[논문 리뷰] Towards Energy Efficient RAN: From Industry Standards to Trending Practice

Lopamudra Kundu, Xingqin Lin외 1명|arXiv (Cornell University)|2024. 02. 19.

Wireless Body Area Networks인용 수 5

한 줄 요약

본 논문은 5G 내 무선 접근 네트워크(RAN)의 에너지 효율성을 조사하고, 3GPP 및 O-RAN 표준을 검토하며, 에너지 최적화를 위한 세 가지 설계 접근법을 제시한다: 풀 스택 가속화, 네트워크 기능 통합, AI와 함께하는 공유 인프라.

ABSTRACT

As 5G deployments continue throughout the world, concerns regarding its energy consumption have gained significant traction. This article focuses on radio access networks (RANs) which account for a major portion of the network energy use. Firstly, we introduce the state-of-the-art 3GPP and O-RAN standardization work on enhancing RAN energy efficiency. Then we highlight three unique ways for enabling energy optimization in telecommunication networks, including full stack acceleration, network functions consolidation, and shared infrastructure between communication and artificial intelligence. These network design strategies not only allow for considerable overall reduction in the energy footprint, but also deliver several added benefits including improved throughput, reduced cost of ownership, and increased revenue opportunities for telcos.

연구 동기 및 목표

• 5G RAN 배치에서 에너지 효율의 중요성을 강조한다.
• RAN 에너지 효율에 관한 최첨단 표준화 노력(3GPP, O-RAN)을 요약한다.
• 성능을 보존하거나 향상시키면서 에너지 발자국을 줄이는 실용적 설계 전략을 강조한다.
• 풀 스택 가속화, 네트워크 기능 통합, AI-공유 인프라가 에너지 및 비용 이점을 어떻게 창출할 수 있는지 설명한다.

제안 방법

• RAN 에너지 효율과 관련된 3GPP 및 O-RAN 표준화 작업을 검토하고 종합한다.
• 에너지 최적화 경로 세 가지를 제안한다: 풀 스택 가속화, 네트워크 기능 통합, 통신과 AI 간의 공유 인프라.
• 에너지 절감 외에도 처리량 향상 및 총 소유 비용(TCO) 절감과 같은 이러한 접근의 잠재적 이점을 논의한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 현재의 표준화 노력(3GPP 및 O-RAN)이 RAN의 에너지 효율성을 다루고 있는가?
• RQ2 5G/다음 세대 네트워크에서 RAN의 에너지 발자국을 실질적으로 줄일 수 있는 실용적 설계 전략은 무엇인가?
• RQ3 에너지 절감 외에 이러한 에너지 최적화 접근의 추가 이익은 무엇이 있을 수 있는가?
• RQ4 AI 통합과 공유 인프라가 RAN 에너지 성능과 경제성에 어떤 영향을 미칠까?

주요 결과

• RAN의 에너지 효율성은 진행 중인 5G 배치에서 주요 관심사이다.
• 3GPP와 O-RAN의 표준화 작업은 RAN의 에너지 최적화를 다룬다.
• 특히 영향력이 큰 것으로 식별된 세 가지 설계 전략은: 풀 스택 가속화, 네트워크 기능 통합, 통신과 AI 간의 공유 인프라이다.
• 이러한 접근은 에너지 발자국을 줄이는 동시에 처리량 개선 및 통신사업자의 총 소유 비용(TCO)을 낮추는 이점을 제공할 수 있다.