron keskeisenä osana, mutta silti tulevina vuosina on odotettavissa suuria muutoksia. Uusi 5G-radio yhdistää nykyistä ja uutta teknologiaa täydentäen LTE:tä. 5G sisältää olemassa olevia järjestelmiä kuten LTE-Advanced ja Wi-Fi, yhdistettyinä uusien mullistavien teknologioiden kanssa näin mahdollistaen erittäin tiheän verkon, konemaisen kommunikoinnin, erittäin luotettavan tiedon-

14 siirron ja minimaalisen latenssin. On tärkeää pitää uusien ilmarajapintojen lukumäärä minimissä, jotta voidaan varmistaa uusien radioteknologioiden toimivan täydellisesti keskenään, sekä vanhojen olemassa olevien teknologioiden kanssa. Jotta kyetään vastaamaan nopeasti kasvavaan suorituskykyyn ja erittäin alhaiseen latenssiin, vaaditaan tiheän verkon lisäksi lisää taajuuksia. Kuitenkaan ei ole taloudellisesti kannattavaa rakentaa kaikkialla tiheää verkkoa pienellä latenssilla ja suurilla gigabittien nopeuksilla, koska näitä ominaisuuksia tarvitaan vain osassa tapauksissa. MIMO-antennitekniikka käyttäen voidaan hyödyntää uusia kaistoja senttimetrin aallonja millimetrin aallonpituuksien alueella. Uudet sovellukset tarvitsevat millisekunnin tai pienemmän latenssin, joten tarvitaan laskentatehoa lähellä käyttäjää. Tämä muuttaa makroasemat pieniksi datakeskuksiksi. Vaikka laskentaresurssit ovat lähellä radiota, hallinta- ja koordinointitoiminnot sijaitsevat enemmän keskitetysti varmistaen saumattoman integroinnin WAN-verkon kanssa (Nokia. Network architecture for the 5G era). 3.2 5G:n keskeisimmät kehitysalueet Verkon kapasiteetin nopean kasvun ja tarvittavan kattavuuden vuoksi tarvitaan lisää radiotaajuuksia. Uudet taajuudet täytyy varata ja ottaa käyttöön nopeasti, koska ilman riittäviä taajuuksia laajakaistan ulottumissa asuvat ihmiset jäävät ilman tulevaisuuden palveluja. Lisäksi saatavilla olevia taajuuksia täytyy käyttää tehokkaammin. Lisensoimattomat kaistat kuten 5 GHz, tai tulevaisuudessa 60 GHz, tarjoavat lisää vaihtoehtoja dataliikenteen käytössä parhaan priorisoinnin liikenteessä tai vähemmän kriittisissä sovelluksissa. Tähän mennessä matkaviestintä on keskittynyt alle 6 GHz taajuuksiin, ja jotta pystytään vastaamaan 2020 2030 aikavälin vaatimuksiin, tarvitaan yli 10 GHz ja mahdollisesti 100 GHz asti yltäviä taajuuksia.

15 5G-verkossa on tarkoitus käyttää entistä enemmän tukiasemia sijoitettuna heterogeeniseen verkkoon (HetNet) yhdistäen makroasemia pienempien tukiasemien kanssa käyttäen erilaisia radioteknologioita. Näihin radioteknologioihin kuuluvut LTE, WI-FI ja tulevat 5G-teknologiat, jotka integroituvat joustavasti eri tilanteissa. Heterogeeniselle verkolla tulee olemaan laaja valikoima suorituskykyvaatimuksia, mikä tekee itsetietoisista verkoista välttämättömiä. 5G-verkossa on tarkoituksena tuoda tukiasemat lähemmäksi käyttäjää pienempien solujen avulla ja antaa enemmän radioresursseja aktiivisen käyttäjän ulottuville. Tämä myös vähentää huomattavasti radiosignaalin kiertoaikaa RTT (Round-Trip-Time) mahdollistaen alhaisemman latenssin ja parantaa yleistä verkon suorituskykyä luomalla aliverkkoja, jotka käsittelevät osan liikenteestä paikallisesti. Ohjelmistot tulevat ohjaamaan 5G-verkkoja. Tämän seurauksena 5G tulee olemaan voimakkaasti riippuvainen uusista nousevista teknologioista, kuten SDN (Software Defined Networking), NFV (Network Functions Virtualization), MEC (Mobile Edge Computing) ja FC (Fog Computing), joiden avulla voidaan saavuttavaa 5G-teknologian vaatima suorituskyky, skaalautuvuus sekä ketteryys (5GGP. 5G Vision). 3.3 Verkon suorituskyky 5G-verkossa suorituskyvyn mittaukset tulevat entistä tärkeämmäksi, koska suurimäärä erilaisia sovelluksia ja käyttötapauksia tarvitsevat jokaiseen tapaukseen räätälöidyn teknologisen ratkaisun, jotta yksittäiset matkaviestintäjärjestelmän rajoitukset eivät rajoita yleistä teknologian kehitystä. Verkon suorituskyvystä on tarkoitus saada paras mahdollinen kehittämällä nykyisiä radioyhteysteknologioita ja rakentamalla uusia langattomia 5G-yhteysteknologioita. Esimerkiksi latenssin on pienennyttävä samassa suhteessa nousevien datanopeuksien kanssa. 5G-järjestelmän tiedonsiirron huippunopeus tulee olemaan korkeampi kuin 10 Gb/s, mutta vielä tärkeämpää on että solun reuna alueella tiedonsiirtonopeus on 95 % käyttäjistä

