The continuous rise in the levels of greenhouse gases in the atmosphere is bringing a awareness of energy consumption worldwide. The influence of the Information and Communication Technology (ICT) sector is constantly increasing, and due of its continuous growth, it is no longer possible to neglect its energy impact. In this sector the communication networks for mission critical applications, linked to public safety, stand out for their importance and energy consumption. Actually, one of their fundamental requirements is the total and continuous coverage throughout the day of the area served. This constant and high energy demand makes mission critical networks particularly interesting for a comparative study on the consumption of the systems and related different technologies. Nowadays this factor has until now been considered quite less relevant with respect to data and voice transmission properties. This study aims to investigate the current energy consumption of some standards for Professional Mobile Radio (PMR), in particular TETRA (Terrestrial Trunked Radio) and DMR (Digital Mobile Radio). Among the various network devices, the base station (BS) has been identified as the component that consumes most of the energy in current radio systems. However, the approach that is currently used for a possible comparison between different BS models has limits in identifying some of the major causes of energy consumption. The thesis project proposes a solution through the implementation of new and reformed Key Performance Indicators (KPIs), able to provide a new point of view on Energy Efficiency (EE) of devices for mission critical systems. Furthermore, a possible evolution of the market towards LTE (Long Term Evolution) technology is investigated, with a better capacity for data transmission which arouses a growing interest in the mission critical community. The possible convergence of the public LTE network with PMR technology, in addition to bringing technological advances, is paving the way for new business models based on the use of the system as a shared service. Finally, this study proposes a review of the existing literature on the topic and a reflection on the application in mission critical networks.

Il costante aumento dei livelli di gas serra nell'atmosfera sta portando una sempre maggiore consapevolezza dei consumi energetici a livello mondiale. L’influenza del settore Information and Communication Technology (ICT) è in costante aumento, e proprio a causa della sua continua crescita, non è più possibile trascurarne l'impatto energetico. In questo settore le reti di comunicazione per applicazioni mission critical, legate alla pubblica sicurezza, si distinguono per importanza e il consumo energetico. Infatti, uno dei loro requisiti fondamentali è la copertura totale e continua durante tutta la giornata dell’area servita. Questa costante ed elevata richiesta energetica, rende le reti mission critical particolarmente interessanti per uno studio comparativo sui consumi del sistema e delle relative tecnologie. Al giorno d’oggi tale fattore è stato considerato piuttosto meno rilevante rispetto alle proprietà di trasmissione dati e voce. Questo studio si propone di indagare gli attuali consumi energetici di alcuni standards per Professional Mobile Radio (PMR), in particolare TETRA (Terrestrial Trunked Radio) e DMR (Digital Mobile Radio). Tra i vari apparati di rete, la base station (BS) è stata identificata come la componente che consuma la maggior parte dell’energia negli attuali sistemi radio. Tuttavia, l’approccio attualmente utilizzato per un eventuale confronto tra diversi modelli di BS presenta dei limiti nell’individuazione di alcune delle principali cause di consumo energetico. Il progetto di tesi propone una soluzione tramite l’implementazione di nuovi e riformati Key Performance Indicators (KPIs), in grado di fornire un differente punto di vista sull’Efficienza Energetica (EE) dei dispositivi per sistemi mission critical. Inoltre, si indaga su una possibile evoluzione del mercato verso la tecnologia LTE (Long Term Evolution), con una migliore capacità di trasmissione dati che desta un crescente interesse nella comunità mission critical. La possibile convergenza della rete pubblica LTE con la tecnologia PMR, oltre a portare progressi tecnologici, sta aprendo la strada a nuovi modelli di business basati sull’uso del sistema come servizio condiviso. Questo studio propone infine una revisione della letteratura esistente sull’argomento e una riflessione sull’applicazione nelle reti mission critical.

