中国联通 5G智能节能 技术白皮书 V3.0 中国联通研究院 2022年5月 中国联通 5G智能节能技术白皮书 V3.0 版权声明 本报告版权属于中国联合网络通信有限公司研究院， 并受法 律保护。 转载、 摘编或利用其他方式使用本报告文字或者观点的， 应注明“来源：中国联通研究院” 。违反上述声明者，本院将追 究其相关法律责任。 中国联通 5G智能节能技术白皮书 V3.0 目录 前言 ................................ ................................ ................................ ..... 1 一、 背景................................ ................................ .......................... 3 二、 5G网络节能需求与应用场景 ................................ ................. 4 (一) 节能需求 ................................ ................................ .................. 4 (二) 节能场景 ................................ ................................ .................. 5 1. 5G共建共享网络节能场景 ................................ ..................... 5 2. 4G/5G多网络协作节能场景 ................................ .................. 6 三、 5G网络智能节能技术体系 ................................ ..................... 7 (一) 设备级节能 ................................ ................................ .............. 7 1. 硬件节能方案 ................................ ................................ .......... 7 2. 软件节能方案 ................................ ................................ .......... 8 (二) 站点级节能 ................................ ................................ ............ 14 (三) 网络级节能 ................................ ................................ ............ 15 四、 5G网络能效评估体系 ................................ ........................... 16 (一) 业界主流的能效评估标准 ................................ ...................... 16 (二) 5G网络能效评估体系 ................................ ........................... 18 五、 5G节能技术演进路标 ................................ ........................... 20 (一) 5G节能技术演进路标 ................................ ........................... 20 中国联通 5G智能节能技术白皮书 V3.0 -4- (二) 5G基站功耗演进路标 ................................ ........................... 21 六、 总结与展望 ................................ ................................ ............ 23 中国联通 5G智能节能技术白皮书 V3.0 -1- 前 言 节能技术一直都是业界关注的热点，随着 5G技术与基站设 备的发展，业界对于节能的重要性、节能技术的发展目标、设备 的基本节能技术要求已基本形成统一认识。在运营商、设备商及 业界各方的共同努力下， 5G基站设备节能方案已逐步发展成熟， 商用基站设备均已支持基础节能特性， 初步满足现网规模化商用 需求。 随着5G网络建设规模的扩大， 5G网络能耗与碳排放仍将 持续快速增长，成为通信行业 节能降碳的难点。在国家双碳战略 的大背景下，整合行业力量，持续推进 5G网络节能技术的发展 与演进，继续大幅提升 5G网络能效水平，是未来几年 5G网络 高质量发展面临的重要任务。 中国联通从 2019年起，与产业合作伙伴联合开展 5G智能 节能新技术联合创新研发工作，共同推进 5G智能节能新技术研 究、新产品研发，新研究成果应用落地，实现 5G网络整体能效 大幅提高， 推动了 5G无线网络向着绿色低碳高质量的目标发展。 本白皮书将从 5G网络节能需求、应用场景、智能节能技术 体系、 5G网络能耗评估体系等方面，探讨未来 5G网络节能技 术的发展 方向与演进目标， 为实现通信行业的双碳目标提供技术 引领与支持。 中国联通 5G智能节能技术白皮书 V3.0 -2- 编写组成员（排名不分先后） ： 吕婷、曹亘、李福昌、李露、高谦、梁婷婷、刘郑海、韩振 东、王蕾、梁辉、魏进武、李红五 中国联通 5G智能节能技术白皮书 V3.0 -3- 一、 背景 实现碳达峰、碳中和，是贯彻新发展理念、构建新发展格局、推 动高质量发展的内在要求， 是党中央统筹国际国内两个大局作出的重 大战略决策。中国联通积极响应新时代国家“双碳战略” ，全面落实 “强基固本、守正创新、融合开放”新战略，打造服务数字经济发展 的国家队、主力军和排头兵。 通信行业的碳排放主要由无线网络、 基础网络和数据中心等三部 分构成，无线网络部分占比超过 65%。截至 2021年底，我国累计 建成并开通 5G基站142.5万个，基本实现乡镇以上覆盖。 2021年 5G网络整体能耗约 250亿度，碳排放超过 1500万吨。预计 2020 -2030年，5G基站数量将增长 9.6倍，能耗与碳排放增长 8 倍以上，累计增加碳排放 5.9亿吨。 5G网络作为重要的数字信息基础设施，目前正处于规模建设及 高速发展期，能耗与碳排放将持续快速增长，预计到 2025年，通信 行业将消耗全球 20%的电力， 5G网络实现绿色低碳 高质量发展对于 国家双碳战略实施至关重要。 节能降碳不仅是电信运营商必须承担的 社会责任，也是电信运营商提高市场竞争力、实现高质量发展的内在 需要。 中国联通 5G智能节能技术白皮书 V3.0 -4- 二、 5G网络节能需求与应用场景 (一) 节能需求 电信运营商为了保证网络业务质量，建设了数百万的无线基站。 这些基站设备地理分布广泛、数量巨大，其能耗在运营商电费支出成 本中占有加大比重。从 4G发展到 5G，移动通信技术与产品都发生 了深刻变化，随着高清视频、 VR、AR、在线游戏等 5G新业务的不 断涌现、数据流量激增，运营商需要不断扩大 5G基站建设规模，而 5G网络能耗激增将带来越来越大 的运营成本压力。 5G网络带来的 不仅是更高速率、更低时延、更大连接密度的全新网络能力和崭新的 数字化生态圈， 同时对运营商网络建设、 运营、 管理也带来新的挑战。 为了满足 5G丰富的业务场景的要求， 5G采用了 NR新空口标 准， 对 5G基站设备的硬件能力、 软件功能等都提出更高要求。 例如， 5G基站需要支持更大带宽， 在 Sub-6GHz频段支持 100MHz 带宽， 毫米波频段支持 400至800MHz 带宽，大带宽对软件、硬件处理能 力要求更高，功耗需求也更大。 随着5G商用网络的发展， 5G基站商用设备已经历了多轮平台 与技术迭代，随着新工艺、新器件、新器件的广泛应用，设备硬件能 效水平较 5G商用初期已有较大提升。目前，主流规格的 5G共享基 站设备（单站 S222）最大功耗已经比 2019年早期商用设备（单站 S111）降低了 15%。 然而， 5G无线网络能耗依然是通信行业碳排放构成中的重头，中国联通 5G智能节能技术白皮书 V3.0 -5- 占比超过 65%。 基站能耗费用在运营商年用电量中的占比超过 25%， 5G网络节能需求依然迫切，亟需业界各方统一目标、共同努力，通 过技术创新、产业合作，推动 5G无