Väitös tietoliikenne- ja tietoverkkotekniikan alalta, M.Sc. Xiyu Wang

Väitöskirjan nimi: Multi-Antenna Ambient Backscatter Communications: Performance Optimization and Analysis

Tohtoriopiskelija: Xiyu Wang
Vastaväittäjä: Prof. Aggelos Bletsas, Technical University of Crete, Greece
Kustos: Prof. Riku Jäntti, Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu, informaatio- ja tietoliikennetekniikan laitos

IoT-verkot ennakoivat jatkuvasti kasvavaa joukkoa yhdistäviä laitteita. Laajamittainen liitettävyyttä rajoittaa käytettävissä oleva energia ja spektri. Kehittynyt ambient backscatter communications (AmBC) on kestävä ratkaisu, joka mahdollistaa tiedonsiirron erittäin alhaisella virrankulutuksella ja parannetulla spektritehokkuudella. AmBC:n laajaa käyttöönottoa rajoittavat kuitenkin järjestelmän suorituskyky, saavutettavissa oleva viestintäalue ja tiedonsiirtonopeus, jotka johtuvat vastaanottimen huonosta suorituskyvystä. Siksi AmBC:n popularisoimiseksi opinnäytetyössä tutkitaan, kuinka AmBC-vastaanottimien demodulaatiosuorituskykyä voidaan parantaa. Tässä opinnäytetyössä tutkimme useiden antennien hyödyntämistä järjestelmäkomponenteissa, jolloin ratkaisut voivat toimia ilman tiettyjä signaalityyppejä tai lisätietoa ympäristöjärjestelmästä. Opinnäytetyössä tarkastellaan moniantennivastaanottimen ja moniantennisen takaisinsirontalaitteen suunnitelmia ja sisältää sekä teoreettisen johtamisen että käytännön esittelyn tuloksena olevista suunnitelmista. 

Ehdotetut mallit ovat optimaalisia, koska ne on johdettu minimoimalla demodulaatiovirheen todennäköisyys. Tuloksena saadut vastaanottimet yleistyvät erilaisiin AmBC-käyttökohteisiin signaalityypeistä riippumatta. Analyysit ehdottavat takaisinsirontalaitteen sijoittamista paremman demodulaatiosuorituskyvyn saavuttamiseksi, ja usean antennin takaisinsirontalaitetta tulisi käyttää, kun ympäristön lähteitä on useita. Lisäksi vastaanottimen toteutuksen yksityiskohdista keskustellaan analogia-digitaalimuuntimen dynaamisen alueen ja laajakaistajärjestelmän käyttöönoton kannalta. Siten ehdotetut mallit parantavat AmBC-järjestelmän suorituskykyä, mikä avaa paljon enemmän IoT:n käyttömahdollisuuksia.

Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 10 päivää ennen väitöstä): https://aaltodoc.aalto.fi/doc_public/eonly/riiputus/

Yhteystiedot:

Katso myös:

Sähkötekniikan korkeakoulun väitöskirjat: https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/53