2024年10月25日发(作者：邬文康)
贵阳电信携手中兴通讯完成5G基站AAU自动启停研究与应用
发布时间：2023-03-03T08:19:11.723Z 来源：《中国科技信息》2022年第10月19期 作者： 袁剑峰1蒋昌盛2
[导读] 近年来，全国各地正在推动“碳达峰、碳中和”，以保卫地球环境，助力人类社会可持续发展
袁剑峰1蒋昌盛2
中国电信股份有限公司贵阳分公司 贵州省 贵阳市 550001
摘要：近年来，全国各地正在推动“碳达峰、碳中和”，以保卫地球环境，助力人类社会可持续发展。随着5G网络大规模建设带来的能
源挑战，为了更好地提升网络能效，减少碳排放，实现绿色低碳的可持续发展，贵阳电信携手中兴通讯实现5G AAU自动启停规模部署，本
文提出5G基站AAU自动启停技术，并经贵阳电信外场测试验证，结果表明其具体的应用效益良好。
关键词：5G基站；AAU自动启停技术；“双碳”目标
1 引言
随着5G网络的建设，大规模基站的建设带来了巨大的能源挑战，尤其是电设备需要大量充电，对电能需求日益增长。如何通过智能化
管理、精细化运营提高供电效率与质量，成为5G基站节能降耗、降本增效重点关注和解决的问题。5G基站AAU可根据用户用电需求智能启
停，可在不影响中兴通信基站功能的情况下实现节能降耗。期间对于5G基站AAU自动停机技术研究与应用，可以进一步提高5G基站供电稳
定性、可靠性及运行效率，为未来5G网络大规模建设提供有力保障。
2 5G基站AAU自动启停技术应用意义
2.1 自动启停功能助力AAU开启极致节能模式，实现绿色智能化宏站
当前，5G基站AAU采用了大量的节能措施，包括：通过智能调度、优化负载平衡等方式降低AAU的待机功耗。采用高效电源模块，实
现电池、功率和电加热器三路供电功能，以确保在低能耗条件下（如夜间）仍可持续运行。
期间无需硬件改造，软件升级电源控制模块，支持精细控制器件供电。通过优化射频功率来减少AAU的功耗和能量损耗，期间使用具
有低成本功能齐全、易于扩展的微控制器、嵌入式计算机组件和中兴通讯组件实现自动控制。如图1所示：
图1
基于开源框架开发可编程软件套件（SDK），并提供开源API，方便用户调用应用程序。开发一个完整的微控制器或微模块系统，以实
现各种先进节能技术。极致节能模式设备能耗降低至5W，相比于深度休眠降低95%+。示意图如图2 所示：
而唤醒时间与深度休眠唤醒时间基本一致；第三方断电，BBU、AAU状态不一致时启动时间会更长。示意图如图3所示
基于网络需求灵活部署AAU数量以及硬件和软件的灵活性来适应网络部署需求并提升网络性能。通过智能算法进行实时监测，根据负
载变化以及其他运行状况实时调整AAU运行状态以降低能耗，提升能源利用率并降低维护工作量。基于智能监测、数据分析和人工智能算
法实现节能优化，确保AAU运行在最佳状态以满足业务需求及未来发展的预测目标。基于中兴通讯技术特点以及节能降耗目标，为解决目
前基站能耗问题提出了新思路：在保持低功耗状态下持续提供能源利用率、同时通过合理调度AAU功率、提升射频功率效率、降低电加热
器负载等方式实现节能降耗效果以达到最佳性能指标。
通过以上节能措施及自动启停功能的实现，在不增加额外投资的情况下就能有效地降低运行成本、提升能源利用率，打造绿色智能化
宏站，助力运营商实现节能减排目标并提升经济效益。
2.2 自动启停功能灵活的阶梯式节能，避免凝露，保障设备健康度
支持阶梯式节能关断，根据温度变化渐进式节能，如先进入载波关断节能，降低设备温度后再开启智能开关。对比第三方断电，采用
该方案后可有效避免凝露现象，保证设备健康度。在基站正常运行时，设备的功率为40W/kW左右，当基站负荷达到80%以上时，为避免峰
谷现象产生对网络性能造成影响，基站AAU会进入载波关断模式。期间还需要根据运营商业务负载特点及场景需求进行温度调节。在负载
