Abstract This thesis aims to evaluate networking aspects of autonomous packets access systems when dynamically and adaptively performing resource and network management. In this context, Quality of Service (QoS)-aware solutions for resource sharing and control (e.g., channel access, load control, interference management and routing techniques among others) in large-scale wireless networks are envisaged. We propose and investigate distributed coordination mechanisms for controlling the co-channel interference generated in multi-tier coexistence scenarios consisting of macrocells underlaid with short-range small cells. The rationale behind employing such mechanism is to opportunistically reuse resources without compromising ongoing transmissions on the overlaid macrocells, while still guaranteeing QoS in both tiers. To mitigate the resulting co-channel interference, the underlaid tiers of small cells use distributed mechanism that relies on minimal signaling exchange, e.g., the Time Division Duplexing (TDD)-underlay approach which is based on regular busy tones. Herein, stochastic geometry is used to model network deployments, while higherorder statistics through the cumulants concept is utilized to characterize the probability distribution of the aggregate interference at the tagged receiver. To conduct our studies, we consider a shadowed fading channel model incorporating log-normal shadowing and Nakagami-m fading. In addition, various network algorithms, such as power control and frequency (re)allocation, are included in the analytical framework. To evaluate the performance of the proposed solutions, we also derive closed-form expressions for the outage probability and average spectral efficiency with respect to the receiver of interest under various channel conditions and network configurations. Results show that the analytical framework matches well with numerical results obtained from Monte Carlo simulations, and that the coordination mechanisms substantially improve the performance of overlaid macrocell networks, while also benefiting small cells. In contrast to the uncoordinated Frequency Division Duplexing mode, the coordinated TDD-underlay solution shows a reduction in the outage probability, while the average spectral efficiency increases at high loads. Although more elaborated interference control techniques such as, downlink bitmap and distributed antennas systems become needed, when the density of uncoordinated small cells in the underlaid tier gets high. / Tiivistelmä Tämä väitöskirja pyrkii arvioimaan autonomisia pakettikytkentäisiä järjestelmiä verkon näkökulmasta, kun resurssien ja verkon hallinta tapahtuu dynaamisesti ja adaptiivisesti. Tässä yhteydessä suunnitellaan QoS-tietoisia ratkaisuja resurssien jakamiseen ja hallintaan (esim. kanavan allokointi, kuorman hallinta, häiriön käsittely ja reititystekniikat) suuren skaalan langattomiin verkkoihin. Ehdotamme ja tutkimme hajautettuja koordinointimekanismeja monikanavien häiriöiden hallintaan monitasoisissa skenaarioissa, jotka koostuvat lyhyen kantaman soluista makrosoluissa. Peruste näille mekanismeille on resurssien opportunistinen uudelleenkäyttö tinkimättä käynnissä olevista lähetyksistä suuremmissa makrosoluissa, samalla kun QoS taataan molemman tason lähetyksissä. Pienentääkseen aiheutuvaa monikanavahäiriöitä, alemman tason pienet solut käyttävät hajautettua mekanismia, kuten esimerkiksi säännöllisiin varattu-ääniin perustuvaa Time Division Duplexing (TDD) - mekanismia, vähällä signaalien vaihdon määrällä. Stokastista geometriaa käytetään mallintamaan verkkoja, kun taas korkeamman tason tilastollista laskentaa kumulanttimenetelmän käsitteen kautta käytetään kuvaamaan kokonaishäiriön todennäköisyysjakaumaa merkityssä vastaanottimessa. Käsittelemme varjostuvaa ja häipyvää kanavamallia sisältäen log-normaalin varjostumisen ja Nakagamim häipymisen. Lisäksi sisällytämme analyyttiseen työhön monenlaisia verkkoalgoritmeja tehohallintaan ja taajuuden (uudelleen)allokointiin. Ehdotettujen ratkaisujen tehokkuuden arvioimiseksi johdamme myös suljetut muodot katkosten todennäköisyyksille ja keskimääräiselle spektrin käytön tehokkuudelle halutun vastaanottimen suhteen monissa kanavatiloissa ja verkon kokoonpanoissa. Tulokset osoittavat, että analyyttisen työn tulokset vastaavat hyvin Monte Carlo - simulaatioilla saatujen numeeristen tulosten kanssa ja että koordinointimekanismit parantavat makrosoluverkkojen tehokkuutta merkittävästi, samalla kun myös pienet solut hyötyvät. Toisin kuin koordinoimaton Frequency Division Duplexing -toimintatila, koordinoitu TDD-toimintatila pienentää katkosten todennäköisyyttä samalla kun keskimääräinen spektrin käytön tehokkuus kasvaa suurella kuormalla. Toisaalta kehittyneemät häiriönhallintatekniikat, kuten alalinkki bittikartta sekä hajautetut antennijärjestelmät, tulevat tarpeelliseksi, kun pienten koordinoimattomattomien solujen tiheys kasvaa alemmalla tasolla.

