Nghiên cứu sự ảnh hưởng của131 i tới một số cơ quan trong cơ thể ở bệnh nhân ưng thư tuyến giáp

Rất nhiều tiền trong mạng di động đang bị lãng phí, đặc biệt là trong các mạng lưới của đài phát thanh cơ sở RBS, dưới dạng tiêu thụ năng lượng một phần vì các RBS không được sử dụng the

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

NGUYỄN MINH HOÀNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

NGUYỄN MINH HOÀNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

Người hướng dẫn: TS Lê Văn Minh

NGHỆ AN, 05/2018

LỜI CẢM ƠN

Bằng tình cảm chân thành và lòng biết ơn sâu sắc, tác giả luận văn xin cám ơn quý Thầy, Cô giáo Trường Đại học Vinh

Đặc biệt tác giả xin bày tỏ biết ơn chân thành và sâu sắc tới Thầy, Tiến

sỹ Lê Văn Minh – người trực tiếp hướng dẫn khoa học trong suốt quá trình thực hiện luận văn, đã chu đáo tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tác giả thực hiện hoàn thành luận văn này

Xin cảm ơn các bạn học viên lớp K24 CNTT Đại học Vinh đoàn kết, phối hợp hỗ trợ động viên và nhiệt tình giúp đỡ tác giả trong quá trình nghiên cứu, hoàn thành luận văn

Do hạn chế về thời gian và kinh nghiệm, sẽ có những thiếu sót xảy ra trong quá trình thực hiện luận văn Kính mong được sự chỉ dẫn và góp ý từ phía quý Thầy, Cô để có thêm những đánh giá và nhận xét quý báu hoàn thiện hơn

Nghệ An, ngày 10 tháng 5 năm 2018

Tác giả

Nguyễn Minh Hoàng

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan rằng nội dung của luận văn này là hoàn toàn do mình tìm hiểu, nghiên cứu và viết ra Tất cả đều được thực hiện cẩn thận theo sự định hướng, hướng dẫn tận tình của giáo viên hướng dẫn Mọi tham khảo dùng trong luận văn đều được trích dẫn rõ ràng tên tác giả, tên công trình, thời gian, địa điểm công bố

Tôi xin chịu trách nhiệm với những nội dung trong luận văn này

Nghệ An, ngày 10 tháng 5 năm 2018

Học viên

Nguyễn Minh Hoàng

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 4

MỤC LỤC 5

DANH MỤC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT 7

DANH MỤC HÌNH VẼ 9

DANH MỤC BẢNG BIỂU 10

MỞ ĐẦU 11

1 Sự cần thiết của vấn đề nghiên cứu 11

2 Mục tiêu nghiên cứu 12

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 13

4 Nội dung nghiên cứu 13

5 Kết cấu của luận văn 13

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HIỆU SUẤT NĂNG LƯỢNG 14

1.1 Một số kiến thức cơ sở về hiệu suất năng lượng 14

1.2 Động lực và lý do để nghiên cứu hiệu quả năng lượng 19

1.3 Sử dụng năng lượng trong các hệ thống không dây 21

1.4 Kết luận chương 26

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT THỰC HIỆN TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG HIỆU QUẢ 27

2.1 Các kỹ thuật có thể tiết kiệm năng lượng 27

2.2 Truyền thông xanh (Globally Resource-optimised and Energy-Efficient Networks : GREEN) 29

2.3 Sơ đồ mạng nhận biết luồng và hoạt động xanh (Traffic-Aware Network planning and Green Operation : TANGO) 36

2.4 Các loại tế bào trong mạng không dây 37

2.4.1 Small cell 40

2.4.2 Femtocells 44

2.4.3 Picocells 46

2.4.3 Microcells 48

2.4.5 Metrocells 49

2.4.6 Macrocells 50

2.5 Công nghệ tập trung tín hiệu (Beamforming) 51

2.6 Mạng truyền thông nhận thức (Cognitive radio networks ) 56

2.7 Tính toán phân tán không dây (Wireless Distributed Computing) 59

2.7.1 Tính toán phân tán mạng không dây 62

2.7.2 Đại lý di động 65

2.8 Hệ thống MIMO (Multiple antenna systems) 67

CHƯƠNG III: SỬ DỤNG NĂNG LƯỢNG HIỆU QUẢ TRONG MẠNG DI

ĐỘNG 5G 72

3.1 5G 72

3.2 Cải thiện và đổi mới cơ sở hạ tầng 78

3.3 Truyền thông bằng ánh sáng nhìn thấy 85

3.4 Kết luận chương 85

KẾT LUẬN 87

TÀI LIỆU THAM KHẢO 88

DANH MỤC THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC VIẾT TẮT

3G Thế hệ thứ 3 của công nghệ viễn thông di động

4G Thế hệ thứ 4 của công nghệ viễn thông di động

5G Thế hệ thứ 5 của công nghệ viễn thông di động

AP Access Point - Điểm truy cập

ATM Asynchronous Transfer Mode - Chế độ truyền không đồng bộ

BER Bit Error Rate - Tỷ lệ bit lỗi

BSC Base Station Controller - Bộ điều khiển trạm gốc

BTS Base Transceiver Station - Trạm thu phát sóng

CDMA Code Division Multiple Access - Đa truy cập phân chia theo mã

CDMA2000 A group of 3G mobile technology standards

DSP Digital Signal Processor

DVB Digital Video Broadcasting

E1 E-carrier (level 1), a digital transmission system used through- out

Europe and most of the rest of the world

GPRS General Packet Radio Service

GSM Global System for Mobile communications, commonly known as the 2

nd Generation digital cellular network (2G) IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers

ITU International Telecommunication Union

LTE Long-Term Evolution, alternative nomenclature 4G LTE

MIMO Multiple-Input, Multiple-Output

MT Mobile Terminal, (e.g the cell phone) - Thiết bị đầu cuối di động

Node B Node B is the UMTS equivalent to the BTS used in GSM

OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing

PA Power Amplifier - Bộ khuếch đại công suất

RAT Radio Access Technology

RBS Radio Base Station – Trạm vô tuyến gốc

RF Radio Frequency - Tần số vô tuyến

RSSI Received Signal Strength Indication

T1 T-carrier (level 1), digital transmission system used primarily in the

USA Incompatible with E1 TD-SCDMA Time Division Synchronous Code Division Multiple Access

TDMA Time Division Multiple Access Transceiver An unit that contains both

the transmitter and the receiver

UMTS Universal Mobile Telecommunications System

UTRA UMTS Terrestrial Radio Access

W-CDMA Wideband Code Division Multiple Access

WiMAX Worldwide Interoperability for Microwave Access

WLAN Alternative commercial nomenclature: "Wi-Fi" – a set of IEEE 802.11

standards defining a Wireless Local Area Network WMAN Wireless Metropolitan Area network

WPAN Wireless Personal Area Network

WRAN Wireless Regional Area Network

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Minh họa dấu vết ICT toàn cầu (trong GtCO2e) 16

Hình 1.2 Dấu vết viễn thông toàn cầu năm 2002 (100% = 152 MtCO2e) 16

Hình 1.3 Dấu vết viễn thông vào năm 2020 (100% = 349 MtCO2e) 17

Hình 1.4 5G – Một thế giới vạn vật được kết nối 25

Hình 2.1 32

Hình 2.2 Các mối liên kết giữa hiệu quả sử dụng năng lượng xanh và không dây với nhau 34

Hình 2.3 Các tế bào mạng di động 41

Hình 2.5 Các loại tế bào và mục đích sử dụng của chúng 51

Hình 2.6 Minh họa các vùng bức xạ ăng-ten khác nhau 52

MỞ ĐẦU

1 Sự cần thiết của vấn đề nghiên cứu

Ngày nay khi công nghệ mạng không dây phát triển bùng nổ, việc sử dụng truyền dẫn không dây cho hệ thống mạng đã trở thành phổ biến Trong vòng 1 phút rất nhiều hoạt động diễn ra như có 293.000 status trên Facebook, khoảng 700.000 giờ xem video và hơn 400 giờ video tải lên trên Youtube, 2,8 triệu tìm kiếm trên Google, 88.000 cuộc gọi Skype, hơn 243.000 ảnh được tải lên và 70.000 giờ xem nội dung video trên facebook, 25.000 sản phẩm được mua bán trên Amazon và 571 website mới Internet chuyển dịch từ chủ yếu truyền tải các thông tin dạng văn bản sang truyền tải lượng video chiếm tới 70% Xu hướng xem video trực tuyến cũng tăng lên nhanh chóng từ games, truyền hình các sự kiện trực tiếp Ví dụ Facebook Live cho thấy xu hướng người tiêu dùng tự tạo ra các nội dung truyền hình và quảng bá trực tiếp Virtual Reality (VR) đang là hình thức video có lưu lượng phát triển nhanh nhất Cisco dự đoán trong vòng từ 2015 tới 2020, VR sẽ tăng gấp 61 lần Microsoft Window 10 thống kê cho thấy VR và Augmented Reality là hai tính năng cơ bản trong Quý 1/2017

Với sự phát triển mạnh mẽ của những thiết bị có khả năng nối mạng (IoT - Internet of Things) cùng sự tăng trưởng về số lượng thiết bị di động trong tương lai đã đặt ra bài toán về việc tìm kiếm một nền tảng công nghệ di động mới có thể đáp ứng nhu cầu trên Dự kiến đến năm 2020 sẽ có khoảng