变化和气温变化较大时，AAU会根据环境温度自动调整功率至最低；如环境温度低于25℃或高于45℃时，会自动开启智能开关。采用该方
案后，可有效避免凝露现象对设备造成影响。示意图如图4所示：
2.3 自动启停功能可实现软硬协同节电，提升用户感知
软硬协同节能，实现基站低能耗运行。AAU可根据实时数据，通过智能分析判断是否需要进行节能。通过硬件或软件，可实现AAU的
智能控制和运行，从而降低能耗。如：当AAU负载过重时，会根据系统状态判断是否启动节能。示意图如图5所示：
在硬件层面上，可实现硬件自动启动或关闭AAU；在软件层面上也可实现设备自动启停功能，提升基站能耗感知和网络运行效率。具
体地讲：可基于当前站点状态、流量负荷情况等设置不同的节能阈值条件。当能耗阈值高于或低于某一阈值时，控制软件开始启动AAU；
当能耗阈值低于某一阈值时，设备控制软件关闭AAU。
与现有载波关断/深度休眠等节能功能协同，结合唤醒需求和话务需求选择更优节能模式；在现有载波关断/深度休眠功能基础上增加载
波智能开关，通过该功能与载波关断/深度休眠协同，进一步提升系统能效。通过软硬协同，可有效提升用户感知，提升基站能效。对比第
三方关停方案，对比软硬协同方案如下：与第三方关停方案协同节电，设备自启动节电策略、智能开关控制策略、智能关断控制策略及相
关参数设置；对比第三方关停方案，设备控制软件不记录用户负荷数据与节能状态数据；
与BBU协同节电，BBU记录AAU节能状态，进而进入深度关断状态；与BBU协同节电，可减少系统功耗，提升用户感知。BBU采用基
于历史数据的节能策略，可避免因外界因素引起的节能效果下降的情况发生。
软硬协同方案相较于第三方方案，更能提升用户感知。软硬协同方案能够充分结合设备和系统节能机制，提升用户感知。软硬协同系
统中控制软件负责对设备进行节能策略管理和配置，BBU记录AAU状态，BBU需要根据设备状态进行关断或唤醒，避免因外界因素导致的
节能效果下降情况发生。
其中第三方断电方案忽略用户感知，与大网节电策略无法协同。
3 5G基站AAU自动启停技术应用效益
3.1 贵阳电信外场测试，验证AAU自动启停基本功能
自动启停开启后基站能耗降至预期值：3~5W。上站使用钳流表（灵敏度0.01A）实测自动启停状态AAU电压与电流，实测功耗3~5W
（电压：53~57V，电流：0.05~0.1A）。
3.2 贵阳电信外场测试，功能开启后基站能耗降至预期值，无线指标正常
贵阳选取10个站点进行功能部署，功能生效时间为凌晨1-5点，AAU型号A9631A S35、A9622A S35。
部署后AAU功耗下降到3.7W左右，无线指标包括无线接通率、掉线率、系统切换成功率正常。
3.3 5G AAU自动启停贵阳电信-直接收益预测
贵阳电信全网部署该技术后，按每天凌晨1到7点节能6小时计算，预计每天可节约两千多度电，每年节约近九十万度电，相当于减少七
百吨碳排放，实现了经济效益和社会效益双提升。此外，贵阳电信在CSON AI智能节电应用方面也处于全国领先水平，本次AAU自动启停
的落地也为实现CSON AI智能化节电奠定了坚实的基础。
参考文献
[1]雍培,张宁,慈松,康重庆.5G通信基站参与需求响应：关键技术与前景展望[J].中国电机工程学报,2021,41(16):5540-5552.
[2]王玲,刘春学,王玉元,白彧颖,胥子灵,赵昕毅.基于Schwartz-Moon定价模型的中兴通讯设备企业价值评估研究——以中兴通讯为例[J].中
国资产评估,2021,(10):22-29.
[3] 邢真,邵伟翔,高峰. 5G+工业互联网能力开放进展和研究[J]. 中国知网,2020,(11).
[4] 韩玮,江海,李晓彤.5G网络设计与规划优化探讨[J]. 中国知网,2019,(04).
