<<< Takaisin

Centre for Wireless Communications täytti 10 vuotta

Uusinta tietoliikenneverkkoteknologiaa esiteltiin kansainvälisessä seminaarissa Oulussa 6.-10. kesäkuuta. Centre for Wireless Communications -yksikkö täytti kesäkuussa kymmenen vuotta.

Merkkipäivän johdosta järjestettiin perjantaina 10.6. juhlaseminaari, jossa keskityttiin tietoliikenne-
tutkimuksen ajankohtaisimpiin haasteisiin ja mahdollisuuksiin.

Kansainvälisen konvergoituvien eli yhdentyvien tietoliikenneverkko-
teknologioiden seminaari IWCT'05 houkutteli Ouluun laajan asiantuntijajoukon yliopistomaailmasta ja teollisuuden piiristä.

Seminaarissa keskityttiin langattoman viestinnän ajankohtaisiin tutkimusaiheisiin. IWCT'05 korosti sekä matkapuhelin-
järjestelmien että lyhyen kantaman sensoriverkko-
tekniikoiden uusimpia innovaatioita ja näiden kahden laajan alueen lähenemistä neljännen sukupolven viestintäjärjestelmissä.

Seminaarin pääpuhujat edustivat alan kärkeä, muun muassa Behnaam Aazhang (Yhdysvallat), Ezio Biglieri (Italia), Joao Da Silva (Euroopan komissio), Anthony Ephremides (Yhdysvallat), Ramjee Prasad (Tanska), Theodore S. Rappaport (Yhdysvallat), ja Mikko A. Uusitalo (Suomi).

Seminaari pidettiin Oulun yliopiston Tietotalo 1:ssä (os. Erkki Koiso-Kanttilan katu, Linnanmaa) saleissa TS101 ja TS126-TS128.

Tero Ojanperä ja Kari Tilli CWC:n juhlaseminaarin puhujina

Juhlaseminaarin kutsupuhujia olivat muun muassa Nokian strategiajohtaja Tero Ojanperä, Tekesin teknologiajohtaja Kari Tilli, insinööriprikaatikenraali Markku Ihantola Puolustusvoimista ja Elektrobit Group Oyj:n toimitusjohtaja Juha Hulkko.

Langattoman viestintäteknologian erityisosaamista

CWC:n perustamisen taustalla vuonna 1995 oli ajatus akateemisen tutkimuksen uudenlaisesta toteutustavasta. Sijoittuessaan strategisesti yliopiston ja yritysten välimaastoon CWC tukee langattomien tiedonsiirtojärjestelmien kehittäjiä heidän t&k-projekteissaan. Toisaalta CWC:n tavoitteina ovat myös akateemiset tulokset, joten projekteissa työskentelyn lisäksi CWC:n tutkijat tähtäävät julkaisujen ja tutkintojen tekemiseen. CWC:n henkilöstömäärä on tällä hetkellä noin 100.

CWC:ssä on tehty kymmenen vuoden ajan korkeatasoista kansainvälistä tutkimusta yliopiston ulkopuolisista lähteistä hankitulla rahoituksella. Vuonna 2004 tulorahoituksen kokonaismäärä oli noin kuusi miljoonaa euroa. Yksikön menestys pohjautuu ennen kaikkea pitkäjänteiseen tutkimustyöhön, 1990-luvulla valittuihin, edelleen ajankohtaisiin tutkimusteemoihin ja yhteistyöhön pitkäaikaisten kumppanien kanssa. Rahoittajiin lukeutuvat muun muassa Puolustusvoimat, Nokia, Elektrobit, Tekes ja Euroopan komissio.

Oulun yliopiston tietoliikenneaboratoriossa luotu hajaspektritekniikan vahva perusosaaminen oli CWC:n toiminnan alkuvaiheessa ratkaiseva tekijä. Hajaspektritekniikkaa sovellettiin ensimmäisenä Ilmavoimien taktisen radiojärjestelmän (ns. tietovuojärjestelmän) kehittämiseen. Tutkimus- ja teollisen kehitystyön tuloksena Ilmavoimilla on operatiivisessa käytössään moderni, suorituskykyinen taistelunjohtojärjestelmä.

Perusosaamista sovellettiin CWC:ssä muun muassa Euroopan komission rahoittamassa FRAMES-projektissa, jonka tuloksena syntyi UMTS-standardi. Hajaspektritekniikkaan pohjautuvan UMTS:n tullessa kaupalliseen käyttöön 3G-järjestelmissä CWC suuntautui etsimään tiedonsiirtoratkaisuja 3G-evoluutio- ja 4G-järjestelmiä varten.

Tutkimusta kolmella pääalueella

Tulevaisuuden tiedonsiirtojärjestelmissä vaatimuksena on yhä suurempi kapasiteetti ja tehokkuus. Siksi hajaspektritekniikan jälkeen CWC:ssä on tutkittu erityisesti langattomia järjestelmiä ja verkkoja, jotka pohjautuvat kolmeen eri tekniikkaan: 1) monikantoaaltomenetelmiin, 2) erittäin laajakaistaisiin järjestelmiin (UWB, Ultra Wideband Systems) ja 3) ohjelmistoradiotekniikkaan. Lisäksi tutkimusta on laajennettu verkkoteknologioiden suuntaan ja järjestelmien testauksen ja validoinnin suuntaan.

