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          5G是電池吸血鬼?手機基站都會更耗電,罪魁禍首是“它”

          2019-07-30 17:27 來源:互聯網 編輯:Angelina

          偶然看到這篇文章,有人說電網或成最大贏家,當然是說笑,但是仔細看這些資料,OFDM確實是弊端。2.5-4倍的功耗,運營商確實會頭大,然后,手機和手機設計上會有什么影響?有沒有體驗過5g手機的,出來說說。

          5G是電池吸血鬼

          隨著運營商推出5G,3GPP正在考慮其他方式來調制無線電信號

          2017 年,3GPP 組織成員在爭論是否要加快5G標準的發展。最初由沃達豐提出的一項提案得到了其他成員的支持,提案承諾通過同時開發5G技術的更多方面來推進 5G 網絡。采用該提議也意味著推遲某些決定。其中之一是 5G 網絡如何編碼無線信號。

          為 5G 奠定基礎的 3GPP Release 15 最終選擇了正交頻分復用(OFDM)作為編碼選項。這是從4G衍生下來的一種編碼方案。但預計在今年底釋出的 Release 16 將包括一個研究小組探索替代性編碼標準的成果,因為 OFDM 被發現導致 5G 設備和基站耗電太多。

          無線標準經常更新,在下一個5G版本中,業界可以解決OFDM可能在5G設備和基站中消耗太多功率的擔憂。

          這可不是一個小問題,因為5G預計需要更多的基站來提供服務,并連接數十億的移動終端和物聯網設備。

          5G是電池吸血鬼?手機基站都會更耗電,罪魁禍首是“它”

          美國國家儀器公司射頻和軟件定義無線電研究營銷總監 James Kimery 認為,移動運營商并不真正理解 5G 對手機對電池壽命的影響,5G 是有代價的,而這個代價就是電池消耗。Kimery指出,這些問題不僅局限于5G手機。他表示,中國移動“一直在關注其基站的功耗問題”。按照一般的預計,5G基站的耗電量大約是4G基站的三倍,而且同一地區需要部署更多的 5G 基站才能覆蓋。

          那么,是誰造成了5G的耗電問題呢?

          OFDM 被認為是主要原因。

          使用 OFDM 傳輸數據,是將數據斬波成多個分段,然后在不同的頻段上同時發送出去,使得分段之間不會相互干擾。

          5G是電池吸血鬼?手機基站都會更耗電,罪魁禍首是“它”

          下圖是OFDM工作原理的比喻:

          5G是電池吸血鬼?手機基站都會更耗電,罪魁禍首是“它”

          其代價就是,OFDM高峰值平均功率比(PAPR)。一般而言,OFDM信號中的正交分量信號需要成建制地消耗很大的能量,即,為了防止被其它分量信號抵消掉,每個頻段上的接收器都需要消耗大量能量,同時為了防止抵消掉其它分量的信號,每個頻段上的發射器也都將消耗大量的能量。

          這種實現方式導致OFDM的PAPR值較高,能效不及其它編碼方案。

          中興通訊公司負責無線標準的首席工程師Yifei Yuan表示,5G的一些新興應用使得高PAPR不可取。尤其是,大規模的設備間通信,例如大規模的物聯網部署。

          通常情況下,當多個設備(比如物聯網設備群組)使用OFDM方式進行通信時,它們將使用正交頻分多址(OFDMA)進行組織,每個設備分配一段獨立的頻譜,在各自的信道內通信。特別指出的是,OFDM是指單臺設備中信號的編碼方式,而OFDMA是為了確保設備群組內各個設備之間的信號不會相互干擾的一種方案。對于OFMDA來說,當建立大型物聯網網絡時,為每個設備分配不同頻譜使用所帶來的管理工作將隨著節點的加入而迅速增加,最終將導致失控。

          5G是電池吸血鬼?手機基站都會更耗電,罪魁禍首是“它”

          3GPP第15版中之所以為5G連接的設備間通信建立了OFDMA的方案,主要是因為在4G時代就是這么用的,而在4G時代,物聯網規模較小。

          Yifei Yuan 的團隊正在考慮用非正交多址接入 (NOMA)替代OFDM。據說,NOMA可以提供OFDM的優勢,同時也可以讓多個設備共用同一個頻段。

          5G是電池吸血鬼?手機基站都會更耗電,罪魁禍首是“它”

          Yifei Yuan認為,目前,OFDM和OFDMA能夠滿足5G的早期需求。他認為5G首先被智能手機使用,大規模機器間通信等應用將在完成3GPP第16版(目前計劃于2019年12月完成)完成后至少一年或兩年才會爆發。

          但是,Kimery等一些業內對非OFDMA方案并不樂觀:“有可能會有另一種選擇,但替換的概率并不是很大。因為之前已經大規模實施了OFDMA,這種格局很難改變。”

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