Tilastollinen resurssien allokointi erittäin luotettaville langattomille verkoille
Väitöstilaisuuden tiedot
Väitöstilaisuuden päivämäärä ja aika
Väitöstilaisuuden paikka
Etäväitöstilaisuus
Väitöksen aihe
Tilastollinen resurssien allokointi erittäin luotettaville langattomille verkoille
Väittelijä
Tekniikan alan diplomi-insinööri Dian Echevarría Pérez
Tiedekunta ja yksikkö
Oulun yliopiston tutkijakoulu, Tieto- ja sähkötekniikan tiedekunta, CWC - Radioteknologiat
Oppiaine
Langaton viestintä
Vastaväittäjä
Professori Sinem Coleri, Koç-yliopisto
Kustos
Apulaisprofessori Hirley Alves, Oulun yliopisto
Älykkäämpi resurssienhallinta luotettaville langattomille yhteyksille
Tulevaisuuden langattomien verkkojen on tuettava monipuolisia palveluja, joihin
sisältyvät erittäin luotettava ja viiveherkkä viestintä (URLLC), tehostettu mobiililaajakaista
(eMBB) sekä massaluokan laitteiden välinen viestintä (mMTC). URLLC:n tiukat luotettavuustavoitteet asettavat merkittäviä haasteita resurssien allokointiin,
linkkien mukauttamiseen ja koko järjestelmän suunnitteluun, ja nämä haasteet kasvavat
entisestään, kun URLLC toimii rinnakkain muiden palveluluokkien, kuten eMBB:n,
kanssa. Tässä väitöskirjassa tarkastellaan eri metodeja resurssien optimoimiseksi
ja luotettavuuden parantamiseksi, joissa yhdistyvät edistynyt tilastollinen mallinnus,
moniantenniprosessointi ja sijaintitietoinen verkonhallinta.
Ensin tutkimuksessa tarkastellaan moniantennikeilanmuodostusta, kun URLLC- ja
eMBB-palvelut elävät rinnakkain jakaen yhteiset aika-taajuusresurssit. Koska hetkellisen
kanavatilan (i-CSI) hankkiminen URLLC-laitteille on usein epäkäytännöllistä
ylikuorman ja aikarajoitteiden vuoksi, ehdotetaan historiatietoon perustuvaa menetelmää,
jossa yhdistetään URLLC:n aiemmat kanavamittaukset eMBB-käyttäjien i-CSI-tietoon.
Samanaikaisesti suunnitellaan kestäviä resurssien allokointikäytäntöjä URLLC:lle
epätäydellisen i-CSI:n oloissa. Tätä varten hyödynnetään tilastollisia työkaluja kuten
ääriarvoteoriaa (EVT), jonka avulla voidaan luonnehtia tunnuslukujen, esimerkiksi
signaali–häiriö–kohinasuhteen (SINR), jakauman häntäkäyttäytymistä, samalla kun
tiukat luotettavuuskriteerit täyttyvät. Tämän jälkeen hyödynnetään spatiaalista ja paikannukseen liittyvää tietoa tilastollisten radiokarttojen avulla linkkilaadun ennustamiseksi ja resurssien allokoimiseksi mittaamattomissa sijainneissa.
Yhdistämällä ääriarvoteoria (EVT) spatiaalisiin radiokarttoihin saavutetaan ennakoivat luotettavuustakuut. Lisäksi työssä tarkastellaan, miten sijaintitietoiset radiokartat ja EVT voivat parantaa päästä päähän (E2E) erittäin luotettavaa viestintää (URC), erityisesti edistyneissä solunvaihtostrategioissa (HO). Työssä esitetään uusia algoritmeja, jotka laukaisevat HO-päätöksiä käyttämällä ennakoivaa spatiaalista tietoa ja mukautuvaa aika–tehosäätöä, mikä vähentää energiankulutusta ja säilyttää luotettavan yhteyden liikkuvuuden aikana. Työssä tarkasteltavilla metodeilla on potentiaalia edistää erittäin luotettavaa langatonta verkottumista ja vastata käytännöllisellä tavalla viidennen sukupolven (5G) ja sitä seuraavien langattomien järjestelmien palveluvaatimuksiin.
sisältyvät erittäin luotettava ja viiveherkkä viestintä (URLLC), tehostettu mobiililaajakaista
(eMBB) sekä massaluokan laitteiden välinen viestintä (mMTC). URLLC:n tiukat luotettavuustavoitteet asettavat merkittäviä haasteita resurssien allokointiin,
linkkien mukauttamiseen ja koko järjestelmän suunnitteluun, ja nämä haasteet kasvavat
entisestään, kun URLLC toimii rinnakkain muiden palveluluokkien, kuten eMBB:n,
kanssa. Tässä väitöskirjassa tarkastellaan eri metodeja resurssien optimoimiseksi
ja luotettavuuden parantamiseksi, joissa yhdistyvät edistynyt tilastollinen mallinnus,
moniantenniprosessointi ja sijaintitietoinen verkonhallinta.
Ensin tutkimuksessa tarkastellaan moniantennikeilanmuodostusta, kun URLLC- ja
eMBB-palvelut elävät rinnakkain jakaen yhteiset aika-taajuusresurssit. Koska hetkellisen
kanavatilan (i-CSI) hankkiminen URLLC-laitteille on usein epäkäytännöllistä
ylikuorman ja aikarajoitteiden vuoksi, ehdotetaan historiatietoon perustuvaa menetelmää,
jossa yhdistetään URLLC:n aiemmat kanavamittaukset eMBB-käyttäjien i-CSI-tietoon.
Samanaikaisesti suunnitellaan kestäviä resurssien allokointikäytäntöjä URLLC:lle
epätäydellisen i-CSI:n oloissa. Tätä varten hyödynnetään tilastollisia työkaluja kuten
ääriarvoteoriaa (EVT), jonka avulla voidaan luonnehtia tunnuslukujen, esimerkiksi
signaali–häiriö–kohinasuhteen (SINR), jakauman häntäkäyttäytymistä, samalla kun
tiukat luotettavuuskriteerit täyttyvät. Tämän jälkeen hyödynnetään spatiaalista ja paikannukseen liittyvää tietoa tilastollisten radiokarttojen avulla linkkilaadun ennustamiseksi ja resurssien allokoimiseksi mittaamattomissa sijainneissa.
Yhdistämällä ääriarvoteoria (EVT) spatiaalisiin radiokarttoihin saavutetaan ennakoivat luotettavuustakuut. Lisäksi työssä tarkastellaan, miten sijaintitietoiset radiokartat ja EVT voivat parantaa päästä päähän (E2E) erittäin luotettavaa viestintää (URC), erityisesti edistyneissä solunvaihtostrategioissa (HO). Työssä esitetään uusia algoritmeja, jotka laukaisevat HO-päätöksiä käyttämällä ennakoivaa spatiaalista tietoa ja mukautuvaa aika–tehosäätöä, mikä vähentää energiankulutusta ja säilyttää luotettavan yhteyden liikkuvuuden aikana. Työssä tarkasteltavilla metodeilla on potentiaalia edistää erittäin luotettavaa langatonta verkottumista ja vastata käytännöllisellä tavalla viidennen sukupolven (5G) ja sitä seuraavien langattomien järjestelmien palveluvaatimuksiin.
Viimeksi päivitetty: 17.10.2025