Tối Ưu Hiệu Suất Năng Lượng Trong Hệ Thống Thông Tin Vô Tuyến

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu kỹ thuật viễn thông tối ưu hiệu suất năng lượng trong hệ thống thông tin vô tuyến, đánh giá hiện trạng, phân tích vấn đề, đề xuất biện pháp hoàn thiện

• Tác giả: Phan Hữu Chi
• Người hướng dẫn: TS. Hà Hoàng Kha
• Trường học: Đại học Bách Khoa - Đại học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Viễn Thông
• Đề tài: Tối Ưu Hiệu Suất Năng Lượng Trong Hệ Thống Thông Tin Vô Tuyến
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• Lời cảm ơn
• Tóm tắt luận văn
• Lời cam đoan
• Từ viết tắt
• Danh sách hình vẽ
• Danh sách bảng
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Lý Do Chọn Đề Tài
• 1.2. Mục Tiêu Của Nghiên Cứu
• 1.3. Đối Tượng Và Phạm Vi Nghiên Cứu
• 1.4. Phương Pháp Nghiên Cứu
• 1.5. Nội Dung Của Luận Văn
• 1.6. Giới thiệu chung
• 1.7. Tình hình nghiên cứu
• 1.8. MIMO đối với hiệu suất năng lượng
• 2. CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH HỆ THỐNG
• 2.1. Kênh truyền vô tuyến
• 2.2. Hệ thống thông tin vô tuyến
• 2.3. Lý thuyết kênh truyền vô tuyến cơ bản
• 2.3.1. Một số yếu tố ảnh hưởng kênh truyền vô tuyến
• 2.3.1.1. Suy hao trên kênh truyền
• 2.3.1.2. Hiệu ứng bóng
• 2.3.1.3. Hiệu ứng Doppler
• 2.3.1.4. Hiệu ứng đa đường fading
• 2.4. Tổng quan MIMO
• 2.4.1. Tín hiệu và mô hình kênh truyền
• 2.4.2. Phân rã song song kênh MIMO
• 2.4.3. Dung lượng kênh MIMO
• 2.4.4. Độ lợi phân tập MIMO: Beamforming
• 2.5. Mô hình hệ thống
• 3. CHƯƠNG 3: THUẬT TOÁN TỐI ƯU
• 3.1. Hình thành và phát triển
• 3.2. Các khái niệm cơ bản
• 3.2.1. Tối ưu và tối ưu địa phương
• 3.2.2. Phân loại bài toán tối ưu
• 3.2.3. Một vài ví dụ tập lồi
• 3.2.4. Convex combination và Convex hulls
• 3.2.5. Các tính chất cơ bản
• 3.2.6. Kiểm tra tính chất lồi dựa vào đạo hàm
• 3.2.7. Điều kiện tối ưu cho hàm mục tiêu khả vi
• 3.3. Giải thuật SCA
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG
• 4.1. Kết quả mô phỏng
• 4.1.1. Khảo sát dưới mô hình kênh Rayleigh
• 4.1.2. Khảo sát với ràng buộc tốc độ bits trong mô hình small cell
• 4.2. Kết quả thực hiện luận văn
• 4.3. Hướng phát triển
• Tài Liệu Tham Khảo
• Phụ lục: Lý Lịch Trích Ngang

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Hiệu Suất Năng Lượng Hệ Thống Vô Tuyến

Sự phát triển kinh tế - xã hội bền vững đang là xu thế tất yếu. Sử dụng năng lượng hiệu quả là một trong những vấn đề quan trọng. Tiết kiệm năng lượng không chỉ giảm chi phí mà còn giảm thiểu ô nhiễm. Liên Minh Châu Âu EU đặt mục tiêu tiết kiệm 20% năng lượng vào năm 2020 và 27% vào năm 2030. Cùng với sự phát triển của xã hội, nhu cầu trao đổi thông tin tăng cao, kéo theo sự phát triển của các hệ thống viễn thông, đặc biệt là hệ thống thông tin vô tuyến. Điều này đặt ra yêu cầu nâng cao hiệu quả sử dụng băng tần và hiệu suất năng lượng. Hiệu quả năng lượng không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn kéo dài tuổi thọ pin của thiết bị, mở rộng vùng phủ sóng và nâng cao độ tin cậy. Do đó, nghiên cứu “Tối ưu hiệu suất năng lượng trong hệ thống thông tin vô tuyến” là rất quan trọng. Mục tiêu là phát triển các giải pháp tiết kiệm năng lượng trong các hệ thống này, đảm bảo sự phát triển bền vững của ngành viễn thông.

