Tiedotteet

Näytä tiedotekategoriat

Etusivu » Tiedotteet » Tietotekniikka » Väitös: Langattomien sensoriverkkojen energiatehokkuus paranee protokollakerrosten välistä tiedonvaihtoa hyödyntämällä

Oulun yliopisto

Väitös: Langattomien sensoriverkkojen energiatehokkuus paranee protokollakerrosten välistä tiedonvaihtoa hyödyntämällä

Tiedote.
Julkaistu: 09.03.2015 klo 13:01
Julkaisija: Oulun yliopisto

Langattomien sensoriverkkojen energiatehokkuus paranee protokollakerrosten välistä tiedonvaihtoa hyödyntämällä

Väitöstutkimuksessa on kehitetty menetelmiä ja malleja, jotka mahdollistavat energiatehokkuuden parantamisen langattomissa sensori- ja kehoverkoissa. Nämä verkot koostuvat pienistä laitteista, joiden sensorit aistivat sovelluksesta riippuen erilaisia ympäristön tai kohteen ominaisuuksia ja lähettävät aistimansa tiedon radiolähettimen avulla loppukäyttäjälle suoraan tai verkon muiden solmujen kautta. Sensorilaitteiden keräämän tiedon perusteella voidaan kehittää lukuisia erilaisia sovelluksia. Mahdollisia käyttökohteita ovat esimerkiksi terveydenhuolto-, tehdasautomaatio-, älykkäät liikenne- ja kotisovellukset sekä rakenteiden kunnontarkkailu. Eri kohteissa olevien sensorilaitteiden lähettämä tieto voidaan välittää esimerkiksi Internetin kautta loppukäyttäjälle, joka pystyy tarkkailemaan kohdetta sekä kontrolloimaan laitteita milloin tahansa ja mistä tahansa. Sensorilaitteiden määrän on ennustettu kasvavan kymmeniin miljardeihin reilun vuosikymmenen kuluessa. Sensoriverkot muodostavat perustan esineiden ja asioiden Internetille, joka puolestaan nähdään osana tulevaisuuden 5G-verkkoa.

Sensorilaitteiden täytyy olla toteutukseltaan energiatehokkaita, koska niiden energianlähteiden kapasiteetti on pieni. Sensoriverkon toiminta-aika tulee maksimoida käyttäjäystävällisyyden sekä edullisen hinnan mahdollistamiseksi. Sensorilaitteiden välisen viestinnän energiankulutuksen minimoiminen on muodostunut tärkeämmäksi tutkimusongelmaksi, koska suurin osa laitteiden energiasta kuluu solmujen radiolähetin/-vastaanottimissa. Perinteisesti radioiden protokollapinon suunnittelussa on käytetty kerroksellista suunnittelua. Resursseiltaan erittäin rajoittuneissa sensorilaitteissa kerrokset täytyy suunnitella yhdessä ja kerrosten välistä tiedonvaihtoa täytyy hyödyntää mahdollisimman hyvän suorituskyvyn saavuttamiseksi.

Tässä väitöskirjassa esitetään protokollakerrosten välistä tietoa hyödyntäviä lähestymistapoja, jotka mahdollistavat viestinnän energiatehokkuuden parantamisen. Työ kohdistuu fyysisen- ja kanavanhallintakerroksen välisen vuorovaikutuksen tutkimiseen. Nämä ovat protokollapinon alimpia kerroksia luoden pohjan tehokkaalle tiedonsiirrolle verkossa. Fyysisen- ja kanavanhallintakerrosten analyysissä huomioidaan niiden tärkeimmät ominaisuudet ja tutkitaan kerrosten yhteistä energiatehokkuutta. Lisäksi kerrosten välistä analyysiä sovelletaan verkkotasolle tutkimalla hierarkkisen verkon energiatehokkuutta. Tutkitut sensoriverkkoskenaariot hyödyntävät heräteradiota, jonka avulla laitteet voidaan pitää vähän energiaa kuluttavassa lepotilassa mahdollisimman pitkään. Väitöskirjassa ehdotetaan myös geneerinen heräteradiopohjainen kanavanhallintaprotokolla, jolla parannetaan energiatehokkuutta vähentämällä turhaa kanavan kuuntelua.

Väitöskirjassa esitetyt tulokset osoittavat selvästi energiatehokkuushyödyt, jotka saavutetaan ehdotettuja menetelmiä käyttämällä tutkituissa sensori- ja kehoverkkoskenaarioissa. Kehitetyt menetelmät ja mallit edesauttavat energiatehokkaan viestinnän kehittämistä, joka mahdollistaa sensorilaitteille pitkän eliniän ilman energianlähteen lataamista/vaihtamista tai jopa toimimisen pelkästään laitteen toimintaympäristöstä louhitun energian avulla.

- - -

Diplomi-insinööri Heikki Karvonen väittelee Oulun yliopistossa torstaina 12.3.2015. Tietoliikennetekniikan alaan kuuluvan väitöskirjan otsikko on Energy efficiency improvements for wireless sensor networks by using cross-layer analysis (Langattomien sensoriverkkojen energiatehokkuuden parantaminen kerrosten välistä analyysiä käyttämällä). Vastaväittäjinä toimivat apulaisprofessori Kimmo Kansanen (Norwegian University of Science and Technology, Trondheim, Norja) ja tohtori John Farserotu (CSEM, Sveitsi). Kustoksena toimii professori Jari Iinatti. Väitöstilaisuus alkaa Linnanmaalla OP-salissa (L10) kello 12.

- - -

Oppiarvo ja nimi:
Diplomi-insinööri Heikki Karvonen

Tiedekunta ja laitos:
Tieto- ja sähkötekniikan tiedekunta, tietoliikennetekniikan osasto
0294 480 000

Väittelijän yhteystiedot:
heikki.karvonen@ee.oulu.fi
040 5235 127

Väitöskirjan www-osoite: http://jultika.oulu.fi/Record/isbn978-952-62-0750-6

Julkaisijan muita tiedotteita

Hae kategoriasta

Kategorian julkaisijoita

Kategorian uusimmat

ePressin asiakkaita
Trafi Radisson Blu Tellabs