中国移动-5G基站节能技术白皮书-2020.9-18页_702kb

5G基站节能技术白皮书总结

核心内容

本白皮书由中国移动研究院发布，旨在系统阐述5G基站节能技术的需求、目标及技术路径，推动5G网络实现绿色、高效、可持续发展。白皮书提出了“三技术领域、三阶段部署”的综合解决思路，涵盖设备级、站点级和网络级节能技术，明确了未来三年的节能技术路标，以降低基站功耗，提升网络能效。

主要观点

5G基站节能需求

• 5G基站功耗约为4G的3~4倍，主要由于通道数、带宽、流量和发射功率的提升。
• 中国移动提出通过提升芯片能力、工艺和集成度，以及扩大节电关键功能和网络级节能方案的规模应用，力争实现基站功耗每年降低10%以上。

5G基站节能目标

• 设备级节能：实现更高效率的新架构、新材料、新功能，推广液体散热、高功放效率、高集成度器件，逐年降低整机功耗。
• 站点级节能：实现亚帧关断、通道关断、深度休眠等基础型节能技术的商用部署，探索设备关断等增强型节能技术的性能和应用场景，推动网络智能节能。
• 网络级节能：开展多网络协作节能系统建设，实现商用网络规模部署；在C-RAN架构下，通过BBU基带资源池共享，节省硬件板卡配置，降低能耗。

关键信息

设备级节能技术

• 基站功耗主要由AAU（有源天线单元）和BBU（基带单元）组成，其中AAU占整机功耗的90%。
• 功放是功耗最高的模块，占满载功耗的约58%；在空载状态下，数字中频部分占约46%。
• 提升功放效率、降低数字中频和基带处理模块的基础功耗是当前重点。
• 芯片方面，2020年推动基带芯片支持3载波（64通道），采用7nm工艺，GaN功放应用比例为80%；2021年GaN功放比例提升至90%；2022年基带芯片支持5nm工艺，GaN功放比例继续提升至90%。

站点级节能技术

• 亚帧关断：在无数据发送的亚帧周期内关闭射频硬件，降低静态功耗，实验室测试可降低整机功耗约10%，已开展现网商用验证。
• 通道关断：关闭部分射频通道，适用于64/32通道宏基站，实验室测试可节省约15%的能耗，建议支持动态通道关闭策略。
• 深度休眠：关闭AAU大部分射频及数字通路，仅保留基本接口电路，适用于低负荷场景，建议支持自适应启动/关闭功能，并将恢复时间缩短至5分钟以内。
• 增强型节能技术：包括载波关断、4G/5G共模协作关断、下行功率优化、智能节能和设备关断。2020年将推动相关技术的现网验证。

网络级节能技术

• 多网协作节能技术：基于网络配置和性能数据，结合策略算法和大数据处理，实现对小区的智能关断和唤醒，适用于多网共存场景。
• 多网协作硬件架构：C-RAN（集中式无线接入网）通过基带集中部署，减少基站数量及配套设备，降低能耗和维护成本。预计单站维护成本可下降17.1%~23.7%。
• 2020年开展多网协作节能系统开发，2021年实现样机和试点部署，2022年实现现网规模应用。

技术路标

总结与展望

• 中国移动将持续推动5G基站节能技术的研究和应用，实现端管协作的高效节能目标。
• 未来三年，通过设备级、站点级和网络级的协同优化，进一步挖掘节能潜力，实现更绿色、更低成本、更高性能的5G网络。
• 5G节能技术的深入探索将为运营商节约大量CAPEX和OPEX，同时满足5G网络的高质量、高效率运营需求。