91ÊÓÆ”

Resursallokering och energieffektivitet i trådlösa nätverk

Resursallokering och energieffektivitet i trÄdlösa nÀtverk.

Efterfrågan på trådlös dataöverföring ökar exponentiellt. För att leverera avsevärt högre dataöverföringstakter i framtida nätverk måste frekvensresurserna användas mer effektivt än idag.

För att hantera de snabbt ökande datatrafikvolymerna Ă€r ett ambitiöst, men nödvĂ€ndigt mĂ„l, för nĂ€sta generations trĂ„dlösa nĂ€tverk att leverera 1000 gĂ„nger högre datatakter per kmÂČ Ă€n idag. Nyckeln till lösningen Ă€r effektiv radioresurshantering, det vill sĂ€ga att anvĂ€nda de tillgĂ€ngliga tid- och frekvensresurserna för trĂ„dlös dataöverföring sĂ„ effektivt som möjligt. Även om det Ă€r möjligt att allokera fler frekvensband till trĂ„dlösa nĂ€tverk Ă€n idag, sĂ„ Ă€r det fysiskt omöjligt att anvĂ€nda mer Ă€n dubbelt sĂ„ mycket spektrum i de frekvensband som Ă€r anvĂ€ndbara för tĂ€ckning av stora omrĂ„den. För att nĂ„ upp till 1000 gĂ„nger högra datatakter sĂ„ mĂ„ste vi Ă„teranvĂ€nda tillgĂ€ngligt spektra i den rumsliga dimensionen, dvs. uppnĂ„ höga datatakterna per kmÂČ genom att ha sĂ„ mĂ„nga samtidiga överföringar per kmÂČ som möjligt.

Det finns tvÄ huvudsakliga metoder för att förbÀttra det rumsliga ÄteranvÀndandet av frekvensspektrum. Det första Àr att sÀtta upp mÄnga WiFi-liknande accesspunkter, vardera med ett litet tÀckningsomrÄde, medan det andra Àr att förse de nuvarande mobilmasterna för utomhusbruk med flerantennteknik. BÄda metoderna Àr viktiga i framtiden. Den gemensamma begrÀnsande faktorn Àr de starkare störningarna som kommer frÄn det samtidiga anvÀndandet av spektrum i nÀrliggande omrÄden.

VĂ„r forskning undersöker olika aspekter av optimerad anvĂ€ndning av radioresurser i trĂ„dlösa nĂ€tverk. En aspekt Ă€r störningsundertryckning med hjĂ€lp av effektreglering, lastbalansering och lobformning. En annan aspekt Ă€r design av nĂ€tverkstopologier dĂ€r antalet accesspunkter per kmÂČ och hĂ„rdvarukonfigurationen pĂ„ varje accesspunkt Ă€r optimerad för att uppnĂ„ hög resurseffektivitet.

Ett antal olika prestandamĂ„tt kan anvĂ€ndas för att utvĂ€rdera och optimera resursanvĂ€ndningen; till exempel, areadatatakter (bit/s/kmÂČ), datatakter per anvĂ€ndare (bit/s/anvĂ€ndare), energieffektivitet (bit/Joule) och antalet samtidigt uppkopplade anvĂ€ndare. Bilden ovan illustrerar avvĂ€gningar som mĂ„ste göras mellan dessa prestandamĂ„tt i praktiska kommunikationssystem. I vĂ„r forskning hanterar vi antingen ett prestandamĂ„tt i taget eller uppsĂ€ttning prestandamĂ„tt med hjĂ€lp av flermĂ„lsoptimering.

Denna forskning finansieras av följande projekt:

Holistic energy efficiency optimization in cellular networks (2015-2018)
Finansierat av Stiftelsen för strategisk forskning (SSF).
Projektledare: Emil Björnson

Optimized Design of Wireless Networks with Multiple Performance Metrics (2016-2019)
Finansierat av VetenskapsrÄdet.
Projektledare: Emil Björnson

Forskare

Om avdelningen

Om institutionen