基站节能范文

【关键词】TDBBURRU智能单板节电技术智能时隙节电技术

1引言

2007年12月4日，中国移动与部分移动通信主设备供应商以及部分主流配套设备供应商正式签署了“绿色行动计划”战略合作协议，涉及移动通信主设备、网络优化设备、天馈线、电源设备、空气调节设备等多个产品领域，由此发起了通信行业的节能减排行动。

中兴通讯作为首批参与这项行动的设备供应商，积极响应，发挥其在移动通讯领域的丰富经验与优势，从整网建设和运营的角度统筹考虑企业产品、生产运输各个环节的节能减排行为，提出了多项创新技术，并成功应用于中国移动TD网络建设中，与中国移动一起实现TD网络的节能减排。

在TD网络建设中，中兴通讯与中国移动建立了专门的联合工作组和常态化的沟通渠道，以节能减排为新型合作模式，通过技术革新提高了产品的多项节能减排指标，特别是在降低基站能耗方面的研究，为业界做出了一系列里程碑式的贡献。

2中兴通讯的绿色基站

据统计，基站的能耗占据了通信设备能耗的70％以上，因此基站节能是节能减排的关键。中兴通讯多年来一直潜心于降低设备功耗、提高设备效率方面的研究，至今已经投入了大量人力财力，在这方面取得了丰硕的成果，自主研发的多项节能技术和产品已经广泛应用于中国移动TD网络中。

中兴通讯自主研发的系列化低能耗绿色基站，集合了多项专利技术，比如高效率功放、高集成度基带处理板、智能节电技术等。该绿色基站是基于中兴通信第一代基站――光纤基站应运而生的，光纤基站将传统馈线基站分成BBU和RRU两个单元，从而使基站分部件分单元降低能耗成为可能。光纤基站RRU部分的功率放大器是绿色基站节能的关键，既要保证线性指标，又要大幅度降低能耗，技术难度非常高，一直是业界关注的焦点。

从TD网络一期以后，中兴通讯一直致力于如何提高RRU功放效率的研究，在TD二期网络建设前推出了新的RRU产品，其功耗水平达到了业界最低。在新一代RRU产品中采用数字预失真（DPD）技术以后，功放效率能够提高到20%，使RRU的功耗最大降低40%；而传统基站采用回退技术，功放效率提高非常有限，最高也只能达到9%。为了进一步挖掘节能降耗的潜力，中兴通讯第三代低功耗基站走得更远，采用更加先进的Doherty技术，功放效率又上了一个新台阶，大幅提高到35%以上，在业界遥遥领先，再次引领业界潮流，必将为TD三期网络建设发挥更大的作用。

另外，绿色基站中的另一项创新技术，则是采用了一系列业界集成度最高、功耗最低的基带处理板。绿色基站使用的基带板也经历了一个不断提高、不断升级的过程，才有了今天如此高集成度和功耗的设备。通过在一期网络的实际应用和测试中，发现基站的基带板功耗有待进一步改进，于是有了二期时广泛使用的6载波基带板，它的每载波功耗减少到了7.5W，功耗降低了47%；而在三期将要开始之前，基带板的每载波功耗已经减少到了4W，降低了50％以上。

以上节能技术和设备在实际网络中的应用，带来了显著的规模效益，使全网能耗有了大幅度降低，为实现“到2010年单位业务量能耗同比2005年下降40%”的“绿色行动计划”总体目标，提供了切实的保障。

3智能节电技术

除了硬件节能技术的进步，配套软件的同步跟进、根据业务特点合理利用资源也至关重要。中兴通讯实现了业务低流量时段的设备智能节电功能，进一步降低基站的电能消耗，从而大大减少二氧化碳的排放。

一方面，采用智能单板节电技术：由RNC统计出当前话务量，对于低话务时段，基站自动关闭基带处理板，使用高性能9载波基带板，S666站型需要配置两块，在低话务量时，S333的容量（一块基带板）就可以满足需要，降低整机功耗30%以上。另一方面，采用智能时隙节电技术：利用TD系统的时分特性，当设备处于低话务时段时，分布在不同时隙的用户，可以集中汇聚到少量时隙上，关断其它空闲时隙，达到节电的目的。目前已投放市场的RRU都可以支持该功能，比如R08i关闭一个时隙，可以节电8%，关闭两个时隙，可以节电16%（见图1）。

