Korkean luotettavuuden verkkohallinteiset laitteiden väliset yhteydet

Fifth generation cellular networks aim to provide new types of services. Prominent amongst these are industrial automation and vehicle-to-vehicle communications. Such new use cases demand lower latencies and higher reliability along with greater flexibility than current and past generations of cellular technologies allow. Enabling these new service types requires the introduction of device-to-device communications (D2D). This work investigated network-controlled D2D schemes wherein cellular base stations retain control over spectrum usage. D2D nodes assemble into clusters. Each D2D cluster then organises itself as it sees fit within the constraints imposed by the cellular network. A review of proposed D2D control schemes was conducted to identify pertinent interference issues. Measurements were then devised to empirically collect quantitative data on the impact of this interference. Measurements were conducted using a software-defined radio (SDR) platform. An SDR based system was selected to enable a low cost and highly flexible iterative approach to development while still providing the accuracy of real-world measurement. D2D functionality was added to the chosen SDR system with the essential parts of Long Term Evolution Release 8 implemented. Two series of measurements were performed. The first aimed to determine the adjacent channel interference impact of a cellular user being located near a D2D receiver. The second measurement series collected data on the co-channel interference of spectrum re-use between a D2D link and a moving cellular transmitter. Based on these measurements it was determined that D2D communications within a cellular system is feasible. Furthermore, the required frequency of channel state information reporting as a function of node velocity was determined.Viidennen sukupolven solukkoverkoilla pyritään mahdollistamaan uudentyyppisiä palveluja kuten teollisuusautomatiikkaa ja ajoneuvojen välistä viestintää. Tämänkaltaiset uudet käyttötarkoitukset vaativat lyhyempien viiveiden ja korkeammat luotettavuuden ohella myös suurempaa joustavuutta kuin minkä nykyisen sukupolven matkapuhelinverkkoteknologiat sallivat. Edellä mainittujen uusien palvelujen toteuttaminen vaatii suoria laitteiden välisiä yhteyksiä (engl. D2D). Tässä diplomityössä keskityttiin tutkimaan verkkohallinteisia D2D-rakenteita, joissa solukkoverkko hallinnoi spektrin käyttöä. D2D-päätteet liittyvät yhteen muodostaakseen klustereita, jotka hallinnoivat sisäistä tietoliikennettään parhaaksi katsomallaan tavalla solukkoverkon asettamien rajoitusten puitteissa. Kirjallisuuskatsauksen avulla selvitettiin aiemmissa tutkimuksissa esitetyille D2D-ratkaisuille yhteiset interferenssiongelmat. Näiden vaikutusta ja suuruutta tutkittiin mittausten avulla. Mittaukset toteutettiin ohjelmistoradioalustan (engl. SDR) avulla. SDR-pohjaisen järjestelmän käyttö mahdollisti edullisen ja joustavan tavan kerätä empiirisiä mittaustuloksia. D2D-toiminnallisuus lisättiin Long Term Evolution Release 8:n olennaiset ominaisuudet omaavaan alustaan. Tällä alustalla toteutettiin kaksi mittaussarjaa. Ensimmäisellä kerättiin tuloksia viereisellä kanavalla toimivan matkapuhelimen D2D-vastaanottimelle aiheuttamasta interferenssistä näiden ollessa toistensa läheisyydessä. Toisella mittaussarjalla selvitettiin samalla kanavalla toimivan D2D-yhteyden ja liikkuvan matkapuhelimen välistä interferenssiä. Mittausten perusteella todettiin D2D-toiminnallisuuden lisäämisen solukkoverkkoon olevan mahdollista. Lisäksi laskettiin vaadittava kanavalaadun päivitystiheys päätteiden nopeuden funktiona

5G mmwave positioning for vehicular networks

5G technologies present a new paradigm to provide connectivity to vehicles, in support of high data-rate services, complementing existing inter-vehicle communication standards based on IEEE 802.11p. As we argue, the specific signal characteristics of 5G communication turn out to be highly conducive for vehicle positioning. Hence, 5G can work in synergy with existing on-vehicle positioning and mapping systems to provide redundancy for certain applications, in particular automated driving. This article provides an overview of the evolution of cellular positioning and discusses the key properties of 5G as they relate to vehicular positioning. Open research challenges are presented

Evolution Toward 5G Mobile Networks - A Survey on Enabling Technologies

In this paper, an extensive review has been carried out on the trends of existing as well as proposed potential enabling technologies that are expected to shape the fifth generation (5G) mobile wireless networks. Based on the classification of the trends, we develop a 5G network architectural evolution framework that comprises three evolutionary directions, namely, (1) radio access network node and performance enabler, (2) network control programming platform, and (3) backhaul network platform and synchronization. In (1), we discuss node classification including low power nodes in emerging machine-type communications, and network capacity enablers, e.g., millimeter wave communications and massive multiple-input multiple-output. In (2), both logically distributed cell/device-centric platforms, and logically centralized conventional/wireless software defined networking control programming approaches are discussed. In (3), backhaul networks and network synchronization are discussed. A comparative analysis for each direction as well as future evolutionary directions and challenges toward 5G networks are discussed. This survey will be helpful for further research exploitations and network operators for a smooth evolution of their existing networks toward 5G networks

Heterogeneous Acceleration for 5G New Radio Channel Modelling Using FPGAs and GPUs

L'abstract è presente nell'allegato / the abstract is in the attachmen