話務(wù)量對(duì)于通信基站能耗的影響

中通服節(jié)能技術(shù)服務(wù)有限公司 馬宏坤

話務(wù)量對(duì)于通信基站能耗的影響

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通信基站數(shù)量越來(lái)越大，要做好基站的節(jié)能，有必要充分了解通信基站能耗的組成及影響因素。通信基站能耗最大的組成部分是通信設(shè)備的能耗。分析了影響通信設(shè)備的能耗因素和影響程度，利用所采集的大量數(shù)據(jù)分析并量化了話務(wù)量與基站通信設(shè)備能耗之間的關(guān)系。

話務(wù)量； 基站； 能耗

0 引言

通信設(shè)備，作為電子產(chǎn)品的一種，它的能耗主要有三個(gè)方面的影響因素：設(shè)備自身的設(shè)計(jì)特性，設(shè)備的工作溫度環(huán)境，設(shè)備的工作負(fù)荷。

設(shè)備自身的設(shè)計(jì)特性與設(shè)備廠商設(shè)計(jì)的性能指標(biāo)直接相關(guān)。一套設(shè)備基礎(chǔ)能耗多少，不同廠家不盡相同。一個(gè)基站用幾套設(shè)備也將直接導(dǎo)致能耗的顯著差異。但是，這些在使用階段都不能夠控制，故本文不做討論。

電子產(chǎn)品，一般而言，外界環(huán)境溫度越高，耗電也就越多。由于通信基站中都有空調(diào)控制基站室內(nèi)溫度，所以基站通信設(shè)備的工作環(huán)境溫度相對(duì)恒定，變化幅度不大，故外界工作環(huán)境溫度對(duì)于基站通信設(shè)備能耗變化的影響不大，本文也不再做細(xì)致討論。

基站通信設(shè)備的工作負(fù)荷，即處理的信息多少，通常用話務(wù)量來(lái)描述，本文重點(diǎn)討論話務(wù)量忙閑對(duì)于基站通信設(shè)備的能耗的影響。

1 話務(wù)量對(duì)基站通信設(shè)備能耗的影響

話務(wù)量公式為：A＝Ct。A是話務(wù)量，C是呼叫次數(shù)，t是每次呼叫平均占用時(shí)長(zhǎng)。一般話務(wù)量又稱(chēng)小時(shí)呼，統(tǒng)計(jì)的時(shí)間范圍是1 h。

為了研究話務(wù)量與基站通信設(shè)備能耗之間的關(guān)系，我們對(duì)于常州珠江路基站和凱豪大酒店基站的通信設(shè)備的能耗每分鐘采集一次數(shù)據(jù)，連續(xù)采集了3個(gè)多月，總計(jì)獲得了近40 MB的數(shù)據(jù)量，再結(jié)合同期的話務(wù)量數(shù)據(jù)，對(duì)兩者之間的相關(guān)性，分析出擬合方程，進(jìn)而得出了量化結(jié)果。

1.1 話務(wù)量的變化規(guī)律

首先分析2個(gè)基站2013年7、8、9連續(xù)3個(gè)月的話務(wù)量原始數(shù)據(jù)，由于數(shù)據(jù)量較大，我們采用圖形方式展示。圖1展示的是珠江路基站的話務(wù)量3個(gè)月的變化曲線，圖2展示的是凱豪大酒店基站的話務(wù)量3個(gè)月的變化曲線。

從3個(gè)月的全局?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)看，2個(gè)基站都可以看出一個(gè)共同的規(guī)律性的現(xiàn)象，那就是每5天高線柱后間隔2天矮線柱?？紤]到第一天2013年7月1日是周一，似乎可以推測(cè)：周一至周五的話務(wù)量大于周六和周日的話務(wù)量。但是后面有一個(gè)例外情況，就是2013-09-19之前是3天高線柱，2013-09-19開(kāi)始是3天矮線柱。通過(guò)查詢?nèi)諝v，發(fā)現(xiàn)2013-09-19至2013-09-21三天是中秋節(jié)，放假三天。綜合上述2個(gè)方面，可以得出一個(gè)結(jié)論：工作日的話務(wù)量高于休息日的話務(wù)量。

圖1、圖2只能從總體上觀察，還不能夠看出細(xì)節(jié)。下面我們截取一周的數(shù)據(jù)，進(jìn)一步展現(xiàn)，如圖3、圖4所示，圖中橫坐標(biāo)是小時(shí)數(shù)。

