面對備受關注的網絡能耗挑戰，即將到來的5G最新演進版本R18引入了哪些節能創新？
R18節能創新主要包括網絡能耗模型和網絡節能技術兩方面。網絡能耗模型為行業評估創新節能技術構建了統一的標準，利于產業鏈聚力推進網絡綠色化加速發展。網絡節能技術包含跨空域、時域、頻率域和功率域的多項創新技術，可更加靈活動態地匹配業務特征，實現更加精細化的節能機制。
作為全球領先電信設備供應商，愛立信已提出以“卓越性能、綠色低碳、賦能增長、高度自智”為四大支柱，打造“價值驅動的卓越網絡”的戰略規劃，將“綠色低碳”列為5G下一波演進和發展的重要內容。那愛立信為R18階段的網絡節能發展做出了哪些貢獻？
“作為R18節能標準的重要推動者，愛立信不僅在定義網絡能耗模型上做出了重要貢獻，尤其是貢獻了Cat 1模型，還發布了一套獨門絕技…..”在以下視頻中，愛立信專家們將給你帶來關于R18節能創新的精彩解讀。
誰是網絡能耗大戶？廣泛分布的基站。據統計，無線接入網（RAN）的能耗占移動網絡總能耗的70%至85%。無疑，降低RAN網絡能耗是運營商實現節能降本的關鍵。
鑒于此，3GPP從R18開始更加關注RAN網絡能耗，啟動了網絡節能研究項目，旨在通過定義網絡能耗模型和評估方法、研究節能技術，最大限度地提升RAN網絡能效。
無標準不成方圓。為了公平、高效、精準地評估和比較未來各種節能技術的潛力，R18將之前版本已定義的UE側的功耗建模和評估方法適配至基站側，首次定義了網絡能耗模型。
網絡能耗模型主要定義了參考無線配置集和五種功耗狀態，并定義了五種功耗狀態在參考無線配置下的相對功耗和轉換時長。參考無線配置包含與基站功耗密切相關的頻率范圍、發射天線數量、發射功率等參數。五種功耗狀態分別是上行激活（Active UL）、下行激活（Active DL）、微休眠（Micro sleep）、淺層休眠（Light sleep）和和深度休眠（Deep sleep）。轉換時長指進入和退出不同休眠狀態所需要的時間。通常，休眠程度越深，關斷的組件越多，也意味著關斷和激活所需的時間越長，因此微休眠的轉換時間達微秒級，而淺層休眠和深度休眠則需要幾毫秒和幾十毫秒。
圖片來源：愛立信
網絡能耗模型的誕生對于網絡節能減排發展意義重大。首先，產業鏈有了統一的標準，不同廠商可在統一的標準下研究和評估網絡節能技術，利于促進行業技術交流和合作，加速推動網絡向綠色低碳方向發展。其次，該模型面向當下及未來設計，考慮了未來軟硬件發展趨勢，可作為未來五年甚至更長時間的網絡節能技術評估“標尺”，對于行業長期持續提升網絡能效有著非常重要的指導意義。再者，更多的功耗狀態意味著網絡節能手段更豐富、休眠顆粒度更細，利于促進以精細化的節能機制動態響應網絡業務變化，實現在保障業務體驗的前提下最大化提升網絡能效。
作為R18網絡節能項目的重要參與者，愛立信在定義網絡能耗模型上做出了重要貢獻，尤其是貢獻了Cat 1模型。該模型基于優化的軟硬件和架構，以及未來可實現的技術，使得五種功耗狀態可定義更低的相對功耗和轉換時長。以深度休眠為例，傳統深度休眠所需轉換時長通常在5分鐘以內，而在Cat 1模型下僅為50ms，轉換時間縮短了6000倍，意味著可提供更多的忙時節能機會，對未來提升整網能效有著不可估量的潛力。
就每比特能耗而言，隨著Massive MIMO等新技術引入，5G NR比前幾代移動通信技術更加節能。有運營商研究指出，5G網絡能效是4G的20至30倍。那如今為何5G網絡能耗依然居高不下？