[5] 王乐,张栋,史迎春.低功耗网络环境下通用应用层安全协议的设计[J]. 中国知网,2016,(05).
2024年10月25日发(作者：邬文康)
贵阳电信携手中兴通讯完成5G基站AAU自动启停研究与应用
发布时间：2023-03-03T08:19:11.723Z 来源：《中国科技信息》2022年第10月19期 作者： 袁剑峰1蒋昌盛2
[导读] 近年来，全国各地正在推动“碳达峰、碳中和”，以保卫地球环境，助力人类社会可持续发展
袁剑峰1蒋昌盛2
中国电信股份有限公司贵阳分公司 贵州省 贵阳市 550001
摘要：近年来，全国各地正在推动“碳达峰、碳中和”，以保卫地球环境，助力人类社会可持续发展。随着5G网络大规模建设带来的能
源挑战，为了更好地提升网络能效，减少碳排放，实现绿色低碳的可持续发展，贵阳电信携手中兴通讯实现5G AAU自动启停规模部署，本
文提出5G基站AAU自动启停技术，并经贵阳电信外场测试验证，结果表明其具体的应用效益良好。
关键词：5G基站；AAU自动启停技术；“双碳”目标
1 引言
随着5G网络的建设，大规模基站的建设带来了巨大的能源挑战，尤其是电设备需要大量充电，对电能需求日益增长。如何通过智能化
管理、精细化运营提高供电效率与质量，成为5G基站节能降耗、降本增效重点关注和解决的问题。5G基站AAU可根据用户用电需求智能启
停，可在不影响中兴通信基站功能的情况下实现节能降耗。期间对于5G基站AAU自动停机技术研究与应用，可以进一步提高5G基站供电稳
定性、可靠性及运行效率，为未来5G网络大规模建设提供有力保障。
2 5G基站AAU自动启停技术应用意义
2.1 自动启停功能助力AAU开启极致节能模式，实现绿色智能化宏站
当前，5G基站AAU采用了大量的节能措施，包括：通过智能调度、优化负载平衡等方式降低AAU的待机功耗。采用高效电源模块，实
现电池、功率和电加热器三路供电功能，以确保在低能耗条件下（如夜间）仍可持续运行。
期间无需硬件改造，软件升级电源控制模块，支持精细控制器件供电。通过优化射频功率来减少AAU的功耗和能量损耗，期间使用具
有低成本功能齐全、易于扩展的微控制器、嵌入式计算机组件和中兴通讯组件实现自动控制。如图1所示：
图1
基于开源框架开发可编程软件套件（SDK），并提供开源API，方便用户调用应用程序。开发一个完整的微控制器或微模块系统，以实
现各种先进节能技术。极致节能模式设备能耗降低至5W，相比于深度休眠降低95%+。示意图如图2 所示：
而唤醒时间与深度休眠唤醒时间基本一致；第三方断电，BBU、AAU状态不一致时启动时间会更长。示意图如图3所示
基于网络需求灵活部署AAU数量以及硬件和软件的灵活性来适应网络部署需求并提升网络性能。通过智能算法进行实时监测，根据负
载变化以及其他运行状况实时调整AAU运行状态以降低能耗，提升能源利用率并降低维护工作量。基于智能监测、数据分析和人工智能算
法实现节能优化，确保AAU运行在最佳状态以满足业务需求及未来发展的预测目标。基于中兴通讯技术特点以及节能降耗目标，为解决目
前基站能耗问题提出了新思路：在保持低功耗状态下持续提供能源利用率、同时通过合理调度AAU功率、提升射频功率效率、降低电加热
器负载等方式实现节能降耗效果以达到最佳性能指标。
通过以上节能措施及自动启停功能的实现，在不增加额外投资的情况下就能有效地降低运行成本、提升能源利用率，打造绿色智能化
宏站，助力运营商实现节能减排目标并提升经济效益。
2.2 自动启停功能灵活的阶梯式节能，避免凝露，保障设备健康度
支持阶梯式节能关断，根据温度变化渐进式节能，如先进入载波关断节能，降低设备温度后再开启智能开关。对比第三方断电，采用
该方案后可有效避免凝露现象，保证设备健康度。在基站正常运行时，设备的功率为40W/kW左右，当基站负荷达到80%以上时，为避免峰
