När vi gör framsteg mot 5G av trådlösa nätverk blir bit-per-joule energieffektiviteten (EE) ett viktigt designkriterium för hållbar utveckling. I detta avseende är en av de viktigaste möjliggörarna för 5G massiv multiple-input multiple-output (MIMO) teknik, där BS är utrustade med ett överskott av antenner för att uppnå flera klasser av spektral- och energieffektivitetsvinster över nuvarande LTE-nätverk. Här granskar och presenterar vi en omfattande diskussion om tekniker som ytterligare ökar de EE-vinster som erbjuds av massiv MIMO (MM). Vi börjar med en översikt över MM-teknik och förklarar hur realistiska strömförbrukningsmodeller ska utvecklas för MM-system. Vi granskar sedan framstående EE-maximering tekniker för MM-system och identifierar några begränsningar i den senaste tekniken. Därefter undersöker vi EE-maximering i "hybrid MM-system", där MM fungerar tillsammans med två andra lovande 5G-teknologier: millimetervåg och heterogena nätverk. Flera möjligheter öppnar upp för större EE-vinster än med konventionella MM-system eftersom massiv MIMO drar ömsesidig nytta av samexistensen med dessa 5G-tekniker. Men en sådan samexistens inför också flera nya konstruktionsbegränsningar, vilket gör EE-maximering icke-trivial. En kritisk analys av de senaste EE-maximeringsteknikerna för hybrida MM-system gör att vi kan identifiera flera öppna forskningsproblem som, om de åtgärdas, kommer att hjälpa operatörerna att planera för energieffektiva 5G-utbyggnader. Industrin för informations- och kommunikationsteknik (IKT) gör snabba framsteg mot femte generationens (5G) trådlösa nät, som förväntas integrera nästan allt över hela världen i Internet. 5G-system förväntas ge toppdatahastigheter upp till 20 Gb/s, genomsnittliga datahastigheter över 100 Mb/s och konnektivitet för ett stort antal Internet-of Things-enheter per enhetsområde. Energiförbrukningen blir en viktig fråga för 5G-nät eftersom IKT-sektorn redan i hög grad bidrar till det globala koldioxidavtrycket. I detta avseende är ett viktigt konstruktionskriterium för 5G-nät bit-per-joule energieffektivitet (EE), definieras som där R är systemets genomströmning och P är den kraft som används för att uppnå R. Den nyligen föreslagna massiva multiple-input multiple-output (MIMO) teknik erbjuder flera klasser av spektral- och energieffektivitetsvinster jämfört med nuvarande LTE-teknik, och är därför en lovande möjliggörare för 5G. Massiv MIMO (MM) är en multi-user MIMO (MU-MIMO)-teknik där K-användarutrustning (UES) betjänas på samma tidfrekvensresurs av en basstation (BS) med M-antenner, så att M >> K (Fig. 1)..............................................................................................................
Problemet med energieffektivitet (EE) maximering för 5G mobila nät behandlas i REF.
Energy Efficiency in Massive MIMO-Based 5G Networks: Opportunities and Challenges
{'venue': 'IEEE Wireless Communications', 'journal': 'IEEE Wireless Communications', 'mag_field_of_study': ['Computer Science', 'Mathematics']}