Abstract The study aimed to assess the Stability of Communication Deviance of 166 adoptive families recruited into the Finnish adoptive family study, including 76 high-risk children and 90 controls. The biological mothers of the high- risk children had been schizophrenic at some stage. The Communication Deviance shown by the adoptive parents and the adopted children was evaluated on the individual and family Rorschach Communication Deviance (CD) scales and, in the case of the parents, also the couple Rorschach tests. The thought disorders of the adopted children were evaluated on the Thought Disorder scale. The following statistical tests were used: χ2 -compatibility test, Spearman correlation test and Mann - Whitney U -test, logistic regression analysis and Mantel - Haenzel stratified χ2 test to compare the cross-tabulations. Communication Deviance was notably permanent in a variety of interactive situations. The parents showed most permanence between individual and couple Rorschach tasks and spouse and the family tasks. The presence of the children altered parental communication and the presence of the parents altered the children's communication: the impact was circular, and its magnitude depended on the clarity of communication by both parties. A high risk adoptee did not affect of Communication Deviance shown by the adoptive parents, except in family situations. The adoptive parents of high-risk children were more sensitive to the child's presence and showed abundant family CD more often than the control parents. Most of the adoptive parents of high-risk children produced a lot of CD in all situations studied, which implies that Communication Deviance is a circular phenomenon, whereby the child further enhances the basically incoherent communication between the parents.The control children's thought disorders were related to the compatibility of the adoptive parents' Communication Deviance, and to the degree of parental CD in couple and family tasks while those of the high-risk children were not. Part of the adopted children's thought disorders were more closely related to genetic vulnerability, being predicted by parental Communication Deviance in individual situations, but not in couple or family situations. Communication Deviance is so permanent as to be largely resistant to therapy. Constantly ambiguous parental communication is an environmental factor in a child's life and interferes with the development of his or her thinking. By behavioral therapy we can learn to make family communication less ambiguous.

Abstract A conceptual framework was developed to assess how changes in temperature and precipitation affect sub-surface hydrology, groundwater recharge, groundwater quantity and quality. A conceptual and statistical approach was developed to predict groundwater level variations. Daily rainfall, snowmelt and evapotranspiration values were generated with a novel conceptual hydrological model developed in this study. These values were cross-correlated with observed groundwater levels to find representative time lags and significant correlations. A statistical model linking rainfall, snowmelt, evapotranspiration and groundwater level was then developed and validated. The model simulated seasonal variations in groundwater level very accurately. A sequential approach was developed to assess surface water-groundwater interactions. The simulated surface water level estimated with the WSFS model and recharge estimated with CoupModel were linked to the groundwater flow model MODFLOW. Groundwater, surface water and snow samples were collected to study the chemical composition of groundwater in an unconfined esker aquifer in Northern Finland. Concentrations of Ca2+, Cl-, NO3-N and SiO2 and electrical conductivity were determined. Water quality in the main aquifer was found to be similar to that in the perched groundwater. Solute concentrations generally decreased during and immediately after snowmelt periods, indicating the importance of snowmelt input for groundwater quality. In the perched groundwater, NO3-N concentration increased with elevated groundwater level, indicating a nitrogen source on the land surface. The Cl- concentration in groundwater decreased when the surface water level rose higher than groundwater level. According to simulation results for the A1B climate change scenario, groundwater recharge is projected to increase in winter months due to increased snowmelt and decreased soil frost depth. The spring snowmelt peak in late spring will decrease. This will reduce aquifer storage in early spring, increasing the vulnerability to summer droughts. It is projected that flow regimes between unconfined aquifers and surface water may change, affecting water quantity and possibly quality in groundwater systems. / Tiivistelmä Tässä työssä kehitettiin konseptuaalinen viitekehysmalli, jolla voidaan arvioida kuinka muutokset lämpötilassa ja sadannassa vaikuttavat hydrologiaan, pohjaveden muodostumiseen, pohjaveden määrään ja laatuun. Tässä työssä kehitettiin ja yhdistettiin konseptuaalinen ja tilastomatemaattinen regressiomalli, jolla voidaan simuloida pohjaveden pinnankorkeuden muutoksia. Konseptuaalisella mallilla laskettiin päivittäinen sadanta, lumen sulanta ja haihdunta. Havaitut pohjaveden pinnankorkeudet korreloitiin sadannan, lumen sulannan ja haihdunnan kanssa, jotta löydettiin merkitsevät korrelaatiot tyypillisillä viiveillä. Lopuksi tilastollinen regressiomalli, joka yhdistää sadannan, lumen sulannan, haihdunnan ja pohjaveden pinnankorkeuden, kalibroitiin ja validoitiin. Kehitetyllä mallilla onnistuttiin simuloimaan vuodenaikainen pohjaveden pinnankorkeus. Yhdensuuntainen mallinnusmenetelmä kehitettiin arvioimaan pinta- ja pohjaveden vuorovaikutusta. Menetelmässä pintaveden korkeus ja pohjaveden muodostuminen linkitettiin ajan suhteen muuttuvina reunaehtoina pohjavedenvirtauksen mallinnusohjelmaan MODFLOW. Simuloidut pintaveden pinnankorkeudet saatiin Suomen ympäristökeskuksen vesistömallijärjestelmästä ja pohjaveden muodostuminen simuloitiin 1D lämmön- ja aineensiirtomallilla, CoupModel. Pudasjärven Törrönkankaan pohjavesimuodostumasta, Pudasjärvestä, Kivarinjoesta ja lumesta kerättiin näytteet ja niistä määritettiin Ca2+, Cl-, NO3-N ja SiO2 pitoisuudet sekä sähkönjohtavuus. Pitoisuudet pohja- ja salpavedessä olivat hyvin samanlaiset. Pitoisuudet yleisesti pienenivät, kun pohjaveden pinnankorkeus nousi etenkin keväisin lumien sulamisen jälkeen. Ainoastaan salpavedessä NO3-N pitoisuus kasvoi, kun pohjaveden pinnankorkeus nousi. Tämä johtuu todennäköisesti salpaveden yläpuolella olevasta NO3-N lähteestä. Cl- pitoisuus pohjavedessä pieneni, kun pintaveden korkeus nousi korkeammalle kuin pohjavesi. A1B ilmastoskenaariossa pohjaveden muodostumisen ennakoidaan lisääntyvän talvikuukausina. Tämä johtuu lumen sulannan lisääntymisestä ja roudan vähenemisestä. Keväinen lumen sulamisen huippu voi mahdollisesti pienentyä ja johtaa pohjavesivarojen pienentymiseen keväisin. A1B ilmastoskenaariossa pinta- ja pohjaveden vuorovaikutus voi myös muuttua ja siten vaikuttaa pohjaveden määrään ja mahdollisesti myös laatuun.