100 Mb/s. Tämä mahdollistaa mobiililaajakaistan luotettavana korvaajana kaapeliyhteyksille. 16 Kuva 3. 5G-verkon suorituskyvyn vaatimukset (Nokia, 5G use cases and requirements) Vielä tärkeämpää kuin pelkkä tiedonsiirron huippunopeus tai spektrinen tehokkuus tulee olemaan 5G-järjestelmän tuki eri vaatimuksille. Vaatimuksia ovat osan laitteista vaatimat suuret latausmäärät, erittäin suuri määrä antureita, jotka lähettäen pieniä datapaketteja sekä etäohjatut robotti sovellukset. Robotti sovellukset tarvitsevat pienen viiveen ohjausta varten ja korkean lataus kapasiteetin UHD-videokuvaa varten (Nokia. Looking ahead to 5G).

17 4 QUALIPOC ANDROID-MITTALAITE QualiPoc Android on älypuhelin-pohjainen työkalu mobiiliverkon testaamiseen. Quali- Poc perustuu uusimpiin Android-älypuhelimiin ja tässä työssä käsiteltävä mittalaite on Samsung Qalaxy S5-älypuhelin, johon QualiPoc-ohjelmisto on asennettu. QualiPoc tukee kaikkia mobiiliverkkoteknologioita, joita käytetään maailmanlaajuisesti ja se kattaa useammat protokollakerrokset, kuten IP-pinon reaaliajassa. QualiPoc tarjoaa laajan joukon testejä, kuten puhelu-, äänenlaatu-, data-, videon suoratoisto- ja laatutestit. QualiPoc tarjoaa myös kanavan ja solun lukituksen, sekä RF-optimointia langattomien verkkojen laadun ja kattavuuden valvontaan. QualiPoc Android-laitteessa on muokattava käyttöliittymä, joka tukee useita standardeja ja konfiguroitavia monitoreja, sekä kaavioita, joita voidaan valita esittämään mittauksia, erilaisia parametreja ja testituloksia reaaliajassa. Käyttöliittymä sisältää laiteinformaatiota, suorituskykyilmaisimia ja yli 300 eri parametria. Lisäksi QualiPoc tallentaa mittaustiedostot, jotka voidaan toistaa uudestaan laitteella tai siirtää tietokoneelle SwissQual ohjelmistolle analysointia varten (SwissQual. QualiPoc Android). Kuva 4. QualiPoc Android-mittalaite

18 4.1 Diversity Optimizer-ohjelmisto Diversity Optimizer on usean teknologian työkalu mobiiliverkon optimointiin ja palvelujen laadun (QoS)-testaukseen. Se on siirrettävä, kevyt ja tietokone-pohjainen testaus työkalu, joka yhdistää erilaiset Android-älypuhelimet, datalaitteet, skannerit ja GPS -laitteet tietokoneeseen. Diversity Optimizer-ohjelmistoon voidaan myös yhdistää ja käyttää QualiPoc Android-puhelimia testilaitteina. Ulkoiset laitteet voidaan kytkeä standardi PC-liitännöiden kautta, kuten USB, PCle ja Ethernetin kautta. Diversity Optimizer työkalulla voidaan suorittaa laaja joukko erilaisia verkon optimointi tehtäviä, kuten verkon kattavuus, laatu ja kapasiteetti analysointi. Optimointiin kuuluu myös edistyneitä RF-skannausvaihtoehtoja, kuten LTE MIMO ja alikaistojen analysointi. Lisäksi testilaitteelle voidaan tehdä reaaliaikainen teknologian pakotus (SwissQual. Diversity Optimizer). 4.1.1 NetQual NQView-käyttöliittymä NQView on Diversity Optimizer-ohjelmiston graafinen käyttöliittymä, joka tarjoaa joustavan ja täysin muunneltavan graafisen käyttöliittymän datan analysointiin, testien konfigurointiin ja reaaliaikaiseen monitorointiin. NQView-käyttöliittymän avulla voidaan luoda mittausten pohjalta yksilöllisiä työtiloja ja kustomoitavia monitoreja. Nopeata käynnistystä varten NQView tarjoaa ennalta määriteltyjä monitoreja, jotka näyttävät nopealla silmäyksellä tiedot mittauksien radio-olosuhteista tai kattavan yhteenvedon käynnissä olevista mittauksista. Käyttöliittymässä voi kerralla olla kolme eri konsolia konfigurointia, monitorointia ja optimointi sekä suorituskykytestausta varten. NQView sisältää enemmän kuin 900 eri kustomoitavaa arvoa, joita voidaan esittää monitoreissa, kartalla, taulukossa tai erilaisissa kaavioissa. Käyttöliittymä sisältää, myös yli 70 ennalta määriteltyä monitoria tiettyyn laitteeseen, teknologiaan tai palvelutesteihin. NQView tukee OpenStreetMap- ja MapX-karttoja, joten käyttäjä voi seurata mittauksia kartalla reaaliajassa tai jälkikäteen mittausten analysoinnissa (SwissQual. NQView).