Energy efficiency for radio communication systems in mission critical applications : evaluation of current technologies and future market scenarios

GIUDICI, FEDERICA
2017/2018

Abstract

The continuous rise in the levels of greenhouse gases in the atmosphere is bringing a awareness of energy consumption worldwide. The influence of the Information and Communication Technology (ICT) sector is constantly increasing, and due of its continuous growth, it is no longer possible to neglect its energy impact. In this sector the communication networks for mission critical applications, linked to public safety, stand out for their importance and energy consumption. Actually, one of their fundamental requirements is the total and continuous coverage throughout the day of the area served. This constant and high energy demand makes mission critical networks particularly interesting for a comparative study on the consumption of the systems and related different technologies. Nowadays this factor has until now been considered quite less relevant with respect to data and voice transmission properties. This study aims to investigate the current energy consumption of some standards for Professional Mobile Radio (PMR), in particular TETRA (Terrestrial Trunked Radio) and DMR (Digital Mobile Radio). Among the various network devices, the base station (BS) has been identified as the component that consumes most of the energy in current radio systems. However, the approach that is currently used for a possible comparison between different BS models has limits in identifying some of the major causes of energy consumption. The thesis project proposes a solution through the implementation of new and reformed Key Performance Indicators (KPIs), able to provide a new point of view on Energy Efficiency (EE) of devices for mission critical systems. Furthermore, a possible evolution of the market towards LTE (Long Term Evolution) technology is investigated, with a better capacity for data transmission which arouses a growing interest in the mission critical community. The possible convergence of the public LTE network with PMR technology, in addition to bringing technological advances, is paving the way for new business models based on the use of the system as a shared service. Finally, this study proposes a review of the existing literature on the topic and a reflection on the application in mission critical networks.
TRUCCO, PAOLO
ING - Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
16-apr-2019
2017/2018
Il costante aumento dei livelli di gas serra nell'atmosfera sta portando una sempre maggiore consapevolezza dei consumi energetici a livello mondiale. L’influenza del settore Information and Communication Technology (ICT) è in costante aumento, e proprio a causa della sua continua crescita, non è più possibile trascurarne l'impatto energetico. In questo settore le reti di comunicazione per applicazioni mission critical, legate alla pubblica sicurezza, si distinguono per importanza e il consumo energetico. Infatti, uno dei loro requisiti fondamentali è la copertura totale e continua durante tutta la giornata dell’area servita. Questa costante ed elevata richiesta energetica, rende le reti mission critical particolarmente interessanti per uno studio comparativo sui consumi del sistema e delle relative tecnologie. Al giorno d’oggi tale fattore è stato considerato piuttosto meno rilevante rispetto alle proprietà di trasmissione dati e voce. Questo studio si propone di indagare gli attuali consumi energetici di alcuni standards per Professional Mobile Radio (PMR), in particolare TETRA (Terrestrial Trunked Radio) e DMR (Digital Mobile Radio). Tra i vari apparati di rete, la base station (BS) è stata identificata come la componente che consuma la maggior parte dell’energia negli attuali sistemi radio. Tuttavia, l’approccio attualmente utilizzato per un eventuale confronto tra diversi modelli di BS presenta dei limiti nell’individuazione di alcune delle principali cause di consumo energetico. Il progetto di tesi propone una soluzione tramite l’implementazione di nuovi e riformati Key Performance Indicators (KPIs), in grado di fornire un differente punto di vista sull’Efficienza Energetica (EE) dei dispositivi per sistemi mission critical. Inoltre, si indaga su una possibile evoluzione del mercato verso la tecnologia LTE (Long Term Evolution), con una migliore capacità di trasmissione dati che desta un crescente interesse nella comunità mission critical. La possibile convergenza della rete pubblica LTE con la tecnologia PMR, oltre a portare progressi tecnologici, sta aprendo la strada a nuovi modelli di business basati sull’uso del sistema come servizio condiviso. Questo studio propone infine una revisione della letteratura esistente sull’argomento e una riflessione sull’applicazione nelle reti mission critical.
Tesi di laurea Magistrale
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/10589/146796