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2021/6/25 15:20

5G节能就是让射频单元“睡觉”?你可能不知道爱立信有个潮汐功放技术

C114通信网  李明

C114讯 6月25日消息(李明)自5G正式商用以来,有关“运营商为了省电,晚上关闭5G基站”的报道时常出现。面对5G超高能耗,节能减排固然重要,但也不能为了节省电费,而粗暴的牺牲用户体验。

有没有“鱼和熊掌可以兼得”的解决方案呢?为此,爱立信近日推出基于Ericsson Silicon的创新射频单元节能方案——潮汐功放技术。在典型业务负荷时,潮汐功放技术可使射频单元功耗降低约20%,基站整体功耗降低约15%。更为人性化的是,该技术可在“非关断”的工作周期内高效节电,不会影响5G用户体验。

那么,5G降耗究竟有多重要?5G节能减排就是让射频单元“睡觉”吗?潮汐功放技术又有哪些不一样的节能“黑科技”呢?对此,爱立信东北亚区网络产品线部门总监吴日平在接受C114专访时为我们道出了其中的奥秘。

碳中和势在必行,5G时代亟需打破能耗曲线

当前,降低碳排放已成为关乎人类社会能否可持续发展的关键,世界主要经济体已经相继承诺在本世纪中叶达成碳中和目标。我国已全面确立了2030年前碳达峰、2060年前碳中和的目标。

对于ICT行业能耗大户通信运营商来说,践行碳中和也已势在必行。然而,运营商网络的碳排放量,一直随着网络升级和业务演进大幅增长。

比如5G海量基站部署将增加惊人的电费,造成OPEX大幅增加,将严重侵蚀运营商的利润,进一步增加运营商的负担,同时成为运营商实现碳中和目标的巨大挑战。

“每一代移动通信技术,带来技术能力提升的同时,当然也带来额外代价。从2G、3G4G,每一代移动通信技术的能耗水平都在增加。”吴日平指出,如果我们不努力突破,可能在5G时代虽然网络功能和性能更强大了,但网络整体的能耗也会比4G更高。

在吴日平看来,5G网络节能不仅仅是一种能力,更是一个行业责任。因此,爱立信提出要打破能耗曲线,要打破以前这么多代移动通信技术的能耗持续增长趋势,最终使5G网络整体能耗水平降低,达到4G甚至低于4G的能耗水平。

另辟蹊径:“不关断”也可节电的潮汐功放

目前,现网中的软件节能方向主要是以“关断”为主,例如符号关断、通道关断、载波关断、基站休眠等,这些技术也确实能带来比较好的能耗降低,尤其是没有业务的时间和区域,其节能效果良好。

但是技术创新的魅力不仅如此!节能就是让射频单元‘睡觉’吗?显然不是!创新的黑科技,还能使工作时的能效更高。”吴日平提出:“我们应该开始考虑能否更进一步,为运营商提供更灵活的选项,让基站在完全不休眠、完全不关断,也就是非关断的正常工作周期内如何同样做到节电?”

以国内运营商的典型无线网络为例,无线主设备能耗(射频单元+基带单元)占无线网络总能耗约50%,另外50%来自空调、电源等消耗;其中,射频单元能耗占无线主设备能耗约80%,射频模块占射频单元能耗约70%,其中PA占射频模块能耗约90%、是绝对的能耗大户。因此,通过技术创新,提升PA效率是无线网络节能的关键一环。

为此,爱立信另辟蹊径,利用硅芯科技赋能创新节能方案。据爱立信介绍,基于Ericsson Silicon(即基于爱立信先进的硅芯设计理念推出的多款全自研先进制程芯片),爱立信推出的潮汐功放技术,通过动态调整PA电压以提升PA效率——比如有业务情况下,可根据业务量高低,自动通过硬件算法实时优化功耗,在不影响性能的同时实现功耗的动态优化,可实现基站的能耗随业务变化实时动态调整。根据实验室测试结果,在典型业务负荷下,潮汐功放技术可使射频单元功耗降低约20%,基站整体功耗降低约15%。

工作和节能两不误背后的“黑科技”

“工作和节能两不误,让终端客户在无感的情况下实现节能。”吴日平坦言,要做到这一点,想法很容易,但实际上要克服的困难非常多,特别是如何不影响用户体验,如何正确预测理解话务量的变化,同时还是强调非关断的模式下,这对人工智能模型的准确度要求非常高,其中需要非常复杂的算法和非常强的算力才能实现。

硅芯科技的强大运算能力和人工智能的相关算法,是爱立信潮汐功放技术的两大核心。通过机器学习对现网业务负荷进行跟踪和预测,在不同的业务量下,爱立信数字中频芯片里集成的算法可自动调整PA的电压,让PA时刻工作在效率的最优点,达到整机效率最大化,将强大的硅芯算力转换为生产力。

潮汐功放技术,可以理解为软件节能方面的新突破,显著提升无线射频单元的功放效率,工作时亦能节电。与此同时,吴日平表示:这个技术虽然是软件节能,但也需要软硬件及算法的结合,因为打破能耗曲线是完整的端到端的多个技术的完整体系。

据了解,在爱立信为全球运营商提供的端到端产品,如无线产品、传输产品和RAN计算产品中,使用Ericsson Silicon的产品都拥有先进的算法和强大的处理能力。潮汐功放技术是基于Ericsson Silicon提供的最佳节能方案之一,从无线设备级到爱立信端到端全产品系列再到网络级节能均可持续改善Gb/W的能效,该方案可软件升级。

中国市场首发:助力运营商迈向“双碳”未来

而潮汐功放技术,这次也是在中国市场做全球首发,再次体现了爱立信对中国市场的高度重视。

吴日平强调:我们看到国内已经建成了全球最大规模的5G网络,国内对可持续发展也非常重视、对打破能耗曲线的需求非常高,所以我们把这个技术的全球首次发布放在国内去做。爱立信致力于做好中国数字经济的赋能者,中国5G技术创新的推动者,中国可持续发展未来的共建者。

“我们要做移动通信技术传统能耗曲线的颠覆者,打破能耗曲线,为运营商提供更绿色、更高效的新一代5G无线产品。”吴日平表示:为此,爱立信将以产品技术创新,力促“碳达峰,碳中和”。

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