50 tỷ thiết bị có khả năng nối mạng Đây cũng là tiền đề cho việc phát triển mạng công nghệ 5G kế tiếp Mạng Intertnet di động thế hệ thứ năm được mong đợi sẽ là một nền tảng World Wide Wireless Web (wwww) hoàn hảo để kết nối mọi nơi trên trái đất Một thế giới kết nối không dây thực sự, nơi chúng ta có thể truy cập Internet xuyên suốt mà không gặp phải các rào cản, giới hạn nào về mặt không gian và thời gian Mạng 5G đảm bảo hệ thống và

cơ sở hạ tầng được vận hành trong phạm vi kiểm soát, kèm cảnh báo và tương tác với nhau trên nền tảng hiệu quả chi phí và thân thiện Trong tương lai với

mạng 5G, mọi thứ sẽ được kết nối: từ đồng hồ thông minh, vòng đeo tay theo dõi sức khỏe, thiết bị cảm biến trên xe hơi, hàng vận chuyển…

Tuy nhiên việc gia tăng nhanh chóng số lượng người dùng sẽ kết nối vào mạng di động 5G và đồng nghĩa với hàng tỷ hay thậm chí hàng trăm tỷ các ứng dụng được kích hoạt và luôn ở trạng thái hoạt động (always-on) thì rõ ràng mạng di động trở thành khu vực tiêu thụ nhiều năng lượng nhất trong nền kinh tế và đời sống hàng ngày dẫn đến yêu cầu hệ thống cung cấp năng lượng hoạt động của hệ thống rất lớn Theo thống kê của tập đoàn công nghệ Huawei [1] ước tính hơn 80% năng lượng được sử dụng trên các BS (Base station) và thiết bị đầu cuối trong các hệ thống di động không giây Với mục đích hỗ trợ cho Internet vạn vật thế hệ mạng di động 5G cần phải đặt vấn đề

sử dụng năng lượng hiệu quả lên hàng đầu Đây chính là một chủ đề có tính thời sự đang thu hút sự quan tâm của rất nhiều nhà nghiên cứu trong lĩnh vực mạng di động không dây

2 Mục tiêu nghiên cứu

Thông qua quá trình học tập và nghiên cứu của khóa học thạc sỹ ngành công nghệ thông tin, bản thân tôi nhận thấy: Việc tiêu thụ năng lượng ngày càng tăng là một trong những vấn đề quan trọng liên quan đến vấn đề nóng lên toàn cầu và giảm tiêu thụ năng lượng của các mạng truyền thông di động

đã có được sự quan tâm đáng kể vì nó chiếm một phần lớn trong tổng lượng tiêu thụ năng lượng của công nghệ thông tin và truyền thông ICT Trong tương lai, hiệu quả của việc tiêu thụ năng lượng của mạng truyền thông di động sẽ nghiêm trọng hơn vì sẽ có nhiều lưu lượng truy cập hơn trong các mạng 5G sắp tới Để giảm mức tiêu thụ năng lượng của mạng truyền thông di động, đã có nhiều nghiên cứu đáng kể về tiết kiệm năng lượng của BS Nguyên tắc cơ bản của công việc để giảm mức tiêu hao năng lượng của BS là tắt các thành phần của BS càng nhiều càng tốt khi không còn cần thiết nữa

Do vậy mục tiêu của luận văn này là nghiên cứu về các phương pháp hiệu quả sử dụng năng lượng hiện tại trong các mạng không dây, với trọng tâm tập trung chủ yếu vào mạng 5G

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu bao gồm hệ thống truyền tin không dây

Phạm vi nghiên cứu sử dụng năng lượng hiệu quả trong mạng 5G

4 Nội dung nghiên cứu

Các nội dung nghiên cứu chính bao gồm:

- Nghiên cứu các loại lý do khác nhau trong ngành công nghiệp di động

để thực hiện tiết kiệm năng lượng

- Nghiên cứu một số kiến thức tiêu thụ năng lượng trong các mạng không dây, cũng như nhiều cách khác nhau để cải thiện hiệu suất năng lượng trong mạng này và đặc biệt là mạng 5G

5 Kết cấu của luận văn

Cấu trúc luận văn bao gồm phần mở đầu, ba chương và kết luận:

Mở đầu: Giới thiệu tổng quan, ngắn gọn về luận văn, mô tả sự cần thiết

và mục tiêu nghiên cứu

Chương 1: Tổng quan về hiệu suất năng lượng

Chương 2: Cơ sở lý thuyết thực hiện tiết kiệm năng lượng hiệu quả Chương 3: Sử dụng năng lượng hiệu quả trong mạng di động 5G

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HIỆU SUẤT NĂNG LƯỢNG

1.1 Một số kiến thức cơ sở về hiệu suất năng lượng

Sự bùng nổ của điện thoại thông minh, máy tính bảng và máy tính, cùng nhiều thiết bị ngoại vi đang chạy trực tuyến và sẽ tiếp tục tăng lên trong tương lai đã khiến mạng di động trở thành khu vực tiêu thụ nhiều năng lượng nhất trong nền kinh tế và đời sống hàng ngày Điều này vượt xa dự đoán trước đây

là các ngành công nghiệp; hệ thống sưởi ấm – làm mát là khu vực tiêu thụ nhiều nhiên liệu Số liệu từ Hiệp hội Khai khoáng quốc gia Mỹ cho thấy, dòng chuyển dịch của hàng tỷ TB dữ liệu trên mạng di động đã sử dụng khoảng 1.500 TWh điện mỗi năm, tương đương với tổng mức tiêu thụ điện của hai nền kinh tế Nhật và Đức cộng lại

Đó là lý do tại sao các nhà khai thác mạng di động và các nhà sản xuất thiết bị mạng di động lại cùng nhau nghiên cứu những cách khác nhau để tối

ưu hóa hiệu suất mạng của họ từ quan điểm năng suất và năng lực Áp lực để tối ưu hóa hiệu quả năng lượng không hoàn toàn phụ thuộc vào vai trò của người vận hành, mà còn đối với các nhà sản xuất thiết bị, tất cả đều phải có khả năng thiết kế và sản xuất nhiều giải pháp hấp dẫn hơn cho các nhà khai thác để thực hiện và cho người tiêu dùng

Rất nhiều tiền trong mạng di động đang bị lãng phí, đặc biệt là trong các mạng lưới của đài phát thanh cơ sở (RBS), dưới dạng tiêu thụ năng lượng một phần vì các RBS không được sử dụng theo cách tối ưu và hiệu quả nhất,

và một phần bởi vì các giải pháp hiệu quả và tối ưu hơn đã được phát triển để

xử lý một số tính năng của RBS tốt hơn so với bản thân RBS hiện tại Chi phí điều hành cũng đang tăng lên do sự gia tăng lượng khí carbon trong mạng không dây Sự gia tăng này là do các mạng di động ngày càng phát triển mỗi ngày cùng với khối lượng dữ liệu được chuyển bởi mỗi khách hàng Thực tế tăng trưởng mạng hiện nay chủ yếu là do lưu lượng truy cập của mạng tăng khi người dùng sử dụng ngày càng nhiều Các gói dữ liệu nhanh hơn của người dùng, thiết bị đồng bộ dữ liệu USB cho máy tính xách tay, điện thoại

thông minh, máy tính bảng và thực tế là giá thiết bị di động đầu cuối (MT) đang dần dần giảm xuống là những lý do chính góp phần làm tắc nghẽn các mạng

Tỷ lệ lưu lượng thoại di động so với lưu lượng truy cập dữ liệu di động dần dần chuyển nhiều hơn và nhiều hơn nữa đối với dữ liệu di động Hơn nữa, nội dung mà người dùng tiêu thụ trực tuyến không chỉ là email truyền thống

và các trang web tĩnh nữa mà nó đang nhanh chóng chuyển hướng sang các dịch vụ Web 2.0/Web 3.0 và các dịch vụ video trực tuyến, vốn chiếm một vai trò rất lớn trong băng thông sử dụng Việc phát khí thải CO2 cũng có nghĩa là giá năng lượng cuối cùng sẽ tăng lên, không chỉ bởi những hạn chế về phát thải CO2 (hoặc cụ thể là các khoản tín dụng phát thải CO2) mà còn đơn giản bởi vì cần phải có nhiều màu xanh lá cây và do đó tốn kém hơn để sử dụng các nhà máy điện để đáp ứng nhu cầu điện năng trong tương lai của mạng không dây và người dùng của họ

Nhà khai thác viễn thông Nhật Bản NTT DoCoMo đã phát hành dữ liệu,

tỷ lệ điện năng tiêu thụ giữa thiết bị di động đầu cuối (MT) và mạng di động

là gần 1:150 cụ thể hơn, có nghĩa là thiết bị di động đầu cuối (MT) tiêu thụ chỉ 0,83 Wh/ngày (bao gồm cả bộ sạc pin và thiết bị đầu cuối), trong khi mạng sử dụng 120Wh/ngày Trong mạng TDMA, đường lên tần số vô tuyến (RF) chiếm 60% tổng mức sử dụng năng lượng của đài phát thanh thiết bị di động Trong việc sử dụng năng lượng của thiết bị di động, việc sản xuất thiết

bị tự nó tốn nhiều chi phí nhất khi phát thải CO2 hơn hai phần ba

Hình 1.1 minh hoạ thông tin ICT toàn cầu theo gigatonnes CO2e trong năm 2002, 2007, cũng như ước tính của CAGR cho năm 2020 Công nghệ thông tin trong bối cảnh này đại diện cho các máy tính cá nhân, mạng viễn thông và các thiết bị, máy in và các trung tâm dữ liệu Con số năm 2007 chỉ chiếm khoảng 2% tổng lượng khí thải toàn cầu ước tính của con người Gốc Carbon (Embodied carbon) là lượng carbon trong CO2, từng được sử dụng để khai thác, vận chuyển, sản xuất và chế tạo các thiết bị hoặc sản phẩm