從圖3、圖4中可以看出，基站每天24 h的變化曲線都很相似，也就是說(shuō)，用一天24 h的變化曲線基本就可以代表這個(gè)基站的話務(wù)量變化趨勢(shì)。考慮到工作日和休息日的顯著區(qū)別，我們把這3個(gè)月中所有工作日的話務(wù)量按照時(shí)間段取平均，所有休息日的話務(wù)量也按照時(shí)間段取平均，得到圖5、圖6所示的曲線。

從上述兩組對(duì)比曲線圖中可以清晰地看出：①工作日和休息日話務(wù)量曲線變化趨勢(shì)（如峰谷時(shí)間）基本保持一致，符合正常的作息規(guī)律；②用戶休息日的語(yǔ)音通信活動(dòng)明顯小于工作日。

1.2 基站能耗變化規(guī)律及其與話務(wù)量的關(guān)系

在本測(cè)量評(píng)估方案中，對(duì)于基站通信設(shè)備的耗電參數(shù)單獨(dú)做了計(jì)量，采集設(shè)備每分鐘采集一次實(shí)時(shí)功率等參數(shù)發(fā)送到測(cè)量評(píng)估系統(tǒng)。為了與話務(wù)量對(duì)應(yīng)，在測(cè)量評(píng)估系統(tǒng)上對(duì)每小時(shí)的60個(gè)功率數(shù)值做了均值處理，然后與話務(wù)量再一一對(duì)應(yīng)起來(lái)分析。

首先，我們分析了一下主設(shè)備功率在每天不同時(shí)間段的變化特征。由于基站通信設(shè)備的功率變化幅度相對(duì)來(lái)說(shuō)不大，為了便于觀察小的變化特性，把縱坐標(biāo)的刻度設(shè)計(jì)得較小，從而放大了變化效果，如圖7、圖8所示。

圖7、圖8分布曲線似乎隱藏了某種規(guī)律性的東西，看上去與語(yǔ)音話務(wù)量曲線有些相似，為了直觀分析其與話務(wù)量之間的關(guān)系，我們把與之關(guān)聯(lián)的話務(wù)量作為橫軸，這些變化的功率作為縱軸，在一張圖上呈現(xiàn)出來(lái)，如圖9、圖10所示。

從圖9、圖10中可以看出，雖然通信基站主設(shè)備的功率變化幅度相對(duì)來(lái)說(shuō)不大，但是與話務(wù)量還是存在著較為明顯的正相關(guān)性。也就是說(shuō)，話務(wù)量增加，通信設(shè)備的耗電功率也呈現(xiàn)增加趨勢(shì)；反之亦然。

珠江路基站通信設(shè)備耗電功率與語(yǔ)音話務(wù)量之間的擬合方程為

其中x表示話務(wù)量，y表示通信設(shè)備耗電功率。

凱豪大酒店基站通信設(shè)備耗電功率與語(yǔ)音話務(wù)量之間的擬合方程為

由于珠江路基站通信設(shè)備的能耗較小，話務(wù)量較大，所以方程中x的系數(shù)較??；而凱豪大酒店的則正好相反，所以方程中x的系數(shù)較大。從方程中可以看出，由話務(wù)量導(dǎo)致的珠江路基站通信設(shè)備耗電功率變化幅度在100 W之內(nèi)，由話務(wù)量導(dǎo)致的凱豪大酒店基站通信設(shè)備耗電功率變化幅度在180 W之內(nèi)，相對(duì)于這些基站通信設(shè)備的基本耗電功率占比約為5%左右。

2 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)大量數(shù)據(jù)分析，我們得到了語(yǔ)音話務(wù)量對(duì)基站通信設(shè)備的能耗影響是存在的，基站通信設(shè)備的能耗在話務(wù)量忙時(shí)比閑時(shí)高5%左右?？紤]到基站全年P(guān)UE（電源使用效率）約為1.5，即基站空調(diào)能耗約為通信設(shè)備能耗的0.5倍，所以考慮綜合因素，語(yǔ)音話務(wù)量對(duì)于基站整體能耗的影響約為7.5%。在通信基站做節(jié)能減排工作的時(shí)候，如果話務(wù)量經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后變化幅度較大，可以據(jù)此數(shù)據(jù)對(duì)節(jié)能量做適當(dāng)調(diào)整。