システム的な�菘世�らエネルギー削��を図るケーススタデ��；携帯通信�\術
「携帯電�B通信の低消�J電��化は、出来た����や端��の消�J電��だけではなく、それらの����を作るためにかかったエネルギーも考えてみなくてはならない」。英ブリストル�j学の通信研�|センターのセンター長であるJoe McGeehan教�bが5月中旬、パシフィコ横�pで行った講演は、半導���噞にも��唆の富むものであった。半導��チップの低消�J電��化はシステム的見地から検討しなくては省エネにはならない。
出�Z：Joe McGeehan, "Climate Change, Natural Resources and Wireless 2.0," in Wireless Technology Park 2009, and Tomas Edler, "Green Base Stations - How to Minimize CO2 Emission in Operator Networks," Ericsson, Bath Base Station Conference 2008.
����を作るためにかかったエネルギーには、������命が尽きて捨てるためのエネルギー、����を調達し運搬したり包�△靴燭蠅垢襪燭瓩離┘優襯�ーなども含まれる。動作中のエネルギーでも実際の動作中での消�J電��だけではなく、ベースステーションなら空調エネルギーや輸送エネルギーなどが含まれる。携帯端��でも充電�_の電��やアイドル電��も含まれる。そういったものを総合して、ベースステーションでは�Q間13.3kgのCO2、携帯端��でも10.7kgのCO2を排出するとしている。そのうちベースステーションでは動作時の電��、携帯電�Bは���]時の電��が�Hい。
携帯電�B端��では、実際に信�､鯀�っているときの時間を�]くする、変復調のアルゴリズムを出来るだけ�~素化して消�J電��を��らすなどの工夫が��要だと指�~する。システムの��雑さと共に��雑になりがちな変復調や圧縮�P長のアルゴリズムを�~素化するためには、エレガントな数学的な解を求める��要がある。
さらに�v路を再�W��するという�}もある。ソフトウエア無線のようにハードウエアを変えずにソフトウエアを入れ��えることによって機�Δ鯤僂┐討靴泙Δ箸い��桔，世函�機�Δ��擬阿琉磴Ε船奪廚鮑遒衒�ける��要がない。すなわち���]エネルギーは少なくて済むというわけだ。�v路の再�W��という�T味では、リコンフィギュアラブルプロセッサという�}もある。これもハードウエアの構成をソフトウエアで変える�桔，任△襦�チップを設��して���]するのに���]エネルギーがかかる。例えば、�_さ2gの32MバイトDRAMを1個作るのに��要な化石�\料は1.6kg、化学薬��72g、水32kg、基礎的なN2ガス700gが��要だとしている。ソフトウエア無線にせよ、リコンフィギュアラブルプロセッサにせよ、プログラマブルデバイスであれば、チップを新たに作り直すための���]コストは要らない。
もちろん��来から言われているようなLSI�v路での低消�J電��化もある。ゲートしきい電圧を、低消�J電��向けトランジスタには�屬欧燭�、パワーゲートやクロックゲートを設けたり、電源電圧やクロック周�S数ごとに��を作ったりするような�v路アーキテクチャの工夫も��要である。場合によっては、RF�v路のMIMO検出�_などをデジタル変換せずにアナログのまま処理するような工夫も��要だという。
�k�機▲戞璽好好董璽轡腑鵑任�RFパワーアンプの効率を�屬欧襪海箸�最優先だとしている。例えば送信電�Sの出��120Wを�uるのにベースステーションに加える電��は3802Wにも達すると見積もっている。A-D/D-A変換でのロス620W、RFパワーアンプを含む送信�v路が1920W、空調800W、その他360Wとし、残りが送信出��になる。効率はわずか4%にすぎない。
これをせめて20%に引き�屬欧燭�、と講演したJoe McGeehan教�bは語る。そのために最も�jきな電��を消�Jする�霾�を解析すると、パワーアンプであることがわかった。パワーアンプで効率を�屬欧��桔，涙kつとして、エンベロープ�\幅�}法を使う�}がある。通常のパワーアンプの最終段トランジスタには�k定の電源電圧を加えてきたが、信�､�小さいときでもその最�jの高い電圧を加えざるを�uなかった。これを信�･譽戰襪汎唄�させてパワートランジスタのバイアス電圧も変えてしまう�擬阿了\幅�}法がこのエンベロープ�\幅法である��信�､�小さい時にはパワーアンプの電源電圧も小さくする。このことにより無�Gな電��を削��できる。