Hình 1.1 Minh họa thông tin ICT toàn cầu (theo GtCO2e) Hình 1.2 và 1.3 đại diện cho thông tin viễn thông toàn cầu (theo megatonnes

CO2e) vào năm 2002 và 2020 cho các thiết bị và cơ sở hạ tầng (Nhóm 2008) Lưu lượng di động tương đối, cũng như lưu lượng truy cập băng rộng cố định tăng khá đáng chú ý, trong khi đó đối với băng thông cố định, lưu lượng truy cập sẽ co lại

Hình 1.2 Thông tin viễn thông toàn cầu năm 2002 (100% = 152 MtCO2e)

Hình 1.3 Thông tin viễn thông vào năm 2020 (100% = 349 MtCO2e) Theo nghiên cứu "The Internet of Things: A Movement, not a Market" thì IoT đang tạo ra sự cạnh tranh bằng cách biến đổi các hoạt động kinh doanh hằng ngày và mang đến những cơ hội mới Dự kiến trong 15 năm tới, việc truyền dữ liệu trên toàn thế giới sẽ tăng từ 20-25% lên 50% mỗi năm Cũng theo nghiên cứu, số thiết bị kết nối IoT sẽ tăng trung bình 12% mỗi năm từ 27

tỉ năm 2017 lên 125 tỉ năm 2030

Có một số dự án nghiên cứu khác bao gồm các vấn đề mở về hiệu suất năng lượng trong các hệ thống không dây, cũng như trong các thành phần của chúng:

OPERA-Net

OPERA-Net (Tối ưu hóa hiệu quả năng lượng trong điện thoại di động RAdio Networks), điều tra các cách khác nhau để nâng cao hiệu suất năng lượng của các mạng di động băng thông rộng bằng cách tập trung vào làm mát tối ưu và thu hồi năng lượng từ các Trạm gốc (BS), và tối ưu hóa các thành phần được sử dụng trong các hệ thống truyền thông

PANAMA

PANAMA (Bộ khuếch đại công suất Antennas cho các ứng dụng di động) chương trình tập trung vào các cách khác nhau để tiết kiệm năng lượng

Di động 51%

Cố định băng hẹp 20%

Thiết bị viễn thông

15%

Băng rộng cố định 14%

nhờ thiết kế hiệu quả hơn của bộ khuếch đại công suất, do thực tế Bộ khuếch đại công suất là các trạm tiêu thụ năng lượng chính của Trạm gốc (BS), mà thường vẫn chạy ở hiệu suất khá thấp

COOL SILICON

Cool Silicon - dự án tập trung vào việc đưa ra các khuyến nghị cho các hệ thống truyền thông hiệu suất cao với tiêu thụ năng lượng thấp bằng cách tập trung vào ba lĩnh vực chính: công nghệ vi/nano, truy cập không dây băng thông rộng và mạng cảm biến không dây Dự án tập trung vào việc tối ưu hóa các khía cạnh cá nhân của các hệ thống truyền thông như kiến trúc của hệ thống, các thuật toán truyền thông và các giao thức, cũng như các thành phần vật lý

Các công nghệ được thực hiện để nâng cao hiệu suất năng lượng của một đầu của hệ thống truyền thông (trong máy phát hoặc máy thu) có thể ảnh hưởng xấu đến hiệu suất năng lượng của đầu kia Ví dụ, tăng tần suất tái sử dụng trong một hệ thống đa người dùng, và việc áp dụng các kỹ thuật lập lịch trình đa người dùng hiệu quả có thể làm giảm yêu cầu về năng lượng truyền tải cho cùng một hiệu quả quang phổ, nhưng mặt khác người nhận đòi hỏi tính toán nhiều hơn (và do đó có nhiều năng lượng tính toán) hơn để thực hiện nhận diện nhiều người

Rất nhiều năng lượng đang bị lãng phí vào làm mát của các trạm vô tuyến gốc (RBS), vì các trạm vô tuyến gốc hoạt động hết công suất ngay cả khi chúng không được sử dụng hoặc khi mức sử dụng khá nhỏ (ví dụ như ban đêm hoặc ở khu vực nông thôn) Giảm thời gian để các trạm vô tuyến gốc hoạt động hết cống suất cũng làm giảm nhu cầu làm mát chúng Không chỉ các mạng lưới đó sẽ phải được đánh giá lại để giúp nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng, mà còn các giải pháp của các nhà sản xuất điện tử và các kỹ thuật

xử lý tín hiệu phải được cải thiện Cách duy nhất để đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng tăng của máy tính di động của người dùng là khi các nhà sản xuất điện tử, cải tiến xử lý tín hiệu và thiết kế lại các trạm vô tuyến gốc làm

việc cùng nhau - không ai trong số này một mình sẽ đủ Thiết kế lại kiến trúc

cơ bản là cần thiết

Việc tối ưu hóa năng lượng và các yêu cầu giảm thiểu năng lượng mở đường cho nhiều kịch bản có thể xảy ra, nơi các bộ phận của mạng đang được cung cấp năng lượng từ các nguồn năng lượng tái tạo hạn chế (ví dụ như tấm pin mặt trời hoặc cối xay gió) Điều này cũng làm cho việc sử dụng của picocells hợp lý hơn và thực tế Tăng hiệu suất năng lượng là cách duy nhất

để duy trì sự tăng trưởng bền vững của ngành công nghiệp di động

1.2 Động lực và lý do để nghiên cứu hiệu quả năng lượng

Điện năng tiêu thụ có tác động trực tiếp đến tiêu thụ năng lượng Giảm điện năng, cũng như hiệu quả năng lượng là những yếu tố quan trọng khi vận hành sử dụng các nguồn năng lượng xanh (như năng lượng mặt trời hoặc năng lượng gió) đó là sức mạnh và không bị hạn chế về năng lượng Tiêu thụ điện năng ở chế độ hoạt động của các thiết bị đầu cuối di động (MT) không phải là thuộc tính duy nhất quan trọng từ quan điểm hiệu quả năng lượng - thông lượng (ví dụ: Joules/Mbit) cũng đóng một vai trò quan trọng Hãy xét tình huống, thiết bị có mức năng lượng tiêu thụ năng lượng cao nó có thể vẫn tương đối hiệu quả về năng lượng để sử dụng thiết bị nếu nó có kết nối dữ liệu rất nhanh và do đó thời gian hoạt động cực kỳ thấp

Dữ liệu di động đang phát triển với tốc độ cao đến mức các mạng macrocell thông thường không thể đáp ứng được nhu cầu do số lượng khách hàng ngày càng tăng Không thể thiết lập macrocell một cách tuyệt đối ở mọi nơi, ở đó năng lực là cần thiết do những hạn chế pháp lý, không gian hoặc tài chính Giải pháp hợp lý duy nhất để phục vụ một số lượng lớn các thiết bị đầu cuối di động với chi phí tương đối thấp là phá vỡ các macrocell lớn xuống các khu vực nhỏ hơn nhiều, và để đánh giá khả năng hợp tác của trạm cơ sở macrocell với các tế bào nhỏ hơn và được cấp nguồn thấp hơn - chẳng hạn như đặt một trạm gốc pico hoặc femtocell vào một văn phòng, hoặc một metrocell (hay một số) vào một sân bóng đá lớn Các tế bào nhỏ hơn macrocell có một thuật ngữ là tế bào nhỏ (small cells)

Việc triển khai một mạng chỉ với các tế bào nhỏ sẽ giống như sử dụng một số lượng lớn các trạm gốc (BS) Tuy nhiên, một số lượng lớn trạm gốc cũng làm tăng tỷ lệ giao nhận của các thiết bị di động trong số các tế bào lân cận, và do đó có thể làm suy giảm hiệu suất năng lượng tổng thể của toàn bộ mạng lưới Việc triển khai chung các trạm gốc với kích thước ô khác nhau là phù hợp, và trên hết là cần thiết để duy trì sự cân bằng các kích thước ô khác nhau để bố trí mạng hiệu quả năng lượng cao nhất Hơn nữa, việc lạm dụng các tế bào nhỏ làm tăng số lượng trạm gốc hoạt động ở mức tải thấp, có thể làm giảm hiệu suất năng lượng tổng thể Đây cũng là lý do tại sao cho mỗi kịch bản triển khai (ví dụ: đô thị so với nông thôn), triển khai không đồng nhất với sự cân bằng tối ưu của macrocell, microcell, picocell và femtocell phải được tìm thấy để bố trí mạng hiệu quả năng lượng cao nhất

