Kotimainen läpimurto: Teleoperaattoreille miljardisäästöt Full duplex -teknologiasta

TkT Dani Korpi voitti Tekniikan akateemiset TEKin ja Tekniska Föreningen i Finland TFiF:n palkinnon vuoden parhaasta tekniikan alan väitöstutkimuksesta.

– Full duplex -radioteknologian avulla mobiiliverkkojen tiedonsiirtokapasiteetti voidaan käytännössä jopa tuplata, kun yksi ja sama laite lähettää ja vastaanottaa tietoa samaan aikaan samalla taajuudella. Näin myös tiedonsiirtonopeus kaksinkertaistuu ilman uusia taajuusalueita, Korpi kertoo.

Laskennallisesti full duplex -teknologia on osoitettu mahdolliseksi jo aiemmin, mutta Korpi onnistui osoittamaan, että se toimii myös käytännössä. Ratkaisussa hyödynnettiin uusia itseinterferenssiä vähentäviä menetelmiä, kuten RF-vaimenninta sekä edistynyttä digitaalista signaalinkäsittelyä.

Taajuusalueiden hankkiminen on erittäin kallista tiheästi asutuilla alueilla. Full duplex -teknologian ansiosta samaan tiedonsiirtonopeuteen riittää puolet entisestä taajuusalueiden määrästä. Tämä merkitsee teleoperaattoreille jopa miljardisäästöjä. Korven väitöstyön tulokset ja menetelmät ovat jo herättäneet kiinnostusta mobiiliverkkoihin ja langattomaan tiedonsiirtoon keskittyvien suuryritysten, kuten Nokian, Huawein ja Intelin kiinnostuksen. Full-duplex -tiedonsiirto on yksi mahdollinen teknologia tulevaisuuden mobiiliverkkojen suunnittelussa ja standardoinnissa.

– Rakensimme full duplex -prototyyppi- ja demonstraatiolaitteiston, jolla kehitettyjä menetelmiä todennettiin oikeilla laitteilla oikeissa toimintaympäristöissä. Prototyyppilaitteet ovat ensimmäisten full duplex -radioiden joukossa koko maailmassa. Käytimme myös halpoja radiokomponentteja, jotta pääsimme testaamaan teknologian soveltuvuutta edullisiin massatuotettuihin kuluttajalaitteisiin, Korpi sanoo.

Korpi teki työnsä Full-Duplex Wireless: Self-interference Modeling, Digital Cancellation, and System Studies Tampereen teknillisen yliopiston tieto- ja sähkötekniikan tiedekunnassa. Ohjaajina ovat toimineet professori Mikko Valkama, yliopistotutkija Lauri Anttila ja apulaisprofessori Taneli Riihonen.

Tutkimustulokset on julkaistu korkeatasoisissa lehtiartikkeleissa. Seitsemästä artikkelista neljä kuuluu korkeimpaan julkaisuluokkaan JUFO3, mikä on poikkeuksellista väitöskirjatöille. Väitöskirjajulkaisuja on siteerattu tiedeyhteisössä yli 1000 kertaa, mikä sekin on poikkeuksellinen saavutus.

Väitöskirjapalkinto on arvoltaan 7500 euroa. Sen jakavat vuosittain Tekniikan akateemiset TEK ja Tekniska Föreningen i Finland TFiF tunnustuksena kansainvälisen mittapuun mukaan korkeatasoisesta väitöskirjasta, joka on merkittävästi edistää tekniikan alan osaamista Suomessa.