5G無線網(wǎng)絡能效評估（2022年）

5G無線網(wǎng)絡能效評估白皮書（2022年）PAGEPAGE1目錄國家雙碳戰(zhàn)略加速移動網(wǎng)絡綠色低碳發(fā)展 2國家雙碳戰(zhàn)略要求 2綠色網(wǎng)絡評估方法有待完善 35G無線節(jié)能技術(shù)和能效評估研究進展 65G綠色節(jié)能技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新 6設(shè)備維度 6站點維度 8網(wǎng)絡維度 85G網(wǎng)絡能效評估研究進展 9相關(guān)標準化組織研究進展 9相關(guān)行業(yè)組織研究進展 10現(xiàn)有研究成果的局限性 115G多維網(wǎng)絡能效評估方法 14評估目標 14評估方法 15宏觀層面 15微觀層面 17后續(xù)展望 18標準化 18網(wǎng)絡實踐 19縮略語列表 20參考文獻 21國家雙碳戰(zhàn)略加速移動網(wǎng)絡綠色低碳發(fā)展國家雙碳戰(zhàn)略要求2021285203020215G5G5G1.05G1.0（2022）PAGEPAGE17等提出具體的能效改進要求。1.1101.2綠色網(wǎng)絡評估方法有待完善過去兩年多，突如其來的疫情加速了數(shù)字化的進程，遠程辦公、線上教育等被廣泛接受。為了滿足大眾隨時隨地體驗良好網(wǎng)絡性能的20301.32030100Mbps5G5G4G5G-MIMO5Gbit/J5G5G5G202520%C2本白皮書將在隨后的章節(jié)就中國移動和華為等近期研究的能效評估方法進行詳細描述，希望為產(chǎn)業(yè)做出相關(guān)的探索和啟示。5G無線節(jié)能技術(shù)和能效評估研究進展5G綠色節(jié)能技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新5G設(shè)備維度D-RAN60%，40%PUE值。基圖2.1站點功耗組成RRU，AAUAAUGaNDPD5GRBC設(shè)備除硬件效率持續(xù)提升外，還需軟件技術(shù)持續(xù)演進降低模塊在運行態(tài)的功耗。在5G5G50%以上。站點維度BBU5GC-RANC-RAN網(wǎng)絡維度階段。2G/3G自動化階段，隨著技術(shù)發(fā)展，產(chǎn)業(yè)逐漸進入節(jié)能自動化階段，AI智5G5%以5G網(wǎng)絡能效評估研究進展KPI相關(guān)標準化組織研究進展ETSI、ITU、3GPP等國際標準組織開展的無線網(wǎng)絡能效研究聚（=/5G三大場景[4]；5GVNF、RAN-sharing等[5]。CCSATC5WG95G相關(guān)行業(yè)組織研究進展GSMAGSMA（GlobalSystemforMobileCommunicationsassembly，全[6]。energyperunitoftraffic(kWh/GB)energyperconnection(kWh/connection)energypercellsite(MWh/cellsite)energyperrevenue(MWh/€million)NGMN5G5G2021年GenerationMobileetoks[7]。2022KPINGMN能效和綠色KPI項目組認為需要引入網(wǎng)絡質(zhì)量因子，全面評估綠色網(wǎng)絡?，F(xiàn)有研究成果的局限性ETSIES203228eMBBeMBB場：EE= trafficEnergyConsumption廣覆蓋景：EE= coverageareaEnergyConsumption低時延景：EE= userplanelatencyEnergyConsumption以eMBB1：5G致網(wǎng)絡總能耗的增長，評估網(wǎng)絡能效時如何考慮？5G建5G5G5G5G5G5G表2-1部分城市5G基站數(shù)和基站密度（截止2021年底）城市5G基站數(shù)（萬）基站密度（個/平方公里）深圳524.7上海4.87.6北京5.53.4線性的，如何實現(xiàn)能效的橫向?qū)Ρ龋?2.32.4基站功耗與負荷關(guān)系基站功耗（w）電源基站功耗（w）功放100% 70% 50% 30% 0%業(yè)務負荷（無線資源利用率）2.2（5G）能效（GB/kWh）能效（GB/kWh）單站流量與單站能效的關(guān)系圖（GB/kWh）020406080100流量網(wǎng)絡流量和網(wǎng)絡能效的關(guān)系0.002.004.00單站流量與單站能效的關(guān)系圖（GB/kWh）020406080100流量網(wǎng)絡流量和網(wǎng)絡能效的關(guān)系0.002.004.006.00網(wǎng)絡流量（TB）8.0010.0012.00網(wǎng)絡能效（GB/Kwh）y=-0.0007x3-0.0294x2+2.6757x+0.0395R2=0.99912.4（5G）絡能效時如何考慮？不同環(huán)境因素下相同流量消耗的網(wǎng)絡資源不同，需要的網(wǎng)絡能效D2.6GHz20dB，1/4~1/3，3~4倍的1.2~1.6倍左右。表2-2室內(nèi)外邊緣用戶速率測試情況指標要求室外道路遍歷測試淺層覆蓋站間距（m）用戶平均速率（Mbps）用戶邊緣速率（Mbps）用戶速率（Mbps）下行上行下行上行下行上行密集城區(qū)400~50090~125203131422330一般城區(qū)350~45080~100203912314505G評估目標KPI5G5G5G5G評估方法單位網(wǎng)絡能耗可貢獻的網(wǎng)絡流量表達式如下：????????

