5G耗电量比4G更多吗？

5G手机在使用过程当中的耗电相对于4g手机要略高一些

主要有两点原因：

5G 使用 Massive MIMO 技术

4G 基站 RRU 使用 8 天线，天线矩阵实现 2D MIMO，满功率输出 160W 射频信号；5G 基站 AAU 使用 64 天线，天线矩阵实现 3D MIMO，满功率输出 320W 射频信号。如果效率相同，5G AAU 的耗能是 4G RRU 的 2 倍。

实际上，得益于更高效的 PA（Power Amplifier，功率放大器）芯片和更好的 DPD（Digital Pre-Distortion，数字预失真）算法，5G 设备的效率是比 4G 高的。也就是说，AAU 的耗能不到 RRU 的 2 倍。

5G 使用了更高的频段

由于高带宽和 Massive MIMO 的要求，5G 使用较高频率频段。在 SUB-6GHz 的频谱中，中国移动使用 2.6GHz 频段（和 4G 相同）；中国电信和中国联通使用 3.5GHz 频段（两家运营商 4G TDD LTE 频段是 2.6GHz 频段）。

根据无线信号自由空间传输损耗公式：

Los （dB）= 32.44 +20lg（ d（km）） +20lg（ f（MHz））

中国移动 5G 覆盖和 4G 相当，而中国电信和中国联通的 5G 覆盖距离大概是 4G 时的 0.75 倍，站点数理论上增加 1.8 倍。达到与 4G 相同的覆盖效果，5G 站点数理论上是 4G 的 1.2~1.4 倍。

以上两点因素叠加，5G 全网的耗能将是 4G 全网耗能的 2.4~2.8 倍。

看来 5G 的能耗确实不可小觑。那么，又是什么原因让 5G 选择 Massive MIMO 和高频段呢？

Massive MIMO 的优势显而易见：

利用垂直纬度和水平纬度的天线自由度，时频资源利用率提升；

用户间的干扰降低；

提升小区吞吐率；

提升小区边缘用户体验。

而高频段频谱助力 5G Massive MIMO 的实现。天线的尺寸和频率有关。频率越高，射频信号波长越短，相应的天线尺寸越小。5G 的 AAU 现在使用 64 天线阵，往后发展还会有 128 天线阵和 256 天线阵。大规模的天线阵，促使 5G 选择高频段频谱资源。5G 确实比 4G 耗能更多，但不能片面看待这个问题。5G 这匹 “千里马”吃得虽然多，但是，它拉了辆更大的车——5G 系统容量是 4G 的 20 倍以上。实际上，就传输单位比特信息量的功耗而言，5G 是更省电的。5G 每比特数据消耗的能量约是 4G 的 1/10。

OFDM 时频信号

OFDM 系统信号的特点是时域为非恒包络状态，峰值功率随机出现。大峰均比信号的出现，会降低射频前端功放的效率。

伴随高峰均比信号的出现，削峰技术（CFR）就诞生了。

CFR 即降低信号峰均比的技术。信号的削峰会带来一定的失真，过多的削峰会影响接收机的误码率。

在 4G、5G 移动通信中，信号的原始峰均比有十几 dB，经过削峰后，送给发射单元的信号的峰均比一般为 6~7dB。

为了满足发射机的线性指标，工程师在设计放大器时，可能会选择功率回退方案。功率回退是指，让功率放大器输出比自己饱和功率低得多的功率信号，以保证输出信号的线性指标。

该方案实现难度小，结构简单。

比如，输出 10W 的信号，工程师会选择饱和功率大于 10W 的功率放大器做方案。

但高峰均比信号的出现，使功率回退需要回退到峰值功率以上。比如输出平均功率为 10W，峰均比为 6dB 的信号，工程师需选择饱和功率大于 40W 的功放管来做方案。

但是功放的输出功率和效率是正比关系，为了满足瞬时大信号的线性指标，高峰均比系统使用回退方案会导致效率低下。如果 AAU 发射机放大器使用纯回退方案，末级功放效率将不足 15%，整机效率不足 10%。