关于第一个问题的答案,我们可以从MWC2019上海展览会上各厂商推出的降低5G基站功耗的核心方法中找到一些线索:
首先,基站功耗主要来自RF单元,RF单元中的最高功耗比是功率放大器。放大器可以在一定范围内线性放大输入信号,超过该范围的输入信号将被失真放大,导致功率放大器效率降低。为了提高功率放大器的效率,数字放大器预失真算法(DPD)经过优化,可以预先校正功率放大器的非线性放大区域,从而大大提高功率放大器的效率。不难看出DPD算法的优缺点将直接影响5G基站的功率效率。
其次,基站功耗也与工作温度密切相关。通常,工作温度越高,器件的漏电流越大,基站的功耗越大。通过引入先进的散热技术,可以有效控制基站在合理的温度范围内工作,保证基站的功耗效率。
另外,基站的数据处理部分也占用更多的功耗开销,而且这部分也具有较大的优化空间。一般而言,业界的制造商将考虑使用专用集成电路(ASIC)芯片代替现场可编程门阵列(FPGA)芯片,以用于成熟的商业产品,以降低功耗并提高计算效率。
第二个问题,如何评估5G基站的功耗是准确的,关键是测试条件的统一。由于5G基站的功耗与多个测试因素有关,因此任何因素的变化都会导致结果发生很大变化。那么,与5G基站功耗相关的测试因素是什么?
1.发射功率:发射功率越低,基站功耗越低。以20%的功耗效率为例,降低40W的发射功率将使功耗降低200W。
2.服务负载:基站的流量负载越高,呼叫的物理资源(PRB)越多,功耗越大。例如,当业务负载为100%时,基站功耗远大于业务负载为30%时的基站功耗。
3.环境温度:环境温度的升高将导致基站工作温度升高。如上所述,工作温度的增加导致器件的漏电流增加,这又导致基站的功耗增加。
4.支持功能:基站支持的功能不同,也可能导致基站功耗的差异。例如,如果供应商考虑基站的后续扩展功能,则会保留电源,冷却和计算功能。然后,与没有扩展能力的基站相比,功耗肯定会增加。
事实上,制造商5G功耗的最佳战斗在收集测试中自然是最终的。为了确保收集测试的结果公平可信,运营商集团公司将聚集大量资深专家,采用严格的环境和平台审查标准,并测试每个制造商的基站的功耗多样本和多用途案例的测试。这不仅可以帮助运营商做出正确的判断,还可以鼓励制造商继续创新,从而促进5G产业的积极发展。