“對癥下藥”破解5G高功耗難題

黨博文

5G時代，移動基站數(shù)量巨大，分布廣泛，應(yīng)用條件千差萬別，基站性能的好壞極大地影響網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量和運行維護成本。因此，在保證網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的前提下，如何讓基站“降能耗、提性能”，是當(dāng)前無線通信設(shè)備廠家面臨的關(guān)鍵問題。

“目前，5G基站總體能耗主要集中在基站、傳輸、電源和機房空調(diào)四部分，而其中基站的電費支出占整體網(wǎng)絡(luò)能耗的80%以上。”華為中國運營商無線網(wǎng)絡(luò)與云核心網(wǎng)高級專家孫昊在接受《通信產(chǎn)業(yè)報》（網(wǎng)）全媒體記者采訪時表示，基站能耗中，負責(zé)處理信號編解碼的基帶單元（BBU）的功耗相對較小，而射頻單元（RRU/AAU）是功耗的主要來源。

眾所周知，基站能耗以電為主，隨著電力成本的增加，移動網(wǎng)絡(luò)的擴大，基站機房電費支出逐漸增大。特別是在5G時代，不僅功耗提升了三倍以上，并且由于覆蓋范圍的衰減，5G基站的需求數(shù)量又是成倍增加，因此，對于運營商而言5G基站的高功耗甚至成為了制約5G建網(wǎng)的首要原因。在孫昊看來，影響基站能耗的因素主要因素有五大方面，一是基站配置引出的發(fā)射功率、擴展能力等;二是業(yè)務(wù)負載的影響;三是散熱及耐熱可靠性;四是器件不同能效比的影響;五是設(shè)備運行環(huán)境溫度等。

對此，為了實現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)性能和用戶體驗不受影響的前提下極致提升網(wǎng)絡(luò)節(jié)能效果，華為推出了PowerStar三級節(jié)能方案，旨在助力運營商達成節(jié)能目標(biāo)。

具體來看，華為PowerStar三級節(jié)能解決方案通過人工智能等創(chuàng)新技術(shù)，在設(shè)備級、網(wǎng)絡(luò)級、站點級實現(xiàn)2/3/4/5G端到端綜合節(jié)能，以“保障KPI平穩(wěn)前提下，最大化能耗節(jié)省”為目標(biāo)，通過智能化的AI節(jié)能平臺和專家經(jīng)驗，調(diào)用節(jié)能特性并設(shè)置精準(zhǔn)的節(jié)能參數(shù)，助力運營降低網(wǎng)絡(luò)能耗。

“通過AI平臺工具實現(xiàn)精準(zhǔn)共覆蓋識別，多頻多制式協(xié)同節(jié)能等能力最大化節(jié)能效果，基于智能節(jié)能平臺對節(jié)能效果和KPI影響做實時監(jiān)控，迭代調(diào)優(yōu)節(jié)能參數(shù)進行實時優(yōu)化，避免因節(jié)能而影響網(wǎng)絡(luò)體驗。”孫昊表示，PowerStar端到端節(jié)能方案可以助力客戶通過自動化工具平臺實現(xiàn)自動下發(fā)策略并實時監(jiān)控優(yōu)化，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)級快速部署，獲取節(jié)能收益。

此外，正如家用電器過熱會導(dǎo)致效率的降低和能耗的升高，基站也需要強散熱以保證高能效。

孫昊表示，華為采用了先進的仿生散熱技術(shù)，輥壓接合散熱齒，這是一個AAU內(nèi)部的循環(huán)散熱系統(tǒng)，通過華為專利液體在AAU內(nèi)部汽化-液化-汽化的循環(huán)，使基站的整體散熱能力提升20%，從而達到降耗的目的。

近年來全球移動寬帶業(yè)務(wù)持續(xù)快速發(fā)展，無線網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前3G、4G、5G多制式共存，有十幾種頻段，站點數(shù)也在不斷增加。日益復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)帶來能耗快速增加，多模多制式之間的耦合，也給節(jié)能帶來極大挑戰(zhàn)。

為了提升功放效率，華為采用專門優(yōu)化的數(shù)字預(yù)糾偏算法（DPD），對功放的非線性放大區(qū)進行預(yù)糾偏，使得功放的線性放大區(qū)間得到極限延伸，同比業(yè)界可降低10%功放能耗。

在當(dāng)前5G部署環(huán)境中，5G基站主要以直流供電方式為主，而針對機房，華為也開發(fā)了一套針對站點機房的節(jié)能方案，通過把原有無線AAU/RRU機房內(nèi)取電改造成機房外取電，節(jié)省機房空調(diào)，同時還降低了機房租金，實現(xiàn)了節(jié)電降租。

據(jù)孫昊介紹，該方案平均每站可節(jié)省運營成本2萬元/年，有效助力運營商進行5G建設(shè)。