真实的5G功耗究竟是怎样的？

2019-07-29 09:30

5G是当下最热门的话题之一，而5G功耗更是热门中的热门。为了赢得运营商的青睐，各个厂商都在标榜自家产品的功耗性能业界领先，到底谁的说法是准确的呢？若要从纷杂的观点中直击问题真相，就必须要解答两个问题：第一，5G基站功耗到底与什么相关；第二，如何评估5G基站功耗才是准确的。

关于第一个问题的答案，我们从各厂商在MWC2019上海展上介绍的几种降低5G基站功耗的核心手段，就能发现一些端倪：

首先，基站功耗主要来自于射频单元，而射频单元中功耗占比最高的就是功放。功放对一定范围内的输入信号能够进行线性放大，而超过这个范围的输入信号会被失真放大，从而导致功放效率降低。为了提升功放效率，通过专门优化的数字预纠偏算法（DPD），对功放的非线性放大区进行预纠偏，能够使功放效率得到大幅提升。那么不难看出，DPD算法的优劣将会直接影响5G基站功耗效率。

其次，基站功耗与工作温度也密切相关。通常，工作温度越高，器件的漏电流越大，基站功耗也就越大。通过引入先进的散热技术，能够有效控制基站工作在合理的温度范围内，保证基站的功耗效率。

此外，基站的数据处理部分也占用了较多的功耗开销，这一部分也存在较大的优化空间。通常，业内厂商针对成熟的商用产品，都会考虑采用专用集成电路（ASIC）芯片替代现场可编程门阵列（FPGA）芯片，用以降低功耗并提升运算效率。

而第二个问题，如何评估5G基站功耗是准确的，关键点还是在于测试条件的统一。因为5G基站功耗与多个测试因素相关，任一因素的改变就会导致结果出现较大的变化。那么，5G基站功耗到底与哪些测试因素有关呢？

1. 发射功率：发射功率越低，基站功耗越低。以20%的功耗效率为例，减少40W的发射功率将降低200W的功耗。

2. 业务负载：基站的业务负载越高，调用的物理资源（PRB）就越多，功耗也就越大。如业务负载为100%时的基站功耗就远大于业务负载为30%时的基站功耗。

3. 环境温度：环境温度升高会导致基站工作温度升高，如前文所述，工作温度升高则导致器件的漏电流增大，进而导致基站功耗增加。

4. 支持功能：基站支持的功能不同，也会导致基站功耗存在差异。例如，如果厂商考虑了基站后续的扩展能力，对电源、散热以及计算能力等方面做了预留。那么，相对于无扩展能力的基站，功耗也一定会有所提升。

其实，厂商5G功耗的最优之争在集采测试时自然会有定论。为了保证集采测试结果是公允可信的，运营商集团公司会集结大量资深专家，采取严格的环境和平台审查标准，用多样本多用例的测试来试探各厂家基站功耗的最真实水平。这样不仅仅有助于运营商做出正确的判断，同时也将激励厂商不断创新，从而推进5G产业的正向发展。