以S666站型为例，传统基站功耗1240W，而中兴第二代低能耗绿色基站，采用高效率功放、高集成度基带处理板等技术后，功耗仅有775W，仅为传统基站的62％左右。如果再采用软件智能节电技术加以控制，可以进一步降低基站功耗。同时，设备的低能耗也带来了机房配套设备（如空调、传输、电源）等能耗的降低。据统计，采用绿色基站后，空调耗电量降低20%～50%，配套电源设备耗电降低30%～45%。

4结束语

基站节能范文

两种方式降低功放

基站作为无线信号的收发信机，它的主要能量消耗就是射频载波信号发送和接收方面的能量消耗。据华为无线产品线人士介绍，降低基站产品的功放主要来自两个途径：

首先，采用新的功放器件优化硬件设计，随着器件工艺的进步，新的功放管的转换效率更高，向天馈输出相同的功率消耗的能源更少。在2005年至今华为相继推出的一系列新一代双密度基站中，如室内宏基站BTS3012、室外宏基站3012AE、室外小基站BTS3006C等都采用了先进的功放器件进行硬件优化设计。

其次，采用新的功放和功耗管理技术，如智能关闭载频功放、优化信道分配策略、动态电压调整等技术，最大限度提高基站射频功放的效率，最大限度降低基站产品总体功耗。

一个基站节约1.7吨煤

目前，华为绿色GSM基站能耗已经降到了950W，而从2007年GSM通信行业情况来看，一个S444室内宏基站典型功耗是1600W。照此计算，每一个华为绿色基站一年可节省电能5694度。华为人士表示，按照目前工业发电的平均效率，这相当于一年节省电煤1.7吨。而一个移动通信网络一般拥有数千乃至上万个基站，因此采用华为绿色基站一年节约的能源非常可观，同时也减少了电煤燃烧产生的气体的排放，对节能减排、环境保护起到重要的作用。

此外，华为提出的分布式基站理念也有助于节约能源。传统的基站安装需要为每个基站配备机房和空调，而采用分布式基站，则可以通过光纤拉远节省机房和空间，不仅降低了运营商站址获取的难度，也减少了空调对电能的消耗。

节能环保并重

除了节能外，华为还认为，基站的环保性能同样重要，而基站产品主要应具备材料环保和应用环保：材料环保是指用来生产制作产品的原材料是环保的；应用环保是指使用该产品时候，达到节能不产生污染的环保要求。

基站节能范文篇3

未来的移动通信向数据高速公路方面演进，这是不容置疑的。人类在追求信息共享方面，已经向前发展了很多。然而在节能领域，当天然气和石油价格上涨时，我们才发现了节约能源的重要性。节约能源与环境保护这两个热点话题带给移动通信运营的是什么呢?几年前，二者之间并没有明显的关联，但是随着激增的用户数量以及不断扩大的网络规模，无线移动通信网络的能源消耗也在大幅上涨，因此我们必须构建一个和谐的绿色通信网［1］。在蜂窝网络中，大约有2/3的语音业务和90%以上的数据业务是在室内发生的，因此对于运营商来说，为用户的话音、视频以及高速数据业务提供良好的室内覆盖变得日益重要。而家庭基站技术作为解决该问题的办法被引入到LTE-A系统中。家庭基站［2］是一个低功耗(10～100mW)、低覆盖(10～50米)、低成本且UE自行安装购买的室内无线接入点，可以为用户提供高质量的语音服务和数据业务，同时可以增加系统容量和扩大小区覆盖面积。但是当家庭基站与已有宏蜂窝网络进行联合组网时，还要面临一些技术挑战:一是传统宏蜂窝网络由于家庭基站的引入使得网络拓扑结构更加复杂化，这是由于家庭基站是用户自行安装购买的，没有运营商的统一部署，而这些因素都会增加家庭基站网络拓扑的不可预测性，并且随着家庭基站个数的增加，那么相互重叠的家庭基站小区也会越来越多，从而导致系统内的干扰更加严重;二是家庭基站是终端用户设备，运营商对家庭基站的数量与位置不得而知，因此传统的网规网优方法并不适合家庭基站网络，如果想要优化家庭基站网络，那么需要有一个设备可以统计家庭基站的信息。