Việc triển khai các mạng di động thường được tối ưu hóa cho truy cập vô tuyến ở khắp mọi nơi cho các thiết bị đầu cuối di động Tuy nhiên, điều này đòi hỏi một phần đáng kể của trạm gốc chủ yếu chỉ cung cấp mức độ phù hợp,

và do đó không hoạt động ở mức đầy tải ngay cả khi giờ cao điểm Trong giờ cao điểm, gần như tất cả các trạm gốc hoạt động ở mức tải thấp, hoặc thậm chí có thể không phục vụ bất kỳ một thiết bị di động nào Đáng tiếc, hiệu quả năng lượng của trạm gốc là đặc biệt kém trong những trường hợp này Sự kém hiệu quả có thể được chia nhỏ thành:

Cấp thành phần: Hiệu quả của bộ khuếch đại công suất giảm đáng kể ở mức công suất đầu ra thấp hơn

Cấp liên kết: Thông tin hệ thống, đồng bộ hóa và tín hiệu tham chiếu sẽ được truyền liên tục Điều này yêu cầu các trạm gốc hoạt động không ngừng nghỉ

Cấp mạng: Mô hình triển khai mạng không dây với các macrocell lớn trong đó cần các tế bào nhỏ để bổ sung và đáp ứng nhu cầu công suất cao điểm Tuy nhiên đây là cấu trúc liên kết khá tĩnh và do đó không thích hợp với các tình huống tải trọng thấp

Để đáp ứng những sự thiếu hiệu quả này, một chiến lược toàn diện cho hoạt động mạng phải được phát triển

Một trong những số liệu phổ biến nhất để đo hiệu suất năng lượng của liên kết truyền thông là năng lượng tiêu thụ cho số bit thông tin, hoặc Joules/bit Trong mạng không dây, công thức này cho tổng năng lượng tiêu thụ bởi toàn bộ mạng lưới trên tổng công suất mạng Trong khi hiệu quả năng lượng chỉ số này liên quan đến thông tin được xử lý và chi phí của nó ở mức đầy tải, với tải trọng thấp hơn công thức W/m2 phù hợp hơn cho nhu cầu giảm thiểu tiêu thụ điện năng để bao phủ một khu vực nhất định

1.3 Sử dụng năng lượng trong các hệ thống không dây

Khoảng 70-80% số tài khoản tiêu thụ điện năng của mạng di động là trạm gốc hoặc các đài phát thanh Mức tiêu thụ năng lượng của một trạm phát sóng điện thoại di động điển hình bao gồm chủ yếu việc sử dụng năng lượng của chính đài phát thanh cơ sở, tổng đài điện thoại di động và mạng lõi Trung tâm dữ liệu, năng lượng tiêu dùng bán lẻ, có vai trò hỗ trợ và đóng một vai trò không đáng kể

Từ quan điểm tiêu thụ năng lượng, trạm gốc bao gồm tự bao gồm trạm phát sóng vô tuyến, nguồn điện, bộ thu phát tần số vô tuyến, điều khiển khí hậu, pin dự phòng, cũng như liên kết truyền tải tùy chọn trong bộ đếm cơ sở của các trạm gốc lớn hơn để kết nối với mạng của nhà điều hành nhằm kiểm soát nền tảng và điều khiển truy cập trung bình Bản thân đài phát thanh bao gồm bộ khuếch đại công suất và nhiều bộ thu phát Khi tải đầy các đài phát thanh trạm gốc chiếm ưu thế về điện năng tiêu thụ, điều này hoàn toàn hợp lý, nhưng khi mức tải bằng 0, chúng vẫn còn rất lớn Để chính xác hơn, điện năng tiêu thụ ở tải lưu lượng là 1% theo thứ tự là 50% mức tối đa

Các tổn thất điện năng cũng tồn tại trong các đường truyền điện và tín hiệu, cũng như trong các tuyến trung chuyển, cũng góp phần vào mức tiêu thụ điện năng tổng thể Đối với các trạm gốc nhỏ hơn, tổn thất trung chuyển này trở nên ít quan trọng hơn do công suất phát nhỏ hơn Bộ phận kiểm soát khí

hậu giữ bộ tản nhiệt chính, làm mát cũng có vai trò lớn trong tiêu thụ năng lượng tổng thể

Đây cũng là lý do tại sao việc sử dụng Bộ khuếch đại công suất phải được đặt dưới sự giám sát chặt chẽ để duy trì nhu cầu thiết bị làm mát của nó

ở mức tối thiểu Chất bán dẫn và công nghệ silic đóng một vai trò quan trọng trong việc sử dụng năng lượng tổng thể của các trạm gốc (BS) Hiệu suất năng lượng càng cao thì càng có nhiều rò rỉ Hiệp hội ngành công nghiệp bán dẫn cho rằng việc tăng gấp đôi hiệu quả năng lượng sẽ làm tăng gấp ba lần rò rỉ,

do đó cũng có thể làm giảm khả năng giảm điện năng

Các tổn thất cũng xảy ra tại giao diện anten do tổn thất trở kháng, bộ lọc dải và bộ ghép kênh Đối với các nút nguồn thấp, picocell, , bộ khuếch đại công suất chiếm ít hơn 30% tổng công suất sử dụng, trong khi đối với các macrocell lớn hơn, bộ khuếch đại công suất chiếm tới 55-60% tổng mức sử dụng nguồn của Trạm gốc Thực hiện một kịch bản mà bộ khuếch đại công suất được gắn ở cùng vị trí vật lý như ăng-ten truyền của trạm cơ sở macrocell,

kỹ thuật còn được gọi là đầu vô tuyến từ xa, cho phép thiệt hại trung chuyển

và hoạt động làm mát được giảm đáng kể

Trở kháng không phù hợp là phản xạ từ bộ khuếch đại thu phát vào ăng-ten, và quay ngược lại bộ khuếch đại thu phát Hiện tượng này thường được gọi là tỷ lệ sóng đứng (SWR) Tỷ lệ sóng đứng (SWR) chủ yếu là tỷ số của biên độ sóng đứng một phần ở mức tối đa, so với biên độ ở mức tối thiểu Những phản xạ này phụ thuộc vào sự kết hợp trở kháng giữa bộ khuếch đại và ăng-ten, do đó phụ thuộc vào mức công suất, tần số và môi trường ăng-ten Tỷ

lệ sóng đứng luôn bằng tỷ lệ của các trở kháng của bộ phận cấp và các phần

tử ăng-ten Điều chỉnh hoạt động của mạng phù hợp có thể hỗ trợ các phản xạ này Tỷ lệ sóng đứng (SWR) được định nghĩa toán học trong (1.1) với sự trợ giúp của (1.2)

1 W 1

2 2 0

2 2 0

 = √𝑐ô𝑛𝑔 𝑠𝑢ấ𝑡 𝑠ó𝑛𝑔 𝑝ℎả𝑛 𝑥ạ

𝑠ó𝑛𝑔 đ𝑖ệ𝑛 𝑐ℎ𝑢𝑦ể𝑛 𝑡𝑖ế𝑝 (1.4) Mạng di động thường yêu cầu số lượng lớn (theo thứ tự hàng nghìn) trạm gốc để cung cấp phạm vi trên toàn quốc Tùy thuộc vào cấu hình, tải của

tế bào và tuổi của thiết bị mà mỗi trạm gốc (BS) có thể yêu cầu lên đến 2,7

kW Do đó mức tiêu thụ năng lượng cho phạm vi phủ sóng toàn quốc có thể lên đến một con số MW Do đó mạng di động là hệ thống mà tác động của hiệu quả năng lượng ảnh hưởng đáng kể

Rõ ràng có rất nhiều năng lượng đã từng được sử dụng để tự sản xuất thiết bị không dây, nhưng đối với các thực thể như trạm gốc (BS), chi phí sản xuất này là không đáng kể do tuổi thọ tương đối dài của bản thân hệ thống, trong khi đó hệ thống sử dụng năng lượng nhiều hơn khi thiết bị đã đi vào hoạt động Đối với các trạm gốc, sức mạnh hoạt động của thiết bị có vai trò quan trọng hơn nhiều so với các thiết bị đầu cuối của người dùng cuối, do thực tế là các thiết bị người dùng cuối thường không tồn tại lâu dài và được thay thế thường xuyên hơn nhiều Ngoài ra, các thiết bị người dùng cuối sử dụng ít năng lượng hơn nhiều để hoạt động hơn so với trạm gốc

Thời gian không làm việc (tức là thời gian vào các ngày lễ và ban đêm) trên thực tế là hơn 50% trong năm Năng lượng sử dụng không cần thiết của các mạng không dây hiện tại thật đáng kinh ngạc Các nhà cung cấp dịch vụ Internet tiêu biểu kinh nghiệm sử dụng mạng có thời gian dài khoảng 20% có nghĩa là rất nhiều tài nguyên đang bị lãng phí chỉ để cung cấp một sự chuẩn bị liên tục cho tình huống tải cao tiềm năng Khả năng giảm xuống gọi 0,5% yêu cầu 30% công suất của hệ thống để được bảo lưu liên tục Việc lạm dụng này trở thành một vấn đề nghiêm trọng cho các mạng không dây trong tương lai, nơi kích thước của các tế bào sẽ nhỏ hơn và nhỏ hơn (ví dụ như microcell hay picocell) để có thể phục vụ nhiều người dùng sử dụng tốc độ dữ liệu cao hơn

và tăng hệ số tái sử dụng tần số

Điều này đưa ra một khái niệm quan trọng về cách nhận các bộ phát của mạng để thích ứng với biến động về lưu lượng truy cập, và tắt hoàn toàn trạm gốc nếu tải trong mạng giảm xuống dưới ngưỡng cụ thể hơn nữa, làm thế nào để đảm bảo thỏa đáng dịch vụ cho người sử dụng trong trường hợp điện năng truyền thực sự bị giảm, hoặc trạm gốc được tắt hoàn toàn? Sự phân bố của các nguồn tài nguyên vô tuyến thông qua các mạng di động không đồng nhất nên được tối ưu hoá một cách toàn cầu, do đó có thuật ngữ (Globally Resource-optimised and Energy-Efficient Networks (GREEN))