19 Kuva 5. NQView-käyttöliittymä NQView-käyttöliittymästä löytyy suorituskykytesti-monitori puhelimille, datalaitteille, PSTN/ISDN-kanaville, LAN-adaptereille ja RF-skannereille. Monitori tarjoaa yleiskuvan kaikista laitteista ja myös testituloksista. NQView osaa toistaa kaikki mittaustiedostot, joten kun käyttäjä toistaa mittaustiedostoa, hän voi samalla luoda uusia monitoreja ja näkymiä perusteellista analyysia varten. Tiedostojen toistomoodi tukee useiden tiedostojen latausta Diversity-ohjelmistosta tai QualiPoc-laitteesta. Tiedostojen toistossa voidaan säätää nopeusasetuksia ja edetä askel taaksepäin tai eteenpäin. Tiedostoa toistaessa voidaan myös etsiä mittauksista eri funktioita ajan, tapahtumien sekä verkkokerroksen viestien ja KPI haun avulla. 4.2 Asetukset QualiPoc Androidia voidaan helposti konfiguroida monipuolisten asetusten avulla. Asetuksista löytyy: Kartta-asetukset, BTS-informaatio, verkkokerros, IP-monitori, työtilan

20 kustomointi, ilmoitukset, teknologian pakotus, yksikkömuunnokset, edistykselliset analysointi asetukset, ulkoasu, asetusten tuonti / vienti ulkoiselle tiedostolle ja QualiPoc päivitys asetukset. 4.3 Monitorit QualiPoc Android-älypuhelimen avulla voidaan hallita ja valvoa testejä erilaisilla monitoreilla. Oletusasetuksilla QualiPoc-laitteen työtila sisältää useita teknologia-, kartta- ja testitulos-monitoreita. Käyttäjä voi muokata omia työtiloja eri monitoreilla ja asetuksilla sekä tallentaa omat työtilat. Kuvista (kuva 6 ja kuva 7) nähdään QualiPoc Android-laitteen kaikki monitorit ja monitorien kuvaukset. Kuva 6. QualiPoc Android monitorit (SwissQual, QualiPoc Android Manual)

21 Kuva 7. QualiPoc Android monitorit (SwissQual, QualiPoc Android Manual) 4.3.1 Status ja loki Monitori näyttää yleistä tietoa QualiPoc Android-laitteen nykyisestä tilasta ja aktiivisista testeistä. Status-monitori näyttää tietoa käytössä olevasta verkosta, GPS-sijainnista ja testien tuloksista. Loki-monitori listaa toiminnot, jotka ovat aktiivisia testejä suorittaessa. Kuva 8. Status ja loki-monitori

22 4.3.2 Data QualiPoc esittää automaattisesti data-monitorissa valittuun teknologiaan liittyvää informaatiota. Kuvassa (kuva 9) nähdään LTE DL-data monitori ja monitorista nähdään mm. PDSCH-kanavan hetkellinen siirtonopeus, suunniteltu siirtonopeus, BLER eli virheellisten vastaanotettujen resurssilohkojen määrä ja keskimääräinen siirtolohkojen (TB) koko. LTE UL-monitorista nähdään vastaavia tietoja, kuten PUSCH-kanavan hetkellinen siirtonopeus, suunniteltu siirtonopeus ja keskimääräinen siirtolohkojen koko. Kuva 9. Data-monitorit

23 4.3.3 Palveleva solu Monitorissa nähdään palvelevan solun tiedot ja RF-parametreja, kuten vastaanotetun signaalin voimakkuus, signaalin laatu, antennien määrä, kaistanleveys, solun pienin vaadittu signaalin vastaanottotaso, maksimi lähetysteho, häiriöt ja solun valinta vastaanottotaso. Kuva 10. Palveleva solu-monitori

24 4.3.4 Solut ja kattavuus Monitori näyttää naapurisolut ja niihin liittyviä RF-parametreja. Näiden tietojen avulla voidaan seurata solun uudelleen valintaa ja kanavanvaihtoja. Monitorista nähdään myös palvelevan solun ja naapurisolujen signaalitasot. Signaalitasot voidaan esittää myös viivakaavion avulla, jossa naapurisolun tiedot näytetään ohuilla viivoilla ja palvelevan solun tiedot paksummilla viivoilla, kuten kuvasta (kuva 11) nähdään. Kuva 11. Solut ja kattavuus-monitori

