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探究真实的5G功耗:与什么相关?如何准确评估?

作者: 来源: 时间:2020-09-17

  关于第一个问题的答案,我们从各厂商在MWC2019上海展上介绍的几种降低5G基站功耗的核心手段,就能发现一些端倪:

  首先,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。

  此外,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。

  而第二个问题,如何评估5G基站功耗是准确的,关键点还是在于测试条件的统一。因为5G基站功耗与多个测试因素相关,任一因素的改变就会导致结果出现较大的变化。那么,5G基站功耗到底与哪些测试因素有关呢?

  1. 发射功率:发射功率越低,基站功耗越低。以20%的功耗效率为例,减少40W的发射功率将降低200W的功耗。

  2. 业务负载:基站的业务负载越高,调用的物理资源(PRB)就越多,功耗也就越大。如业务负载为100%时的基站功耗就远大于业务负载为30%时的基站功耗。

  3. 环境温度:环境温度升高会导致基站工作温度升高,如前文所述,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。

  4. 支持功能:基站支持的功能不同,也会导致基站功耗存在差异。例如,如果厂商考虑了基站后续的扩展能力,对电源、散热以及计算能力等方面做了预留。那么,相对于无扩展能力的基站,功耗也一定会有所提升。

  其实,厂商5G功耗的最优之争在集采测试时自然会有定论。为了保证集采测试结果是公允可信的,运营商集团公司会集结大量资深专家,采取严格的环境和平台审查标准,用多样本多用例的测试来试探各厂家基站功耗的最真实水平。这样不仅仅有助于运营商做出正确的判断,同时也将激励厂商不断创新,从而推进5G产业的正向发展。

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