5G移动通信网络智能节能应用方案.pdf

信息通信5G移动通信网络智能节能应用方案翟敏，宋耀宁2（1.移动通信公司网络部，内蒙古鄂尔多斯0 17 0 0 0；2.移动通信公司网络部网优中心，内蒙古乌兰察布0 12 0 0 0）摘要：文章通过对鄂尔多斯市5G移动通信网络设备的能源消耗分析，根据网络选定区域内小区的历史业务数据，构建基站业务负荷预测模型，分别应用“符号关断”“RF智能关断”“载波关断”这三项节能措施，持续挖掘无线设备级节能功能的技术与方案,进一步优化节能参数,降低全网基站功耗，达到降本增效的目的。关键词：5G基站节能；智能符号关断；RF智能关断；载波关断；基站功耗；关闭功放；静态功耗；节能降耗中图分类号：TN929.5Intelligent energy-saving application scheme for 5G mobile communication network(1.China Mobile Communications Corporation Network Department Inner Mongolia Ordos 017000;2.China Mobile Communications Corporation Network Department Inner Mongolia Ulanqab 012000)Abstract:Based on the analysis of the energy consumption of the Ordos City 5G mobile communication network equipment,this paper constructs the base station service load forecasting model according to the historical service data of the selected areaof the network,by applying the three energy saving measures ofSymbol off,“RF intelligent off”andCarrier off,the tech-nology and scheme of energy saving function at wireless device level are continuously mined,and the energy saving parametersare further optimized,reduce the power consumption of the whole network base station,achieve the goal of reducing cost andincreasing efficiency.Keyword:5G base station energy saving;smart symbol off,RF smart off;Carrier wave off;base station power consumption;power amplifier off;static power consumption;energy saving and emission reduction15G节能背景随着移动通信业务的飞速发展，各大运营商加快5G网络建设的步伐，基站数量大幅度增加，随之带来的新问题，即基站能耗迅速增长无疑增加了运营商的成本。鄂尔多斯移动公司为贯彻落实 厉行节约、降本增效 的工作要求，在无线网、核心网、IT支撑网等各专业领域全面应用高效节能的网络设备，大大降低网络设备的能耗，着力打造新一代的“绿色网络”，降低基站能耗势在必行。同时，随着移动互联网、云计算等新技术新业务的蓬勃发展，中国移动为用户带来全新的4G信息化体验和服务，为社会各行各业提供ICT解决方案，发挥信息化节能减排杠杆作用，助力传统行业节能减排和转型升级，建设“低碳信息社会”。1.15G网络的高能耗是4G的2-3倍（1)大带宽。5GNR带宽从原来的4G的几十兆变为16 0/2 0 0兆；(2）通道数增多。收发通道数从原来的8 通道变为6 4/32通道；(3)数字中频器件、芯片等集成度不足，导致功耗增加；(4)流量从传统的2 流变为16 流；（5）发射功率从10 0 多瓦变为2 40/32 0 瓦。1.2能耗开支是网络运营成本的重要组成部分据相关数据统计，自2 0 12 年起，全球运营商收入年均复合增长率开始逐年降低，而营运成本年均复合增长率逐年增收稿日期：2 0 2 3-0 2-19作者简介：翟敏（19 6 9-），女，内蒙古包头人，大学本科，硕士学位，高级工程师，研究方向：数字移动网络维护，以及2 G、4G、5G 移动网络优化等等工作，利用积累的丰富专业技能与维护优化经验完成各项专题工作；宋耀宁（19 9 7-），男，内蒙古东胜人，大学本科，学士学位，研究方向：5G移动网络维护、网络满意度及5G网络优化等工作。