Usean operaattorin välinen taajuksien yhteiskäyttö piensoluverkoissa
Väitöstilaisuuden tiedot
Väitöstilaisuuden päivämäärä ja aika
Väitöstilaisuuden paikka
Linnanmaa, OP-sali (L10)
Väitöksen aihe
Usean operaattorin välinen taajuksien yhteiskäyttö piensoluverkoissa
Väittelijä
Diplomi-insinööri Petri Luoto
Tiedekunta ja yksikkö
Oulun yliopiston tutkijakoulu, Tieto- ja sähkötekniikan tiedekunta, CWC - Radioteknologiat
Oppiaine
Tietoliikennetekniikka
Vastaväittäjä
Professori Babak H. Khalaj, Sharif University of Technology, School of Electrical Engineering, Azadi Avenue, Tehran, Iran
Kustos
Akatemiaprofessori Matti Latva-aho, Oulun yliopisto
Matkapuhelinoperaattorit yhteistyöhön taajuuksia jakamalla
Väitöskirjassa on kehitetty menetelmiä, joilla matkapuhelinoperaattorit voivat jakaa omia taajuusalueita tehokkaasti ja oikeudenmukaisesti niin että koko verkon suorituskyky maksimoidaan.
Väitöskirjan päätavoite on parantaa tiedonsiirtonopeuksia sellaisissa piensoluverkoissa, joissa matkapuhelinoperaattorit jakavat joko heidän omia taajuusalueitaan tai heillä yhteisomistuksessa olevia taajuuksia. Kehitettyjen menetelmien suorituskykyä arvioidaan mittavien järjestelmätason simulointien avulla. Matkapuhelinoperaattorit tyypillisesti omistavat yksin tietyt taajuusalueet, eivätkä ole valmiita jakamaan niitä. On kuitenkin oletettu, että tulevaisuudessa matkapuhelinoperaattorit joutuvat jakamaan taajuuksia, koska erityisesti matalat taajuusalueet ovat kalliita ja niukkoja. Korkeammat taajuusalueet (> 6 GHz) puolestaan muodostavat otollisen alustan tehokkaalle spektrin jaetulle käytölle, koska niillä ei ole vielä olemassa olevaa taajuussääntelyä.
Väitöskirjassa esitettyjen algoritmien päätavoite on jakaa taajuuksia dynaamisesti matkapuhelinoperaattoreiden kesken. Algoritmeissa hyödynnetään tietoa matkapuhelinoperaattoreiden taajuuden käyttöasteesta, jonka matkapuhelinoperaattorit kommunikoivat toisilleen. Näin häiriö voidaan välttää ja taajuuden käyttö maksimoidaan. Käyttämättömät taajuudet jaetaan tasaisesti matkapuhelinoperaattoreiden kesken tietyllä ajanhetkellä. Näin voidaan taata lyhytaikainen oikeudenmukainen taajuuksien käyttö, mutta ei pitkäaikaista oikeudenmukaista taajuuksien käyttöä. Lisäksi työssä tutkitaan miten saavuttaa pitkäaikainen taajuuksien oikeudenmukainen käyttö, kun piensoluverkot eivät kommunikoi keskenään.
Tuloksissa osoitetaan matkapuhelinoperaattoreiden välisen koordinaation tärkeys, kun jaetaan omia taajuusalueita. Toisaalta kun operaattorit jakavat yhteisomistuksessa olevia taajuuksia on mahdollista käyttää algoritmeja, joissa ei ole koordinaatiota matkapuhelinoperaattoreiden kesken.
Väitöskirjassa vahvistetaan kehitettyjen algoritmien olevan tehokkaita ja sopivan monenlaisiin verkkoympäristöihin saavuttaen merkittäviä parannuksia tiedonsiirtonopeuteen ilman suuria kustannuksia.
Väitöskirjan päätavoite on parantaa tiedonsiirtonopeuksia sellaisissa piensoluverkoissa, joissa matkapuhelinoperaattorit jakavat joko heidän omia taajuusalueitaan tai heillä yhteisomistuksessa olevia taajuuksia. Kehitettyjen menetelmien suorituskykyä arvioidaan mittavien järjestelmätason simulointien avulla. Matkapuhelinoperaattorit tyypillisesti omistavat yksin tietyt taajuusalueet, eivätkä ole valmiita jakamaan niitä. On kuitenkin oletettu, että tulevaisuudessa matkapuhelinoperaattorit joutuvat jakamaan taajuuksia, koska erityisesti matalat taajuusalueet ovat kalliita ja niukkoja. Korkeammat taajuusalueet (> 6 GHz) puolestaan muodostavat otollisen alustan tehokkaalle spektrin jaetulle käytölle, koska niillä ei ole vielä olemassa olevaa taajuussääntelyä.
Väitöskirjassa esitettyjen algoritmien päätavoite on jakaa taajuuksia dynaamisesti matkapuhelinoperaattoreiden kesken. Algoritmeissa hyödynnetään tietoa matkapuhelinoperaattoreiden taajuuden käyttöasteesta, jonka matkapuhelinoperaattorit kommunikoivat toisilleen. Näin häiriö voidaan välttää ja taajuuden käyttö maksimoidaan. Käyttämättömät taajuudet jaetaan tasaisesti matkapuhelinoperaattoreiden kesken tietyllä ajanhetkellä. Näin voidaan taata lyhytaikainen oikeudenmukainen taajuuksien käyttö, mutta ei pitkäaikaista oikeudenmukaista taajuuksien käyttöä. Lisäksi työssä tutkitaan miten saavuttaa pitkäaikainen taajuuksien oikeudenmukainen käyttö, kun piensoluverkot eivät kommunikoi keskenään.
Tuloksissa osoitetaan matkapuhelinoperaattoreiden välisen koordinaation tärkeys, kun jaetaan omia taajuusalueita. Toisaalta kun operaattorit jakavat yhteisomistuksessa olevia taajuuksia on mahdollista käyttää algoritmeja, joissa ei ole koordinaatiota matkapuhelinoperaattoreiden kesken.
Väitöskirjassa vahvistetaan kehitettyjen algoritmien olevan tehokkaita ja sopivan monenlaisiin verkkoympäristöihin saavuttaen merkittäviä parannuksia tiedonsiirtonopeuteen ilman suuria kustannuksia.
Viimeksi päivitetty: 23.1.2024