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5G時代的網絡需要怎樣的節能方案?

我快閉嘴 ? 來源:網優雇傭軍 ? 作者:網優雇傭軍 ? 2020-10-16 14:10 ? 次閱讀

一年一度的PT展如期而來。伴隨著我國5G網絡建設初具規模,在本次PT展上,我們看到5G網絡正攜手AI、云、邊緣等技術走進工業、醫療、媒體、交通等千行百業,5G應用逐漸繁榮,為數字化經濟不斷注入動力。

如果說數字經濟是一輛高速行駛汽車,那么5G就好比發動機。發送機的排量、功率等指標決定了汽車的動力,這通常是人們買車時非常關注的數據。動力充沛固然是好事,但發動機的綜合效率也非常關鍵,你一定不會一味追求大排量而無視高油耗。

5G這臺發動機動力強勁,網速比4G快5-10倍,但隨著數據傳輸和處理量倍增,網絡能耗也越來越高,給運營商帶來了越來越大的運營成本壓力。5G這臺發動機要驅動數字經濟這輛汽車可持續地快速行駛,當然需要大幅提升網絡能效。

為此,尋找綜合效率最高的網絡節能方案,是我們本次PT展之行的重要任務之一。

5G時代的網絡需要怎樣的節能方案?

我們經常把通信網絡比喻為道路,車輛比喻為用戶。城市道路不同路段的車流量會隨著時間段變化而變化,比如一些路段在早晚上下班高峰車流量極大。移動通信網絡與城市道路一樣,網絡和各個小區的業務量在時間上存在不均衡性,比如白天和夜間的數據流量相差很大,某些時段流量可能極大,而某些時段可能較小。

這導致了如下問題:分析發現,一方面,小區業務量隨著時間有明顯的變化;另一方面,站點能耗幾乎沒有多大的浮動。

即使在閑時低流量時間段,站點能耗并不隨著流量下降而同步下降,仍然居高不下,這意味著站點在閑時會產生無效功耗。

因此,網絡節能的中心思想就是,在基站業務量降低時,盡可能減少不必要的能耗,讓能耗隨業務量變化而變化,也就是讓比特驅動瓦特。

怎么解決這個問題呢?那就在基站小區空載或負載較低時,關閉部分與功率發射相關的功能,從而減少無效功耗。

通常,無線基站有三種節能技術:載頻關斷、通道關斷和符號關斷技術。載頻關斷,指小區可在設定的時間段內關斷載波,以達到節省能耗的目的,通常適用于地鐵、大型場館等流量變化隨時間相對固定的場景;通道關斷,指在網絡業務比較低時,通過關閉冗余通道來降低能耗,通常適用于學校、醫院等放學或下班后業務量大幅降低的場景;符號關斷,指基站在部分符號沒有發送數據時,在這些“沒有發送數據”的符號周期實時關閉如功放等硬件,以降低系統功耗。

過去,運營商正是基于以上三種技術,首先分析小區是否處于空載或低負載狀態,再確定實施功能“關斷”,來降低站點功耗。

這看起來是非常簡單的流程,但實際操作起來非常復雜,稍有不慎還會影響用戶上網、打電話,一直讓運營商畏手畏腳,無法實現網絡最大化節能。

首先,確定哪些小區應該“關斷”,怎么“關斷”,是非常頭痛的問題。

移動通信網絡的組網場景非常復雜,商業區、居民區、學校、車站、碼頭、郊區等各種場景的業務量隨時間變化的差異性很大,比如,商業區在白天的流量很高,到了夜間流量會驟降;居民區全天流量比較均衡;而地鐵、體育場館等場景在夜間停運或閉館后基本沒有業務量。同時,移動通信網絡由在地理位置上廣泛分布的基站和小區組成,一個普通地市網絡就有上萬個小區,不同小區都有不同的話務模型。

同時,網絡內2/3/4/5G不同制式、不同頻段共存,室內、室外不同站型立體組網,不同制式、不同頻段、不同站型容量不一,并存在重疊交叉覆蓋,如何在不影響網絡覆蓋和用戶感知的前提下精準判斷哪些小區、頻段可以實施關斷策略?以載頻關斷為例,當本小區的業務量較少時,其允許將業務遷移到負荷允許的目標基礎小區上,然后關掉本小區,以節省能耗。但前提是:本小區的覆蓋范圍一定是處于目標基礎小區的覆蓋范圍之內,否則,關閉本小區后會造成覆蓋盲區,這要求能精準的識別相鄰小區之間的共覆蓋關系。

顯然,網絡節能不像街邊的路燈那樣到了一定時間就統一開關那么簡單,這里沒有一種通用方式,需要根據不同場景、不同小區精準制定不同的節能技術和策略。

其次,試想一下,一個普通地市網絡就上萬個小區,而節能相關特性有30+涉及參數100+,有100萬級的參數組合,若通過傳統人工取表格分析的方式來為每個小區制定節能策略,工作量極大,實施風險高而且節能效果難以保障,據調查手動方式節能在網絡性能無損的情況下節能效果很難突破。

5G時代如何解決這些難題呢?

帶著以上這些問題,在本次PT展上,華為展示的PowerStar方案讓人眼前一亮。

發現本次PT展上最靚的仔

華為PowerStar最大的特點是,在載頻關斷、通道關斷和符號關斷基礎技術之上,通過引入AI等創新技術,實現了多制式、多站點、多頻段間協同聯動的網絡級節能。

具體的講,PowerStar可通過綜合分析網絡配置和話務等相關數據,定制基站間、頻段間和制式間的協同節能調度策略,為每個站點自動找出合適的節能小區、合適的節能時間點以及合適的節能策略,實現“一站一策”的節能方案輸出。同時,PowerStar還使用AI來學習歷史話務和KPI,構建節能和性能的關聯模型。依據模型,AI會動態調整節能參數,可在保障網絡性能的同時,充分挖掘網絡節能潛力。另外,PowerStar提供節能可視化,運營商可以看到基站能耗、網絡能效和節能增益的動態信息,從而進行更精細化的網絡能耗管理。

網絡節能最大挑戰莫過于在不影響網絡KPI的前提下保證網絡節能效益最大化,那華為PowerStar采用了哪些核心技術呢?

1)通過站間的共覆蓋的識別技術,自動分析異構網絡中的共覆蓋關系,從而可以識別出更多的可休眠的小區。

2)通過AI使能的節能參數調優算法,在線監控KPI指標變化情況,并依據KPI實時調整,迭代尋優最佳節能參數,可增加10%節能生效時間。

3)可以在多個頻段,多個制式間高效協同,聯合確定節能策略,來提升節能效率和提高節能的收益,多頻多制式協同,破解多模耦合的限制,低負載時實現RRU的休眠,最大可能提升節能效果。

移動通信網絡要傳輸和處理更多的數據,必然會消耗更多電力。面對5G流量海嘯時代,運營商肩上的運營成本壓力越來越大。面向未來,降低網絡能耗,實現5G可持續發展,勢在必行。盡管PowerStar在眾多光鮮的5G創新應用中顯得并不起眼,但我們認為,他才是那個最靚的仔。
責任編輯:tzh

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