The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences (한국통신학회논문지)

The Korean Institute of Commucations and Information Sciences (한국통신학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

The Analysis of Reducing Power Consumption and CO2 Emission in the Advanced Mobile Communication Base Station

다중 대역용 차세대 이동통신 기지국 시스템의 전력 및 탄소배출량 절감효과 분석

  • 오승곤 (숭실대학교 전자공학과) ;
  • 안준오 (미래전파공학연구소) ;
  • 김부균 (숭실대학교 정보통신전자공학부)
  • Received : 2011.04.14
  • Accepted : 2011.06.08
  • Published : 2011.06.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

In this paper, we present the analysis of the characteristics of advanced mobile communication base station with multi-band about power loss, power efficiency and carbon reduction considering cable power loss. The advanced mobile base station system is installed on the outdoor for Antenna and RF part, and then the power loss is reduced because the fiber optic cable is used between RF part and baseband part. If the cable power loss is reduced by 5 dB replacing an entire the advanced base station systems, annual power consumption is reduced total 49,038 MWh in the CDMA 20W, WCDMA 30W, WiBro 10W systems. Furthermore the advanced base station system of annual $CO_2$ emission is 20,832 $tCO_2$ compare to 65,878 $tCO_2$. Therefore the advanced base system is confirmed considering green IT technology for the advanced mobile communication base station.

본 논문은 다중 대역에서 동작하는 안테나를 장착한 차세대 이동통신 기지국 시스템의 도입 가능성 분석을 위해 종래의 기지국 시스템과 케이블 손실전력을 고려한 차세대 기지국 시스템의 전력 손실 및 탄소 절감효과를 분석하였다. 차세대 기지국 시스템은 옥외에 무선처리부를 설치하고, 옥내의 기저대역처리부는 광케이블로 연결하여 종래의 기지국에서 케이블로 인해 발생하는 전력손실을 없애는 구조이다. 본 연구 결과 종래의 기지국과 비교하여 동일한 서비스 커버리지 확보가 가능하고, 케이블 전력손실이 5 dB 줄어든 차세대 기지국 시스템을 도입할 경우 CDMA 20W, WCDMA 30W, WiBro 10W 기지국에서 소모하는 전력량은 연간 155,078 MWh에서 49,038 MWh로 감소시킬 수 있으며, 탄소배출량 또한 65,878 $tCO_2$에서 20,832 $tCO_2$로 절감됨을 확인하였다. 따라서 차세대 기지국 시스템은 그린 IT 기술로 이용 가능할 것으로 고찰되었다.

Keywords

References

  1. J. Mitola III, "Cognitive radio for flexible mobile multimedia communication", Proc. IEEE International Workshop on mobile Mutimedia communications (MoMuC) 1999, pp 3-10, Nov., 1999.
  2. 정영배, 허문만, 홍익표, 전순익, "멀티모드 재구성 기지국 안테나", 한국전자파학회지, 18(4), pp. 61-71, 2007.
  3. 엄순영, 정영배, 전순익, 김창주, "차세대 기지국 배열 안테나를 위한 주파수 및 편파 재구성 안테나 소자 기술", 한국전자파학회지, 20(6), pp. 27-38, 2009.
  4. C. Zhang, S. Yang, H. K. Pan, A. E. Fathy, S. El-Ghazaly, and V. Nair, "Reconfigurable antenna for simultaneous multi-service wireless applications", IEEE Radio and Wireless Syposium, 2007, pp.543-546, 2007.
  5. E. R. Brown, "RF-MEMS Switches for reconfigurable integrated circuits", IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 46(11), pp.1868-1880, 1998. https://doi.org/10.1109/22.734501
  6. A. E. Fathy, A. Rosen, H. S. Owen, F. McGinty, d. J. McGee, G. C. Taylor, R. Amantea, P. K. Swain, S. M. Perlow, and M. Elsherbiny, "Silicon-based reconfigurable antennas-concepts, analysis, implementation, and feasibility", IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 51(6), pp. 1650-1661, 2003. https://doi.org/10.1109/TMTT.2003.812559
  7. 류남규, 윤우석, 최승원, "SDR 스마트안테나 API와 Usecase", 한국전자공학회지, 33(2), pp. 335-341, 2006.
  8. 반경식, "이동통신 기반시설의 공동사용에 관한 연구: 기지국 공용화를 중심으로", 한남대 정보산업대학원, 2004.
  9. 김충남, "차세대 이동통신 실무기술", 진한도서, 2001.
  10. T. Wu, R. L. Li, S. Y. Eom, K. Lim, S. I. Jeon, J. Laskar, and M. M. Tentzeris, "A multiband/ scalable reconfigurable antenna for cognitive radio base station", IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium, 2008.
  11. 정정수, 최성호, "LTE 초소형 기지국", 한국통신학회지, pp.41-48, 2008.
  12. 최두헌, 문연태, 김도균, 최영완, "Wave 2 규격을 위한 와이브로 기지국용 일체형 복합 RF unit 연구", 대한전기학회논문지, 57(9), 99. 1660-1668, 2008.
  13. IPCC www.ipcc.ch
  14. 에너지경제연구원 www.keei.re.kr