The principles involved in determining the frequency-time distribution of energy in gliding tones are described. Particular attention is paid to whistling atmospherics. Part I is intended as a guide to the practicability of designing high-speed automatic equipment for producing a graphical record of such a distribution.

In a cellular network with small cells, where all the communication resources are shared, the inter-cell interference becomes a limiting factor of performance. The strategies for mitigating the inter-cell interference has been quite extensively studied lately. One of the promising candidates is coordinated beamforming/scheduling, where a certain number of cells is allowed to cooperate such that the transmission from each cell takes into account the interference it would cause to the users of other cells. In this thesis, the performances of different signaling strategies which perform the weighted sum rate maximization in time division duplex multi-cell multi-user MIMO downlink system are studied. The strategies consist of iterative decentralized algorithms, aiming at reduced pilot signaling overhead and faster convergence. The required control information between the cells is provided via uplink reference signals and a backhaul. Uplink reference signals include sounding reference signals and busy bursts. Based on the earlier work, the strategies have now been extended to a larger cellular system in which the frequency selectivity and the uncertainty of the channel information are also taken into account. The ability of the strategies to handle the large network can be seen from the simulation results. It is shown that even when there is strong inter-cell interference, the strategies utilizing parallel cell-specific iterations offer practical convergence speed. It is also noticed that the joint optimization over many frequency blocks brings a minor improvement on the sum rate performance, meaning that it could also be utilized with the same order of computational complexity compared to the frequency flat case. Finally, the robustness of the centralized strategy to the imperfect channel state information is shown and the trade-off between the CSI uncertainty and multi-user diversity is stated. / Solukkoverkossa, jossa solujen koot ovat pieniä ja kaikki käyttävät samoja taajuuksia, solujen välinen häiriö rajoittaa verkon suorituskykyä. Viime aikoina on laajasti tutkittu strategioita, joilla häiriötä saataisiin vähennettyä. Yksi lupaavista menetelmistä tähän tarkoitukseen on koordinoitu keilanmuodostus/skedulointi, jossa tietty ryhmä soluja voi koordinoida keskenään ja näin ottaa huomioon lähetyksestä aiheutuvan häiriön toisia soluja kohtaan. Tässä diplomityössä tutkitaan erilaisten painotetun summadatanopeuden maksimoivien signalointistrategioiden suorituskykyä aikajakodupleksoidussa usean solun ja käyttäjän moniantenniverkossa, jossa dataa lähetetään tukiasemasta käyttäjille. Strategiat perustuvat iteratiivisiin hajautettuihin algoritmeihin, joiden tarkoituksena on vähentää opetussignaloinnista aiheutuvaa kuormitusta ja nopeuttaa suppenemista. Kontrolli-informaation signaloimiseen verkossa käytetään käyttäjiltä tukiasemille lähetettäviä opetussignaaleja ja taustayhteyttä tukiasemien välillä. Työ perustuu aiemmin tehtyyn tutkimukseen, josta strategiat on nyt laajenettu suurempaan solukkojärjestelmään, ottaen huomioon myös taajuusselektiivisyyden ja kanavainformaation epävarmuuden vaikutukset. Simulointitulosten perusteella voidaan sanoa, että strategiat toimivat usean käyttäjän ja solun verkossa. Tuloksista nähdään, että rinnakaisia solukohtaisia iteraatioita hyödyntävillä strategioilla voidaan saavuttaa käytännöllinen suppenemisnopeus, vaikka solujen välinen häiriö on voimakasta. Taajuusselektiivisen kanavan tuloksista huomataan, että yhteisoptimointi usean taajuuslohkon yli parantaa vähän suorituskykyä verrattuna yhden taajuuden tapaukseen. Yhteisoptimointia voitaisiin siis myös hyödyntää, koska laskennallinen monimutkaisuus on samaa suuruusluokkaa verrattuna yhden taajuuden tilanteeseen. Epävarman kanavatiedon vaikutusta tutkitaan keskitetyllä optimointimenetelmällä, joka selvästi laskee suorituskykyä verrattuna täydellisen kanavan tapaukseen, mutta antaa kuitenkin selkeän parannuksen alkuperäiseen algoritmiin verrattuna. Koska opetussignaalien teho jaetaan käyttäjien kesken, tulokset näyttävät kompromissin kanavatiedon epävarmuuden ja monikäyttäjädiversiteetin välillä.

