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[分享] 为何5G基站高功耗?

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发表于 2020-8-3 23:35:06 | 显示全部楼层 |阅读模式
要实现5G移动通信,首先需要部署大量的5G基站,包括宏基站和小基站(也称分布式基站),基站能耗主要以电为主,随着电力成本的增加,移动网络的扩大,基站机房电费支出也水涨船高,因此才会出现中国联通需要定时开关机5G基站的情况。

目前5G基站能耗主要集中在基站、传输、电源和机房空调四部分,而其中基站的电费支出占整体网络能耗的80%以上。而在基站能耗中,负责处理信号编码的基带单元(BBU)的功耗相对较小,射频单元(RRU/AAU)的功耗相对较大。

根据去年华为发布的《5G电源白皮书》显示,从4G演进到5G,虽然单位流量的功耗大幅降低了,但是5G总功耗相比4G还是大幅增加的。预计在5G时代,64T64R AAU最大功耗将会达到1000~1400W,BBU最大功耗将达到2000W左右。

在5G时代,一站多频将会是典型配置,预测5频以上站点占比将从2016年3%增加到2023年45%。一站多频将导致整站最大功耗超过10kW,10频及10频以上站点功耗超过20kW,多运营商共享场景下,功耗还将翻倍。

就目前来说,5G基站相比4G基站功耗提升了3倍以上,加上由于覆盖范围的衰减,5G基站的需求量成倍增加,因此,对于运营商而言,5G基站的高功耗成为了制约5G建网的首要原因。

随着5G网络走向低/高频混合组网,为满足网络容量增长的业务需求,大量的末梢站点将会被部署,网络站点数量将会出现大幅增加,整个网络的功耗将会呈倍数增长。

微信图片_20200803233351.jpg 图1:5G基站能耗变化

在英飞凌的程文涛看来,5G时代除了宏基站,还需要大量的小基站,另外边缘计算的服务器也会大幅增加,这些对电源都会有新的要求。

MPS的卢平解释说,5G基站能耗的大幅提升原因主要有两个,一是天线数量的增加,现在一般需要使用64T64R的矩阵天线,矩阵天线的使用可以实现波束赋形,支持更多的用户,覆盖更大的范围,实现更长距离的通信,同样也大幅提升了能耗;二是强大算法的支持需要用到高性能的FPGA,及处理器,这些都需要消耗大量的电能。因此现在最重要的任务就是降功耗。

微信图片_20200803233354.jpg 图2:5G带来的好处
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