iPhone12连5G耗电快是什么原因?iPhone12连5G耗电快具体情况

日期:2020-10-24 11:17:57   来源:互联网   编辑:小热热   阅读人数:265

关注:5G基站耗电惊人

随着运营商推出5G

通信行业开始考虑无线电信号的其他调制方法

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2017年,移动通信行业团体3GPP的成员还在争论是否要加速开发5G标准。最早由沃达丰公司提出的建议最终得到团体中其他成员的同意,承诺多方位同步开发5G技术,从而更早地交付5G网络。

采纳这一建议也可能意味着要推动其他一些决策。其中一个决策与5G网络的无线信号编码有关。3GPP的Release15标准(奠定了5G基础)最终选择了延续自4G的正交频分复用(OFDM)作为编码技术。

Release 16标准预计今年年底发布,将包括一个研究团队所获得的成果,该团队的任务是探寻替代方案。无线标准频繁,在下一次发布的5G通信标准中,通信行业可能会解决5G设备和基站中OFDM耗电量太高的问题。这是一个不可回避的麻烦,因为5G网络预计需要很多基站服务,连接数十亿台移动设备和物联网设备。

“我觉得运营商并没有真正理解这对手机和电池寿命的影响。”美国国家仪器公司无线电频率及软件定义无线电研究部门的市场总监詹姆斯•基默里(James Kimery)说,“5G通信是有代价的,代价就是电池的耗电量。”

基默里指出,不仅5G手机存在耗电量的问题。中国移动通信公司一直“对基站的耗电量直言不讳”,他说。预计一座5G基站的耗电量大概会是4G基站的3倍。要覆盖同样的区域,需要的5G基站数量更多。

那么,5G是如何成为一个潜在的吸电狂魔的呢?OFDM是一重大因素。OFDM传输数据的方式是将数据拆分成多个部分,然后以不同的频率同时发送拆分后的各部分,这些部分是“正交的”(意味着它们不会互相干扰)。

OFDM的代价是峰均功率比(PAPR)较高。一般而言,OFDM信号的正交部分会积极传送能量,也就是说,防止信号彼此抵消的特性也会阻碍各部分能量的抵消。这就意味着任何一个接收器都要能够一次吸收大量的能量,而发送器则要能一次发出大量的能量。这种高能量的状况导致了OFDM峰均功率比很高,致使这种方法不如其他编码方案节能。

iPhone12连5G耗电快是什么原因?iPhone12连5G耗电快具体情况(图1)

中兴通讯无线标准首席工程师袁逸飞说,对于某些新兴的5G应用,高峰均功率比是不可接受的,他特别指出了大量的机器型通信,例如大规模的物联网部署。袁逸飞也是3GPP的5G非正交多路访问可能性研究小组的报告员。

典型的情况是,如果有多个用户(例如一组物联网设备)使用OFDM进行通信,系统将使用正交频分多址(OFDMA)来组织通信,这种方法会给每个用户分配一大块频谱。(为了避免混淆,请注意OFDM是每个设备的信号编码方式,而OFDMA是确保整体上一个设备的信号不会干扰其他信号的方式。)每个设备使用不同频谱的逻辑会导致大型物联网网络急剧失控,但Release15标准确定了5G联网机器的OFDMA,很大程度上是因为它曾在4G通信中使用过。

袁逸飞的团队正在考虑一个有前景的替代方案:非正交多址接入(NOMA),这种方案既能保持OFDM的优势,又可实现用户重叠使用相同频谱。

目前袁逸飞认为OFDM和OFDMA符合5G的早期需求。他认为5G最早的应用是智能手机,而Release16标准计划将于2019年12月推出,至少一两年内5G还不会在大规模的机器型通信中应用。

不过,如果网络商想要升级其设备,完全NOMA,成本将会很高昂。“这肯定是要有成本的。”袁逸飞说,“特别是基站。”处理NOMA至少需要软件,还可能需要更先进的接收器、更多处理能力,甚至是硬件升级。

基默里对该行业将采用任何非OFDMA方法的态度并不乐观。“可能会有替代方案。”他说,“但可能性不大。有些方案一旦实施,要改变就很困难了。”

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【iPhone12升级电池冲抵5G成本,iPhone12或不涨价】

据外媒报道,知名分析师郭明錤称,iPhone12系列仅5G组件一项就可能让苹果单项成本增加125美元至135美元。苹果正在想办法解决5G所带来的成本增加,因为苹果并不想对iPhone 12系列涨价。苹果可能将通过升级电池技术来压低电池成本,预计电池平均单位成本将降低40%至50%。同时还将降低电池规格。iPhone 12可能配备2227mAh的电池,相比之下,iPhone 11的电池则为3110mAh。为了降低成本,郭明錤预计,iPhone 12系列包装盒内不会附赠耳机或充电头。据此前爆料,iPhone 12 5G系列售价预计649美元起。

耗电量大 基站建设成本高 5G商用的两大拦路虎

掐指一算,5G牌照已经发放半年了。月初,三家运营商推出了5G商用套餐,但首批商用的城市只有50个,这确实有点单薄。显然,5G商用的速度比较慢。那么,是什么影响了5G商用的速度呢?

iPhone12连5G耗电快是什么原因?iPhone12连5G耗电快具体情况(图2)

从技术角度来看,5G商用确实面临很多困难。5G基站耗电量大,基站建设成本高,这是5G商用的两大拦路虎。

5G耗电量大到惊人

与4G基站相比,单台5G基站的耗电量也很高的。相关部门的测试数据显示,5G基站的耗电量是4G基站的6倍以上,最高会达到12倍。如果算一笔账,就会发现5G耗电量确实吓人。

财报数据显示,中国移动2018年的消耗了245亿度电。由于运营商是商业用电,平均电价大约在7毛钱左右。仅电费支出这一项,中国移动2018年需要支付171.5亿元。暂且按5G基站耗电量是4G基站的6倍来计算,5G时代仅电费一项支出就高达1029亿元。

iPhone12连5G耗电快是什么原因?iPhone12连5G耗电快具体情况(图3)

财报数据显示,2018年移动净利润是1177.81亿元。如果再扣除电费,那5G时代运营商的利润就相当少了。不难看出,5G基站的耗电量确实惊人。更何况,5G基站要比4G时代更多,这样算一下确实很恐怖。

5G网络建设成本高

如果说5G网络的耗电量惊人,那5G网络的建设成本同样很高。由于5G的频段比较高,信号的穿透力就差,要想实现同样的网络覆盖,只能加大基站的密度。保守估计,5G基站至少是4G基站的3倍以上。

iPhone12连5G耗电快是什么原因?iPhone12连5G耗电快具体情况(图4)

工信部公布的数据显示,截至今年5月份,国内共建成 437 万个4G基站。也就是说,5G时代至少要建1311万个基站。据悉,5G初期一个基站建设成本大约在50万左右,这意味着仅5G基站建设成本要按照万亿元级别来计算了。

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