Thế hệ di động đầu tiên xây dựng hệ điều hành nền tảng và làm cho chúng hoạt động Thế hệ thứ hai là sự phát triển tăng vọt của thị trường, với

những dịch vụ gia tăng tốc độ cao hơn như SMS và hỗ trợ dữ liệu 3G khiến mọi thứ diễn ra nhanh hơn, thêm nhiều dịch vụ mới và băng rộng di động chính thức ra đời Với 4G ngày nay, lưu lượng dữ liệu đã vượt lưu lượng thoại, dịch vụ sử dụng qua băng rộng di động đã vượt xa dịch vụ truyền thống, mạng LTE cung cấp những hỗ trợ nâng cao cho dữ liệu và công nghệ mạng di động được tích hợp bao gồm Wi-Fi với Wi-Fi Calling

5G đang trong giai đoạn chuẩn hoá, dự kiến thương mại thiết bị và hạ tầng sẽ diễn ra vào năm 2020 Khác với các thế hệ công nghệ trước, 5G không chỉ dừng lại là một tổ hợp các công nghệ mới Mục tiêu chính của 5G là phát triển dựa trên sự đầu tư chín muồi của hạ tầng hiện tại, mang tới những bước tiến mới hơn đối với truy cập vô tuyến, cloud, công nghệ lõi cùng với những công nghệ bổ trợ

5G ra đời với sự kỳ vọng tạo ra những bước tiến mới như sẽ gấp 1.000 lần lưu lượng, kết nối hàng chục tỉ thiết bị kết nối, tốc độ dữ liệu người dùng đạt được lên tới gấp 10 - 100 lần, độ trễ giảm 5 lần và độ khoẻ của pin tăng gấp 10 lần

Hình 1.4 5G – một thế giới vạn vật được kết nối

5G là nền tảng hỗ trợ rất nhiều ứng dụng sáng tạo, giúp cho vạn vật được kết nối kiểm soát an toàn, tự động và từ xa Mạng 5G đảm bảo hệ thống và cơ

sở hạ tầng được vận hành trong phạm vi kiểm soát, kèm cảnh báo và tương tác với nhau trên nền tảng hiệu quả chi phí và thân thiện Trong tương lai với mạng 5G, mọi thứ sẽ được kết nối: từ mũ bảo hiểm xe đạp, hệ thống nước, mùa vụ, hàng vận chuyển, cấu trúc tài chính và những loại vật gặp nguy cơ tiềm ẩn

Với mục đích hỗ trợ cho Internet vạn vật thế hệ mạng di động 5G cần phải đặt vấn đề sử dụng năng lượng hiệu quả lên hàng đầu Đây chính là một chủ đề có tính thời sự đang thu hút sự quan tâm của rất nhiều nhà nghiên cứu trong lĩnh vực mạng di động không dây

1.4 Kết luận chương

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT THỰC HIỆN TIẾT KIỆM NĂNG

LƯỢNG HIỆU QUẢ

2.1 Các kỹ thuật có thể tiết kiệm năng lượng

Chương này trình bày về một số phương án khác nhau để đạt được tiết kiệm năng lượng trong truyền thông không dây, cũng như các chủ đề quan trọng liên quan đến cải tiến hiệu suất năng lượng không dây:

Kiểm soát công suất có thể là một công cụ hữu ích trong việc đảm bảo tái

sử dụng không gian tiết kiệm năng lượng hiệu quả, đồng thời giảm thiểu mức tiêu thụ năng lượng Các chức năng này khá giống với chức năng phóng to của tế bào Tuy nhiên việc phóng to tế bào hoàn toàn khác so với điều khiển công suất theo nhiều cách Trong khi điều khiển công suất tập trung vào hiệu năng cấp liên kết cũng như truyền tải điện năng tiêu thụ, thì việc phóng to tế bào tập trung vào hiệu năng và giảm tiêu thụ năng lượng của toàn bộ mạng Kiểm soát năng lượng không chủ động thay đổi kích thước tế bào, trong khi phóng to tế bào, bằng cách điều chỉnh công suất phát tín hiệu điều khiển Thông tin thêm về phóng to di động tại mục 2.9 trên trang

Hiệu quả năng lượng ở cấp cơ sở hạ tầng mạng không dây có thể được chia thành ba cấp:

Khai thác các nguồn năng lượng tái tạo: Theo quan điểm về môi trường, mục tiêu của truyền thông vô tuyến xanh là giảm phát thải CO2 Điều này có thể đạt được bằng cách sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo (ví dụ như năng lượng mặt trời hoặc năng lượng gió) để bổ sung năng lượng nhận được từ lưới điện quốc gia Thông thường, điện năng phát điện lưới điện quốc gia không phải là sản xuất từ 100% nguồn tái tạo Ngoài ra, ở vùng khí hậu lạnh, không khí lạnh có thể được sử dụng để hỗ trợ làm mát thiết bị trạm gốc (BS)

Kích thước tế bào mạng không đồng nhất: Bằng cách áp dụng các tế bào

có kích thước khác nhau trong mạng không dây, mạng có thể thích ứng với tính di động và sự gia tăng của người dùng hiệu quả hơn, linh hoạt hơn Các công nghệ không dây gần đây, như femtocell, đã đáp ứng nhu cầu này với khả năng mở rộng phạm vi phủ sóng dễ dàng hơn vào các tòa nhà thành phố lớn

và đông đúc Femtocell hoạt động với năng lượng truyền tải ít hơn so với macrocell, đó cũng là lý do tại sao các trạm gốc của nó tiêu thụ năng lượng ít hơn Thông tin thêm về femtocells tại mục 2.4.2 ở trang 36 và macrocell tại mục 2.4.6 ở trang 41

Lập kế hoạch mạng động: Để tận dụng các biến động về tải không gian và thời gian bằng cách tắt một số tài nguyên không dây hiện có khi lưu lượng truy cập là ánh sáng, được gọi là lập kế hoạch mạng động Việc tắt một số tài nguyên có thể dẫn đến tăng công suất truyền của các trạm cơ sở đang hoạt động nhằm tăng bán kính di động của chúng để cung cấp độ phủ sóng vô tuyến cho các tế bào đã tắt Điều này cũng có thể dẫn đến trường hợp (xấu) nếu công suất truyền tối đa cho phép của trạm cơ sở còn lại hoạt động vẫn không thể tạo vùng phủ sóng vô tuyến (radio) cần thiết cho các tế bào đã tắt Điều này cũng khiến mạng dễ bị gián đoạn dịch vụ cũng như can thiệp vào các khu vực này

Để cải thiện hiệu quả năng lượng, công suất tiêu thụ của đầu cuối của trạm cơ sở phải được mở rộng nhiều nhất có thể để đáp ứng được lưu lượng truy cập Để đạt được điều này, ví dụ tải CFR thích nghi cùng với nguồn điện thích ứng (cho công suất đầu vào biến đổi) trong bộ khuếch đại công suất (PA)

sẽ được sử dụng Quản lý năng lượng hiệu quả năng lượng cao là cần thiết cho các mạch có thể cấu hình lại các yếu tố chính của chúng

Việc xử lý tín hiệu cũng chiếm một phần đáng kể trong tổng tiêu thụ điện năng mạng không dây Thông thường các kỹ thuật truyền dẫn hiệu quả cũng

có xu hướng yêu cầu tính toán phức tạp hơn với sự gia tăng tương ứng của sức mạnh xử lý Những lợi ích từ các kỹ thuật truyền dẫn tiên tiến về hiệu quả năng lượng có thể bị ảnh hưởng bởi tác dụng phụ tiêu cực ở các phần khác của hệ thống, đặc biệt là trong các tế bào nhỏ, nơi mà công suất truyền dẫn không dây chỉ chiếm một vài phần trăm của macrocell Đây cũng là lý do tại sao xử lý tín hiệu băng gốc (baseband) có thể sẽ chiếm ưu thế trong việc tiêu thụ năng lượng tổng thể

2.2 Truyền thông xanh (Globally Resource-optimised and Efficient Networks : GREEN)

Energy-Năng lượng xanh, còn gọi là năng lượng sạch hoặc bền vững, là năng lượng được sản xuất chủ yếu từ các nguồn năng lượng tái tạo như mặt trời, gió, thuỷ triều hoặc địa nhiệt, gây ra một tác động tối thiểu đến môi trường và chỉ gây ô nhiễm tối thiểu