2212023年第0 5期(总第2 45期)文献标识码：A文章编号：2 0 9 6-9 7 59(2 0 2 3)0 5-0 2 2 1-0 3ZHAI Min,SONG Yaoning?加，两者差距不断增大，使得运营商营收压力与日俱增。在运营商的营运成本中，基站电费支出占网络运营部分的30%以上，占整个营运成本支出的10%左右。1.3降低主设备能耗是节能的关键目前运营商的5G基站主设备空载功耗约2.2-2.3kW，满载功耗约3.7-3.9 kW，这相当于4G基站的3-4倍左右。以0.6元/度电价测算，一个4G基站每年的电费是9 36 0 元，而5G基站每年的电费将高达2 52 0 0 元。基站智能节能方案主要通过自动采集4G/5G基站的业务量、性能数据、工参数据、运行指标、告警数据、B域数据等，按场景、区域、基站性质对基站进行分级管理；目前华为公司5G无线设备级节电功能的技术主要有三个，分别是“符号关断”和“RF智能关断”以及“载波关断”，通过分析两种节能关断技术，结合鄂尔多斯移动网络现状，对满足条件的LTE基站，制定验证方案，开展节能技术应用的推广。根据测试验证结果来分析节能技术方案的可行性，确定符合现网应用范围与条件，创新技术手段，在现网LTE较低负荷情况下，普通基站的节能效果达到15%，载波聚合基站的节能效果达到2 5%，最终达到降低网络成本，实现5G基站的绿色节能。2原理简介2.1符号关断原理该参数表示基站节能开关，根据流量、用户、话务量的繁忙程度，通过对业务量监控预测，基站自动将下行数据集中调Changjiang Information&Communications度到系统指定的符号上，在非有效数据信息传输的符号内关闭功放电源；用于控制基站级的节能特性的开启和关闭；包含符号关断开关，符号关断可应用于LTE单模和LTE多模基站中，当下行无线子顿中OFDM符号上没有信号发送时关闭功放，以减少功放静态功耗，从而达到节能的目的；当符号关断应用于多模基站时，需要协同其他非LTE制式的节能特性一起使用，从而降低多模基站的功耗；未开启智能符号关断功能时，任何时刻RRU的功放电源都是打开状态。(1)符号关断触发条件基本符号关断开关ENODEBALGOSWITCH.POWERSA-VESWITCH（SY M BO LSH U T D O W N SW I T C H）是基站级的，当 ENODEBALGOSWITCH.POWERSAVESWITCH(SYM-BOLSHUTDOWNSWITCH)打开后，ENODEB下的所有小区将进入基本符号关断模式。（2）符号关断退出条件满足如下条件之一时，基站下对应的小区将退出基本符号关断状态：基本符号关断开关ENODEBALGOSWITCH.POWER-SAVESWITCH(SYMBOLSHUTDOWNSWITCH)关闭。其他制式的载波退出节能关断状态。(3)MML命令MOD ENODEBALGOSWITCH:POWERSAVESWITCH=SYMBOLSHUTDOWNSWITCH-1。2.2RF智能关断原理RF智能关断是指某小区上无业务或业务负荷较低，并且当前进入某设定时间段时，关闭本小区的部分发射通道，如8通道变为4通道，2 通道变为1通道，以节省能耗。由于该功能是在基站无业务或业务负荷较低的情况下关闭小区部分通道，通道关闭后，同时基站也会增加参数信号发射功率，来保障用户覆盖需求，同时降低网络内部干扰。小区合并模式以及多MPRU聚合小区模式的LTE小区，不支持智能通道关断特性。对于UE高速移动的场景，如高铁、高速公路等场景不建议开通该特性。由于通道智能关断是关闭小区的部分发射通道，只有在小区配置为多通道发射的场景下（发射天线数为2天线或4天线以上），本特性才起作用。由于该功能是在无业务或业务负荷较低的情况下关闭部分通道，关闭通道后EN-ODEB会提升参考信号的发射功率，以保证系统覆盖。(1)RF智能关断触发条件进入设定的时间段（CELLRFSHUTDOWN.START-TIME,CELLRFSHUTDOWN.STOPTIME)。进入RF智能关断后，不会由于CRS(CELL-SPECIFICREFERENCESIGNALS）功率的抬升而导致下行物理信道功率受限。小区功率PA值不小于-3DB(CELLDLPCPDSCHPA.PAP-COFF)且公共控制信令聚集级别等于4(CELLPDCCHALGO.COMSIGCONGREGLV=CONGREG_LV4）。距离上次射频智能关断模式退出时间大于半小时。当满足下述条件时，小区才能进入“射频通道智能关断”。对于2 T2PORT与4T4PORT场景：小区没有连接态UE。对于4T2PORT、8 T 2 PO R T 与8 T4PORT场景：小区上下行PRB利用率=3.0建立时延(s)4.42295.59%3.553开启前流量包开启后备注开启前开启后呼叫，信息通信车联网中面向服务的隐私保护群密钥管理方案分析（浙江万里学院，浙江宁波31510 0）摘要：现阶段车联网中所应用的群密钥管理方案为密钥树结构，不利于实现全过程的群密钥管理，且需耗费一定的开销，对车辆的身份隐私重视力度不足。文章以车联网基本概念为切入点，构建了车联网中面向服务的隐私保护群密钥管理方案,探讨了方案的安全性，并在此基础上进行了实验分析与性能分析，以期减少相关开销。