Wireless Application Test Bed and Simulations for Broadband Mobile Communications Systems

Langattoman laajakaistaisen tietoliikennetekniikan kehittyminen on herättänyt kiinnostuksen sen ammattimaiseen hyödyntämiseen yleisen turvallisuuden ja kriisinhallinnan tarpeisiin. Hätätilanteissa usein olemassa olevat kiinteät tietoliikennejärjestelmät eivät ole ollenkaan käytettävissä tai niiden tarjoama kapasiteetti ei ole riittävä. Tästä syystä on noussut esiin tarve nopeasti toimintakuntoon saatettaville ja itsenäisille langattomille laajakaistaisille järjestelmille. Tässä diplomityössä on tarkoitus tutkia langattomia ad hoc monihyppy -verkkoja yleisen turvallisuuden tarpeiden pohjalta ja toteuttaa testialusta, jolla voidaan demonstroida sekä tutkia tällaisen järjestelmän toimintaa käytännössä. Työssä tutkitaan pisteestä pisteeseen sekä erityisesti pisteestä moneen pisteeseen suoritettavaa tietoliikennettä. Mittausten kohteena on testialustan tiedonsiirtonopeus, lähetysteho ja vastaanottimen herkkyys. Näitä tuloksia käytetään simulaattorin parametreina, jotta simulaattorin tulokset olisivat mahdollisimman aidot ja yhdenmukaiset testialustan kanssa. Sen jälkeen valitaan valikoima yleisen turvallisuuden vaatimusten mukaisia ohjelmia ja sovellusmalleja, joiden suorituskyky mitataan erilaisten reititysmenetelmien alaisena sekä testialustalla että simulaattorilla. Tuloksia arvioidaan ja vertaillaan. Multicast monihyppy -video päätettiin sovelluksista valita tutkimusten pääkohteeksi ja sitä sekä sen ominaisuuksia on tarkoitus myös oikeissa kenttäkokeissa.

Mobile Communications within the European Union: The Role of Location in the Evolution and Forecasting of the Diffusion Process

In the European Union, the importance of mobile communications was realized early on. The process of mobile communications becoming ubiquitous has taken time, as the innovation of mobile communications diffused into the society. The aim of this study is to find out how the evolution and spatial patterns of the diffusion of mobile communications within the European Union could be taken into account in forecasting the diffusion process. There is relatively lot of research of innovation diffusion on the individual (micro) andthe country (macro) level, if compared to the territorial level. Territorial orspatial diffusion refers either to the intra-country or inter-country diffusionof an innovation. In both settings, the dif- fusion of a technological innovation has gained scarce attention. This study adds knowledge of the diffusion between countries, focusing especially on the role of location in this process. The main findings of the study are the following: The penetration rates of the European Union member countries have become more even in the period of observation, from the year 1981 to 2000. The common digital GSM system seems to have hastened this process. As to the role of location in the diffusion process, neighboring countries have had similar diffusion processes. They can be grouped into three, the Nordic countries, the central and southern European countries, and the remote southern European countries. The neighborhood effect is also domi- nating in thegravity model which is used for modeling the adoption timing of the countries. The subsequent diffusion within a country, measured by the logistic model in Finland, is af- fected positively by its economic situation, and it seems to level off at some 92 %. Considering the launch of future mobile communications systemsusing a common standard should implicate an equal development between the countries. The launching time should be carefully selected as the diffusion is probably delayed in economic downturns. The location of a country, measured by distance, can be used in forecasting the adoption and diffusion. Fi- nally, the result of penetration rates becoming more even implies that in a relatively homoge- nous set of countries, such as the European Union member countries, the estimated final pene- tration of a single country can be used for approximating the penetration of the others. The estimated eventual penetration of Finland, some 92 %, should thus also be the eventual level for all the European Union countries and for the European Union as a whole.

Effect of competitive situation and price on diffusion of mobile communications

Työn päätavoitteena oli selvittää hinnan ja kilpailutilanteen vaikutusta matkaviestinnän diffuusioon. Työn empiirinen osuus tarkasteli matkapuhelinliittymien hinnan vaikutusta liittymien diffuusioon sekä sitä, miten alan kilpailu on vaikuttanut matkaviestinnän hintatasoon. Työssä analysoitiin myös matkaviestinnän kilpailutilannetta Suomen markkinoilla. Tutkimuksen empiirinen aineisto kerättiin toissijaisista lähteistä, esimerkiksi EMC-tietokannasta. Tutkimus oli luonteeltaan kvantitatiivinen.Empiirisessä osassa käytetyt mallit oli muodostettu aikaisempien tutkimuksien perusteella. Regressioanalyysiä käytettiin arvioitaessa hinnan vaikutusta diffuusionopeuteen ja mahdollisten omaksujien määrään. Regressioanalyysissä sovellettiin ei-lineaarista mallia.Tutkimustulokset osoittivat, että tasaisesti laskevilla matkapuhelinliittymien sekä matkapuhelimien hinnoilla ei ole merkittävää vaikutusta matkaviestinnän diffuusioon. Myöskään kilpailutilanne ei ole vaikuttanut paljon matkaviestinnän yleiseen hintatasoon. Työn tulosten perusteella voitiin antaa myös muutamia toimenpide-ehdotuksia jatkotutkimuksia varten.