Demands for wireless communication are ever growing and researchers and engineers at the field of telecommunications all over the world are working to meet those demands. There is a great deal to improve and even more ways to accomplish those improvements. This Master’s Thesis is focused on one of those demands that should be fulfilled to achieve the Fifth Generation (5G) wireless system requirements. TheMaster’s Thesis is a study of pilot structure optimization for high-speed scenarios. Pilot symbols, also known as reference symbols, are multiplexed with data symbols. Pilot symbols do not carry data. Instead, pilots help to retrieve information about frequency- and time-selectivity type of channel properties affected, e.g., by User Equipment (UE) speed. These channel properties are essential to channel estimation. If the pilot structure is not optimized to report accurately enough of them, channel estimator functions poorly. Pilot structure optimization is performed for a channel model, which has the most similar scattering environment compared to high-speed train channel scenario, which is one possible scenario where high UE-speed is realistic. International Telecommunication Union’s (ITU) Rural Macro Line-of-Sight (RMaLOS) is the closest reference channel model applicable to the high-speed scenario. When UE speed is high (hundreds of kilometers per hour) channel is tend to flatten in frequency. This fact explains why RMA channel model is the closest reference for actual high speed channel. Optimized pilot structure has to be able to estimate channel at lower UE speeds, where channel can be extremely frequency-selective. This implies that optimized pilot structure has to have frequency-tracking properties. Pilot structure optimization is carried out by simulating the performance of several pilot structures. The performance of a selected pilot structure can be evaluated via performance of the channel estimation where the chosen pilot structure is deployed. A Wiener-filter channel estimator has been implemented to enable accurate performance simulations. Several pilot structures were compared against each other and two superior structures were found. Superiority of these two structures is based on dense Doppler-tracking while maintaining a few crucial pilots in frequency domain to ensure channel estimation in frequency-selective channels. Both structures perform quite equally through the simulations and thus the structure with a smaller overhead was chosen as the most optimal pilot structure. / Vaatimukset langattomalle tiedonsiirrolle kasvavat päivä päivältä. Tutkijat ja insinöörit ympäri maailmaa työskentelevät uusien teknologioiden parissa, yrittäen löytää uusia ratkaisuja, joilla nämä vaatimukset voitaisiin täyttää. Parannusvaatimuksia uusiin teknologioihin on paljon, ja tekotapoja vielä enemmän. Tämä diplomityö keskittyy ratkaisemaan yhtä näistä vaatimuksista, joita langattomien järjestelmien viides sukupolvi (5G) asettaa. Tämän diplomityön aiheena on pilottisymbolirakenteen optimointi suurnopeusskenaarioon. Pilottisymbolit, myös referenssi-symbolit, on limitetty aika-taajuus-tasoon yhdessä datasymbolien kanssa. Pilottisymbolit eivät kuitenkaan kuljeta dataa, vaan auttavat arvioimaan radiokanavan taajuus- ja aikaselektiivisyysominaisuuksia, joihin vaikuttaa mm. päätelaitteen nopeus. Jos pilottisymbolirakennetta ei ole optimoitu informoimaan kanavaestimaattoria niistä tarpeeksi tarkasti, toimii kanavaestimaattori huonosti. Optimointi tehdään kanavamallille, jonka säteily-ympäristö soveltuu parhaiten suurnopeusjunalle. Valittu kanavamalli on Kansainvälisen Televiestintäliiton (ITU):n Rural Macro Line-of-Sight (RMaLOS). Kun päätelaitteen nopeus on suuri (satoja kilometrejä tunnissa), on kanavalle ominaista muuttua tasaiseksi taajuustasossa. Tällä voidaan selittää, miksi RMa referenssi-kanava on lähimpänä oikeaa korkeanopeuskanavaa. Optimoidun pilottirakenteen täytyy pystyä estimoimaan kanava myös matalissa päätelaitteen nopeuksissa, jolloin kanava voi olla erittäinkin taajuusselektiivinen. Tämä tarkoittaa sitä, että optimoidussa pilottirakenteessa täytyy olla pilotteja myös taajuustasossa. Pilottirakenteen optimointi suoritetaan