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LTE筆記: 6G Sustainable Networks -Eenergy Model

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在 2023 年的最後一天, 也就把這一系列文章做個總結吧, 近來幾個月, 因為工作的堆積與忙碌, 許多手邊待看的文章都是半完成品狀態, 尚未系統性的整理, 時間的缺少, 與缺乏整理, 多少也影響了撰寫的文章品質... 新的 2024 年, 雖說預期應該是越來越忙碌,  但還是希望可以分享更多有趣的無線通訊內容. 雖然, 在 blogger 文章中, 盡量不提演算法部分的內容, 不過對於通訊問題來說, 在進行問題討論前, 最重要的兩件事就是: 1) 定義模型: 描述觀察值與待測物之間的關係 2) 定義情境: 給定位提的討論設定, 提供公平比較的基準 在上一篇文章中, 我們說到網路節能的目標情境, 雖說不太完整, 但至少有些方向, 在這一篇文章中, 我們就來討論一下基地台的能源消耗模型. 首先, 為什麼是基地台? 如前所述, 無線接取網路佔 80% 能源消耗, 而基地台又是其中的要角, 所以, 當討論能源消耗模型時, 自然是從基地台下手. 至於此能源模型的定義, 則是由 3GPP TR 38.864 進行, 其文件名稱為:  “Study on network energy savings for NR (Release 18)” 來自: MTK 吳威德博士演說 在 3GPP 的能源消耗模型中, 按照慣例, 不會給每個參數明確數值, 但是, 我們可以看到, 有哪些因子會影響基地台的能源消耗: 其中, 我們先看功率項, 包含: 靜態 (static), 天線 (ante), 資源分配 (joint), 靜態功率可以想像是基地台開機就需要的作工, 包含: 冷卻, 電源供應, 等. 天線功率則包含每一組天線的射頻模組功耗, 包含, 放大器, 振盪器等, 最後, 資源分配相關功率則包含了使用的頻譜大小, 以及頻譜功率密度. (*PSD = Power Spectral/Spectrum Density) 此三個項次, 又可以對應於四種節能的方式: 空間: 漸少活躍的天線個數, 天線功率對應的 Sa 下降. 時間: 有一段時間不傳資料, 等校的 Sa 下降. (若是關機可以省下靜態功率) 傳輸功率: 減少天線的發送功率, 頻譜功率密度對應 Sp 下降. 頻寬: 減少使用的通訊頻寬, 頻譜大小對應的 Sf 下降. 透過上述能源使用模型, 由於 Sp 和 Sf 都在括弧內, 我們也

LTE筆記: 6G Sustainable Networks -ITU-R Eenergy Efficiency

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在前述的文章中, 我們介紹了能源節省的各種面向, 然而, 針對一個工程問題, 我們首先要定義的是如何評量節能效率, 換句話說, 我們要定義在甚麼情境下進行節能效率的評估, 我們以兩份 ITU 文件作為參考: ITU-R M.2410-0, ITU-R M.2412-0 在第一份文件 (ITU-R M.2410-0), 名稱為: "Minimum requirements related to technical performance for IMT-2020 radio interface(s)", 定義了 IMT-2020 (5G NR) 中, 對於無線技術 (Radio Interface Technology, RIT) 所需要作出的評估, 其中, 關於能源效率的部分定義於 4.9 Energy efficiency, 以下是原文: Network energy efficiency is the capability of a RIT/SRIT to minimize the radio access network energy consumption in relation to the traffic capacity provided. Device energy efficiency is the capability of the RIT/SRIT to minimize the power consumed by the device modem in relation to the traffic characteristics. Energy efficiency of the network and the device can relate to the support for the following two aspects:     a) Efficient data transmission in a loaded case;     b) Low energy consumption when there is no data. Efficient data transmission in a loaded case is demonstrated by the average spectral effi