陳健

摘? ?要：隨著社會(huì)的發(fā)展、科技的進(jìn)步，我國各行各業(yè)有了新的要求。人們生活水平在不斷提高，節(jié)能減排已經(jīng)成為我國社會(huì)發(fā)展中的基本原則。由于我國5G時(shí)代下各種業(yè)務(wù)多樣化，終端連接和數(shù)據(jù)流量呈爆發(fā)式增長，造成能量和數(shù)據(jù)間的矛盾不斷深化。文章對基于AI技術(shù)的5G基站智能節(jié)能科技進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：AI技術(shù);5G基站;節(jié)能;人工智能

時(shí)代不停發(fā)展帶動(dòng)了新技術(shù)的發(fā)展，節(jié)能減排是通信行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。伴隨著5G時(shí)代的到來，我國通信業(yè)務(wù)的種類及其終端連接方式的豐富給通信行業(yè)的節(jié)能減排工作帶來了巨大的挑戰(zhàn)。本文分析了5G基站的基礎(chǔ)節(jié)能技術(shù)，在此基礎(chǔ)上提出智能節(jié)能科技，不斷實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)的節(jié)能方案，保證用戶在正常使用下提高能源的利用效率，帶動(dòng)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

1? ? 5G基站的概述

要想保證移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量和覆蓋率，我國的運(yùn)營商需要在全國范圍內(nèi)建設(shè)無數(shù)臺無線基地，基站的分布范圍廣、數(shù)量多、消耗的能量比重大，特別是5G時(shí)代下，數(shù)據(jù)流量暴增，對于運(yùn)營管理和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)都是巨大的挑戰(zhàn)?；诖?，需要深入研究5G基站智能節(jié)能科技來降低能耗消耗，以實(shí)現(xiàn)可觀的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。一般來說，5G基站能耗包含傳輸能耗、計(jì)算能耗、其他能耗。5G基站能耗構(gòu)成如圖1所示。

2? ? 基于AI技術(shù)下的5G基站智能節(jié)能科技

2.1? 基礎(chǔ)節(jié)能技術(shù)

目前，我國5G基站的基礎(chǔ)節(jié)能技術(shù)包含兩類：首先是硬件節(jié)能，其次是軟件節(jié)能。硬件節(jié)能能夠降低5G基站設(shè)備的基礎(chǔ)能量消耗，而軟件節(jié)能可以在業(yè)務(wù)負(fù)荷狀態(tài)下對計(jì)算的資源進(jìn)行合理的分配，實(shí)現(xiàn)基站設(shè)備的高效運(yùn)行。通過硬件節(jié)能和軟件節(jié)能提升系統(tǒng)性能，大大減小芯片的面積，讓設(shè)備在低功耗的模式下進(jìn)行工作，最大限度提升設(shè)備資源的使用效率。

就目前的基礎(chǔ)節(jié)能技術(shù)而言，常用的基礎(chǔ)節(jié)能關(guān)斷措施有：（1）符號關(guān)斷，使用符號關(guān)斷功能能夠在網(wǎng)絡(luò)低負(fù)荷時(shí)不連續(xù)發(fā)射，以降低功放模塊消耗的功率。（2）載波關(guān)斷，在多層覆蓋的組網(wǎng)場景時(shí)，一個(gè)載波可以進(jìn)行基礎(chǔ)覆蓋，另一個(gè)載波用來做容量補(bǔ)熱，達(dá)到能源節(jié)約的目的。（3）通道關(guān)斷，通道關(guān)斷即在夜間空閑時(shí)關(guān)閉部分射頻通道的發(fā)射功率，更好地實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。

2.2? AI技術(shù)在5G基站上的應(yīng)用

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對于5G業(yè)務(wù)的不同需求，促使5G建設(shè)成為一個(gè)長期而緩慢的過程。相對來說，傳統(tǒng)的運(yùn)營模式無法滿足5G基站的實(shí)際需求，需要借助人工智能（Artificial Intelligence，AI）技術(shù)解決相關(guān)數(shù)據(jù)分析和動(dòng)態(tài)模擬的形式?；贏I技術(shù)下的5G基站智能節(jié)能科技主要包含以下功能：一是預(yù)測業(yè)務(wù)。二是選擇不同的節(jié)能策略。根據(jù)預(yù)測的結(jié)果，AI可以支持選擇最優(yōu)的策略進(jìn)行合理調(diào)整，達(dá)到最優(yōu)的節(jié)能目標(biāo)。AI可控制多網(wǎng)協(xié)同有效識別多層覆蓋小區(qū)、基礎(chǔ)覆蓋小區(qū)和補(bǔ)熱小區(qū)。讓熱點(diǎn)覆蓋小區(qū)，根據(jù)業(yè)務(wù)變量化進(jìn)入節(jié)能狀態(tài)，達(dá)到節(jié)能效果。三是識別場景。根據(jù)不同的場景，有效制定場景關(guān)斷節(jié)能策略。

2.3? 基于AI技術(shù)下的5G基站智能節(jié)能科技的工作步驟

相對來說，我國傳統(tǒng)4G網(wǎng)絡(luò)中，PA在RRU設(shè)備上消耗的能量高達(dá)80%左右，一般采用關(guān)斷的方式進(jìn)行節(jié)能。在5G的背景下，能量的消耗主要包含TRX功耗、PA功耗及其數(shù)字基帶功耗3個(gè)環(huán)節(jié)，其中AAU設(shè)備能耗占據(jù)總功耗的80%。如果傳統(tǒng)4G關(guān)閉PA的方式不能滿足節(jié)能的效果，需要采用新的技術(shù)方法才能達(dá)到良好的節(jié)能效果。在5G網(wǎng)絡(luò)中深度休眠將會(huì)成為一種常態(tài)。低業(yè)務(wù)場景下，增強(qiáng)符號的關(guān)斷、增強(qiáng)通道關(guān)斷、多層覆蓋下的載波關(guān)斷是常用的節(jié)能方式，5G基站關(guān)鍵節(jié)能技術(shù)如圖2所示。

目前，基于AI技術(shù)下的5G基站智能節(jié)能科技的工作步驟如下。首先根據(jù)網(wǎng)管及其數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)獲取的基站性能、CDT、MR等作為數(shù)據(jù)來源，然后對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行構(gòu)建、整理、篩選預(yù)處理，然后借助機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行智能場景的識別，確定科學(xué)的節(jié)能關(guān)斷方案，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的節(jié)能效果。根據(jù)關(guān)斷方案設(shè)置節(jié)能門限閥值。將各項(xiàng)綜合節(jié)能策略發(fā)布到網(wǎng)管，嚴(yán)格執(zhí)行5G基站的節(jié)能操作，如深度休眠、載波關(guān)斷、符號關(guān)斷等。

3? ? 結(jié)語

我國的5G基站智能節(jié)能科技是一個(gè)長期而緩慢的系統(tǒng)工作，需要硬件和軟件的有效整合，深入技術(shù)創(chuàng)新，結(jié)合新架構(gòu)、新工藝、新方案、新材料、新技術(shù)、新設(shè)計(jì)，不斷降低5G基站設(shè)備的基礎(chǔ)功耗消耗，然后科學(xué)地引入AI技術(shù)到通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的各個(gè)環(huán)節(jié)中，以此保證資源的合理分配，優(yōu)化用戶體驗(yàn)。只有大大降低運(yùn)營商opex的成本，才能促進(jìn)我國運(yùn)營商的健康發(fā)展，提升其市場競爭力。

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