25 4.3.5 Kartat Kartta-monitoria voidaan käyttää Google Maps- tai OpenStreet-kartoilla. Kartta-asetuksista valitaan Map Engine-valikosta joko Google tai OpenStreet. Satelliittitila on vain Googlen kartoissa käytössä ja offline-kartat ovat vain OpenStreet-kartoissa. Karttaa voidaan käyttää myös sisätiloissa valitsemalla kuvatiedosto, joko JPEG- tai PNGformaatissa, jota käytetään pohjapiirustuksena sisätilanavigoinnissa. QualiPoc linkittää merkityn sijainnin, jolloin voidaan luoda yksinkertainen reitti. Oletuksena sisätilanavigoinnin sijainnin väri kuvaa signaalin voimakkuutta. Ulkotilakartta-monitorissa voidaan seurata mittausreittiä testien aikana. Ajotestissä monitori näyttää kartalla nykyisen sijainnin, reitin ja vastaanotetun signaalin voimakkuuden, jota jäljitetään testin aikana. Monitorilla voidaan näyttää tukiasemat ja myös tukiasema, johon laite on yhteydessä. Jotta tukiasemat saadaan näkymään kartalla, käyttäjän täytyy ladata laitteeseen tukiasema (BTS) tiedosto. Kuva 12. Kartta-monitori

26 4.3.6 IP-monitori IP-monitori esittää otsikkotietoja HTTP, FTP, TCP, DNS ja ICMP-paketeista. Monitorin asetuksista voidaan poistaa haluttuja protokollia listasta. Monitorin tekstin suodattimella voidaan määrittää, mitä näytössä nähdään. Kuva 13. IP-monitori 4.3.7 Testit ja tapahtumat Testit ja tapahtumat-monitori esittää testien tulokset KPI (Key Performance Indicator) muodossa. KPI on testiriippuvainen eli eri testien tulokset esiintyvät eri muodoissa. Tilastot esittävät onnistuneiden testien määrän ja myös keskimääräisen, pienimmän ja suurimman KPI-tuloksen. Tapahtuma-monitori luettelee kaikki tärkeimmät tapahtumat, joita QualiPoc jäljittää testien aikana.

27 4.4 4G-verkon mittaukset QualiPoc Android-älypuhelimella suoritettiin 4G-verkon kuuluvuusmittauksia ja latausnopeusmittauksia Soneran, DNA:n ja Elisan verkoissa. Kuuluvuusmittaukset suoritettiin ajamalla autolla Tampereen ammattikorkeakoululta Muroleen kanavalle. Reitin varrella käytiin Sorilassa ja Kämmenniemessä pienemmillä kaduilla. Latausnopeusmittauksia suoritettiin reitin varrella Sorilassa, Kämmenniemessä ja Terälahdessa. Työssä käsitellään muutama esimerkki kuuluvuus- ja latausmittauksista reitin varrelta. 4.4.1 Mittausparametrit Tässä osiossa käydään läpi LTE-verkon kuuluvuus- ja latausnopeusmittauksissa esiintyviä parametreja. RSRP on resurssielementtien (RE) keskimäärinen teho, jotka kuljettavat tietyn solun referenssisignaaleja koko kaistanleveydellä. RSSI on vastaanotetun signaalin kokonaisteho kaikista lähteistä (kaikkien resurssielementtien teho). RSSI sisältää myös tehon palvelevasta solusta, viereiseltä kanavalta ja häiriötä. RSRQ on vastaanotetun signaalin laatu. Signaalin laadun mittaus ja laskenta perustuu parametreihin RSRP ja RSSI (kaava 1). SINR on signaalin ja häiriön sekä kohinan suhde (kaava 2). SINR kaavassa P on signaalin teho, I on muiden häiritsevien signaalien teho ja N on kohinatermi. RSRQ = N RSRP RSSI (1). SINR = P I + N (2)

28 4.4.2 Kuuluvuusmittaukset Kuvaajassa (kuvaaja 1) on Elisan, Soneran ja DNA:n LTE-verkoissa suoritetut kuuluvuusmittaukset. Kuvaajassa mittausdata on kerätty 60 minuutin aikaväliltä, jotta kaikkien operaattorien mittausdata on saatu samalle kuvaajalle muodostettua. Kuvajaan mittausdata on kerätty autolla ajaen Tampereen ammattikorkeakoululta Kämmenniemeen. Liitteissä näkyy vielä kaikkein operaattorien kuvaajat koko matkalta. Kuvaajassa nähdään vastaanotetun signaalin voimakkuus (RSRP) ja myös signaalin laatu (RSRQ). Signaalin laatu on hyvä jos RSRQ > -12dB. Signaalin laatu vaihteli operaattoreilla Elisa -6 db - 13,8 db, Soneralla -6,2 db -15,8 db ja DNA:n verkossa -5,8 db - 12,7 db. RSRP raportoidaan alkaen -44 dbm ja -140 dbm asti. Signaalin voimakkuus on hyvä jos RSRP > -104dBm ja tyypillinen vaihteluväli matkaviestinverkoissa on -60 dbm - 120 dbm. Signaalitasojen vaihtelut mittausten aikana olivat Elisalla -64,2 dbm - 118,3 dbm, Soneralla -66,8 dbm - 119 dbm ja DNA:n verkossa -65,5 dbm - 123,6 dbm. Kuuluvuus 0-20 -40-60 -80-100 -120 Elisa (RSRP) dbm Elisa (RSRQ) db Sonera (RSRP) dbm Sonera (RSRQ) db Dna (RSRP) dbm Dna (RSRQ) db -140 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 Aika (min) Kuvaaja 1. LTE-verkon kuuluvuus