Monikantoaaltotekniikoilla voidaan saavuttaa 4G-järjestelmissä tarvittavia ominaisuuksia, joita ovat suuri tiedonsiirtonopeus (1 Gbit/s), laaja peittoalue, suuri kapasiteetti, liikkuvuus ja adaptiivisuus käyttöympäristöön. Tutkimusaiheisiin kuuluu useita menetelmiä, joita voidaan soveltaa monikantoaaltotekniikoissa: adaptiiviset radiolinkit, monitulo-monilähtö-tekniikat (MIMO, Multiple Input Multiple Output), kanavan estimointi ja häiriön poisto. Näillä näkymin juuri monikantoaaltotekniikat tulevat laajamittaiseen käyttöön neljännen sukupolven matkapuhelinteknologioissa. Nykyisin kyseistä teknologiaa sovelletaan muun muassa langattomissa paikallisverkoissa ja digi-tv:ssä.

UWB-järjestelmät ovat todella kuuma tutkimusaihe maailmanlaajuisesti ja niiden standardisointi on vielä kesken. UWB-teknologia perustui alun perin yksinkertaiseen ratkaisuun, jossa käytettiin hyvin suurta taajuuskaistaa pienillä energiatasoilla ja pienillä kustannuksilla. Kyseinen tekniikka mahdollistaa jopa 600 Mb/s tiedonsiirtonopeuden ja lyhyen kantaman peittoalueen noin 10-20 metrin säteellä. Paikannussovelluksiin se tarjoaa senttimetrien tarkkuuden. UWB:tä voidaan hyödyntää esimerkiksi korvattaessa kaapeleita langattomilla ratkaisuilla, tarkkaa paikannusta edellyttävissä ratkaisuissa ja älykkäissä sensoriverkoissa. Langaton sairaala -konsepti on erityinen CWC:ssä tutkittu UWB:n sovellusalue.

CWC:n UWB-tutkimuksessa on tarkasteltu sekä perinteistä yksikaistaratkaisua että myöhemmin esitettyä monikanavaratkaisua, joka voidaan toteuttaa monikantoaaltotekniikoilla. CWC on patentoimassa kehittämäänsä UWB-teknologiaa.

Kehitystyön alla on myös integroitu lähetin-vastaanotinpiiri, jota voidaan käyttää erityisesti tarkkaan paikannukseen erilaisissa lyhyen kantaman sensoriverkoissa. UWB-tutkimuksessa CWC on keskittynyt myös UWB-signaalien aiheuttamaan häiriöön muille kaupallisille järjestelmille kuten GSM- ja UMTS-järjestelmille. Tutkimustyötä varten on yhteistyössä yritysten kanssa kehitetty ainutlaatuinen kokeellinen mittausjärjestelmä.

Tuloksista pohjaa tulevaisuuden ratkaisuille

Ohjelmistoradioteknologioita on myös tutkittu tiiviisti CWC:ssä. Kyseisillä tekniikoilla voidaan tarjota tehokkaita ja joustavia toteutusalustoja langattomille teknologioille. CWC on onnistunut kehittämään lukuisia järjestelmäkonsepteja turvallisuuden ja puolustusjärjestelmien (Security and Defence) alueella. Niitä sovelletaan erityisesti suojattuun tiedonsiirtoon, paikannukseen ja sensoriverkkojärjestelmiin Puolustusvoimien tulevaisuuden taktisissa radiojärjestelmissä.

Kehitetyt järjestelmäkonseptit ovat saaneet osakseen laajaa kansainvälistä kiinnostusta ja niiden odotetaan kuuluvan ratkaisuihin, joiden pohjalta luodaan tulevaisuuden eurooppalaisia ja maailmanlaajuisia kriisinhallinnan ja yleisen turvallisuuden sekä puolustuksen ratkaisuja. CWC:llä on ollut avainrooli Puolustusvoimien rahoittamassa yli 10 miljoonan euron ohjelmistoradiodemonstraattorihankkeessa, jossa on kehitetty ohjelmistoradioratkaisu monen antennin monikantoaaltojärjestelmiin ja paikannusjärjestelmään. Kehitetty demonstraattorilaitteisto on ainutlaatuinen maailmassa.

Langattomien teknologioiden kehittäminen CWC:ssä perustuu teoreettiseen analyysiin, simulointimallien luomiseen ja simulointiin sekä kokeelliseen tutkimukseen. Jälkimmäisen vahvistamiseksi CWC:hen perustettiin 4G- ja eLab-laboratoriot vuonna 2004. Laboratorioiden avulla CWC vahvistaa teoreettisen perustutkimuksen tulosten siirtymistä käytännön järjestelmiin ja tietoliikennelaitteisiin.