5G基站節能技術白皮書發布，采用創新技術進一步降低基站功耗

8月28日上午，中國移動i-Green智能無線節能技術研討會上，中國移動研究院無線與終端技術研究所副所長鄧偉現場發布《5G基站節能技術白皮書》。

《5G基站節能技術白皮書》回顧了過去兩年中國移動在5G基站節能方面的工作，基于“三技術領域、三階段部署”綜合解決思路，從設備級、站點級、網絡級節能三方面開展研究。已聯合產業界提出了基站新架構、新材料、新指標等方案，通過大規模天線與射頻濾波器一體化設計、化合物材料替代CMOS碳基材料的PA器件以及研究并制定合理有效的新射頻指標等工作，5G基站的整機功耗已下降約25%。但基站功耗整體還是偏高，仍需i-Green等智能節能等創新技術進一步降低基站功耗，實現更加綠色、高效、可持續發展的5G網絡，滿足5G發展及網絡運營要求。

設備級節能

基站功耗可以分為AAU和BBU兩大部分，AAU的功耗約占整機功耗的90%，是基站功耗的主要組成部分。AAU功耗按照功能模塊可分為功放、小信號、數字中頻和電源功耗。

功耗隨著業務負載的變化而變化，各功能模塊的功耗比例也隨之發生變化。在滿載條件下，功放的功耗占比最高，平均約為58%；在空載條件下，數字中頻部分的功耗占比最高，平均約為46%。因此，在設備級節能技術領域，不僅要提升功放效率，降低功放功耗，在5G初期負載較低的情況下，更需要降低小信號和數字中頻模塊的基礎功耗。

基站設備中，能耗最高的是射頻功放，需進一步提升功放在整機中的工作效率，以及在低負載下保持較高效率的能力，并增強DPD算法的魯棒性，支持功放配置狀態實時調整狀態下線性工作。

數字器件的集成度和芯片處理能力也會大幅影響設備功耗，其中，數模轉換芯片集成度下一代產品需支持8通道，數字中頻下一代產品需支持32通道，基帶處理芯片需單顆支持2載波NR@64通道。在芯片處理能力提升的同時，數字中頻和基帶處理部分需要進一步優化算法，降低處理復雜度，降低功耗。

站點級節能

基礎型節能技術包括亞幀靜默、通道靜默等方面。亞幀靜默是指下行亞幀（符號）無數據發送時，在此周期內關閉部分射頻硬件，降低靜態功耗。主要在低負荷狀態下生效。實驗室測試功能開啟后，顯示整機功耗可降低10%左右；針對4G/5G共模場景，建議支持4G/5G聯合調度。

通道靜默是指關閉部分發射射頻通道，以達到降低功耗的目的。主要用于部署宏基站的區域。實驗室測試功能開啟后，節省約15%的能耗。

增強節能技術包括載波靜默、下行功率優化等方面。載波靜默是在多層頻點小區同覆蓋場景下，當小區負荷較低時，考慮關閉其中一個載波，降低功耗。適用于異頻同覆蓋組網場景。

下行功率優化是指，5G支持基站下行基于用戶級調整發射功率，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射功率，實現節能效果。適用于部署宏基站場景。

網絡級節能

網絡級節能包含兩個方面，一是多網協作節能系統，通過在網管段進行數據采集和大數據處理，自動識別多頻多模網絡狀態下覆蓋小區及容量小區，進行適時小區靜默和喚醒，需網管系統支持批量指令下發。該技術可以基于特征聚類和神經網絡算法對5G設備級節能功能進行參數優化，實現設備級節能功能效果最大化，適用于單網或多網共存場景，支持TD-LTE和LTE FDD、5G NR等多種制式。目前研究院已完成相關4G系統（MCES）的開發，現網測試結果顯示，4G網絡每萬小區年節電超過40萬度，5G網絡接入后總體節電效果將更明顯。2020年計劃在現網進一步開展MCES的5G升級版本i-GREEN平臺的研發及測試驗證。

二是多網協作硬件架構，即C-RAN架構。C-RAN是中國移動研究院于2009年提出的新型無線接入網架構，通過機房集中，僅在遠端保留射頻和天線的方式，減少基站的數量及其配套設備（如空調、備電需求），降低能耗。在C-RAN集中部署的條件下，通過節省硬件實現功耗降低，建議支持BBU基帶資源池共享，從而節省硬件板卡配置。

未來3年，中國移動將大力推動節能技術的研究和應用，實現端管協作的高效節能目標。2020年建議實現亞幀靜默、通道靜默、深度休眠功能的全面商用，開展i-GREEN平臺開發；2021年計劃引入增強型節能功能，實現i-GREEN平臺樣機和規模試點，2022年實現i-GREEN平臺現網規模部署。

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