基于AI技術下的5G基站智能節(jié)能科技研究

陳健

摘? ?要：隨著社會的發(fā)展、科技的進步，我國各行各業(yè)有了新的要求。人們生活水平在不斷提高，節(jié)能減排已經(jīng)成為我國社會發(fā)展中的基本原則。由于我國5G時代下各種業(yè)務多樣化，終端連接和數(shù)據(jù)流量呈爆發(fā)式增長，造成能量和數(shù)據(jù)間的矛盾不斷深化。文章對基于AI技術的5G基站智能節(jié)能科技進行了研究。

關鍵詞：AI技術;5G基站;節(jié)能;人工智能

時代不停發(fā)展帶動了新技術的發(fā)展，節(jié)能減排是通信行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。伴隨著5G時代的到來，我國通信業(yè)務的種類及其終端連接方式的豐富給通信行業(yè)的節(jié)能減排工作帶來了巨大的挑戰(zhàn)。本文分析了5G基站的基礎節(jié)能技術，在此基礎上提出智能節(jié)能科技，不斷實現(xiàn)優(yōu)質的節(jié)能方案，保證用戶在正常使用下提高能源的利用效率，帶動社會的可持續(xù)發(fā)展。

1? ? 5G基站的概述

要想保證移動通信網(wǎng)絡的服務質量和覆蓋率，我國的運營商需要在全國范圍內建設無數(shù)臺無線基地，基站的分布范圍廣、數(shù)量多、消耗的能量比重大，特別是5G時代下，數(shù)據(jù)流量暴增，對于運營管理和網(wǎng)絡建設都是巨大的挑戰(zhàn)?；诖?，需要深入研究5G基站智能節(jié)能科技來降低能耗消耗，以實現(xiàn)可觀的社會經(jīng)濟效益。一般來說，5G基站能耗包含傳輸能耗、計算能耗、其他能耗。5G基站能耗構成如圖1所示。

2? ? 基于AI技術下的5G基站智能節(jié)能科技

2.1? 基礎節(jié)能技術

目前，我國5G基站的基礎節(jié)能技術包含兩類：首先是硬件節(jié)能，其次是軟件節(jié)能。硬件節(jié)能能夠降低5G基站設備的基礎能量消耗，而軟件節(jié)能可以在業(yè)務負荷狀態(tài)下對計算的資源進行合理的分配，實現(xiàn)基站設備的高效運行。通過硬件節(jié)能和軟件節(jié)能提升系統(tǒng)性能，大大減小芯片的面積，讓設備在低功耗的模式下進行工作，最大限度提升設備資源的使用效率。

就目前的基礎節(jié)能技術而言，常用的基礎節(jié)能關斷措施有：（1）符號關斷，使用符號關斷功能能夠在網(wǎng)絡低負荷時不連續(xù)發(fā)射，以降低功放模塊消耗的功率。（2）載波關斷，在多層覆蓋的組網(wǎng)場景時，一個載波可以進行基礎覆蓋，另一個載波用來做容量補熱，達到能源節(jié)約的目的。（3）通道關斷，通道關斷即在夜間空閑時關閉部分射頻通道的發(fā)射功率，更好地實現(xiàn)節(jié)能效果。

2.2? AI技術在5G基站上的應用

隨著社會的發(fā)展，人們對于5G業(yè)務的不同需求，促使5G建設成為一個長期而緩慢的過程。相對來說，傳統(tǒng)的運營模式無法滿足5G基站的實際需求，需要借助人工智能（Artificial Intelligence，AI）技術解決相關數(shù)據(jù)分析和動態(tài)模擬的形式?；贏I技術下的5G基站智能節(jié)能科技主要包含以下功能：一是預測業(yè)務。二是選擇不同的節(jié)能策略。根據(jù)預測的結果，AI可以支持選擇最優(yōu)的策略進行合理調整，達到最優(yōu)的節(jié)能目標。AI可控制多網(wǎng)協(xié)同有效識別多層覆蓋小區(qū)、基礎覆蓋小區(qū)和補熱小區(qū)。讓熱點覆蓋小區(qū)，根據(jù)業(yè)務變量化進入節(jié)能狀態(tài)，達到節(jié)能效果。三是識別場景。根據(jù)不同的場景，有效制定場景關斷節(jié)能策略。

2.3? 基于AI技術下的5G基站智能節(jié)能科技的工作步驟

相對來說，我國傳統(tǒng)4G網(wǎng)絡中，PA在RRU設備上消耗的能量高達80%左右，一般采用關斷的方式進行節(jié)能。在5G的背景下，能量的消耗主要包含TRX功耗、PA功耗及其數(shù)字基帶功耗3個環(huán)節(jié)，其中AAU設備能耗占據(jù)總功耗的80%。如果傳統(tǒng)4G關閉PA的方式不能滿足節(jié)能的效果，需要采用新的技術方法才能達到良好的節(jié)能效果。在5G網(wǎng)絡中深度休眠將會成為一種常態(tài)。低業(yè)務場景下，增強符號的關斷、增強通道關斷、多層覆蓋下的載波關斷是常用的節(jié)能方式，5G基站關鍵節(jié)能技術如圖2所示。

目前，基于AI技術下的5G基站智能節(jié)能科技的工作步驟如下。首先根據(jù)網(wǎng)管及其數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)獲取的基站性能、CDT、MR等作為數(shù)據(jù)來源，然后對采集到的數(shù)據(jù)進行構建、整理、篩選預處理，然后借助機器學習算法進行智能場景的識別，確定科學的節(jié)能關斷方案，實現(xiàn)最優(yōu)的節(jié)能效果。根據(jù)關斷方案設置節(jié)能門限閥值。將各項綜合節(jié)能策略發(fā)布到網(wǎng)管，嚴格執(zhí)行5G基站的節(jié)能操作，如深度休眠、載波關斷、符號關斷等。

3? ? 結語

我國的5G基站智能節(jié)能科技是一個長期而緩慢的系統(tǒng)工作，需要硬件和軟件的有效整合，深入技術創(chuàng)新，結合新架構、新工藝、新方案、新材料、新技術、新設計，不斷降低5G基站設備的基礎功耗消耗，然后科學地引入AI技術到通信網(wǎng)絡運行的各個環(huán)節(jié)中，以此保證資源的合理分配，優(yōu)化用戶體驗。只有大大降低運營商opex的成本，才能促進我國運營商的健康發(fā)展，提升其市場競爭力。

[參考文獻]

[1]桑津浩太郎.日本的AI技術與5G戰(zhàn)略[J].軟件和集成電路，2019（12）：56-57.

[2]張青.AI技術在5G基站節(jié)能應用的展望[J].廣東通信技術，2019（10）：29-32.