Väitöstiedotteet - Tampereen teknillinen yliopisto

Tulevaisuuden langattomat yhteydet nopeammiksi halvemmilla laitteilla

Tulevaisuuden langattomissa tietoliikennejärjestelmissä hyödynnetään useita antenneja niin lähettimissä kuin vastaanottimissakin. Diplomi-insinööri Aki Hakkarainen kehitti väitöstyössään menetelmiä moniantennilaitteiden tarjoamien tiedonsiirtonopeuksien kasvattamiseen kustannustehokkaasti.

Digitalisaation ja esineiden internetin myötä langattomissa järjestelmissä tarvittavat tiedonsiirtonopeudet ja verkkoja käyttävien laitteiden määrät tulevat lähitulevaisuudessa kasvamaan huimasti nykyisistä. Jotta kasvu olisi mahdollista, antennien määrää on lisättävä esimerkiksi matkapuhelinverkkojen tukiasemissa ja langattoman lähiverkon laitteissa. Moniantennijärjestelmät pystyvät tarjoamaan huomattavasti suurempia tiedonsiirtonopeuksia, mutta suurempi määrä antenneja ja niihin liittyvää elektroniikkaa tuovat kuitenkin mukanaan lisävaatimuksia.

– Elektronisten komponenttien halutaan olevan mahdollisimman halpoja. Halvalla saa kuitenkaan harvoin hyvää: vastaanotettujen signaalien laatu voi heikkolaatuisten komponenttien vuoksi heiketä merkittävästi. Tämän seurauksena moniantennilaitteista ei saadakaan irti odotettua hyötyä kokonaisuudessaan, Aki Hakkarainen kertoo.

Hakkarainen tutki väitöstyössään, miten elektroniikassa vääjäämättä esiintyvät epätäydellisyydet vääristävät signaaleja moniantennijärjestelmissä. Saavutettujen mallien avulla hän kehitti menetelmiä signaalilaadun parantamiseksi digitaalisella signaalinkäsittelyllä.

– Laitevalmistajien kannalta on erittäin edullista, että tarvittava signaalilaatu ja tiedonsiirtonopeus pystytäänkin takaamaan digitaalisesti. Tällöin pienet epätäydellisyydet käytettävässä elektroniikassa eivät haittaa. Kun uudet menetelmät pystytään vielä sujuvasti sulauttamaan osaksi nykyäänkin laitteissa tehtävää laskentaa, niin tämän ratkaisun hyödyt ovat selvästi haittoja suuremmat, Hakkarainen summaa.

Aki Hakkaraisen tulokset auttavat osaltaan toteuttamaan uusia moniantennijärjestelmiä, jotka mahdollistavat yhä vaativampien sovellusten käyttöönottoa.

– Esimerkiksi automatisoidut tehtaat, itse ajavat autot ja virtuaalitodellisuussovellukset asettavat erittäin suuria vaatimuksia tiedonsiirtonopeuksille ja käyttäjämäärille. On selvää, ettei tällaisia palveluita voida toteuttaa langattomasti ja kustannustehokkaasti ilman luotettavasti toimivia moniantennijärjestelmiä, Hakkarainen visioi.

Väitöstilaisuus perjantaina 13.1.2017

Diplomi-insinööri Aki Hakkaraisen tietoliikennetekniikan alaan kuuluva väitöskirja I/Q Imbalance in Multiantenna Systems: Modeling, Analysis and RF-Aware Digital Beamforming (I/Q epäbalanssi moniantennijärjestelmissä: Mallinnus, analysointi ja RF-tietoinen digitaalinen keilanmuodostus) tarkastetaan julkisesti Tampereen teknillisen yliopiston (TTY) tieto- ja sähkötekniikan tiedekunnassa perjantaina 13.1.2017 klo 12.00 alkaen Tietotalon salissa TB109 (Korkeakoulunkatu 1, Tampere). Vastaväittäjänä toimii associate professor Elisabeth de Carvalho (Aalborg University, Tanska). Tilaisuutta valvoo professori Mikko Valkama TTY:n elektroniikan ja tietoliikennetekniikan laboratoriosta.

Aki Hakkarainen (34) on kotoisin Joensuusta ja työskentelee tällä hetkellä TTY:n elektroniikan ja tietoliikennetekniikan laboratoriossa langattoman tietoliikenteen ja paikannuksen tutkimusryhmässä.

Väitöskirjaan voi tutustua osoitteessa http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-15-3877-3

Lisätietoja: Aki Hakkarainen, puh. 045 864 1477, etunimi.sukunimi@tut.fi

Uutisen jättäjä: Sanna Schildt
Asiasanat: tiede ja tutkimus