5G基站节能技术的探索

5G基站节能技术的探索

郭春东

中国移动通信集团广西有限公司崇左分公司  广西崇左市   552200

摘要:随着5G网络的快速发展，通信基站的数量也在不断增加。然而，传统的供电方式已经无法满足5G基站的能源需求，同时也带来了大量的能源浪费。通过优化电源系统设计，可以提高5G通信基站的能源利用效率。通过引入智能控制系统，可以实现5G通信基站的精细化管理。这种系统可以根据基站的实际运行状态和业务需求，自动调整其能源使用策略，从而实现最优的能源配置。通过实施能源管理和监控系统，可以实时监控5G通信基站的能源使用情况，及时发现并解决能源浪费问题。本文对5G基站节能技术展开探索，以供参考。

关键词：5G通信基站；供电技术；节能；智能化

引言

随着5G通信技术的快速普及，基站数量的不断增加，其能耗问题日益突出。传统的节能供电方式已经无法满足5G基站的能源需求，同时也对环境造成了严重的影响。因此，如何实现5G基站的节能成为当前研究的重要课题。

1.节能技术在5G通信基站供电技术中的应用

1.1高效节能设备的应用

随着5G时代的到来，通信基站的数量和功率需求不断增加，传统的供电方式已经无法满足节能环保的要求。因此，在5G通信基站供电技术中，高效节能设备的应用显得尤为重要。采用高效的电源设备，如高频开关电源、模块化UPS等，可以显著降低能耗，提高供电效率。这些设备具有体积小、重量轻、效率高、可靠性高等优点，能够适应通信基站对电源设备的各种要求。采用高效的空调制冷系统，如变频空调、热管空调等，可以实现精确的温度控制，降低能耗，提高能效比。

1.2优化供电网络结构

优化供电网络结构是实现5G通信基站节能的重要途径。通过对现有通信基站的供电网络进行改造，采用合理的配电方式和线路布局，可以减少线路损耗，提高供电质量。例如，采用多回路供电、环网供电等技术，可以提高供电可靠性，降低能耗。通过合理规划新建通信基站的供电网络，可以实现资源共享，降低建设成本。例如，将相邻地区的通信基站纳入一个供电系统，共用变电站、配电线路等基础设施，可以降低投资和维护成本。此外，还可以利用智能电网技术对供电网络进行实时监控和调度，实现动态优化，进一步提高节能效果。

1.3采用绿色能源和储能技术

随着全球气候变化和环境问题日益严重，绿色能源和储能技术的发展成为了解决能源危机和减少环境污染的重要途径。绿色能源，如太阳能、风能、水能等，具有清洁、可再生、低碳的特点，是未来能源发展的主要趋势。通过采用绿色能源，我们可以减少对化石燃料的依赖，降低温室气体排放，保护地球生态环境。储能技术则是实现绿色能源高效利用的关键。储能技术可以将多余的绿色能源储存起来，在需要时释放出来，从而实现能源的平衡供应。

2.智能化技术在5G通信基站供电技术中的应用

2.1人工智能与大数据分析在5G通信基站供电技术中的应用

人工智能与大数据分析技术在5G通信基站供电技术中的应用，可以提高供电系统的智能化水平，降低运行成本，提高供电质量和可靠性。通过人工智能技术对通信基站的能耗进行实时监测和分析，可以实现能源的合理分配和优化。通过对历史数据的学习，人工智能系统可以预测基站在不同时间段的能耗需求，从而实现按需供电，避免能源浪费。人工智能技术可以辅助实现基站供电系统的故障诊断和预防。通过对大量故障数据的分析和挖掘，人工智能系统可以发现潜在的故障隐患，提前采取预防措施，降低故障发生的概率。此外，大数据分析技术在5G通信基站供电技术中的应用，可以帮助运营商更好地了解基站的运行状况，为决策提供有力支持。