Abstract In the sugar platform of biorefining, the complex polymeric structure of lignocellulose biomass is degraded into sugars, which are utilized by microbial cells in the further processing steps. The reaction steps in both biomass degradation and microbial fermentation processes involve multiphase reactions in which mass transfer and reaction kinetics often play a key role. The aim of this thesis is to characterize the effect of these conditions on enzymatic hydrolysis of cellulose and utilization of sugars by aerobic microbes. These types of liquid-solid (cellulose hydrolysis) and liquid-gas (microbial cultivation) systems are typically very demanding on the reactors that are used in the process. By the fed-batch process utilized in this work, sufficient mixing in enzymatic hydrolysis of cellulose is achieved even with high final substrate concentration. One of the main outcomes of this work is the kinetic model that concentrates on the kinetics of fed-batch process by discretizing the substrate into subpopulations. By using this approach, the model parameters were identified in an adequate manner, and the poorly identified parameters could be sorted out. Parameter identifiability has been an issue in previous models for enzymatic hydrolysis of cellulose. Based on the experiments and modelling studies, it can be concluded that the enzymes remain intact for time scales relevant for the hydrolysis process. Thus, the decrease in the hydrolysis rate found in many literature studies is probably mostly due to substrate-enzyme interactions rather than denaturation of the enzyme. In aerobic cell cultivations, the mixing and mass transfer conditions are often more critical for the process performance. In this work, we studied the performance and suitability of alternative reactor types to be used in aerobic cell cultivations and obtained some promising results. In addition, the thesis presents a modelling approach to study the effect of process conditions on metabolism and growth rate of Pichia pastoris yeast. The model combines a kinetic model for yeast growth and a model for the mixing and mass transfer conditions in stirred tank reactor. / Tiivistelmä Biojalostuksen sokerialustassa lignoselluloosapohjaisen biomassan monimutkaista polymeerirakennetta muokataan ja sieltä vapautetaan monomeerisia sokereita, joita voidaan edelleen hyödyntää jatkojalostuksessa. Monet jatkojalostusprosessit käyttävät mikrobeja, joiden aineenvaihdunnassa sokereita voidaan jalostaa arvokkaammiksi tuotteiksi ns. fermentointiprosesseissa. Tämän väitöstyön tarkoitus on tutkia reaktio- ja aineensiirtokinetiikan vaikutusta selluloosan entsymaattiseen hydrolyysiin ja aerobisiin mikrobifermentointeihin. Näistä ensimmäinen on neste-kiintoainesysteemi ja jälkimmäinen neste-kaasusysteemi, ja tällaiset prosessit asettavat tyypillisesti merkittäviä vaatimuksia niissä käytettäville reaktoreille. Tässä työssä hyödynnettiin kiinteän raaka-aineen vähittäistä syöttöä (ns. fed-batch prosessi) selluloosan hydrolyysissä, jolloin sekoitus voidaan pitää riittävänä suurillakin kiintoainemäärillä. Työn merkittävin tuotos on kineettinen malli, jossa hyödynnetään fed-batch prosessia ja koedataa osittamalla mallinnusyhtälöt raaka-aineen syöttöajan perusteella. Tällä tavalla mallin parametrit saatiin identifioitua kohtuullisella tarkkuudella sekä eriteltyä huonosti identifioituneet parametrit. Mallin parametrien identifiointi on ollut ongelmallista monissa vastaavan tyyppisissä malleissa aiemmin. Kokeiden ja mallinnustulosten perusteella voidaan sanoa, että hydrolyysissä käytettävät entsyymit pysyvät aktiivisina prosessin aikana, ja usein todettu hydrolyysin hidastuminen johtuu ennemmin kiinteän kuidun ja entsyymien vuorovaikutuksen muutoksista kuin entsyymin denaturoitumisesta. Aerobisiin mikrobikasvatuksiin liittyen tässä työssä tutkittiin vaihtoehtoisten reaktorityyppien hyödyntämistä, joista saatiin myös lupaavia tuloksia. Lisäksi työssä kehitettiin mallinnustyökaluja, joilla voidaan tutkia prosessiolosuhteiden vaikutusta Pichia pastoris –hiivan metaboliaan ja kasvunopeuteen. Mallissa yhdistetään hiivan kasvun kineettinen malli sekä reaktoriolosuhteiden mallinnus.

