华为董事长梁华：5G与4G能耗相当，能效提高10-20倍

随着我国5G商用牌照的发放，公众热议许久的5G时代终于正式到来。拥有大带宽、低时延、广联接三大特性的5G将全面赋能智能制造、自动驾驶、AR/VR应用、4K/8K视频等行业，掀起万物互联的数字化、智能化浪潮。

与此同时，关于5G基站功耗的担忧和噪声也开始弥散开来。海量联接的5G，能耗究竟如何？运营商建设5G，又要如何度过“节能降耗”大关？

华为董事长梁华：5G基站比4G能效更高，更符合环保理念

移动网络的能耗直接关系到运营商的运维成本。在4G时代，网络总体能耗已经占据了运营商运维成本的16%，而拥有更大容量、更快速度和更多联接的5G，不免引发了人们对其能耗的担忧。

在华为于19年7月12日举办的《2018可持续发展报告》发布会上，华为董事长梁华发表公开演讲：“未来通信网络的重要关注点之一就是能量效率，核心是用更少的能量传递更多的信息，以及在能量系统中通过信息技术来降低能耗。”

梁华表示，不必对5G的能耗感到担忧，其实在同样覆盖能力下，与4G的典型能耗基本上在同一个量级上。更重要的是，5G设备1度电的能耗可支持超过5000GB流量的传输，相当于下载5000部高清电影；而在4G时代，同样电量仅能下载200部左右。也就是说，5G的能效相比4G提高了10-20倍。

华为5G：端到端全面创新，助力运营商节能降耗

据统计，三大运营商每年网络运营电费支出共计过千亿元人民币，能耗主要集中在基站、传输、电源和机房空调四部分，而其中基站的电费支出占整体网络能耗的80%以上。在基站中，负责处理信号编解码的基带单元（BBU）的功耗相对较小，而射频单元（RRU/AAU）是功耗的主要来源。华为通过一系列独有的“黑科技”，使整体基站功耗低于业界10%-20%。

首先，华为5G AAU采用了完全自研的基站ASIC芯片——天罡。相对于传统FPGA芯片，天罡拥有极高集成度、极强算力和极宽频谱，提升单板集成度的同时实现了运算能力的2.5倍提升。

其二，基站功耗的最主要来源是射频单元（RF）的功放器件（PA）。华为针对5G的应用频段和应用带宽，采用黑科技材料——氮化镓（GaN）来制作功放器件。氮化镓在高频信号的放大效率远远高于以LDMOS为代表的传统半导体材料，这一特质使得功放器件拥有更高的能量转换效率和功率输出密度，从而最大限度提高功放效率、降低功耗。

讲到功放，不得不提到一个“线性放大区间”的概念，即功放在一定的输入范围之内能够对输入信号进行线性放大，超过这个区间功放的非线性放大会导致信号的失真，从而降低功放效率。为了提升功放效率，华为采用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，使得功放的线性放大区间得到极限延伸。华为通过氮化镓材料和数字预纠偏算法两者的结合，使功放效率提升10%。

此外，正如家用电器过热会导致效率的降低和能耗的升高，基站也需要强散热以保证高能效。华为采用了独创的仿生散热技术——辊压接合散热齿，这是一个AAU内部的循环散热系统，通过“工质”液体在AAU内部汽化-液化-汽化的循环，使基站的整体散热能力提升20%，从而达到降耗的目的。

比特驱动瓦特：由单制式节能走向系统级调度

除了产品级降低功耗的能力之外，华为的网络运营关键节能技术——PowerStar，秉承“比特驱动瓦特”的理念，实现多个频段、多个制式间的网络级节能。

在通常情况下，运营商的无线网络以优先满足业务的覆盖和容量的要求而设计，无线网络中存在业务量分布不均的现象。因此，运营商需要从无线网络协同的角度定制客户化的节能策略；同时需要考虑实际场景信息及运营商节能策略，以实现节能效果和网络性能的平衡。简言之，节能不仅仅是单个设备、站点层面的方案，更需要按照网络业务量的实际需求和现网的实际配置，从网络层面设计和调整。华为融合AI技术和专家经验的PowerStar节能解决方案，使基站根据实际手机或终端用户的使用情况，始终保持在效率最优的状态下运行：在夜间或者用户少的时候，根据实际的网络使用情况调整基站的工作模式，在保证用户体验的情况下，动态关闭或开启一定的天线通道、载频、时隙，以达到功耗最优的目的。对于典型的多频多制式网络，PowerStar能够帮助运营商无线网络主设备省电10%以上。

华为助力运营商：节能可预测、降耗可管理、发展可持续

5G时代，华为践行节能减排、助力全球运营商建设新一代移动网络，不断创新进取、厚积薄发。通过“软硬结合”的解决方案，华为取得了单站能耗低于业界平均水平20%的成绩。

揭开5G功耗的面纱，我们更有理由期待，5G将以更高能效使能千行百业、助力万物互联的智能世界加速到来！

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