如何降低5G功耗从而有效地提高5G部署效率

随着5G基站天线数量增多，站址密度加大，5G投入与能耗的矛盾越来越突出。5G功耗已成为5G网络建设的“拦路虎”。运营商开始考虑如何才能降本增效，从而提高5G部署效率。设备厂商也从硬件和软件两方面着手，推动降低5G功耗，降低5G部署难度。

硬件：芯片和散热手段是主攻方向

在硬件方面，设备厂商主要从芯片、功放以及散热等方面探讨如何降低5G功耗。

华为提出了多个硬件解决方案降低5G功耗。在芯片方面，华为5G基站采用鲲鹏920芯片，通过提高射频、基带单元的设备集成度，减少5G设备中的核心器件数量，从而提升设备的整体效率，以降低设备整体功耗；在散热方面，华为通过仿生“翅片”散热技术，减少设备风阻，增加风速，增加热交换的有效面积，从而提升设备散热效率；在节能方面，华为提出了5G极简站点解决方案，Super Blade Site全室外解决方案，可以实现一根抱杆支持AAU、BBU、电源、电池等各个模块外挂，省去了机房的空调需求，利用自然风快速散热。

中兴也在芯片、功放等方面降低5G基站功耗。在芯片领域，2019年随着10nm基带芯片以及7nm中频芯片的推出，中兴通讯的基站能效进一步提升。功放是能耗的关键部件，5G功放发展趋势主要是小型化、GaN材料以及新架构设计，中兴通讯也在持续加强功放新技术的研究开发。

爱立信的目标是争取在2022年达到节能35%。在硬件技术方面，爱立信认为，可以通过更新材料、提升工艺等将器件功率损失降低5%～10%，还可以通过采用集成度更高的芯片，用高集成度数字前端ASIC取代传统FPGA，逐渐引入更低纳米技术，以及进一步提升ASIC集成度等方法来降低功耗。

诺基亚在降低基站功耗方面采取了很多创新方案及技术。诺基亚使用集成度更高的RFIC射频集成芯片及能耗比更高的射频功率器件。另外，诺基亚在业界首先采用液冷基站技术，大大降低基站工作温度，液冷基站还可回收基站排放的热量，二次应用于公寓大楼的供暖系统。诺基亚还开发低功耗、低发射功率的基站AAU形态，如8T8R、16T16R。依据不同场景选择不同类型的AAU产品。
 

软件：算法优化和引入AI更有效

在软件方面，设备厂商多从算法优化以及引入AI的管理能力等方面降低5G功耗。

在5G基站工艺方面，华为在通信设备的功放部分，不断引入新型的材料和创新的算法，持续提升功放效率。对于能耗的管理，华为通过AI技术实现网络协同节能，通过AI技术智能识别不同的场景，灵活进行节能关断，实现多制式多载波的复杂网络中节能效果的最大化，有效降低整网能耗。

中兴方面表示，软件节能降耗是运营商非常关注的能力，具体主要包括各种智能关断、休眠唤醒、PA动态调压、多网协同等特征，后续更重要的是引入AI实现更智能、更高效的节能降耗。

爱立信认为，在软件方面可以采用智能调度算法，根据业务容量适时关闭PA及相应器件，以及在不同场景用不同数目的天线来达到节能的效果。爱立信也在致力于把机器学习等先进技术引入到5G节能算法中，以达到更好的节能效果。

诺基亚在软件功能上采用符号关断、通道关断等技术，也可大大降低在低话务场景下的基站功耗。

虽然设备厂商纷纷为降低5G功耗提供解决办法，但是目前看来，实现5G功耗的降低仍任重道远，5G网络包括基站、承载网、核心网、数据中心、电源空调等方面，因此5G网络节能要推动端到端的节能，各个节点需努力做到能耗最低，进行整体部署，才能更好地推动整体节能。因此，希望产业链各方能够协调统筹，真正将5G网络的降本增效落到实处。
来源；通信世界