谷现象产生对网络性能造成影响，基站AAU会进入载波关断模式。期间还需要根据运营商业务负载特点及场景需求进行温度调节。在负载
变化和气温变化较大时，AAU会根据环境温度自动调整功率至最低；如环境温度低于25℃或高于45℃时，会自动开启智能开关。采用该方
案后，可有效避免凝露现象对设备造成影响。示意图如图4所示：
2.3 自动启停功能可实现软硬协同节电，提升用户感知
软硬协同节能，实现基站低能耗运行。AAU可根据实时数据，通过智能分析判断是否需要进行节能。通过硬件或软件，可实现AAU的
智能控制和运行，从而降低能耗。如：当AAU负载过重时，会根据系统状态判断是否启动节能。示意图如图5所示：
在硬件层面上，可实现硬件自动启动或关闭AAU；在软件层面上也可实现设备自动启停功能，提升基站能耗感知和网络运行效率。具
体地讲：可基于当前站点状态、流量负荷情况等设置不同的节能阈值条件。当能耗阈值高于或低于某一阈值时，控制软件开始启动AAU；
当能耗阈值低于某一阈值时，设备控制软件关闭AAU。
与现有载波关断/深度休眠等节能功能协同，结合唤醒需求和话务需求选择更优节能模式；在现有载波关断/深度休眠功能基础上增加载
波智能开关，通过该功能与载波关断/深度休眠协同，进一步提升系统能效。通过软硬协同，可有效提升用户感知，提升基站能效。对比第
三方关停方案，对比软硬协同方案如下：与第三方关停方案协同节电，设备自启动节电策略、智能开关控制策略、智能关断控制策略及相
关参数设置；对比第三方关停方案，设备控制软件不记录用户负荷数据与节能状态数据；
与BBU协同节电，BBU记录AAU节能状态，进而进入深度关断状态；与BBU协同节电，可减少系统功耗，提升用户感知。BBU采用基
于历史数据的节能策略，可避免因外界因素引起的节能效果下降的情况发生。
软硬协同方案相较于第三方方案，更能提升用户感知。软硬协同方案能够充分结合设备和系统节能机制，提升用户感知。软硬协同系
统中控制软件负责对设备进行节能策略管理和配置，BBU记录AAU状态，BBU需要根据设备状态进行关断或唤醒，避免因外界因素导致的
节能效果下降情况发生。
其中第三方断电方案忽略用户感知，与大网节电策略无法协同。
3 5G基站AAU自动启停技术应用效益
3.1 贵阳电信外场测试，验证AAU自动启停基本功能
自动启停开启后基站能耗降至预期值：3~5W。上站使用钳流表（灵敏度0.01A）实测自动启停状态AAU电压与电流，实测功耗3~5W
（电压：53~57V，电流：0.05~0.1A）。
3.2 贵阳电信外场测试，功能开启后基站能耗降至预期值，无线指标正常
贵阳选取10个站点进行功能部署，功能生效时间为凌晨1-5点，AAU型号A9631A S35、A9622A S35。
部署后AAU功耗下降到3.7W左右，无线指标包括无线接通率、掉线率、系统切换成功率正常。
3.3 5G AAU自动启停贵阳电信-直接收益预测
贵阳电信全网部署该技术后，按每天凌晨1到7点节能6小时计算，预计每天可节约两千多度电，每年节约近九十万度电，相当于减少七
百吨碳排放，实现了经济效益和社会效益双提升。此外，贵阳电信在CSON AI智能节电应用方面也处于全国领先水平，本次AAU自动启停
的落地也为实现CSON AI智能化节电奠定了坚实的基础。
参考文献
[1]雍培,张宁,慈松,康重庆.5G通信基站参与需求响应：关键技术与前景展望[J].中国电机工程学报,2021,41(16):5540-5552.
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[4] 韩玮,江海,李晓彤.5G网络设计与规划优化探讨[J]. 中国知网,2019,(04).
[5] 王乐,张栋,史迎春.低功耗网络环境下通用应用层安全协议的设计[J]. 中国知网,2016,(05).