Oulun yliopisto

Väitös: Älykkäät vihreät piensoluverkot - älykkyyden avulla energiansäästöön

Jaa

Nykyiset teknologiat hyödyntävät hierarkkista ja vahvasti keskitettyä verkon hallintaa, joka kuluttaa paljon energiaa ja kuormittaa tiedonvälitystä. Yksi lupaava ratkaisu on tiheä piensoluverkko, joka koostuu halvoista pienitehoisista tukiasemista, jotka jakavat verkkoinfrastruktuuria keskenään. Väitöstyössä kehitettiin älykkäitä menetelmiä piensoluverkkoihin hyödyntämällä peliteoriaa, mean-field -teoriaa, koneoppimista ja optimointia. Esitetyt menetelmät tuottavat huomattavia parannuksia energiansäästöön ja siirtonopeuteen.

Tietoliikenne on kehittynyt nopeasti viime vuosina ja kehitys jatkuu edelleen. Alun perin tietoliikenne keskittyi puheensiirtoon, mutta nyt se on laajentunut moniin eri sovelluksiin kuten internettiin, virtuaalitodellisuuteen, teollisuusautomaatioon ja itsestään ajaviin autoihin. Tämän seurauksena suuren datanopeuden, sekä laadukkaan ja luetettavan yhteyden takaamisesta on tullut suuri haaste.

Yksi lupaava ratkaisu on tiheä piensoluverkko, joka koostuu halvoista pienitehoisista tukiasemista, jotka jakavat olemassa olevaa verkkoinfrastruktuuria ja verkkoresursseja keskenään. Kuitenkin nykyiset teknologiat hyödyntävät hierarkkista ja vahvasti keskitettyä verkon hallintaa, joka ei ole sopiva menetelmä hallinnoimaan suurta määrää piensoluverkkoja. Tällaisella hallinnalla verkko kuluttaa paljon energiaa ja joudutaan käyttämään suurta kuormaa aiheuttavaa tiedonvälitystä tukiasemien ja käyttäjien kesken.

Tämän työn motivaationa on kehittää älykkäitä menetelmiä piensoluverkkoihin, joissa piensolut ja käyttäjät voivat oppia verkon rajoitteita ja ympäröivien verkkoelementtien käyttäytymistä. Oppiminen voidaan tehdä joko pienissä ryhmissä, itsenäisesti vähäisellä koordinaatiolla tai itsenäisesti ilman koordinaatiota. Hyödyntäen opittua tietoa verkko voi älykkäästi tehdä päätöksiä lähetystehosta, käyttäjien allokointiajoista, piensolujen päälle tai pois päältä kytkemisestä ja taajuuksien käytöstä. Näin voidaan taata laadukkaat yhteydet pienellä tehon kulutuksella ja koordinoinnilla nykyisiin verkkoihin verrattuna.

Tässä työssä hyödynnetään kahta tieteenalaa, matematiikkaa ja fysiikka ja näistä eri työkaluja kuten, peliteoriaa, mean-field -teoriaa, koneoppimista ja optimointia. Ehdotettujen älykkäiden ja vihreiden menetelmien suorituskykyä on arvioitu mittavilla simulaatioilla. Esitetyt menetelmät tuottavat huomattavia parannuksia energiansäästöön, siirtonopeuteen ja vähentyneeseen signaloinnin tarpeeseen, verrattuna perinteisiin menetelmiin, joita tutkimuskirjallisuudessa on tarkasteltu.

---

Master of Engineering Sumudu Samarakoon väittelee tohtoriksi Oulun yliopistossa perjantaina 17.11.2017. Tietoliikennetekniikan alaan kuuluvan väitöskirjan otsikko on Learning-based Methods for Resource Allocation and Interference Management in Energy-Efficient Small Cell Networks (Oppimiseen perustuva resurssien allokointi ja häiriön hallinta energiatehokkaissa piensoluverkoissa). Vastaväittäjänä toimii professori Jyri Hämäläinen Aalto-yliopistosta ja kustoksena dosentti Mehdi Bennis Oulun yliopistosta. Väitöstilaisuus pidetään Oulun yliopistossa salissa HU 106 kello 12 alkaen.

Oppiarvo ja nimi: Master of Engineering Sumudu Samarakoon

Syntymäaika ja -paikka: 1985 Sri Lanka

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

Väittelijän yhteystiedot: Master of Engineering Sumudu Samarakoon. p. 044 9636 084, sumudu.samarakoon@oulu.fi

Viestinnän asiantuntija Kaisu Innanen, Oulun yliopisto, p. 050 4344 261, kaisu.innanen@oulu.fi

Kuvat

Linkit

Tietoja julkaisijasta

Oulun yliopisto
Oulun yliopisto
Pentti Kaiteran katu 1
90570 Oulu

0294 480 000http://www.oulu.fi/yliopisto/

 

Oulun yliopisto
Viestintä, markkinointi ja yhteiskuntasuhteet
PL 8000
90014 Oulun yliopisto
viestintä (@) oulu.fi
0294 484 091

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat mediatiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Oulun yliopisto

Tekoälystä uusia mahdollisuuksia lääketieteen kuvantamiseen16.10.2018 15:58Tiedote

Tekoälyn mahdollisuuksista lääketieteellisessä kuvantamisessa saadaan pian uutta tietoa, kun lääkäreistä, fyysikoista ja matemaatikoista koostuva monialainen tutkimusryhmä pureutuu aiheeseen Oulun yliopiston professori Miika Niemisen johdolla. Tavoitteena on luoda tekoälyyn perustuvaa diagnostiikkaa, joka on nykyiseen verrattuna nopeampaa, tarkempaa ja kustannustehokkaampaa. Hankkeelle on myönnetty yli puolen miljoonan euron rahoitus Tulevaisuuden tekijät -ohjelmasta.

Uutta tietoa luonnonmateriaalien hyödyntämisestä jätevesien puhdistamisessa26.9.2018 06:00Tiedote

Pajukosteikolla voidaan lisätä ravinteidenpoistoa jätevesistä myös pohjoisissa olosuhteissa. Lisäravinteiden saanti jätevesistä lisää myös pajujen biomassan tuotantoa. Pajulajikkeiden välillä oli kuitenkin selvästi eroa biomassan tuotannossa. Muun muassa nämä asiat selviävät Oulun yliopiston tutkijoiden toteuttaman ja Euroopan aluekehitysrahaston osarahoittaman hankkeen ”Metallipitoisten hulevesien ja käsiteltyjen jätevesien puhdistustehokkuuden parantaminen luonnonmateriaaleilla” -loppuraportista.

Joet ovat merkittäviä kasvihuonekaasujen päästölähteitä arktisilla alueilla4.9.2018 13:05Tiedote

Joet ovat merkittäviä kasvihuonekaasujen, erityisesti hiilidioksidin luontaisia päästölähteitä arktisilla alueilla. Kansainvälisessä tutkimushankkeessa on todettu, että joista ilmakehään vapautuvan hiilen määrä on aiemmin arvioitua suurempi maailman laajimmalla turvealueella Länsi-Siperiassa. Ilmaston lämmetessä sulava ikirouta paljastaa alueella valtavat turvealueet, joihin sitoutunut orgaaninen hiili voi vapautua ilmakehään ja kiihdyttää ilmastonmuutosta.

Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki STT Infossa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.

Tutustu uutishuoneeseemme