1.1. Tầm quan trọng của Tiết Kiệm Năng Lượng Mạng Không Dây

Tiết kiệm năng lượng trong mạng không dây không chỉ giúp giảm chi phí vận hành mà còn góp phần bảo vệ môi trường. Việc giảm tiêu thụ năng lượng sẽ làm giảm lượng khí thải CO2, một trong những nguyên nhân chính gây ra hiệu ứng nhà kính. Điều này đặc biệt quan trọng trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu. Đồng thời, tiết kiệm năng lượng còn giúp kéo dài tuổi thọ pin của các thiết bị di động, cải thiện trải nghiệm người dùng và mở rộng phạm vi phủ sóng của mạng.

1.2. Thách thức và Cơ hội trong Quản Lý Năng Lượng Hệ Thống Thông Tin

Việc quản lý năng lượng hiệu quả trong hệ thống thông tin là một thách thức lớn. Tuy nhiên, nó cũng mang lại nhiều cơ hội. Thách thức bao gồm việc tối ưu hóa hoạt động của các trạm gốc, giảm thiểu tiêu thụ năng lượng của các thiết bị di động và phát triển các giao thức truyền thông tiết kiệm năng lượng. Cơ hội bao gồm việc sử dụng năng lượng tái tạo, phát triển các công nghệ tiết kiệm năng lượng mới và cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng của các hệ thống hiện có.

II. Các Vấn Đề và Thách Thức Tối Ưu Điện Năng Mạng Di Động

Phát triển hệ thống thông tin vô tuyến đặt ra hai vấn đề: nâng cao hiệu quả sử dụng băng tần và hiệu suất sử dụng năng lượng. Luận văn tập trung vào hệ thống MIMO (đa antena phát, đa antena thu) có thể phục vụ nhiều người dùng (MU-MIMO). Đánh giá tính khả thi của mô hình, chất lượng mạng (dung lượng kênh) và mức tiêu hao năng lượng. Sau đó, sử dụng thuật toán tối ưu để tăng cường hiệu quả năng lượng. Kết quả chứng minh tính tối ưu của thuật toán. Luận văn tập trung vào kỹ thuật tiền mã hóa tại phía máy phát. Các vấn đề khác như mã hóa, giải mã, thiết kế phần cứng không thuộc phạm vi nghiên cứu. Thuật toán tối ưu đã được kiểm chứng. Kết quả được so sánh với các nghiên cứu khác, nhưng sự khác biệt do mô hình, định nghĩa toán học và thuật toán khác nhau. Kết quả có thể phục vụ xây dựng hệ thống thực tế, nhưng việc triển khai thực tế đòi hỏi nhiều yếu tố phức tạp khác.

2.1. Tăng Trưởng Tiêu Thụ Năng Lượng Trong Truyền Thông Không Dây

Sự tăng trưởng nhanh chóng của truyền thông không dây dẫn đến sự gia tăng đáng kể về tiêu thụ năng lượng. Số lượng thiết bị di động và trạm gốc ngày càng tăng, cùng với nhu cầu về băng thông lớn hơn, đã tạo ra áp lực lớn lên nguồn cung cấp năng lượng. Điều này đặt ra yêu cầu cấp thiết về việc phát triển các giải pháp tiết kiệm năng lượng để đảm bảo sự phát triển bền vững của ngành.

