Learning Centre

Regulation for dynamic spectrum management

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Hämmäinen, Heikki, Prof., Aalto University, Department of Communications and Networking, Finland
dc.contributor.advisor Paredes, Ricardo, Prof., Pontificia Universidad Católica, Chile
dc.contributor.advisor Marianov, Vladimir, Prof., Pontificia Universidad Católica, Chile
dc.contributor.author Basaure, Arturo
dc.date.accessioned 2016-08-04T09:01:22Z
dc.date.available 2016-08-04T09:01:22Z
dc.date.issued 2016
dc.identifier.isbn 978-952-60-6892-3 (electronic)
dc.identifier.isbn 978-952-60-6891-6 (printed)
dc.identifier.issn 1799-4942 (electronic)
dc.identifier.issn 1799-4934 (printed)
dc.identifier.issn 1799-4934 (ISSN-L)
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/21240
dc.description.abstract  Spectrum management is in the core of Internet access and therefore of vital importance for assuring the most important processes of our society. The increasing demand for new services makes the spectrum scarcer and urges national regulatory authorities (NRAs) to promote a more efficient spectrum usage. In this context, dynamic spectrum access (DSA) technologies and the related dynamic spectrum management (DSM) provide new ways of managing spectrum, by dynamically reassigning the underutilized spectrum (i.e. white spaces). This thesis employs a combined approach consisting of agent-based modelling and system dynamics to study spectrum management by means of dynamic neo-institutional economics. Thus, this work combines transaction cost and evolutionary economics into the modelling and analysis of the constantly evolving ICT ecosystem.DSA decreases the costs associated with spectrum transactions and help to clearly define spectrum usage rights, and therefore it provides the basic conditions for the Coasean implications on policy, pushing gradually spectrum management towards a property rights regime. From the analysed scenarios, this thesis shows that indoor deployment is most promising for DSA technologies. Indoor networks transmitting in higher frequency bands require less coordination for achieving mutual benefits from the performed spectrum transactions. Therefore, this thesis emphasizes that spectrum reforms, allowing spectrum transactions, should focus on higher frequency bands and new indoor network deployments, such as small-cells, 5G, IoT and M2M services. NRAs should facilitate flexibility in spectrum assignment in the higher frequency bands, by means of a property rights regime or a flexible licensing regime, to provide indoor deployments with the ability to respond more dynamically to the changes in demand. Moreover, such spectrum reforms may drive spectrum decentralization to stimulate user-centric innovation. Finally, this thesis compares DSA with other alternative mechanisms, such as national roaming and end-user multihoming. The three compared mechanisms may improve the economic efficiency of mobile networks. In indoor networks, while end-user multihoming and national roaming addresses coverage problems, DSA may increase the efficiency further by addressing congestion problems. In outdoor networks, national roaming and end-user multihoming may improve coverage problems.    en
dc.description.abstract Radiospektrin hallinta sijaitsee mobiilin ja langattoman Internetin ytimessä ja sen tärkeys vahvistuu yhteiskuntamme tärkeimmissä prosesseissa. Uusien palveluiden kasvava kysyntä tekee spektristä entistä niukemman resurssin ja motivoi viranomaisia edistämään tehokkaampaa spektrin käyttöä. Tässä kontekstissa, dynaamiset spektrin liityntäteknologiat (Dynamic Spectrum Access (DSA)) sekä näihin liittyvä dynaaminen spektrin hallinta tarjoavat uusia keinoja alikäytetyn spektriresurssin (ns. valkoiset tilat) uudelleen käyttämiseen ja jakamiseen. Tämä tutkimus soveltaa agenttipohjaista mallinnusta sekä systeemidynamiikkaa ja analysoi spektrin hallintaa hyödyntäen dynaamista uusi-instituutionalista talousteoriaa. Toisin sanoen, tutkimustyö yhdistää transaktiokustannusten sekä evoluution talousteoriaa ja analysoi alati muuttuvaa ICT-ekosysteemiä näitä hyödyntäen.DSA vähentää spektrin transaktiokustannuksia ja auttaa määrittelemään selkeästi spektrin käyttöoikeudet. DSA täyttää näin perusedellytykset, jotta Coasen teoreemaa voidaan soveltaa spektripolitiikassa; toisin sanoen, ottaa asteittain käyttöön omistusoikeusjärjestelmiä spektrin hallinnassa. Analysoimalla eri skenaarioita tämä väitöskirja osoittaa, että sisätilojen verkot ovat erityisen lupaavia DSA teknologioiden käyttöönotossa. Jos sisätilojen verkot käyttävät korkeimpia taajuuksia, ne vaativat vähemmän koordinaatiota