Actividad 9: Lectura científica consumo eficiente en las redes

Para ésta semana se nos pidió hacer un resumen de un documento científico, el documento que elegí va relacionado con el ahorro de energia en las redes inalámbricas:

"NETWORK ENERGY SAVING TECHNOLOGIES FOR GREEN WIRELESS ACCESS NETWORKS"

TAO CHEN, VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND YANG YANG, SHANGHAI RESEARCH CENTER ON WIRELESS COMMUNICATIONS, CAS SHANGHAI INSTITUTE OF MICROSYSTEM AND INFORMATION TECHNOLOGY HONGGANG ZHANG, ZHEJIANG UNIVERSITY HAESIK KIM, VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND KARI HORNEMAN, NOKIA SIEMENS NETWORKS.

Introducción:

Actualmente la industria de los dispositivos móviles se enfrenta a un reto importante en el consumo de energía. En consecuencia, las infraestructuras inalámbricas tienen que ser desplegados con grandes demandas de energía. Mientras tanto, los servicios de uso intensivo de datos están empezando a dominar los servicios móviles.

Definiciones:
EE: Eficiencia Energética

R es la velocidad de bits de información,

P es la potencia recibida,

B es el ancho de banda,

N0 es la densidad espectral de potencia de ruido.

Entendiendo la eficiencia energética:

El trabajo útil en un sistema de comunicación se refiere al esfuerzo para entregar señales moduladas para el intercambio de información.

La definición de EE varía en función de los objetos medidos.
Hay dos métodos básicos para la medida de EE:

• Relación de eficiencia de potencia de salida / total de energía para la alimentación de entrada / energía. Esta definición es ampliamente utilizado por los sistemas y componentes tales como la fuente de alimentación, las AP, y las antenas.
• Rendimiento por unidad de consumo de energía. Esto se conoce como operaciones de punto flotante por segundo (FLOPS) en el procesamiento de señales digitales (DSP), millones de instrucciones por segundo (MIPS) en los sistemas informáticos, y el rendimiento (bits por segundo) en los sistemas de comunicación.

Modelo de consumo RBS:
RBS conforma a la misma norma, pero producidos por diferentes fabricantes están probable implementan de forma diferente, y por lo tanto muestran diferentes perfiles de consumo de energía. El modelo genérico consumo de energía abstrae las principales fuentes de consumo de energía en un RBS, que ayuda a aislar los problemas de consumo de energía en y derivar soluciones EE para RBS.

Se emplea el modelo EE definido por el Instituto Europeo de Normas de Telecomunicaciones (ETSI) para equipos de red de acceso inalámbrico, en la cuál define los métodos y prácticas comunes para modelar, medir y evaluar la EE de RBS en diversas redes de acceso inalámbrico, incluyendo GSM, acceso múltiple por división de código de banda ancha (WCDMA), Interoperabilidad mundial para acceso por microondas (WiMAX), y los sistemas LTE.

Los equipos RBS son un componente de red que sirve para las interfaces del dispositivo móvil a través de una interfaz aérea y de la red de infraestructura inalámbrica. Radio transmisores-receptores, que incluyen la frecuencia de radio (RF). Transceptores de radio son responsables de la transmisión y recepción de señales de radio, así como el envío y recepción de señales desde las entidades de red más altas.


Otras Definiciones:
Dominio de Tiempo:
Son soluciones de dominio del tiempo en conexiones temporalmente cerradas.

Dominio de Frecuencia:
Son soluciones dominio del tiempo en conexiones temporalmente cerradas APs en un RBS cuando en el tiempo.

En el dominio de la frecuencia hay principalmente dos métodos para el ahorro de energía: reducción de la agregación de ancho de banda y el transportista.

Reducción de ancho de banda - Dado que la especificación de la capa física de LTE soporta un conjunto de anchos de banda de trans-misión, es posible que un RBS para cambiar el ancho de banda de canal si es necesario. La técnica de reducción de ancho de banda se adapta la anchura de banda con la carga de tráfico de enlace descendente. Para man-tener la misma densidad espectral de potencia (PSD), el ancho de banda más pequeña requiere menos energía radiada. Si el tráfico de enlace descendente es baja, el canal de ancho de banda puede ser reducido de manera que se requiere menos potencia.

