载频智能节电技术在TD—LTE通信网络中的应用

唐文良

摘要：现今TD-LTE通信网络在人们身边无处不在，如中国移动联通等。基站的能耗在移动通信网络中占了一半以上。因此针对耗能这方面我们提出了载频智能节电技术。载频智能节电技术可达到节能减排的效果。文中先是介绍节能的意义以及为什么节能。然后我们了解具体载频基站的组成部分以及功耗比例。关断节能技术的原理以及实施方案，接着从各方面条件因素来完善智能节能技术。不同场景不同时段需要的功耗来制定不同的方案。对比不同的节能技术需要的条件因数以及外在的因数来评论载频智能节电技术。在这之前GSM系统中，就有从GSM网络的方面考虑，根据各方面的因数来考虑提出了两个各节能方法，其一是针对基站主设备其二是载频关断节能技术。根据TD-LTE系统基站主设备的运行原理来分析载频关断节能技术在基站系统中的实用性以及节能性。全方面的剖析载频智能节电技术在通信网络应用中意义。

关键词：载频基站；节能减排；通讯网络

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）03-0061-03

Carrier Frequency Intelligent Power-Saving Technology Application in Td-Scdma LTE Communication Network

TANG Wen-Liang

（Anhui Communications Services Company Limited， Hefei 230031，China）

Abstract： nowadays the td-scdma LTE communication network in people around everywhere， such as China mobile， unicom， etc. The energy consumption of the base station in mobile communication network in the accounts for more than half. So for the consumption ways we carrier frequency intelligent power saving technology were put forward. Carrier frequency intelligent power saving technology can achieve the effect of energy conservation and emissions reduction. Why in this paper， we first introduce the significance of energy saving and energy saving. Then we can know the specific carrier frequency part of base station and the power consumption ratio. Shut off the principle of energy saving technology and implementation plan， then factors from various aspects condition to improve the intelligent energy-saving technologies. Different at different times the power consumption of the need to develop different scenarios. Comparison of different energy saving technology requirement of factor and external factor to comment on carrier frequency intelligent power saving technology. Before the GSM system， it is from the GSM network into consideration， according to various aspects factor to consider is put forward two energy-saving methods， one is for base station master device and the other is the carrier frequency cut-off energy saving technology. According to the td-scdma LTE system base station operation principle of the main equipment for the analysis of energy saving technology in base station system of carrier frequency cut-off practicability and energy saving. All aspects of the anatomy of carrier frequency intelligent power-saving technology in communication network applications.

Key words： carrier frequency base station； energy saving； network communication

移动通信已成为我们不可缺少的通信方式，而服务行业第一个宗旨就是在考虑到公司利益的前提下满足客户的一切要求。当基站的覆盖率能达到用户的要求，但是基于技术的当前状况在满足客户的同时耗能也在逐渐变大。经调查统计的数据来看，基站设备的耗能达到了整体的70%，因此节能成了大家关注的焦点。基站是载频的主要功耗。目前通信使用率以及需求率逐渐的提升，对于载频的需求量也不断增加。根据基站在话务上的统计数据来考虑节能的方法，提出不同的方案进行对比，载频节电技术对于其他的节电技术来说更具有潜力，不需要大规模的改动机房或者增减硬件设备，对于节能方面整体来看效果更佳。通过软件系统的升级合理的使用载波的发射功率，来实现节能的目的。

1 关断节能的概括

在居住密集的地区等环境下，因为用户多需求量大，单一的频点无法有效的承接业务。一般运营商可能会考虑多覆盖几个LTE频点，来满足更大的数据要求。但是从统计的数据来看有很明显的潮汐特征，晚上十点到第二天早上六点之前业务量比较低，但在其他时间段业务量很大。多个LTE频点覆盖使得高峰可以得到良好的缓解。但在夜间的时候，业务量会有明显的减少，在这个时候要是还是和高峰期一样多个载频覆盖会产生很多不必要的能耗。而载频智能关断技术就是考虑到具有潮汐特征的话务量情况，来进行节电措施。当业务量少的时候，可以通过关断这个方法来达到节能减排的效果。

2 关断的原理

2.1 基站的划分以及功耗比例

基站的能耗源自于载频，而GSM载频从能耗角度来讲载频是由三个部分组成，分别为：基带（Digital）、功放（PA）、时隙（TS）。一般情况下，时隙在整个能耗方面来看占得比例还是比较小的，在用户占用的同时载频的功放依然满功率发射。很明显，在需求量不大的时候，高耗能的状态依旧存在。实现时隙功放的关断技术，根据业务的占用情况来进行调整功放的偏置开关。功放的开关就是用来控制功放的偏置电流。从图1可以看到基带部分占30%，时隙只占到10%，能耗比例占得最多的就是功放部分。从这张图可以确定方向，载频智能关断节电技术就是针对功放的能耗方面，来进行统计调查之后研究讨论出来的方法之一。

