中国移动5G基站节能技术白皮书_18页_715kb

5G基站节能技术白皮书总结

核心内容概述

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、技术体系及未来三年的总体路标。5G基站因高带宽、多通道、高流量和高发射功率等特性，其功耗远高于4G基站，是运营商大规模部署5G网络时面临的重要挑战。为此，中国移动提出了“三技术领域、三阶段部署”的综合节能策略，涵盖设备级、站点级和网络级节能技术，以实现更绿色、高效、可持续的5G网络建设。

主要观点

• 5G基站功耗高：5G基站的额定满载功耗约为4G基站的3~4倍，主要由于收发通道数增加、带宽提升、流量增大和发射功率提高。
• 节能需求迫切：为满足“降本增效”战略，需通过设备级、站点级和网络级节能技术，实现基站功耗平均每年降低10%以上。
• 节能技术体系：分为设备级、站点级和网络级三类，分别从硬件、软件和网络协同角度出发，推动节能技术的全面应用。
• 未来三年目标：中国移动计划分三阶段推进节能技术，逐步实现从硬件优化到软件智能再到网络协同的节能转型。

关键信息

设备级节能技术

• 能耗分布：AAU占整机功耗的90%，其中功放占比最高（满载约58%），数字中频占比次之（空载约46%）。
• 节能需求：
  • 提升射频功放效率，支持低负载下高效率运行。
  • 优化数字器件集成度和处理能力，降低功耗。
  • 基带芯片需支持3载波（64通道），采用7nm工艺，GaN功放应用比例为80%，整机功耗较2019年降低18%。
  • 2021年GaN功放应用比例提升至90%，整机功耗较2020年降低10%。
  • 2022年基带芯片支持5nm工艺，GaN功放应用比例继续提升至90%，整机功耗较2021年降低8%。

站点级节能技术

• 基础型技术：
  • 能耗采集：支持BBU和AAU功耗采集并上报，误差控制在5%以内。
  • 亚帧关断：关闭无数据发送的下行亚帧，降低静态功耗，实验室测试可降低10%功耗，已开展现网商用验证。
  • 通道关断：关闭部分射频通道，降低功耗，实验室测试可节省约15%能耗，建议支持动态策略。
  • 深度休眠：关闭大部分射频及数字通路，仅保留基本接口电路，可实现零业务零功耗，启动和恢复时间分别为秒级和5~10分钟。
• 增强型技术：
  • 载波关断：在多层频点小区同覆盖场景下，关闭低负荷载波，实现节能，2020年将推动现网验证。
  • 4G/5G共模协作关断：在重叠覆盖区域，根据业务量智能关断5G载波，实现节能。
  • 下行功率优化：基于用户级调整发射功率，降低功耗。
  • 智能节能：引入人工智能算法，实现“一站一策、一时一策”的精细化节能策略。
  • 设备关断：在深度休眠基础上进一步关断AAU，需提升设备可靠性，目前联合主设备厂家开展技术验证。

网络级节能技术

• 多网协作节能技术：利用现网配置和性能数据，通过策略算法对小区进行关断，实现节能。支持多种网络制式（如TD-LTE、LTE FDD、5GNR）下的典型基站设备，适用于单网或多网共存场景。
• 多网协作硬件架构：C-RAN作为5G部署的重要方式，通过基带集中部署，减少基站数量及配套设备，降低能耗。BBU基带资源池共享可节省硬件板卡配置，降低单站维护成本17.1%~23.7%。
• 2020年计划：开展多网协作节能系统开发，2021年实现样机和试点，2022年实现现网规模部署。

技术路标

总结与展望

本白皮书系统提出了5G基站节能技术的三大技术领域及三阶段部署策略，旨在实现基站功耗的持续下降，推动5G网络向绿色、高效、可持续方向发展。随着5G商用网络的扩大，节能技术将进一步深入，中国移动希望构建更低成本、更高性能的5G网络，满足未来5G发展和网络运营的多样化需求。