5G基站节能技术白皮书发布，采用创新技术进一步降低基站功耗

8月28日上午，中国移动i-Green智能无线节能技术研讨会上，中国移动研究院无线与终端技术研究所副所长邓伟现场发布《5G基站节能技术白皮书》。

《5G基站节能技术白皮书》回顾了过去两年中国移动在5G基站节能方面的工作，基于“三技术领域、三阶段部署”综合解决思路，从设备级、站点级、网络级节能三方面开展研究。已联合产业界提出了基站新架构、新材料、新指标等方案，通过大规模天线与射频滤波器一体化设计、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频指标等工作，5G基站的整机功耗已下降约25%。但基站功耗整体还是偏高，仍需i-Green等智能节能等创新技术进一步降低基站功耗，实现更加绿色、高效、可持续发展的5G网络，满足5G发展及网络运营要求。

设备级节能

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。AAU功耗按照功能模块可分为功放、小信号、数字中频和电源功耗。

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，平均约为58%；在空载条件下，数字中频部分的功耗占比最高，平均约为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。

基站设备中，能耗最高的是射频功放，需进一步提升功放在整机中的工作效率，以及在低负载下保持较高效率的能力，并增强DPD算法的鲁棒性，支持功放配置状态实时调整状态下线性工作。

数字器件的集成度和芯片处理能力也会大幅影响设备功耗，其中，数模转换芯片集成度下一代产品需支持8通道，数字中频下一代产品需支持32通道，基带处理芯片需单颗支持2载波NR@64通道。在芯片处理能力提升的同时，数字中频和基带处理部分需要进一步优化算法，降低处理复杂度，降低功耗。

站点级节能

基础型节能技术包括亚帧静默、通道静默等方面。亚帧静默是指下行亚帧（符号）无数据发送时，在此周期内关闭部分射频硬件，降低静态功耗。主要在低负荷状态下生效。实验室测试功能开启后，显示整机功耗可降低10%左右；针对4G/5G共模场景，建议支持4G/5G联合调度。

通道静默是指关闭部分发射射频通道，以达到降低功耗的目的。主要用于部署宏基站的区域。实验室测试功能开启后，节省约15%的能耗。

增强节能技术包括载波静默、下行功率优化等方面。载波静默是在多层频点小区同覆盖场景下，当小区负荷较低时，考虑关闭其中一个载波，降低功耗。适用于异频同覆盖组网场景。

下行功率优化是指，5G支持基站下行基于用户级调整发射功率，在保证用户感知不下降的前提下，减小基站对部分用户的下行发射功率，实现节能效果。适用于部署宏基站场景。

网络级节能

网络级节能包含两个方面，一是多网协作节能系统，通过在网管段进行数据采集和大数据处理，自动识别多频多模网络状态下覆盖小区及容量小区，进行适时小区静默和唤醒，需网管系统支持批量指令下发。该技术可以基于特征聚类和神经网络算法对5G设备级节能功能进行参数优化，实现设备级节能功能效果最大化，适用于单网或多网共存场景，支持TD-LTE和LTE FDD、5G NR等多种制式。目前研究院已完成相关4G系统（MCES）的开发，现网测试结果显示，4G网络每万小区年节电超过40万度，5G网络接入后总体节电效果将更明显。2020年计划在现网进一步开展MCES的5G升级版本i-GREEN平台的研发及测试验证。

二是多网协作硬件架构，即C-RAN架构。C-RAN是中国移动研究院于2009年提出的新型无线接入网架构，通过机房集中，仅在远端保留射频和天线的方式，减少基站的数量及其配套设备（如空调、备电需求），降低能耗。在C-RAN集中部署的条件下，通过节省硬件实现功耗降低，建议支持BBU基带资源池共享，从而节省硬件板卡配置。

未来3年，中国移动将大力推动节能技术的研究和应用，实现端管协作的高效节能目标。2020年建议实现亚帧静默、通道静默、深度休眠功能的全面商用，开展i-GREEN平台开发；2021年计划引入增强型节能功能，实现i-GREEN平台样机和规模试点，2022年实现i-GREEN平台现网规模部署。

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