高超

5G基站的高能耗一直都是產(chǎn)業(yè)界各方共同關(guān)心的問(wèn)題。當(dāng)前，運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備商都在通過(guò)多種形式的解決方案來(lái)降低能耗，且取得了一定的成果。不過(guò)在5G基站能耗問(wèn)題上仍然存在許多挑戰(zhàn)，需要產(chǎn)業(yè)鏈共同尋找解決之道。

“5G基站能耗較高，主要原因是5G小區(qū)帶寬是4G的5倍以上，且室外主要使用復(fù)雜度較高的32/64通道Massive MIMO設(shè)備?！敝袊?guó)移動(dòng)研究院無(wú)線與終端技術(shù)研究所高級(jí)研究員劉建華在接受《通信產(chǎn)業(yè)報(bào)》（網(wǎng)）采訪時(shí)表示。

為此，中國(guó)移動(dòng)從標(biāo)準(zhǔn)、研發(fā)、部署運(yùn)維等全方位著手降低5G基站能耗，建立了設(shè)備級(jí)、站點(diǎn)級(jí)和網(wǎng)絡(luò)級(jí)三方面的技術(shù)體系。

首先，設(shè)備級(jí)節(jié)能體系，重點(diǎn)從硬件架構(gòu)和器件設(shè)計(jì)方面優(yōu)化功耗。具體包含新架構(gòu)、新材料、新指標(biāo)三方面。

在新架構(gòu)方面，中國(guó)移動(dòng)提出通過(guò)架構(gòu)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)：一是提出天線與射頻濾波器一體化設(shè)計(jì)方案，通過(guò)減少內(nèi)部損耗實(shí)現(xiàn)功耗下降;二是基于“升無(wú)源、降有源”的思路，從4G 3D-MIMO產(chǎn)品128陣子升為192陣子，同時(shí)降低功率譜密度，用天線增益彌補(bǔ)發(fā)射功率，從而降低功耗。

在新材料方面，中國(guó)移動(dòng)推動(dòng)具有更高效率的GaN功放的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)功放PA效率提升，進(jìn)一步降低整機(jī)功耗。

在新指標(biāo)方面，中國(guó)移動(dòng)創(chuàng)新提出鄰頻共存干擾評(píng)估體系和兩段式測(cè)試方法，制定出合理有效的新射頻指標(biāo)，降低設(shè)備的前級(jí)濾波器插損要求，等效降低設(shè)備功耗。

其次，站點(diǎn)級(jí)節(jié)能體系，主要從亞幀關(guān)斷、通道關(guān)斷及深度休眠等方面開(kāi)展軟件節(jié)能。在延續(xù)4G已引入的亞幀關(guān)斷、通道關(guān)斷等功能基礎(chǔ)上，提出5G深度休眠、智能節(jié)能等新理念。

最后，網(wǎng)絡(luò)級(jí)節(jié)能重點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)同角度打造多系統(tǒng)節(jié)能方案和平臺(tái)。一方面可通過(guò)C-RAN集中部署和基站資源池共享，通過(guò)節(jié)省硬件板卡配置從而實(shí)現(xiàn)功耗降低;另一方面開(kāi)發(fā)5G多網(wǎng)協(xié)作節(jié)能系統(tǒng)（i-Green），實(shí)現(xiàn)4G/5G小區(qū)協(xié)作節(jié)能，通過(guò)分析網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷、業(yè)務(wù)需求和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)小區(qū)實(shí)時(shí)休眠/喚醒的網(wǎng)絡(luò)級(jí)節(jié)能。

劉建華表示，盡管中國(guó)移動(dòng)攜手整個(gè)產(chǎn)業(yè)界在降低5G能耗方面已經(jīng)開(kāi)展了大量的工作，但是5G的大規(guī)模部署仍然會(huì)給中國(guó)移動(dòng)的運(yùn)營(yíng)帶來(lái)不小的挑戰(zhàn)，需要在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃部署階段將能耗作為重要指標(biāo)予以綜合考慮，并且就設(shè)備級(jí)、站點(diǎn)級(jí)和網(wǎng)絡(luò)級(jí)節(jié)能領(lǐng)域存在的困難和挑戰(zhàn)開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)。

在設(shè)備級(jí)節(jié)能方面，GaN還存在襯底工藝不成熟、散熱與封裝挑戰(zhàn)大等問(wèn)題，芯片處理能力和設(shè)備集成度還有待進(jìn)一步提升，新材料、新技術(shù)、新工藝尚未普遍應(yīng)用。

在站點(diǎn)級(jí)節(jié)能方面，4G/5G共站場(chǎng)景下節(jié)能效率下降明顯，各主設(shè)備廠家深度休眠節(jié)電比例差異較大，設(shè)備喚醒時(shí)間有待進(jìn)一步降低。

在網(wǎng)絡(luò)級(jí)節(jié)能方面，目前業(yè)界還不具備大容量基站資源池設(shè)備，iGreen平臺(tái)尚處于啟動(dòng)階段，如何結(jié)合AI等先進(jìn)技術(shù)在保證用戶感知的基礎(chǔ)上節(jié)能降耗，并盡快實(shí)現(xiàn)大規(guī)模成熟商用，尚存在較大挑戰(zhàn)。