基站节能分析

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付费下载自CNKI论文期刊网。发表于《科技信息》2012年17期。

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【作者】 王李勇；

【机构】 中国移动通信集团设计院有限公司安徽分公司；

【摘要】 本文简要的介绍了中国移动现有基站内设备,并针对这些设备分别提出了部分节能原则及措施。

【关键词】 基站； 节能；

前言

中国移动拥有全球最大移动网络，约3.6亿用户，约24万个基站，年耗电约55亿度，相当于360万吨二氧化碳，节能减排势在必行。同时GSM用户持续高速增长，每用户平均收益减少是长期趋势，也促使减少资源消耗降低网络成本成为工作重心。

从整个移动通信网络设备的能源消耗分布来看，基站设备的能源消耗占到了90%，其他的包括核心网和网管占了不到10%。下面我们就从基站节能这个方面入手，分析一下中国移动如何利用新技术、新方法实现基站的节能。

基站节能分析：首先要了解基站内的设备，中国移动现有基站内主要有无线主设备（BTS/NodeB）、传输设备（目前一般是SDH盒式设备）电源设备（交流引入设备、开关电源、蓄电池组等）、空调、其他一些配套设备等等。下面我们就这几个方面具体分析一些节能原则及措施。

1 无线设备节能

无线设备节能可以从以下几个方面入手：设备降功率、提高设备集成度、提高广覆盖能力、提高频谱利用率。

无线设备降功率：目前中国移动现有无线设备主要以2G的BTS为主，主要采用的节能技术有引入半静态功耗、功放调压、优选指配BCCH、DTX不连续发射智能功放关断技术、智能功放关断技术主要包括二种：主要是基于载频为颗粒的关断和基于时隙为颗粒的关断，其中基于时隙为颗粒的关断控制更加精确，可节省20左右的无线设备能耗。

提高设备集成度：随着无线技术的日益发展及现代制造工艺的日趋完善，基站设备的集成度也有了大幅度的提高，无线主设备提供厂商分别研制出双密度、多密度载频板，部分厂商的设备可以实现单机柜配置S12/12/12的大型站，相对于早期的利用3个机柜才能实现S12/12/12的站点，不仅为基站无线设备节省了大量的能耗，也减少了无线主设备的占地面积、减小设备发热量、对于空调的功耗也有所节省。

广覆盖能力：广覆盖主要指的是利用无线无线设备的合路技术提高设备的上行及下行增益。主要下行技术包括：PBT技术、发分集技术。上行技术：四接收分集、高接收灵敏度。采用以上技术以后可以分别提高3~5dB的上下行增益，提高了40的覆盖面积，在同等覆盖面积上，可以减少30的建站数和相应的建站及维护成本。

1）PBT技术：在PBT模式下，双密度载频配置为单BT，一路DSP输出的信号经过调制和DA转换以后形成的射频小信号分二路（同频同相）进入功放，经过放大后再进入合路，在合路输出口可得到更高功率的信号。采用PBT技术可以获得3dB的下行增益。

2）发分集技术：将同一个基带信号，分成相同的二路，人为制造多径这样的发送方式可以增加手机的下行接收电平，但是发分集技术要与四收分集技术同时使用。

3）四收分集技术：将四路信号接收到同一路载波中，一块双密度载频此时只支持一个载波，四收分集可以比主分集技术获得更多的上行增益。

提高频谱利用率：紧密频率复用、降低OFDM子载波间隔、使用高阶调制、使用多天线技术等。

2 传输设备节能

传输设备在基站中主要提供的功能是，将无线设备端采集来的基站电路通过光传输设备最终传输到达该基站所归属的BSC端局，目前中国移动基站内的传输设备主要是以SDH盒式设备为主，SDH主要接口包括155Mb/s光接口（用于连接光纤分配架，将电路最终传输到BSC端局）、2M电路接口（主要用于连接DDF采集无线主设备传来的基站电路）、FE接口（主要用于部分基站开展的数据业务）、电源接口。由于基站传输设备实现功能有限，技术比较简单，后期可以考虑将基站传输设备以单板的形式集成到无线主设备中，随着基站Abis基站的IP化实施，基站电路可以直接连接到传输设备的FE端口上，取消了基站内DDF的存在，可以大大简化基站构造，减少基站内设备，节约能源。

