載頻智能節(jié)電技術(shù)在TD—LTE通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

唐文良

摘要：現(xiàn)今TD-LTE通信網(wǎng)絡(luò)在人們身邊無處不在，如中國移動聯(lián)通等?；镜哪芎脑谝苿油ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)中占了一半以上。因此針對耗能這方面我們提出了載頻智能節(jié)電技術(shù)。載頻智能節(jié)電技術(shù)可達(dá)到節(jié)能減排的效果。文中先是介紹節(jié)能的意義以及為什么節(jié)能。然后我們了解具體載頻基站的組成部分以及功耗比例。關(guān)斷節(jié)能技術(shù)的原理以及實施方案，接著從各方面條件因素來完善智能節(jié)能技術(shù)。不同場景不同時段需要的功耗來制定不同的方案。對比不同的節(jié)能技術(shù)需要的條件因數(shù)以及外在的因數(shù)來評論載頻智能節(jié)電技術(shù)。在這之前GSM系統(tǒng)中，就有從GSM網(wǎng)絡(luò)的方面考慮，根據(jù)各方面的因數(shù)來考慮提出了兩個各節(jié)能方法，其一是針對基站主設(shè)備其二是載頻關(guān)斷節(jié)能技術(shù)。根據(jù)TD-LTE系統(tǒng)基站主設(shè)備的運行原理來分析載頻關(guān)斷節(jié)能技術(shù)在基站系統(tǒng)中的實用性以及節(jié)能性。全方面的剖析載頻智能節(jié)電技術(shù)在通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中意義。

關(guān)鍵詞：載頻基站；節(jié)能減排；通訊網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：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

移動通信已成為我們不可缺少的通信方式，而服務(wù)行業(yè)第一個宗旨就是在考慮到公司利益的前提下滿足客戶的一切要求。當(dāng)基站的覆蓋率能達(dá)到用戶的要求，但是基于技術(shù)的當(dāng)前狀況在滿足客戶的同時耗能也在逐漸變大。經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計的數(shù)據(jù)來看，基站設(shè)備的耗能達(dá)到了整體的70%，因此節(jié)能成了大家關(guān)注的焦點?；臼禽d頻的主要功耗。目前通信使用率以及需求率逐漸的提升，對于載頻的需求量也不斷增加。根據(jù)基站在話務(wù)上的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來考慮節(jié)能的方法，提出不同的方案進(jìn)行對比，載頻節(jié)電技術(shù)對于其他的節(jié)電技術(shù)來說更具有潛力，不需要大規(guī)模的改動機房或者增減硬件設(shè)備，對于節(jié)能方面整體來看效果更佳。通過軟件系統(tǒng)的升級合理的使用載波的發(fā)射功率，來實現(xiàn)節(jié)能的目的。

1 關(guān)斷節(jié)能的概括

在居住密集的地區(qū)等環(huán)境下，因為用戶多需求量大，單一的頻點無法有效的承接業(yè)務(wù)。一般運營商可能會考慮多覆蓋幾個LTE頻點，來滿足更大的數(shù)據(jù)要求。但是從統(tǒng)計的數(shù)據(jù)來看有很明顯的潮汐特征，晚上十點到第二天早上六點之前業(yè)務(wù)量比較低，但在其他時間段業(yè)務(wù)量很大。多個LTE頻點覆蓋使得高峰可以得到良好的緩解。但在夜間的時候，業(yè)務(wù)量會有明顯的減少，在這個時候要是還是和高峰期一樣多個載頻覆蓋會產(chǎn)生很多不必要的能耗。而載頻智能關(guān)斷技術(shù)就是考慮到具有潮汐特征的話務(wù)量情況，來進(jìn)行節(jié)電措施。當(dāng)業(yè)務(wù)量少的時候，可以通過關(guān)斷這個方法來達(dá)到節(jié)能減排的效果。

2 關(guān)斷的原理

2.1 基站的劃分以及功耗比例

基站的能耗源自于載頻，而GSM載頻從能耗角度來講載頻是由三個部分組成，分別為：基帶（Digital）、功放（PA）、時隙（TS）。一般情況下，時隙在整個能耗方面來看占得比例還是比較小的，在用戶占用的同時載頻的功放依然滿功率發(fā)射。很明顯，在需求量不大的時候，高耗能的狀態(tài)依舊存在。實現(xiàn)時隙功放的關(guān)斷技術(shù)，根據(jù)業(yè)務(wù)的占用情況來進(jìn)行調(diào)整功放的偏置開關(guān)。功放的開關(guān)就是用來控制功放的偏置電流。從圖1可以看到基帶部分占30%，時隙只占到10%，能耗比例占得最多的就是功放部分。從這張圖可以確定方向，載頻智能關(guān)斷節(jié)電技術(shù)就是針對功放的能耗方面，來進(jìn)行統(tǒng)計調(diào)查之后研究討論出來的方法之一。

圖1 GSM載頻能耗比例

2.2 關(guān)斷節(jié)能的原理

發(fā)射功率的主要部分是功放管，由于特性的原因，即使不發(fā)射功率，也要施加固定電壓，這部分功耗為靜態(tài)功耗。在沒有業(yè)務(wù)占用的時候功放會保持“待機”狀態(tài)。功耗也是有兩部分組成另一個功耗為動態(tài)，有業(yè)務(wù)的情況下動態(tài)的功耗就會產(chǎn)生變化。隨著功耗逐漸變高，功耗自然也會隨著而變化輸出的功率也越來越高。沒有話務(wù)的情況功耗為0。功放關(guān)斷技術(shù)就是在靜態(tài)的情況下關(guān)斷偏置電流以及靜態(tài)功耗，形成獨立的開放時隙功放，使得功耗降到最低。

