5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)能效評(píng)估白皮書(shū)（2022年）PAGEPAGE1目錄國(guó)家雙碳戰(zhàn)略加速移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)綠色低碳發(fā)展 2國(guó)家雙碳戰(zhàn)略要求 2綠色網(wǎng)絡(luò)評(píng)估方法有待完善 35G無(wú)線節(jié)能技術(shù)和能效評(píng)估研究進(jìn)展 65G綠色節(jié)能技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新 6設(shè)備維度 6站點(diǎn)維度 8網(wǎng)絡(luò)維度 85G網(wǎng)絡(luò)能效評(píng)估研究進(jìn)展 9相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化組織研究進(jìn)展 9相關(guān)行業(yè)組織研究進(jìn)展 10現(xiàn)有研究成果的局限性 115G多維網(wǎng)絡(luò)能效評(píng)估方法 14評(píng)估目標(biāo) 14評(píng)估方法 15宏觀層面 15微觀層面 17后續(xù)展望 18標(biāo)準(zhǔn)化 18網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐 19縮略語(yǔ)列表 20參考文獻(xiàn) 21國(guó)家雙碳戰(zhàn)略加速移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)綠色低碳發(fā)展國(guó)家雙碳戰(zhàn)略要求2021285203020215G5G5G1.05G1.0（2022）PAGEPAGE17等提出具體的能效改進(jìn)要求。1.1101.2綠色網(wǎng)絡(luò)評(píng)估方法有待完善過(guò)去兩年多，突如其來(lái)的疫情加速了數(shù)字化的進(jìn)程，遠(yuǎn)程辦公、線上教育等被廣泛接受。為了滿足大眾隨時(shí)隨地體驗(yàn)良好網(wǎng)絡(luò)性能的20301.32030100Mbps5G5G4G5G-MIMO5Gbit/J5G5G5G202520%C2本白皮書(shū)將在隨后的章節(jié)就中國(guó)移動(dòng)和華為等近期研究的能效評(píng)估方法進(jìn)行詳細(xì)描述，希望為產(chǎn)業(yè)做出相關(guān)的探索和啟示。5G無(wú)線節(jié)能技術(shù)和能效評(píng)估研究進(jìn)展5G綠色節(jié)能技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新5G設(shè)備維度D-RAN60%，40%PUE值?；鶊D2.1站點(diǎn)功耗組成RRU，AAUAAUGaNDPD5GRBC設(shè)備除硬件效率持續(xù)提升外，還需軟件技術(shù)持續(xù)演進(jìn)降低模塊在運(yùn)行態(tài)的功耗。在5G5G50%以上。站點(diǎn)維度BBU5GC-RANC-RAN網(wǎng)絡(luò)維度階段。2G/3G自動(dòng)化階段，隨著技術(shù)發(fā)展，產(chǎn)業(yè)逐漸進(jìn)入節(jié)能自動(dòng)化階段，AI智5G5%以5G網(wǎng)絡(luò)能效評(píng)估研究進(jìn)展KPI相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化組織研究進(jìn)展ETSI、ITU、3GPP等國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織開(kāi)展的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)能效研究聚（=/5G三大場(chǎng)景[4]；5GVNF、RAN-sharing等[5]。CCSATC5WG95G相關(guān)行業(yè)組織研究進(jìn)展GSMAGSMA（GlobalSystemforMobileCommunicationsassembly，全[6]。energyperunitoftraffic(kWh/GB)energyperconnection(kWh/connection)energypercellsite(MWh/cellsite)energyperrevenue(MWh/€million)NGMN5G5G2021年GenerationMobileetoks[7]。2022KPINGMN能效和綠色KPI項(xiàng)目組認(rèn)為需要引入網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量因子，全面評(píng)估綠色網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)有研究成果的局限性ETSIES203228eMBBeMBB場(chǎng)：EE= trafficEnergyConsumption廣覆蓋景：EE= coverageareaEnergyConsumption低時(shí)延景：EE= userplanelatencyEnergyConsumption以eMBB1：5G致網(wǎng)絡(luò)總能耗的增長(zhǎng)，評(píng)估網(wǎng)絡(luò)能效時(shí)如何考慮？5G建5G5G5G5G5G5G表2-1部分城市5G基站數(shù)和基站密度（截止2021年底）城市5G基站數(shù)（萬(wàn)）基站密度（個(gè)/平方公里）深圳524.7上海4.87.6北京5.53.4線性的，如何實(shí)現(xiàn)能效的橫向?qū)Ρ龋?2.32.4基站功耗與負(fù)荷關(guān)系基站功耗（w）電源基站功耗（w）功放100% 70% 50% 30% 0%業(yè)務(wù)負(fù)荷（無(wú)線資源利用率）2.2（5G）能效（GB/kWh）能效（GB/kWh）單站流量與單站能效的關(guān)系圖（GB/kWh）020406080100流量網(wǎng)絡(luò)流量和網(wǎng)絡(luò)能效的關(guān)系0.002.004.00單站流量與單站能效的關(guān)系圖（GB/kWh）020406080100流量網(wǎng)絡(luò)流量和網(wǎng)絡(luò)能效的關(guān)系0.002.004.006.00網(wǎng)絡(luò)流量（TB）8.0010.0012.00網(wǎng)絡(luò)能效（GB/Kwh）y=-0.0007x3-0.0294x2+2.6757x+0.0395R2=0.99912.4（5G）絡(luò)能效時(shí)如何考慮？不同環(huán)境因素下相同流量消耗的網(wǎng)絡(luò)資源不同，需要的網(wǎng)絡(luò)能效D2.6GHz20dB，1/4~1/3，3~4倍的1.2~1.6倍左右。表2-2室內(nèi)外邊緣用戶速率測(cè)試情況指標(biāo)要求室外道路遍歷測(cè)試淺層覆蓋站間距（m）用戶平均速率（Mbps）用戶邊緣速率（Mbps）用戶速率（Mbps）下行上行下行上行下行上行密集城區(qū)400~50090~125203131422330一般城區(qū)350~45080~100203912314505G評(píng)估目標(biāo)KPI5G5G5G5G評(píng)估方法單位網(wǎng)絡(luò)能耗可貢獻(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)流量表達(dá)式如下：????????

