Adaptiiviset tehon ja taajuuden allokoinnin strategiat kognitiivisissa radiojärjestelmissä

Nykyään eri tarkoituksiin kehityt langattomat viestintäjärjestelmät kuten TV, 3G, 4G, satelliitit jne. toimivat omilla radiotaajuuksillaan. Taajuustarpeet kasvavat koko ajan langattomalle liikenteelle uusien palveluiden ja järjestelmien takia, etenkin langaton videoliikenne vaatii paljon kapasiteettia. Mobiilin dataliikenteen ennustetaan edelleen kasvavan voimakkaasti tulevien vuosien aikana. Tämä johtaa siihen, että osa taajuuksista ruuhkautuu. Kognitiivinen radiojärjestelmä on älykäs ympäristöä havainnoiva ja siihen mukautuva teknologia. Kognitiivisilla radiojärjestelmillä pyritään siihen, että voitaisiin hyödyntää joustavasti ja tehokkaasti taajuuksia, jotka eivät ole tietyllä hetkellä ja tietyssä paikassa käytössä ja vältettäisiin näin ruuhkautumisia ja palveluiden huonontumista.

Väitöstyössä tutkittiin menetelmiä, joilla mahdollistetaan kuvattu radiotaajuuksien tehokas yhteiskäyttö, keskittyen tehon ja taajuuden säätöön.

Tutkimus osoittaa historiatiedon käytön hyödyllisyyden taajuuden valinnassa: ennustamalla saadaan valittua parhaat kaistat käyttöön. Kun taajuuden käytöstä kerätään tietoa, voidaan sitä analysoimalla löytää esimerkiksi sellaiset taajuudet, jotka tarjoavat toissijaiseen käyttöön pisimmät mahdolliset toiminta-ajat. Työssä kehitetty menetelmä tunnistaa nykyisen käytön, analysoi vapaana olevat taajuudet ja hyödyntää parhaita vapaita kaistoja. Menetelmä on yleinen ja sitä voidaan soveltaa erilaisissa järjestelmissä. Taajuuden valinnan lisäksi tutkimuksessa on kehitetty ja tutkittu tehonsäätömenetelmiä. Työssä on määritelty tehorajoja toissijaiselle radiojärjestelmälle, jolloin on saatu tietoa siitä missä ja miten radiolähettimiä voidaan käyttää yhteiskäyttötilanteessa. Lisäksi työssä on kehitetty uusi tehonsäätömenetelmä adaptiiviseen tiedonsiirtoon.

Työn tuloksia ja periaatteita voidaan hyödyntää tulevaisuuden langattomien viestintäjärjestelmien kehityksessä varmistamaan tietoliikenteen sujuvuutta sekä vastaamaan kasvaviin tiedonsiirtotarpeisiin. Menetelmä on yleinen ja sovellettavissa useille taajuusalueille. Potentiaalisia hyödyntäjiä ovat esimerkiksi matkaviestintäjärjestelmien valmistajat sekä viranomaisverkot.