2.2. Hạn Chế Của Các Phương Pháp Tối Ưu Hóa Năng Lượng Hiện Tại

Các phương pháp tối ưu hóa năng lượng hiện tại có những hạn chế nhất định. Nhiều phương pháp tập trung vào việc tối ưu hóa từng thành phần riêng lẻ của hệ thống, thay vì xem xét toàn bộ hệ thống. Ngoài ra, một số phương pháp có thể làm giảm hiệu suất của hệ thống hoặc làm tăng độ trễ. Cần có các phương pháp tối ưu hóa toàn diện hơn, có thể cân bằng giữa hiệu suất năng lượng và các yếu tố khác như chất lượng dịch vụ (QoS) và độ trễ.

III. Giải Pháp Công Nghệ Tiết Kiệm Năng Lượng Cho 5G Tiên Tiến

Nghiên cứu sử dụng phương pháp mô hình hóa và mô phỏng. Nghiên cứu trên hệ thống thực tế gặp nhiều khó khăn do hạn chế về công nghệ và chi phí. Mô hình hóa và mô phỏng là công cụ hữu ích trong nghiên cứu khoa học, đặc biệt là viễn thông vô tuyến. Chúng cho phép đánh giá các giải pháp và kỹ thuật khác nhau một cách hiệu quả. Luận văn xây dựng mô hình hệ thống thông tin vô tuyến sử dụng kỹ thuật MIMO. Mô hình được thiết kế để đánh giá hiệu quả sử dụng năng lượng. Các kết quả mô phỏng sẽ cung cấp thông tin quan trọng để phát triển các giải pháp tiết kiệm năng lượng hiệu quả.

3.1. Kỹ thuật MIMO và Hiệu Suất Năng Lượng Hệ Thống Vô Tuyến

Kỹ thuật MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) có thể cải thiện đáng kể hiệu suất năng lượng của hệ thống vô tuyến. Bằng cách sử dụng nhiều anten phát và thu, MIMO có thể tăng cường dung lượng kênh và giảm tiêu thụ năng lượng trên mỗi bit dữ liệu. Các kỹ thuật tiền mã hóa và giải mã phù hợp có thể tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng trong hệ thống MIMO.

3.2. Các Giao Thức Tiết Kiệm Năng Lượng Cho Mạng Không Dây Hiện Đại

Phát triển các giao thức tiết kiệm năng lượng là rất quan trọng để giảm tiêu thụ năng lượng của mạng không dây. Các giao thức này có thể bao gồm các cơ chế ngủ đông, điều chỉnh công suất phát và quản lý tài nguyên hiệu quả. Các giao thức mới, được thiết kế đặc biệt cho mạng 5G, có thể tận dụng các tính năng mới của mạng để đạt được hiệu suất năng lượng cao hơn.

IV. Ứng Dụng Năng Lượng Tái Tạo Trong Hệ Thống Vô Tuyến Tương Lai

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài bao gồm: Xây dựng mô hình hệ thống thông tin vô tuyến sử dụng kỹ thuật thu phát MIMO. Đánh giá tính khả thi, chất lượng mô hình mạng (dung lượng kênh) và mức độ tiêu hao năng lượng trên mô hình mạng đã xây dựng. Áp dụng thuật toán tối ưu để tăng cường hiệu quả sử dụng năng lượng của hệ thống. Kết quả được tính toán sẽ chứng thực cho tính tối ưu của thuật toán sử dụng.

4.1. Tích Hợp Năng Lượng Xanh Cho Hệ Thống Vô Tuyến

Tích hợp năng lượng xanh (ví dụ: năng lượng mặt trời, năng lượng gió) vào hệ thống vô tuyến là một giải pháp bền vững để giảm tiêu thụ năng lượng và giảm thiểu tác động đến môi trường. Các trạm gốc có thể được cung cấp năng lượng bằng các nguồn năng lượng tái tạo, giúp giảm sự phụ thuộc vào lưới điện và giảm lượng khí thải CO2.

4.2. Giải Pháp Năng Lượng Bền Vững Cho Mạng Không Dây từ Microgrids

Microgrids cung cấp một giải pháp năng lượng bền vững cho mạng không dây. Microgrids có thể kết hợp nhiều nguồn năng lượng tái tạo khác nhau và cung cấp năng lượng cho các trạm gốc một cách độc lập. Điều này giúp tăng cường tính tin cậy của nguồn cung cấp năng lượng và giảm chi phí vận hành.

