Więcej masztów 5G wydłuży czas pracy telefonu o połowę

Każdy, kto pokonywał dalekie trasy samochodem czy pociągiem, albo przebywał w odległym od nadajników miejscu, miał okazję zauważyć, jak szybko spada wówczas naładowanie telefonu.

Sygnały telefonii komórkowej są nadawane z wież telekomunikacyjnych we wszystkich kierunkach, dlatego duża część energii jest marnowana w wyniku absorpcji, odbić i rozpraszania. Im większa odległość pomiędzy nadajnikiem a telefonem, tym mocniejsze muszą być emitowane przez obie strony sygnały – i tym wyższe zużycie energii.

Jak wykazał (DOI: 10.48550/arXiv.2403.13611) Agrim Gupta i jego współpracownicy z University of California w San Diego, zwiększenie gęstości masztów 5G może zmniejszyć całkowite zużycie energii w sieciach komórkowych o dwie trzecie i znacznie wydłużyć żywotność źródeł zasilania wszystkich telefonów. Zmniejszenie odległości transmisji bezprzewodowych jest kluczowe, ponieważ oznaczałoby, że każda wieża komórkowa mogłaby być mniejsza i zużywać mniej energii.

Do swoich analiz naukowcy wykorzystali oprogramowanie typu open source do symulacji transmisji ze stacji bazowych do telefonów komórkowych i przetestowali różne konfiguracje sieci na modelach 3D prawdziwych miast z OpenStreetMap. Ich celem było utrzymanie dobrego zasięgu przy jednoczesnej minimalizacji zużycia energii.

Jak przypomniał Gupta, już w erze 4G proponowano zwiększenie liczby masztów, ale technologia ta nie umożliwiała wystarczająco płynnego i szybkiego przełączania telefonu użytkownika z wieży na wieżę – a w gęstszej sieci byłoby to potrzebne częściej. Jego zdaniem problem ten został już rozwiązany dzięki technologii 5G.

Najlepszym rozwiązaniem jest sytuacja, gdy stacje bazowe znajdują się średnio pięć razy bliżej telefonów komórkowych niż obecnie – co wymagałoby zbudowania tysięcy dodatkowych masztów na terenie całego kraju. Gupta twierdzi, że biurokracja związana ze znalezieniem i uzyskaniem zgody na nowe lokalizacje nadal stanowi przeszkodę, podobnie jak koszty. Twierdzi jednak, że mniejsze zużycie energii przyniosłoby oszczędności, które mogłyby pokryć – lub przynajmniej zrównoważyć – dodatkowe wydatki.

Z symulacji wynika, że przy gęstszym rozmieszczeniu stacje bazowe mogłyby być dużo mniejsze – wystarczyłoby 15 metrów wysokości, aby sygnał docierał gdzie trzeba. Ich budowa byłaby łatwiejsza i tańsza niż dotychczasowych.