5G移动网络绿色通信关键技术研究

林泽淳

（中通服中睿科技有限公司，广东 广州 510630）

0 引 言

为了顺应物联网和互联网匹配的技术变革发展趋势，需要整合5G移动网络应用体系，发挥关键技术的应用优势，共同打造完整的技术运行方案，从而整合技术流程，在满足业务需求、频率规划以及技术处理方案的同时，提高绿色通信的时效性。

1 5G移动网络绿色通信关键技术研究现状

一方面，对设备级节能技术的研究，主要是借助优化基站耗能器件一定程度上提高整体基站运行过程的能量效率，从而减少工作能耗产生的影响，匹配业务特性，维持耗能器件调度方式的灵活性，进一步满足节能降耗的目标。目前，对其展开的研究主要集中在器件基本性能升级方面，利用更加合理的功放处理机制，为业务传输打造更加合理的控制模式，依据业务量的变化以及用户QoS调控器件的具体功率参数[1]。

另一方面，主要集中在对站点级节能技术的研究，在传统的基站功耗应用控制体系内，受天线、馈线等基础器件应用效率的影响，基站射频的总功耗比重较大，而利用设备级节能技术应用体系能配合资源调度策略建立更加高效的传输机制，维持链路传输功率模式，从而维持传输功耗的合理性。

综上所述，结合《5G基站节能技术白皮书（2020）》的相关内容可知，目前5G移动网络绿色通信关键技术将重点落在设备级和站点级，并且也逐渐延伸到网络级节能技术方案，从而打造更加多元的绿色通信平台。

2 5G移动网络绿色通信关键技术内容

2.1 超密集异构网络技术

5G移动网络绿色通信关键技术方案内，超密集异构网络技术体系具有重要优势，能在满足5G移动网络对流量增长需求的同时，实现功率的处理，增加对应节点，从而维持技术应用效果，并且为进一步创设良好技术方案和应用框架提供保障[2]。

首先，5G移动网络构架体系内，部署的站点数量若是超出预期，则需要在满足无限节点数量要求的同时，确保对应的节点布置模式能为用户创设更加合理的应用空间，并且实现1∶1用户数和站点数的比例模式，用户也能和节点形成对应匹配体系，提高通信网络服务的整体应用效率。

其次，超密集异构网络技术的应用过程中，其应用流程就是绿色通信应用体系的关键，但是也会增加网络拓扑模式的复杂程度。相较于移动通信系统不兼容的问题，技术应用方面的升级更加关键。因此，在网络中实现不同任务的过程中建构更加合理且有序的节点感知模式，匹配网络动态部署方案和节能处理模式，能有助于技术升级[3]。

再次，在超密集异构网络技术应用体系中，异构网络部署最关键要解决的问题就是部署位置和密度，在统一扇形区域内增设小站，从而维持基站网络流量分担目标，确保整个网络应用效能的合理性，也能最大程度上减少布设能耗，降低干扰和用户稀疏区的能量损耗[4]。

最后，借助高效能的Pico部署机制，配合有线处理方式就能实现回传，建构完整的宏观-微观协同体系，确保能借助X2接口建立应用平台，且网络负载能力和抗干扰管理能力也随之增强。例如，eNodeB站之间扇区半径为500 m，其整个覆盖区域内仿真数量为170次，配合网元能效变化就能甄选最佳的部署方案，最终结合站点数量的密集性，确保部署方案应用效果符合预期[5]。密集化高效能部署中，距离为370 m，角度为60°，在相应位置或者是附近位置设置Pico，按照（370 m，60°）（320 m，30°）（370 m，60°）以及（320 m，90°）等情况完成Pico的部署配置，此外还包括（320 m，30°）（370 m，60°）（370 m，60°）（320 m，90°）等模式配置。