Abstract This dissertation reports the arrangement of pre-school education to children in small schools. There are experiences about pre-school education from over thirty years, but the time for extensive arrangement of pre-school education is only beginning with the year 2001. In the theoretical part 1 I study the historical formation of small schools, their school politics and pedagogy, and how the arrangement of pre-school education is associated with them. Furthermore, there is cultural analysis by comparing the working of Finnish women, the arrangement of day care and the equality of women with the rest of Europe, also the school success tests of children. I study the quality of arrangement of pre-school education with the help of a model made of teaching quality elements by Helakorpi (1993). In the empiric part 2 I analyse opinions of administrative authorities, parents, teachers and children. This research was carried out in four phases during years 1999-2000 and I got back 2271 questionnaires. The meaning of factor analysis was to outline the phenomenon and give support to the interpretation of my own theoretical knowledge and practical work. There is similarity between arranging pre-school teaching and elementary education in the19th century to children in the country, who have been in a worse situation than those living in urban areas. Above all, parents appreciate free transport to school as a form of regional equality. In pedagogy, we should be aware of our identity: it's a big country with a small population. That is why multi-age teaching and the learning of children at different ages should be studied and developed more generally. In questionnaires, the answers of different groups varied only slightly. Administrators, parents and teachers emphasised the teaching of manners, while children together with their parents laid stress on the importance of play and atmosphere. Playing outdoors and having a good environment were appreciated, but international relations and information technology were not seen as important elements in pre-school education. The task of education is to raise children into humanity. We should see pre-school age as a significant period of life. It deserves proper attention that we already give to the education of teachers and the development of our day care system. International tests on children's basic skills have given results that support our approach. Finland should by no means copy other European countries in developing pre-school and elementary education. We face the challenge of exploiting all the expertise there is in day care, pre-school education, social administration and school administration, also involving local decision making. Teachers need further education, especially on children with special needs, more practice of interaction skills, and co-operation with parents. School administration should give resources and time for this co-operation. In further studies we could develop co-operation of homes and school with the help of an activity analysis. The using of an evaluation model in municipality case studies, interviews of the different groups and follow-up studies after the establishment of pre-school education give many interesting possibilities for further studies. / Tiivistelmä Väitöskirjani tehtävänä on selvittää pienten koulujen esiopetuksen järjestämistä. Esiopetusta on järjestetty Suomessakin jo yli kolmekymmentä vuotta, mutta laaja esiopetuksen järjestämisen aika kuusivuotiaille on vasta aluillaan vuoden 2001 alusta. Teoreettisessa osassa 1 tarkastelen pienten koulujen historiallista kehittymistä, koulutuspolitiikkaa, pedagogiaa ja esiopetuksen järjestämistä osana koko koululaitosta. Vertailen Suomen naisten työssäkäyntiä, päivähoidon järjestämistä ja naisten tasa-arvoa muuhun Eurooppaan, samoin lasten koulumenestystuloksia. Esiopetuksen järjestämisen laatua tarkastelen Helakorven (1993) esittämästä opetuksen laatuelementtimallista kootun mallin avulla. Empiirisessä osassa 2 analysoin hallinnon edustajien, vanhempien, opettajien ja lasten käsityksiä esiopetuksesta. Toteutin tutkimuksen kyselylomakkeilla neljässä vaiheessa vuosina 1999-2000 ja sain yhteensä 2271 palautuskirjettä. Faktorianalyysien tehtävänä oli jäsentää ilmiötä ja antaa tukea teoreettisen tiedon ja oman praktisen työkokemuksen pohjalta laaditulle tulkinnalle. Esiopetuksen järjestämisessä on samankaltaisuutta 1800-luvulla maaseudun lapsille järjestetyn alkuopetuksen kanssa: maaseudun lapset ovat olleet opetuksen saamisessa huonommassa asemassa kuin taajamien lapset. Syrjäseudun esioppilaille tulisi antaa kuljetusetu erityispalveluna erityisesti vanhempien mielestä. Suomen pitäisi tiedostaa selkeästi oman identiteettinsä perustekijät eli suuri maa ja pieni väestö. Siksi yhdysluokkaopetusta ja eri-ikäisten lasten oppimista yhdessä pitäisi yleensäkin tutkia ja kehittää enemmän. Esiopetukseen suhtautumisessa eri ryhmien vastaukset eroavat vain vähän toisistaan. Hallinnon edustajat, vanhemmat ja opettajat korostavat käytöstapojen ja tapakasvatuksen tärkeyttä. Lapset korostavat ulkoleikkiä ja yleensä leikkiä sekä ilmapiirin merkitystä samoin kuin vanhemmat. Kansainvälisyyden ja tieto- ja viestintätekniikan opetusta ei nähdä tärkeiksi alueiksi esiopetuksessa. Koulutuksen tehtävä on ihmisyyteen kasvattaminen. Esiopetusikää pitäisi vaalia omana ikäkautenaan. Suomessa onkin satsattu opettajien koulutukseen ja päivähoidon kehittämiseen, ei lapsen varhaiseen koulunaloitukseen. Oppilaiden myöhemmät koulumenestystulokset tukevat Suomen linjan säilyttämistä, eivät muiden Euroopan maiden matkimista. Hallinnollisesti esiopetuksen johtamisen keskeinen haaste on päiväkodin johtajien sekä koulutoimen ja perusturvan esiopettajien asiantuntemuksen laajempi hyödyntäminen sekä paikallisuuden huomioon ottaminen. Opettajat tarvitsevat täydennyskoulutusta erityisesti erityispedagogiikassa, vuorovaikutustaitojen harjoittamisessa ja vanhempien kanssa tehtävässä yhteistyössä. Yhteistyöhön tulisikin saada resursseja ja aikaa hallinnolta. Jatkotutkimusvaiheessa voisi puolestaan toimintatutkimuksen avulla kehittää kodin ja koulun yhteistyötä. Arviointimallin käyttö tapauskohtaisissa kuntatutkimuksissa, eri ryhmien edustajien haastattelut ja seurantatutkimus esiopetuksen järjestämisen vakiintumisen jälkeen tarjoavat mielenkiintoisia jatkotutkimusmahdollisuuksia.

