導(dǎo)讀

5G建設(shè)如火如荼。5G除了高網(wǎng)速、低延時外，其實還有一些不得不說的問題，比如說功耗。一方面是5G手機(jī)功耗，另一方面是5G基站功耗，據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2019年初5G基站功耗約為4G基站的3~4倍。高功耗是運營商大規(guī)模部署5G的棘手問題。為此，中國移動發(fā)布了《5G基站節(jié)能技術(shù)白皮書》。

《白皮書》重點闡述了整機(jī)能耗分布、節(jié)能對芯片能力、工藝、集成度的要求；站點級節(jié)能技術(shù)描述了亞幀關(guān)斷、通道關(guān)斷、深度休眠等基礎(chǔ)型節(jié)能技術(shù)和微站關(guān)斷、下行功率控制、載波關(guān)斷功能等增強型節(jié)能技術(shù)的要求；網(wǎng)絡(luò)級節(jié)能描述了多網(wǎng)協(xié)作節(jié)能技術(shù)和多網(wǎng)協(xié)作硬件架構(gòu)技術(shù)要求等；技術(shù)路標(biāo)章節(jié)給出了未來 3 年，中國移動在上述技術(shù)領(lǐng)域的需求和目標(biāo)。

白皮書提到，5G基站節(jié)能包括設(shè)備級、站點級和網(wǎng)絡(luò)級節(jié)能。

設(shè)備級節(jié)能，主要包括器件、硬件設(shè)計等方面的硬件節(jié)能方案；站點級節(jié)能，主要包括亞幀、通道關(guān)斷及深度休眠等軟件節(jié)能方案；網(wǎng)絡(luò)級節(jié)能，指從多網(wǎng)協(xié)調(diào)角度實現(xiàn)智能節(jié)能方案。

設(shè)備級節(jié)能

基站設(shè)備中，能耗最高的是射頻功放，需進(jìn)一步提升功放在整機(jī)中的工作效率，以及在低負(fù)載下保持較高效率的能力，并增強 DPD算法的魯棒性，支持功放配置狀態(tài)實時調(diào)整狀態(tài)下線性工作。

數(shù)字器件的集成度和芯片處理能力也會大幅影響設(shè)備功耗。在芯片處理能力提升的同時，數(shù)字中頻和基帶處理部分需要進(jìn)一步優(yōu)化算法，降低處理復(fù)雜度，降低功耗。

站點級節(jié)能

站點級節(jié)能包括基礎(chǔ)型節(jié)能技術(shù)和增強型節(jié)能技術(shù)。

基礎(chǔ)型節(jié)能技術(shù)

能耗采集：5G基站能夠采集BBU及AAU的功耗并通過OMC-R上報。

亞幀關(guān)斷：基站檢測到部分下行亞幀(符號)無數(shù)據(jù)發(fā)送時，在此周期內(nèi)關(guān)閉功率放大器等射頻硬件，降低靜態(tài)功耗；功能生效時間顆粒度為微秒級別。

通道關(guān)斷：室外宏站通過關(guān)閉（或休眠）部分發(fā)射射頻通道，以達(dá)到降低功耗的目的；關(guān)斷或開啟的時間顆粒度為秒級。

深度休眠：基站關(guān)閉AAU功放、絕大部分射頻以及數(shù)字通路，僅保留最基本的數(shù)字接口電路，使AAU進(jìn)入深度休眠狀態(tài)以達(dá)到降低功耗的目的。

增強型節(jié)能技術(shù)

載波關(guān)斷：在多層頻點小區(qū)同覆蓋場景下，當(dāng)小區(qū)負(fù)荷低，可考慮關(guān)閉其中一個載波，降低功耗。

4G/5G共?；緟f(xié)作關(guān)斷：在4G和5G網(wǎng)絡(luò)重疊覆蓋區(qū)域下，引入5G與4G共?；緟f(xié)作關(guān)斷功能，根據(jù)業(yè)務(wù)量高低智能關(guān)斷5G載波，實現(xiàn)節(jié)能效果。

下行功率優(yōu)化：5G支持基站下行基于用戶級調(diào)整發(fā)射功率，在保證用戶感知不下降的前提下，減小基站對部分用戶的下行發(fā)射功率， 實現(xiàn)節(jié)能效果。

智能節(jié)能：將5G節(jié)能與人工智能相結(jié)合，引入智能業(yè)務(wù)預(yù)測算法，提高針對每個小區(qū)、不同時間點的預(yù)測準(zhǔn)確度，從而精細(xì)化制定相應(yīng)的節(jié)能策略，形成“節(jié)能智能大腦”，做到“一站一策、一時一策”， 在保證用戶體驗的前提下充分挖掘節(jié)能潛力。

設(shè)備關(guān)斷：在深度休眠基礎(chǔ)上，通過優(yōu)化網(wǎng)管告警流程和遠(yuǎn)程操控，進(jìn)一步下電關(guān)斷AAU，實現(xiàn)零業(yè)務(wù)零功耗。

網(wǎng)絡(luò)級節(jié)能技術(shù)

隨著5G網(wǎng)絡(luò)的部署，現(xiàn)網(wǎng)將出現(xiàn)4G TDD/FDD、5G NR長期共存的現(xiàn)狀，同時5G網(wǎng)絡(luò)目前在2.6Ghz部署時存在大量的與 TD-LTE共模的站點，因此在現(xiàn)網(wǎng)中可通過應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)級節(jié)能技術(shù)實現(xiàn)進(jìn)一步能效提升。C-RAN作為5G部署的重要方式，通過基帶集中，相比傳統(tǒng)部署方式能夠有效降低機(jī)房功耗及相應(yīng)成本。

多網(wǎng)協(xié)作節(jié)能技術(shù)

多網(wǎng)協(xié)作節(jié)能技術(shù)利用現(xiàn)網(wǎng)的配置、性能統(tǒng)計等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，基于內(nèi)置的策略算法，在保證業(yè)務(wù)質(zhì)量的前提下對小區(qū)進(jìn)行關(guān)斷，以實現(xiàn)降低現(xiàn)網(wǎng)能耗的目標(biāo)。

該技術(shù)應(yīng)支持TD-LTE和LTE FDD、5G NR等多種網(wǎng)絡(luò)制式下的典型基站設(shè)備，適用于單網(wǎng)或多網(wǎng)共存場景，可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的不同通過在網(wǎng)管段進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和大數(shù)據(jù)處理自動識別多頻多模網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)下覆蓋小區(qū)及容量小區(qū)，進(jìn)行適時小區(qū)關(guān)斷和喚醒，需網(wǎng)管系統(tǒng)支持批量指令下發(fā)。

該技術(shù)可以基于特征聚類和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對5G設(shè)備級節(jié)能功能進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，實現(xiàn)設(shè)備級節(jié)能功能效果最大化，可應(yīng)用于4G/5G有較多重疊覆蓋的網(wǎng)絡(luò)場景。

多網(wǎng)協(xié)作硬件架構(gòu)

C-RAN通過機(jī)房集中，僅在遠(yuǎn)端保留射頻和天線的方式，減少基站的數(shù)量及其配套設(shè)備（如空調(diào)、備電需求），可實現(xiàn)降低能耗的目標(biāo)。

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