5G是电池吸血鬼？手机基站都会更耗电，罪魁祸首是“它”

偶然看到这篇文章，有人说电网或成最大赢家，当然是说笑，但是仔细看这些资料，OFDM确实是弊端。2.5-4倍的功耗，运营商确实会头大，然后，手机和手机设计上会有什么影响？有没有体验过5g手机的，出来说说。

5G是电池吸血鬼

随着运营商推出5G，3GPP正在考虑其他方式来调制无线电信号

2017 年，3GPP 组织成员在争论是否要加快5G标准的发展。最初由沃达丰提出的一项提案得到了其他成员的支持，提案承诺通过同时开发5G技术的更多方面来推进 5G 网络。采用该提议也意味着推迟某些决定。其中之一是 5G 网络如何编码无线信号。

为 5G 奠定基础的 3GPP Release 15 最终选择了正交频分复用（OFDM）作为编码选项。这是从4G衍生下来的一种编码方案。但预计在今年底释出的 Release 16 将包括一个研究小组探索替代性编码标准的成果，因为 OFDM 被发现导致 5G 设备和基站耗电太多。

无线标准经常更新，在下一个5G版本中，业界可以解决OFDM可能在5G设备和基站中消耗太多功率的担忧。

这可不是一个小问题，因为5G预计需要更多的基站来提供服务，并连接数十亿的移动终端和物联网设备。

美国国家仪器公司射频和软件定义无线电研究营销总监 James Kimery 认为，移动运营商并不真正理解 5G 对手机对电池寿命的影响，5G 是有代价的，而这个代价就是电池消耗。Kimery指出，这些问题不仅局限于5G手机。他表示，中国移动“一直在关注其基站的功耗问题”。按照一般的预计，5G基站的耗电量大约是4G基站的三倍，而且同一地区需要部署更多的 5G 基站才能覆盖。

那么，是谁造成了5G的耗电问题呢？

OFDM 被认为是主要原因。

使用 OFDM 传输数据，是将数据斩波成多个分段，然后在不同的频段上同时发送出去，使得分段之间不会相互干扰。

下图是OFDM工作原理的比喻：

其代价就是，OFDM高峰值平均功率比（PAPR）。一般而言，OFDM信号中的正交分量信号需要成建制地消耗很大的能量，即，为了防止被其它分量信号抵消掉，每个频段上的接收器都需要消耗大量能量，同时为了防止抵消掉其它分量的信号，每个频段上的发射器也都将消耗大量的能量。

这种实现方式导致OFDM的PAPR值较高，能效不及其它编码方案。

中兴通讯公司负责无线标准的首席工程师Yifei Yuan表示，5G的一些新兴应用使得高PAPR不可取。尤其是，大规模的设备间通信，例如大规模的物联网部署。

通常情况下，当多个设备（比如物联网设备群组）使用OFDM方式进行通信时，它们将使用正交频分多址（OFDMA）进行组织，每个设备分配一段独立的频谱，在各自的信道内通信。特别指出的是，OFDM是指单台设备中信号的编码方式，而OFDMA是为了确保设备群组内各个设备之间的信号不会相互干扰的一种方案。对于OFMDA来说，当建立大型物联网网络时，为每个设备分配不同频谱使用所带来的管理工作将随着节点的加入而迅速增加，最终将导致失控。

3GPP第15版中之所以为5G连接的设备间通信建立了OFDMA的方案，主要是因为在4G时代就是这么用的，而在4G时代，物联网规模较小。

Yifei Yuan 的团队正在考虑用非正交多址接入 (NOMA)替代OFDM。据说，NOMA可以提供OFDM的优势，同时也可以让多个设备共用同一个频段。

Yifei Yuan认为，目前，OFDM和OFDMA能够满足5G的早期需求。他认为5G首先被智能手机使用，大规模机器间通信等应用将在完成3GPP第16版（目前计划于2019年12月完成）完成后至少一年或两年才会爆发。

但是，Kimery等一些业内对非OFDMA方案并不乐观：“有可能会有另一种选择，但替换的概率并不是很大。因为之前已经大规模实施了OFDMA，这种格局很难改变。”