淺談GSM移動(dòng)通信基站能耗模型研究

徐歡

【摘要】移動(dòng)通信基站能耗統(tǒng)計(jì)難度很大，文章通過(guò)建立樣本基站能耗數(shù)據(jù)采集平臺(tái)，分析了基站設(shè)備和空調(diào)耗電的影響因素，進(jìn)而得出了基站能耗模型，并運(yùn)用現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證。

【關(guān)鍵詞】基站能耗模型；設(shè)備耗電；空調(diào)耗電；散點(diǎn)圖；節(jié)能減排

1. 引言

（1）國(guó)家“十一五”規(guī)劃綱要明確提出了“'建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)'，'十一五'期間單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能耗降低20%左右，主要污染物排放總量減少10%”的發(fā)展目標(biāo)。（“十二五”期間的單位GDP能耗目標(biāo)與碳排放量，擬定在“十一五”的基數(shù)上均下降16%，其中2011年同比下降3.5%?！幷咦ⅲ┕?jié)能減排是一項(xiàng)基本國(guó)策，也是企業(yè)低成本高效運(yùn)營(yíng)的必然選擇。移動(dòng)通信行業(yè)的節(jié)能減排工作有著和其他行業(yè)不同的特點(diǎn)，移動(dòng)通信基站由于地理位置分散且數(shù)量龐大，基站能耗統(tǒng)計(jì)難度很大。

（2）本文通過(guò)建立樣本基站能耗數(shù)據(jù)采集平臺(tái)，通過(guò)對(duì)典型基站能耗數(shù)據(jù)的收集分析基站耗電影響因素，進(jìn)而建立基站能耗模型，并利用模型預(yù)測(cè)全網(wǎng)基站耗電，取得了比較滿意的效果。

2 樣本基站能耗數(shù)據(jù)采集平臺(tái)

根據(jù)覆蓋類型、設(shè)備廠家、設(shè)備類型等分類屬性挑選樣本基站。在樣本基站建設(shè)遠(yuǎn)端電量采集模塊，分設(shè)備和空調(diào)分別采集基站的耗電量。為了研究溫度對(duì)空調(diào)耗電的影響，在樣本基站室內(nèi)外裝設(shè)溫濕度表，實(shí)現(xiàn)對(duì)典型基站溫濕度數(shù)據(jù)的監(jiān)控。采集的樣本基站耗電數(shù)據(jù)和溫濕度數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS DTU傳送到監(jiān)控中心進(jìn)行處理。整個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)。

3. 基站能耗影響因素分析

3.1基站中的主要耗電設(shè)備包括基站設(shè)備、基站空調(diào)、傳輸設(shè)備和電源設(shè)備，其中基站設(shè)備和基站空調(diào)設(shè)備耗電占到基站總耗電的90%以上。下面就對(duì)基站主設(shè)備和空調(diào)設(shè)備耗電的影響因素進(jìn)行分析，分析過(guò)程分為兩步：

（1）猜想基站能耗影響因素。

通過(guò)直觀的判斷和對(duì)專業(yè)人員的咨詢等方式列出可能影響耗電量的相關(guān)因素，猜想得出的基站能耗影響因素。

（2）篩選確定自變量。

3.2利用樣本基站能耗數(shù)據(jù)采集平臺(tái)收集到的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)大量的散點(diǎn)圖定性和定量分析，確定基站耗電自變量。

4. 基站能耗模型建立和測(cè)算

4.1基站能耗相關(guān)因素關(guān)系探索。

（1）單站綜合話務(wù)量和設(shè)備耗電量的關(guān)系探索。

根據(jù)如圖4的散點(diǎn)圖可以得出，設(shè)備耗電量與綜合話務(wù)量基本呈線性變化，話務(wù)量增加的耗電量比截距要小得多。

（2）基站載波數(shù)和設(shè)備耗電量的關(guān)系探索。

基站主設(shè)備耗電與載波數(shù)有著較強(qiáng)的線性關(guān)系，與綜合業(yè)務(wù)量也有一定的線性關(guān)系；同時(shí)，不同設(shè)備類型的耗電特性有所不同。

（3）室外溫度與空調(diào)耗電關(guān)系探索。

室外溫度仍是空調(diào)耗電的主要解釋變量，空調(diào)耗電與室外溫度呈現(xiàn)線性變化。

（4）隔熱性能與空調(diào)耗電關(guān)系探索。

隔熱性能較好的局房，不易受室外溫度的影響，但室外溫度較低時(shí)空調(diào)耗電較高；隔熱性能一般的局房，易受室外溫度的影響，室外溫度較低時(shí)空調(diào)耗電不高。圖7中藍(lán)色隔熱好，綠色隔熱差。

（5）設(shè)備耗電與空調(diào)耗電關(guān)系探索。

室外溫度較高時(shí)，設(shè)備耗電產(chǎn)生的熱量不能通過(guò)熱交換散發(fā)到室外，設(shè)備總耗電大小對(duì)空調(diào)耗電影響程度較大；室外溫度較低時(shí)，設(shè)備耗電產(chǎn)生的熱量可通過(guò)熱交換散發(fā)到室外，設(shè)備總耗電大小對(duì)空調(diào)耗電影響程度不大。不同設(shè)備耗電情況下基站溫度與空調(diào)耗電散點(diǎn)圖。

4.2建立基站能耗統(tǒng)計(jì)模型。

4.2.1基站設(shè)備耗電模型。

針對(duì)不同類型的設(shè)備，以載波數(shù)和話務(wù)量作為自變量、設(shè)備耗電量作為因變量進(jìn)行二元一次線性回歸，得到以下基站設(shè)備耗電模型：

Y（基站設(shè)備耗電量）=B+載波數(shù)*載波系數(shù)+綜合業(yè)務(wù)量*綜合業(yè)務(wù)量系數(shù)（1）

4.2.2空調(diào)耗電模型。

針對(duì)不同墻體類型的基站，以室外溫度和設(shè)備耗電量作為自變量、空調(diào)耗電量作為因變量進(jìn)行二元一次線性回歸，得到以下空調(diào)耗電模型：

Y=B+室外平均溫度*溫度系數(shù)+設(shè)備耗電*設(shè)備耗電系數(shù)（2）

根據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，空調(diào)耗電與墻體類型關(guān)系密切。

4.3模型預(yù)測(cè)驗(yàn)證。

將利用樣本基站采樣數(shù)據(jù)建立的耗電模型，運(yùn)用到批量同類基站進(jìn)行基站能耗預(yù)測(cè)。利用收集統(tǒng)計(jì)得到的自變量數(shù)據(jù)，得到批量基站的能耗預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，與實(shí)測(cè)的基站能耗數(shù)據(jù)對(duì)比進(jìn)行誤差分析，批量基站加總后的基站能耗誤差處于1%以下，效果較好。

5. 小結(jié)

本文通過(guò)對(duì)大量基站能耗數(shù)據(jù)的分析，總結(jié)得出了基站能耗影響因素，并建立了基站能耗預(yù)測(cè)模型；由批量基站的實(shí)際能耗數(shù)據(jù)和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)比較可知，加總誤差在允許范圍內(nèi)。本文得出的一些關(guān)于基站能耗特性的結(jié)論，相信對(duì)推進(jìn)移動(dòng)通信行業(yè)節(jié)能減排工作的開(kāi)展具有一定的指導(dǎo)意義。

[文章編號(hào)]1619-2737（2013）07-23-644