Hajautettuja ja siirrettäviä moniantennitekniikoita konetyyppiseen tietoliikenteeseen

Langattomat viestintäteknologiat, kuten 4G, 5G ja Wi-Fi, mahdollistavat jo nyt useiden laitteiden samanaikaisen verkkoon liittämisen hyödyntämällä useita antenneja. Tulevaisuuden verkoilta vaaditaan kuitenkin paljon enemmän: suurempia nopeuksia, pienempiä viiveitä, parempaa luotettavuutta sekä huomattavasti suurempaa määrää samanaikaisia yhteyksiä. Näiden vaatimusten täyttäminen edellyttää uusia tapoja suunnitella langattomia verkkoja, esimerkiksi käyttämällä entistä enemmän antenneja, sijoittamalla antennit eri paikkoihin tai yhdistämällä olemassa olevia menetelmiä uusiin teknologioihin.

Tämä väitöskirja tarkastelee näitä uusia suuntauksia, keskittyen erityisesti sisäverkoihin, jotka on suunniteltu koneille ihmisten sijaan – esimerkiksi esineiden internetin (IoT) laitteille, jotka vaihtavat tietoa verkon kanssa ilman ihmisen väliintuloa. Väitöskirjassa tutkitaan erilaisia tapoja hallita suurta määrää samanaikaisesti kytkettyjä laitteita. Ensin tarkastellaan menetelmää, jossa yhdistetään kaksi olemassa olevaa tekniikkaa (nimeltään MIMO ja NOMA), ja selvitetään, voidaanko niiden avulla parantaa suorituskykyä tilanteissa, joissa monet laitteet joutuvat jakamaan rajallisia radiotaajuusresursseja. Tämän jälkeen tutkitaan hajautettuja MIMO-verkkoja, joissa antennit on sijoitettu eri puolille aluetta yhden keskitetyn sijainnin sijaan. Kysymys kuuluu: onko parempi sijoittaa suuri määrä antenneja yhteen paikkaan vai hajauttaa ne useisiin sijainteihin?

Tutkimuksessa perehdytään myös innovatiivisiin teknologioihin, kuten antenneihin, jotka voivat liikkua tai kääntyä signaalin kattavuuden parantamiseksi.

Tulokset tarjoavat uutta tietoa niin tutkijoille, jotka etsivät ratkaisuja tulevaisuuden langattomien verkkojen kehittämiseen, kuin yrityksille, jotka suunnittelevat, rakentavat ja ottavat niitä käyttöön. Ne tuovat esiin lupaavia teknologioita, joiden avulla tulevaisuuden verkot voidaan tehdä entistä tehokkaammiksi, luotettavammiksi ja valmiiksi huomattavaan liitettyjen laitteiden määrän kasvuun.