Abstract This study focuses on practices of engagement and representation in North–South international partnerships, and in global and development education in Finland. The first objective was approached through a qualitative methodology involving document analyses, and interviews with northern and southern partners engaged in education sector partnerships in Zambia from 2003 to 2007. The second objective discusses challenges and possibilities for more ethical North–South partnerships in global and development education policies in Finland. This doctoral study report consists of four articles and a thesis summary. This study draws on three fields of scholarship: postcolonial studies, development studies and global and development education studies. Postcolonial theory is used selectively as a ‘tool for thinking’ that connects critical examinations of North–South engagements and representations with educational possibilities. The methodological framework consists of a combination of different qualitative methods including ethnography and content analysis of three sets of data: 1) 19 semi-structured theme interviews, 2) five open-ended narrative interviews and 3) selected Finnish global and development education policy documents. In the analysis of structures, narratives and relationships in educational partnerships in Zambia, this study outlines tensions and paradoxes that point to the need for more ethical practices that can move beyond hegemonic, ethnocentric and paternalistic patterns of representation and engagement in international development work. The study concludes that ethical engagements in North–South education sector partnerships require an approach that goes beyond individual skills, knowledge and competencies. The importance of systemic analyses of power and knowledge production, of acknowledging the historical and cultural referents that frame possibilities of understanding, and of acknowledging the complexities that are present in North–South engagements are emphasized. Furthermore, the importance of self-reflexivity is suggested as a starting point for understanding the limits of universalised forms of knowing to support ethical engagements. / Tiivistelmä Tässä tutkimuksessa tutkitaan pohjoinen–etelä -yhteistyötä Sambian opetussektorilla ja siihen liittyvää tematiikkaa globaali- ja kehityskasvatuksessa Suomessa. Tämä kvalitatiivinen tutkimus analysoi Sambiassa vuosina 2003–2007 koulutussektorin kumppanuusohjelmiin osallistuneiden sambialaisten ja eurooppalaisten kehitysyhteistyöntekijöiden haastatteluja sekä kehitysyhteistyöhön, globaali- ja kehityskasvatukseen liittyviä asiakirjoja. Tutkimus käsittelee haasteita ja mahdollisuuksia pyrittäessä eettisempiin pohjoisen ja etelän välisiin kumppanuuksiin koulutussektorin kehitysyhteistyössä sekä globaali- ja kehityskasvatuksen alueella Suomessa. Väitöskirjatutkimus koostuu tiivistelmästä ja neljästä artikkelista. Tutkimus hyodyntää kolmea tutkimusalaa: postkolonialistista tutkimusta, kehitystutkimusta sekä gloobaali- ja kehityskasvatusta. Tutkimuksen teoreettinen viitekehys perustuu postkolonialistiseen teoriaan, joka tarkastelee krittisesti pohjoisen ja etelän välisiä kumppanuuksia ja niissä ilmeneviä koulutuksellisia mahdollisuuksia.Tutkimuksessa käytetään postkolonialistisia käsitteitä ja näkemyksiä ’ajattelun työkaluina’. Tämän tutkimuksen metodologinen viitekehys yhdistää useita kvalitatiivisia menetelmiä, kuten etnografiaa, sisällönanalyysia ja narratiivisuutta. Etnografian avulla pyritään ymmärtämään tutkimuksen tärkeintä kontekstia, Sambian koulutussektoria. Tämän tutkimuksen ensimmäinen primääri aineisto kerättiin puolistrukturoiduilla teemahaastatteluilla (19). Toinen käytetty tutkimusaineisto sisältää avoimia haastatteluita (5), joissa hyödynnettiin narratiivista aineistonkeruumenetelmää. Kolmas tutkimusaineisto sisältää suomalaisia globaali- ja kehityskasvatuksen asiakirjoja. Näitä kolmea tutkimusaineistoryhmää analysoidaan kvalitatiivisen sisällönanalyysin keinoin. Sambian koulutussektorin kumppanuuksien rakenteiden, narratiivien ja suhteiden analyysi paljastaa jännitteitä sekä paradokseja. Tutkimusanalyysi osoittaa, miten tarkeää on tiedostaa historiallisia ja kulttuurisia seikkoja, jotka ulottuvat yksilöiden taitoja, osaamista sekä pätevyyksiä syvemmälle tasolle. Tutkimus esittää, että refleksiivisyys (self-reflexivity) on hyvä lähtökohta tiedon, taitojen ja osaamisen suhteellisuuden ymmärtämiseen eettisempien pohjoisen ja etelän välisten kumppanuuksien tukemisessa koulutussektorin kehitysyhteistyössä sekä globaali- ja kehityskasvatuksessa Suomessa.