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基于AI技术下的5G基站智能节能科技研究

陈健

摘   要：随着社会的发展、科技的进步，我国各行各业有了新的要求。人们生活水平在不断提高，节能减排已经成为我国社会发展中的基本原则。由于我国5G时代下各种业务多样化，终端连接和数据流量呈爆发式增长，造成能量和数据间的矛盾不断深化。文章对基于AI技术的5G基站智能节能科技进行了研究。
关键词：AI技术;5G基站;节能;人工智能
时代不停发展带动了新技术的发展，节能减排是通信行业可持续发展的重要途径。伴随着5G时代的到来，我国通信业务的种类及其终端连接方式的丰富给通信行业的节能减排工作带来了巨大的挑战。本文分析了5G基站的基础节能技术，在此基础上提出智能节能科技，不断实现优质的节能方案，保证用户在正常使用下提高能源的利用效率，带动社会的可持续发展。
1    5G基站的概述
要想保证移动通信网络的服务质量和覆盖率，我国的运营商需要在全国范围内建设无数台无线基地，基站的分布范围广、数量多、消耗的能量比重大，特别是5G时代下，数据流量暴增，对于运营管理和网络建设都是巨大的挑战。基于此，需要深入研究5G基站智能节能科技来降低能耗消耗，以实现可观的社会经济效益。一般来说，5G基站能耗包含传输能耗、计算能耗、其他能耗。5G基站能耗构成如图1所示。
2    基于AI技术下的5G基站智能节能科技
2.1  基础节能技术
目前，我国5G基站的基础节能技术包含两类：首先是硬件节能，其次是软件节能。硬件节能能够降低5G基站设备的基础能量消耗，而软件节能可以在业务负荷状态下对计算的资源进行合理的分配，实现基站设备的高效运行。通过硬件节能和软件节能提升系统性能，大大减小芯片的面积，让设备在低功耗的模式下进行工作，最大限度提升设备资源的使用效率。
就目前的基础节能技术而言，常用的基础节能关断措施有：（1）符号关断，使用符号关断功能能够在网络低负荷时不连续发射，以降低功放模块消耗的功率。（2）载波关断，在多层覆盖的组网场景时，一个载波可以进行基础覆盖，另一个载波用来做容量补热，达到能源节约的目的。（3）通道关断，通道关断即在夜间空闲时关闭部分射频通道的发射功率，更好地实现节能效果。
2.2  AI技术在5G基站上的应用
随着社会的发展，人们对于5G业务的不同需求，促使5G建设成为一个长期而缓慢的过程。相对来说，传统的运营模式无法满足5G基站的实际需求，需要借助人工智能（Artificial Intelligence，AI）技术解决相关数据分析和动态模拟的形式。基于AI技术下的5G基站智能节能科技主要包含以下功能：一是預测业务。二是选择不同的节能策略。根据预测的结果，AI可以支持选择最优的策略进行合理调整，达到最优的节能目标。AI可控制多网协同有效识别多层覆盖小区、基础覆盖小区和补热小区。让热点覆盖小区，根据业务变量化进入节能状态，达到节能效果。三是识别场景。根据不同的场景，有效制定场景关断节能策略。
2.3  基于AI技术下的5G基站智能节能科技的工作步骤
相对来说，我国传统4G网络中，PA在RRU设备上消耗的能量高达80%左右，一般采用关断的方式进行节能。在5G的背景下，能量的消耗主要包含TRX功耗、PA功耗及其数字基带功耗3个环节，其中AAU设备能耗占据总功耗的80%。如果传统4G关闭PA的方式不能满足节能的效果，需要采用新的技术方法才能达到良好的节能效果。在5G网络中深度休眠将会成为一种常态。低业务场景下，增强符号的关断、增强通道关断、多层覆盖下的载波关断是常用的节能方式，5G基站关键节能技术如图2所示。
目前，基于AI技术下的5G基站智能节能科技的工作步骤如下。首先根据网管及其数据采集系统获取的基站性能、CDT、MR等作为数据来源，然后对采集到的数据进行构建、整理、筛选预处理，然后借助机器学习算法进行智能场景的识别，确定科学的节能关断方案，实现最优的节能效果。根据关断方案设置节能门限阀值。将各项综合节能策略发布到网管，严格执行5G基站的节能操作，如深度休眠、载波关断、符号关断等。
3    结语
我国的5G基站智能节能科技是一个长期而缓慢的系统工作，需要硬件和软件的有效整合，深入技术创新，结合新架构、新工艺、新方案、新材料、新技术、新设计，不断降低5G基站设备的基础功耗消耗，然后科学地引入AI技术到通信网络运行的各个环节中，以此保证资源的合理分配，优化用户体验。只有大大降低运营商opex的成本，才能促进我国运营商的健康发展，提升其市场竞争力。
[参考文献]
[1]桑津浩太郎.日本的AI技术与5G战略[J].软件和集成电路，2019（12）：56-57.
[2]张青.AI技术在5G基站节能应用的展望[J].广东通信技术，2019（10）：29-32.

-全文完-