Abstract In ladle metallurgy, gas stirring and the behaviour of the slag layer are very important for alloying and the homogenization of the steel. When gas is injected through a nozzle located at the bottom of the ladle into the metal bath, the gas jet exiting the nozzle breaks up into gas bubbles. The rising bubbles break the slag layer and create an open-eye. The size of the open-eye is very important as the efficiency of the metal-slag reactions depend on the interaction between the slag and steel created during the stirring process, and information about the position and size of the open-eye is important for effective alloying practice. Moreover, the open-eye has an effect on the energy balance since it increases heat losses. In this study, experimental measurements and numerical simulations were performed to study the effect of different operating parameters on the formation of the open-eye and mixing time in a water model and industrial ladle. Experimental measurements were performed to study the effect of the gas flow rate, slag layer thickness, slag layer densities and number of porous plugs in a 1/5 scale water model and in a 150-ton steelmaking ladle. For numerical modelling, a multi-phase volume of fluid (VOF) model was used to simulate the system including the behaviour of the slag layer. The numerical simulation of the open-eye size and mixing time was found to be in good agreement with the experimental data obtained from the water model and data obtained from the industrial measurements. / Tiivistelmä Senkkametallurgiassa kaasuhuuhtelu ja kuonakerroksen käyttäytyminen ovat tärkeitä teräksen seostamisen ja homogenisoinnin näkökulmasta. Senkan pohjalla sijaitsevasta suuttimesta puhallettava kaasu hajoaa kupliksi, jotka rikkovat kuonakerroksen ja muodostavat avoimen silmäkkeen. Avoimen silmäkkeen koko on yhteydessä voimakkaampaan kuonan emulgoitumiseen, joka tehostaa metallisulan ja kuonan välisiä reaktioita. Tietoa avoimen silmäkkeen paikasta ja koosta tarvitaan myös tehokkaaseen seostuspraktiikkaan. Avoin silmäke vaikuttaa lisäksi prosessin energiataseeseen lisäten sen lämpöhäviöitä. Tässä tutkimuksessa tutkittiin kokeellisesti ja laskennallisesti erilaisten operointiparametrien vaikutusta avoimen silmäkkeen muodostumiseen vesimallissa ja terässenkassateollisessa senkassa. Kokeellisia mittauksia tehtiin kaasuhuuhtelun, kuonakerroksen paksuuden, ja suuttimien määrän vaikutuksen tutkimiseksi 1/5-mittakaavan vesimallissa ja 150 tonnin terässenkassa. Numeerisessa mallinnuksessa systeemin ja siihen lukeutuvan kuonakerroksen käyttäytymisen simuloimiseen käytettiin volume of fluid (VOF) –monifaasimenetelmää. Avoimen silmäkkeen kokoon ja sekoittumisaikaan liittyvien numeeristen simulointien havaittiin vastaavan hyvin vesimallista ja teollisista mittauksista saatua kokeellista aineistoa.

Abstract Estimation of the covariance matrix is an important problem in statistics in general because the covariance matrix is an essential part of principal component analysis, statistical pattern recognition, multivariate regression and network exploration, just to mention but a few applications. Penalized likelihood methods are used when standard estimates cannot be computed. This is a common case when the number of explanatory variables is much larger compared to the sample size (high-dimensional case). An alternative ridge-type estimator for the precision matrix estimation is introduced in Article I. This estimate is derived using a penalized likelihood estimation method. Undirected networks, which are connected to penalized covariance and precision matrix estimation and some applications related to networks are also explored in this dissertation. In Article II novel statistical methods are used to infer population networks from discrete measurements of genetic data. More precisely, Least Absolute Shrinkage and Selection Operator, LASSO for short, is applied in neighborhood selection. This inferred network is used for more detailed inference of population structures. We illustrate how community detection can be a promising tool in population structure and admixture exploration of genetic data. In addition, in Article IV it is shown how the precision matrix estimator introduced in Article I can be used in graphical model selection via a multiple hypothesis testing procedure. Article III in this dissertation contains a review of current tools for practical graphical model selection and precision/covariance matrix estimation. The other three publications have detailed descriptions of the fundamental computational and mathematical results which create a basis for the methods presented in these articles. Each publication contains a collection of practical research questions where the novel methods can be applied. We hope that these applications will help readers to better understand the possible applications of the methods presented in this dissertation. / Tiivistelmä Kovarianssimatriisin estimointi on yleisesti ottaen tärkeä tilastotieteen ongelma, koska kovarianssimatriisi on oleellinen osa pääkomponenttianalyysia, tilastollista hahmontunnistusta, monimuuttujaregressiota ja verkkojen tutkimista, vain muutamia sovellutuksia mainitakseni. Sakotettuja suurimman uskottavuuden menetelmiä käytetään sellaisissa tilanteissa, joissa tavanomaisia estimaatteja ei voida laskea. Tämä on tyypillistä tilanteessa, jossa selittävien muuttujien lukumäärä on hyvin suuri verrattuna otoskokoon (englanninkielisessä kirjallisuudessa tämä tunnetaan nimellä ”high dimensional case”). Ensimmäisessä artikkelissa esitellään vaihtoehtoinen harjanne (ridge)-tyyppinen estimaattori tarkkuusmatriisin estimointiin. Tämä estimaatti on johdettu käyttäen sakotettua suurimman uskottavuuden estimointimenetelmää. Tässä väitöskirjassa käsitellään myös suuntaamattomia verkkoja, jotka