如何降低5G功耗從而有效地提高5G部署效率

隨著5G基站天線數(shù)量增多，站址密度加大，5G投入與能耗的矛盾越來越突出。5G功耗已成為5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的“攔路虎”。運(yùn)營商開始考慮如何才能降本增效，從而提高5G部署效率。設(shè)備廠商也從硬件和軟件兩方面著手，推動(dòng)降低5G功耗，降低5G部署難度。

在硬件方面，設(shè)備廠商主要從芯片、功放以及散熱等方面探討如何降低5G功耗。

華為提出了多個(gè)硬件解決方案降低5G功耗。在芯片方面，華為5G基站采用鯤鵬920芯片，通過提高射頻、基帶單元的設(shè)備集成度，減少5G設(shè)備中的核心器件數(shù)量，從而提升設(shè)備的整體效率，以降低設(shè)備整體功耗；在散熱方面，華為通過仿生“翅片”散熱技術(shù)，減少設(shè)備風(fēng)阻，增加風(fēng)速，增加熱交換的有效面積，從而提升設(shè)備散熱效率；在節(jié)能方面，華為提出了5G極簡站點(diǎn)解決方案，Super Blade Site全室外解決方案，可以實(shí)現(xiàn)一根抱桿支持AAU、BBU、電源、電池等各個(gè)模塊外掛，省去了機(jī)房的空調(diào)需求，利用自然風(fēng)快速散熱。

中興也在芯片、功放等方面降低5G基站功耗。在芯片領(lǐng)域，2019年隨著10nm基帶芯片以及7nm中頻芯片的推出，中興通訊的基站能效進(jìn)一步提升。功放是能耗的關(guān)鍵部件，5G功放發(fā)展趨勢主要是小型化、GaN材料以及新架構(gòu)設(shè)計(jì)，中興通訊也在持續(xù)加強(qiáng)功放新技術(shù)的研究開發(fā)。

愛立信的目標(biāo)是爭取在2022年達(dá)到節(jié)能35%。在硬件技術(shù)方面，愛立信認(rèn)為，可以通過更新材料、提升工藝等將器件功率損失降低5%～10%，還可以通過采用集成度更高的芯片，用高集成度數(shù)字前端ASIC取代傳統(tǒng)FPGA，逐漸引入更低納米技術(shù)，以及進(jìn)一步提升ASIC集成度等方法來降低功耗。

諾基亞在降低基站功耗方面采取了很多創(chuàng)新方案及技術(shù)。諾基亞使用集成度更高的RFIC射頻集成芯片及能耗比更高的射頻功率器件。另外，諾基亞在業(yè)界首先采用液冷基站技術(shù)，大大降低基站工作溫度，液冷基站還可回收基站排放的熱量，二次應(yīng)用于公寓大樓的供暖系統(tǒng)。諾基亞還開發(fā)低功耗、低發(fā)射功率的基站AAU形態(tài)，如8T8R、16T16R。依據(jù)不同場景選擇不同類型的AAU產(chǎn)品。
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在軟件方面，設(shè)備廠商多從算法優(yōu)化以及引入AI的管理能力等方面降低5G功耗。

在5G基站工藝方面，華為在通信設(shè)備的功放部分，不斷引入新型的材料和創(chuàng)新的算法，持續(xù)提升功放效率。對(duì)于能耗的管理，華為通過AI技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同節(jié)能，通過AI技術(shù)智能識(shí)別不同的場景，靈活進(jìn)行節(jié)能關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)多制式多載波的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中節(jié)能效果的最大化，有效降低整網(wǎng)能耗。

中興方面表示，軟件節(jié)能降耗是運(yùn)營商非常關(guān)注的能力，具體主要包括各種智能關(guān)斷、休眠喚醒、PA動(dòng)態(tài)調(diào)壓、多網(wǎng)協(xié)同等特征，后續(xù)更重要的是引入AI實(shí)現(xiàn)更智能、更高效的節(jié)能降耗。

愛立信認(rèn)為，在軟件方面可以采用智能調(diào)度算法，根據(jù)業(yè)務(wù)容量適時(shí)關(guān)閉PA及相應(yīng)器件，以及在不同場景用不同數(shù)目的天線來達(dá)到節(jié)能的效果。愛立信也在致力于把機(jī)器學(xué)習(xí)等先進(jìn)技術(shù)引入到5G節(jié)能算法中，以達(dá)到更好的節(jié)能效果。

諾基亞在軟件功能上采用符號(hào)關(guān)斷、通道關(guān)斷等技術(shù)，也可大大降低在低話務(wù)場景下的基站功耗。

雖然設(shè)備廠商紛紛為降低5G功耗提供解決辦法，但是目前看來，實(shí)現(xiàn)5G功耗的降低仍任重道遠(yuǎn)，5G網(wǎng)絡(luò)包括基站、承載網(wǎng)、核心網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心、電源空調(diào)等方面，因此5G網(wǎng)絡(luò)節(jié)能要推動(dòng)端到端的節(jié)能，各個(gè)節(jié)點(diǎn)需努力做到能耗最低，進(jìn)行整體部署，才能更好地推動(dòng)整體節(jié)能。因此，希望產(chǎn)業(yè)鏈各方能夠協(xié)調(diào)統(tǒng)籌，真正將5G網(wǎng)絡(luò)的降本增效落到實(shí)處。
來源；通信世界