2.2 自组织网络技术

在推广5G移动通信网络下绿色通信方案的过程中，还要全面整合具体的技术应用框架，匹配自组织网络技术体系，维持多元应用结构的稳定性。并且，在自组织网络模型中要将网络部署和运维方式转为网络化管理体系，改善传统人工处理方式产生的资源浪费，从而整合具体的部署结构，为综合发展提供保障[6]。此外，应用自组织技术还能升级智能化部署、运维目标以及网络拓扑自配置等，利用不同形式的应用结构最大程度上提升SON分布式架构的运行效率，维持技术处理水平的同时，夯实技术控制和绿色通信应用基础。

2.3 高效能网络拓扑控制机制

主要是利用高效能Small Cell建构控制机制，并兼具休眠、唤醒功能模块，可以匹配5G技术的密集化部署要求，在建构完整判别准则的同时应用在网络运营维系结构中，为网络能效最优化提供保障[7]。

2.3.1 Small Cell休眠-唤醒机制

结合移动网络流量的应用状态，建构更加贴合不均匀特性和动态波动特性的应用模式，在维持数据量休眠-运行状态平衡的基础上，还能结合数据量激活小站，并减少干扰方法。目前，较为常见的处理方式分为以下几种。一是不进行休眠-唤醒，二是大时间尺度节能休眠-唤醒三是半静态休眠-唤醒，四是理想动态休眠-唤醒。其中，应用最为广泛且时间持续处理方面最灵活的是半静态休眠-唤醒方案，能够利用移动通信流量负载参数、用户到达或离开的数量以及数据包传输完成率等评判准则进行评估。对应的性能增益数值如表1所示。

表1 性能效益分析数值

2.3.2 网络拓扑控制机制实施流程

依据网络能效的判定准则，结合宏观-微观协同判定的方式，全面分析休眠-唤醒状态的应用要点，从而落实具体的处理工序，以便于各个活跃小站和休眠小站都能实现能效最优Small Cell联合处理目标[8]。

首先，设定小区具体情况参数，结合计算分析网络效能数值。其次，计算并且估算休眠时各个小组活跃度以及网络能效数值，将其和预估参数予以对比，筛选出高于预估参数的小组站，然后对其进行针对性的顺序指导和计量分析，并且要依据休眠状态唤醒要求、宏观顺序处理机制以及休眠唤醒操作要点，确保小站联合休眠-唤醒状态符合预期。具体流程如图1所示。

图1 流程图

2.4 新型网络架构技术

相较于传统的蜂窝网络小区架构体系，为了更好地满足5G应用要求，要对小区架构予以更加合理的控制，并且解决5G应用模式中对架构体系运行和更新产生的问题。结合相关数据可知，无线用户在室内的时间约占80%以上，室内语音业务和室内数据业务的对应比例一般是在50%和60%左右。利用新型网络架构技术就是为了能打造更加合理的场景模式，减少建筑物穿透损耗产生的资源浪费，并且利用新型的蜂窝架构将室内用户和室内无线接入点连接在一起，建构完整的通信连接模式，不仅能保证接地点信息发射和接收的规范性，还能打造多距离高速率通信体系[9]。

这种技术体系和应用方案充分顺应了网络级节能技术的应用发展趋势，将全网优化作为能耗处理的关键，利用小站缩短用户和接入点之间的传输距离，确保能减少传输功耗，并且配合UDN技术，更好地减少系统处理的复杂度，维持协作通信网络应用的整体水平。

2.5 D2D绿色通信技术

随着5G技术的不断发展进步，网络容量的拓展及频谱效率的升级非常关键，因此丰富通信模式的绿色通信技术方案更加具有应用优越性，能在蜂窝系统基础上建立更加合理的数据传输模式，确保数据终端传输的整体效果符合预期。与此同时，D2D绿色通信技术还能结合无线资源分配机制以及计费识别机制实现端通信目标，为节能降耗提供保障，实现经济效益和环保效益的和谐统一[10]。

3 结 论

节能减耗理念不断渗透到各个行业，将其应用在通信网络技术模式时要秉持能源节约原则，将层级化关键技术应用流程作为关键，整合技术要点，维持5G移动网络绿色通信关键技术应用的合理性、规范性以及可靠性，共同促进移动通信网络可持续健康发展。