V. Đánh Giá Hiệu Suất Năng Lượng Mạng Di Động Bằng Mô Phỏng

Các tham số đặc trưng của kênh truyền sử dụng trong tính toán trong khuôn khổ thực hiện luận văn, được đối chiếu và so sánh với các tài liệu khoa học có uy tín và ý nghĩa khoa học đã được kiểm chứng. Để thực hiện mục tiêu tối ưu năng lượng cho hệ thống thông tin vô tuyến, người thực hiện đề tài tập trung vào thiết kế kỹ thuật tiền mã hóa – pre coding tại phía máy phát.

5.1. Phương pháp Phân Tích Hiệu Suất Năng Lượng Mạng Di Động

Để phân tích hiệu suất năng lượng của mạng di động, cần sử dụng các phương pháp đo lường và mô phỏng phù hợp. Các phương pháp này có thể bao gồm việc đo tiêu thụ năng lượng của các trạm gốc, mô phỏng hoạt động của mạng và phân tích dữ liệu hiệu suất.

5.2. Các Chỉ Số Hiệu Suất Năng Lượng Quan Trọng Trong Hệ Thống Vô Tuyến

Có một số chỉ số hiệu suất năng lượng quan trọng cần theo dõi trong hệ thống vô tuyến. Các chỉ số này bao gồm hiệu suất năng lượng (ví dụ: bit/Joule), tiêu thụ năng lượng trung bình trên mỗi trạm gốc và tổng tiêu thụ năng lượng của mạng. Việc theo dõi các chỉ số này giúp đánh giá hiệu quả của các giải pháp tiết kiệm năng lượng.

VI. Kết luận và Hướng Phát Triển Nghiên Cứu Năng Lượng Tái Tạo

Các thuật toán được sử dụng để tối ưu là những thuật toán đã được kiểm chứng và sử dụng trong các nghiên cứu khác. Tuy nhiên, cớ sở lý thuyết của các giải thuật được sử dụng không nằm trong phạm vi nghiên cứu của đề tài. Các kết quả tính toán sẽ được so sánh, đối chiếu với một số kết quả từ những nghiên cứu khác có nét tương đồng.

6.1. Tổng kết các kết quả Tối Ưu Hóa Năng Lượng đạt được

Tổng kết và nêu bật các kết quả đạt được, bao gồm việc giảm thiểu tiêu thụ năng lượng, cải thiện hiệu suất năng lượng và tăng cường tính bền vững của hệ thống. Nhấn mạnh ý nghĩa của các kết quả này đối với sự phát triển của ngành viễn thông và bảo vệ môi trường.

6.2. Các hướng nghiên cứu tiếp theo về Bài Toán Tối Ưu Hóa Năng Lượng

Đề xuất các hướng nghiên cứu tiếp theo, bao gồm việc phát triển các thuật toán tối ưu hóa năng lượng mới, tích hợp các nguồn năng lượng tái tạo và nghiên cứu các kiến trúc mạng tiết kiệm năng lượng. Nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tiếp tục nghiên cứu để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về băng thông và giảm thiểu tác động đến môi trường.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 5 Tính đồng nhất Mô hình phải đồng nhất với đối tượng phản ảnh theo những tiêu chuẩn định trước. Tính thực dụng Mô hình có khả năng giản lược để đơn giản, làm nổi rõ yếu tố quan trọng cần phản ánh. Trên những yếu tố đó, trong khuôn khổ thực hiện luận văn, phương pháp nghiên cứu được lựa chọn là phương pháp mô hình hóa, mô phỏng theo mô hình toán học giải tích, được thực hiện tính toán bằng phần mềm MATLAB trên máy tính. Nội Dung Của Luận Văn Trong chương 2 của luận văn sẽ trình bày một cách tổng quan các nghiên cứu về hiệu suất năng lượng trong hệ thống thông tin vô tuyến.