Thuật ngữ truyền thông xanh là một thuật ngữ tiếp thị được xác định lỏng lẻo trong cộng đồng viễn thông Thông thường nó có thể được coi là đại diện cho tính sinh thái của khí thải CO2 viễn thông, hành động cố gắng hạ thấp chi phí năng lượng, hoặc thậm chí nó có thể được sử dụng làm từ viết tắt của Mạng toàn cầu Tối ưu hóa Tài nguyên và Năng lượng Toàn cầu (GREEN) Truyền thông xanh trong thực tế có thể được khái quát hóa như là các mạng không dây khác nhau, có vùng phủ sóng chồng chéo nhau, có thể hợp tác với nhau để giảm mức tiêu thụ năng lượng bằng cách kết hợp chuyển đổi luân phiên bật và tắt tài nguyên của nó, theo các điều kiện và nhu cầu tải mạng có sẵn

Trọng tâm hiệu quả năng lượng trong các đài phát thanh xanh là việc giảm thiểu mức tiêu thụ năng lượng của điểm Truy cập để có thể sản xuất điểm Truy cập kinh tế hơn với chi phí bảo trì thấp hơn Sự thay đổi này là do

sự thay đổi trong nguồn năng lượng - từ các nguồn năng lượng không tái tạo (thường rất dồi dào và giá rẻ) đến các dạng năng lượng tái tạo (mặc dù đôi khi khan hiếm) Sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo là bền vững, có thể loại bỏ vấn đề thu thập và chi phí cho năng lượng

Để có thể đạt được mục tiêu "xanh" là cải thiện tổng thể hiệu quả năng lượng với việc giảm khí nhà kính, nhưng mặt khác, tác động kết hợp của các đặc tính này với nhau có thể khó đo lường Theo các chuyên gia CNTT của hiệp hội The Green Grid để đánh giá hiệu quả sử dụng năng lượng không dây thì dựa vào một chỉ số được gọi là Hiệu quả sử dụng năng lượng (PUE)

PUE đo lường mối quan hệ giữa tổng năng lượng tiêu thụ của trung tâm

dữ liệu (Total Facility Power) và năng lượng của các thiết bị CNTT tiêu thụ (IT Equipment Power) và được thể hiện trong công thức 2.1

Total Facility Power PUE =

IT Equipment Power (2.1)

Tỷ lệ PUE đề cập đến một tình huống, trong đó tất cả năng lượng đang được sử dụng trong thiết bị CNTT (tức là không yêu cầu hệ thống phụ điều hòa hoặc hệ thống liên lạc) Đây thường là một kịch bản khá phi thực tế Một phương pháp thay thế được trình bày trong công thức 2.2, đặc biệt thích hợp cho các hệ thống viễn thông để ước tính hiệu suất năng lượng của hệ thống, sẽ phân chia mức tiêu thụ năng lượng của hệ thống thông tin liên lạc (Communications system energy) với hiệu suất của hệ thống tính toán (Computational system performance):

Communications system energy Computational energy efficiency

Computational system performance

Tuy nhiên, các con số cho công thức trên có thể không khả thi vì khó định lượng hiệu quả của hệ thống thông tin liên lạc, hoặc thậm chí quyết định sử dụng số liệu nào ở vị trí đầu tiên BER (Tỷ lệ đo lường hiệu suất không đơn vị của các bit bị lỗi trong luồng dữ liệu chia cho tổng số bit được truyền) là thước đo chung về chất lượng liên kết, trong khi hiệu suất phổ (thường là bit/ s/Hz) xác định tốc độ thông tin có thể truyền đi bằng băng thông đã cho Quan điểm hợp lý và thương mại hơn là chia tổng công suất tiêu thụ (Total power) với tổng số cuộc gọi (Total number of calls), được trình bày như trong công thức 3.3:

Total power PUE =

Các đài phát thanh xanh dự kiến sẽ hoạt động từ các nguồn năng lượng thân thiện với môi trường như năng lượng mặt trời hoặc điện gió Sự cần thiết phải cải thiện hiệu quả năng lượng tại ngăn xếp giao thức, cũng như trong kiến trúc hệ thống, quản lý hoạt động và các yếu tố tầng vật lý là thách thức không nhỏ đối với các nhà nghiên cứu Nói chung, trạm gốc thường chỉ bao

gồm ba thành phần chính: tín hiệu băng gốc, đơn vị radio và mạng lưới chuyển tiếp Trong số các yếu tố này, đài phát thanh tiêu thụ khoảng 80% nhu cầu năng lượng của trạm gốc và 80% nhu cầu điện của trạm gốc, 50% được

sử dụng trong bộ khuếch đại công suất, làm cho nó trở thành một yếu tố chính cần được kiểm tra để nâng cao hiệu quả năng lượng tại một trạm gốc Tương

tự như vậy trong thiết bị đầu cuối di động, modem không dây chiếm phần lớn điện năng tiêu thụ, ngay cả đối với các nhiệm vụ đòi hỏi CPU cao Đó là vì những tỷ lệ phần trăm cao được đề cập, cải thiện hiệu suất năng lượng trong

bộ khuếch đại công suất là một trong những lĩnh vực chính cần được xem xét

để nâng cao hiệu quả năng lượng trong thiết bị trạm gốc

Việc chuyển đổi Bộ khuếch đại công suất từ nguồn DC sang tần số vô tuyến nguồn AC để cải thiện tín hiệu đầu vào bị mất, và một trong những thuộc tính quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả này chính là tín hiệu đầu vào Một trong những thuộc tính đặc trưng cơ bản của tín hiệu đầu vào là

sơ đồ điều chế Các sơ đồ điều chế cường độ không liên tục, yêu cầu tuyến tính nghiêm ngặt, thường đòi hỏi một sự quay trở lại lớn từ điểm bão hòa của

bộ khuếch đại công suất Đó cũng là vấn đề đặt ra những thách thức cho Bộ khuếch đại công suất

Một PAPR thấp cho phép bộ khuếch đại của máy phát hoạt động hiệu quả, trong khi đó PAPR cao làm cho PA hoạt động với tốc độ quay trở lại lớn và hiệu suất thấp Sử dụng PA chế độ chuyển mạch phi tuyến tính hiệu quả cao trong các cấu trúc PA khác nhau, hoặc thậm chí theo dõi phong bì hoặc DVS, cải thiện hiệu quả của PA, và tuyến tính Hình 4 trên trang 24 tương ứng với một đường cong đáp ứng PA điển hình, trong đó đường cong tuyến tính PA bắt đầu biến dạng khi công suất đầu vào tăng lên Việc PA hoạt động trong vùng đáp ứng tuyến tính thường giúp tránh sự biến dạng của tín hiệu, đó cũng

là lý do tại sao giá trị đỉnh được hạn chế để tồn tại trong khu vực này Các kỹ thuật tồn tại để giảm PAPR, chẳng hạn như clipping, windowing, interleaving, lập bản đồ tự chọn, và truyền dẫn cực - tất cả đều có thể giúp tăng hiệu quả của PA cho OFDM tín hiệu (Han và Lee 2005) Hơn nữa, công nghệ BS của

nhiều nhà cung cấp, chẳng hạn như Công nghệ Bộ thu tín hiệu GSM Quadruple, có thể làm giảm mức tiêu thụ năng lượng tối đa của PA

Hình 2.1 Đường cong đáp ứng PA điển hình

Quadruple Transceiver Technology, có thể làm giảm tiêu thụ năng lượng tối đa của PA Topology thiết kế mạng tập trung, cũng như phương pháp cải tiến quy hoạch mạng cải thiện hiệu quả năng lượng bằng cách giảm

số lượng các trang web yêu cầu Các BS nhỏ hơn và nhanh nhẹn hơn là một

sự phù hợp lý tưởng cho một kiến trúc phân phối BS, để thay thế cho các BS lớn macrocell lớn hơn và nhiều quyền lực hơn Ngoài ra, các nguyên tắc lý thuyết trò chơi về việc hạ thấp OPEX đã được sử dụng để phân tích hiệu suất năng lượng trong các mạng CDMA (Betz and Poor 2008) Một yếu tố quan trọng để nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng trong truyền thông không dây cũng là mục đích để giảm khoảng cách giữa MT và BSs Theo một bài báo (Claussen, HO, and Pivit 2008), việc triển khai chung các BS BS macrocell với các picocell dân cư có thể tiếp cận công cộng có thể giúp giảm mức tiêu thụ năng lượng tới 60% Mặc dù femtocell đang mở đường cho công suất cao với công suất thấp nhưng vẫn còn một số vấn đề nghiên cứu chưa được giải quyết liên quan đến quản lý tần số phân tán (López-Pérez và cộng sự, 2008)

(Ho và Claussen 2007), về việc tránh nhiễu giữa femtocell và macrocell (Chandrasekhar và Andrews 2007) và sự chuyển giao, tự tối ưu hóa và rò rỉ tín hiệu dẫn đường (Claussen, Ho, and Samuel 2008) Trong khi thiết kế vô tuyến truyền thống được thiết kế để sử dụng với nguồn điện liên tục sẵn có, radio màu xanh lá cây có thể duy trì thành công QoS của họ bằng nguồn điện khác nhau ngẫu nhiên Khi tập trung vào hiệu suất năng lượng của các BS, vấn đề có thể được chia thành hai loại khác nhau: topo mạng và các yếu tố mạng - mức độ lưu thông Phương pháp tiết kiệm năng lượng mức topo mạng, nghĩa là cố gắng nâng cao hiệu suất năng lượng bằng cách giảm số lượng các địa điểm BS Điều này làm cho hai lựa chọn để thực hiện:

