通信移動基站節能技術介紹與研究

余丹娟

(廣東省電信規劃設計院有限公司南京分院，江蘇 南京 210029)

通信移動基站節能技術介紹與研究

余丹娟

(廣東省電信規劃設計院有限公司南京分院，江蘇 南京 210029)

本文從移動通信基站的節能技術原理出發，介紹了三種不同技術：載頻智能關斷、不連續發射DTX以及DPS時隙智能關斷；結合用戶體驗及通信設備發展趨勢，進一步研究移動通信基站節能技術，以實現更低能源消耗，這具有非常重要的研究意義。

智能節電；載頻功耗；DPS時隙

1 引言

隨著現代通信技術不斷發展，我國移動手機用戶已經超過10億，為了更好地服務移動通信用戶，創造更高級的用戶體驗，通信基站數量也在逐年增加。根據相關部門的統計，至2015年6月我國移動基站數量已經超過了320萬。從基站功耗統計數據來看，已經達到了330億KWh。近幾年，我國對研究移動通信基站上的節能技術上有很大的投入，各大運營商都投入了大量的資金和人力，發展并開發了一批符合自身特點的節能方案。從效果上來看，都能根據不同地區的情況達到相應的目的，但是對這種大投入的研究節能技術并非十分樂觀，相比較下采用智能節電技術來降低移動通信基站的能耗更為切合實際，更具有研究前景。

2 基本原理

隨著移動通信基站數量逐年增加，其耗電量也在持續攀升，通過相關數據統計分析發現，移動通信基站的能耗在整個通信網絡中占比是最大的，達到53%以上。因此，對降低移動通信基站的能耗研究具有十分重要的意義。

降低移動基站耗能最為關鍵的部分是解決基站處于空閑狀態時的耗能，因為基站處于空閑狀態時，全部設備不需要處于一個滿負荷的狀態，并且可以讓其在保證用戶最優體驗的前提下，關閉空閑狀態的頻段，從而降低功耗。在基站功耗降低的情況下能夠實現最優通信，當用戶量增大或者是話務通信增多時，基站能夠快速激活已經關閉的基站頻段，實現滿載通信，及時保證用戶的通信質量。移動通信基站的功耗主要來源于兩個部分，一個是機柜功耗，另一個是載頻功耗。總的來說就是利用智能軟件對基站設備進行調控，根據網絡負荷量來調節基站的載頻功耗，從而實現整個基站的智能化操作和管理。

3 載頻智能關斷技術

載頻智能關斷技術與其它的節能手段相比，能夠通過最小的花費實現最大能量節省，從技術手段上來看，不僅具有簡潔的實現降低功耗的作用，還在技術投入上花費比較小。從我國現有的基站數量來說，因為已經達到了很大的規模，要從載頻智能關斷上實現降低能耗的作用是一種最為便捷和可行的方式，而且能夠實現能耗降低和保證通信質量的雙贏，最大限度的節省開發研究花費[1]。

載頻智能關斷技術的具體實現：在移動通信基站的空閑信道達到設置的最低值時，維持一定時間后，將空閑信道的頻道切斷，從而實現能耗降低。但是在切斷頻道時，要考慮多方面的因素，包括以下五點：切斷信道的數量大于兩個；必須是切斷TCH載頻，而不是BCCH載頻；所有的待切斷的頻段必須是處于空閑狀態；必須設置待切斷頻段的數量；必須設置待切斷頻段的空閑時間。要評估一個載頻是否要切斷，主要是通過空閑的TCH信道數量來控制，所以系統需要采取多重評估手段，來保障切斷的準確性，防止誤差操作。設置系統對空閑的TCH信道每隔10秒掃描一次[2]，然后對相應的數據采取判斷；如果空閑的TCH信道數量達到了預設的最低值，系統計時時間加一，如果沒有達到就減去二，如果計時器達到了預設時間值，就將信道切斷。

4 DPS時隙智能關斷技術

載頻功效模塊能耗由靜態能耗和動態能耗兩部分組

成。在控制功放時，可以對每一個載頻中的功放實現靜態和動態分別控制。采用DPS時隙智能關斷技術，如果一個載頻內沒有通話業務，就將這個載頻內的靜態和動態功放關閉。如果系統判斷TRX在下行方向上的某一個時段內沒有通話業務，就把這個功效模塊關閉，從而實現降低功耗的目的。該模塊在空閑狀態時耗能比較大，而且耗能比例也較大，所以將其處于空閑狀態下的下行功放關閉，能夠極大程度地降低通信移動基站設備的耗能。并且，采用DPS時隙智能關斷技術，系統在關閉后發現有業務時能夠快速自我啟動，實現對通信無影響開啟和關閉，從而最大限度的保證用戶體驗[3]。

5 不連續發射功率控制技術

功率控制就是在保障實際通話質量的基礎上，通過調節基站與手機的發射功率，從而實現功耗上的降低，不僅能進一步減少整個系統網絡的干擾，而且能達到節能減排的目標。DTX不連續發射是目前的主流功率控制技術中的一種，它是實現降低基站功耗的手段之一，其基本原理是基站在沒有語音通話服務的情況下就切斷信號的連續發送，從而降低系統功耗。無線通信系統中，在上行和下行鏈路上都可以對功耗進行控制，并且可以實現對每個移動終端的獨立控制。不連續發射功率控制技術顯著的特點是上行控制能夠減少移動臺的電量消耗，降低系統的干擾，下行控制能夠減少基站的電量消耗，節省運營成本。該技術推薦在話務量大的地區或者是在干擾性強的區域使用。

6 結語

移動通信基站節能減排技術的研究是一個系統化工作，其影響范圍廣，牽扯的行業多，需通過多部門合作，在保證通信質量的前提下，研究提出切實可行并能全面推廣的技術方案。現如今雖然已有投入使用的節能方案，并產生了一定的效果，但是從整體來看，節能減排最大化的網絡價值還有不小的發展空間。其是一項長期而復雜的工作，我們需全面結合當前通信工程建設情況及設備發展趨勢，不斷優化通信基站節能手段，為通信行業的綠色和諧發展做出更大努力。

[1]高金波．節能新技術在通信基站領域內的應用研究[C]．中國通信學會信息通信網絡技術委員會2011年年會，2011．

[2]孟一翔．移動通信基站節能減排技術研究[D]．上海交通大學，2012．

[3]郭大東．移動通信技術與應用基站空調室外機防盜技術研究與實踐[C]．遼寧省通信學會2009年通信網絡與信息技術年會，2009．

Introduction and Research of Energy Saving Technology for Mobile Base Station

Yu Danjuan
(Guangdong Telecom Planning&Design Institute Co.,Ltd.Nanjing Branch,Nanjing 210029,Jiangsu)

From the principle of energy-saving technology of mobile communication base station,this paper introduces three different techniques:carrier intelligent shutdown,discontinuous transmission(DTX)and DPS slot intelligent shutdown.Combined with the user experience and communication equipment development trend,it further studies on the mobile communication base station energy saving technology,in order to achieve lower energy consumption,which has very important significance.

intelligent power;power frequency;DPS slot

TN929.5

A

1008-6609(2016)07-0059-02

余丹娟,女，湖北黃岡人，助理工程師，碩士，研究方向：通信網絡規劃及組網技術。