=Service（流量，性能）能效=能耗此外，5G宏觀層面（首先，基于基站密度對網(wǎng)絡總能耗進行等效處理。本白皮書給出其中，

=??????????=????(??)??(??)5G5G5GCDFCDF10%30%50%、100%3.1所述。5G5G對于流量<CDF10%5G5G5G站型；CDF10%~CDF30%5G業(yè)務；CDF30%~CDF50%5GCDF50%~CDF100%業(yè)務發(fā)展較好，可優(yōu)先引入能力更強的5G基站；如果室內(nèi)業(yè)務量網(wǎng)絡流量和網(wǎng)絡能效的關(guān)系y=-0.0007x3-0.0294x2網(wǎng)絡流量和網(wǎng)絡能效的關(guān)系y=-0.0007x3-0.0294x2+2.6757x+0.0395R2=0.9991100%50%30%10%0.002.004.006.00網(wǎng)絡流量（TB）8.0010.0012.00網(wǎng)絡能效（GB/Kwh）圖3.1分段評估示意圖微觀層面??????=????其中，

??=????(??)??=??(????,????????)最后，采用分段評估，實現(xiàn)不同區(qū)域的能效對比。具體可參考3.2.1章節(jié)進行處理，其中，流量和能耗均為等效值。后續(xù)展望5G無線網(wǎng)絡能效評估方法的研究推進將對整個行業(yè)的綠色發(fā)展帶來巨大的積極助推作用，后續(xù)工作主要圍繞以下兩個方面：5G標準化ETSICCSANGMN，GSMA等行業(yè)組織推動如下維度的研究分析，持續(xù)完善能效評估方法?？紤]更多場景的能效定義，例如uRLLC、mMTC以及5G-演進場景等。5G網(wǎng)絡實踐5G5G縮略語列表縮略語英文全名中文解釋3GPP3rdGenerationPartnershipProject第三代合作伙伴計劃AAUActiveAntennaUnit有源天線單元BBUBuildingBasebandUnit基帶處理單元CCSAChinaCommunicationsStandardsAssociation中國通信標準化協(xié)會DPDDigitalPre-Distortion數(shù)字預失真eMBBEnhancedMobileBroadband增強移動寬帶ETSIEuropeanTelecommunicationsStandardsInstitute歐洲電信標準化協(xié)會GaNGalliumNitride氮化鎵GeSIGlobalEnablingSustainabilityInitiative全球電子可持續(xù)發(fā)展倡議組織ICTInformationandCommunicationsTechnology信息通信技術(shù)KPIKeyPerformanceIndicator關(guān)鍵性能指標mMTCMassiveMachineTypeofCommunication