5G通信工程中的网络节能技术分析

摘要：随着经济的发展，人们生活水平的提高，人们逐渐意识到可持续发展的重要。由于现代人们网络需求的快速增长，5G基站布局密度较大、单点功耗持续上升，再加上基站运行过程中消耗大量能源，导致5G网络能耗持续高增。当前国家正在大力推进绿色节能技术的应用，电信运营企业为降低5G网络能耗，更是不遗余力的探索5G网络节能技术，承担起节能减排的社会责任。本文我就5G通信工程中的网络节能技术展开探讨。

关键词：通信工程；5G基站；节能 引言

随着移动通信业务的飞速发展，各大运营商加快5G网络建设的步伐，基站数量大幅度增加，随之带来的新问题，即基站能耗迅速增长无疑增加了运营商的成本。随着移动互联网、云计算等新技术新业务的蓬勃发展，移动通信为用户带来全新的4G信息化体验和服务，为社会各行各业提供ICT解决方案，发挥信息化节能减排杠杆作用，助力传统行业节能减排和转型升级，建设“低碳信息社会”。

1、5G通信工程技术类型

5G通信工程技术主要包含以下几种类型：（1）智能化技术。对于物联网的云计算平台而言，通过借助5G通信技术，可以实现对重要信息数据的系统化收集和整理，并将多种服务器进行有效的组合，从而形成规模庞大的云计算中心，同时，利用交换设备，确保平台与设备之间更好地进行信息数据传递和转换，进而达到安全化传输和管理信息数据的目的。（2）密集网络技术。在信息时代背景下，人们逐渐加大了对互联网的需求量。目前，大量用户均加大了对移动流量包的使用量，此时，如果不断地扩大网络数量，势必会降低网络的稳定性，另外，一旦数据传输量过大，很容易引发网络下载中断问题，从而降低网络使用性能。而5G通信工程技术的出现和应用，可以很好地解决以上问题，使得传输数量达

到最大值，确保数据传输速度得以大幅度提高，保证网络信号能够正常、稳定、安全地运行，从而进一步提高数据信息传递的有效性和科学性，所以，科学合理地应用密集网络技术，不仅可以确保数据流量增长量不断提升，还能实现对5G通信工程技术的有效优化和发展，确保物联网技术与无线设备设计进行充分结合，从而满足人们对海量流量的使用需求。（3）毫米波技术。目前，我国比较稀缺的资源是频谱资源，通过将毫米波技术科学地应用到通信领域中，可以促使频谱资源变得越来越丰富化、多样化，同时，还能提高5G通信速度。但是，毫米波技术在实际运用中，存在数据传输距离不达标、数据传输穿透能力低等问题，技术人员要重视对毫米波技术的全面化研究和分析，不断地优化和改进该技术在具体应用中存在的不足，确保该技术被广泛地应用于实际生活中，并取得了良好的应用效果。（4）高频段传输通信技术。目前，物联网应用需求除了涉及网络容量外，还涉及传输速度。目前，对于移动通信系统而言，其频段相对较小，远远低于3吉咖赫兹，这完全满足日常生活需要和工作需要。

2、5G网络中的节能技术 2.1 5GAAU深度休眠技术

基站休眠是运用了“AAU空载状态的深度休眠功能”，简单来讲就是在没有5G用户接入网络的时段，基站业务长时间处于空闲状态，基站AAU设备就可以自动关断多数用电设备，进入到休眠的状态，这样可以有效降低功耗，节约电能。在技术运用中，利用大数据、集中化处理、云计算平台、无线节能等技术等，对5G网络负载的波动性进行数据分析，当5G网络长时间处于低业务量的阶段关闭高频设备，将正在使用网络的用户迁移到低频设备，就可以实现通信负荷转移，高频设备进入到休眠状态。开启基站休眠的时间段一般集中在00:00～6:00。为了准确获取数据，利用人工智能与大数据技术协同，通过节能与性能两者之间存在的关系，构建数据模型，将5G网络负荷状态划分为几个等级，然后按照网络或基站的动态对节能参数做出适当调整，对5G网络的运行状态进行动态调节，例如采取关制式、关载波、关通道、关频段及负荷均衡等措施。这种深度休眠不会影响到5G用户的正常使用，当人工智能监测到网络业务量突然增加的时候AAU设备就会快速唤醒系统，恢复正常的使用。在基站进入深度休眠后并非完全断电，

