5G优化案例：5G基站节能效果验证案例.docx

5G 基站节能效果验证案例XX【摘要】XX电联开通的中兴LTE载扇约2500个，数量较大并且还在持续增加，这虽然保 障了移动网络的连续有效覆盖，但电力费用也是一笔不菲的开支，增加了运营成本为了 合理利用5G的无线资源，保证用户正常使用的同时，通过DTX节能、通道关断、载波关 断、深度休眠等 4 种节能措施，利用基站的忙闲特点，有效降低基站的用电量，从而节能 减排，降低运营费用关键字】DTX节能、通道关断、载波关断、深度休眠、节能减排【业务类别】 移动网一、 问题描述基站功耗的主要部分是AAU的功率消耗因此，提升AAU的功放效率，通过各种技术 降低AAU的功耗，是基站节能技术的重点9月中旬，在XX电信与XX联通的统一安排，开 始进 5G 节能验证测试，主要通过 DTX 节能、通道关断、载波关断、深度休眠等 4 种节 能措施进行 5G 基站节能实验二、 分析过程1. 节能功能概述及其原理DTX节能：NR系统在实际通信过程中，基站不是任何时候都处于最大流量的状态，所 以对于子帧中的符号，不是任何时刻都填满了有效信息基站在“没有数据发送”的符号期周 时刻关闭PA电源开关，在“有数据发送”的符号周期时刻打1开电源开关，可以在保证k务 不受影响的情况下降低系统功耗。

这种节能方式称之为符号关断节能由于符号关断 节能利用了 DTX技术，这种节能方式也被称为DTX节能5G NR低频系统中，一个无线帧为10ms，每个无线帧由10个无线子帧构成，每个无线子帧由2个时隙构成，每个无线子帧为1ms，每个时隙为0.5ms每个时隙在normal CP 情况下，由14 个符号构成在实际通信过程中，基站不是任何时候都处于最大流量的 状态，所以对于子帧中的符号，不是任何时刻都填满了有效信息符号关断节能在没有功率的符号周期时刻关闭 PA 电源开关，从而达到节能的目的在有功率的符号周期时刻打开PA电源开关，保证正常业务不受影响未开启符号关断节能时，每个符号周期时刻PA电源均为打开，如图1所示开启符号关断功能时，没有功率的符号周期PA电源为关闭状态，如图2所示图1未开启符号关断功能时PA电源开关状态图2开启符号关断功能时PA电源开关状态通道关断节能：NR系统中，当小区负荷较轻时，根据小区的负荷水平，关闭部分发 射/接收通道，以降低设备能耗这种节能方式称之为通道关断节能记 NR 低频小区天线数为 AntNum ， 当满足设定的通道关断条件时， 可关闭ChoffNum 个通道，对应的关闭通道数量占总天线数量的比例为ChoffProp。

小区的上行 和下行通道关断是独立配置的，有通道关断模式来控制那么支持两种关断模式： 1）只 关闭下行发射通道；2）上下行通道同时关闭针对AnrNum=64 的机型，通道关断的粒 度设置为16，即支持关闭16、32、48个发射或接收通道对于AnrNum=64的NR小 区，目前系统中硬件和天线的映射关系如下：1、TRX SOC 与天线映射关系： 4 个天线映射到一个芯片如下图所示：图 3 TRX SOC 与天线映射关系P21SP4BPSO；Pfi2 F63尸5日 P5SJ>CP32 P33X1P2 raJXLP6 PT乂P38 TO9rx,JCP4O P4TJXP44 P4.5XFMd P11乂尸42 P43乂R 型 P4.7XP24 P25JXL尸石B P57 乂P60 PS1TRX SOCS®^2、中频FPGA与天线映射关系：8个天线映射到一个中频FPGA如下图所示:图 4 中频 FPGA 与天线映射关系P5P5PBP7P£D PG1P2E P29F*型心 P2-1尸 22 P233、PA模块与天线映射关系：每个天线映射到一个PA模块如下图所示:图 5 PA 模块与天线映射关系关闭通道的选择需要结合硬件与天线的映射情况来选择，相同硬件资源的通道关闭才 能达成节能的效果。

载波关断节能：在NR多层覆盖场景下，容量层小区提供热点覆盖，基础覆盖层小区提 供连续覆盖根据容量层小区和基础覆盖层小区负荷变化，当容量层小区负荷较低时， 将 UE 迁移至基础覆盖层小区、关断容量层小区，以达到节能的效果，当基础覆盖层小区负荷 升高时，唤醒容量层小区这种节能方式称之为载波关断节能在 5G NR 多制式多层覆盖的场景下，容量层小区提供热点覆盖，基础覆盖层小区提供 连续覆盖当容量层小区负荷较低时，将UE迁移至基础覆盖层小区、关断容量层小区， 以达到节能的效果；当基础覆盖层小区负荷升高时，唤醒容量层小区这种根据容量层小 区 和基础覆盖层小区负荷变化触发的节能方式称之为载波关断节能载波关断节能按覆盖 关系 可以分两种场景：NR小区覆盖NR小区场景和LTE小区覆盖NR小区场景1、 NR 小区覆盖 NR 小区场景：系统内NR载波关断适用于NR小区覆盖NR小区的场景，NR小区作为节能小区执行系 统内NR载波关断流程，NR小区作为基础覆盖小区执行系统内NR载波唤醒流程节能小 区和基础覆盖小区可以是同一个gNodeB站内小区，也可以是不同gNodeB站间小区NR Cell A为容量层小区，NR Cell B为基础覆盖层小区，当Cell A负荷较低时，将UE迁移至Cell B、关断Cell A，Cell A节能；当Cell B负荷升高时，唤醒Cell A。

