点燃 5G 网络的能源困境，5G网络比4G网络节能90%第二部分

5G 在能源效率方面的最大挑战可能在于用例的增长。GSMA 表示，在已确定的提高效率的措施中，业界需要关注移动设备的电池寿命、加快淘汰低能效 2G 和 3G 网络的步伐、新型锂离子电池解决方案和冷却系统。站点级别。

与此同时，基础设施和辅助设备供应商已经在推动他们自己的、通常是定制的创新。例如，就在上周，诺基亚推出了它所谓的 AVA 能源效率服务，这是一种基于人工智能的解决方案，它声称可以将运营商的能源成本降低“高达”20%。

该服务将通过云提供，允许运营商在识别出流量特别低时关闭部分无线电网络。机器学习算法将确保在不影响网络质量的情况下最大限度地节省能源。

该公司表示，世界各地的一些(身份不明的)运营商已经在使用该服务，该服务以各种模式提供，包括独立的即服务选项或作为更广泛的托管服务合同的一部分。有趣的是，付款可以与服务为运营商提供的实际节省挂钩。

斯堪的纳维亚的主要竞争对手爱立信也一直在推动该行业解决所涉及的问题。在今年早些时候发布的一份详细报告——“打破能源曲线”——中，该公司概述了一系列创新，以及网络规划思维方式的细微变化，它大胆声称可以在不增加能源消耗的情况下将数据流量翻两番。

爱立信可持续发展负责人 Mats Pellback-Scharp说：“5G 代表了一系列全新的问题和潜在的解决方案，我们如何使其比前几代产品更节能。”

“通过仔细和详细的测试和分析，并使用整体方法，有可能实现我们建议的那种节能。”

Pellback-Scharp 表示，借助 5G，该行业可能有机会“回归基础”。“最重要的是，您需要准备网络。我们在这种方法中看到了四个重要的组成部分：提供最新的技术解决方案;启动节能软件;精确地构建和推出新技术;并以更智能的方式运营网络基础设施。

“我们认为，简单地添加新设备并保留现有网络设备几乎没有什么好处。5G 需要改变这种方法。我们的座右铭是少做但以不同的方式，基本上考虑一个完整的网络方法。”

Pellback-Scharp 扩展了“以最有效的方式准备网络”的主题，强调“我们的客户通常在低流量区域体验到最高的能耗，因为很多设备几乎一直在后台运行。然而，这些网站通常只承载约 20% 的总流量。这显然会导致效率低下。”

爱立信专家表示，相反，中高流量区域通常占流量站点的 30%，但通常承载高达 75% 的流量。

该公司建议，这种方法需要改变，服务提供商才能获得 5G 的好处，尤其是正在讨论的众多用例。该报告讨论了在需要的地方准确部署最合适的资产至关重要。因此，服务提供商将能够满足需求，例如在更密集的流量段中通过大规模 MIMO，并避免在流量较少的区域使用尺寸过大的设备。

与这个问题密切相关，根据 Pellback-Scharp 的说法，对于高效运营同样重要，“行业需要研究如何最好地利用频谱资产。考虑到 5G 网络将有多达 8 个频率来应对——低频段有 3 或 4 个，中频段有 2 个，高频段有另外两个。”

“动态频谱共享以及专注于更精简、多功能的 5G 就绪无线电系统也将在这里发挥关键作用，既可以实现 5G 网络的重要功能，又可以保持能源效率。”

他指出，最新的 5G 就绪系统将能够提供此类频谱共享，并允许在同一硬件上承载 4G 和 5G 流量。

已经提到了其他更以软件为中心和基于人工智能的技术，这些技术将能够通过 5G 网络在该领域产生更重大的影响。也许最重要的将是深度睡眠模式的部署。这里的基本思想是在没有流量的情况下选择性地关闭一个或多个设备。

这已经在 4G 中使用，但由于无线电接口的设计，其有效性受到限制。然而，在 5G 时代，情况发生了巨大变化，指定的四种睡眠模式都可以使用，而不是仅限于第一种模式。

5G 提供了在非流量条件下配置免传输时隙，以便能够激活所有更高级的节能睡眠模式。通常，由运营商决定网络性能和能源消耗之间的折衷方案。

第一级涉及在适当的时候关闭功率放大器，反馈表明这可以节省 20% 的能耗。在第 2 级和第 3 级中，RF 阶段的某些部分和天线的数字部分可以进入睡眠状态，据说可以节省高达 50% 的成本。计算表明，由于这些技术从一开始就被集成到规范和技术中，因此与 4G 相比，5G 网络有望将每千兆比特传输的能耗除以 10 倍。但是，大多数运营商认为，要到 2025 年之后才能获得全部收益。

预计在 5G 网络中部署大规模 MIMO 会降低能源效率。它们仅在通信光束的方向上传输信号，而不是像前几代那样在大范围内传输信号。由于可以同时使用多个波束，每个波束都能够重复使用小区的频率，因此实现的效率是通过 MIMO 可以提供的显着提高的吞吐量来实现的。

基本上，由于其紧密集成的设计，此类天线通过结合无线电元件、模拟电路和用于波束管理的数字电路，将功率放大器集中在天线罩上。

因此，虽然 5G 确实会大大增加移动行业的能源消耗，但许多进步将确保更多天线和基站的影响实际上可以带来更好的能源效率。