仍然处于上电状态，定时与系统中心进行信息交互，只是不再进行具体的业务服务，仅保持最低功耗。

2.2 载波关断原理

当5G基站至少存在两个载波时，为充分利用现有频率资源，提出了双载波同覆盖的方案，能够提高系统吞吐量的同时提升用户感知。具体的，每个扇区两个频点覆盖范围完全相同时，一个载波用来做覆盖小区，另一个用来做容量吸收小区，用户可以通过覆盖小区以及容量吸收小区进行上下行业务。通过OMC网管、厂家工具获取相应时段的小区网络性能KPI指标，以及对基站的PRB占用率进行周期性监控，若PRB占用率在给定的时间段内低于配置门限，则可以启动载波关断功能，适当关闭一个或者多个载波，启动绿色节能模式；则将容量吸收小区下的用户被切换到覆盖小区，并去激活容量吸收小区，仅保留覆盖吸收小区。这样可以减少天线发射功率，从而达到降低能耗的目的。

2.3 通道关断节能

在NR系统下，对小区各时间段的业务量进行监测，如果监测到小区负荷较小，则可以根据实际负荷情况选择关闭部分发射/接收通道，部分设备停止运行，起到节能降耗的效果。但是，通道关断节能的触发时对网络的影响较大，网络容量与覆盖范围都会下降，并且会拒绝用户的接入请求，给客户带来不好的体验，因此应慎重使用该节能方法。

2.4 无线通信和光纤通信应用

无线通信、光纤通信的出现和应用，可以有效地提高信息传输的高效性和安全性，通过利用宽带，可以实现对重要信息数据的高效化传输和管理，极大地提高重要信息数据的利用率。现阶段，这两种通信走入千家万户的生活中。整个物联网体系主要是由以下几个部分组成：（1）感知层。该感知层作为物联网信息常用的采集层，主要运用了以下两种技术，一种是无线通信技术，另一种是光纤通信技术，通过综合运用以上两种通信技术，可以充分发挥和利用光纤传感器的应用优势，不断地提高信息探测性能。由于光在实际传播期间，一旦环境温度出现变化，很容易影响光的传播速度，从而引发光相位现象，最终导致光波长出现

明显改变，致使无线通信和光纤通信的传播性能不断下降，为了避免这一不良现象的发生，技术人员要有针对性地处理光纤传感技术，不断地提高两种通信传统效果。（2）网络层。网络层属于典型的过渡层，该层的设计和应用可以保证物联网信息传输和存储的安全性和可靠性。通过应用无线通信、光纤通信两种通信技术，可以最大限度地提高整个物联网感知信息性能。（3）应用层。应用层属于典型的执行层，为用户提供相应的物联网指令，通过将无线通信技术和光纤通信技术应用到应用层中，可以在第一时间内快速地处理物联网感知信息，并将最终处理结果传输和反馈给指定的用户，使得物联网表现出较高的处理和分析感知信息的能力。

结语

5G网络的快速发展带来的高额费用与能源消耗给各大运营商造成了严重困扰，在当前“双碳”战略目标下如何实现绿色、环保、节能发展，是各大运营商需要攻克的难关。

参考文献

[1]张志荣,许晓航,朱雪田,夏旭.基于AI的5G基站节能技术研究[J].电子技术应用,2019,45(10):1-4.

[2]孟山青,李泽奇.通信基站机房新风系统运行现状及节能潜力[J].建设技,2019(09):80-82.

[3]王显龙.自然冷源应用于小基站的节能效果[J].暖通空调,2019,49(11):94-97.