LTE基站智能节能技术的研究和实践

蔺俊燕

（中国电信股份有限公司山西分公司，太原 030006）

随着通信技术的不断更新变革，电信行业能耗正在迅猛增长，为持续推进绿色通信网络建设，积极响应国家节能减排的号召，提高能效是需要长期重视和应对的问题。

通信网络能耗主要集中在基站，目前，LTE基站能耗激增问题越发突出，提升LTE基站资源利用率，降低LTE基站能耗，减少无线网络能耗成本是当前亟需解决的问题。山西电信积极探索LTE基站智能节能技术，针对网络的运行特征及各种应用场景，调整设备的运行状态，在对用户体验没有影响的前提下，实现设备的高能效工作，降低设备的电量消耗，促进企业生产创新和降本增效。

1 节能技术原理

LTE基站目前比较成熟的节能措施有：符号关断、通道关断和载波关断。

1.1 载频智能关断

异频同覆盖小区场景中，把异频同覆盖小区分为“基础小区”和“容量小区”，基站判断整个小区的负荷小于设定门限时，基站启动载频智能关断模式。基站禁止新用户接入及切换进入“容量小区”，把小区存量用户切换到异频同覆盖“基础小区”，待小区没有用户后，关断小区载频。

载频智能关断使用场景为容量小区所在的RRU不共模；有两个或两个以上LTE频段。

1.2 射频通道关断

多发多收（MIMO）技术是LTE中普遍使用的技术，单个小区前向通常使用两个或者多个通道进行信号的发射，当小区无业务或业务负荷较低，并且进入设定时间段时，关断本小区的部分发射通道，以节省能耗。为保证控制信道覆盖和业务感知，系统会提升控制信道的发射功率并自动调整小区用户的传输模式。当检测到业务负荷增加后，退出智能关断模式，恢复通道发射状态。

射频通道关断特性使用场景：多发射通道RRU，低负荷期间；建议在密集城区区域使用；对小区带宽有要求：无用户数时的通道关断要求小区带宽在10M及10M以上；而有用户时的通道关断要求带宽在15M以上。

1.3 符号关断

在LTE网络实际通信过程中，由于基站并不是时刻都处于最大流量的状态，所以子帧中的符号，也不是任何时刻都填满有效信息。启动符号智能关断功能，调度器完成业务流量预测评估，将下行数据调度到特定符号，在无有效信息传输的符号时间，关闭功放，实现基站节能。

符号关断特性使用场景：RRU不共模；RRU模块需支持符号关断。

2 节能技术实施方案

射频通道智能关断和载频智能关断不能同时生效，两者同时开启时，载频智能关断优先触发，因此两者的收益不能叠加，以载频关断为主。符号关断的生效时间为全天24小时，载频智能关断和射频通道关断生效时间根据现场情况设置为01:00-06:00。选择综合节能方案，符号关断+载频只能关断或者符号关断+射频通道智能关断，可以获得更好的节能收益。每种节能方案进行一周的特性开通观察，进行对比分析。

站点选取原则及站点信息分布：

（1）试验站点的覆盖应连续连片，包括一般商区或居民小区场景，业务量存在明显的话务高峰低谷。

（2）站点具备智能电表，能自动采集基站设备实际耗电量，能通过能耗监测系统进行数据汇总。

（3）站点主设备原则上不进行软、硬件改造。

3 节能技术实施效果

综合模式单站日均节电为4.6度，平均节电比例为17%，单RRU日均节电为0.83度。

基站KPI指标开通特性前后平稳

4 结束语

本次LTE智能节能实践了四种方案：一是综合节能方案1（符号关断+载频智能关断）；二是综合节能方案2（符号关断+射频通道智能关断）；三是载频智能关断；四是符号关断。由于载频智能关断和射频通道关断生效时间为01:00-06:00，符号关断的生效时间段为全天，因此载频智能关断和射频通道智能关断的实际节能收益较小。同时射频通道关断也会在生效时间段内引起峰值速率降低。结合山西电信实际场景、综合考虑节能效果、业务运行、运行管理指标等方面影响，综合节能方案可以达到网络最大的节能减排收益。

开启综合节能技术模式，单RRU日均节电效果为0.83度，单站节电比例为17%，预估单月节省能耗成本10%左右。

由于站点覆盖范围、场景和厂商设备耗能差异，节电效能的呈现并不完全一致。在低话务低流量区域，节电效果相对更为明显。由于目前整体山西电信的平均设备负荷还处于较低水平，预计在全面开启节能功能后，会产生比较良好的节能效益。