This thesis explores the optimization of energy efficiency (EE) in the radiolink of wireless communication systems, focusing on both the user equipment (UE) and the base station (BS). The first part of the study examines strategies to minimize the energy consumption of the UE when transmitting short data payloads, utilizing a reconfigurable intelligent surface (RIS) controlled by the BS, to improve the channel conditions. The challenge lies in balancing the increased energy consumption due to additional pilot signals needed toconfigure the RIS against the energy savings during data transmission. We propose an innovative approach where the RIS is divided into subarrays of controllable sizes to shorten the pilot length. The analytical results provide a unique energy-minimizing solution in terms of pilot length and power which depends on an interplay between the payload size and path loss conditions between the UE, BS, and RIS. In the second part, the focus shifts to the EE of a multi-antenna BS. A comprehensive power consumption model is employed, accounting for both active and passive components of the transceiver circuitry. By treating the transmit power, bandwidth, and number of antennas as optimization variables, we derive novel closed-form solutions to the optimal value of these variables and propose an algorithm for their joint optimization. This part of the study not only optimizes the variables for maximum EE but also uncovers a new relationship between radiated power and passive transceiver power consumption, offering insights into the trade-offs between using maximum power and bandwidth. Together, these studies provide an updated view of EE optimization in wireless communication systems, offering novel theoretical insights for both UE and BS configurations.

Denna avhandling utforskar optimeringen av energieffektivitet (EE) i trådlösa kommunikationssystem, med fokus på både användarenheten (UE) och basstationen (BS). Den första delen av studien undersöker strategier för att minimera energiförbrukningen hos UEn vid överföring av korta datapaket, genom att använda en rekonfigurerbar intelligent yta (RIS) som styrs av basstationen för att förbättra radiokanalen. Utmaningen ligger i att balansera den ökade energiförbrukningen på grund av de ytterligare pilotsignalerna som krävs för att konfigurera en RIS mot energibesparingarna som sker underdataöverföringen. Vi föreslår ett tillvägagångssätt där en RIS delas upp i delarrayer av kontrollerbar storlek för att förkorta pilotlängden. De analytiska resultaten ger en unik lösning för minimering av energikonsumptionen i termer av pilotlängd och pilotenergi och beror på paketstorleken och de relativastyrkeförhållandena i radiokanalen mellan UE, BS och RIS. I den andra delen flyttas fokus till EE hos en basstation med flera antenner. En omfattande modell för effektförbrukning som tar hänsyn till både aktiva och passiva komponenter i transceivermodulen används. Genom attbehandla utsänd effekt, bandbredd och antalet antenner som optimeringsvariabler, härleder vi nya lösningar för det optimala värdet av dessa variabler och vi föreslår en algoritm för deras gemensamma optimering. Denna del av studien optimerar inte bara variablerna för maximal EE, utan avslöjar också en ny relation mellan utstrålad effekt och passiv effektförbrukning i transceivern, vilket leder till nya insikter kring avvägningarna mellan att använda maximal effekt och bandbredd. Tillsammans ger dessa studier en uppdaterad syn på energioptimering i trådlösa kommunikationssystem, och nya teoretiska insikter för både UE- och basstationskonfigurationer.