在移动通信网络中,基站是耗电大户,大约80%的能耗来自广泛分布的基站。越加密集的基站意味着更高的能耗,这是5G网络面临的一大成本挑战。
可是,5G基站是省油的灯吗?相对于2G3G4G,5G基站会更耗电吗?
答案是yes,至少现阶段的情况如此。
传输功耗:指功率放大器(PA)和射频(RF)部分所消耗的电量,其主要执行基带信号与无线信号之间的信号转换,馈电线的功耗包括在传输功耗之内。
计算功耗:指BBU消耗的电量,包括数字部分处理、管理和控制、与核心网和其他基站间通信等相关功耗。
额外功耗:指从市电引入到基站直流供电的整个转换过程中的额外损失的电量,也包括机房空调、制冷设备所消耗的电量。
首先,在传输中,基站功耗主要来自于射频单元,而射频单元中功耗占比最高的就是功放。功放对一定范围内的输入信号能够进行线性放大,而超过这个范围的输入信号会被失真放大,从而导致功放效率降低。为了提升功放效率,通过专门优化的数字预纠偏算法(DPD),对功放的非线性放大区进行预纠偏,能够使功放效率得到大幅提升。那么不难看出,DPD算法的优劣将会直接影响5G基站功耗效率。
其次,基站的数据处理部分也占用了较多的功耗开销,这一部分也存在较大的优化空间。通常,业内厂商针对成熟的商用产品,都会考虑采用专用集成电路(ASIC)芯片替代现场可编程门阵列(FPGA)芯片,用以降低功耗并提升运算效率。
此外,基站功耗与工作温度也密切相关。通常,工作温度越高,器件的漏电流越大,基站功耗也就越大。通过引入先进的散热技术,能够有效控制基站工作在合理的温度范围内,保证基站的功耗效率。
环境温度升高会导致基站工作温度升高,工作温度升高则导致器件的漏电流增大,进而导致基站功耗增加。通过数据中心式的散热/冷却技术引入基站,智能化能耗调节,动态休眠、载频/时隙关断技术等。可起到节约能耗的效果。