Konveksiin optimointiin perustuva resurssien allokointi moniantennijärjestelmissä

Langattomien tietoliikennejärjestelmien käyttämisestä on tullut osa arkielämää ja ne ovat tärkeä hyödyke, kuten sähkö ja vesi. Alun perin langattomat verkot suunniteltiin vain äänen lähettämiseen, mutta digitaalisen tietoliikennetekniikan kehittymisen seurauksena oli mahdollista tukea myös pienen datanopeuden vaativaa liikkuvaa langatonta verkkoyhteyttä. Tämän jälkeen kehitys on ollut huimaa ja langattomat yhteydet ovat parantaneet ihmisten elämää monilla tavoin.

Kehitys jatkuu edelleen ja tällä hetkellä sekä yritys- että akateemisen maailman tavoitteena ovat seuraavan sukupolven verkot. Tulevaisuudessa elämme aikaa, jossa viiveet ovat minimaalisia mutta datanopeudet gigabittien luokkaa. Näitä uusia yhteyksiä hyödynnetään eri aloilla kuten autoteollisuudessa, terveydenhoidossa ja logistiikassa. Tutkimusmaailmalle on kuitenkin suuri haaste, miten taata tuki näin monelle eri alalle niin, etteivät datanopeudet ja luotettavuus kärsi.

Tässä väitöskirjassa tutkittiin konveksiin optimointiin perustuvia radioresurssien allokointimenetelmiä moniantennijärjestelmien alalinkin suunnassa. Erityisesti työssä keskityttiin kehittämään keilanmuodostusmenetelmiä, joilla pyritään optimoimaan langattomien verkkojen suorituskykyä. Yksi ehdotettu tekniikka sallii useamman käyttäjän verkossa niin, että haluttu suorituskyky saavutetaan ja että tukiasemien välistä koordinaation määrää voidaan vähentää.

Toinen ehdotettu menetelmä auttaa verkkoa löytämään energiatehokkaan pisteen toimia. Ehdotettu menetelmä on hyödyllinen mitoittamaan tulevaisuuden verkkoja, jotka tulevat olemaan paljon tiheämpiä kuin nykyiset.

Väitöstutkimuksessa vaikeat ongelmat on onnistuttu ratkaisemaan hyödyntämällä matemaattista optimointia, ja kehitetyt ratkaisut osoitetaan tehokkaiksi.