構建節能型5G移動網絡方略及效驗概述

黃潛

中國電信股份有限公司武漢分公司 湖北 武漢 430000

前言

5G移動網絡2012年在我國提出，經過中國科研和通信業界的共同研發，作為先進移動通信服務系統，能很好地服務于現代信息社會。5G移動網絡作為一種無線通信系統，具有高速率、低時延、快連接、抗干擾的功能。因此，5G移動網路趨向神經化網絡，能夠實現真正意義上的無線網絡世界。

1 5G移動網絡概述

5G移動網絡屬于新一代的通信網絡，相比較4G網絡來說，5G具有比其高百倍的數據傳輸速度，從理論上講能夠達到數十 Gbit/s，而且還具有相當大的優勢。5G技術的使用不僅能夠降低能耗，同時還能提高安全性、可靠性，而且無須消耗過多成本，因此，可以滿足今后移動通信的需求。

從服務對象來說，5G網絡主要的服務對象就是終端用戶。5G移動網絡技術的投入使用，能夠在一些重大的災害發生以前，實現準確率更高的應急通信服務。同時，在高鐵等高速運行的環境中，5G移動網絡技術也能夠提供較好的移動性支撐和保障。從服務的角度上來看，5G移動網絡更加注重用戶的體驗感。當前，在移動網絡服務與運行過程中，所需要消耗的能量越來越大。因此，必須設法發揮5G節能的潛在特點，進一步降低運用中的能耗，才能加快節能5G型移動通信網絡的大力推廣[1]。

2 節能型5G移動網絡的構建

2.1 采用符號節能技術

由于5G通信技術運用時，NR系統信號發射并不是均勻分布的，也沒有一直保持最大流量狀態。因此對于其子幀里符號而言，也并不是一直具有有效信息的填充。對于不同的符號周期時刻而言，當有數據發送時，可以進行PA電源開關的打開，而沒有數據發送時，則將電源開關關閉，這樣既可以大幅度減少系統的功耗，同時還能夠讓業務正常進行，不受到干擾和影響，這種方式也叫作符號關斷節能。由于符號關斷節能方式具有自適應性的特點，因此對于一些低話務時間段，能夠達到更好的節能效果。

2.2 采用通道關斷節能技術

在NR系統中，當檢測到小區負荷較少時，進行部分信息通道的關閉，不再進行信息的發射或者接收，這樣也能夠有效降低能耗。

將NR低頻小區的天線數記為AntNum，滿足所設定的負荷條件時，就會自動進行通道關斷，對ChoffNum個通道進行關閉。同時與其相對應的所關閉通道數量，在總天線數量中的占比為ChoffProp。由于小區的上行和下行的通道，在進行關斷時，是需要獨立配置的。因此在此基礎上，能夠支持兩種關斷模式，一是僅僅關閉下行發射通道，二是將上下行兩個通道同時關閉。

對于NR小區來說，如果AntNum=64，則當前系統中硬件和天線之間的映射關系，有如下反映。首先對于TRX SOC與天線之間，是4個天線映射到1個芯片；而對于中頻FPGA與天線之間的映射關系來說，則是8個天線映射到1個中頻FPGA；PA模塊與天線之間，則是每個天線映射到一個PA模塊。所以在進行關閉通道的選擇時，需要通過分析具體的硬件與天線的映射情況，來進行進一步選擇。只有在相同的硬件資源的通道，達到關閉狀態時，才能夠實現節能的功效。

2.3 采用載波關斷節能技術

在NR多層覆蓋的場景之下，由容量層以及基礎覆蓋層小區，分別提供熱點及連續覆蓋。并且，在兩個層級小區負荷數值變化的基礎之上，來進行技術的調控。如果容量層小區負荷值比較低，就可以將UE進行轉移，讓其遷入基礎覆蓋層小區，從而能夠對于容量層小區進行關斷。在基礎覆蓋層小區負荷變高時，則可對其容量層小區進行喚醒，實現較好的節能效益。

在進行該項節能技術的應用時通常采取定制節能時段結合判斷負荷閾值完成部署，首先要對于所配置的節能時間段進行判斷，到達節能開始時間以后，進一步對于小區的負荷進行評測和估計，如果負荷能夠達到定制的閾值標準，再進行遷移UE，達到關斷容量層小區的狀態。

2.4 采用深度睡眠關斷技術

在NR系統中，可以通過兩種模式，來實現小區關斷的節能效果。首先就是小區閉塞。在該模式下，AAU只對于PA進行關閉。而另一種則是深度睡眠模式。在深度睡眠模式之下，AAU除了關閉PA，還對SOC、MCS等硬件，一同進行關閉。因此，深度休眠模式相比較于小區閉塞模式來說，其具有更加優秀的節能效果，但是在進行喚醒時，小區閉塞模式在速度上，要優于深度休眠。因此，對于二者而言，都能夠利用其進行小區的定時關斷，或者也可以在負荷水平的基礎上，進行小區關斷。基于此，在進行節能小區的喚醒時，也包含定時喚醒以及基于負荷喚醒兩種方式。

2.5 節能檢測數據的效驗

中國電信武漢分公司通過11個月試驗和推廣，大大降低了5G網絡的運行成本，提高了運營效益。采用符號關斷+通道關斷+深度休眠節能方案，漢口區域平均每日節省能耗11498kwh，節能比例為19.4%。平均每小區每日節省2.44kwh，全年預計節能約460萬kwh，以市內電價0.69元/千瓦時計算，漢口區域全年可節省成本約320萬元。后期還將在全市其他區域進行節能策略實施，如醫院、校園、車站、政府等重點場景部署符號關斷技術，而其他一般場景部署符號關斷+深度睡眠關斷，以更有效地降低基站閑時功耗[2]。

3 結束語

綜前所述，合理構建和布局節能型5G移動網絡，有序實施各項節能技術和策略，能進一步對相關設備運行狀態做出有效調整，不僅能讓用戶具有良好的體驗感，而且讓配套設備能夠低能耗、高功效運轉，大大降低設備的電量消耗，推動企業實現生產創新以及降本增效。