【概况】

为了落实国家双碳战略，践行央企科技创新社会职责，中国联通研究院深入开展无线网智能化节能技术创新研究，聚焦无线网络绿色低碳发展方向，旨在通过技术创新解决4G/5G无线网络能耗大的难题，实现无线网络精细化、智能化、规模化绿色低碳运营，助力“双碳”战略实施。本项目通过节能体系与技术方案创新，构建设备级、站点级、网络级的分层节能体系，实现智能化、协同化、精细化的无线网能耗管理。项目成果在现网多个试点进行示范应用，节能效果显著，有效降低5G等多制式无线网络的能耗。

【主要做法】

为应对5G网络高功耗、多制式网络并存、能耗管理智能化不足等技术挑战，满足无线网络节能减碳需求，本项目从无线网智能节能体系、5G基站节能创新技术、4G/5G协同智能节能管理平台、5G电源智能控制系统几个方面开展技术攻关和示范应用。

（一）业界首先提出面向5G商用网络的无线网智能节能体系

面向多制式、多站点、多设备的节能场景，创新提出无线网智能节能体系，基于网络级、站点级、设备级三级节能架构，实现多制式无线网络分场景智能化节能管理、“一站一策”差异化节能调度，达到“用户无感知、网络高能效、运维低成本” 的目标。该体系打破了基础设施数字化孤岛，实现网络能耗数据实时、高精度采集能力，支持灵活的电源、备电等机房基础资源智能化管控，业界率先推动了网络基础设施数字化创新研发与应用。

1.网络级节能

构建统一云化管理平台，实现分场景、智能化基站节能策略管理，以全网能耗最优为网络级节能策略，以基于AI的智能业务精确预测、智能节能策略生成等功能，实现网络级能耗的智能管理。同时，实现网络资源集中化、智能化管理，达到无线网络基站设备（如4G/5G基站设备）智能化、精细化、规模化节能管理目标。

2.站点级节能

构建统一站点资源管理平台，实现对网络基础设施，如电源、备电等系统按照多种系统制式的智能化管控，支持站点资源可视化、远程智能管理，支持功耗数据精确采集上报、支持电源按系统制式和设备类型的分路智能供电等功能。打破基础设施数字化孤岛，首次实现网络能耗数据实时、高精度采集能力，并支持根据网络基础设施状态，支持灵活的电源、备电等机房基础资源智能化管控能力。

3.设备级节能

基站设备级节能方案主要从基站硬件、软件特性方面挖掘设备的能效潜力，通过改进硬件设计可降低基站设备的基础功耗，开发软件节能功能可以更高效的使用网络资源以降低设备平均功耗。硬件节能方案主要通过优化设备硬件设计、改进生成工艺以及设备集成度等手段达到降低基站设备基础能耗、不断提高基站设备能源利用率的目的，持续降低基站设备能耗。

软件节能技术根据通信网络业务在时间、空间等分布特征，以及网络负荷的变化，在保证预定指标的前提下通过基站自身软件功能设置，对硬件资源进行合理使用。5G基站软件节能技术主要包括符号关断、通道关断、载波关断、深度休眠、4G/5G协同节能等。

 

图1 无线网智能节能体系

（二）创新性提出“深度休眠”、4g/5g协同智能节能等基站设备节能方案

为了持续降低基站设备的功耗，从软件与硬件两方面开展技术创新研发。以5G AAU设备硬件架构为基础，创新性提出“5G基站深度休眠”技术方案，在业界首先提出5G AAU基站元器件级节能技术方案，并在现网大规模商用推广，将5G商用基站闲时功耗大幅降低80%以上。在软件功能方面，业界首次实现AI技术应用于4G/5G基站协同节能，自主研发可商用部署的4G/5G协同智能节能技术解决方案，基于多制式网络智能协同调度实现整网能效最优。

（三）率先研发4G/5G协同智能节能管理平台

基于无线网智能节能体系，自主研发4G/5G协同智能节能管理平台，首次实现多制式无线网络设备的智能能耗管理。该平台使用大数据技术及人工智能技术，支持八大部署场景、六种节能方案、六大业务指标监测，首次实现节能策略智能选择、参数智能优化、效果智能评估等重要功能，实现网络运行效率最优、综合节能效果最优的“双优目标”，在天津联通等省分进行大规模试验，节能效果显著。

 