文献［5］针对HSDPA网络提出了一种测量混合接入模式下的家庭基站频谱性能的方法，该方法是通过网络流量和智能接入管理共同改变资源分配系数K(0≤K≤1)。文献［6］中介绍了一种通过联合部署宏基站与住宅的微微基站达到节能的方法。文献［7］介绍了一种关于异构网络中的家庭基站的功率控制方法，该方法减少了宏基站用户和家庭基站用户的中断概率，也提高了家庭基站用户的吞吐量，并且维持了系统的最高能效。这些节能方法已经比较成熟，大都是通过如何降低家庭基站的发射功率或者提高频谱效率等方面进行节能的，且要求家庭基站随时开着，但是当家庭基站内无用户到达时，此时家庭基站的导频信号就未能充分利用，因此会造成资源浪费。本文提出一种基于聚类算法的家庭基站网络节能机制。在家庭基站密集部署的环境中，通过聚类算法使网络中不必要的家庭基站进行休眠，得到可以满足用户需求的最少家庭基站个数。当家庭基站个数确定时，家庭基站网关根据用户的位置判断用户被哪个家庭基站服务，从而有效地实现网络节能。

1家庭基站网络和聚类算法

1．1家庭基站网络

1．1．1家庭基站网络架构［8］如图1所示，我们可以看出宏蜂窝小区和家庭基站小区通过不同的方法接入到核心网。与宏蜂窝相比，家庭基站小区增加了2个实体，分别为家庭基站网关和家庭基站管理系统。家庭基站网关主要执行的功能为验证家用基站的安全性，处理家用基站的注册和接入控制，负责交换核心网与家用基站间的数据，在本文中的作用主要是统计家庭基站的信息并对用户进行管理。然而在宏蜂窝网络中，宏基站由RNC连接到核心网。

1．1．2干扰模型3GPP定义了家庭基站和现有宏蜂窝基站组成的异构网络的六个典型干扰场景［9］，实线表示有用信号，虚线表示干扰信号，如图2所示。从图中可以看出，在家庭基站网络中的干扰管理问题要比传统宏基站网络严重的多，场景1～4为家庭基站和宏蜂窝之间的干扰场景，场景5～6为家庭基站之间的干扰，场景内的具体说明见表1所示。

1．2聚类算法思想聚类分析［10］因能探入数据空间并发现其中的数据结构———数据类，已经成为了一种理想的探知巨大数据空间的有力工具。聚类分析根据“物以类聚”的思想，根据一定的规则将物理或抽象的数据对象划分为有意义的组。聚类分析基本步骤如图3所示。

2算法及仿真分析

2．1算法

2．1．1数学描述假设某栋楼内有φ个家庭基站，N个用户(由宏基站用户uM和家庭基站用户uH组成，其中宏基站用户可以用MUE表示，家庭基站用户可以用HUE表示)，且用户随机的分布在这φ个家庭基站中，C为用户的吞吐量。活动家庭基站所在的小区平均吞吐量C为系统总吞吐量与活动家庭基站个数的比值，可以由式(4)表示，其中对每个用户的吞吐量Cn进行求和即为系统总吞吐量，N和φ1分别代表用户和活动家庭基站的数目。