hyödynnettäessä spektrin transaktioita. Työ korostaa, että spektrin lakiuudistusten pitäisi kannustaa spektrin transaktioita korkeimmilla taajuuksilla sekä sisätilojen verkoissa (esim. small cells, 5G, IoT ja M2M-palveluissa). Regulaattoreiden tulisi lisätä joustavuutta spektrin jakomenetelmissä ja käyttöoikeuksissa, esim. omistusoikeuden tai joustavan lisenssin järjestelmillä. Näin ollen, sisätilojen verkot voisivat vastata paremmin ja dynaamisesti kysynnän vaihtelevuuteen. Lisäksi spektrin lakiuudistusten tulisi ajaa spektrin hajauttamista sekä lisätä käyttäjäkeskeistä innovaatiota. Lopuksi työ vertailee DSA:ta vaihtoehtoisiin menetelmiin, kuten kansallinen roaming ja loppukäyttäjän multihoming (end-user multihoming), jotka voivat kasvattaa taloudellista tehokkuutta erilaisin keinoin. Kolme vertailtua menetelmää lisäävät kaikki soluverkkojen tehokkuutta. Sisätilojen verkoissa end-user multihoming ja kansallinen roaming parantavat kattavuuden ongelmia ja lisäksi DSA voi lisätä tehokkuutta parantamalla ruuhkaongelmia. Ulkotilojen verkoissa, kansallinen roaming ja end-user multihoming voivat taas parantaa kattavuuden ongelmia. fi
dc.format.extent 80 + app. 100
dc.format.mimetype application/pdf en
dc.language.iso en en
dc.publisher Aalto University en
dc.publisher Aalto-yliopisto fi
dc.relation.ispartofseries Aalto University publication series DOCTORAL DISSERTATIONS en
dc.relation.ispartofseries 127/2016
dc.relation.haspart [Publication 1]: Basaure, A., Marianov, V., & Paredes, R. (2014). Implications of dynamic spectrum management for regulation. Telecommunications Policy. Vol 39 (7), 563–579, DOI: 10.1016/j.telpol.2014.07.001
dc.relation.haspart [Publication 2]: Basaure, A., Holland, O. (2015). Optimizing spectrum value through flexible spectrum licensing. IEEE International Symposium on Dynamic Spectrum Access Networks (DySPAN), 130-141, DOI: 10.1109/DySPAN.2015.7343897
dc.relation.haspart [Publication 3]: Kliks, A., Holland, O., Basaure, A., & Matinmikko, M. (2015). Spectrum and license flexibility for 5G networks. IEEE Communications Magazine, 53(7), 42-49, DOI: 10.1109/MCOM.2015.7158264
dc.relation.haspart [Publication 4]: Basaure, A; Sridhar, V; Hämmäinen, H. (2015). Adoption of Dynamic Spectrum Access technologies: A System Dynamics approach. Telecommunication systems. DOI: 10.1007/s11235-015-0113-7
dc.relation.haspart [Publication 5]: Suomi, H., Basaure, A., & Hämmäinen, H. (2013, October). Effects of capacity sharing on mobile access competition. In 21st IEEE International Conference on Network Protocols (ICNP), 2013, 1-6, DOI: 10.1109/ICNP.2013.6733661
dc.relation.haspart [Publication 6]: Basaure, A., Suomi, H., & Hämmäinen, H. (2016). Transaction vs. Switching Costs - Comparison of Three Core Mechanisms for Mobile Markets. Telecommunications Policy. Vol 40 (6), 545-566, DOI: 10.1016/j.telpol.2016.02.004
dc.subject.other Economics en
dc.subject.other Telecommunications engineering en
dc.title Regulation for dynamic spectrum management en
dc.title Dynaamisen radiospektrin hallinnan regulaatio fi
dc.type G5 Artikkeliväitöskirja fi
dc.contributor.school Sähkötekniikan korkeakoulu fi
dc.contributor.school School of Electrical Engineering en
dc.contributor.department Tietoliikenne- ja tietoverkkotekniikan laitos fi
dc.contributor.department Department of Communications and Networking en
dc.subject.keyword dynamic spectrum access and management en
dc.subject.keyword DSA en
dc.subject.keyword DSM en
dc.subject.keyword transaction cost economics en
dc.subject.keyword evolutionary economics en
dc.subject.keyword agent-based modelling en
dc.subject.keyword system dynamics en
dc.subject.keyword Dynaaminen spektrin liityntä (Dynamic Spectrum Access (DSA)) ja hallinta fi
dc.subject.keyword transaktiokustannusten talousteoria fi
dc.subject.keyword evoluutiotalousteoria fi
dc.subject.keyword agenttipohjainen mallinnus fi
dc.subject.keyword systeemidynamiikka fi
dc.identifier.urn URN:ISBN:978-952-60-6892-3
dc.type.dcmitype text en
dc.type.ontasot Doctoral dissertation (article-based) en
dc.type.ontasot Väitöskirja (artikkeli) fi
dc.contributor.supervisor Hämmäinen, Heikki, Prof., Aalto University, Department of Communications and Networking, Finland
dc.opn Koucheryavy, Yevgeni, Prof., Tampere University of Technology, Finland
dc.contributor.lab Network Economics en
dc.contributor.lab Comnet
dc.rev Lehr, William, Dr., Massachusetts Institute of Technology, USA
dc.rev Muñoz, Roberto, Prof., Universidad Técnica Federico Santa María, Chile
dc.date.defence 2016-08-19
local.aalto.formfolder 2016_08_03_klo_18_04
local.aalto.archive yes


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse