Väitöstilaisuus Oulun yliopistossa

Väittelijä

Diplomi-insinööri Oskari Tervo

Tiedekunta ja yksikkö

Oulun yliopiston tutkijakoulu, Tieto- ja sähkötekniikan tiedekunta, Centre for Wireless Communications - Radio Technologies

Oppiaine

Tietoliikennetekniikka

Väitöstilaisuus

25.5.2018 12:00

Väitöstilaisuuden paikka

Linnanmaa, sali IT116

Aihe

Lähetinoptimointi energiatehokkaissa moniantennisolukkoverkoissa
Transceiver optimization for energy-efficient multiantenna cellular networks

Vastaväittäjä

Professori Luc Vandendorpe, Université catholique de Louvain (Belgia)

Kustos

Professori Markku Juntti, Oulun yliopisto

Langattomien verkkojen energiatehokkuutta voidaan merkittävästi parantaa edistyneillä lähetysmenetelmillä

Tutkimuksessa havaittiin, että ehdotetuilla menetelmillä voidaan ideaalisesti saavuttaa parhaimmillaan moninkertainen energiatehokkuuden parannus olemassa oleviin menetelmiin verrattuna.

Perinteisesti langattomissa verkoissa on keskitytty datanopeuden ja spektrin käytön tehokkuuden maksimointiin välittämättä prosessointitehon vaikutuksesta energiatehokkuuteen. Suurella nopeudella lisääntyvä älylaitteiden määrä ja siitä seuraavat valtavat datanopeusvaatimukset tuovat kuitenkin erityisen haasteen energiatehokkuuden näkökulmasta, koska langattomien verkkojen hiilijalanjälki ei saisi kasvaa enää tämänhetkiseen verrattuna. Tämä onkin ollut merkittävä 5G-verkkojen suunnittelukriteeri ja tulee vielä merkittävämmäksi tulevaisuuden yhteiskunnassa, jossa vaatimukset kasvavat valtavasti ja lähes kaikki on yhteydessä kaikkeen. Tämän seurauksena prosessointiteho tulee merkittäväksi ja tulisi ottaa huomioon lähetyksessä.

Työ keskittyi useiden käyttäjien solukkoverkkoihin, joissa tukiasemat lähettävät yhteistoiminnallisesti dataa useille käyttäjille tai käyttäjäryhmille käyttämällä moniantennilähetystä. Suunnittelukriteerinä oli saada lähetettyä mahdollisimman suuri tietomäärä energiayksikköä kohti siten, että kuitenkin taataan tietty datanopeus kullekin käyttäjälle. Tämä mahdollistetaan siten, että otetaan koko lähetykseen liittyvä prosessointiteho huomioon lähetysmenetelmissä ja suunnitellaan tämän perusteella parhaat lähetystehot ja -suunnat. Tätä tekniikkaa voidaan kutsua energiatehokkaaksi yhteistoiminnalliseksi keilanmuodostukseksi. Lisäksi osia lähettimestä voitaisiin hetkellisesti sulkea energiatehokkuuden parantamiseksi.

Näiden kriteerien perusteella voidaan muodostaa optimointiongelma eri tilanteissa. Työssä ehdotettiin useita erilaisia ratkaisuja näihin ongelmiin sekä teoreettisesti maksimaalisen suorituskyvyn näkökulmasta että käytännöllisempiä laskennallisesti tehokkaampia ratkaisuja.

 

Väitöskirja

Viimeksi päivitetty: 16.5.2018