近年來(lái)，網(wǎng)絡(luò)能效被認(rèn)為是NR通信系統(tǒng)的關(guān)鍵性能之一（各運(yùn)營(yíng)商都在想盡辦法節(jié)能）。例如，在“NGMN Alliance, “5G white paper”, Feb. 2015”白皮書(shū)中指出，網(wǎng)絡(luò)的能效與網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境足跡一起，是使總體擁有成本最小化的關(guān)鍵因素。這是NR的核心設(shè)計(jì)原則。在3GPP TR 38.913 中，網(wǎng)絡(luò)能效也被確定為關(guān)鍵性能指標(biāo)（kpi）之一。預(yù)計(jì)NR網(wǎng)絡(luò)在提供更好的區(qū)域業(yè)務(wù)容量的同時(shí)，能夠最大限度地降低RAN能耗。

從系統(tǒng)的角度來(lái)看，網(wǎng)絡(luò)能效的提高需要多領(lǐng)域的聯(lián)合解決方案，需在不同的資源領(lǐng)域，如時(shí)間/頻率/空間/功率進(jìn)行處理。

時(shí)域

在時(shí)域中，我們應(yīng)該只在需要時(shí)才發(fā)射功率。在不同的時(shí)間段內(nèi)，打開(kāi)/關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中的不同組件，有望獲得明顯的節(jié)能效果。這里，組件包括不同的硬件設(shè)備（例如PA）及其組合（例如RU或甚至整個(gè)基站）。對(duì)于不同的組件，開(kāi)/關(guān)持續(xù)時(shí)間可能會(huì)非常不同。例如，PA可以在時(shí)隙或甚至符號(hào)級(jí)別打開(kāi)和關(guān)閉，而對(duì)于BBU，短期開(kāi)/關(guān) 開(kāi)關(guān)可能不可行。為了在時(shí)域內(nèi)最大限度地提高節(jié)能效益，我們應(yīng)該考慮如何將無(wú)線資源利用與業(yè)務(wù)需求相匹配。傳統(tǒng)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)信道設(shè)計(jì)是為了將業(yè)務(wù)量波動(dòng)與動(dòng)態(tài)調(diào)度相匹配，但設(shè)計(jì)了包括控制信道在內(nèi)的常用信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)魯棒性和較高的可靠性，而在大多數(shù)情況下，這些信號(hào)與業(yè)務(wù)無(wú)關(guān)。

因此，即使在業(yè)務(wù)需求非常低的情況下，系統(tǒng)的公共信號(hào)仍在不斷地傳輸，導(dǎo)致高能耗。因此，對(duì)常用信號(hào)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，使其具有可配置性和業(yè)務(wù)適應(yīng)性，以滿足業(yè)務(wù)需求和控制開(kāi)銷，特別是在時(shí)域上是相當(dāng)合理的。例如，用于解調(diào)物理信道的參考信號(hào)僅包含在該物理信道占用的同一時(shí)間/頻率資源內(nèi)，并且僅在該物理信道存在時(shí)才被發(fā)送。這包括從傳輸物理信道的TRP獲取精細(xì)同步。UE最低性能要求應(yīng)基于此原則規(guī)定。這適用于公共信號(hào)/信道以及UE特定信號(hào)/信道。

