Matkapuhelinverkon energiaa ja infrastruktuuria hyödyntävä IoT-yhteys mahdollistaa uusien palveluiden kehittämisen

Mobiiliverkkojen standardointiorganisaatio 3rd Generation Partnership Project käynnisti äskettäin tutkimuksen uudentyyppisten ympäristön energiaa hyödyntävien niin sanottujen Ambient IoT-laitteiden käytöstä matkapuhelinverkoissa. Laitteet keräävät energiaa ympäristöstään saadakseen virtaa itselleen käyttämällä esimerkiksi aurinko-, värähtely-, lämpö- tai radiotaajuusenergiaa.

“Kehittämämme AIoT-laitteen prototyyppi koostuu neljännen sukupolven (4G) LTE (Long Term EvolutioN) tukiasemasta, antennin heijastuskerrointa kontrolloivasta AIoT -laitteesta sekä matkapuhelimesta, jonka kanavaestimaattori toimii AIoT-viestien vastaanottimena.  Olemme esitelleet prototyypin demona ACM Mobisys -konferenssissa kesäkuussa Helsingissä käyttämällä signaaligeneraattoria LTE-signaalin lähteenä ja ohjelmistoradiopohjaista matkapuhelintoteutusta vastaanottimena. Lopullisessa toteutuksessa käytetään todellisen tukiaseman lähettämää signaalia ja vastaanotin toteutetaan olemassa olevan matkapuhelimen laitteisto-ohjelman päivityksenä. Olemme jo testanneet järjestelmää laboratoriossa todellisella tukiaseman lähettämällä signaalilla.”, Aalto-yliopiston tietoverkkotekniikan professori Riku Jäntti kertoo.

”Vaikka prototyyppi on integroitu 4G-tukiaseman yhteyteen, sama konsepti voidaan mukauttaa mihin tahansa ympäröivään matkaviestinjärjestelmään kuten 5G-verkkoihin ja sen ulkopuolelle”, Jäntti jatkaa. 

Tutkijat uskovat, että tämä AIoT-järjestelmän ensimmäinen prototyyppi on merkittävä virstanpylväs mobiili IoT verkkojen kehityksessä ja näyttää erittäin vähän energiaa vievien matkapuhelinten IoT-tekniikoiden lupaavan tulevaisuuden. Konsepti mahdollistaa uusien palveluiden kehittämisen älypuhelimien ympärillä olevien AIoT-laitteiden läheisyyden havaitsemiseen perustuen. 

Työ on toteutettu osittain eurooppalaisen projektin, Hexa-X II on 6th Generation (6G), puitteissa ja osittain myös johtavan teleoperaattorin ja digitaalisten palvelujen tarjoajan Orangen tuen ansiosta.

Seuraava suunnitteilla oleva vaihe tutkijoilla on testata konsepti toisella AIoT-prototyypillä: kompaktilla ja kevyellä energiankerääjällä "Crowd-Detectable Zero-Energy Device", jonka Orange loi ja esitteli ensimmäistä kertaa vuonna 2021 Mobile World konferenssissa. Tämä tekniikka tarjoaa potentiaalisia sovelluksia omaisuuden seurantaan, läheisyyspohjaiseen älypuhelimen paikantamiseen sisäympäristöissä ja edulliseen akkuvapaaseen AIoT:hen.

Artikkeli on luettavissa Aaltodoc-julkaisuarkistossa.