Вышки 5G существенно увеличат время автономной работы мобильных телефонов

Интересное 16:00 24.04.2024

Чем больше вышек 5G будет построено на единицу площади, тем сильнее сократится общее энергопотребление сетей базовых станций и увеличится время автономной работы телефонов. К такому выводу пришли исследователи из США. С помощью моделирования ученые рассчитали, насколько эти вышки будут энергоэффективными и какую пользу могут принести обладателям смартфонов.

Один из самых главных компонентов любой мобильной связи — базовая станция, то есть комплекс антенн, которые принимают и передают радиосигналы от телефона к телефону. Такие антенны устанавливают на специальные вышки высотой от 70 до 100 метров (впрочем, на практике башни бывают и ниже 70 метров). На одной вышке может стоять несколько базовых станций, работающих в одном из нескольких стандартов связи — 2G, 3G, 4G или 5G. 

Когда на телефон абонента поступает звонок или он набирает номер, аппарат отыскивает ближайшую к нему базовую станцию и посылает на нее сигнал «идентификации». Станция принимает этот сигнал, обрабатывает, а затем перенаправляет в центр коммуникации для определения оператора мобильной сети и переключает разговор на ближайшую к абоненту базовую станцию с самым сильным сигналом оператора.

Системы, которые обеспечивают беспроводную связь со смартфонами, потребляют много энергии. Последние исследования показали, что это потребление особенно увеличивается на «последней миле» — участке сети, где данные поступают от провайдера конечному пользователю. 

Вышки излучают радиоволны во всех направлениях, они доходят до всех телефонов в округе. Но откликается на сигнал только телефон пользователя, опознавший в этом сигнале код, который смартфон передал на базовую станцию. Иными словами, на «последней миле» большая часть энергии тратится «впустую»: распространяясь в пространстве, сигнал сталкивается с различными препятствиями, в результате чего он поглощается, отражается и рассеивается, то есть происходит потеря значимой части данных. 

Поскольку базовая станция и смартфоны обмениваются данными по беспроводной сети, поиск телефоном одного конкретного сигнала быстрее разряжает его аккумулятор, кроме того, растет потребление энергии «от сети» и самой базовой станции (она работает дольше).

Чтобы обеспечить более экономичное использование энергии базовыми станциями и увеличить время работы смартфонов от одного заряда батареи, необходимо свести к минимуму потерю беспроводного сигнала. Добиться этого можно, если сократить расстояние передачи данных по беспроводной среде. В таком случае сотовые вышки можно будет уменьшить в размере, из-за чего они станут потреблять гораздо меньше энергии. Об этом в своей статье, опубликованной на сайте электронного архива препринтов arXiv, рассказали исследователи из Калифорнийского университета (США).

Ученые использовали программное обеспечение с открытым исходным кодом Sionna для моделирования передачи данных от базовых станций на мобильные телефоны и протестировали различные конфигурации сетей на 3D-моделях реальных городов из OpenStreetMap (некоммерческий веб-картографический проект). Целью специалистов было понять, как покрытие разных стандартов мобильной связи сократит потребление энергии.

«Решить проблему „энергоэффективности мобильной связи“ можно с помощью более плотного покрытия. В эпоху стандарта 4G многие специалисты предлагали увеличить количество сотовых вышек, однако при таком раскладе эта технология не позволит телефону достаточно быстро переключаться с одной вышки на другую, что необходимо в случае подобного уплотнения. Проблему можно решить с помощью 5G, которое дает возможность быстро увеличить количество базовых станций и повысить энергоэффективность», — пояснил Агрим Гупта (Agrim Gupta), один из авторов исследования. 

Во время моделирования американские ученые выяснили, что лучше всего эффект потери энергии на «последней миле» снижают плотные покрытия 5G, которые обеспечиваются за счет замены одной более крупной базовой станции несколькими меньшими. Эксперимент показал, что благодаря такому покрытию можно будет уменьшить необходимую высоту размещения базовых станций до 15 метров. Это позволит устанавливать комплекс небольших антенн на деревьях или уличных фонарных столбах, то есть для этих систем больше не потребуются специальные вышки.

Кроме того, ученые узнали, что такое «уплотнение» приводит примерно к трехкратной экономии электроэнергии в сетях, используемых базовыми станциями, а также к увеличению времени автономной работы телефона на 50 процентов. Если заряд батареи смартфона «держится» 12 часов, то благодаря такой сети время его работы увеличится до 18 часов. 

По словам авторов исследования, эти показатели обеспечиваются за счет резкого снижения мощности передачи данных смартфонами на 10-15 децибел, поскольку небольшие базовые станции будут располагаться в среднем в пять раз ближе к мобильным телефонам, чем сейчас находятся вышки. 