09:14:55.645 09:19:36.002 09:24:16.207 09:28:55.129 09:33:32.675 09:38:13.895 09:42:54.032 09:47:34.433 09:52:14.601 09:56:51.774 10:01:31.546 10:06:11.854 10:10:44.446 10:15:21.005 10:20:01.353 10:24:41.688 10:29:22.020 10:34:03.112 10:38:43.582 10:43:23.904 10:48:00.862 10:52:39.295 29 Eri operaattorien verkoista kerätystä datasta muodostettiin myös SINR-kuvaajat. SINRkuvaajat on muodostettu koko matkalta Tampereen Ammattikorkeakoululta Muroleen kanavalle asti. SINR kuvaa signaalin suhdetta häiriöön ja kohinaan. Mitä suurempi SINRarvo on niin sitä parempi signaali ja signaalien maksimi arvo mittauksissa oli 30 db. SINR > 5dB on hyvä arvo ja SINR < 5dB on huono arvo. Kuvaajasta (kuvaaja 2) nähdään että SINR Rx0 huonoin arvo on -16 db ja SINR Rx1 huonoin arvo on -18,2 db. 40 Sonera SINR 30 20 db 10 0-10 SINR_Rx0 SINR_Rx1-20 Kuvaaja 2. Sonera SINR

09:22:09.150 09:26:41.674 09:31:24.739 09:36:08.772 09:40:40.725 09:45:22.581 09:50:05.616 09:54:32.462 09:59:05.176 10:03:48.066 10:08:32.676 10:13:06.782 10:17:50.049 10:22:24.660 10:27:09.023 10:31:55.110 10:36:40.966 10:41:18.533 10:45:55.007 10:50:30.336 10:55:03.610 Kuvaajassa (kuvaaja 3) nähdään Elisan verkossa mitattu SINR-arvot. Kuvaajasta nähdään että SINR Rx0 huonoin arvo on -16,9 db ja SINR Rx1 huonoin arvo on -14,9 db. 30 40 Elisa SINR 30 20 db 10 0-10 SINR Rx0 SINR Rx1-20 Kuvaaja 3. Elisa SINR

11:30:46.307 11:34:05.312 11:40:31.059 11:44:33.963 11:48:06.074 11:51:54.077 11:57:33.058 12:01:38.821 12:05:29.221 12:09:20.902 12:13:26.660 12:17:17.563 12:21:23.380 12:25:13.137 12:28:34.807 12:30:48.987 12:34:18.959 12:37:39.971 12:41:42.870 12:45:20.873 12:49:25.981 12:53:00.272 Kuvaajassa (kuvaaja 4) nähdään DNA:n verkossa mitattu SINR-arvot. Kuvaajasta nähdään että SINR Rx0 huonoin arvo on -14,7 db ja SINR Rx1 huonoin arvo on -15,8 db. 31 40 DNA SINR 30 20 db 10 0-10 SINR Rx0 SINR Rx1-20 Kuvaaja 4. DNA SINR 4.4.3 Latausnopeusmittaukset Latausnopeusmittaukset suoritettiin Terälahden Sale-kaupan pihassa Elisan, Soneran ja DNA:n verkoissa. Mittauksessa ladattiin testitiedosto 100 megatavua, joka ladattiin osoitteesta ftp://ftp.funet.fi/dev/100mnull. Kuvaajassa (kuvaaja 5) nähdään Soneran verkossa suoritettu latausmittaus. Soneran verkossa saatiin maksimi latausnopeudeksi 38,1 Mbps. Latausnopeus vaihteli noin 30 40 Mbps välillä.

kbps 11:21:34.842 11:21:38.436 11:21:41.994 11:21:46.855 11:21:49.805 11:21:55.790 11:21:59.733 11:22:00.829 11:22:01.832 11:22:02.866 11:22:03.901 11:22:04.940 11:22:05.968 11:22:06.999 11:22:08.009 11:22:09.029 11:22:10.022 11:22:11.035 11:22:12.072 11:22:13.065 11:22:14.088 11:22:15.135 11:22:16.141 11:22:17.153 11:22:18.190 11:22:19.217 11:22:20.220 11:22:21.249 11:22:22.285 11:22:23.308 11:22:24.335 11:22:25.353 kbps 32 45000 Sonera Throughput 40000 35000 30000 25000 20000 15000 10000 Sched PDSCH Throughput PDSCH Throughput 5000 0 Kuvaaja 5. Sonera latausnopeus Kuvaajassa (kuvaaja 6) nähdään Elisan verkossa suoritettu latausnopeusmittaus. Maksimi latausnopeudeksi saatiin 72,1 Mbps. Latausnopeus vaihteli noin 40 70 Mbps välillä. 80000 Elisa Throughput 70000 60000 50000 40000 30000 Sched PDSCH Throughput PDSCH Throughput 20000 10000 0 Kuvaaja 6. Elisa latausnopeus