vertailemalla useiden pilottirakenteiden suorituskykyjä. Pilottirakenteen suorituskyky tulee parhaiten esille vertailemalla eri pilottirakenteilla toteutettujen kanavaestimaattorien suorituskykyjä. Työssä on toteutettu Wiener-suodatinta käyttävä kanavaestimaattori, jotta kanavaestimointi olisi mahdollisimman tarkka. Simulaatio-osiossa useita eri pilottirakenteita verrattiin toisiinsa. Näiden simulaatioiden avulla löydettiin kaksi ylivoimaisesti parasta pilottirakennetta. Näiden pilottirakenteiden ylivertaisuus perustuu suureen määrään pilotteja aikatasossa, allokoiden kuitenkin tarpeeksi pilotteja myös taajuustasoon, jotta kanavaestimointi taajuusselektiivisessä kanavassa olisi mahdollista. Molemmat rakenteet suoriutuivat lähes yhtä hyvin kaikista simulaatioista, ja niinpä rakenne jolla on pienemmät pilottimääristä johtuvat kustannukset valittiin optimaalisimmaksi.

As use of printed electronics is going towards expansion in near future, researchers are studying methods for development of printed components, and also procedures for driving them. Few low speed but low cost, and flexible stand alone systems e.g., some sensor systems and displays; have already made their way to market after competing conventional, high speed, high cost, and rigid silicon electronics. At present, there are different type of printed sensors and display matrices, which have been developed but not being used in stand alone systems. Thus, there was a need for demonstrating ‘developed printed electronic components’ in such a way, that they are integrated with other core electronic circuits like embedded systems, to assure their ability to replace individual conventional component. In the thesis, some experiments were conducted to drive printed electronic components while overlooking their manufacturing details; i.e., the circuit used to drive the printed components was not a part of printed technology (e.g., printed processing, memory units), rather a conventional system (e.g., microcontroller and microprocessor boards available in market) is used. Particularly for this project the printed components are meant to be capacitive sensor matrix, resistive touch screen, organic light emitting diodes (OLED) matrix, electrophoretic display matrix, and electrochromic display matrix. These components were interfaced using embedded system in such a way that they can be driven meaningfully e.g., resistive touch screen can control display option for OLED matrix. Embedded Linux has significant advantages over previously used OS and non-OS based solutions as it is robust, scalable, and manage resources efficiently. Such a system with backbone of Linux processing was a part of design, which handled a separately designed interface board capable of interfacing 13 capacitive sensor (maximum 8 pF) inputs, a four wire resistive touch screen (with few hundred ohm resistance between terminals), a current driver with 50 mA segment current for 10 x 10 display matrix and voltage range from 0 to 5 V, voltage driver for two led segments capable of dissipate 40 mA at 5 V, finally a voltage driver for separate 10 led segments capable of dissipating 40 mA from 0 to 15 V or a 10 x 10 display matrix with power rating of maximum 16.9 mA at 0 to 15V. So, in this way different displays or individual led segments can be interfaced with a system which can download their display configuration from HTTP client based user interface, and upload the capacitive sensor and resistive touch screen readings back to user. The device was capable of changing demonstration parameters e.g., blinking, animation for displays via user interface, and program structure was kept convertible so that minor changes can create completely new demonstration: interfacing different components. Design included a power board capable of providing stable 1A supply current at 5V. A Current-Voltage (I-V) characterizing board was part of design which can measure I-V curve of printed solar cells. Printed electronic components were interfaced with embedded systems without much problem, making one comfortable in conclusion that these individual components are ready to replace conventional components in non-standalone systems at-least.