 Hoặc tăng hiệu quả phủ sóng của BS, cũng như các quy trình của nó thông qua quy hoạch mạng hiệu quả hơn, và do đó cần phải tiêu tốn ít năng lượng cho mỗi khách hàng

 Cải thiện vùng phủ sóng BS, để có thể phục vụ nhiều người dùng hơn nữa

Các yếu tố mạng tiết kiệm được một cách dễ dàng hơn, như thường chỉ

có một vài yếu tố trong một trang web di động để làm việc với (thường chỉ

BS, thu phát và thiết bị làm mát) Trong số này, BS là một trong những công

ty có năng lực nhất, cũng là mục tiêu chính để tập trung nghiên cứu về hiệu suất năng lượng Hình 2.2 minh họa cho một bản đồ khái niệm mức cao về mối quan hệ giữa hiệu suất năng lượng và truyền thông xanh nói chung Một mạng lưới truyền thông xanh bao gồm các thiết bị điện khác nhau, ví dụ: thiết

bị ngoại vi mạng, MT của khách hàng, hệ thống làm mát Bằng cách tận dụng các công nghệ truyền thông phức tạp (ví dụ như ăng-ten thông minh, truyền thông vô tuyến băng rộng (UWB), điều chế thích nghi và các chương trình mã hóa, truyền thông hợp tác), hiệu suất năng lượng truyền tải có thể được tăng lên đáng kể Phần mềm và ứng dụng dưới dạng các giải pháp quản lý năng lượng thông minh cũng có thể được sử dụng để bổ sung cho các công nghệ truyền thông để tiếp tục tối ưu hóa hiệu quả năng lượng của hệ thống (ví dụ kiểm toán năng lượng và các ứng dụng DVS) Kiến trúc mạng, chuyển mạch

và các cải tiến về định tuyến cũng có thể đạt được hiệu quả cải thiện hiệu quả

năng lượng không dây đáng kể do thời gian truy cập mạng bị giảm, được

công nhận với tỷ lệ truyền cao hơn, không quên các sàng lọc trong phân bổ

nguồn lực và lập kế hoạch năng lực mạng Phần cứng đóng một vai trò quan

trọng trong việc cải thiện hiệu quả năng lượng tổng thể (Cai et al., 2011)

Hình 2.2 Các mối liên kết giữa hiệu quả sử dụng năng lượng xanh và

không dây với nhau

Thông thường các mạng không dây được sử dụng ngày nay được định

hướng để tối ưu hóa hiệu năng, với cái gọi là triết lý kế hoạch mạng xấu nhất

trong tâm trí Triết lý này nhằm mục đích duy trì một QoS được đảm bảo nhất

định bất kể lưu lượng truy cập trong mạng là gì (Niu 2011) Giảm thời gian

các BSS được cung cấp không cần thiết (ví dụ trong thời gian sử dụng rất

thấp) là một yếu tố quan trọng khác trong việc tiết kiệm năng lượng Có

những điểm BS được tắt nguồn khi không sử dụng rõ ràng tiết kiệm năng

lượng, nhưng nó cũng làm tăng hiệu quả năng lượng của khu vực Sắp xếp

truyền tới MT thành ít khe hơn (mặc dù có lẽ cùng lúc) để giảm mức tiêu thụ

năng lượng, cũng như thuật toán để tìm sự sắp xếp tối ưu các truyền dẫn đó vào mỗi MT, để giảm mức tiêu thụ năng lượng MT được trình bày trong (Chu , Chen, và Fettweis 2012) Một khuôn khổ chuyển mạch nguồn cho việc điều chỉnh tiết kiệm năng lượng để phù hợp với các biến động tải không dây không

ổn định trong khi duy trì mức chất lượng dịch vụ được đặt trước đã được trình bày trong (Ismail và Zhuang 2011) Các tổn thất trong feeder, trong khi không quá đáng kể, vẫn có ảnh hưởng sâu sắc đến khả năng phủ sóng của BS Việc mất hiệu suất năng lượng trong bộ cấp nguồn là do việc giảm điện năng cung cấp từ PA thành ăng-ten Sự mất mát này không đáng lưu ý trong các MTs, vì các feeder trong chúng là khá ngắn Với thiết bị phụ trợ, nó là hệ thống làm mát thông thường là người sử dụng năng lượng lớn nhất, cũng là lý do tại sao hiệu suất năng lượng của hệ thống làm mát là một yếu tố quan trọng để tiết kiệm năng lượng Đối với BS macrocell, hệ thống thông gió trực tiếp là một cách hiệu quả để bơm không khí trong lành và không khí nóng ra ngoài nhằm giảm nhu cầu điện năng và do đó tiêu thụ điện năng của hệ thống điều hòa không khí Thông gió trực tiếp có hai vấn đề đặc trưng:

 Việc đầu tiên được rằng pin dự phòng thường có một điều hành nghiêm ngặt và lưu trữ yêu cầu phạm vi nhiệt độ, đó là lý do tại sao nó không hoạt động tốt trong một số trường hợp nhưng điều này có thể giải quyết được bằng việc đưa ra một tủ điều hòa không khí dùng pin để quản lý nhiệt độ hoạt động của nhà máy

 Vấn đề thứ hai là do chất lượng không khí, hoặc chính xác hơn, các tạp

chất trong không khí Ở những khu vực có chất lượng không khí thấp

(nghĩa là rất nhiều bụi, khói hoặc các hạt khác), một hệ thống trao đổi nhiệt có thể thay thế hệ thống thông gió trực tiếp để giúp chống lại sự tích tụ bụi trong hệ thống thông gió

Các hệ thống trao đổi nhiệt có lợi thế là không khí làm mát không cần phải

đi vào thiết bị bao vây, do đó cô lập các thiết bị từ chất làm mát và giảm thiểu

sự cần thiết phải vệ sinh bằng tay và tỷ lệ thất bại trong hệ thống làm mát

2.3 Sơ đồ mạng nhận biết luồng và hoạt động xanh (Traffic-Aware Network planning and Green Operation : TANGO)

Thuật ngữ Quy hoạch mạng lưới luồng Aware và Hoạt động Xanh (TANGO) đề cập đến một khuôn khổ nhằm tăng hiệu suất năng lượng đồng thời bảo đảm phạm vi phủ sóng vô tuyến và tối ưu hoá các nguồn tài nguyên

vô tuyến điện

TANGO tập trung vào việc chuyển từ luôn trên sơ đồ BS sang sơ đồ luôn sẵn có, chuyển sang lập kế hoạch tế bào động từ lập kế hoạch tĩnh và chuyển từ các dịch vụ thống nhất sang các dịch vụ khác biệt Ý tưởng cơ bản là:

 Chỉ có đủ BS hoạt động tại bất kỳ thời điểm nào đó là hoàn toàn cần thiết cho chất lượng dịch vụ đầy đủ

 Sử dụng phóng to tế bào để ảnh hưởng đến kích thước tế bào theo các điều kiện luồng hiện hành cũng như tình hình của các BSs lân cận

 Làm trễ luồng nếu có thể để sử dụng tài nguyên mạng khi chúng đang dư giật nhiều

Nguyên mẫu của từ mới TANGO đề cập đến biến đổi luồng và sự thích ứng của các tài nguyên không dây có sẵn vào nó - một chút giống như một quý ông (yêu cầu luồng) và một phụ nữ (năng lượng và các nguồn tài nguyên radio khác) nhảy múa cùng nhau một cách hài hòa

Để có thể so sánh không ngừng các biến thể luồng mạng không dây và thích ứng với các tài nguyên vô tuyến (bao gồm truyền năng lượng và các thiết bị điện khác) trong một tế bào hoặc toàn bộ mạng di động, mang lại khả năng tiết kiệm được một lượng lớn năng lượng cũng như sử dụng hiệu quả các nguồn lực của mạng Trong một bài báo (Marsan et al 2009), một mẫu

BS tĩnh theo mô hình biến đổi lưu lượng truy cập xác định theo thời gian được xây dựng Tuy nhiên bài viết không xem xét tính ngẫu nhiên, cũng không phải là sự biến động không gian của lưu lượng truy cập Trong một bài báo (Jardosh và cộng sự, 2009), một chiến lược nguồn lực theo yêu cầu cho

mạng Wi-Fi tập trung mật độ cao đã được đề xuất Trong chiến lược của bài viết, một AP cluster-head được thiết lập có trách nhiệm chăm sóc toàn bộ vùng phủ sóng trong cluster để có thể tắt các AP khác trong cluster miễn là tải lưu lượng trong mạng là đủ thấp Tuy nhiên mô hình kênh của Wi-Fi khá khác

so với mô hình mạng di động, trong đó sự mất mát đường truyền thường chiếm ưu thế, đó cũng là lý do tại sao một thuật toán phân cụm động cần xem xét sự hợp tác giữa BS là cần thiết Trong các bài viết (Zhou và cộng sự 2009)

và (Gong et al 2010), các tác giả thảo luận các kịch bản, trong đó mật độ lưu lượng không dây khác nhau trong cả hai lĩnh vực thời gian và không gian Bài viết thứ hai cũng đưa ra một thuật toán tiết kiệm năng lượng để tự động điều chỉnh các chế độ làm việc (tức là đang hoạt động hoặc ngủ) của BS theo biến động luồng đối với yêu cầu xác suất chặn xác định Ngoài ra, để ngăn quá nhiều chế độ chuyển đổi thường xuyên, các BS đã được thiết lập để giữ chế

