Page 23 - 网络电信2023年2月刊
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6G网络节能技术研究
吕婷 张涛 曹亘 李福昌
中国联通研究院
摘 要：作为未来新一代信息基础设施，6G网络自身的绿色低碳发展对于通信行业“双碳”战略实施至
关重要。为了从根本上提升6G网络能效水平，分析了6G网络节能的需求与挑战，构建了6G网络节能技术
体系，重点探讨了6G网络绿色内生及高能效运行的使能技术。
关键词：6G;节能技术体系;能效;双碳
一、概述 二、面向6G的无线网络节能技术演进
5G主要面向增强型移动宽带（e MBB）、大规模机器类型 2.1 5G网络节能技术现状及发展趋势
通信（m MTC）和超可靠低延迟通信（u RLLC）三大典型应用场 节能技术一直都是无线网络关注的热点，伴随着通信技术
景。随着远程全息、触觉通信、超能交通、全域应急通信、数 的代际更替，节能技术也不断发展演进。目前，4G/5G无线网络
字孪生、智慧生产等各类新应用的涌现，用户对覆盖、数据传 主要采用网络层、站点层、设备层三级节能体系。设备层节能
输速率、端到端时延等网络性能指标提出更严苛的要求，当前 技术主要从基站硬件、软件特性方面挖掘设备的能效潜力，一
5G网络技术和性能指标存在一定的局限性。 方面通过改进硬件设计、提高平台集成度、采用新工艺、新材
为了有效应对新兴信息业务的需求，当前世界各国已相继 料等降低设备的基础功耗，另一方面通过开启符号关断、通道
启动6G技术研发。IMT-2030(6G）推进组已发布系列6G白皮书， 关断、载波关断等节能特性以更高效的调用网络资源、降低设
在6G愿景、需求及关键性能指标方面，业界基本达成共识，6G 备动态功耗。站点层节能技术主要通过电源、备电、空调等配
关键技术研究方面已逐步收敛，将超大规模MIMO、通信感知一 套设施的智能化管控，在满足业务需求的同时降低站点能源消
体化、智能超表面、内生AI、数字孪生、内生安全等技术作为 耗。网络层节能技术以全网能耗最优为目标，基于AI技术实现
6G潜在技术，对于全双工、轨道角动量等新技术的研究也取得 业务精确预测并自动生成节能策略，使网络资源与能源调度适
阶段性进展。在6G网络性能方面，业界提出了峰值速率1 Tbit/ 配于业务变化，实现对多制式网络的协同节能管理。
s、用户面时延0.1 ms、频谱效率200～300 bit/s/Hz等关键指 未来，随着大数据、人工智能等技术的进一步发展，网络
标。与5G相比，6G的性能要求显著提高，大多数性能指标相比 层节能技术将持续向高级智能化方向演进，基于海量的数据以
5G提升10～100倍。 及精准预测与意图感知能力，使能更加实时化、智能化的节能
在中国力争2030年前实现“碳达峰”、2060年前实现“碳 控制。在站点层节能方面，将通过重构站点形态、融合清洁能
中和”的背景下，5G网络作为数字经济发展的重要基座，已成 源等，打造绿色站点，提升站点能效。此外，网络架构也是影
为当前国家“双碳”战略的重要发力点。未来，6G网络将作为 响能效的重要因素，可通过简化网络架构，应对多模多频网络
数字世界的新一代超级基础设施，网络能力将大幅提升，面临 并存、频谱碎片化、设备多样化导致的网络复杂化、能耗大等
绝对能耗持续增加的压力。为了推动通信网络绿色低碳高质量 问题，推动无线网络绿色低碳化发展。
发展，需要将节能作为6G网络的发展目标与内在约束，构建新 2.2 6G网络节能需求与挑战
一代绿色低碳网络。 6G在5G基础上，将从服务于人、人与物，进一步拓展到支
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