In this thesis, a 10 GHz multiple-input multiple-output radio channel measurement system using four port vector network analyzer and virtual antenna arrays in both transmitter and receiver ends is presented. The channel measurement system measures each single antenna channel separately. The radio propagation environment is assumed to be static during the recordings. As an antenna element, a dual polarized patch antenna with two feeding ports is used. Linear stages and programmable stepper motors are utilized to build an XY-gantry to move the antenna element in a plane. The stepper motors and the vector network analyzer are controlled by the same measurement control software. The basic principles of the control software are also presented along the measurement system. Three channel measurement scenarios and their initial results are presented to verify the system operation and to demonstrate the system in different cases. A verification measurement is performed in an anechoic chamber to verify that the system does not cause internal spurious responses to the results. The next measurement is performed in a classroom to demonstrate the multipath propagation environment. Furthermore, an indoor wall penetration loss measurement from the classroom to another is made to show that the measurement system can also be applied for the measurements requiring an accurate antenna shifting between the measurement points. The results measured with this setup can be applied angular domain algorithms to estimate the direction of arrival and departure, respectively. / Tämä diplomityö esittelee moniantenniradiokanavan mittausjärjestelmän, jossa mittauslaitteena käytetään vektoripiirianalysaattoria ja kahta virtuaalista tasoantenniryhmää. Järjestelmä mittaa jokaisen antennielementin välisen kanavan erikseen. Etenemisympäristö on oletettu staattiseksi radiokanavan tallennuksen aikana. Antennielementtinä käytetään kaksoispolaroitua mikroliuska-antennia, jossa on omat syöttöportit molemmille ortogonaalisille lineaarisille polarisaatioille. Antennielementtiä siirretään tasossa käyttämällä ohjelmoitavia askelmoottoreita ja lineaariyksiköitä. Kaikkia mittausjärjestelmän laitteita ohjataan samalla ohjausohjelmistolla, jonka toimintaperiaate on myös esitetty tässä työssä. Mittausjärjestelmän toiminta varmistetaan ja sitä demonstroidaan suorittamalla kanavamittauksia erilaisissa etenemisympäristöissä. Varmennusmittaukset suoritetaan kaiuttomassa huoneessa, jotta voidaan varmistua siitä, ettei järjestelmä tuota sisäisiä harhatoistoja, jotka vaikuttaisivat mittaustuloksiin. Monitie-etenemisympäristöä demonstroidaan kanavamittauksilla luokkahuoneessa. Myös luokkahuoneiden välistä etenemisvaimennusta mitataan. Mittaustuloksia voidaan käyttää muodostettaessa erilaisia radiokanavamalleja ja niitä voidaan soveltaa myös aallon tulo- ja lähtökulman estimointiin käyttämällä siihen tarkoitettuja algoritmeja.

This thesis is a comparison of different mobile antenna solutions suitable for three band downlink carrier aggregation in long term evolution (LTE) systems. The most important comparable performance metric is the total efficiency including the required RF front end configuration. Also, the total volume occupied by the antenna elements and the transmission lines from the front end to the antennas is compared. Additionally, designed antennas should meet the set performance requirements antennas through specified frequencies for total efficiency, matching and envelope correlation coefficient of multiple input, multiple output (MIMO) antennas. Two antenna configurations are presented in this thesis. The first presented model has separate antenna elements for all three bands using carrier aggregation. This solution is given with two different front end configurations. In the second solution, low and high frequency antennas are using a common antenna element. The comparison of the designs is done by simulating the chosen structures implemented in a simple phone model with a time domain electromagnetic field simulator. Free space and hand grip situations are modeled and results are presented. The results indicate that both proposals have similar total efficiencies. However, usage of separate antenna elements for all bands reduces the total antenna volume. Number of transmission lines needed in front end can be reduced from a total of six to four with a slight decrease in total efficiency to conserve space inside the device. / Tässä työssä vertaillaan erilaisia kolmen kantoaallon yhdistämiseen soveltuvia matkapuhelinantenniratkaisuja LTE (long term evolution) -järjestelmissä. Työssä vertaillaan ensisijaisesti antennien sekä kunkin ratkaisun vaatiman RF-etuasteen kokonaishyötysuhdetta, antennien vaatimaa kokonaistilavuutta sekä ratkaisuihin liittyvien siirtolinjojen lukumäärää. Lisäksi toteutettujen antennien tulee täyttää asetetut vaatimukset kokonaishyötysuhteelle, sovitukselle ja MIMO (multiple input, multiple output) -antennien verhokäyrien korrelaatiolle. Työssä esitellään kaksi erilaista antenniratkaisua. Ensimmäisessä ratkaisussa kaikille yhdisteltäville kantoaalloille varataan erilliset antennit. Tämä ratkaisu toteutetaan kahdella erilaisella etuasteella. Toisessa antenniratkaisussa alimmat ja ylimmät yhdisteltävät taajuudet käyttävät samaa antennielementtiä. Toteutuksia verrataan simuloimalla yksinkertaiseen puhelinmalliin sijoitettuja antenniratkaisuja aikatasossa sähkömagneettisella kenttäsimulaattorilla. Vapaan tilan suorituskykyä on verrattu todelliseen käyttötilanteeseen simuloimalla esitetyt ratkaisut myös vasemman ja oikean käden otteissa. Simulointien perusteella molempien antenniratkaisujen kokonaishyötysuhde on samaa luokkaa. Erillisiä antenneja käyttämällä saavutetaan kuitenkin sama kokonaishyötysuhde pienemmällä antennien kokonaistilavuudella. Tilan säästämiseksi RF-etuasteessa tarvittavien siirtolinjojen määrää voidaan vähentää kuudesta neljään pienellä kokonaishyötysuhteen heikennyksellä.