11:18:44.249 11:18:44.827 11:18:45.316 11:18:45.815 11:18:46.342 11:18:46.855 11:18:47.358 11:18:47.870 11:18:48.393 11:18:48.899 11:18:49.423 11:18:49.934 11:18:50.454 11:18:50.958 11:18:51.479 11:18:51.984 11:18:52.515 11:18:53.010 11:18:53.522 11:18:54.035 11:18:54.571 11:18:55.060 11:18:55.578 11:18:56.095 11:18:56.610 11:18:57.147 11:18:57.636 11:18:58.154 kbps 33 Kuvaajassa (kuvaaja 7) nähdään DNA:n verkossa suoritettu latausnopeusmittaus. Maksimi latausnopeudeksi saatiin 71,5 Mbps. Latausnopeus vaihteli noin 60 70 Mbps välillä. 80000 DNA throughput 70000 60000 50000 40000 30000 20000 Sched PDSCH Throughput PDSCH Throughput 10000 0 Kuvaaja 7. DNA latausnopeus

34 5 POHDINTA Mobiililaajakaistan yleistyminen ja uusien verkkoon kytkettävien sovellusten ja laitteiden yleistyminen tulee johtaa suurempaan verkon kapasiteetin ja siirtonopeuksien tarpeeseen, jolloin 4G-verkon kapasiteetti ei enää riitä. Koko maan kattavaa 4G-verkkoa ei ole yhdelläkään operaattorilla, mutta 4G-verkot kattavat Suomen suurimmat kaupungit ja niiden väliset tieosuudet. 5G-teknologia on matkapuhelintekniikoiden seuraava kehitysaskel ja tulee vastaamaan jatkuvasti kasvamaan tiedonsiirron määrään. 5G-teknologian täytyy kyetä vastaamaan arviolta 1000-kertaa suurempaan tiedonsiirronmäärään. 5G-teknologian kaupallisen käyttöönoton odotetaan alkavan 2020-vuodesta eteenpäin. Työssä käsitelty 5G-teknologia on vielä kehitysvaiheessa ja työssä pohdittiin 5G-teknologian tulevaisuutta pitkälti Nokian ja Ericssonin näkemysten pohjalta. QualiPoc Android-mittalaite ja tuloksien analysointiin tarkoitettu Diversity Optimizerohjelmiston NQView-käyttöliittymä muodostavat erinomaisen kokonaisuuden 4G-verkkojen mittaukseen. Mittalaitteena toimi Samsung Galaxy S5-älypuhelin, johon ohjelmisto oli asennettu. Laitteen suorituskyky oli hyvä, ja mittauksien aikana ei törmätty minkäänlaisiin ongelmiin laitteen kanssa. Laitteen akku kesti helposti koko mittauspäivän ajan. Ohjelmisto toimi erinomaisesti, ja ohjelmistoa oppi käyttämään kohtalaisen nopeasti. Ohjelmistolla mittausdatan analysointi onnistui hyvin ja vaikka mittausdataa kertyi erittäin paljon, erilaisilla monitoreilla ja valmiilla tai itse muokattaville näkymillä mittausdatan käsittely oli selkeätä. 4G-verkon mittauksista kertyi suuri määrä dataa, josta työssä hyödynnettiin vain osa. Mittausdatasta valittiin osat, joiden perusteella kyettiin luomaan jokaisen operaattorin verkossa suoritetuista mittauksista kattavat kuvaajat ja vertailemaan eri operaattorien tuloksia keskenään. Tampereen ammattikorkeakoulu Kämmenniemi välillä suoritetuista mittauksista nähdään eroja operaattorien signaalien voimakkuudessa (RSRP), signaalin laadussa (RSRQ), sekä signaalin suhteesta häiriöön ja kohinaan. Tulosten perusteella todettiin, että DNA:lla oli paras signaalitaso ja Elisan signaalitasot olivat hyvin lähellä DNA:n tuloksia. Soneran signaalintasot jäivät selvästi alhaisemmaksi. Signaalin laatu oli myös DNA:lla paras. Elisan ja Soneran signaalin laadut olivat lähellä toisiaan, mutta kääntyivät

