近日,中移智库发布了一份名为《5G-A赋能绿色通信:节能标准进展,挑战与展望》的行业研究报告。这份报告深入探讨了5G技术在全球范围内和垂直行业的普及过程中,通信设备能耗问题日益凸显的背景下,5G-A标准研究中网络节能和终端节能的探索与研究,以及通过标准技术赋能端到端节能,为实现绿色通信做出的贡献。报告详细分析了5G-A网络节能和终端节能标准的最新进展,面临的挑战,以及未来的发展方向,其中包含了许多对于通信行业节能降耗具有指导意义的宝贵信息。
5G-A赋能绿色通信:节能标准进展,挑战与展望
随着5G技术的广泛应用,通信设备的能耗问题日益突出。5G设备天线多、带宽大、部署密集,功耗随之提升。同时,全球对环境保护和可持续发展的重视,能耗成为通信行业发展的重要指标。国际标准组织3GPP在5G-A标准研究中针对网络节能和终端节能进行了探索与研究,通过标准技术赋能端到端节能,为实现绿色通信做出了积极贡献。
在5G-A网络节能标准进展方面,3GPP在Release 18中首次启动了关于网络节能的标准化工作项目。具体地,3GPP从时域、频域、空域、功率域等多个维度开展了研究与标准化工作。主要的技术点包括时域节能技术、频域节能技术和空域及功率域节能技术。例如,3GPP标准化了小区级非连续发送/非连续接收(DTX/DRX)机制,可使能小区在不存在流量或预期流量处于非活动时段期间灵活地进入休眠状态,关闭部分或全部数据业务以及部分周期性参考信号的传输和接收,从而节省能耗。同时,网络可以灵活激活/去激活该机制,从而在实现网络节能的同时较好地匹配业务量的变化。
在5G-A终端节能标准进展方面,自Release 15以来,终端节能一直是3GPP各个版本中的重要特性。在Release 18及19中,则首次针对低功耗接收机(LP-WUR)及低功耗唤醒信号(LP-WUS)进行了研究与标准化工作。具体地,支持LP-WUR/LP-WUS的终端将支持以下两种接收机:主接收机和低功耗唤醒接收机。主接收机用于接收NR已有的下行信号,接收性能强,传输速率高;但同时,其接收机复杂度较高,产生的功耗较高。而低功耗唤醒接收机用于接收低功耗信号,接收性能相对较弱,传输速率相对有限;但同时接收机实现简单,复杂度低,因此功耗远低于主接收机。
然而,当前的节能标准及产业应用仍存在一系列挑战。例如,前向兼容制约节能收益,由于现网中存在仅支持旧有协议的终端,为了前向兼容,当前节能机制能够应用的信号较为有限。同时,各节能机制间相互独立,相互间影响设计复杂。此外,一侧的节能机制会增加另一侧的开销,网络节能技术通常需要终端侧接收/发送额外信号;反之,终端节能技术也通常需要网络设备额外发送新的信号。
尽管如此,5G-A针对网络节能及终端节能进行了诸多探索与研究,从标准层面规范与设计了丰富的节能机制,取得了显著的节能效果,为实现绿色通信迈出了坚实的一步。随着通信产业的发展,未来网络潜在的服务频段更高(例如,6GHz+)、服务带宽更大(例如,400MHz)、天线和通道数更多,随之而来的设备功耗也更高。因此,能耗的降低与能效的提升无疑是未来通信行业最为重要的一环。业界在设计通信网络及通信标准时,应将网络及终端能耗作为首要前提,同时更为深入地考虑如何设计普适、统一且能平衡网络与终端需求的节能机制。
这篇文章的灵感来源于《5G-A赋能绿色通信:节能标准进展,挑战与展望》这份报告。除了这份报告,还有一些同类型的报告也非常有价值,推荐阅读,这些报告我们都收录在同名星球,可以自行获取。
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