Page 40 - 网络电信2020年10月刊上

5G无线网络节能技术研究

毕成，中国移动通信集团有限公司

摘要：5G网络带宽大、流量高、通道数多，基站功耗远超4G基站。高额的电费对公司运
营成本带来很大挑战。本文主要从设备级、站点级和网络级3个方面阐述了5G网络节能技术
研究及进展。其中，设备级节能主要采用新材料、新工艺和新技术降低设备能耗，站点级节
能技术包括亚帧关断、通道关断和深度休眠等关键技术，网络级节能包括网络协作节能技术
和网络架构优化节能技术（C-RAN）等。最后，论文给出了相关技术建议和未来展望。
关键词：5G；无线网；节能技术

5G小区带宽是4G的5倍以上，且室外主要使用复杂度较高 一、5G无线网节能技术
的64/32通道MassiveMIMO设备，导致5G基站功耗极高。数据显 1、设备级节能技术
示，2019年初，5G基站功耗约为4G基站的3～4倍，高功耗是运 5G产品功耗高是由多因素累加导致的，具体包括收发通道
营商大规模部署5G的棘手问题。 数从原来的8通道变为64/32通道；流量从传统的2流变为16流甚
过去一年多，中国移动联合产业界持续开展降低功耗关键 至更高；发射功率从100W以上变为200W及以上。导致5G基站额
技术的研究，提出了“3技术领域、3阶段部署”的综合解决思 定满载功耗约是4G的3～4倍。
路。其中，“3技术领域”是指设备级节能、站点级节能和网络 基站功耗可以分为AAU和BBU两大部分，AAU的功耗约占整机
级节能3大技术领域，如图1所示。“3阶段部署”是基于技术成 功耗的90%，是基站功耗的主要组成部分，如图2所示。AAU的功
熟的先后顺序，分先单站硬件、再单站软件和最终网络协同3个 耗按照功能模块可分为功放、小信号、数字中频和电源功耗。
部署阶段。
图2 基站能耗分布图
图1 无线网节能技术体系

功耗随着业务负载的变化而变化，各功能模块的功耗比
例也随之发生变化。在满载条件下，功放的功耗占比最高，约
58%；在空载条件下，数字中频部分的功耗占比最高，约46%。
因此，在设备级节能技术领域，不仅要提升功放效率，降低功
放功耗，在5G初期负载较低的情况下，更需要降低小信号和数
字中频模块的基础功耗。
2、站点级节能技术
本文主要从设备级、站点级和网络级3个方面阐述无线网节 站点级节能技术主要根据网络负荷情况，将暂时不用的射
能关键技术研究和进展，其中，设备级节能主要包括采用新材 频硬件资源进行关闭，进而达到省电的效果。在进行关断的时
料（氮化镓等）、新工艺（7nm）和新技术降低设备能耗，站点 候，需要保证用户业务质量不受明显影响。根据关断类型和程
级节能技术包括亚帧关断、通道关断和深度休眠等关键技术， 度，可以分为亚帧关断、通道关断和深度休眠等关键技术。
网络级节能包括网络协作节能技术和网络架构优化节能技术 （1）亚帧关断
（C-RAN）等。 移动网络话务量在闲时和忙时分布不均匀，如何在网络闲
时进行能耗降低是节能技术的关键。站点级节能技术主要依据

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