图1 GSM载频能耗比例

2.2 关断节能的原理

发射功率的主要部分是功放管，由于特性的原因，即使不发射功率，也要施加固定电压，这部分功耗为静态功耗。在没有业务占用的时候功放会保持“待机”状态。功耗也是有两部分组成另一个功耗为动态，有业务的情况下动态的功耗就会产生变化。随着功耗逐渐变高，功耗自然也会随着而变化输出的功率也越来越高。没有话务的情况功耗为0。功放关断技术就是在静态的情况下关断偏置电流以及静态功耗，形成独立的开放时隙功放，使得功耗降到最低。

在空中接口上，BTS以参与以及协助的方式来配合BSC。PA的开启与关闭由BTS实时监控着，所以能在第一时间良好的掌握管理资源。图2为关断技术实施后能耗的对比情况。从图中可以明显的看出关断节能方法实施之后功耗比原始的情况减少很多能耗，这样也就达到了节能减排的效果。有效的降低了基站的能耗，同时也能让基站的设备得到一定的“休息”时间，使得基站的设备寿命延长，从而减少了因为发电带来的环境污染。TRX开关其实简单的说就是打开或者关闭PA的工作电压。通过软件进一步的控制实现客户业务负荷的TRX开关调整或者PA偏置调整。BSC是根据每个基站的话务量的具体情况来进行判断，把空闲时间很长的载频功放模块PA关闭，同时把正在进行业务量的时隙进行打包，将所有在运作的业务集中到部分的载频基站，当业务量达到了配置的要求，超过了设定的话务量时，BSC立即会被激活被关断的TRX，来满足客户话务量的需求。

图2 功耗对比

3 智能节电技术的应用

3.1 节电技术对网络的影响

对于服务行业来说，服务质量是很关键的一项。在关断技术的实施前应该事先考虑这个对网络质量的影响。所以要进行评估来看是否有地方会影响服务质量。在确保质量的前提下，在考虑用最合适的方法来进行节能。不同的场景有不一样的模式，根据具体模式来制定最适合的参数进行合理的应用关断。要体现出节能技术在每个场景的优势，同时也要关注每个场景的话务需求量，不能因为关断技术盲目的实施导致网络的承受能力堵塞或者信号延迟。

3.2 适合的场景

分析基站的形成成分，充分考虑不一样的话务模式分配。研究时隙和载频模式的原理以及节能方面，要充分地考虑多种形式的模式特点。对每种话务模型进行全方位的考量。在这基础上，考虑网络的质量也是很重要的。综合所有的因数做出评估。再来商讨实施什么样的节能方法能适合不同的场景。可以考虑在潮汐情况突出的CBD地区（中心商务区）比如大学、小区以及一些大型的娱乐场所等，来推广载频智能关断系统。在节假日或者高峰时段业务量持续时间较长的情况下，笔者认为临时关闭载频智能节电技术关断功能。不过为了减少因为激活延迟导致数据没办法在第一时间承接上，最好不在高速公路、医院及其他交通方面的基站，开启载频智能关断节能技术。 在满足业务需求和节能减排的同时不能影响到社会的次序。

3.3 技术的优势

通过对降低耗能方面的总结，提出关断系统在TD-LTE系统中设计原则和技术方案，并且对提出的建议进行了实践验证。节电技术除了智能节电技术之外，还有配电系统节能、机房空调系统节能和机房建筑节能等。多样化的节能方法，而机房和建筑节能需要进行大规模的改照。关断节能技术不需要通过实物的改造，只需通过相关的软件升级就可达到节能的效果。从各方面因素来看，智能节电技术都占有一定优势。

4 结束语

绿色环保人人有责。智能节能方便操作性强，节能效果显著。比较其他的节能方式更具有推广的意义。载频节电技术对于众多节电技术来说，应用便利、操作性强，从整体能耗上来看效果更佳。随着社会的进步，移动通信网络的发展渐渐成为人们生活中不可分离的一部分。随着基站的节能技术贯穿整个规划建设，每个环节基站节电效果都会得到进一步提升。移动通信网络也更佳绿色环保，对于客户以及通信行业来说能够达到双赢的局面。

参考文献：

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