頻域

在頻域中，我們應(yīng)該只在寬帶可用時(shí)才發(fā)射功率。從香農(nóng)定律我們可以看出，帶寬越寬，鏈路能耗性能越高，然后我們就可以得出，在帶寬上具有對(duì)齊的時(shí)長(zhǎng)脈沖是首選。由于基站的功耗與所使用的帶寬不是線性關(guān)系，而容量幾乎會(huì)隨著帶寬的增加而線性增長(zhǎng)，特別是在干擾受限的環(huán)境下（如密集的城區(qū)），因此如果能同時(shí)使用更多的帶寬，則期望更高的能耗性能。類似地，可以看到帶寬共享也是有益的，例如，聚合許可和未許可的頻譜。這種寬帶傳輸?shù)脑硎?，?yīng)該機(jī)會(huì)主義地利用帶寬和功率，因?yàn)橹挥羞@樣才能在較少的TTI內(nèi)完成突發(fā)傳輸，基站才有更多的機(jī)會(huì)在低功率甚至空閑狀態(tài)下工作。注意，即使具有相同的負(fù)載水平（例如，用資源利用率測(cè)量），短持續(xù)時(shí)間（在較寬帶寬上）的突發(fā)傳輸也可能比長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間（在有限帶寬上）的突發(fā)傳輸具有更少的功率消耗，因?yàn)榛局械囊恍┙M件如果不關(guān)機(jī)，會(huì)一直耗電。只要能夠?yàn)閱蝹€(gè)傳輸突發(fā)聚合寬帶寬，就可能需要新的控制信道和鏈路自適應(yīng)機(jī)制。

空域

在空域，我們應(yīng)該只在需要的地方發(fā)射功率。如果能量分布能夠得到控制，那么就有可能獲得更高的網(wǎng)絡(luò)能效性能，因?yàn)榇蟛糠值哪芰靠梢杂脕?lái)服務(wù)于所需的業(yè)務(wù)，并且會(huì)浪費(fèi)更少的能量。利用多個(gè)天線產(chǎn)生定向波束，然后將能量提供給有用的用戶就是這樣一種技術(shù)?；旧希梢允褂藐嚵性鲆鎭?lái)降低所需的發(fā)射功率，然而，如果RF鏈的數(shù)目明顯增加以支持更多的空間數(shù)據(jù)流，則可能導(dǎo)致基站的更高的總功率消耗。因此，需要研究先進(jìn)的波束賦形技術(shù)，以達(dá)到性能和能耗的平衡。

在給定接收器處天線的最大數(shù)目的情況下，隨著基站處天線單元的數(shù)目的增加，在能量消耗和容量增加之間存在權(quán)衡。一旦考慮到能量消耗，在基站處增加天線單元的數(shù)量可能并不總是有益的。然而，使用最先進(jìn)的混合波束形成技術(shù)和超材料（meta-materia）聚焦陣列技術(shù)可以提高波束賦形增益，提高能效。在混合波束賦形中，基站可以控制波束指向性的最大化和同時(shí)數(shù)據(jù)流數(shù)目的最大化，從而達(dá)到能耗和容量提高之間的折衷。在超材料聚焦陣列技術(shù)中，形成不同的預(yù)先定義的模擬波束特征，并使用數(shù)字電路控制選擇哪些波束來(lái)傳輸數(shù)據(jù)。因此，需要為RF鏈指定天線端口的最大數(shù)目和預(yù)定義的模擬波束特征集，以實(shí)現(xiàn)高能量效率性能。

功率域

在功率領(lǐng)域，我們只能從高能高效的無(wú)線點(diǎn)發(fā)射功率。由于不同基站的功耗行為有很大的不同，因此建議考慮基站功耗行為的影響來(lái)利用該功率。例如，微站的功耗比宏小區(qū)的功耗要低，而對(duì)于用戶面，微站比宏站支持更高的數(shù)據(jù)速率，特別是在熱點(diǎn)場(chǎng)景中，因此，如果宏站服務(wù)的用戶較多，則可以實(shí)現(xiàn)更高的網(wǎng)絡(luò)效能。宏站與微站相比，能夠支持更大的覆蓋范圍，在移動(dòng)管理和整體無(wú)線資源分配方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。因此，一種基于能耗的解決方案是從少數(shù)基站（例如宏站）發(fā)送目標(biāo)為寬覆蓋的信號(hào)/信道，同時(shí)發(fā)送針對(duì)大吞吐量但來(lái)自微站的較短覆蓋的信號(hào)/信道。這樣，宏站將消耗更少的功率，因?yàn)楦嗟牧髁控?fù)載被卸載到微站，而對(duì)于微站，由于功耗非常低，功耗的增加是邊際的。