Radio Resource Management across UMTS Radio Network Subsystems

UMTS (Universal Mobile Telecommunication System), esimerkkinä kolmannen sukupolven matkapuhelinjärjestelmästä pyrkii toistamaan GSM:n (Global System for Mobile Communications) menestyksen. UMTS:n kaupallinen toiminta on parhaillaan alkamassa ja ensimmäinen kaupallinen verkko on jo aloittanut toimintansa Japanissa. Tämä diplomityö antaa yleiskuvan UMTS:stä keskittyen radioverkkojärjestelmän (UMTS Terrestrial Radio Access Network,UTRAN) radioresurssien hallintaan (Radio Resource Management, RRM). Työssä kuvataan radiorajapintojen toimintaa, mutta diplomityön pääaiheena on kuitenkin radioresurssien hallinta UMTS radioaliverkkojärjestelmien ylitse. Radioresurssien hallinta pitää sisällään joukon proseduureja, jotka vaikuttavat koko UTRAN:in rakenteen lävitse. On hyvin tärkeää saavuttaa oikea toiminnallisuus hajautettujen radioresurssien hallintaan jotta voitaisiin saavuttaa paras yhteyden laatu loppukäyttäjälle. Työssä käydään yksityiskohtaisesti lävitse radioresurssien hallinnan perusperiaatteet ja joukko proseduureja. RNSAP (Radio Network Subsystem Application Part) protokollaa tarkastellaan työssä esimerkkinä protokollasta joka osallistuu radioresurssien hallintaprosessiin.

Packet Switched UMTS Pilot System

Universal Mobile Telecommunication System (UMTS) on Third Generation Partnership Project (3GPP) –organisaation määrittelemä matkaviestinjärjestelmä. UMTS tukee sekä piiri- että pakettikytkentäistä tiedonsiirtoa ja mahdollistaa langattoman, suurinopeuksisen Internet-yhteyden. Diplomityön tarkoituksena on kuvata Nokia Research Center:n toteuttama kolmannen sukupolven 3GPP yhteensopiva pakettikytkentäinen koejärjestelmä. Työssä on käytetty uutta lähestymistapaa protokollakehitykseen, yhdistämällä eri työkaluilla tuotettuja protokollia yhdeksi kokonaisuudeksi. Liikenteen vaihtuessa lähitulevaisuudessa suurelta osin pakettikytkentäiseksi on mietittävä keinoja palvelunlaadun takaamiseksi. Näitä keinoja tutkittiin käyttämällä työssä toteutettua koejärjestelmää testialustana. Koejärjestelmää esiteltiin useissa konferensseissa ja se toimitettiin monille teleoperaattoreille.

Tulevaisuuden matkaviestinverkkojen haasteet taajuuksien käytölle. Taajuusalueen 3600 - 4200 MHz tarkastelu

Tässä työssä tarkastellaan matkaviestinliikenteen yhteensovittamista Venäjän satelliittimaa-asemien kanssa taajuusalueella 3600 - 4200 MHz. Tutkimusmenetelminä ovat kirjallisuuskatsaus sekä häiriölaskennat. Tulosten perusteella taajuusaluetta ei voida käyttää vapaasti matkaviestinverkoille Suomessa, koska tukiasemat voivat aiheuttaa häiriöitä Venäjällä sijaitseville satelliittimaa-asemille pitkienkin matkojen päästä. Paras ratkaisuvaihtoehto tähän olisi Suomen ja Venäjän välinen sopimus taajuuden käytöstä ja sitä koskevista rajoitteista. Toinen vaihtoehto on käytön suunnittelu ja taajuuskoordinointi tapauskohtaisesti kunkin matkaviestinverkon tukiaseman osalta.

The Future of Mobile Services and Wireless Applications in the Finnish Healthcare Sector

Työn päätavoitteena oli tutkia mobiilipalveluita ja langattomia sovelluksia Suomen terveydenhuollon sektorilla. Tutkimus havainnollistaa avain-alueita, missä mobiilipalvelut ja langattomat sovellukset voivat antaa lisäarvoa perinteiseen lääketieteen harjoittamiseen, ja selvittää, mitkä ovat tähän kehitykseen liittyvät suurimmat ongelmat ja uhkat sekä tutkimustuloksiin pohjautuvat mahdolliset palvelut ja sovellukset 5-10 vuoden kuluttua. Tutkimus oli luonteeltaan kvalitatiivinen ja tutkimuksen toteuttamiseen valittiin tulevaisuudentutkimus ja erityisesti yksi sen menetelmistä, delfoi-menetelmä. Tutkimuksen aineisto kerättiin kahdelta puolistrukturoidulta haastattelukierrokselta. Työn empiirinen osuus keskittyi kuvailemaan Suomen terveydenhuollon sektoria, siinä meneillään olevia projekteja sekä teknisiä esteitä. Lisäksi pyrittiin vastaamaan tutkimuksen pääkysymykseen. Tutkimustulokset osoittivat, että tärkeät alueet, joihin langaton kommunikaatio tulisi vaikuttamaan merkittävästi, ovat ensiaputoiminta, kroonisten potilaiden etämonitorointi, välineiden kehittäminen langattomaan kommunikaatioon kotihoidon parantamiseksi ja uusien toimintamallien luomiseksi sekä lääketieteellinen yhteistyö jakamalla terveydenhuoltoon liittyvät informaation lähteet. Työn tulosten perusteellavoitiin antaa myös muutamia toimenpide-ehdotuksia jatkotutkimuksia varten.