在空中接口上，BTS以參與以及協(xié)助的方式來配合BSC。PA的開啟與關(guān)閉由BTS實時監(jiān)控著，所以能在第一時間良好的掌握管理資源。圖2為關(guān)斷技術(shù)實施后能耗的對比情況。從圖中可以明顯的看出關(guān)斷節(jié)能方法實施之后功耗比原始的情況減少很多能耗，這樣也就達(dá)到了節(jié)能減排的效果。有效的降低了基站的能耗，同時也能讓基站的設(shè)備得到一定的“休息”時間，使得基站的設(shè)備壽命延長，從而減少了因為發(fā)電帶來的環(huán)境污染。TRX開關(guān)其實簡單的說就是打開或者關(guān)閉PA的工作電壓。通過軟件進(jìn)一步的控制實現(xiàn)客戶業(yè)務(wù)負(fù)荷的TRX開關(guān)調(diào)整或者PA偏置調(diào)整。BSC是根據(jù)每個基站的話務(wù)量的具體情況來進(jìn)行判斷，把空閑時間很長的載頻功放模塊PA關(guān)閉，同時把正在進(jìn)行業(yè)務(wù)量的時隙進(jìn)行打包，將所有在運作的業(yè)務(wù)集中到部分的載頻基站，當(dāng)業(yè)務(wù)量達(dá)到了配置的要求，超過了設(shè)定的話務(wù)量時，BSC立即會被激活被關(guān)斷的TRX，來滿足客戶話務(wù)量的需求。

圖2 功耗對比

3 智能節(jié)電技術(shù)的應(yīng)用

3.1 節(jié)電技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)的影響

對于服務(wù)行業(yè)來說，服務(wù)質(zhì)量是很關(guān)鍵的一項。在關(guān)斷技術(shù)的實施前應(yīng)該事先考慮這個對網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的影響。所以要進(jìn)行評估來看是否有地方會影響服務(wù)質(zhì)量。在確保質(zhì)量的前提下，在考慮用最合適的方法來進(jìn)行節(jié)能。不同的場景有不一樣的模式，根據(jù)具體模式來制定最適合的參數(shù)進(jìn)行合理的應(yīng)用關(guān)斷。要體現(xiàn)出節(jié)能技術(shù)在每個場景的優(yōu)勢，同時也要關(guān)注每個場景的話務(wù)需求量，不能因為關(guān)斷技術(shù)盲目的實施導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的承受能力堵塞或者信號延遲。

3.2 適合的場景

分析基站的形成成分，充分考慮不一樣的話務(wù)模式分配。研究時隙和載頻模式的原理以及節(jié)能方面，要充分地考慮多種形式的模式特點。對每種話務(wù)模型進(jìn)行全方位的考量。在這基礎(chǔ)上，考慮網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量也是很重要的。綜合所有的因數(shù)做出評估。再來商討實施什么樣的節(jié)能方法能適合不同的場景。可以考慮在潮汐情況突出的CBD地區(qū)（中心商務(wù)區(qū)）比如大學(xué)、小區(qū)以及一些大型的娛樂場所等，來推廣載頻智能關(guān)斷系統(tǒng)。在節(jié)假日或者高峰時段業(yè)務(wù)量持續(xù)時間較長的情況下，筆者認(rèn)為臨時關(guān)閉載頻智能節(jié)電技術(shù)關(guān)斷功能。不過為了減少因為激活延遲導(dǎo)致數(shù)據(jù)沒辦法在第一時間承接上，最好不在高速公路、醫(yī)院及其他交通方面的基站，開啟載頻智能關(guān)斷節(jié)能技術(shù)。 在滿足業(yè)務(wù)需求和節(jié)能減排的同時不能影響到社會的次序。

3.3 技術(shù)的優(yōu)勢

通過對降低耗能方面的總結(jié)，提出關(guān)斷系統(tǒng)在TD-LTE系統(tǒng)中設(shè)計原則和技術(shù)方案，并且對提出的建議進(jìn)行了實踐驗證。節(jié)電技術(shù)除了智能節(jié)電技術(shù)之外，還有配電系統(tǒng)節(jié)能、機房空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能和機房建筑節(jié)能等。多樣化的節(jié)能方法，而機房和建筑節(jié)能需要進(jìn)行大規(guī)模的改照。關(guān)斷節(jié)能技術(shù)不需要通過實物的改造，只需通過相關(guān)的軟件升級就可達(dá)到節(jié)能的效果。從各方面因素來看，智能節(jié)電技術(shù)都占有一定優(yōu)勢。

4 結(jié)束語

綠色環(huán)保人人有責(zé)。智能節(jié)能方便操作性強，節(jié)能效果顯著。比較其他的節(jié)能方式更具有推廣的意義。載頻節(jié)電技術(shù)對于眾多節(jié)電技術(shù)來說，應(yīng)用便利、操作性強，從整體能耗上來看效果更佳。隨著社會的進(jìn)步，移動通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展?jié)u漸成為人們生活中不可分離的一部分。隨著基站的節(jié)能技術(shù)貫穿整個規(guī)劃建設(shè)，每個環(huán)節(jié)基站節(jié)電效果都會得到進(jìn)一步提升。移動通信網(wǎng)絡(luò)也更佳綠色環(huán)保，對于客戶以及通信行業(yè)來說能夠達(dá)到雙贏的局面。

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