Software (SW) systems are becoming more and more complex due to the need of functionalities in the systems. In the component-based SW design approach, the software is modeled as software components and these components are becoming too extensive to be able to model a SW feature efficiently. A service-based approach can offer an alternative for solving the rising problem of an inefficiency among the component-based SW modeling. Instead of being responsible for the different SW components, in the service-based approach, the SW functionalities are divided into one or more services and further into micro-services. In this thesis, the possibility of replacing the component-based software modeling approach with the service-based SW modeling approach is studied. In this work, an existing set of SW features, that are modeled with a component-based approach, is modeled using the service-based approach. Model-driven software development (MDSD) methods, such as Model Driven Architecture (MDA) and domain-specific modeling (DSM), are utilized to create a service-based solution. The aim of this thesis was to implement a functional service-based model from which the reports can be generated as an output. The created domain-specific modeling language (DSML) and the different abstraction layers of the created model are described in detail. The modeling language and the proposed metamodel were created using MetaEdit+ metamodeling tool provided by MetaCase. The code generators were implemented using MetaEdit+ reporting language (MERL) which is an object-based scripting language. The created service-oriented architecture and the modeling language were evaluated based on the theory, user experience and the reviews of the SW specialists. The evaluation of the proposed metamodel, modeling language and the service-oriented architecture (SOA) stated that the created modeling language and the service-based approach for the SW modeling fulfils the requirements of the DSML and SOA. However, some questions emerged concerning the size of the service and the possibility to create functional entities simultaneously in a faster and efficient way. Due to the promising results of this thesis, future work could investigate the suitable size of a service that the component-based approach can be replaced by the service-based approach by means of efficiency. / Erilaisten toiminnallisuuksien ja ominaisuuksien kasvanut tarve tekee ohjelmistoista yhä vaativampia toteuttaa. Komponenttipohjaisessa lähestymistavassa ohjelmistosuunnittelussa ohjelmistot on mallinnettu komponentteina. Näiden komponenttien sisältö on tullut liian laajaksi, jotta niitä voidaan hyödyntää tehokkaasti erilaisten ohjelmistotoiminnallisuuksien mallintamiseen. Myös eri komponenttien yhtäaikaisesta hallinnasta on tullut haasteellista komponenttien rakenteen vuoksi. Palvelupohjainen lähestymistapa voi tarjota ratkaisun komponenttipohjaisen lähestymistavan tehottomuuteen toiminnallisuuksien mallintamisessa. Palvelupohjaisessa lähestymistavassa ohjelmistotoiminnallisuudet on jaettu eri palveluihin, joista jokainen on vastuussa yhdestä laajemmasta osa-alueesta. Tässä diplomityössä tutkitaan mahdollisuutta korvata nykyinen komponenttipohjainen ohjelmistosuunnittelun lähestymistapa palvelupohjaisella lähestymistavalla. Työssä mallinnetaan olemassa oleva komponenttikohtaisella lähestymistavalla mallinnettu toiminnallisuusjoukko palvelukohtaisella lähestymistavalla. MDSD-menetelmiä (Model-Driven Software Development), kuten