2.2物联网技术在5G通信基站供电技术中的应用

物联网技术在5G通信基站供电技术中的应用，可以实现基站供电系统的远程监控、智能调度和故障处理。通过将通信基站的供电系统与物联网平台相连接，运营商可以实现对基站供电系统的实时监控和管理。物联网技术可以实现对通信基站能耗的实时监测。通过对每个基站的能耗数据进行实时采集和上传，运营商可以实时了解各个基站的能耗状况，为能源管理提供依据。物联网技术可以实现对通信基站供电系统的智能调度。根据基站的实际用电需求和电网的供电能力，物联网系统可以自动调整基站的供电策略，实现供需平衡，降低能源浪费。物联网技术还可以实现对通信基站供电系统的故障预警和处理。通过对基站设备的实时监测，物联网系统可以及时发现异常情况，并通知运营商进行处理，避免故障扩大化。

2.3基于云计算的智能供电管理系统

随着云计算技术的发展，供电管理系统也在逐步向云端迁移。基于云计算的智能供电管理系统能够实现电力数据的实时监控、分析和优化，提高供电效率和可靠性。该系统通过收集各种传感器数据，如电压、电流、功率因数等，实时监测电网运行状态。同时，利用大数据和人工智能技术对数据进行深度挖掘，实现故障预警、负荷预测、设备维护等功能。此外，云计算平台还可以实现跨区域、跨部门的电力数据共享，为电力企业提供决策支持。

2.4自动化与远程监控技术的应用

5G通信基站作为新一代移动通信网络的关键设施，其供电系统的稳定性和可靠性至关重要。自动化与远程监控技术在5G通信基站供电技术中的应用，可以有效提高供电系统的运行效率和安全性。通过自动化技术实现基站设备的自动开关机、故障自诊断等功能，降低了人工干预的风险。利用远程监控技术实时监测基站电源设备的状态，及时发现并处理异常情况，避免故障扩大化。此外，自动化与远程监控技术还可以实现能耗的智能管理，通过数据分析和优化策略，降低基站的能耗，减少运营成本。

３.5G基站节能技术的应用

3.1亚帧静默在5G基站节能技术中的应用

亚帧静默技术是5G基站检测到部分下行亚帧（下行符号） 无数据发送时关闭射频硬件，从而降低基站功耗的技术。通过测试表明开启亚帧静默可实现10%左右的节电效果，对网络KPI无明显影响。

3.2 通道静默在5G基站节能技术中的应用

通道静默指多通道基站（64/32通道）在低负荷时通过关闭基站部分射频通道，从而降低基站功耗的技术。目前采用的主流方式是静默50%的通道，如64通道设备静默50%成为32通道设备，32通道设备静默50%后成为16通道设备。测试表明开启通道静默可实现20%左右的节电效果，小区边缘用户速率下降20-40%，小区其他区域用户速率基本不受影响。

3.3 浅层休眠在5G基站节能技术中的应用

浅层休眠是基站关闭5G基站中AAU的功放等模拟器件，AAU进入浅层休眠状态从而降低功耗。AAU进入浅层休眠状态之前， 要将在线用户迁移到相邻AAU，确保用户持续得到服务。AAU 从浅层休眠状态恢复至正常状态，所需时长在30秒以内。对于只工作在5G状态的5G基站，需要配置5G载波静默的网络负荷参数；对于同时工作在4G和5G状态的5G基站，需要分别配置4G和5G载波的网络负荷参数。相比空载，浅层休眠功能可实现AAU节电20%-50%。

3.4 深度休眠在5G基站节能技术中的应用

深度休眠是基站关闭5G AAU的功放、射频以及数字通路， 仅保留最基本的数字接口电路工作，从而降低功耗的技术。AAU进入深度休眠状态之前，要将在线用户迁移到相邻AAU，确保用户持续得到服务。AAU从深度休眠状态恢复至正常状态，所需时长在10分钟以内。相比空载，深度休眠功能可实现AAU节电40%-80%。 

结束语

随着5G通信技术的不断发展，5G基站的能耗问题将变得越来越严重。因此，必须采取有效的措施来降低5G基站的能耗，并实现供电系统的智能化。本文提出的直流供电方式、智能控制系统、太阳能发电技术等节能与智能化探索方法，同时基于5G物理层结构，提出了亚帧静默、通道静默、浅层休眠、深度休眠等节能应用，为解决5G基站节能问题提供了新的思路和方向。

参考文献

[1]薛恒彬.5G通信基站电源供电及备电策略[J].电气时代,2024,(02):12-14.

[2]郑文彬,宗邻双,朱鹏斐.5G通信基站供电技术的节能与智能化探索[J].长江信息通信,2023,36(12):221-223.