Agregación Carrier - En el enfoque de agregación de portadoras, se supone que en un RBS los portadores se agregan por grupos, y cada grupo se sirve por AP individuales. La idea es cerrar la AP asociado cuando los portadores agregados correspondientes no están previstas para el tráfico de enlace descendente. En este caso, este enfoque cie-mente se basa en la aplicación de la RBS.

Dominio espacial
Los enfoques mencionados en el tiempo y el dominio de la frecuencia se emplean en una sola RBS. En el dominio espacial, sin embargo, las soluciones pueden extenderse a las redes heterogéneas, y por lo tanto más flexible. Los principales métodos utilizados en la actualidad en el dominio espacial son la reducción de número de antena en un RBS y configurar dinámicamente las células en un escenario multicelular.

Reducir el número de antena - la reducción de la antena número es la técnica de ahorro de energía más utilizada en el dominio espacial. Se trabaja para la situación en la que la carga de tráfico de una célula es baja.

Activar / Desactivar Móvil - Desconexión La célula enfoque es un enfoque a nivel de sistema que trabaja en un área cubierta por múltiples células, donde las células pueden utilizar diferentes tecnologías de acceso de radio (RAT). Este enfoque no tiene necesidad de modificar los componentes de bajo capa en el RBS. Cuando la carga de tráfico en una determinada zona es baja, algunas células pueden ser cerradas, y las unidades UE atendidas están hechos a mano ed a las células restantes.

Estructura de Capas - Proponemos el abordaje estructura en capas para mejorar aún más EE de las redes de acceso inalámbrico. La estructura en capas es una combinación de diferentes sistemas / redes para servir mismos dispositivos móviles. Las capas se les permite usar diferentes RAT. Normalmente, una red de área amplia inalámbrica (WWAN) se implementa en una sola capa, y las redes de área local inalámbricas (WLAN) se utilizan en otras capas.

Soluciones híbridas
Las soluciones híbridas combinan soluciones en diferentes dominios de adaptar el consumo de energía de un RBS en diferentes condiciones de tráfico. Por ejemplo, para maximizar el ahorro de energía de ganancia en condiciones de tráfico muy bajos de enlace descendente, un RBS se puede configurar para utilizar sola portadora debajo de la caja portadora de agregación, una sola antena, 1,4 MHz en lugar de ancho de banda de 20 MHz, y el número máximo de subtramas MBSFN en un marco. Los estudios preliminares han demostrado que proporciona una mejora significativa frente a una solución independiente. El desafío de soluciones híbridas es el tiempo y de señalización para la reconfiguración del sistema, así como la evitación del impacto en el rendimiento UE procesa-miento / interrupción.

Conclusión
En el documento se abarca lo que es el red LTE se identifica que el problema del consumo de energía común en un RBS de un sistema de acceso inalámbrico es el problema de la escala de carga de tráfico energía. Este problema puede ser abordado por las soluciones de la hora, la frecuencia y dominios espaciales. Como soluciones de la mayoría sólo se centran en un solo RBS, creemos que las soluciones más prometedoras son las que se aplican técnicas híbridas cruzan múltiples sistemas / redes.

Opinión personal
En mi opinión personal el desarrollo, campo de investigación y el gran reto que se encuentra en esta área es muy interesante, ya que como se menciona en la introducción la rama de dispositivos móviles esta creciendo de una manera exponencial, teniendo mucho auge, una de las desventajas es como se menciona la tecnología cambia constantemente, así que al momento de desarrollar o invertir años en desarrollo para ser eficiente, ya habrá nacido otra tecnología la cuál la sustutirá.

Referencia:
"NETWORK ENERGY SAVING TECHNOLOGIES FOR GREEN WIRELESS ACCESS NETWORKS", TAO CHEN, VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND YANG YANG, SHANGHAI RESEARCH CENTER ON WIRELESS COMMUNICATIONS, CAS SHANGHAI INSTITUTE OF MICROSYSTEM AND INFORMATION TECHNOLOGY HONGGANG ZHANG, ZHEJIANG UNIVERSITY HAESIK KIM, VTT TECHNICAL RESEARCH CENTRE OF FINLAND KARI HORNEMAN, NOKIA SIEMENS NETWORKS.