5G移動網絡綠色通信關鍵技術研究

林澤淳

（中通服中睿科技有限公司，廣東 廣州 510630）

0 引 言

為了順應物聯網和互聯網匹配的技術變革發展趨勢，需要整合5G移動網絡應用體系，發揮關鍵技術的應用優勢，共同打造完整的技術運行方案，從而整合技術流程，在滿足業務需求、頻率規劃以及技術處理方案的同時，提高綠色通信的時效性。

1 5G移動網絡綠色通信關鍵技術研究現狀

一方面，對設備級節能技術的研究，主要是借助優化基站耗能器件一定程度上提高整體基站運行過程的能量效率，從而減少工作能耗產生的影響，匹配業務特性，維持耗能器件調度方式的靈活性，進一步滿足節能降耗的目標。目前，對其展開的研究主要集中在器件基本性能升級方面，利用更加合理的功放處理機制，為業務傳輸打造更加合理的控制模式，依據業務量的變化以及用戶QoS調控器件的具體功率參數[1]。

另一方面，主要集中在對站點級節能技術的研究，在傳統的基站功耗應用控制體系內，受天線、饋線等基礎器件應用效率的影響，基站射頻的總功耗比重較大，而利用設備級節能技術應用體系能配合資源調度策略建立更加高效的傳輸機制，維持鏈路傳輸功率模式，從而維持傳輸功耗的合理性。

綜上所述，結合《5G基站節能技術白皮書（2020）》的相關內容可知，目前5G移動網絡綠色通信關鍵技術將重點落在設備級和站點級，并且也逐漸延伸到網絡級節能技術方案，從而打造更加多元的綠色通信平臺。

2 5G移動網絡綠色通信關鍵技術內容

2.1 超密集異構網絡技術

5G移動網絡綠色通信關鍵技術方案內，超密集異構網絡技術體系具有重要優勢，能在滿足5G移動網絡對流量增長需求的同時，實現功率的處理，增加對應節點，從而維持技術應用效果，并且為進一步創設良好技術方案和應用框架提供保障[2]。

首先，5G移動網絡構架體系內，部署的站點數量若是超出預期，則需要在滿足無限節點數量要求的同時，確保對應的節點布置模式能為用戶創設更加合理的應用空間，并且實現1∶1用戶數和站點數的比例模式，用戶也能和節點形成對應匹配體系，提高通信網絡服務的整體應用效率。

其次，超密集異構網絡技術的應用過程中，其應用流程就是綠色通信應用體系的關鍵，但是也會增加網絡拓撲模式的復雜程度。相較于移動通信系統不兼容的問題，技術應用方面的升級更加關鍵。因此，在網絡中實現不同任務的過程中建構更加合理且有序的節點感知模式，匹配網絡動態部署方案和節能處理模式，能有助于技術升級[3]。

再次，在超密集異構網絡技術應用體系中，異構網絡部署最關鍵要解決的問題就是部署位置和密度，在統一扇形區域內增設小站，從而維持基站網絡流量分擔目標，確保整個網絡應用效能的合理性，也能最大程度上減少布設能耗，降低干擾和用戶稀疏區的能量損耗[4]。

最后，借助高效能的Pico部署機制，配合有線處理方式就能實現回傳，建構完整的宏觀-微觀協同體系，確保能借助X2接口建立應用平臺，且網絡負載能力和抗干擾管理能力也隨之增強。例如，eNodeB站之間扇區半徑為500 m，其整個覆蓋區域內仿真數量為170次，配合網元能效變化就能甄選最佳的部署方案，最終結合站點數量的密集性，確保部署方案應用效果符合預期[5]。密集化高效能部署中，距離為370 m，角度為60°，在相應位置或者是附近位置設置Pico，按照（370 m，60°）（320 m，30°）（370 m，60°）以及（320 m，90°）等情況完成Pico的部署配置，此外還包括（320 m，30°）（370 m，60°）（370 m，60°）（320 m，90°）等模式配置。