liittyvät läheisesti sakotettuun kovarianssi- ja tarkkuusmatriisin estimointiin, sekä joitakin verkkoihin liittyviä sovelluksia. Toisessa artikkelissa käytetään uusia tilastotieteen menetelmiä populaatioverkon päättelyyn epäjatkuvista mittauksista. Tarkemmin sanottuna Lassoa (Least Absolute Shrinkage and Selection Operator) sovelletaan naapuruston valinnassa. Näin muodostettua verkkoa hyödynnetään tarkemmassa populaatiorakenteen tarkastelussa. Havainnollistamme, kuinka verkon kommuunien (communities) tunnistaminen saattaa olla lupaava tapa tutkia populaatiorakennetta ja populaation sekoittumista (admixture) geneettisestä datasta. Lisäksi neljännessä artikkelissa näytetään, kuinka ensimmäisessä artikkelissa esiteltyä tarkkuusmatriisin estimaattoria voidaan käyttää graafisessa mallinvalinnassa usean hypoteesin testauksen avulla. Tämän väitöskirjan kolmas artikkeli sisältää yleiskatsauksen tämänhetkisistä työkaluista, joiden avulla voidaan valita graafinen malli ja estimoida tarkkuus- sekä kovarianssimatriiseja. Muissa kolmessa julkaisussa on kuvailtu yksityiskohtaisesti olennaisia laskennallisista ja matemaattisista tuloksista, joihin artikkeleissa esitellyt estimointimenetelmät perustuvat. Jokaisessa julkaisussa on kokoelma käytännöllisiä tutkimuskysymyksiä, joihin voidaan soveltaa uusia estimointimenetelmiä. Toivomme, että nämä sovellukset auttavat lukijaa ymmärtämään paremmin tässä väitöskirjassa esiteltyjen menetelmien käyttömahdollisuuksia.

Abstract In visible light communication (VLC), light emitting diodes (LEDs) are used as transmitters; the air is the transmission medium and the photodiodes are used for receivers. This is often referred to as light fidelity (Li-Fi). In this thesis, we provide the methodology to evaluate the performance of VLC hotspot networks in the context of data downloading on the move scenarios by using throughput-distance relationship models. In this context, first we study the different properties of optical transceiver elements, noise sources, characterization and modelling of artificial light interference, different link topologies and then we introduce the throughput-distance relationship model. Secondly, the analytically based throughput-distance relationship has been developed for evaluating the performance of VLC hotspot networks in indoor environment in both day and night conditions. Simulation results reveal that background noise has a significant impact on the performance of VLC hotspots. As expected, in both indoor and outdoor environments the VLC hotspot performs better at night than during day. The performance of VLC hotspot networks is also quantified in terms of received file size at different bit error rate requirements and velocities of the mobile user. Thirdly, we study the performance of hybrid (Radio-Optical) WLAN-VLC hotspot and compare its performance with stand-alone VLC-only or WLAN-only hotspot cases. In this case, we also consider the data download on the move scenarios in an indoor environment for a single-user as well as for multi-user cases. In this hybrid WLAN-VLC hotspot, both the WLAN and the VLC are characterized by their throughput and communication range. Simulations have been performed to evaluate the performance of such network for data downloading on the move scenario by taking into account performance metrics such as filesize, average connectivity and system throughput. Simulation results reveal that the considered hybrid WLAN-VLC performs always better than stand-alone VLC-only or WLAN-only hotspot both for a single and multi-user cases. Finally, this thesis analyses the feasibility and potential benefits of using hybrid radio-optical wireless systems. In this respect, cooperative communication using optical relays are also introduced in order to increase the coverage and energy efficiency of the battery operated device. Potential benefits are identified as service connectivity and energy efficiency of battery operated device in an indoor environment. Simulation results reveal that user connectivity and energy efficiency depend on user density, coverage range ratio between single-hop and multi-hop, relay probabilities and mobility of the user. / Tiivistelmä Näkyvään valoon pohjautuvassa tiedonsiirrossa (VLC) valodiodeja (LED) käytetään lähettiminä, ilma on siirtokanava ja valoilmaisimia käytetään vastaanottimina. Tätä kutsutaan usein nimellä light fidelity (Li-Fi). Tässä työssä tarjoamme menetelmiä VLC ”hotspot” verkkojen suorituskyvyn arviointiin tiedonsiirtonopeus-etäisyysmalleilla skenaarioissa, jossa tietoa ladataan liikkeessä. Tässä kontekstissa tutkimme ensin optisen lähettimen komponenttien eri ominaisuuksia, kohinan lähteitä, keinovalon häiriömalleja ja tiedonsiirtolinkkien topologioita, jonka jälkeen esittelemme tiedonsiirtonopeuden ja etäisyyden välisen mallin. Toiseksi kehitetyn analyyttisen tiedonsiirto-etäisyys mallia käytetään arvioitaessa VLC hotspot verkkojen suorituskykyä sisäympäristössä sekä päivä että yö olosuhteissa. Simulointien tulokset osoittavat, että taustakohinalla on suuri vaikutus VLC verkkojen suorituskykyyn. Kuten odotettua, sisä- ja ulkotiloissa VLC hotspot toimii paremmin yöllä kuin päivällä. VLC hotspot verkkojen suorituskyky arvioidaan myös vastaanotetun tiedoston koon, eri bittivirhesuhteen vaatimuksilla ja liikkuvan käyttäjän nopeuden suhteen. Kolmanneksi tutkimme hybridi WLAN-VLC hotspot verkon suorituskykyä ja vertaamme sen suorituskykyä pelkän VLC- tai WLAN hotspot tapauksessa. Käsittelemme myös skenaarioita jossa tiedoston lataus tapahtuu liikkeessä sisätilassa yhden käyttäjän sekä monen käyttäjän tapauksissa. Tässä hybridi WLAN-VLC hotspot, sekä erilliset WLAN- ja VLC verkot ovat määritelty niiden tiedonsiirtonopeuden ja kantaman perusteella. Näiden verkkojen suorituskykyä arvioitaessa on tehty joukko