Page 36 - 网络电信2021年8月刊下
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号关断一样，只适合于夜间工作量较少的状况下进行。并且在                          多，因此，加强对AI节能技术的应用便显得愈发关键。同时，
            其通道关闭功能进行的过程中，还要不断考虑其上下行的业务                          目前许多5G基站的运营商中，仅从主设备的空载功耗来看就达
            负荷状况，只有这样才能发挥出该方法最佳的节能效果与运行                          到了2.2～2.3kW，而其满载功耗更是达到了3.7～3.9kW。以每
            性能。                                                  一度电1.3元为例来进行计算，原本的4G基站一年的电费可以达
                第三，载波关断，这种方法与前面2种方法一样，同样是在                       到20280元，5G基站每年所产生的电费达到了54600元，而按照
            特定的状况下才能进行。其通常是在网络较闲的时间段或地区                          我国60万座5G基站来进行计算，其一年的电费就能达到327  亿
            开展，然后借助载波关断技术来降低基站的能耗。                               元。从上面所列举的数据我们可以认识到AI节能技术的应用不
                第四，深度休眠，其主要应用于室内覆盖分布式皮站，如                        仅能为5G基站运营商节省运营成本，而且还能有效减少能耗，
            商场、地铁等典型潮汐场景，即一天之中存在业务空闲段和业                          节省能源的同时也满足了国家相关的环保要求。
            务繁忙段。当进入业务较少的时间段，相关设备便进入深度休                              2.5G基站能耗构成
            眠状态，许多功能都将不再提供服务。而当业务量不断上升，                              如今，为进一步提高通信网络的覆盖区域面积以及服务质
            达到某个特定范围，则又重新对设备进行激活，从而满足其服                          量，一些5G基站已经开始大规模修建，其所带来的能耗也大大
            务需求。因此，只要设定好深度休眠模式的启动与关闭时间，                          增加。随着数据流量增长速度的不断加快，以及一些应用场景
            便能在有效的空闲状态下实现节能目的。上述方法的使用皆受                          的不断变化，5G时代的到来也适应了网络信息发展的要求。而
            时间以及空间的限制，虽然也能起到降低能耗的作用，但是节                          想要促进其经济社会价值的不断提高，就必须不断通过运用智
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            能效果并不理想，亟待进一步的完善 。                                   能节能技术来降低基站的能耗。目前，5G基站的能耗主要可以
                                                                 分为以下3个方面：
                二、AI节能技术概述                                           一是传输过程中所产生的能耗；二是计算过程中产生的能
                传统的节能技术借助的是时间和空间上的业务量差，然                         耗；三是其他能耗。以传输能耗为例，还可以分为射频部分与
            后通过调整参数或者关闭开关来达到节能的目的。但是随着科                          功率放大器所产生的能源消耗，而这2个部分所执行的是基带信
            技的发展以及社会环境的变化，原有的节能方式正逐步受到限                          号与无线信号转换，在进行传输的过程中还可能会产生电线的
            制，使得本来节能效果一般的节能技术难以发挥作用。而AI节                         功耗。计算能耗大部分所消耗的是电力能源，其主要的消耗途
            能技术的运用恰好能克服传统节能技术的缺陷，既能为用户提                          径是数字处理、智能管理、核心网等其他的通信功耗。而其他
            供优质服务体验，也能满足节能减排的需要。AI技术通过对以                         的通信消耗主要包括直流电供电时所产生的线路功耗，以及其
            往用户的历史使用数据进行分析，建立相关的学习模型，并且                          他制冷设备、监控设备以及机房空调等所消耗的电量。在目前
            根据实时的数据变化，来对其模型不断进行优化，最后再制定                          的5G通信网络中，其基站所消耗的能源基本上占据了总能耗的
            出合理、科学的节能策略。对其时间以及空间上的节能配置进                          80%，其中机房设备所占能耗基本上超过一半的比例。此外，5G
                                                         [3]
            行优化，有效解决了用户服务质量和节能要求之间的矛盾 。                          基站中所使用的AAU设备与传统电站的RRU设备在能耗上也有着
                如今，我国已经建成的5G基站达到60万个，在带来更大的                      很大的差别，AAU设备内部形成天线阵列、设备通道与基带功
            带宽与更多的通道数的同时，也带来了更大的能耗。据有关数                          能。因此，在设备的功放模块、收发机与数字基带方面其功耗
            据统计，相较于4G基站来说，其总的能耗比4G基站多3～4倍，                       占比更大。所以，如何降低5G基站的能耗将是接下来所面临的
            所以其运营所带来的电力消耗也是非常巨大的，因此，AI节能                         主要问题。
            技术的应用便显得更为关键。目前，较为常见的节能技术思路
            是从基站射频入手，在兼顾体验的同时，构建设备、站点和网                              三、基于AI的基站节能技术
            络三级技术方案体系，结合AI等技术多管齐下，从试点来看效                             1. 节能场景识别
            果显著。同时，错峰用电及地方用电优惠也使得5G基站耗电得                             由于每一个场景的服务量需求不同，以及每个时间段的需
            到一定程度的缓解。                                            求量也会有着相应的变化，而为了最大限度地完成节能目标，
                1.AI节能技术的重要性                                     就需要基站依据不同的场景，通过AI技术对其进行自动识别，
                相关数据研究发现，在运营商OPEX中，其基站的电费支出                      然后建立合理的节能策略。而在策略的建立和选择上，则是依
            占网络运营部分的30%以上，是其整体支出的10%左右。而我国                       据其场景具体的气候环境、流量统计等历史数据进行确定。借
            移动电费支出显示，2018年的电费支出达到了220亿元，这些都                      助AI技术中相关性分析，建立相应的学习模型，智能化地对不
            是非常大的开销，而且不包括其损耗的电能。如今，随着5G基                         同时段的场景采取不同的节能策略。并且实时根据新数据的变
            站的大力建设，其能耗也将会随之增加，其原因主要包括以下                          化，不断校正过去原有的模型，并进行节能策略上的更改，从
            几点：                                                  而达到自动化管理的目的，在节约人力成本的同时，提高了基
                ①大带宽。5G NR带宽从原来的4G的几十兆变为160/200兆。                站节能工作的效率。
                ②通道数增多。收发通道数从原来的8通道变为64/32通道。                        在具体的模型识别工作中，可以根据潮汐场景不同时间段
                ③数字中频器件、芯片等集成度不足，导致功耗增加。                         内不同的人流情况来进行有依据的识别。例如，对商场的识别
                ④流量从传统的2流变为16流。                                  过程中，其白天以及晚上的流量必定很大，夜间则是无流量，
                ⑤发射功率从大于100W 变为240/320W。                         并且其休息日的人流量必定大于工作日的人流量的，而AI技术
                由此可见，5G基站所产生的能耗要比以往的4G基站大得                       则可以据此判定其场景应为商场。这样也就最大限度地提升了


                                                       网络电信 二零二一年八月                                            57
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