độ làm việc hiện tại của họ cho ít nhất một khoảng nhất định Mô phỏng cho thấy chiến lược đề xuất có thể làm giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng với một xác suất chặn trước được đảm bảo Ngoài ra, hiệu suất không nhạy cảm với chế độ giữ thời gian trong một phạm vi nhất định Trong một bài báo (Peng et al 2011), một triển khai thực tế cho gần đúng một hệ thống 3G năng lượng (EP) bằng cách sử dụng các thành phần phi EP BS để đối phó với động lực luồng thời gian được trình bày Bài viết cũng đề xuất rằng các BSs sử dụng dưới mức thấp sẽ được đơn giản là đóng cửa và khởi động lại một lần nữa nếu cần Mạng được chia thành lưới cho từng BS Mỗi BS có thể thay thế một số BS khác để phục vụ MT Mặc dù tiết kiệm đáng kể năng lượng trong

cơ sở hạ tầng di động, các tác giả cũng chỉ ra rằng việc sử dụng năng lượng truyền dẫn đường lên của MT trong những giờ nhàn rỗi (ví dụ: đêm khuya và cuối tuần) bị ảnh hưởng xấu

2.4 Các loại tế bào trong mạng không dây

Trong phần này chúng ta mô tả các loại tế bào BS khác nhau trong các mạng không dây sử dụng ngày nay Trong một hệ thống radio di động, diện tích đất rộng được phục vụ với dịch vụ phát thanh di động được chia thành

các khu nhỏ hơn và cũng tốt hơn là các khu vực thường được gọi là các tế bào Nói chung, các tế bào có hình lục giác, như thể hiện trong hình 6 ở trang 32, nhưng các hình dạng khác, chẳng hạn như hình vuông hoặc hình tròn, cũng có thể Một tần số hoạt động duy nhất được gán cho từng ô (7 tần số khác nhau trong hình 6) để giảm thiểu khả năng các tế bào can thiệp lẫn nhau khi sử dụng Các khối tế bào sử dụng cùng một bộ tần số được gọi là các tế bào đồng kênh Sự can nhiễu nhận được từ các tế bào đồng kênh được biểu thị là nhiễu đồng kênh Một phương pháp cho các hệ thống di động để tăng năng lực của

họ là sử dụng lại tần số vô tuyến tương tự trên nhiều vị trí tế bào Trong truyền thông di động, hệ thống phải chịu đựng với sự can thiệp của kênh đồng

và kênh lân cận Sự can thiệp đồng kênh xảy ra, khi hai ô gần nhau sử dụng tần số giống nhau để giao tiếp chồng chéo vùng phủ sóng của chúng Sự can thiệp của kênh đồng bộ có thể chấp nhận được trong truyền thông bằng giọng nói, do sự thích nghi của bộ não con người với tiếng ồn xung quanh trong bài phát biểu bình thường Tương tự, tuy nhiên không đúng đối với truyền thông

dữ liệu, ở đó các tín hiệu nền quá mức từ bất kỳ tế bào nào khác, hiện tượng được biết đến như là (nhiễu liên vùng) có thể làm giảm khả năng đọc của tin nhắn điện tử hoàn toàn Tuy nhiên, có những kịch bản, trong đó tình huống tương tự như nhiễu đồng kênh thực sự có thể có lợi, chẳng hạn như hợp tác

BS Can thiệp kênh đồng bộ được xử lý bằng cách giữ các ô, nhằm mục đích

sử dụng cùng một bộ tần số tự do, ở khoảng cách nhất định với nhau Khoảng cách này được gọi là khoảng cách tái sử dụng tần số, hoặc khoảng cách an toàn tối thiểu giữa hai ô có thể tái sử dụng cùng tần số (trong trường hợp đó

sự can thiệp từ các ô khác đã suy giảm với khoảng cách dưới SNR được nhặt) Khoảng cách được thể hiện bằng số ô giữa hai ô chia sẻ cùng tần số (V Kumar 2006)

Việc tách không gian (khoảng cách sử dụng lại) phải càng nhỏ càng tốt

để mạng có thể tái sử dụng tần số càng thường xuyên càng tốt, do đó tối đa hóa hiệu quả quang phổ Tuy nhiên, khoảng cách tái sử dụng tối thiểu là khá khó xác định, vì khoảng cách tái sử dụng giảm, nhiễu xen kẽ tăng lên, và

trong thực tế, cả hai tế bào lân cận gặp phải các dao động điện ngẫu nhiên do đặc tính truyền tín hiệu không dây (Goldsmith 2005)

Vì macrocells mạnh hơn nhiều so với bất kỳ loại ô nào khác và vì chúng có thể phục vụ số lượng người dùng lớn hơn nhiều, tại sao không chỉ

sử dụng macrocell ở mọi nơi thay vì bất kỳ loại ô nào khác? Một lý do rõ ràng

là kích thước Một Node B điển hình là kích thước của một tủ lạnh có kích thước đầy đủ (Motorola 2013a), trong khi một picocell có thể nhỏ như một máy tính để bàn (Motorola 2013b) Đó là do kích thước và trọng lượng của Node B, rằng trang cài đặt macrocell không thể được chọn rất linh hoạt Ngoài ra, các yêu cầu về tiêu thụ điện và làm mát của Node B đặt ra một số yêu cầu đối với vị trí Tiêu thụ điện năng tiêu biểu của Node B có thể thay đổi

từ 1-2 kW, (Motorola 2013a), (Alcatel-Lucent 2006), đó là lý do tại sao luôn luôn yêu cầu làm mát không khí trong lành Tính linh hoạt và kích thước là những yếu tố quan trọng trong khu vực đô thị, nơi thuê một địa điểm có thể khá cao Node B thường khá nặng (từ 200-500 kg, (Motorola 2013a), (Alcatel-Lucent 2006)) - điều này cũng có nghĩa là Node Bs không thể được cài đặt mà không cần sự trợ giúp của xe nâng hoặc cần cẩu

Kích thước nhỏ gọn của Picocell có nghĩa là chúng có thể được lắp đặt

ở những vị trí phù hợp nhất cho việc truyền tín hiệu của chúng Ví dụ tại một trung tâm thành phố, một picocell có thể được cài đặt ở cấp đường phố để cung cấp tín hiệu tốt nhất có thể với lượng điện năng cần thiết ít nhất Chi phí lắp đặt cũng thấp hơn với các tế bào nhỏ như femto-, hoặc picocells

Đài phát thanh về cơ bản là tất cả về SNR Các tín hiệu trong hệ thống phải có biên độ trên sàn tiếng ồn để được nhận và xử lý đúng cách Ngay cả khi không có bất kỳ nguồn điện bên ngoài nào, tất cả các hệ thống điện tử (máy thu và anten) đều có tiếng ồn vốn có Trái ngược với tiếng ồn nhiệt, có thể bị áp đảo bằng cách tăng công suất truyền tải (và do đó là SNR), sự can thiệp kênh đồng thời không thể giảm thiểu do thực tế việc tăng công suất truyền cũng làm tăng nhiễu kênh

Tiếng ồn nhiệt là tiếng ồn tỷ lệ thuận với điện trở và nhiệt độ, và nó được tạo ra bởi sự chuyển động ngẫu nhiên của các electron bên trong các điện trở Ở tất cả các nhiệt độ trên không tuyệt đối (khoảng - 273: 15◦C), các electron trong vật liệu điện trở duy trì một chuyển động ngẫu nhiên Tại bất

kỳ thời điểm nào, sẽ có một số lượng lớn các electron di chuyển theo mọi hướng (Carr 2001)

Để cung cấp đủ năng lực và độ che phủ tốt trong nhà, cũng như chất lượng cuộc gọi tốt cho MT, một số lượng lớn các trang web nhỏ phải được triển khai trong mạng Tòa nhà nhỏ hơn và lớn hơn nhu cầu năng lực, các tế bào được triển khai càng nhỏ càng cần Để tăng kích thước của khu vực dịch

vụ điện thoại di động, nhóm ô này có thể dễ dàng được sử dụng lại nhiều lần trong khu vực được phục vụ Việc mở rộng được thực hiện bằng cách định vị các cụm tế bào gần nhau, như được mô tả trong hình 7 trên trang 33 Vùng phủ sóng ô nhỏ che phủ cho các cụm tế bào là cần thiết cho dịch vụ không có khoảng cách nên di chuyển MT (bàn giao) từ cụm ô này sang cụm khác

2.4.1 Small cell

Mạng điện thoại di động được xây dựng bằng cách sử dụng và kết hợp nhiều khu vực phủ sóng dịch vụ điện thoại di động Phần lớn các mạng di động hiện tại bao gồm các vùng phủ sóng được phục vụ bởi các ô của mạng được gọi là macrocell Mặc dù là các tế bào lớn nhất và mạnh nhất, thậm chí macrocells không nhất thiết có thể phục vụ tất cả người dùng trong khu vực của họ Lý do cho việc thiếu dịch vụ đầy đủ có thể là:

• Quá nhiều người dùng trong một khu vực nhất định (thường là ở khu vực đô thị)

• Chất lượng tín hiệu quá kém trong các tòa nhà, có thể do tường quá dày, v.v

• Quá nhiều nhiễu từ các tế bào lân cận

Khoảng cách quá lớn giữa MT và BS