2.2 自組織網絡技術

在推廣5G移動通信網絡下綠色通信方案的過程中，還要全面整合具體的技術應用框架，匹配自組織網絡技術體系，維持多元應用結構的穩定性。并且，在自組織網絡模型中要將網絡部署和運維方式轉為網絡化管理體系，改善傳統人工處理方式產生的資源浪費，從而整合具體的部署結構，為綜合發展提供保障[6]。此外，應用自組織技術還能升級智能化部署、運維目標以及網絡拓撲自配置等，利用不同形式的應用結構最大程度上提升SON分布式架構的運行效率，維持技術處理水平的同時，夯實技術控制和綠色通信應用基礎。

2.3 高效能網絡拓撲控制機制

主要是利用高效能Small Cell建構控制機制，并兼具休眠、喚醒功能模塊，可以匹配5G技術的密集化部署要求，在建構完整判別準則的同時應用在網絡運營維系結構中，為網絡能效最優化提供保障[7]。

2.3.1 Small Cell休眠-喚醒機制

結合移動網絡流量的應用狀態，建構更加貼合不均勻特性和動態波動特性的應用模式，在維持數據量休眠-運行狀態平衡的基礎上，還能結合數據量激活小站，并減少干擾方法。目前，較為常見的處理方式分為以下幾種。一是不進行休眠-喚醒，二是大時間尺度節能休眠-喚醒三是半靜態休眠-喚醒，四是理想動態休眠-喚醒。其中，應用最為廣泛且時間持續處理方面最靈活的是半靜態休眠-喚醒方案，能夠利用移動通信流量負載參數、用戶到達或離開的數量以及數據包傳輸完成率等評判準則進行評估。對應的性能增益數值如表1所示。

表1 性能效益分析數值

2.3.2 網絡拓撲控制機制實施流程

依據網絡能效的判定準則，結合宏觀-微觀協同判定的方式，全面分析休眠-喚醒狀態的應用要點，從而落實具體的處理工序，以便于各個活躍小站和休眠小站都能實現能效最優Small Cell聯合處理目標[8]。

首先，設定小區具體情況參數，結合計算分析網絡效能數值。其次，計算并且估算休眠時各個小組活躍度以及網絡能效數值，將其和預估參數予以對比，篩選出高于預估參數的小組站，然后對其進行針對性的順序指導和計量分析，并且要依據休眠狀態喚醒要求、宏觀順序處理機制以及休眠喚醒操作要點，確保小站聯合休眠-喚醒狀態符合預期。具體流程如圖1所示。

圖1 流程圖

2.4 新型網絡架構技術

相較于傳統的蜂窩網絡小區架構體系，為了更好地滿足5G應用要求，要對小區架構予以更加合理的控制，并且解決5G應用模式中對架構體系運行和更新產生的問題。結合相關數據可知，無線用戶在室內的時間約占80%以上，室內語音業務和室內數據業務的對應比例一般是在50%和60%左右。利用新型網絡架構技術就是為了能打造更加合理的場景模式，減少建筑物穿透損耗產生的資源浪費，并且利用新型的蜂窩架構將室內用戶和室內無線接入點連接在一起，建構完整的通信連接模式，不僅能保證接地點信息發射和接收的規范性，還能打造多距離高速率通信體系[9]。

這種技術體系和應用方案充分順應了網絡級節能技術的應用發展趨勢，將全網優化作為能耗處理的關鍵，利用小站縮短用戶和接入點之間的傳輸距離，確保能減少傳輸功耗，并且配合UDN技術，更好地減少系統處理的復雜度，維持協作通信網絡應用的整體水平。

2.5 D2D綠色通信技術

隨著5G技術的不斷發展進步，網絡容量的拓展及頻譜效率的升級非常關鍵，因此豐富通信模式的綠色通信技術方案更加具有應用優越性，能在蜂窩系統基礎上建立更加合理的數據傳輸模式，確保數據終端傳輸的整體效果符合預期。與此同時，D2D綠色通信技術還能結合無線資源分配機制以及計費識別機制實現端通信目標，為節能降耗提供保障，實現經濟效益和環保效益的和諧統一[10]。

3 結 論

節能減耗理念不斷滲透到各個行業，將其應用在通信網絡技術模式時要秉持能源節約原則，將層級化關鍵技術應用流程作為關鍵，整合技術要點，維持5G移動網絡綠色通信關鍵技術應用的合理性、規范性以及可靠性，共同促進移動通信網絡可持續健康發展。