tietokonesimulointeja verkossa tapahtuvasta tietojen lataamisesta liikkeessä ottamalla huomioon suorituskyvyn mittarit kuten tiedoston koko, keskimääräinen yhteyden kesto ja saavutettu läpäisy. Simuloinnin tulokset paljastavat, että hybridi WLAN-VLC toimii aina paremmin kuin pelkkä VLC tai WLAN hotspot sekä yhden että monen käyttäjän tapauksessa. Lopuksi työssä analysoidaan ehdotetun järjestelmän toteutettavuus ja mahdolliset edut käytettäessä hybridejä radio-optisia langattomia järjestelmiä. Tältä osin esitellään myös kooperatiiviseen viestintään perustuvat optiset releet parantamaan verkon kattavuutta ja energiatehokkuutta akkukäyttöisissä laitteissa. Mahdolliset hyödyt tunnistetaan palvelun konnektiivisuudessa ja energiatehokkuudessa akkukäyttöisissä laitteissa sisätiloissa. Simulointien tulokset osoittavat, että käyttäjien konnektiivisuus ja energiatehokkuus riippuvat käyttäjätiheydestä, kantaman ja etäisyyden välisestä suhteesta yhden hypyn ja monen hypyn välillä, releointi todennäköisyydestä ja käyttäjien mobiliteetista.

Abstract The thesis is an investigation into the spatio-temporal knowledge creation of international research groups. Knowledge is spatial: it is created in geographical places, shared in communicative space and analyzed in the cognitive space of the mind. Knowledge is a process that evolves in the interactions and interpretations of people. It is created in the tempo of working days that is experienced as flowing or disrupted time. These dimensions of spaces and times come together as the contexts of knowledge creation. In current internationalizing universities, work groups increasingly consist of members from different countries and with varying professional backgrounds. In their endeavor to create globally renowned results, the international research groups are both challenged and enabled by their diversity. Multiple views can benefit the creation of novelty, but reaching a common understanding in a diverse group might not be easy. Current research calls for a more detailed understanding of the processes and contexts of knowledge creation in international groups. The empirical part of the thesis is comprised of two case study compilations. Case A focuses on the University of Oulu, with its foreign employees and three international research groups from the humanist, scientific and technical fields. Four international research groups from the fields of science and technology, led by top foreign professors and funded by the Finland Distinguished Professor Programme, form case B. Altogether, the main materials include 37 interviews, 123 weekly diaries, observation and a survey (67 replies). The main methods applied are mental mapping, discourse analysis and content analysis. According to the results, knowledge creation is a complex spatio-temporal process that often leads to unexpected results. Processes of interaction and interpretation enable the group to reach cognitive friction. This fertile ground of knowledge creation can be reached when a group possesses enough common understanding and enough diversity in their individual interpretations. Humanist, scientific and technical knowledges are created in multiple contexts through group-specific discourses. Knowledge itself is a spatio-temporal process of stages, flows and disruptions towards the not-yet-known. Knowledge is inseparable from individuals, groups, the processes and contexts of creation. / Tiivistelmä Väitöskirjassa tarkastellaan tiedon jalostamista tilassa ja ajassa kansainvälisissä tutkimusryhmissä. Tieto on tilallista: sitä jalostetaan maantieteellisissä paikoissa, jaetaan kommunikaation tilassa ja analysoidaan mielen kognitiivisessa tilassa. Tieto on prosessi, jota ihmiset jalostavat vuorovaikutuksen ja tulkinnan kautta. Tietoa jalostetaan aikarajojen ja työpäivien määrittelemässä ajassa, joka voi tuntua virtaavan tai pysähtelevän. Nämä tilan ja ajan ulottuvuudet yhdistyvät tiedon jalostamisen kontekstiksi. Kansainvälistyvissä yliopistoissa työryhmät koostuvat enenevissä määrin jäsenistä, jotka edustavat eri kansallisuuksia ja joiden ammatilliset taustat ovat erilaiset. Monimuotoisuus on sekä haaste että mahdollisuus ryhmien tavoitteelle luoda kansainvälisesti merkittäviä tuloksia. Monipuoliset näkökulmat voivat edesauttaa tiedon jalostamista, mutta yhteisymmärryksen muodostaminen ryhmässä voi olla haastavaa. Nykytutkimuksessa tarvitaan syvällisempää ymmärrystä tiedon jalostamisen prosesseista ja konteksteista kansainvälisissä ryhmissä. Väitöskirjan empiirinen osa sisältää kaksi tapaustutkimuskokonaisuutta. Tapaus A koskee Oulun yliopiston ulkomaalaisia työntekijöitä ja kolmea kansainvälistä tutkimusryhmää humanistiselta, luonnontieteelliseltä ja tekniseltä alalta. Tapauksen B muodostavat neljä kansainvälistä luonnontieteen ja tekniikan alan tutkimusryhmää, joiden johtajat ovat ulkomaalaisia huippuprofessoreita ja jotka ovat Finland Distinguished Professor -ohjelman rahoittamia. Yhteensä pääaineisto koostuu 37 haastattelusta, 123 viikkopäiväkirjasta, havainnoinnista ja kyselystä (67 vastausta). Aineiston käsittelyn päämenetelmät ovat mentaalikartta-, diskurssi- ja sisällönanalyysi. Tulosten mukaan tiedon jalostaminen on monimutkainen prosessi, joka usein johtaa odottamattomiin tuloksiin. Vuorovaikutuksen ja tulkitsemisen prosessit mahdollistavat kognitiivisen kitkan muodostumisen, joka on hedelmällinen maaperä tiedon jalostamiselle. Sen saavuttamiseksi ryhmässä tarvitaan riittävästi yhteisymmärrystä ja riittävästi monimuotoisuutta jäsenten yksilöllisissä tulkinnoissa. Humanistiset, luonnontieteelliset ja tekniset tiedot jalostetaan ryhmän sisäisissä diskursseissa monipuolisissa konteksteissa. Tieto on tilallinen ja ajallinen prosessi kohti toistaiseksi tietämätöntä. Tieto on erottamaton osa ihmisiä, ryhmiä ja jalostamisen prosesseja ja konteksteja.