Ngoài ra, còn điểm qua một số định hướng nghiên cứu trong lĩnh vực tối ưu hiệu suất năng lượng. Trên cơ sở lý thuyết về kênh truyền vô tuyến, chương 3 trình bày về lý thuyết MIMO và xây dựng cơ sở toán học tính toán dung lượng kênh MIMO. Cũng trong chương này sẽ trình bày xây dựng mô hình mạng vô tuyến nhiều cell phối hợp trên nền tảng sử dụng kỹ thuật MIMO. Từ đó, mô hình toán và vấn đề tối ưu hiệu suất năng lượng của hệ thống được đề cập và khái quát hóa.

Chương 4 trình bày về thuật toán tối ưu hóa, trong đó trình bày về giải thuật tối ưu trong điều kiện ràng buộc. Việc giải quyết bài toán tối ưu năng lượng là giải quyết một phân hoạch phân số không lồi và không có lời giải trực tiếp. Chương này tập trung thực hiện giải thuật xấp xỉ và các bước lặp nhằm cải thiện hiệu suất năng lượng một cách tuần tự trong khi vẫn thỏa mãn các điều kiện ràng buộc. Các kết quả mô phỏng sẽ được trình bày trong chương 5, các kết quả sẽ được so sánh, và thực hiện đánh giá về tính khả thi cũng như hiệu quả của mô hình hệ thống đã được xây dựng.

Chương 6 tóm tắt lại kết quả nghiên cứu, đồng thời đề xuất các hướng bổ sung, phát triển đề tài. Chương 2 TỔNG QUAN Chương này trình bày tổng quan về các nghiên cứu cũng như các hướng nghiên cứu về hiệu suất năng lượng của hệ thống thông tin vô tuyến, đặc biệt chú trọng các nghiên cứu liên quan đến MIMO. Một số hướng nghiên cứu khác về hiệu suất năng lượng cũng được trình bày cung cấp một cái nhìn toàn cảnh về hiệu suất năng lượng. Giới thiệu chung Cùng với sự phát triển nhanh chóng và triệt để của công nghệ viễn thông và thông tin (ICT), đi kèm tương ứng là năng luợng tiêu thụ đang gia tăng với tốc độ đáng kinh ngạc.

Theo báo cáo, tổng năng lượng tiêu thụ bởi cơ sở hạ tầng mạng không dây di động, mạng có dây và internet chiếm 3% tổng năng lượng tiêu thụ toàn cầu [3] và có xu thế tiếp tục tăng nhanh. Các nhà mạng di động cũng thường là một trong những công ty tiêu tốn nhiều năng lượng nhất, tiêu biểu như Telecom Italia là nhà tiêu thụ năng lương lớn thứ hai tại Italia [4], và tốc tộ tăng trưởng tiêu thụ năng lượng của hệ thống thông tin di động nhanh hơn các lĩnh vực khác của ICT [5]. Hơn thế nữa, việc triển khai các hệ thống 3G, 4G và sắp tới là 5G sẽ làm gia tăng đáng kể sự tiêu thụ năng lượng trong thời gian tới. Các khảo sát cho thấy một phần lớn năng lượng tiêu thụ tại các trạm gốc base station (BS), hơn 50% tổng năng lượng tiêu thụ ở phần thông tin vô tuyến, trong đó 50-80% tiêu thụ cho các thiết bị khuếch đại công suất (PA) [6].

Cũng trong [6], chi phí cho năng lượng tiêu thụ xấp xỉ 18% chi phí 6 CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN 7 hoạt động của các nhà mạng (OpEx) ở Châu Âu và ít nhất 32% ở Ấn Độ. Hơn thế nữa, việc gia tăng sử dụng năng lượng còn góp phần dẫn đến sự gia tăng hiệu ứng nhà kính do tác động của khí thải CO2 trong quá trình sản xuất năng lượng. Do đó, gia tăng hiệu suất năng lượng không chỉ mang lại lợi ích kinh tế, mà còn là trách nhiệm đối với môi trường và sự phát triển bền vững của các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông.