MDA (Model Driven Architecture) sekä DSM (Domain-Specific Modeling), on hyödynnetty luomaan palvelupohjainen ratkaisu. Diplomityön tavoite on toteuttaa toimiva palvelupohjainen malli käyttäen aluekohtaista mallinnuskieltä, josta koodigeneroinnin avulla voidaan generoida raportteja. Luotu aluekohtainen mallinnuskieli ja luodun metamallin eritasoiset abstraktiokerrokset on kuvattu yksityiskohtaisesti. Metamalli ja mallinnuskieli on kehitetty käyttäen MetaCase:n tarjoamaa MetaEdit+-metamallinnustyökalua. Koodigeneraattorit on luotu olio-ohjelmointiin perustuvalla MERL-ohjelmointikielellä (MetaEdit+ Reporting Language). Luodun palvelupohjaisen arkkitehtuurin ja mallinnuskielen arviointi perustui niiden taustalla olevaan teoriaan, käyttäjäkokemukseen sekä ohjelmistoasiantuntijoiden katselmointikommentteihin. Luodun metamallin ja mallinnuskielen arviointi osoitti, että molemmat täyttivät hyvin niille asetetut vaatimukset. Arviointi herätti myös kysymyksiä koskien palveluiden kokoa ja mahdollisuutta luoda yhtäaikaisesti useita toiminnallisia ohjelmistokokonaisuuksia nopeammin ja tehokkaammin. Lupaavien tulosten myötä jatkossa voitaisiin tutkia palveluiden laajuutta ja mahdollisuutta löytää optimikoko palveluille, jotta nykyinen komponenttipohjainen lähestymistapa voitaisiin korvata palvelupohjaisella lähestymistavalla, jolloin mallinnuksesta tulisi tehokkaampaa.

The goal for this thesis was to characterize an envelope tracking RF transmitter system and conclude possible benefits from it compared to existing solutions. Characterization was done with Matlab based measurement setup for a test board which consisted of an envelope modulator and a power amplifier. Measurements were done with two different types of power amplifiers. Before performance measurements, measurement setup was build and verified. After the verification, delay was calibrated between the envelope and the radio frequency signal path. Delay calibration showed that the delay mismatch cannot be too high in order to keep sufficient linearity. The width of the delay budget was depending from the compression level of the power amplifier and the bandwidth of the signal. After delay calibration, the instantaneous input power and supply voltage for the power amplifier was linked with a mapping table. Aim of the mapping table was to provide constant gain behavior with sufficiently low phase distortion. Constant gain was achieved by adjusting the mapping table. The worst phase distortion was only 4 degrees so digital predistortion was not found mandatory for a final product. Basic performance measurements were completed for different temperatures between −15 ℃ to +55 ℃. Basic measurements include adjacent channel power ratio and spectrum emission mask measurements. It was shown that increase of temperature deteriorated performance but still it was exceeding the targets. Advanced measurements were done in the room temperature and those included receiver band noise and load pull measurements. Receiver band noise was higher than with typical average power tracking solution, but it is not expected to cause significant receiver desensitization. The results for load pull measurements were good. Finally, different mapping tables were studied and performance comparison between envelope tracking and average power tracking was done. Mapping table study showed that the available output power, system efficiency, adjacent channel power ratio and spectrum emission mask were strongly dependent on the used