基于AI技術下的5G基站智能節能科技研究

陳健

摘? ?要：隨著社會的發展、科技的進步，我國各行各業有了新的要求。人們生活水平在不斷提高，節能減排已經成為我國社會發展中的基本原則。由于我國5G時代下各種業務多樣化，終端連接和數據流量呈爆發式增長，造成能量和數據間的矛盾不斷深化。文章對基于AI技術的5G基站智能節能科技進行了研究。

關鍵詞：AI技術;5G基站;節能;人工智能

時代不停發展帶動了新技術的發展，節能減排是通信行業可持續發展的重要途徑。伴隨著5G時代的到來，我國通信業務的種類及其終端連接方式的豐富給通信行業的節能減排工作帶來了巨大的挑戰。本文分析了5G基站的基礎節能技術，在此基礎上提出智能節能科技，不斷實現優質的節能方案，保證用戶在正常使用下提高能源的利用效率，帶動社會的可持續發展。

1? ? 5G基站的概述

要想保證移動通信網絡的服務質量和覆蓋率，我國的運營商需要在全國范圍內建設無數臺無線基地，基站的分布范圍廣、數量多、消耗的能量比重大，特別是5G時代下，數據流量暴增，對于運營管理和網絡建設都是巨大的挑戰。基于此，需要深入研究5G基站智能節能科技來降低能耗消耗，以實現可觀的社會經濟效益。一般來說，5G基站能耗包含傳輸能耗、計算能耗、其他能耗。5G基站能耗構成如圖1所示。

2? ? 基于AI技術下的5G基站智能節能科技

2.1? 基礎節能技術

目前，我國5G基站的基礎節能技術包含兩類：首先是硬件節能，其次是軟件節能。硬件節能能夠降低5G基站設備的基礎能量消耗，而軟件節能可以在業務負荷狀態下對計算的資源進行合理的分配，實現基站設備的高效運行。通過硬件節能和軟件節能提升系統性能，大大減小芯片的面積，讓設備在低功耗的模式下進行工作，最大限度提升設備資源的使用效率。

就目前的基礎節能技術而言，常用的基礎節能關斷措施有：（1）符號關斷，使用符號關斷功能能夠在網絡低負荷時不連續發射，以降低功放模塊消耗的功率。（2）載波關斷，在多層覆蓋的組網場景時，一個載波可以進行基礎覆蓋，另一個載波用來做容量補熱，達到能源節約的目的。（3）通道關斷，通道關斷即在夜間空閑時關閉部分射頻通道的發射功率，更好地實現節能效果。

2.2? AI技術在5G基站上的應用

隨著社會的發展，人們對于5G業務的不同需求，促使5G建設成為一個長期而緩慢的過程。相對來說，傳統的運營模式無法滿足5G基站的實際需求，需要借助人工智能（Artificial Intelligence，AI）技術解決相關數據分析和動態模擬的形式。基于AI技術下的5G基站智能節能科技主要包含以下功能：一是預測業務。二是選擇不同的節能策略。根據預測的結果，AI可以支持選擇最優的策略進行合理調整，達到最優的節能目標。AI可控制多網協同有效識別多層覆蓋小區、基礎覆蓋小區和補熱小區。讓熱點覆蓋小區，根據業務變量化進入節能狀態，達到節能效果。三是識別場景。根據不同的場景，有效制定場景關斷節能策略。

2.3? 基于AI技術下的5G基站智能節能科技的工作步驟

相對來說，我國傳統4G網絡中，PA在RRU設備上消耗的能量高達80%左右，一般采用關斷的方式進行節能。在5G的背景下，能量的消耗主要包含TRX功耗、PA功耗及其數字基帶功耗3個環節，其中AAU設備能耗占據總功耗的80%。如果傳統4G關閉PA的方式不能滿足節能的效果，需要采用新的技術方法才能達到良好的節能效果。在5G網絡中深度休眠將會成為一種常態。低業務場景下，增強符號的關斷、增強通道關斷、多層覆蓋下的載波關斷是常用的節能方式，5G基站關鍵節能技術如圖2所示。

目前，基于AI技術下的5G基站智能節能科技的工作步驟如下。首先根據網管及其數據采集系統獲取的基站性能、CDT、MR等作為數據來源，然后對采集到的數據進行構建、整理、篩選預處理，然后借助機器學習算法進行智能場景的識別，確定科學的節能關斷方案，實現最優的節能效果。根據關斷方案設置節能門限閥值。將各項綜合節能策略發布到網管，嚴格執行5G基站的節能操作，如深度休眠、載波關斷、符號關斷等。

3? ? 結語

我國的5G基站智能節能科技是一個長期而緩慢的系統工作，需要硬件和軟件的有效整合，深入技術創新，結合新架構、新工藝、新方案、新材料、新技術、新設計，不斷降低5G基站設備的基礎功耗消耗，然后科學地引入AI技術到通信網絡運行的各個環節中，以此保證資源的合理分配，優化用戶體驗。只有大大降低運營商opex的成本，才能促進我國運營商的健康發展，提升其市場競爭力。

[參考文獻]

[1]桑津浩太郎.日本的AI技術與5G戰略[J].軟件和集成電路，2019（12）：56-57.

[2]張青.AI技術在5G基站節能應用的展望[J].廣東通信技術，2019（10）：29-32.