5G耗電猛如虎，愛立信攜BBU節(jié)能黑科技前來突破

5G讓我們更高效地連接世界，愛立信節(jié)電科技則讓我們更環(huán)保地實現(xiàn)這個目標(biāo)。

如果有一位優(yōu)秀的“節(jié)能專家”只需要通過調(diào)整幾個參數(shù)，就能精確調(diào)節(jié)設(shè)備能耗，下降BBU功耗，還能像智能空調(diào)一樣，使設(shè)備溫度降低，提高設(shè)備壽命和可靠度，這樣的“黑科技”，你想擁有嗎？

愛立信BBU深度節(jié)電功能現(xiàn)網(wǎng)測試效果

近期，愛立信聯(lián)合中國移動在江西現(xiàn)網(wǎng)1600多個站點開通了基帶處理單元（ BBU）深度節(jié)電功能。

結(jié)果顯示，全部站點BBU平均功耗下降不低于30%。BBU板卡板溫平均下降5攝氏度左右，單板平均壽命和可靠性得到顯著提高。

中國移動江西地市公司的客戶對愛立信的BBU深度節(jié)電功能表示高度認可：“愛立信5G主流BBU設(shè)備支持BBU節(jié)能技術(shù)，開啟相關(guān)參數(shù)即可。在前期地市公司現(xiàn)網(wǎng)開展的3個站點BBU節(jié)能功能測試中，對比開啟前、后的3天平均能耗，單個BBU平均功耗節(jié)省30%左右，無KPI影響?！?/p>

工作人員對BBU深度節(jié)電功能進行現(xiàn)網(wǎng)測試

隨著中國5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和規(guī)模的進一步擴大，5G NR中頻段和低頻段的現(xiàn)網(wǎng)存量基站已經(jīng)達到234萬站。如何加強與提升5G現(xiàn)網(wǎng)的能效比，不僅是運營商和設(shè)備商共同面臨的課題，也是當(dāng)今社會綠色發(fā)展的需求。5G網(wǎng)絡(luò)能效提升與節(jié)能功能部署是當(dāng)下運營商關(guān)注的重中之重。

AAU/RRU和BBU是5G基站的主要能耗來源。如何在保證用戶體驗的前提下，盡可能降低AAU/RRU/BBU能耗是各個設(shè)備廠商和運營商共同面臨的挑戰(zhàn)。

功能突破口

對于AAU/RRU：目前已經(jīng)開展的節(jié)能功能部署主要包括亞幀關(guān)斷、載波關(guān)斷、通道關(guān)斷、淺層休眠、深度休眠等；

對于BBU：目前已經(jīng)開展的節(jié)能功能部署則包括低業(yè)務(wù)節(jié)能、淺層休眠等。BBU系統(tǒng)的主要構(gòu)成包括主控電路、基帶電路、電源電路和同步電路、風(fēng)扇等。其中，基帶電路是BBU系統(tǒng)能耗來源的最主要構(gòu)成部分。因此，如何降低基帶部分的功耗是BBU節(jié)能降耗的主要突破方向。

BBU基帶電路的核心是超大規(guī)模數(shù)字集成電路ASIC芯片，其工作狀態(tài)下功耗構(gòu)成主要是靜態(tài)功耗和動態(tài)功耗：

靜態(tài)功耗主要由ASIC芯片的漏電流產(chǎn)生的，基帶ASIC芯片一旦上電完成，無論是否有基帶協(xié)議棧信號處理任務(wù)，靜態(tài)功耗就必然存在；

動態(tài)功耗主要是由基帶ASIC數(shù)字芯片內(nèi)部邏輯電路運行時的狀態(tài)翻轉(zhuǎn)，及伴隨的充放電電流產(chǎn)生功耗，所以動態(tài)功耗的大小取決于基帶ASIC數(shù)字芯片的工藝制程、數(shù)字邏輯電路規(guī)模、芯片主頻大小、內(nèi)核和I/O接口邏輯電壓擺幅、芯片運算負荷及工作溫度等因素。

在BBU基帶ASIC芯片工藝制程和工作溫度確定的情況下，在保證用戶體驗的前提下，降低功耗的主要著眼點包括調(diào)整投入使用的數(shù)字邏輯電路規(guī)模、調(diào)整芯片主頻和內(nèi)核電壓擺幅等措施。其中，調(diào)整投入使用的數(shù)字邏輯電路規(guī)模是效果最好的技術(shù)措施，也是最難實現(xiàn)的技術(shù)措施。

5G網(wǎng)絡(luò)基帶信號處理協(xié)議棧由NR RAN軟件和基帶硬件共同完成，軟、硬件的高效協(xié)同才能實現(xiàn)最大化的能效比。

通常軟件功能和硬件資源在協(xié)同工作中，功能映射是靜態(tài)的：

優(yōu)勢為，架構(gòu)簡單，在應(yīng)對高中低不同業(yè)務(wù)負荷時無需調(diào)整軟件對硬件資源的分配和使用；

弊端是，對于系統(tǒng)中低業(yè)務(wù)負荷下全部硬件資源都處于上電工作狀態(tài)，全部基帶芯片資源的靜態(tài)功耗和動態(tài)功耗和業(yè)務(wù)負荷關(guān)系不大。

技術(shù)實現(xiàn)細節(jié)

愛立信BBU數(shù)字基帶芯片采用了愛立信硅芯科技（Ericsson Silicon）超大規(guī)模集成電路系統(tǒng)級芯片，并采用模塊化系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計。

SoC基帶硬件和RAN軟件緊密協(xié)同配合，完成無線通信協(xié)議棧層一和層二的用戶業(yè)務(wù)和控制信令基帶信號處理。系統(tǒng)設(shè)計中考慮到在不同業(yè)務(wù)負荷情況下RAN軟件根據(jù)業(yè)務(wù)智能感知所需要使用的基帶硬件資源，調(diào)用SoC芯片內(nèi)部的不同基帶模塊投入運算，并結(jié)合BBU硬件板級電源域顆粒化設(shè)計和SoC內(nèi)部模塊化電源域的設(shè)計，可將不投入使用的基帶模塊電路實現(xiàn)半靜態(tài)或動態(tài)關(guān)斷（如圖3），從而大幅度節(jié)省BBU系統(tǒng)能耗；同時，RAN 軟件可根據(jù)業(yè)務(wù)動態(tài)變化所需基帶模塊資源，動態(tài)調(diào)配所需基帶模塊資源，啟動或停止相應(yīng)基帶模塊的使用，以保證在不影響業(yè)務(wù)負荷和用戶感知的情況下，最大化BBU系統(tǒng)節(jié)能。

審核編輯：湯梓紅