5G基站核心組件有哪些?如何解決5G基站能耗問題
本文中,小編將對(duì)5G基站予以介紹,如果你想對(duì)它的詳細(xì)情況有所認(rèn)識(shí),或者想要增進(jìn)對(duì)它的了解程度,不妨請(qǐng)看以下內(nèi)容哦。
一、5G基站核心組件
5G基站是一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng),其核心組件可劃分為基帶處理、射頻收發(fā)與天線三個(gè)主要功能單元,它們共同協(xié)作完成從數(shù)據(jù)信號(hào)處理到無(wú)線信號(hào)收發(fā)的全過程。
基帶處理單元是基站的大腦,主要部件包括基帶處理板和控制板?;鶐幚戆宄袚?dān)核心計(jì)算任務(wù),負(fù)責(zé)將來(lái)自核心網(wǎng)的用戶數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行編碼、調(diào)制等數(shù)字化處理,并調(diào)度成適合空中傳輸?shù)幕鶐盘?hào);同時(shí),也將從終端接收的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、解碼等反向處理??刂瓢鍎t負(fù)責(zé)整個(gè)基站的管理、資源調(diào)度以及與核心網(wǎng)的控制信令交互。
射頻單元是信號(hào)轉(zhuǎn)換與放大的關(guān)鍵樞紐,核心部件包括數(shù)模/模數(shù)轉(zhuǎn)換器、功率放大器和濾波器。數(shù)模轉(zhuǎn)換器將基帶單元送來(lái)的數(shù)字基帶信號(hào)精確轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào);功率放大器則將此模擬信號(hào)大幅增強(qiáng)至足以遠(yuǎn)距離傳播的功率電平,這是實(shí)現(xiàn)廣覆蓋的關(guān)鍵。反向接收時(shí),天線收到的微弱信號(hào)會(huì)先經(jīng)過濾波器濾除帶外干擾,再經(jīng)低噪聲放大器初步放大,由模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)送回基帶單元處理。5G Massive MIMO技術(shù)中的大量天線振子及其對(duì)應(yīng)的射頻通道也集成于此單元內(nèi)。
天線單元是信號(hào)在空間中的輻射與接收器。其核心是多天線陣列,通過將射頻單元送來(lái)的高頻電流轉(zhuǎn)換為電磁波向空間輻射。在5G時(shí)代,天線與射頻單元深度集成,形成一體化有源天線單元。天線陣列通過波束賦形技術(shù),能將信號(hào)能量精準(zhǔn)指向用戶,而非傳統(tǒng)天線的全向覆蓋,這極大地提升了頻譜效率和網(wǎng)絡(luò)容量。
此外,電源模塊、散熱系統(tǒng)和傳輸接口等配套組件為上述核心單元提供電力保障、溫度控制和數(shù)據(jù)傳輸通道,共同構(gòu)成一個(gè)完整、高效、可靠的5G基站。
二、5G基站耗能問題
基站能耗以電為主,相比4G網(wǎng)絡(luò),5G不僅功耗提升了三倍以上,并且由于覆蓋范圍的衰減,5G基站的需求數(shù)量又是成倍增加,因此,對(duì)于運(yùn)營(yíng)商而言5G基站的高功耗甚至成為了主要制約5G建網(wǎng)的首要原因。
5G基站主要能耗集中在基站、傳輸、電源和機(jī)房空調(diào)四部分,而其中基站的電費(fèi)支出占整體網(wǎng)絡(luò)能耗的80%以上?;灸芎闹?,負(fù)責(zé)處理信號(hào)編解碼的基帶單元的功耗相對(duì)較小,而射頻單元是功耗的主要來(lái)源。
經(jīng)測(cè)算,以當(dāng)前平均1.3元/度的轉(zhuǎn)供電價(jià)計(jì)算,一個(gè)4G基站每年的電費(fèi)是20280元,一個(gè)5G基站每年的電費(fèi)將高達(dá)54600元。
當(dāng)前,移動(dòng)通信基站機(jī)房均為全封閉機(jī)房,機(jī)房?jī)?nèi)的電源設(shè)備、發(fā)射設(shè)備、傳輸設(shè)備等都是較大的發(fā)熱體。要保持機(jī)房一定的工作環(huán)境溫度,主要靠空調(diào)來(lái)實(shí)現(xiàn),為保障設(shè)備在恒溫下運(yùn)行,不因?yàn)闇囟冗^高而宕機(jī),制冷系統(tǒng)就要不間斷地為基站降溫,也是導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)成本居高不下的重要原因之一。
解決方法:
1、由電力轉(zhuǎn)供模式向直供模式轉(zhuǎn)變。3月24日,工信部發(fā)布《關(guān)于推動(dòng)5G加快發(fā)展的通知》指出,對(duì)具備條件的基站和機(jī)房等配套設(shè)施加快由轉(zhuǎn)供電改直供電。在沒有補(bǔ)貼的情況下,直供電價(jià)比轉(zhuǎn)供電大約低20%左右。
2、政策扶持。不少地方政府在5G戰(zhàn)略規(guī)劃中提出了調(diào)降電費(fèi)等定向支持,各地出臺(tái)政策開放各類市政公共資源加快5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè),資金支持也成為地方政策支撐的重點(diǎn)。
最后,小編誠(chéng)心感謝大家的閱讀。你們的每一次閱讀,對(duì)小編來(lái)說(shuō)都是莫大的鼓勵(lì)和鼓舞。希望大家對(duì)5G基站已經(jīng)具備了初步的認(rèn)識(shí),最后的最后,祝大家有個(gè)精彩的一天。





