Page 23 - 网络电信2021年4月刊上

运 营 商 专 栏

5G 无线网节能关键技术

徐婧文，刘建华，张瑞艳，边森，张晟，陈卓，邓伟
中国移动研究院

摘 要： 5G小区带宽是4G的5倍以上，
且室外主要使用复杂度较高的64/32通道
Massive MIMO设备，导致5G基站功耗极
高。数据显示，2019年初5G基站功耗约为
4G基站的2~3倍，高功耗是运营商大规模部
署5G面临的棘手问题。从5G基站节能的需
求、目标出发，聚焦于软硬件节能技术的
研究发展，硬件部分主要从功耗分布分析
和硬件方案研究展开，软件部分主要包括
亚帧静默、通道静默、浅层休眠和深度休
眠等节能关键技术，最后根据试验结果提
出相应的技术需求和应用场景建议，以降
低基站功耗，实现更加绿色、高效、可持
续发展的5G网络，满足5G发展的需求。
关键词：5G；无线网；节能

0 引言 图 1 AAU 能耗分布图
当前我国已经建成了全球最大规模的5G商用网络，相比
4G网络，5G网络带宽大、流量高，5G设备发射功率高、通道数
多，5G单站额定功耗约为4G多载波基站的2～3倍，成为制约5G
网络可持续发展的重要挑战之一。中国移动在5G节能方面建立
了设备、站点、网络三个级别的5G节能技术体系，进一步引导
产业提升数字器件的集成度、芯片处理能力，开展节能软件方
案研究和应用。
下文将从5G基站节能的需求、目标出发，聚焦于软硬件节
能技术的研究发展，并根据试验结果提出相应的技术需求和应
用场景建议。
图 2 AAU 模块功耗变化趋势
1 功耗分布分析和硬件方案
1.1 功耗分布
本论文研究基站硬件功耗模型，分析各模块优化空间和节
能方案，提出设备指标，促进基站设备功耗降低。基站功耗可
以分为AAU和BBU两大部分，AAU的功耗约占整机功耗的90%，是
基站功耗的主要组成部分。5GAAU主要模块包括基带上移、数字
中频、收发信机以及PA等，AAU整机功耗的大小和基站负荷相关
（由于PA引起） [1-2] 。
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。如图1、图2所示，在满载条件下，PA占比 至30%，与数字中频、收发信机共同构成AAU功耗主要来源。因
接近60%，是AAU功耗最主要来源；在空载条件下，PA占比下降 此，在设备级节能技术领域，不仅要提升功放效率，降低功放

28 网络电信 二零二一年四月