mapping table. Linearity and efficiency were considered simultaneously by using a sum of ACPR and system PAE as a figure of merit. Combined performance for envelope tracking was significantly better than for average power tracking with all three bandwidths which were measured. Examined envelope tracking architecture was found to be a promising solution for mobile devices. Performance measurements denoted higher system efficiency and linearity than with existing solutions for high output powers. Few drawbacks for envelope tracking were found but when considering all the pros and cons, go / no go decision is dependent on the requirements and targets of the final product. / Tämän diplomityön tarkoituksena oli karakterisoida verhokäyräseuraajan sisältävä RF-lähetin ja päätellä sen mahdolliset edut aikaisempiin järjestelmiin nähden. Karakterisointi suoritettiin Matlab-pohjaisella mittausjärjestelmällä testilevylle, joka sisältää verhokäyräseuraajan ja RF-tehovahvistimen. Mittauksia tehtiin kahdella erityyppisellä vahvistimella. Ennen suorituskykymittauksia mittausjärjestelmä rakennettiin ja sen toimivuus varmennettiin. Tämän jälkeen viive verhokäyräsignaalin ja radiotaajuisen signaalin välillä kalibroitiin. Viivekalibrointi osoitti, että viive tulee säätää tarkasti, jotta hyvä lineaarisuus säilytetään. Viivebudjetin leveyteen vaikutti tehovahvistimen kompressioaste ja käytetyn signaalin kaistanleveys. Viivekalibroinnin jälkeen hetkellinen tuloteho linkitettiin tehovahvistimen käyttöjännitteeseen ajokäyrän avulla. Ajokäyrän tarkoituksena oli tuottaa vakiovahvistus riittävän pienellä vaihevirheellä. Vakiovahvistus saavutettiin muokkaamalla ajokäyrää. Suurin vaihevirhe oli ainoastaan 4 astetta, joten digitaalisen esisärötyksen tarvetta lopputuotteelle ei löydetty. Yksinkertaiset suorituskykymittaukset tehtiin eri lämpötiloissa välillä −15 ℃—+55 ℃. Ne sisälsivät viereisen kanavan tehon sekä spektrin emissiomaskin mittaamisen. Mittauksilla osoitettiin, että lämpötilan nostaminen heikensi suorituskykyä, mutta silti suorituskyky ylitti sille asetetut tavoitteet. Edistykselliset suorituskykymittaukset sisälsivät vastaanotinkaistan kohinan sekä impedanssiepäsovituksen mittaamisen ja ne suorittiin huoneenlämmössä. Vastaanotinkaistan kohina oli korkeampi kuin tyypillisellä keskimääräisen tehon seuraajalla, mutta sen ei arvioitu aiheuttavan merkittävää vastaanottimen epäherkistymistä. Tulokset impedanssiepäsovitukselle olivat hyviä. Lopuksi useita eri ajokäyriä tutkittiin ja verrattiin verhokäyräseuraajan ja keskimääräisen tehon seuraajan suorituskykyä. Ajokäyrien tutkimukset osoittivat, että saatavilla oleva lähtöteho, järjestelmän hyötysuhde, viereisen kanavan tehon suhde sekä spektrin emissiomaski riippuivat voimakkaasti käytetystä ajokäyrästä. Sekä lineaarisuus että hyötysuhde otettiin huomioon vertailussa summaamalla viereisen kanavan tehon suhde järjestelmään lisätyn tehon hyötysuhteeseen. Yhdistetty suorituskyky verhokäyräseuraajalle oli huomattavasti parempi kuin keskimääräisen tehon seuraajalle kaikilla kolmella mitatulla kaistanleveydellä. Tutkittu verhokäyräseuraaja on lupaava ratkaisu kannettaville laitteille. Suorituskykymittaukset osoittivat parempaa järjestelmän hyötysuhdetta ja lineaarisuutta korkeilla lähtötehoilla verrattuna nykyisiin ratkaisuihin. Muutamia haasteita verhokäyräseuraajalle löytyi, mutta kun otetaan huomioon kaikki plussat ja miinukset, päätös verhokäyräseuraajan käyttöönotosta riippuu lopputuotteen vaatimuksista ja tavoitteista.