关键词：车联网；面向服务；隐私保护；群密钥管理中图分类号：TP3110前言伴随着我国科学技术水平的高速发展，物联网开始在各行各业中被广泛应用，并且取得了十分良好的成效，车联网是其中的关键部分，车联网的产生应用为我国智能交通系统的不断完善创造了优越条件。本文所探讨的车联网中面向服务的隐私保护群密钥管理方案是以中国剩余定理为基础，合理设计群密钥因子，以此提升安全性。1车联网基本概述车联网指的是以车辆的行进路线、具体位置以及速度等信息共同组成的庞大交互网络，利用传感器、GPS以及摄像头图像处理等装置来完成对于车辆自身状态信息以及环境信息2023年第0 5期(总第 2 45 期)李忠成文献标识码：A文章编号：2 0 9 6-9 7 59(2 0 2 3)0 5-0 2 2 4-0 3的收集归纳。同时在互联网技术与计算机技术的支持下，车辆所涉及到的庞大信息群都可以直接回传至中央处理器，经过一系列的分析处理工作，进而得到不同车辆所对应的最优化行驶路线，可以对路面的实时状态信息有着精准把握，对信号灯的周期进行合理化安排，伴随着对车联网的研究愈发深入，相关人员愈发重视车联网对于满足用户的深层次服务需求以及进一步构建智能交通层面上。在一般情形下，车载自组织网络的群应用集中于安全应用和商务应用等，因为只有获得权限许可的车辆才能够完成软件更新，同时车辆的多媒体组播通讯则为群应用提供了必要的基础设施，为确保汽车多媒体组播通讯拥有更高的保密性，消息发布人与群成员将共同分享一个对称密钥，也就是交通加密密钥，与服务群的群收稿日期：2 0 2 3-0 2-0 3基金项目：浙江省教育厅科研项目，面向智能交通的车联网隐私保护方案研究（项目编号：Y202146388）作者简介：李忠成（19 7 7-），男，汉族，吉林舒兰人，硕士研究生，讲师，研究方向：无线通信与网络安全。ii+表7 智能关断开启前后KPI指标对比数据无线无线VOLTE上行小区内流量日期时间上下行(%)(GB)2022/3/17511342022/3/18开启前499922022/3/19448502022/3/20464842022/3/21开启后492042022/3/22525524.4智能关断节能效果通过对3月17 日到3月2 2 日涉及小区开启前后基站各单板测量累加的基站制式能耗指标对比如下：基站各单板测量累加的基站制式能耗（LTE）（千瓦时）16901682.97316851680.474168016751670166516603/17/20223/18/20223/19/20223/20/20223/21/20223/22/2022图1智能关断开启前后基站各单板能耗本次累计开启158 3个基站可以提取到能耗指标，开启后1583个基站能耗降低2 9 度，即可以预估全网348 6 个基站能耗降低9 5.2 度左右。4.5投资及维护成本(1)符号关断与RF智能关断均为华为LTE设备自带功能,不一掉线率接通率话务量 丢包率的最大(%)（爱尔兰）(%)用户数0.1699.380.1699.370.1699.40.1599.440.1599.430.2499.421684.137+需要添加软件license和进行硬件新增以及改造,投资成本基本为零。(2)符号关断与RF智能关断开启后，对整体网络运行无影响。仅需周期性对节能效果和节能开启情况进行统计分析，维护成本较小。19230.0629619918890.0628585922360.0629554922560.0630380021950.0629997622070.061673.9541568.7765经验总结5.1应用推广情况符号关断和RF智能关断开启后对测试指标和系统指标均无影响；符号关断开启后节能增益为4.8 3%，智能关断开启后节能增益为0.59%。两项功能开启后全网日均省电6 0 1度左303478右,年节约2 16 36 0 度电，能达到节能降耗和提升经济效益目的。5.2问题及后续研究从目前现网实施的效果来看，符号关断节能效果优于RF智能关断，主要原因为RF智能关断无法满足进入条件导致RF智能关断功能开启后并未启动生效。后续将进一步对全网基站各时段负荷、业务量进行分析，并且根据实际优化的需要，进行节能相关参数的设定，在不影响网络关键指标和用户感知的情况下，对RF智能关断功能进行精准开启，从而解决网络空闲时设备仍消耗大量电能的问题，实现5G基站节能、提高效益的最佳效果。参考文献：1】奉媛.智能符号关断技术在LTE系统的应用研究;电信技术,2 0 17,第2 期.10.39 6 9/j.issn.1000-1247.2017.02.003.2压湛海,陈昊.基于 LTE 网络技术智能关断技术试验与分析;移动通信,2 0 15，第18 期.10.39 6 9/j.issn.1006-1010.2015.18.010.3杜诗研,江伟,王猛,周雷雷,LTE网络智能关断技术节能指标试验与分析;电信工程技术与标准化,2 0 17,第7 期,CNKI:SUN:DGJB.0.2017-07-019.224