LTE筆記: 6G Sustainable Networks -3GPP 演進

在上一篇文章中, 我們介紹了網路節能的基本概念,

並從 Nokia 的角度出發, 說明了網路節能的好處與必要性,

接下來, 我們將基於聯發科吳威德博士在陽明交大的演講,

介紹從 3GPP 角度出發的網路節能功能探討.

在吳博士的演講中, 針對網路節能的必要性提出了兩個說明:

1) 5G NR 的通訊通率上升:

5G NR 中, 為了增加通訊容量, 大量使用多天線技術 (massive MIMO),

多天線技術, 尤其在 mmWave 的頻帶上, 可以有效增加通訊效能,

使得 5G 技術相對於 4G 更加耗電 (2 倍的通訊容量, 需要 8 倍天線個數),

根據 Ericsson 的調查, 從 2020 到 2030, 用於通訊能源的消耗將成長 61 倍.

2) 電費對於電信營運商的營運成本:

在現在電信營運商的營運成本中, 約略 20-40% 來自於電費,

以台灣三大營運商而言, 一年的電費約略是 20 億元,

在可見的未來, 由於綠能以及碳排稅的需求,

電費佔電信營運商的成本可能會將近 5 成, 甚至造成負擔.

考慮到上述的節能需求, 3GPP 從 R17 開始討論網路節能的功能,

在技術上的討論可以分成 3 個方向: 時間, 空間/功率, 頻率,

整體的進程可以以下圖表示:

來自: MTK 吳威德博士整理

針對每一項技術的細節, 我們會再找時間詳細介紹,

我們先從概念上了解 3GPP 在節能上的功能設計:

在整體功能上, 由於 RF 是主要的能源消耗的部件,

因此, 直接的調整 RF 開關 (時間上多工), 或是 RF 功率調整 (空間上多工),

都比起頻率上多工來得更有節能效果, 整體的比較如下圖表:

來自: MTK 吳威德博士整理

以 3GPP 的角度來看,

主要的目標在於定義使用者 (UE) 和基站的共同協作機制,

因此, 特別著重的情境仍是大基站 (marco cell) 對使用者的節能功能,

但如果考慮企業專網, 或是小基站密集佈建的情境, 則會有不同的思考.

在小基站密集佈建的情境, 基地台的天線數, 操作頻帶有限,

在網路節能的考慮下, 將更著重於小基站之間的協作, 與整體網路效能的維護,

這也是我們未來可能會繼續探索的題目.

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