2．1．2算法过程假设本文中只涉及到家庭基站用户，家庭基站由统一的家庭基站网关管理，我们将按照图3所示步骤进行描述:数据的采集:家庭基站扫描覆盖区域内的家庭基站用户个数以及相邻家庭基站的导频信号功率。数据的预处理:家庭基站向家庭基站网关上报扫描到的信息，并对各个家庭基站创建邻区列表信息家庭基站网关统计出现在活动的基站个数m和总用户数n。1)先算出每个用户间的欧氏距离di，j，并求出欧式距离均值作为阈值，均值可参照式(8)计算。2)因第1)步中的每个样本点i都有一个相应的个数，因此查找对应个数最多的那个样本点i;3)将第2)步中得到的i作为首个初始聚类中心，并将和i的距离小于阀值的样本点标记下来，重复步骤1)，直到找够所有的用户即可，此时对应的初始聚类个数即为活动家庭基站的个数。此时，根据上述结果，家庭基站对其进行验证。首先家庭基站网关根据聚类算法得到的用户位置对其所在的家庭基站进行开启，之后家庭基站对用户的吞吐量等性能进行计算，若不满足用户的要求，那么重新进行聚类算法。算法流程图如图4所示，其中，k为第i个用户被统计的个数，K为k的个数，a为家庭基站可服务的最大用户数目，n为用户的个数，最后得到的k值即为要活动的家庭基站个数。通过该算法要达到的目的是:通过用户聚类的方式，降低了活动家庭基站的个数，从而提高系统的能效和活动家庭基站所在的小区吞吐量。虽然本文在一定程度上降低了那些切换用户的信噪比来获取较大的节能，但是那些切换的用户是在满足自身信噪比需求的情况下做的切换，故而对现实网络还是有一定意义的。

2．2仿真结果及性能分析

在本部分中，我们首先描绘了仿真场景，之后对系统的性能(包括活动家庭基站的个数，宏基站与街道的距离)进行分析。本文暂不考虑用户的业务种类，只针对同一种业务。

2．2．1仿真场景本文宏小区采用正六边形宏蜂窝结构［11］，7小区/21扇区，每个小区中有一个宏基站，宏基站的间距为1000米。每个宏小区内随机置入一个双条形模式的家庭基站街道(block)。每一个block由两栋楼组成，这两栋楼分别位于街道的两侧，每栋楼有六层，每层楼有20个公寓，如图5所示。公式中所涉及的参数均来自标准。家庭基站和家庭基站用户在楼内内随机分布，每个家庭基站最多可以同时服务3个家庭基站用户。假设楼内均为家庭基站用户。本文采用了ITU路径损耗模型［12］。关于HUE的路径损耗具体如表2所示。其中(1)代表用户与家庭基站在同一栋楼内时，(2)代表当用户在公寓外时，(3)表示用户与家庭基站位于不同排的公寓楼内时。

2．2．2性能分析随用户数目变化的活动家庭基站个数曲线图如图6所示。从图6中可以看出不论是算法前还是算法后的系统，活动家庭基站的个数都会随着用户个数的增加而增加。其次，算法前的活动基站个数一直大于算法后的活动家庭基站个数，尤其是系统处于中低负载时。因此可以说本文提出的算法使得系统的总发射功率降低，从而达到节能的目的。最后，当系统达到满负载(即用户为360)时，两者最终达到相同的活动家庭基站个数。随着HUE数目变化的能效分布如图7所示。从图7中可以看出在相同的用户个数时，本文提出的算法能使系统的能效更高。系统能耗增加的比例(即算法后的能效与算法前能效的比值)会随着用户增加而减少，这是由于活动家庭基站的个数也会随着用户增加而增加，而活动家庭基站个数的增加会导致家庭基站之间的同层干扰增加。最后，当系统处于满负载时，两系统最终会达到相同的能效。随着HUE数目变化的活动家庭基站小区平均吞吐量如图8所示。由图8可以看出，算法后的活动家庭基站小区平均吞吐量一直高于原系统的活动家庭基站平均吞吐量。其次，当用户较少时，可以看出算法后的活动家庭基站平均吞吐量要远远大于算法前的，这是由于活动家庭基站间的干扰随着活动家庭基站个数的减少而减少，导致用户的信噪比提高，从而使得系统的总信噪比增加。最后，两系统最终会达到相同的活动家庭基站平均吞吐量。

3结语