Consumer resistance to mobile commerce services

Oheinen opinnäytetyö on kvalitatiivinen tutkimus kuluttajavastarinnasta mobiilin kaupankäynnin palveluja kohtaan. Tutkimus kohdistuu läntisiin kulttuureihin, joissa kyseisen innovatiivisen palveluryhmän leviämistä tukevat monet aikaisemmat innovaatiot kuten matkapuhelin, Internet, digitaaliset pankkipalvelut. Tutkimus esittelee innovaatioiden vastarintatekijöitä ihmisen luonnollisena reaktiona tämän vakiintuneita elämäntapoja mullistavia keksintöjä kohtaan nimenomaan läntisissä kulttuureissa, joissa kuluttajat ovat perinteisesti hyvin teknologiamyönteisiä. Toisaalta tutkimusalueella on havaittavissa sosiaalisten ryhmien pirstoutuminen yhä pienemmiksi alaryhmiksi, mikä voi hidastaa sosiaalista oppimista. Tutkimus vastaa todelliseen tutkimusaukkoon. Aihe on samalla sekä ajankohtainen että relevantti vastatessaan nykyisin käytävään utopistiseen keskusteluun digitaalisen informaatioyhteiskunnan kehittymisestä ja merkityksestä modernille ihmiskunnalle. Tutkimuksen teoreettinen eksploratiivinen viitekehys rakentuu valikoiduista uusien tuotteiden ja palvelujen kehittämisen, palvelumarkkinoinnin ja sosiaalisen oppimisen teorioista sekä innovaatio- kommunikaatioteorioista. Empiirisen osan muodostavat kansainvälisten markkinatutkimuslaitosten ja haastateltujen asiantuntijoiden näkemykset alan kehityksestä. Tutkimus osoittaa, että kuluttajat eivät ole valmiita vastaanottamaan kehittyvien teknologioiden mahdollistamia mobiilin kaupankäynnin palveluita ennen kuin ne vastaavat kuluttajien perustarpeisiin ja rakenteelliset vastarintatekijät (alhainen käytettävyys, matala lisäarvo, koetut riskit, perinnevastarinta, palveluryhmän huono mielikuva) on poistettu. Tutkimus esittää, että mobiilin kaupankäynnin alalla toimivien yritysten tulisi työskennellä yhteistyössä keskenään ja kuluttajien kanssa luodakseen kuluttajien tarpeita ja toiveita vastaavia turvallisiksi koettuja mobiilin kaupankäynnin palveluita. Tutkimus ehdottaa, että kyselytutkimusten ohella käytettäisiin havaintomenetelmiä, jotta teknologiat voitaisiin valjastaa kuluttajien tarpeita ja kulutustottumuksia vastaaviksi.

Software Security Vulnerabilities in Mobile Peer-to-peer Environment

Increase of computational power and emergence of new computer technologies led to popularity of local communications between personal trusted devices. By-turn, it led to emergence of security problems related to user data utilized in such communications. One of the main aspects of the data security assurance is security of software operating on mobile devices. The aim of this work was to analyze security threats to PeerHood, software intended for performing personal communications between mobile devices regardless of underlying network technologies. To reach this goal, risk-based software security testing was performed. The results of the testing showed that the project has several security vulnerabilities. So PeerHood cannot be considered as a secure software. The analysis made in the work is the first step towards the further implementation of PeerHood security mechanisms, as well as taking into account security in the development process of this project.

Coarse Global Visual Localization of a Mobile Robot

Localization, which is the ability of a mobile robot to estimate its position within its environment, is a key capability for autonomous operation of any mobile robot. This thesis presents a system for indoor coarse and global localization of a mobile robot based on visual information. The system is based on image matching and uses SIFT features as natural landmarks. Features extracted from training images arestored in a database for use in localization later. During localization an image of the scene is captured using the on-board camera of the robot, features are extracted from the image and the best match is searched from the database. Feature matching is done using the k-d tree algorithm. Experimental results showed that localization accuracy increases with the number of training features used in the training database, while, on the other hand, increasing number of features tended to have a negative impact on the computational time. For some parts of the environment the error rate was relatively high due to a strong correlation of features taken from those places across the environment.