图2 智能节能管理平台架构

（四）研发5G电源智能控制系统

大力推进网络基础设施数字化的创新研发与应用，构建统一站点资源管理平台，实现对网络基础设施（如电源、备电等系统）智能化管控。5G电源智能控制系统可以自动感知基站的负载情况、供电质量、市电电能、电池备电时长等运行数据，依据业务需求、市电及电池运行参数、实现智能下电控制，极大降低基站能耗。

 

图3 5G基站电源智能控制系统架构

【取得成效】

（一）主要研究成果

本项目在4G/5G无线网智能节能减碳技术方面已形成一系列创新性研究成果，技术水平处于行业领先水平：

在技术创新方面，已申请软件著作权2项、发明专利38项，项目团队研发的 “4G/5G协同智能节能管理平台”，实现突破了传统节能方案中管理难度高、节能效果欠佳的瓶颈，实现智能化、精细化、协同化的能耗管理，荣获了2021年度国际电联（ITU）信息社会世界峰会WSIS ICT电子环境组冠军奖，成为我国电子环境保护领域唯一获此殊荣的项目，项目也荣获了2021年度十大著作权人奖，是2021年中国版权保护中心颁发的“2021年十大著作权人”唯一获奖软件。

在生态建设方面，中国联通研究院牵头成立了国内第一个“5G基站AI节能联合研究中心”，加快推进4G/5G协同智能节能技术研发、规模推广与商用部署。业界率先发布5G智能节能技术系列白皮书，引领5G节能技术的发展与演进。

在标准引领方面，联合牵头《5G NR基站功耗测试方法》、《移动通信设备节能参数和测试方法基站》、《5G基站能耗分级方法研究》等多项国家标准和行业标准。相关成果已作为5G基站与智能电源系统技术要求，应用到5G商用设备中，促进5G节能技术的落地应用。

（二）推广应用情况

全行业推广“深度休眠”技术方案，提升基站能效水平。在业界率先提出“深度休眠”技术方案，支持 “休眠与唤醒状态之间实现分钟级转换”设备硬件能力，大幅降低5G基站业务闲时功耗，实现闲时功耗降低80%以上，作为5G基站节能的基础功能已在全行业全面应用。

4G/5G协同智能节能管理平台在省分试点应用，现网节能效果显著。国内率先发布4G/5G协同智能节能管理平台，并在北京通信展首发演示。经验证，全网小区平均日节电时长约3小时，预计节约基站用电量10%以上。该平台已在天津开展3万站规模的现网试点，节能效果显著。

5G电源智能控制系统已在多个省分落地试用。本项目研发的5G电源智能控制系统已在内蒙、黑龙江、河南等省份落地试用。经试验验证，基站机房年运行能耗平均节约20%以上。

（三）经济效益与社会效益

从经济效益来看，项目研究成果预估综合节能效果达到10%以上，5G智能电源综合管理平台及技术解决方案可节省电源系统投资10%以上。

从社会效益来看，5G基站能耗高，对我国实现碳达峰碳中和目标带来巨大挑战，运营商积极承担落实国家“双碳”战略和社会责任，在无线网智能节能方案推广后，将促进无线网络节能技术及产业的发展，降低无线网络能耗，助力实现碳达峰碳中和目标。

【经验启示】

中国联通高度重视绿色低碳技术创新与应用推广。在4G/5G无线网智能节能减碳技术领域积极开展了创新研发，积累了一批有实用价值、可规模推广应用的创新研究成果，并积极推动相关成果的落地应用，基站设备级创新节能技术方案已作为5G基站设备基础功能在全行业全面应用，智能化节能管理平台在现网试点应用中表现出了非常显著的节能效果。

着力构建无线网节能生态，联合产业上下游力量，携手并进，共同推进智能节能技术研发、规模推广与商用部署，从而极大的促进了智能节能技术的发展及产业链成熟。积极引领全行业智能节能创新技术发展，业界率先发布5G智能节能技术系列白皮书，牵头制定多项国家标准和行业标准，充分发挥行业示范引领作用，为行业落实“双碳”战略提供了重要的技术方案实践案例。

5G等新型基础设施作为中国经济社会高质量发展的新引擎、新动能，已成为国家双碳战略的重要发力点。坚持绿色低碳发展理念，通过科技创新驱动无线网络向绿色、高效、智能化可持续发展，是通信行业未来发展的重要目标，也是央企落实国家双碳战略的实现路径。

【责任编辑：俞昭君】