35 silti Elisan eduksi. Signaalin suhde kohinaan ja häiriöön (SINR) arvo oli DNA:lla keskiarvolta 13 db, Elisalla 12 db ja Soneralla operaattoreista huonoin 9 db. Vaikka DNA:lla oli kuuluvuusmittauksissa paras signaalinvoimakkuus, signaalin laatu ja SINR arvot, mittausdataa kertyi mitattavan reitin aikana huomattavasti vähemmän kuin muilla operaattoreilla. Tästä voidaan päätellä, että DNA:n verkossa esiintyy huomattavasti enemmän katveita kuin Soneralla ja Elisalla. Latausmittauksissa Elisalla nopeus vaihteli välillä 40 70 Mbps ja keskiarvo oli 50 Mbps. Soneralla nopeus vaihteli 30 40 Mbps välillä ja keskiarvo oli 28 Mbps. DNA:lla nopeus vaihteli välillä 60 70 Mbps ja keskiarvo oli 60 Mbps. Latausmittauksista nähdään, että DNA sai parhaimman tuloksen. DNA:lla oli keskiarvoltaan suurin latausnopeus ja myöskin tasaisin. Elisa pärjäsi toiseksi parhaiten, ja latausnopeus oli parhaimmillaan yhtä suuri kuin DNA:lla, mutta nopeudessa oli suuria vaihteluja. Latausnopeuden suuren vaihtelun vuoksi Elisan keskinopeus oli alhaisempi kuin DNA:lla. Sonera pärjäsi operaattoreista huonoiten nopeuden ollessa vain keskiarvoltaan 28 Mbps. Soneran latausnopeus oli tasaisempi kuin Elisalla, mutta huomattavasti alhaisempi. Työ onnistui ihan hyvin, vaikka haasteita tuotti työn laajuus ja 4G-verkon mittauksista kertynyt erittäin suuri määrää mittausdataa. Mittauksissa saatiin tietoa 4G-verkon mittausparametreista ja ominaisuuksista. Työn aikana opittiin käyttämään QualiPoc Android-mittalaitetta ja analysoimaan tuloksia Diversity Optimizer-ohjelmistolla. Työssä käsiteltiin vain 4G-verkon mittauksia, joten erilaisia mittauksia on mahdollista tehdä laitteella runsaasti. Kehitysehdotuksena Tampereen ammattikorkeakoulu voisi vastaavasti mitata 3G-verkkoja tai tehdä audio- sekä videon laatumittauksia.

36 LÄHTEET 3GPP. LTE. Luettu 5.9.2015. http://www.3gpp.org/technologies/keywords-acronyms/98-lte ITU. ITU towards IMT for 2020 and beyond. Luettu 26.10.2015. http://www.itu.int/en/itu-r/study-groups/rsg5/rwp5d/imt-2020/pages/default.aspx LTE Network Architecture. Luettu 21.9.2015. http://www.tutorialspoint.com/lte/lte_network_architecture.htm Alcatel Lucent. The LTE Network Architecture. Luettu 21.9.2015 ERICCSON. 5G RADIO ACCES. 2015. Luettu 12.10.2015 Nokia. FutureWorks looking ahead to 5G. Luettu 19.10.2015 ROHDE&SCHWARZ. SwissQual QualiPoc Android. Luettu 2.11.2015. https://www.rohde-schwarz.com/en/product/qualipoc_android-productstartpage_63493-55430.html SwissQual. QualiPoc Android. Luettu 5.10.2015. http://www.swissqual.com/en/products/optimization2/qualipoc-android/ SwissQual. NQView. Luettu 5.10.2015. http://www.swissqual.com/en/products/data-management-analysis-and-reportingnetqual/nqview/ Christopher Cox. 2014. AN INTRODUCTION TO LTE. Toinen painos. Luettu 12.10.2015. 5GPPP. 5G Vision Brochure. Luettu 4.11.2015

37 LIITTEET Liite 1. RSRP-kuvaajat TAMK Murole reitiltä -140-130 -120-110 -100-90 -80-70 -60-50 -40 09:14:55.645 09:18:08.965 09:21:21.987 09:24:35.406 09:27:47.289 09:31:00.604 09:34:11.407 09:37:25.196 09:40:38.442 09:43:51.745 09:47:05.039 09:50:18.307 09:53:29.674 09:56:41.026 09:59:54.949 10:03:07.418 10:06:20.785 10:09:30.756 10:12:39.649 10:15:49.312 10:19:02.292 10:22:15.869 10:25:29.009 10:28:42.250 10:31:55.511 10:35:09.828 10:38:23.104 10:41:36.385 10:44:49.516 10:47:59.569 10:51:12.903 10:54:22.979 dbm Sonera RSRP -140-130 -120-110 -100-90 -80-70 -60-50 -40 09:22:09.150 09:25:04.988 09:28:08.775 09:31:16.431 09:34:22.668 09:37:23.615 09:40:24.075 09:43:30.011 09:46:34.178 09:49:40.650 09:52:34.142 09:55:34.495 09:58:32.293 10:01:36.863 10:04:44.247 10:07:51.121 10:10:56.695 10:13:54.587 10:17:00.134 10:19:57.837 10:23:03.053 10:26:09.968 10:29:16.783 10:32:26.455 10:35:34.413 10:38:40.648 10:41:39.672 10:44:41.524 10:47:45.204 10:50:45.057 10:53:49.725 11:00:05.621 dbm Elisa RSRP

