Advanced

Energy Optimization of Radio NGR Micro G1

Blomgren, Anton LU and Ornstein Mecklenburg, Kasper LU (2016) EEM820 20161
Department of Biomedical Engineering
Abstract
Rigorous studies have been conducted on Ericsson's NGR Micro G1 B2/B25 radio. The radio's part in the telecommunications chain and components within the radio have been determined and mapped according to certain characteristics giving an understanding of their function. The obtained knowledge has been applied in order to make the operation of the radio more energy efficient. This has been done by implementing new sleep modes and improving already existing power saving features. The new sleep mode Cell sleep, has taken the radio's "off state" from 32W to 18W. The features that have undergone revisions and have been improved are TX micro sleep and MIMO sleep. In short the features scale capacity depending on demand. The original... (More)
Rigorous studies have been conducted on Ericsson's NGR Micro G1 B2/B25 radio. The radio's part in the telecommunications chain and components within the radio have been determined and mapped according to certain characteristics giving an understanding of their function. The obtained knowledge has been applied in order to make the operation of the radio more energy efficient. This has been done by implementing new sleep modes and improving already existing power saving features. The new sleep mode Cell sleep, has taken the radio's "off state" from 32W to 18W. The features that have undergone revisions and have been improved are TX micro sleep and MIMO sleep. In short the features scale capacity depending on demand. The original implementation of TX micro sleep consumed 44W with some additions to the feature this has been reduced to 38W and MIMO sleep has been reduced from 42W to 39W. Combining the features gave a saving of 6W, from 38W to 32W. (Less)
Popular Abstract (Swedish)
Energioptimering utav Ericssons radio NGR Micro G1
Sedan lång tid tillbaka har mänskligheten belastat vårt klimat och ekosystem. Idag känner vi till konsekvenserna av vårt leverne och runt om i världen skrider regeringar och organisationer till verken och styr om vårt samhälle mot en mer hållbar framtid. Man söker ständigt nya lösningar som förbättrar och minskar energikonsumtionen och utsläppen från vårt samhälle.

Idag konsumerar det mobila telefonnätet mycket energi och ligger på 6:e plats i listan över de största konsumenterna i vårt samhälle. Om man tittar på kedjan från mobiltelefon till internet är det just i det mobila uppkopplingssteget som mest energi konsumeras. Faktum är att hela 80% av all energi i kedjan konsumeras i radio... (More)
Energioptimering utav Ericssons radio NGR Micro G1
Sedan lång tid tillbaka har mänskligheten belastat vårt klimat och ekosystem. Idag känner vi till konsekvenserna av vårt leverne och runt om i världen skrider regeringar och organisationer till verken och styr om vårt samhälle mot en mer hållbar framtid. Man söker ständigt nya lösningar som förbättrar och minskar energikonsumtionen och utsläppen från vårt samhälle.

Idag konsumerar det mobila telefonnätet mycket energi och ligger på 6:e plats i listan över de största konsumenterna i vårt samhälle. Om man tittar på kedjan från mobiltelefon till internet är det just i det mobila uppkopplingssteget som mest energi konsumeras. Faktum är att hela 80% av all energi i kedjan konsumeras i radio access länken, alltså i steget som innehåller den radio som mobiltelefoner kopplar upp sig emot. På mobilsidan har Ericsson hela tiden tänkt på energikonsumptionen och uppnått otroligt energisnåla produkter men på radiosidan däremot har man alltid haft två hål i väggen så behovet av att spara energi har inte varit aktuellt. Dock har Ericsson nu insett fördelarna med att ha energisnåla produkter då de inte bara minskar belastningen på vårt klimat utan också reducerar driftskostnader och ökar konkurrenskraften i deras produkter. Därför har vi studerat och energioptimerat en av deras radios, nämligen NGR Micro G1.

Vi upptäckte att radions tillgängliga kapacitet inte skalade efter behovet utan radion har hela tiden högsta växeln i lagd, även om det inte går någon trafik alls på radion. Därför började vi titta på olika sätta att introducera växlar i radion. Vi ville göra det möjligt att stänga av komponenter som inte behövdes och vi lyckades!

I vår jakt på förståelse av radion och dess komponenter skapade vi ett nytt sovläge, vi lyckades reducera energikonsumtionen för radio i dess avstängda läge med hela 43%. Vi förbättrade redan existerande strömsparande funktionalitet och ökade antalet avstängda komponenter i dessa lägen markant. Det mest imponerande resultatet kommer från en kombination av funktioner. Vi kombinerar en förbättrad version som tillåter avstängning av komponenter under korta tidsförlopp med att stänga av en halvan av radion. Då radion inte sänder kontinuerligt utan i korta pulser så skapas fönster då radion står på tomgång, under dessa perioder stänger vi av delar av sändningskedjan. När detta kombineras med att stänga ena halvan, vilket endast är applicerbart då behovet av kapacitet är lågt, kom vi ner på en strömförbukning som motsvarar det gamla sovläget. Vi lyckades alltså att ha en funktionell radio, som kan skicka och ta emot data men som drar lika mycket ström som en avstängd. Denna funktionalitet är applicerbar på 90% av siterna och kommer kunna reducera driftskostnaderna markant.

Vi visualiserade våra resultat med hjälp av en värmekamera och fick ett flertal fina bilder där man tydligt ser effekterna av vårt arbete. Vi har lyckats väl med att förbättra radion men också hittat många ytterligare förbättringar att göra i framtida radios. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Blomgren, Anton LU and Ornstein Mecklenburg, Kasper LU
supervisor
organization
alternative title
Energioptimering av radio NGR Micro G1
course
EEM820 20161
year
type
H2 - Master's Degree (Two Years)
subject
language
English
additional info
2016-07
id
8881570
date added to LUP
2016-06-16 15:59:18
date last changed
2016-06-16 15:59:18
@misc{8881570,
  abstract     = {Rigorous studies have been conducted on Ericsson's NGR Micro G1 B2/B25 radio. The radio's part in the telecommunications chain and components within the radio have been determined and mapped according to certain characteristics giving an understanding of their function. The obtained knowledge has been applied in order to make the operation of the radio more energy efficient. This has been done by implementing new sleep modes and improving already existing power saving features. The new sleep mode Cell sleep, has taken the radio's "off state" from 32W to 18W. The features that have undergone revisions and have been improved are TX micro sleep and MIMO sleep. In short the features scale capacity depending on demand. The original implementation of TX micro sleep consumed 44W with some additions to the feature this has been reduced to 38W and MIMO sleep has been reduced from 42W to 39W. Combining the features gave a saving of 6W, from 38W to 32W.},
  author       = {Blomgren, Anton and Ornstein Mecklenburg, Kasper},
  language     = {eng},
  note         = {Student Paper},
  title        = {Energy Optimization of Radio NGR Micro G1},
  year         = {2016},
}