Väitös tietoliikennetekniikan alalta, M.Sc. Mohsen Amidzade

Väitöskirjan nimi: Probabilistic cache policy design for cellular networks with stochastic geometry analysis

Tohtoriopiskelija: Mohsen Amidzade
Vastaväittäjät: Prof. Di Yuan, Uppsala University, Ruotsi ja Prof. Italo Atzeni, Oulun yliopisto
Kustos: Prof. Olav Tirkkonen, Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu, informaatio- ja tietoliikennetekniikan laitos

Kun käsitellään haasteita, jotka johtuvat mobiilidatan kasvavasta kysynnästä nykyaikaisissa solukkoradioverkoissa, on välttämätöntä kehittää uusia langattomien verkkojen dynamiikkaan sopivia menetelmiä, joilla optimoidaan verkkojen resurssien käyttöä. Välimuistien käyttö verkon reunalla on lupaava ratkaisu, joka tarjoaa resurssitehokkaan mekanismin lieventämään ennennäkemätöntä liikenteen kasvua. Ideana on varastoida suosituimmat sisällöt verkon reunan laitteistoihin ja lähettää välimuistissa olevat sisällöt langattomasti niitä tarvitseville käyttäjille. Suurten soluverkkojen reunavälimuistien analyysi on haastavaa parametriavaruuden korkean ulottuvuuden vuoksi, ja välimuistin käyttöperiaatteiden suunnittelu tässä viitekehyksessä johtaa monimutkaisiin optimointiongelmiin. 

Tämä väitöskirja keskittyy kehittämään tehokkaita menetelmiä verkon välimuistissa olevien tiedostojen lähettämiseksi käyttäjille. Suurten verkkojen analysoimiseen väitöskirja hyödyntää stokastista geometriaa – todennäköisyyslaskentaan perustuvaa työkalua, jolla mallinnetaan verkon reunalaitteiden maantieteellinen sijainti Poissonin pisteprosesseilla. Sisällön sijoittamiseen reunalaitteisiin käytetään myös satunnaismenetelmää. Väitöskirja käyttää ajasta riippuvaa optimointia sekä vahvistusoppimista ratkaisemaan välimuistin optimointiongelmat. Välimuistin käyttöperiaatteet verkon tasolla optimoidaan tehokkaasti koko verkon alueella. 

Tämä väitöskirja kehittää ja analysoi uutta langatonta tiedostonsiirtojärjestelmää, joka perustuu ortogonaaliseen monipiste-monilähetykseen, joka tarjoaa paremman palvelunlaadun välimuistiverkossa kuin yleisesti käytetty yksittäisiin lähetyksiin perustuva menetelmä. Yhdistämällä tämä menetelmä yksittäisiin lähetyksiin muodostuu hybridilähetysmenetelmä, joka hyödyntää sekä monipiste-monilähetyksen että tarpeen mukaan tehtävien yksittäislähetysten etuja, mikä edelleen parantaa palvelun laatua. Tämän väitöskirjan tuloksena on energiatehokkaita toimitusjärjestelmiä, joilla on potentiaalia tehostaa perinteisiä tiedostojen toimitusmenetelmiä välimuistin mahdollistavissa solukkoradioverkoissa. Lisäksi väitöskirja valaisee stokastisen geometrian, ajasta riippuvan optimoinnin ja vahvistusoppimisen sovelluksia langattoman viestinnän alalla.

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

Yhteystiedot:

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