Energiatehokkaat vertaisverkkoratkaisut rajoitetun kapasiteetin mobiiliympäristöissä

Väitöstutkimuksessa on kehitetty uusia mekanismeja vertaisverkon mobiilipäätelaitteiden energiatehokkuuden parantamiseksi. Energiatehokkuus on kustannustehokas tapa vähentää päätelaitteiden käytön aiheuttamia kasvihuonepäästöjä sekä parantaa mobiilipäätelaitteiden akunkestoa. Vertaisverkkoteknologia tarjoaa hajautetun, itseorganisoituvan, sekä lähes rajattomasti skaalautuvan verkkoarkkitehtuurin päätelaitteiden väliseen tallennustilan, mediasisältöjen ja tietoliikennekapasiteetin suorajakamiseen. Vertaisverkkojen suurin heikkous mobiilikäytön näkökulmasta on ollut niiden päätelaitteille aiheuttama ylimääräinen kuormitus, mikä näkyy niiden lisääntyneenä energiankulutuksena.

Väitöskirjan tulokset osoittavat että vertaisverkkojen mobiilipäätelaitteiden energiatehokkuutta ja sitä kautta niiden akunkestoa pystytään olennaisesti parantamaan energiatietoisia kuormanseuranta- ja jakomekanismeja käyttäen. Aluksi työssä tutkittiin empiirisesti vertaisverkkojen päätelaitteille aiheuttamaa liikennekuormitusta sekä mobiilipäätelaitteiden energiankulutusta erilaisilla liikenneprofiileilla. Tavoitteena oli muodostaa käsitys suurimmista haasteista mobiililaitteiden käytölle vertaisverkoissa. Seuraavaksi kerätystä havaintoaineistosta muodostettiin energiankulutusmalli, jolla voitiin jo järjestelmän kehitysvaiheessa arvioida mobiilipäätelaitteen energiankulutusta erilaisilla verkon liikenneprofiileilla. Mallilla saavutettiin parhaimmillaan noin kolmen prosentin keskimääräinen virhe. Kolmannessa vaiheessa kehitettiin energiatietoinen kuormanseurantamalli, jota käyttäen vertaisverkon mobiilipäätelaitteen akunkesto pystyttiin parhaimmillaan lähes kuusinkertaistamaan. Työn viimeisessä vaiheessa kehitettiin uudentyyppinen konsepti jakaa vertaispäätelaitteen kuorma usean saman verkkoklusterin mobiilipäätelaitteen kesken käyttäen laitteesta toiseen kiertävää mobiiliagenttia.

Työssä kehitetyt mallit nopeuttavat energiatehokkaiden vertaisverkkoja käyttävien järjestelmien kehitystyötä, mahdollistavat energiatietoisen kuormanjaon päätelaitteiden välillä, sekä tätä kautta parantavat järjestelmän energiatehokkuutta ja mobiilipäätelaitteiden akunkestoa.