Dataset för förluster i signalstyrka från fältmätningar vid 3,5 GHz för femte generationens trådlösa kommunikation i inomhusmiljöer

Varför din telefonsignal försvagas inomhus

När du tappar staplarna på din telefon i en korridor, ett klassrum eller ett bibliotek stöter du på ett tyst men avgörande problem: radiosignaler försvagas när de färdas. Denna försvagning, kallad signal‑ eller vägförlust, avgör hur snabbt och tillförlitlig din trådlösa uppkoppling kan vara. När våra hem, kontor och campus fylls av 5G‑enheter och uppkopplade prylar behöver ingenjörer hårda data om hur väggar, dörrar och rumsindelningar påverkar signalstyrkan. Denna artikel erbjuder just det: noggrant uppmätta data som visar hur en 5G‑relevant signal beter sig inuti verkliga byggnader.

Mätning av signalstyrka i verkliga byggnader

Författarna koncentrerade sig på en frekvens av 3,5 gigahertz, en av huvudfrekvenserna för 5G inomhus eftersom den ger en balans mellan hastighet och täckning. Istället för att enbart arbeta med datorsimuleringar eller små experiment genomförde de omfattande mätkampanjer i tre vardagliga inomhusmiljöer vid ett forskningscenter i Mexico City: en lång korridor fylld med kontor och laboratorier, en kompakt studentbyggnad med studierum och en modern biblioteksvåning full av hyllor och studieplatser. Alla tre platser innehöll välkända hinder såsom tegelväggar, glaspartier, gipsskivor, trädörrar, metallpelare och till och med en hisschakt.

I varje byggnad placerade teamet en sändare som kontinuerligt skickade ut en 3,5 GHz‑signal vid en fast effektnivå. De gick sedan med en mottagare genom ett noggrant utformat rutnät av punkter på golvet, med ungefär en meters mellanrum. Vid varje punkt använde de precisa instrument och matchade antenner för att registrera hur stark signalen var. De upprepade detta på två sätt: en gång med sändarens och mottagarens antenner i samma höjd, och en gång med dem i olika höjder för att efterlikna olika praktiska installationer som takmonterade accesspunkter och handhållna enheter.

Att omvandla råa mätvärden till användbar data

Varje punkt i varje rutnät försågs med en fullständig beskrivning: avståndet till sändaren, hur många tegel-, glas-, trä‑ eller gipsskiveväggar som låg direkt i banan, om pelare eller en hiss fanns i vägen, och den uppmätta signalnivån. Där det var omöjligt att ta en mätning—till exempel om en bokhylla eller tung möbel upptog punkten—markerade teamet dessa fall och tog senare bort dem. Efter att ha medelvärdesbildat flera snabba prover vid varje punkt för att minska slumpmässiga variationer omvandlade de den mottagna effekten till ”vägförlust”, den totala mängden signalreduktion mellan sändare och mottagare. Detta gav upphov till sex kompletta dataset för signalstyrka och sex matchande dataset för vägförlust över de tre byggnaderna och de två antennkonfigurationerna.

Kontroll av datans kvalitet

Eftersom dessa mätningar är avsedda att återanvändas av andra forskare och ingenjörer lade författarna ned avsevärda ansträngningar på att kontrollera datakvaliteten. De verifierade att avstånden och antalet hinder var fysiskt rimliga, tog bort omöjliga eller saknade poster och såg till att inga dubbletter fanns. För att undersöka hur de olika faktorerna förhåller sig till varandra använde de en statistisk teknik kallad Spearman‑korrelation, som kan fånga både linjära och svagt kurviga samband. Som väntat ökade vägförlusten med avstånd, och fler väggar av olika material förvärrade den. Plottarna visade också en sund spridning av värden i stället för konstlade mönster, vilket tyder på att mätningarna fångar den rika variationen i verkliga inomhusförhållanden.

Vad andra kan göra med dessa mätningar

De slutliga datasetten delas öppet som enkla kalkylbladsfiler, där varje rad beskriver en mätpunkt och varje kolumn anger en egenskap såsom avstånd, antal väggar av varje typ och den resulterande signalnivån eller vägförlusten. Med denna information kan nätplansläggare testa och förfina formler som förutsäger täckning inomhus, jämföra 3,5 GHz‑beteende med andra frekvenser eller utforma smartare placering av basstationer och routrar. Dataforskare kan också tillämpa maskininlärningsmetoder för att bygga nya prediktionsverktyg utan att behöva genomföra egna tidskrävande fältkampanjer.

Hur detta förbättrar dina framtida uppkopplingar

I vardagliga termer handlar detta arbete om att se till att din telefon, bärbara dator eller smarta sensor behåller en stark uppkoppling även när du befinner dig djupt inne i en byggnad. Genom att kartlägga hur en 3,5 GHz‑signal försvagas när den passerar genom olika rumsindelningar och material ger författarna en ”sanningsuppsättning” som andra kan bygga vidare på. Deras mätningar bekräftar att signalförlusten ökar stadigt med avstånd och med varje extra vägg eller hinder, men nu är dessa effekter kvantifierade i detalj för realistiska inomhusmiljöer. När ingenjörer använder dessa publika dataset för att finjustera sina modeller och konstruktioner bör resultatet bli mer tillförlitlig 5G‑täckning inomhus idag, och bättre planering för framtida 6G‑nät och det växande sakernas internet.

Citering: Perdomo-Reyes, P., Galvan-Tejada, G.M. & Meneses-Viveros, A. Path Loss Dataset from Field Measurements at 3.5 GHz for the Fifth Generation of Wireless Communications in Indoor Environments. Sci Data 13, 521 (2026). https://doi.org/10.1038/s41597-026-06650-4

Nyckelord: 5G inomhustäckning, trådlös vägförlust, mätningar vid 3,5 GHz, radio‑utbredningsdata, inomhus trådlösa nätverk