Wireless communication research is seeking new methods to increase the performance of the communications systems. Traditional ways to increase the data rate with higher transmission power or smaller cell size of the network have diminishing returns. Adding more transmitter and receiver antennas is a trend in next generation wireless systems. RLWA (Reconfigurable Leaky Wave Antenna) systems have been introduced to be an alternative way of increasing the performance of communications systems. Therefor research of RLWA integration as part of the already working wireless systems is important. This thesis is a design and implementation work of RLWA control circuit. Designed circuit is aimed to be the bridge between the antenna element and WARP (Wireless Open-Access Research Platform). Operation theories of used integrated circuits such as step-up converters, operational amplifiers and digital to analog converters are discussed. Design process of the control circuit is explained in detail. Schematic and PCB (Printed Circuit Board) are designed using Cadsoft Eagle software. Implemented device is using 12 V DC power supply. Antenna input consists of two analog control signals from 10 V to 30 V. Control circuit input consists of two 8 bit digital signals. Transient analysis simulations are included for the designed circuit parts using Matlab and LTSpice software. Implementation of the design is verified in practice with test setup. Measurement results from the test setup are presented. / Langattoman tietoliikenteen tutkimus on etsimässä uusia keinoja tiedonsiirtojärjestelmien suorituskyvyn parantamiseen. Tiedonsiirtonopeuden kasvattaminen perinteisillä menetelmillä kuten kasvattamalla lähetystehoa tai pienentämällä verkon solukokoa ei ole enää yhtä tehokasta, koska ylläpitokustannukset kasvavat ja häiriösignaalin taso nousee suhteessa kohinaan. Lähetys- ja vastaanottoantennien lukumäärän lisääminen tulee olemaan yksi käytetyistä keinoista seuraavan sukupolven langattomissa tietoliikennejärjestelmissä. RLWA (Reconfigurable Leaky Wave Antenna) -järjestelmien avulla voidaan toteuttaa vaihtoehtoinen tapa parantaa tiedonsiirtojärjestelmien suorituskykyä. Tämän takia on tärkeää tutkia RLWA:n yhdistämistä jo toimivaan langattomaan järjestelmään. Tässä diplomityössä suunnitellaan ja toteutetaan RLWA:n ohjauspiiri. Suunniteltu piiri toimii siltana antennielementin ja langattoman avoimen kehitysalustan välillä. Työssä tarvittavien integroitujen piirien, kuten jänniteregulaattorin, operaatiovahvistimien ja digitaali-analogiamuuntimien toimintaperiaatteet käydään läpi. Ohjauspiirin suunnittelutyö selitetään yksityiskohtaisesti. Kytkentäkaavio ja PCB (Printed Circuit Board) suunnitellaan käyttäen Cadsoft Eagle sovellusta. Toteutettu laite käyttää 12 V DC virtalähdettä. Laitteen sisääntulo koostuu kahdesta 8 bittisestä digitaalisesta signaalista. Laite syöttää 10–30 V analogista signaalia antennille. Suunnitelluille piirin osille tehtiin simulaatioita käyttäen transientti analyysiä Matlab ja LTSpice ohjelmistoilla. Toteutetun laitteen toiminta varmennetaan liittämällä se osaksi WARP:ia (Wireless Open-Access Research Platform). Koekytkennän mittaustulokset esitellään.

Bibliography: leaves 95-104. / Speech recognition systems all have one criterion in common; they perform better in a controlled environment using clean speech. Though performance can be excellent, even exceeding human capabilities for clean speech, systems fail when presented with speech data from more realistic environments such as telephone channels. The differences using a recognizer in clean and noisy environments are extreme, and this causes one of the major obstacles in producing commercial recognition systems to be used in normal environments. It is the lack of performance of speaker recognition systems with telephone channels that this work addresses. The human auditory system is a speech recognizer with excellent performance, especially in noisy environments. Since humans perform well at ignoring noise more than any machine, auditory-based methods are the promising approaches since they attempt to model the working of the human auditory system. These methods have been shown to outperform more conventional signal processing schemes for speech recognition, speech coding, word-recognition and phone classification tasks. Since speaker identification has received lot of attention in speech processing because of its waiting real-world applications, it is attractive to evaluate the performance using auditory models as features. Firstly, this study rums at improving the results for speaker identification. The improvements were made through the use of parameterized feature-sets together with the application of cepstral mean removal for channel equalization. The study is further extended to compare an auditory-based model, the Ensemble Interval Histogram, with mel-scale features, which was shown to perform almost error-free in clean speech. The previous studies of Elli to be more robust to noise were conducted on speaker dependent, small population, isolated words and now are extended to speaker independent, larger population, continuous speech. This study investigates whether the Elli representation is more resistant to telephone noise than mel-cepstrum as was shown in the previous studies, when now for the first time, it is applied for speaker identification task using the state-of-the-art Gaussian mixture model system.