周 徐 方东旭 廖 亚

（中国移动通信集团重庆有限公司，重庆 400000）

1 5G 时代基站功耗

随着5G 商用进程加速，5G 基站开始规模部署。5G 网络在提供更大带宽、更低时延、更广连接的同时，更高的能耗却给运营商带来了巨大的挑战。目前行业普遍认为，5G 网络能耗约为4G 的2～3 倍，5G 网络总能耗可能为4G 的4～9倍[1]。如图1 所示，5G 单个基站的功率相对4G 增长了65%。截至2021 年3 月，全国已建成5G 基站超79 万个，估算1年的电费将超500 亿。电费已经成为运营商主要的OPEX 支出，如何开展5G 基站节能工作已成为5G 网络商用中不得不考虑的一个棘手问题。

图1 不同基站功耗

2 现有的5G 基站节能方案

目前5G 节能技术方案主要分为设备级、站点级和网络级节能。其中，设备级节能方案主要从器件、硬件设计以及芯片材料和新型能源上考虑，从源头降低能耗；站点级节能方案主要是通过基站特性功能，从功率控制、射频控制以及设备控制等方面进行节能；网络级节能方案则重点考虑多个网络进行协同节能。

2.1 5G 设备级节能技术

设备级节能主要措施包括在整个通信系统的供电链中采用更高工艺制程的芯片、更节能的器件材料，引进更科学的散热方法，通信系统的供电链见表1。

表1 通信系统供电链

7nm 工艺制程已经成为高速高性能芯片设计的主流工艺，单位面积下的晶体管密度越大，芯片上就可以达到更多的核心数和更高的频率，就会带来更强大的性能[2]。

氮化镓（GaN）作为新一代半导体材料，具有宽禁带、高电子迁移率、大饱和电子速度、高击穿电场等优点，满足高电压、大电流、高功率密度的需求，非常适用于大功率和高效率微波功率放大器。……