Langaton viestintä ja mobiiliverkot

Matkaviestinverkon suunnittelu on haasteellista, koska käytännön verkon palvelukysyntä ei ole maantieteellisesti yhtenäistä ja solukkoverkkojen rakenne ovat muuttumassa yhä epäsäännöllisemmiksi. Päätavoitteenamme on ollut kehittää menetelmä, joka tarjoaa uuden yleisen teoreettisen kehyksen eri verkkotekijöiden (palvelukysyntä, kuormitus, kanavat jne.) välisten riippuvuuksien analysointia varten.

Uusimmat julkaisut:

D. G. Gonzalez, H. Hakula, A. Rasila, J. Hämäläinen: "Spatial Mappings for Planning and Optimization of Cellular Networks", IEEE/ACM Transactions on Networking, Vol. 26, No. 1, February 2018.

D. G. Gonzalez, J. Hämäläinen: "Looking at Cellular Networks Through Canonical Domains and Conformal Mapping", IEEE Transactions on Wireless Communications, Vol.15, No.5, 2016.

Esineiden internet on lupaava tutkimussuunta, jolla on huomattavaa käytännön merkitystä. Olemme tutkineet erityisesti viivesietoisten IoT-laitteiden matkaviestinverkon laajamittaista liitettävyyttä.  Tutkimukseen sisältyy esineiden internetin moniantennijärjestelmien protokollasuunnittelu ja käyttö.

Uusimmat julkaisut:

Y. Zou, K. T. Kim, X. Lin, M. Chiang, Z. Ding, R. Wichman, J. Hämäläinen: "Low-Overhead Joint Beam-Selection and Random-Access Schemes for Massive Internet-of-Things with Non-Uniform Channel and Load", IEEE International Conference on Computer Communications (INFOCOM), 2020.

A. Dowhuszko, G. Corral-Briones, J. Hämäläinen, R. Wichman: "Performance of Quantized Random Beamforming in Delay-Tolerant Machine-Type Communication", IEEE Transactions on Wireless Communications, Vol.15, No.8, August 2016.

Tämä on uusi mutta lupaava tutkimussuunta. VLC-tutkimusyhteisö on vielä melko pieni, mutta odotamme VLC-tutkimuksen vauhdittuvan lähitulevaisuudessa.

Uusimmat julkaisut:

A. Dowhuszko, M. C. Ilter, J. Hämäläinen: "Visible Light Communication System in Presence of Indirect Lighting and Illumination Constraints", IEEE International Conference on Communications (ICC), 2020.

A. Dowhuszko, M. C. Ilter, P. Pinho, J. Hämäläinen: "The effect of power allocation on visible light communication using commercial phosphor-converted led lamp for direct illumination", IEEE International Conference on Acoustics, Speech, and Signal Processing (ICASSP), 2020.

Tällä alalla on käsitelty informaatioteoreettisia kysymyksiä, joissa voidaan soveltaa esimerkiksi ääriarvoteoriaa ja vapaan todennäköisyyden teoriaa, sekä epäsäännöllisiä signaalimodulaatioita, joiden avulla voidaan parantaa fyysisen kerroksen tehokkuutta.

Uusimmat julkaisut:

R. Duan, Z. Zheng, R. Jäntti, J. Hämäläinen, Z. J. Haas: "Asymptotic Analysis for Spectrumsharing Systems with TAS/MRC Using Extreme Value Theory: An Overlooked Aspect", IEEE Access, vol.7, No.1, December 2019.

M. C. Ilter, H. U. Sokun, H. Yanikomeroglu, R. Wichman, J. Hämäläinen: "The Joint Impact of Fading Severity, Irregular Constellation, and Non-Gaussian Noise on Signal Space Diversity-Based Two-Way Relaying Networks", IEEE Access, Vol.7, 2019.

Z. Zheng, L. Wei, R. Speicher, R. Muller, J. Hämäläinen, J. Corander: "Asymptotic Analysis of Rayleigh Product Channels: A Free Probability Approach", IEEE Transactions on Information Theory, Vol. 63, No. 3, March 2017.

V2X-viestintä on viime aikoina herättänyt paljon tutkimuskiinnostusta sekä akateemisissa että teollisuusyhteisöissä. Autoteollisuus panostaa voimakkaasti liikenneturvallisuuden ja autonomisten ajosovellusten kehittämiseen, mikä monissa tapauksissa edellyttää nopeaa ja luotettavaa viestintää ajoneuvon ja verkon välillä – tai ajoneuvon ja muiden tienkäyttäjien välillä. Aloitimme työn fyysisistä kerrosmalleista, kuten V2X-kanavamallinnuksesta, mutta viime aikoina tutkimus on kattanut järjestelmätason tutkimukset.

Uusimmat julkaisut:

M. U. Sheikh, J. Hämäläinen, D. Gonzalez G, R. Jäntti and O. Gonsa: "Usability Benefits and Challenges in mmWave V2V Communications: A Case Study", International Conference on Wireless and Mobile Computing, Networking and Communications (WiMob), 2019.

U. Saeed, J. Hämäläinen, M. Garcia-Lozano, D. Gonzalez G.: "On the Feasibility of Remote Driving application over Dense 5G Roadside Networks", International Symposium on Wireless Communication Systems (ISWCS), 2019.

S. Yoo, D. Gonzalez G., J. Hämäläinen, and K. Kim: "Doppler Spectrum Analysis of a Roadside Scatterer Model for Vehicle-to-Vehicle Channels: An Indirect Method", IEEE Transactions on Wireless Communications, Vol. 17, No. 12, December 2018.

Merkittävä osa tutkimuksestamme liittyy matkaviestintäjärjestelmien kehittämiseen ja suorituskykyanalyysiin aina ensimmäisistä verkoista 5G:hen ja sitä seuraaviin ratkaisuihin. Tärkeimpiä tutkimusaiheita ovat olleet: moniantennimenetelmät, verkon energiatehokkuus, itseorganisoituvat verkot, radiokerroksen resurssien jako, toistimet ja joustava taajuuksien käyttö.

Uusimmat julkaisut:

[24] Q. Chen, G. Yu, H. M. Elmaghraby, J. Hämäläinen, Z. Ding: "Embedding LTE-U within Wi-Fi Bands for Improved Spectrum Efficiency", IEEE Network Magazine, Vol.31, No.2, March/April 2017.

[25] D. G. Gonzalez, J. Hämäläinen, H. Yanikomeroglu, M. Garcia-Lozano, G. Senarath: "A Novel Multiobjective Cell Switch-O_ Framework for Cellular Networks", IEEE Access, Vol.4, 2016, pp. 7883 - 7898.

[26] B. B. Haile, A. Dowhuszko, J. Hämäläinen, R. Wichman, Z. Ding: "On the Performance of Some CoMP Techniques under Channel Power Imbalance and Limited Feedback", IEEE Transactions on Wireless Communications, Vol.14, No.10, August 2015.