5G基站节能方案

祝海云，沈佳成，居新星

（中国电信股份有限公司 金华分公司，浙江 金华 315000）

0 引 言

网络规模越建越大，运营商能耗持续增长，以中国工信部发布的数据为例，2015年相比2011年运营商能耗增长近40%，而2020年相比2015年，能耗增长将达到60%左右。随着5G的建设以及5G有源天线处理单元（Active Antenna Unit，AAU）的大规模商用，相比于3G、4G主用的遥控射频单元（Remote Radio Unit，RRU），由于AAU的功耗较大，其能耗也将成倍的增长。5G定义了增强移动宽带（Enhanced Mobile Broadband，eMBB）、大规模物联网（massive Machine Type of Communication，mMTC）、超可靠低延迟通信（Ultra Reliable Low Latency Communication，URLLC）3大业务类型，使得5G小包突发性的业务不断增多，基站24 h不间断地工作，5G站点的日均能耗也将是4G的两倍多[1]。

3GPP在5G时代引入了大规模天线（Massive MIMO）和更大射频带宽等关键技术，5G支持更高的数据速率、更大的数据流量，因此需要更多的传输带宽，高频段的部署将是5G未来扩展的主要频段[2]。而高频段传输特性限制了站点的覆盖范围，从而使5G站点部署较为密集，而且增加站点所带来的能耗将会给运营商带来巨大的运营成本压力[3]。

1 如何节能

5G基站主要由基带处理单元（Building Base band Unit，BBU）、AAU、馈线、散热系统等组成。BBU和AAU是5G基站的主要部分，AAU就是RRU+天线的组合。BBU由电源板、风扇、基带板以及主控板组成[4]。AAU主要由数模转换（Digital to Analog Conversion，DAC）、 射频单元（Radio Frequency，RF）、功率放大器（Power Amplifier，PA）以及天线等部分组成，主要负责将基带数字信号转为模拟信号，再调制成高频射频信号，然后通过PA放大至足够功率后，由天线发射出去。

在整个基站系统中，负责处理信号编解码的BBU的功耗相对较小，而RRU/AAU和散热系统是功耗的主要来源。从射频模块的能耗分布来看，大部分能耗集中在PA上，占比约80%，同时也有20%的其他能耗。……