一個重要的原因是，網絡能耗無法動態精準匹配業務變化，存在嚴重的能源浪費問題。比如，小區容量是按照高峰時段的業務需求而設計的，但小區業務量隨時間變化而變化，通常在一天24小時內處于業務高負荷狀態的時段很少，大多數時間處于中低負荷狀態，到了夜間甚至處于零負荷狀態，這就導致了網絡在大部分時間內會產生大量無效功耗。而隨著5G網絡和業務不斷發展，站點變得越來越多，并使用更多的天線、更大的帶寬和更多的頻段，這種“浪費”現象會進一步加劇。
對此，R18研究了空域、時域、頻率域和功率域中的多種節能技術，旨在通過精細、及時地調整無線和硬件資源的方式來動態響應業務變化，并確保網絡性能不受影響。
圖片來源：愛立信
比如，在空域方面，5G AAU設備內有大量空間元件，包含64個甚至更多的射頻通道，每個通道都有PA、LNA等功耗器件，如果所有這些器件一直處于激活狀態，就會產生大量不必要的無效功耗。而R18引入了動態天線適配技術，可根據小區業務變化動態關斷相關器件。
與傳統粗放式的通道關斷技術不同，R18動態天線適配在關斷器件時不僅更靈活、關斷粒度更細，而且引入了一項重大創新，即可根據終端反饋的信道狀態信息來作出更優化的關斷決策，從而可在確保網絡性能不受影響的前提下最大化降低AAU能耗。
在時域方面，R18引入了Cell DTX/DRX （小區不連續發射和不連續接收）技術，可通過周期性地關閉數據業務的發送和接收的方式來節省功耗。Cell DTX/DRX與終端側的DTX/DRX同步，網絡會將小區關閉周期告知終端，當小區關閉發送和接收時，終端也同時停止發送和接收，從而也更利于終端節能。
再比如，在功率域方面，R18 動態功率適配技術可根據終端與基站之間的距離，靈活動態調整小區發射功率。在頻率域方面，R18 Scell SSB-LESS技術可在載波聚合場景下省去或減少SSB、SIB等公共信道傳輸，讓小區在低負荷場景下實現如同關閉SCell一樣的節能效果。
為幫助運營商打破能耗曲線，愛立信一直致力于網絡節能技術研究，并不斷推出更加節能的產品和解決方案。其中，愛立信已發布了一款名為Booster Carrier Sleep的節能功能，受到行業廣泛關注。
Booster Carrier Sleep是一項基于多層網的節能技術，可根據業務需求動態激活和關斷載波。比如，當基站負荷較低時，可通過關斷容量層的小區/載波、保留覆蓋層的方式來實現節能。
據愛立信專家介紹，Booster Carrier Sleep具有“自動化”和“全天候”兩大亮點。自動化，即根據業務需求自動化休眠和激活小區/載波。全天候，將節能時間從傳統的0點到6點，拉長到0點到24點，從而能讓小區/載波在更多的時間里處于休眠狀態，進一步降低網絡能耗。同時，該技術可在小區休眠之前將用戶切換到其他載波/小區或制式之上，能確保網絡性能和用戶體驗不受影響。
值得一提的是，Booster Carrier Sleep并非只是一個創新的軟件功能。由于“自動化”和“全天候”增加了淺層休眠和深度休眠的次數，即增加了激活和關斷硬件組件的次數，會對硬件損壞率帶來影響，它還需在硬件方面進行重大創新。
網絡節能，勢在必行。從首次定義網絡功耗模型，到引入 “細致精當”的多域節能技術，再到愛立信推出Booster Carrier Sleep，不難看出，一場轟轟烈烈的網絡節能浪潮正從R18開始涌起。面向未來，相信隨著AI加速引入、軟硬件能力持續提升，更加精細化、智能化的節能技術持續涌現，行業終將能徹底打破能耗曲線，實現綠色低碳可持續發展愿景。