Abstract The purpose of this study was to clarify the notion of diaconal nursing, to produce a description of diaconal nursing and to outline a model of it. The study was accomplished in three stages in accordance with the hybrid model developed by Schwarz-Barcott and Kim (2000). At the theoretical stage, the literature was searched for information of diaconal nursing. For this purpose, a discretionary sample of references dealing with diaconal work and nursing was collected in 1998–1999. The material was analyzed with methods of inductive content analysis. At the empirical stage, the narrative approach was used to collect experiential data about diaconal nursing. The data were collected in the form of written essays complemented by oral interviews. The narrators were a group of 70 senior nursing students with the orientation towards diaconal care, 36 teachers of diaconal care, two consecrated deaconess nurses from five polytechnics on different locations in Finland and eight nurses without diaconal education and four patients from the Kanta-Häme and Pirkanmaa regions. One of the informants was testing the diaconal nursing practice, and she discussed that in her personal narrative. The data were collected in 1998–2003. The substance of the empirical data was analyzed with holistic methods of narrative content analysis. At the analytical stage, diaconal nursing was described as a synthesis of the theoretical and empirical stages, and a model was constructed based on that description. The results indicated that nurses with and without diaconal education used different terms to describe diaconal nursing. Based on the model developed here, diaconal work and nursing are combined into diaconal nursing via the cultural level of religion. Diaconal nursing is a profession carried out in nursing environments and parishes by nurses with diaconal education. Knowledge of both nursing science and theology is applied. In addition to nursing interventions, caritative and liturgic interventions are also used in diaconal nursing. The term 'professional service' is in diaconal nursing. The interactive relationship is a professional human relationship, where the person being cared for receives care and compassion without an obligation to "pay back". For the nursing professional, actions accordant with the Christian view of humanity may be a resource in everyday nursing. The recipient of care is not expected to have a religious or other conviction. Diaconal nursing can be learnt through education, and being a professing Christian is not enough to make a nurse a professional of diaconal nursing. The knowledge produced is the study can be utilized in diaconal nursing instruction and helps students to encounter people in nursing practice. The model also provides insight for the development of diaconal nursing curricula in polytechnics. / Tiivistelmä Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selkiyttää käsitystä diakonisesta hoitotyöstä ja tuottaa kuvaus diakonisesta hoitotyöstä sekä rakentaa siitä malli. Tutkimus muodostuu kolmesta vaiheesta Schwarz - Barcottin ja Kimin (2000) kuvaaman hybridisen mallin mukaisesti. Teoreettisessa vaiheessa tehtävänä oli etsiä kirjallisuudesta tietoa diakonisesta hoitotyöstä. Tätä varten kerättiin 1998–1999 harkinnanvaraisella otannalla aineisto diakoniaa ja hoitotyötä käsittelevästä kirjallisuudesta. Aineisto analysoitiin induktiivisella sisällönanalyysilla. Empiirisessä vaiheessa koottiin narratiivista lähestymistapaa soveltaen kokemuksellista tietoa diakonisesta hoitotyöstä. Aineisto koottiin kirjoitelmina ja sitä täydennettiin haastatteluin. Kertojina oli 70 diakoniapainotteisen sairaanhoitajakoulutuksen päättävää opiskelijaa, 36 diakonian opettajaa, kaksi diakonian virkaan vihittyä sairaanhoitajaa viiden eri paikkakunnan ammattikorkeakoulusta sekä 8 sairaanhoitajaa ja 4 potilasta Kanta-Hämeestä ja Pirkanmaalta. Yksi kertojista testasi diakonista hoitotyötä hoitokäytännössä, josta hän tuotti sisäisen tarinansa. Aineisto koottiin 1998–2003 välisenä aikana. Aineisto analysoitiin holistis-sisällöllisesti narratiivisen aineiston analyysin mukaisesti. Analyyttisessa vaiheessa kuvattiin diakonista hoitotyötä teoreettisen ja empiirisen vaiheen muodostamana synteesinä, jonka perusteella siitä rakennettiin malli. Tulokset osoittivat, että diakoniaan kouluttautuneet ja kouluttautumattomat sairaanhoitajat puhuvat eri käsittein diakonisesta hoitotyöstä. Kehitetyn mallin mukaan diakonia ja hoitotyö yhdistyvät diakoniseksi hoitotyöksi uskonnon kulttuurisen tason kautta. Diakoninen hoitotyö on professio, jota tekevät diakoniseen hoitotyöhön kouluttautuneet sairaanhoitajat hoitotyön toimintaympäristöissä ja seurakunnissa. Siinä sovelletaan hoitotieteen ja teologian tietoa. Diakonisessa hoitotyössä toteutetaan hoitotyön auttamismenetelmien lisäksi karitatiivisia ja liturgisia auttamismenetelmiä. Diakonisessa hoitotyössä puhutaan ammatillisesta palvelemisesta. Vuorovaikutussuhde on ammatillinen lähimmäissuhde, jossa hoidettava kokee saavansa lahjomatonta hoitamista ja rakkauden tunnetta. Hoitotyöntekijälle kristillisen ihmiskäsityksen mukainen toiminta voi olla voimavara hoitamisen arjessa. Hoidettavana olevalta ihmiseltä ei edellytetä uskonnollista tai muuta vakaumusta. Diakoninen hoitotyö voidaan oppia koulutuksessa ja pelkkä hoitajan kristillinen vakaumus ei anna valmiuksia tähän työhön. Tutkimuksessa tuotettua tietoa voidaan hyödyntää hoitotyön opetuksessa ja sen seurauksena käytännön hoitotyössä ihmisen kohtaamisissa. Lisäksi tuotettu malli lisää ymmärrystä kehittää diakonista hoitotyötä opiskelevan sairaanhoitajan opetussuunnitelmaa ammattikorkeakoulussa.