2、 LTE 小区覆盖 NR 小区场景：系统间NR载波关断适用于LTE小区覆盖NR小区的场景，在此场景下，NR小区作为 节能小区执行系统间NR载波关断流程，LTE小区作为基础覆盖小区执行唤醒NR节能小区 流程EN-DC场景下的NR载波关断是NSA场景下的系统间NR载波关断，流程与系统 间NR载波关断一致NR Cell B为容量层小区，LTE Cell C为基础覆盖层小区，当Cell B负荷较低时，将UE迁移至Cell C、关断Cell B, Cell B节能；当Cell C负荷升高时，唤醒Cell B深度休眠节能： 为了达成极致的节能效果，考虑在话务闲时，关闭尽量多的 AAU/ RRU 硬件以降低能耗配置基站深度休眠的定时策略， 当休眠时间点到达时， 指示 AAU/RRU 进入深度休眠，节能时间结束时，退出基站休眠模式2. 四种节电方式适合应用场景DTX 节能： DTX 节能是一种自适应的节能方式，低话务时段节能效果更好1、 自检方式符号关断智能符号关断是 BBU 控制基带调度，进行用户汇聚，通知 RRU 启动时隙节能的方式，是 一种慢速过程随着实时业务的发展，尤其是VOLTE的商用，对数据调度的时延要求越来 越高，智能符号关断节电效果会进一步受限。

自检方式符号关断是一种对网络 KPI 无影响 的一种节电方式，当某个符号上无数据调度则关闭符号，如果有数据调度时则打开符号， 能够更好的满足实时性，同时由于没有对用户调度产生影响，仅是RRU根据是否有信号发 送，判断是否可以关闭PA,节省静态功耗，不会对网络KPI产生影响，达到节能效果2、 4&5G 混模符号关断对于4&5G混合组网场景，AAU可以同时配置LTE小区和NR小区AAU为了达到节能效 果，需要在LTE小区和NR小区都打开符号关断功能，对于AAU而言，如果LTE小区和NR 小区同时在同一个子帧上无调度，则AAU可以关闭该子帧PA,达到节能效果通道关断节能：在小区无线负荷较轻时，关闭部分发/射接收通道，来降低设备的能耗 载波关断节能：低话务时，关断载波，来降低设备能耗深度休眠节能： 在低话务时段， AAU/RRU 关闭 PA 和部分硬件，来降低设备能耗三、 节能效果评估节能方式开启时间关闭时间符号关断0:0023:59通道关断0:0023:59深度睡眠2:005:00通道关断+符号关断0:0023:59深度睡眠+符号关断0:0023:59通道关断+深度睡眠+符号关断0:0023:591. 符号关断选取站点（7926540）开启符号关断，有效时间为 0：00-23：59，开启时间为 9月21号晚，在开启符号关断后，整站全天功率有约 0.6%的功率节约，约12W，效果并不明显。

2. 通道关断选取站点（7926530）开启通道关断，有效时间为 0：00-23：59，开启时间为9 月24 号晚，在开启通道关断后，节能效果相对明显，相较未开启节能时，整站全天功率可节省约 300W3. 深度睡眠选取站点( 7926529 )开启深度睡眠，有效时间为 2：00-5：00，开启时间为 9 月 24 号晚，开启节能后，节能效果相对明显，相较未开启节能时，整站全天功率可节省约 200W4. 通道关断 +符号关断选取站点（7926526），开启通道关断和符号关断组合，有效时间为 000-23：59，开启时间为 9月24 号晚，开启节能后，功率有了进一步的降低，可观察到相较未开启节能时， 整站节能效果明显， 整站全天降低功率约400W 5. 深度睡眠 +符号关断选取站点（7926527）开启符号关断和深度睡眠组合，深度睡眠为 2：00-5：00，符号关断 0：00-23：59，开启时间为 9月24 号晚，开启节能后整站全天功率可节省约 150W6. 通道关断 +深度睡眠+符号关断选取一站点（7926537）开启通道关断、符号关断和深度睡眠组合，通道关断为 0：00-23 ：59，符号关断 0：00-23 ：59，深度睡眠 2：00-5：00，开启时间为 9月24 号晚，开启节能后，整站节能效果最为明显，整站降低功率约560W，效果最好。

7. 单小区效果评估通过单小区开启节能模式下，查询各个小区的平均节省功率情况，统计如下：单小区节省功率（单位W ）■节省功率（单位w ）可以看出，对于单小区来说，符号关断效果最差，节省功率不足10W，三 种模，式组合节能效果最好，可节省近 90W 的功率8. 结合业务量进行分析符号关断：通过对站点 5G 流量和总功率统计，开启符号关断的情况下功率会随着流量大小进行波动但是波动效果不明显，可节约功率较低符号关断17BQ17^0□i sira.raxrara ISM.HHEOE 吕SR苜.KHEtE D2SM.KHE0E ss哲龙.罟曰 昱 MSM,育 K 1 肉K.HMEtE gsa口.HMEOE S1K.HSR 吕言a口.昌曰 slK.HHEOE 吕ss口.KHECE laK.豊 OC2000150010005001.41.20.S0.60,40.2呂童s^‘etHJsE 8言sS言，SS.童SE S言言S,§SE 邑3刃鳥，8養勺昌，堂s“ 8一833,員SE S言.S肓，呂営世龙”6tHJsES言自sga爭員呂“ 呂営出吊畳rvlN 8一8,©=.烹SES言.8SW巻哥登sc 屋sm目筐讯2 8言S& 畳 ZOZ S言自a,§sE *乌，弓弓“通道关断：在开启通道关断后，可明显发现总功率有明显下降，并且在出现5G 业务时，功率可以提高部分，可实现动态调整，但是仍会低于未开启节能的状态，相比较覆盖效果可能会变差。

通道关断25D0深度。