11:30:46.307 11:32:56.207 11:35:37.295 11:40:44.477 11:43:33.585 11:46:02.103 11:48:34.541 11:51:08.148 11:53:55.816 11:58:19.044 12:01:07.979 12:03:41.564 12:06:30.657 12:09:05.553 12:11:54.501 12:14:43.429 12:17:17.563 12:20:06.381 12:22:55.480 12:25:29.089 12:28:02.625 12:29:22.088 12:31:19.782 12:33:47.000 12:35:36.704 12:38:26.038 12:41:14.578 12:43:33.291 12:46:22.306 12:49:10.749 12:51:59.570 12:54:02.991 38 DNA RSRP 0-20 -40 dbm -60-80 -100-120 -140

39 Liite 2. RSRQ-kuvaajat TAMK Murole reitiltä -30-25 -20-15 -10-5 0 09:14:55.645 09:18:02.607 09:21:09.484 09:24:16.207 09:27:21.592 09:30:28.628 09:33:32.675 09:36:40.209 09:39:47.136 09:42:54.032 09:46:01.032 09:49:07.769 09:52:14.601 09:55:17.661 09:58:25.234 10:01:31.546 10:04:38.296 10:07:45.364 10:10:44.446 10:13:47.399 10:16:54.366 10:20:01.353 10:23:07.980 10:26:14.926 10:29:22.020 10:32:28.902 10:35:36.572 10:38:43.582 10:41:50.464 10:44:57.302 10:48:00.862 10:51:07.757 10:54:11.379 db Sonera RSRQ -30-25 -20-15 -10-5 0 09:22:09.150 09:24:59.744 09:27:57.398 09:30:58.961 09:33:59.627 09:36:58.627 09:39:50.752 09:42:49.574 09:45:49.472 09:48:48.814 09:51:40.839 09:54:33.618 09:57:24.324 10:00:23.169 10:03:23.743 10:06:25.702 10:09:26.329 10:12:18.223 10:15:17.143 10:18:18.082 10:21:08.939 10:24:08.965 10:27:11.574 10:30:12.705 10:33:15.740 10:36:17.928 10:39:18.383 10:42:11.818 10:45:07.575 10:48:05.676 10:50:59.771 10:53:56.801 11:00:08.809 db Elisa RSRQ

11:30:46.307 11:32:49.786 11:35:09.296 11:37:42.897 11:42:37.269 11:44:51.696 11:47:25.256 11:49:29.589 11:52:04.459 11:56:12.425 11:58:47.235 12:01:22.190 12:03:41.564 12:06:16.527 12:08:37.392 12:11:12.268 12:13:47.148 12:16:07.939 12:18:42.032 12:21:16.931 12:23:37.497 12:25:55.963 12:28:19.249 12:29:27.884 12:31:19.782 12:33:32.916 12:35:20.904 12:37:43.801 12:40:18.300 12:42:29.283 12:44:57.834 12:47:32.709 12:50:07.033 12:52:26.029 12:54:30.403 40 0 DNA RSRQ -5-10 db -15-20 -25-30

41 Liite 3. RSSI-kuvaajat TAMK Murole reitiltä -100-90 -80-70 -60-50 -40-30 -20-10 0 09:14:55.645 09:18:08.965 09:21:21.987 09:24:35.406 09:27:47.289 09:31:00.604 09:34:11.407 09:37:25.196 09:40:38.442 09:43:51.745 09:47:05.039 09:50:18.307 09:53:29.674 09:56:41.026 09:59:54.949 10:03:07.418 10:06:20.785 10:09:30.756 10:12:39.649 10:15:49.312 10:19:02.292 10:22:15.869 10:25:29.009 10:28:42.250 10:31:55.511 10:35:09.828 10:38:23.104 10:41:36.385 10:44:49.516 10:47:59.569 10:51:12.903 10:54:22.979 dbm Sonera RSSI -100-90 -80-70 -60-50 -40-30 -20-10 0 09:22:09.150 09:25:04.988 09:28:08.775 09:31:16.431 09:34:22.668 09:37:23.615 09:40:24.075 09:43:30.011 09:46:34.178 09:49:40.650 09:52:34.142 09:55:34.495 09:58:32.293 10:01:36.863 10:04:44.247 10:07:51.121 10:10:56.695 10:13:54.587 10:17:00.134 10:19:57.837 10:23:03.053 10:26:09.968 10:29:16.783 10:32:26.455 10:35:34.413 10:38:40.648 10:41:39.672 10:44:41.524 10:47:45.204 10:50:45.057 10:53:49.725 11:00:05.621 dbm Elisa RSSI

11:30:46.307 11:32:56.207 11:35:37.295 11:40:44.477 11:43:33.585 11:46:02.103 11:48:34.541 11:51:08.148 11:53:55.816 11:58:19.044 12:01:07.979 12:03:41.564 12:06:30.657 12:09:05.553 12:11:54.501 12:14:43.429 12:17:17.563 12:20:06.381 12:22:55.480 12:25:29.089 12:28:02.625 12:29:22.088 12:31:19.782 12:33:47.000 12:35:36.704 12:38:26.038 12:41:14.578 12:43:33.291 12:46:22.306 12:49:10.749 12:51:59.570 12:54:02.991 42 DNA RSSI 0-10 -20-30 dbm -40-50 -60-70 -80-90 -100