Ενεργειακώς αποδοτικά δίκτυα ασύρματης πρόσβασης

Abstract

Στόχος της διπλωματικής εργασίας είναι να μελετήσει τις καταναλώσεις των σταθμών βάσεως της κινητής τηλεφωνίας και να εξετάσει λύσεις ώστε να πραγματοποιηθεί μία περαιτέρω μείωση της κατανάλωσης ισχύος σε κάθε σταθμό βάσης. Από μελέτες που έχουν πραγματοποιηθεί προκύπτει ότι η παγκόσμια κατανάλωση ενεργειακής ισχύος από τις ICT τεχνολογίες (Information and Communication Technologies) υπολογίζεται σε 600TWh και αντιστοιχεί στο 3% της παγκόσμιας κατανάλωσης ενέργειας. Αν συνεχιστεί με τέτοιο ρυθμό η κατανάλωση ενέργειας για τις ICT υπολογίζεται ότι μέχρι το 2030 η κατανάλωση θα ξεπεράσει τις 1700 TWHh. Η τιμή αυτή θεωρείται από πολλούς ως μετριοπαθής και έχουν ξεκινήσει να καταβάλλονται προσπάθειες μείωσης του ενεργειακού αποτυπώματος. Μεγάλο μέρος των ICT τεχνολογιών θεωρούνται τα κυψελωτά δίκτυα. Στην χώρα μας μέχρι και πριν μία πενταετία υπήρχε ραγδαία αύξηση της επέκτασης των δικτύων των 3 κυριότερων τηλεπικοινωνιακών παρόχων κινητής τηλεφωνίας και είχε δοθεί εκεί το κύριο βάρος ώστε να καταστεί δυνατή η πληθυσμιακή και γεωγραφική κάλυψη σε πολύ μεγάλο ποσοστό. Πλέον οι πάροχοι αναζητούν μεθόδους και τεχνικές που θα τους επιτρέψουν να μειώσουν τις δαπάνες τους σε ενέργεια. Οι σταθμοί βάσης σύμφωνα με υπολογισμούς και έρευνες που έχουν πραγματοποιηθεί καταναλώνουν το 50% της ενέργειας ολόκληρου του δικτύου των τηλεπικοινωνιών. Για αυτό τον λόγο η προσπάθεια μείωσης του έγινε σημαντικό θέμα έρευνας. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια εισαγωγή στις ασύρματες κινητές επικοινωνίες και μία αναφορά στις τεχνολογίες GSM και UMTS ώστε να δοθεί μία εικόνα ως προς τις ασύρματες επικοινωνίες. Στο δεύτερο κεφάλαιο πραγματοποιείται μία ανάλυση στις κατηγορίες των σταθμών βάσεων, περιγραφή του εξοπλισμού που διαθέτουν αλλά και του τρόπου λειτουργίας τους. Επίσης αναφέρονται τεχνικές τις οποίες έχουν υλοποιήσει οι πάροχοι ώστε να προκύψει μείωση της κατανάλωσης ενέργειας. Στο τρίτο κεφάλαιο αυτής της εργασίας έχει πραγματοποιηθεί μία σειρά από μετρήσεις οι οποίες έχουν διαρκέσει πέντε ημέρες με σκοπό την συσχέτιση της κατανάλωσης ισχύος και των φορτίων τηλεπικοινωνιακής κίνησης αλλά και γενικότερα την κατανάλωση ισχύος του σταθμού βάσης ανά πραγματικό χρόνο. Τέλος στο τέταρτο και τελευταίο κεφάλαιο με βάση τα στοιχεία που έχουν συλλεχθεί από τα προηγούμενα κεφάλαια έχει υλοποιηθεί μια εφαρμογή που βασίζεται σε μία νέα ιδέα κατά την οποία οι σταθμοί βάσης ανάλογα με την τηλεπικοινωνιακή κίνηση την οποία δέχονται από τους χρήστες να ενεργοποιούνται ,διαφορετικά να παραμένουν απενεργοποιημένοι με στόχο την μεγαλύτερη εξοικονόμηση ενέργειας.