5G-A赋能绿色通信：节能标准进展，挑战与展望中国移动研究院无线与终端技术研究所2024年11月中移智库摘要随着5G技术在世界范围内和垂直行业的普及，通信设备（包括网络设备与终端设备）的能耗问题也日益凸显。一方面，为满足新型业务的通信需求，5G设备的天线/通道数更多、传输带宽更大且部署更为密集，从而使得网络及终端的功耗随之提升。另一方面，随着全球对环境保护和可持续发展的重视，能耗逐渐成为了通信行业发展的重要指标之一。对此，国际标准组织3GPP在5G-A标准研究中针对网络节能以及终端节能进行了探索与研究。通过标准技术赋能端到端节能，为实现绿色通信做出了积极贡献。一、5G-A节能标准进展（一）5G-A网络节能标准进展3GPP在Release18中首次启动了关于网络节能的标准化工作项目。具体地，3GPP从时域、频域、空域、功率域1中移智库等多个维度开展了研究与标准化工作。主要的技术点如下：1、时域节能技术：即通过减少网络设备发送/接收信号的时间，减少网络设备的功耗。具体地，3GPP标准化了下列技术来使能时域节能：·小区级非连续发送/非连续接收（DiscontinuousTransmission/DiscontinuousReception，DTX/DRX）：针对连接态终端，3GPP引入了小区级DTX/DRX机制。该机制可使能小区在不存在流量或预期流量处于非活动时段期间灵活地进入休眠状态，关闭部分或全部数据业务以及部分周期性参考信号的传输和接收，从而节省能耗。同时，网络可以灵活激活/去激活该机制，从而在实现网络节能的同时较好地匹配业务量的变化。2中移智库图1：小区级DTX/DRX机制示例·公共信号自适应传输：对于公共信号（即常开信号，例如SSB/PRACH/Paging），3GPP引入了公共信号自适应传输机制。该机制可使能网络可以在负载较轻/服务用户数较少时将公共信号动态调整至稀疏的传输方式，从而节省发送/接收该公共信号带来的功耗。图2：公共信号自适应机制示例2、频域节能技术：即通过辅助信息，使能网络在一些小区上不发送公共信号，从而减少网络设备的功耗。具体地，3GPP标准化了下列技术来使能频域节能：·辅小区SSB-less：在载波聚合场景下，辅小区（SCell）通常也需要发送SSB，导致设备功耗的开销较大。针对此问题，中国移动主导提出辅小区SSB-3中移智库less技术，在辅小区与锚点小区间满足接收时间差、功率差等条件要求的情况下，辅小区可以不发送SSB，从而降低网络设备能耗。终端通过网络设备的关联配置基于锚点小区的SSB获取辅小区的定时与同步。图3：辅小区SSB-less机制示例·辅小区SSB按需触发：由于条件限制，辅小区SSB-less技术在一些场景下不适用。为此，3GPP引入了辅小区SSB按需触发的节能机制。该机制下，辅小区的SSB默认不发送或者以较长的周期发送，从而节省网络设备的传输功耗。当终端设备有需求时（例如，辅载波激活或数据传输），网络设备可以快速触发辅小区SSB的发送，从而使能定时、同步、自动增益控制4中移智库（AutomaticGainControl，AGC）等需求。图4：辅小区SSB按需触发机制示例·SIB1按需触发：SIB1是NR中最为重要的系统信息。在NR系统中，其通常保持20ms的周期性广播，开销也较为显著。对此，3GPP引入了按需触发SIB1的机制。该机制下，节能小区的SIB1默认不发送，从而节省网络功耗。用于唤醒节能小区发送SIB1的上行唤醒信号配置由另外一个小区广播。终端基于该小区获取上行唤醒信号配置，待有需求时可向节能小区发送上行唤醒信号以获取SIB1。5中移智库图5：SIB1按需触发机制示例3、空域及功率域节能技术：即根据负载及信道状态信息（ChannelStateInformation,CSI）关断部分通道（及天线）及回退部分发送功率，从而降低传输功耗。具体地，3GPP标准化了下列技术来使能频域及功率域的节能：·基于多CSI的自适应通道关断：在负载较低的情况下，网络设备使用全部的通道/天线传输会造成较高的功耗开销。对此，3GPP引入了基于多CSI的自适应通道关断机制。具体地，网络设备配置多套对应不同通道关断配置的信道状态信息参考信号（CSIreference6中移智库signal，CSI-RS），终端设备测量各套CSI-RS并上报对应的CSI。在有业务传输时，网络设备可以根据负载及CSI关断部分通道/天线进...