Väitös tietoliikennetekniikan alalta, Muhammad Tayyab

Tämän väitöskirjan päätavoitteena on analysoida ja parantaa yhteysvastuunvaihdon (HO) suorituskykyä nykyisissä ja tulevissa solukkoradioverkoissa. Tässä väitöskirjassa havaittiin, että sekä LTE:ssä (4G) että NR:ssä (5G) perinteinen alasuunnan yhteysvastuunvaihtomenettely (DL-HO) suorituskyky on heikkoa tulevaisuuden erittäin tiheissä verkoissa, johtuen mittausraporttien tiehän lähettämisen aiheuttamasta signalointikuormasta sekä mittausraporttien viivästymisestä johtuvista yhteysvastuunvaihtovirheistä.

Tämä väitöskirja tarjoaa yläsuunnan yhteysvastuunvaihtoon (UL-HO) perustuvan ratkaisun, joka välttää mittausraportti-signaloinnin ja täten ratkaisee DL-HO:n suorituskyvyn pullonkaulan. Esitetty UL-HO-prosessi päättyy ennen kuin käyttäjän laite menettää yhteyden palvelevaan tukiasemaan, mikä vähentää yhteysvastuun vaihtojen tiheyttä ja yhteysvastuunvaihtovirheiden määrää ja, mikä tärkeintä, se vähentää käyttäjän laitteen ja tukiaseman virrankulutusta signaloinnin vähenemisen johdosta. Työssä myös laajennetaan UL-HO menetelmää myös liikkuvien pienien solujen (MSC) tapaukseen. Esitetty menetelmä vähentää yksittäisen yhteysvastuunvaihdon epäonnistumisen todennäköisyyttä ryhmäliikkuvuuden tapauksessa ja tarjoaa siten ajonauvossa oleville käyttäjille keskeytymättömiä tietoliikennepalveluja.

Ehdotettua UL-HO-järjestelmää voidaan soveltaa tuleviin matkaviestintäverkkosukupolviin, jotka käyttävät korkeampia taajuuksia ja tiheämpää tukiasemaverkkoa ja perustuvat perinteisen solukkoradioarkkitehtuurin sijaan käyttäjäkeskeiseen soluttomaan lähestymistapaan (UCNC). Lisäksi tulevat avoimen radiopääsyverkon (O-RAN) standardimääritykset perustuvat RAN-arkkitehtuuriin, joka perustuu ohjelmistopohjaiseen radioresurssien hallintajärjestelmään, joka mahdollistaa väitöskirjassa esitetyn energiatehokkaan yhteisvastuunvaihdon. Integroidut pääsy- ja kiinteänverkon toimilaitteet ovat muuttumassa staattisista liikkuviksi mahdollistaen MSC-konseptin, jossa väitöskirjan esittämiä menetelmiä voidaan hyödyntää ryhmäliikkuvuuden suorituskyvyn parantamiseen.

Ehdotettuja UL-HO-ratkaisuja tutkitaan parhaillaan 3GPP-standardoinnissa vaihtoehtoisena ratkaisuna DL-HO: lle. Tämän työn simulaatioanalyysi vahvistaa, että UL-HO-järjestelmä on erinomainen ehdokas energiatehokkaaseen yhteysvastuunvaihtomenettelyyn tulevissa 3GPP-standardeissa.

Vastaväittäjät: professori Erik G. Larsson, Linköpings universitet, Ruotsi ja professori Sergey Andreev, Tampereen yliopisto

Kustos: professori Riku Jäntti, Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulun tietoliikenne- ja tietoverkkotekniikan laitos

Väittelijän yhteystiedot: Muhammad Tayyab, [email protected], +358 40 5289 605

Väitös järjestetään etäyhdeydellä (Zoom). Linkki väitökseen

Zoom-pikaopas

Väitöskirja on julkisesti nähtävillä 10 päivää ennen väitöstä Aalto-yliopiston Aalto-doc -julkaisuarkiston verkkoriiputussivulla.

Elektroninen väitöskirja (aaltodoc.aalto.fi)