Đứng dưới góc độ người sử dụng dịch vụ, nghiên cứu của J. Power [7], iPhone nhận được sự đánh giá cao nhất về mọi mặt ngoại trừ thời gian sử dụng pin. Báo cáo cũng chỉ ra, có tới 60% người dùng phàn nàn vệ việc pin giảm quá nhanh trong khi sử dụng các dịch vụ 3G/4G. Trong khi đó, sự phát triển công nghệ về pin không theo kịp sự phát triển công nghệ viễn thông.

Hạn chế về tuổi thọ của pin sẽ càng rõ nét trong thời gian tới, khi các dịch vụ tốc độ cao như video games, mobile P2P, video tương tác, video giám sát, dịch vụ streaming, mobile TV, 3D services. được triển khai trong thực tế. Do đó, việc nâng cao hiệu suất năng lượng không chỉ mang lại lợi ích cho nhà cung cấp dịch vụ, mà còn góp phần cải thiện trải nghiệm của người dùng. Cùng với sự phát triển các ứng dụng tốc độ cao, hiệu suất năng lượng thu được ngày càng nhiều sự quan tâm trong thời gian qua [8].

Nhiều dự án nghiên cứu quốc tế được hợp tác nhằm mục tiêu tối ưu hiệu suất năng lượng trong hệ thống thông tin vô tuyến liệt kê cụ thể trong bảng 2. Trong đó, các mũi nhọn tập trung vào việc thiết kế mạch khuếch đại hiệu quả cao, xử lý tín hiệu số (DSP), cell-size, mạng relay và phối hợp, giải thuật tính toán tốc độ một cách phù hợp, tối ưu năng lượng thông qua quản lý tài nguyên, đồng thời các công nghệ MIMO và OFDM cũng được đặc biệt quan tâm. TỔNG QUAN 8 DỰ ÁN HƯỚNG NGHIÊN CỨU EARTH 1. Phân tích hiệu suất năng lượng, chỉ số và mục tiêu: • Vòng đời tiêu thụ năng lượng các sản phẩm viễn thông.

• Các chỉ số tiêu thụ năng lượng ở mức hệ thống. Cấu trúc hiệu quả năng lượng: • Tối ưu kích thước cell. • Áp dụng mạng hỗn độn Heterogeneous. • Chuyển tiếp và mạng phối hợp.

Quản lý tài nguyên tối ưu năng lượng: • Tải linh hoạt, phù hợp với chế độ truyền. • Lập lịch phối hợp, điều phối can nhiễu, phân bổ năng lượng và tài nguyên chung. • Phối hợp đa kỹ thuật truy cập vô tuyến (Multi-RAT). Kỹ thuật Radio và phần tử: • MIMO, OFDM, adaptive antennas và các công nghệ truyền dẫn tiên tiến.

• Bộ thu phát có khả năng mở rộng và điều khiển công suất ở mức phần tử, front end và mức hệ thống. TỔNG QUAN 9 Green Radio 1. Chỉ số năng lượng & mô hình: • Chuẩn định lượng chỉ số năng lượng tiêu thụ. • Mô hình tiêu thụ năng lượng của hệ thống viễn thông.

Hiệu suất năng lượng của phần cứng thiết bị: • Tích hợp phần cứng & công nghệ khuếch đại tiên tiến. • Ứng dụng công nghệ DSP. • Tối đa hóa việc tái sử dụng thiết bị và trạm gốc. Cấu trúc hiệu quả năng lượng: • Áp dụng linh hoạt Large và Small cell.

• Overlay source (microcell, picocell, femtocell) & định tuyến đa tuyến, chuyển tiếp & mã hóa và mạng phối hợp. • Ràng buộc QoS đầu cuối và cấu trúc backhaul hiệu quả năng lượng. Quản lý tài nguyên tối ưu năng lượng: • Giảm tiêu thụ năng lượng thông qua quản lý độ trễ các ứng dụng với người dùng di động phù hợp với các yêu cầu QoS. • Phân bổ gói tin truyền qua SISO và MIMO linh hoạt.