=Service（流量，性能）能效=能耗此外，5G宏觀層面（首先，基于基站密度對(duì)網(wǎng)絡(luò)總能耗進(jìn)行等效處理。本白皮書(shū)給出其中，

=??????????=????(??)??(??)5G5G5GCDFCDF10%30%50%、100%3.1所述。5G5G對(duì)于流量<CDF10%5G5G5G站型；CDF10%~CDF30%5G業(yè)務(wù)；CDF30%~CDF50%5GCDF50%~CDF100%業(yè)務(wù)發(fā)展較好，可優(yōu)先引入能力更強(qiáng)的5G基站；如果室內(nèi)業(yè)務(wù)量網(wǎng)絡(luò)流量和網(wǎng)絡(luò)能效的關(guān)系y=-0.0007x3-0.0294x2網(wǎng)絡(luò)流量和網(wǎng)絡(luò)能效的關(guān)系y=-0.0007x3-0.0294x2+2.6757x+0.0395R2=0.9991100%50%30%10%0.002.004.006.00網(wǎng)絡(luò)流量（TB）8.0010.0012.00網(wǎng)絡(luò)能效（GB/Kwh）圖3.1分段評(píng)估示意圖微觀層面??????=????其中，

??=????(??)??=??(????,????????)最后，采用分段評(píng)估，實(shí)現(xiàn)不同區(qū)域的能效對(duì)比。具體可參考3.2.1章節(jié)進(jìn)行處理，其中，流量和能耗均為等效值。后續(xù)展望5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)能效評(píng)估方法的研究推進(jìn)將對(duì)整個(gè)行業(yè)的綠色發(fā)展帶來(lái)巨大的積極助推作用，后續(xù)工作主要圍繞以下兩個(gè)方面：5G標(biāo)準(zhǔn)化ETSICCSANGMN，GSMA等行業(yè)組織推動(dòng)如下維度的研究分析，持續(xù)完善能效評(píng)估方法。考慮更多場(chǎng)景的能效定義，例如uRLLC、mMTC以及5G-演進(jìn)場(chǎng)景等。5G網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐5G5G縮略語(yǔ)列表縮略語(yǔ)英文全名中文解釋3GPP3rdGenerationPartnershipProject第三代合作伙伴計(jì)劃AAUActiveAntennaUnit有源天線單元BBUBuildingBasebandUnit基帶處理單元CCSAChinaCommunicationsStandardsAssociation中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)DPDDigitalPre-Distortion數(shù)字預(yù)失真eMBBEnhancedMobileBroadband增強(qiáng)移動(dòng)寬帶ETSIEuropeanTelecommunicationsStandardsInstitute歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)GaNGalliumNitride氮化鎵GeSIGlobalEnablingSustainabilityInitiative全球電子可持續(xù)發(fā)展倡議組織ICTInformationandCommunicationsTechnology信息通信技術(shù)KPIKeyPerformanceIndicator關(guān)鍵性能指標(biāo)mMTCMassiveMachineTypeofCommunication