Сегодня количество подключений к сетям 5G растет во всем мире. Больше всего этих сетей действует в городах Западной Европы, США, Индии, Китая. Относительно массовое развертывание 5G-сетей в России намечено на 2024 год. Пока что эта технология доступна только в нескольких крупных городах страны, среди них Москва и Санкт-Петербург.

Источник: Nakedscience.ru

События в Грузии это результат двойных стандартов Европы по вопросу евроинтеграции Грузии - ВИДЕО

Лента новостей

События в Грузии это результат двойных стандартов Европы по вопросу евроинтеграции Грузии - ВИДЕО
19:31 27.05.2024
На переговоры между Баку и Ереваном никто не должен вмешиваться и нельзя применить военную силу - ВИДЕО
19:16 27.05.2024
Нефть подорожала
19:15 27.05.2024
Российский политолог: "Зангезурский маршрут выгоден в первую очередь для Армении" - ВИДЕО
19:01 27.05.2024
Лидер Мальты поздравила президента Азербайджана
19:00 27.05.2024
Президент Хорватии поздравил президента Азербайджана
18:45 27.05.2024
Москва может быть конечным бенефициаром происходящего в Ереване? - ВИДЕО
18:42 27.05.2024
Президент Ильхам Алиев принял верительные грамоты новоназначенного посла Италии в нашей стране
18:30 27.05.2024
В Шуше отреставрировано 18 памятников архитектуры
18:15 27.05.2024
Президент Азербайджана поздравил вьетнамского коллегу
18:00 27.05.2024
У России есть скрытые рычаги для давления на Армению! - ВИДЕО
17:53 27.05.2024
В МИД Азербайджана поздравили Иорданию по случаю Дня независимости
17:45 27.05.2024
Капитаны-регенты Сан-Марино поздравили президента Азербайджана
17:30 27.05.2024
В Нью-Йорке отметили День независимости Азербайджана
17:15 27.05.2024
Президент Ильхам Алиев поздравил премьер-министра Грузии
17:00 27.05.2024
Президент Монголии поздравил азербайджанского лидера
16:45 27.05.2024
Король Марокко направил поздравительное письмо президенту Ильхаму Алиеву
16:30 27.05.2024
Лидер ЮАР поздравил президента Азербайджана
16:15 27.05.2024
Президент Кубы поздравил азербайджанского лидера
16:00 27.05.2024
Президент Мавритании направил Ильхаму Алиеву поздравительное письмо
15:45 27.05.2024
Король Таиланда направил президенту Азербайджана поздравительное письмо
15:30 27.05.2024
Назначен новый посол Бельгии в Азербайджане
15:15 27.05.2024
Президент Тимор-Лесте направил Ильхаму Алиеву поздравление
15:00 27.05.2024
Президент и первая леди приняли участие в презентации проекта "Crescent Bay" и открытии ТЦ "Crescent Mall" в Баку
14:45 27.05.2024
МИД Азербайджана выразил соболезнования Турции
14:30 27.05.2024
В разминировании в Карабахе задействованы 10 машин Revival P отечественного производства
14:15 27.05.2024
МИД Ирана: Отношения с Азербайджаном развиваются в правильном направлении
14:00 27.05.2024
В парламенте Канады отметили 28 мая - День независимости Азербайджана
13:45 27.05.2024
МИД: Кампания Франции против Азербайджана не останется без ответа
13:30 27.05.2024
Президент Индонезии направил азербайджанскому лидеру поздравительное письмо
13:15 27.05.2024
Президент Индии поздравила президента Азербайджана
13:00 27.05.2024
Император Японии поздравил азербайджанского лидера
12:31 27.05.2024
После открытия Зангезурской дороги, Aзербайджан превратится в международный логистический хаб - ВИДЕО
14:52 24.05.2024
Словакия, Турция, Иран, Венгрия и Саудовская Аравия! Как эти страны связаны с покушением на И.Раиси? - ВИДЕО
14:34 24.05.2024
Реальных причин падения вертолёта Раиси может быть никогда не скажут - ВИДЕО
Реальных причин падения вертолёта Раиси может быть никогда не скажут - ВИДЕО
14:18 24.05.2024
«Путин не готов к миру» – Макрон
13:00 24.05.2024
В мире могут отменить детские пособия - СТАТИСТИКА
12:30 24.05.2024
Жуткие кадры: Недовольный гражданин поджег себя - ВИДЕО
12:00 24.05.2024
США вводят ограничения для граждан Грузии
11:30 24.05.2024
Российское влияние на регион Южного Кавказа сегодня АНАЛИТИКА
17:41 23.05.2024
Hamısı