Abstract In the 1990's, a large number of Finnish hospitals began implementing new cost accounting systems, which were aimed at pricing the hospital outputs at full cost. Often the method of choice was activity-based costing, which was in the process of being transferred from the manufacturing industry to health care service production. The aim of this study is to analyse the motivations and rationale of this phenomenon in the light of three longitudinal case studies. The first case study is archival, using documents produced between 1996 and 2002. In the second case study, the data consists mainly of research diaries and personal observation and covers a hospital district activity-based costing and pricing project of 2000–2001. The third case study covers budgeting and costing development in a private, non-profit hospital by analysing documents and field notes. Institutional theory is used to interpret the findings in the three case studies. The theoretical framework used in analysing the data draws on Roberts and Greenwood's (1997) ideas, according to which an organisation's rational and efficiency-seeking actions are constrained by both economic (bounded rationality) and institutional factors. The results indicate that different constraints imposed on efficiency-seeking behaviour such as activity-based costing implementation may lead to different solutions concerning implementation. It is noteworthy that while all three case organisations represent the health care sector, their approaches to activity-based costing have been quite dissimilar. While institutional theory leads us to believe that managerial accounting systems may be converging due to the institutional pressures, evidence from the case studies supports the notion that this convergence seems limited to the adoption of the systems – function of the systems seems to remain characteristically different. / Tiivistelmä Useat suomalaiset sairaalat aloittivat 1990-luvulla laajamittaisia kustannuslaskentaprojekteja, joissa tähdättiin täyskatteiseen hinnoitteluun. Usein valittuna menetelmänä oli toimintolaskenta, jota siirrettiin teollisesta toimintaympäristöstä terveydenhuollon palvelutuotantoon. Tutkimuksen tavoitteena on tarkastella tämän ilmiön syitä ja motiiveja kolmen tapaustutkimuksen valossa, joista kaksi on sairaanhoitopiirejä ja kolmas on voittoa tavoittelemattoman yhteisön omistama yksityinen sairaala. Ensimmäisessä tapaustutkimuksessa aineisto on dokumentteihin perustuvaa arkistomateriaalia vuosilta 1996–2002. Lisäksi kustannuslaskentamallien rakennetta on tarkasteltu käymällä läpi laskelmissa tehtyjä rakenteellisia ja teknisiä ratkaisuja sekä laskentasääntöjä. Toisessa tapaustutkimuksessa aineisto koostuu pääasiassa tutkijan päiväkirjoista ja havainnoista, ja sisältää sairaanhoitopiirin laajuisen kustannuslaskenta- ja hinnoitteluprojektin kuvauksen vuosilta 2000–2001. Kolmannessa tapaustutkimuksessa käydään läpi yksityisen sairaalan budjetoinnin ja kustannuslaskennan kehitystä dokumentteihin ja tutkijan muistiinpanoihin nojautuen. Teoreettisena viitekehyksenä aineiston tulkinnassa käytetään Robertsin ja Greenwoodin (1997) rajoitetun tehokkuuden mallia, jonka mukaan organisaation tehostamispyrkimyksiä rajoittavat sekä taloudelliseen rationaalisuuteen liittyvät tekijät (rajoitettu rationaalisuus) että institutionaaliset tekijät. Tutkimuksen tulokset osoittavat, että erityyppiset rajoittavat tekijät vaikuttavat organisaatioiden tehokkuuspyrkimyksiin (joihin toimintolaskentaprojektit on luettava) siten, että lopputuloksena on erilaisia sovelluksia toimintolaskennan käyttöönotosta. On huomionarvoista, että vaikka kaikki tutkimuksen kohteena olleet tapaukset ovat erikoissairaanhoidon organisaatiota, niiden tavat ottaa toimintolaskenta käyttöön ovat olleet toisistaan hyvin poikkeavia. Vaikka institutionaaliseen teoriaan perustuvasta tutkimuksesta voikin tehdä sellaisen johtopäätöksen, että ulkoiset paineet muovaavat organisaatioita samanlaisiksi, näiden tapaustutkimusten perusteella on mahdollista väittää, että samanlaisuuden paineet liittyvät laskentajärjestelmien käyttöönottoon järjestelmien toiminnan jäädessä varsin erityyppisiksi.