Scalable energy management and power supply solutions for next generation 5G ICT systems

适用于下一代 5G ICT 系统的可扩展能源管理和电源解决方案

基本信息

  • 批准号:
    561147-2020
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 3.64万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Alliance Grants
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2020-01-01 至 2021-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The ever-increasing demand for more data, fueled by many online services, internet of Things (IoT), autonomous cars and virtual reality, has forced the telecommunication industry to rapidly move towards 5G technology. The range of 5G waves is around 100m as opposed to that of 4G-LTE around 30 miles requiring many more cells to form 5G network. Moreover, cells and data centers power supplies size and heat management will also become critical due to small footprint of these sites, especially in urban settings and the harsh outdoor conditions. Given the fact that 5 kWh is currently needed to support the utilization of every GB of internet data, it's clear that 5G power consumption will need to significantly decrease and that 5G network will require significant retrofitting of existing infrastructures to provide the required power consumption. It is estimated that a typical base station radio power requirement will increase from 300 W to 1500W, whereas this can go up to 20kW for multiple frequencies. Same trend is estimated for 5G distributed and centralized data centers so that they will use 13% of the worlds power consumption. To address these challenges, this proposal will focus on the development of the next generation 5G power supply infrastructure, while addressing challenges such as efficiency, size, weight, power consumption and energy management. A combination of cloud infrastructure and intelligent integrated energy management system (i2EMS) will be developed to co-ordinate base stations, power supplies, and other equipment across multiple layers and domains to boost efficiencies throughout the network. The power supply needs a special high step-down topology and very challenging ultra fast transient response to support i2EMS commands, as the bandwidth of the power supplies is limited to the switching frequency that is normally in the range of <1Mhz. These challenges will be addressed using novel scalable and efficient integrated high switching freq (>10Mhz) dc-dc power supply on a chip with significantly reduced heat profiles.
许多在线服务,物联网(IoT),自动驾驶汽车和虚拟现实的推动力推动了对更多数据的不断增长的需求,迫使电信行业迅速迈向5G技术。 5G波的范围约为100m,而4G-LTE的范围约为30英里,需要更多的细胞形成5G网络。此外,由于这些地点的占地面积,尤其是在城市环境和恶劣的室外条件下,电池和数据中心的电源供应尺寸和热量管理也将变得至关重要。鉴于目前需要5 kWh来支持每个GB的Internet数据的利用,因此很明显,5G功​​耗将需要大大减少,并且5G网络将需要对现有基础架构进行大量改造以提供所需的功耗。据估计,典型的基站无线电电源需求将从300 W增加到1500W,而对于多个频率,这可能会达到20kW。估计5G分布式和集中数据中心的趋势相同,因此它们将使用13%的世界功耗。 为了应对这些挑战,该提案将集中于下一代5G电源基础设施的发展,同时解决诸如效率,大小,体重,功耗和能源管理等挑战。云基础架构和智能集成能源管理系统(I2EMS)的结合将开发成跨多层和域的协调基站,电源和其他设备,以提高整个网络的效率。 电源需要特殊的高升级拓扑,并且对支持I2EMS命令的超快速瞬态响应非常具有挑战性,因为电源的带宽仅限于通常在<1MHz范围内的开关频率。这些挑战将使用新型可扩展,高效的集成高开关FREQ(> 10MHz)DC-DC电源在芯片上具有显着降低的热量曲线。

项目成果

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Khajehoddin, SayedAli其他文献

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