3 电源设备节能

目前中国移动基站内的主要电源设备包括：交流引入设备、开关电源、蓄电池组。针对以上几种设备，主要节能原则是优化供电系统设计，提高供电设备的效率，避免供电设备长期在低负载下工作，采用低能耗的供电设备，严禁高能耗的供电设备；研究控制和降低机房楼供电系统的谐波分量方法，采取相应的降低措施。

主要采取的措施包括：机房滤波治理（安装有源滤波器实施就地治理安装有源滤波器实施就地治理，降低断路器开关的容量，减小导线截面面积，节约电能）启用开关电源模块休眠功能（在通信电源系统多模块并联工作时，根据系统实际负载动态调整工作模块数量根据系统实际负载动态调整工作模块数量，使其它并联模块进入休眠状态，从而使系统总电能损耗减小到最小值）、低压配电系统（变压器热备用改为冷备用、UPS供电改为高压直流供电）。

4 空调节能

随着中国移动的迅猛发展，通信基站数量急剧增加，这些基站设备对环境的要求非常高，所以每个基站均需要配备专业的“基站专用空调设备”，这些空调设备通常常年连续运转，是机房与基站的主要耗能设备之一，所以空调的节能是基站节能的重点之一。

空调节能的主要节能原则是加强房屋围护结构保温措施，合理设定机房室内温度、湿度等环境要求；准确核定通信工艺及电源设备的发热量，加强机柜本身的散热功能；合理采用空调机组的冷却方式，选用高效节能空调，优化安装布局；完善机房环境和设备运行状态的监控、预警、调节功能；制定切实可行的日常运行维护制度，落实明确的责任制度。

实际上，对于移动基站的空调节能问题，发达国家尤其是欧洲国家已经开始普遍重视起来，采用了节能型的基站空调。这种节能空调具有很多优点，例如送风机使用的是直流送风电机，基站可以为空调机提供直流电源，因此即使市电出现故障不能供电时，这种节能空调还可以保证基站进行应急通风。此外，基站空调送风机是长期不停地工作的，由于直流电机比交流电机节能，加上良好的调速功能，采用这种直流送风机，节能效果就更明显。如果我国基站空调都使用直流送风机，一年就可以节省4亿千瓦时。另外，基站空调还可以通过自然冷却、变频、节能送风等技术进一步降低基站空调能耗。

5 其它一些节能措施

基站除了以上的一些耗能设备以外，照明也不能忽视。照明系统改造：兼顾成本和节能效果，积极对原有局房进行灯具改造，将非节能灯具更换为新型高效节能灯具，延长灯具使用寿命，节约电能。新建局房的灯具及配件应选用节能产品新建局房的灯具及配件应选用节能产品，合理设计照明线路和照明方合理设计照明线路和照明方式，充分利用自然光，在保证工作场所照度标准前提下，提高照明设备的用电效率。

6 启用新能源

基站节能除了从内部原有设备节能等方面考虑之外，还可以另辟蹊径，通过利用新能源。

运营商可以考虑在采用低能耗无线基站设备的同时，也可考虑各种替代能源方案，如太阳能、风能、燃料电池以及可再生能源结合蓄电池组实现长期的电力自给运行。适时使用这些替代能源，将使通信网络的部署更加方便，并减少对石化燃料的依赖，进一步降低对环境的影响。合理地采用替代能源，运营商还可以顺利地将电信网络扩展到没有供电网或供电不稳定的地区。

实际上，运营商已经对这些新能源的使用进行了考虑。中国移动就表示要尽量寻找替代清洁能源解决方案。中国移动将在2007年太阳能发电系统集中采购的基础上，2008年统一部署，积极引入太阳能、风力、风光互补发电系统等新能源产品。

7 结束语

我们相信，移动基站在节能产品、新的网络优化技术、节能配套设备以及新能源的支持之下，能源消耗将会进一步降低，符合中国移动“绿色行动计划”为电信行业节能作出新的贡献。