• Xác định cấu trúc lớp vật lý hiệu quả năng lượng thông qua sử dụng lý thuyết thông tin Merge để giảm nhiễu. • Áp dụng truy cập tần số linh động (DSA) để tối thiểu năng lượng tiêu thụ. • Sử dụng các nút chuyển tiếp sử dụng năng lượng mặt trời. TỔNG QUAN 10 OPERA- Net 1.

Hiệu quả năng lượng hệ thống thông tin di động: • Định nghĩa chỉ số chính cho hiệu năng hiệu quả năng lượng của hệ thống. • Tiết kiệm năng lượng ở trạm gốc, với các mức lưu lượng mạng khác nhau. Điều chỉnh trạng thái hoạt động cell theo tải của hệ thống. • Tối ưu năng lượng thông qua quản lý MAC, nguồn DC, hệ thống làm mát,.

Link Level: • Các kỹ thuật tối ưu năng lượng ở lớp liên kết (phát hiện mở rộng MIMO, fountain codes, điều chế biên độ, mở rộng turbo-decoding). • Thiết kế thiết bị hiệu quả năng lượng (đầu cuối và hạ tầng).Kỹ thuật Enablers: • Phát triển kỹ thuật khuếch đại hiệu suất cao. • Kỹ thuật thu tập năng lượng. Hệ thống Test Bed: • Tích hợp các thiết bị.

• Hiệu suất năng lượng mức end-to-end của hệ thống di dộng. TỔNG QUAN 11 eWin 1. Cấu trúc hiệu quả năng lượng: • Thiết kế cấu trúc cho hệ thống vô tuyến tiêu thụ năng lượng thấp, cân bằng giữa hiệu suất phổ, năng lượng tiêu thụ và chất lượng dịch vụ. • Mô hình hệ thống và hạ tầng với các ứng dụng có độ trễ.

Quản lý tài nguyên tối ưu năng lượng: • Tự cấu hình phần mềm quản lý và tài nguyên đáp ứng với sự thay đổi của hạ tầng và yêu cầu hệ thống. • Quản lý phổ tần cố định và linh động. • Quản lý tài nguyên vô tuyến cho hệ thống mạng phối hợp và mạng hỗn độn phối hợp. • Quản lý chính sách và các mục tiêu kinh tế.1: Các dự án nghiên cứu hiệu suất năng lượng Không giới hạn trong lĩnh vực nghiên cứu, hiệu suất năng lượng đã được chuẩn hóa và được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực công nghiệp.

Định nghĩa về hiệu suất năng lượng trong hệ thống viễn thông được Liên hiệp các giải pháp công nghiệp viễn thông (Alliance for Telecommunications Industry Solutions - ATIS) phát biểu lần đầu vào tháng 3 năm 2009, trong đó hiệu suất sử dụng năng lượng được ATIS chuẩn hóa tính toán theo hiệu quả của các thiết bị phần tử trong mạng theo tiêu chuẩn TEER (Telecommunications Energy Efficiency Ratio) CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN 12 Các chuẩn của ATIS được đặc tả phù hợp với từng loại thiết bị, phân loại và vị trí trong mạng như sau: • ATIS-0600015.2013: Gồm các tiêu chuẩn chung cho phương pháp đo lường về hiệu suất năng lượng cho các thiết bị viễn thông nói chung.2014: Gồm các yêu cầu về TERR cho các máy chủ (Server) và máy chủ dạng phiến (Blade Server).2016: Gồm các yêu cầu về TERR cho các cấu hình và giao vận của hệ thống viễn thông. Trong lĩnh vực vô tuyến nói riêng, Liên minh viễn thông quốc tế (Interna- tional Telecommunication Union – ITU) và Viện tiêu chuẩn viễn thông châu Âu (European Telecommunications Standards Institute – ETSI) đã cùng thống nhất đề xuất một chuẩn hiệu suất năng lượng cho hệ thống dữ liệu mạng di động RANs cũng như các thiết bị không dây kết nối với mạng trục vào 03/2105. Phạm vi của ITU-T L.