直放站節(jié)能技術(shù)研究

摘要：文章首先對直放站的概念、工作原理、特點做了簡要介紹，然后從分析研究直放站節(jié)能技術(shù)的必要性入手，綜述了直放站節(jié)能的關(guān)鍵技術(shù)；最后總結(jié)了目前的發(fā)展現(xiàn)狀，并對未來的發(fā)展做了展望。

關(guān)鍵詞：直放站；節(jié)能

Research on energy saving technique of Repeater
Xu Fang,Qu Xin
(WUHAN HONGXIN TELECOMMUNICATION TECHNOLOGIES CO., LTD.)
Abstract: At first, this article makes a brief introduction about the concept, working principle and characteristics of Repeater; then, this article summarizes the key technologies of Repeater energy saving, started with the analysis of the need for study on Repeater energy saving technique; at last, this article summarizes the status of current development, and makes the forecast to future development.
Keywords: Repeater; Energy Saving

引言

直放站是在無線通信傳輸過程中對信號直接放大的一種同頻中繼設備，其基本功能就是一個射頻信號功率增強器。直放站在下行鏈路中，由施主天線（或通過電纜）接收基站下行信號，然后通過帶通濾波器濾除帶外噪聲，濾波后的信號經(jīng)功放放大再發(fā)射到待覆蓋區(qū)域；在上行鏈路中，覆蓋區(qū)域內(nèi)的移動臺手機的信號以同樣的工作方式由上行放大鏈路處理后發(fā)射到相應基站，從而達到基站與手機的信號傳遞[1]。

直放站由于其建設成本低，安裝簡單，組網(wǎng)靈活等優(yōu)點被廣泛的應用于移動通信系統(tǒng)，作為基站覆蓋的輔助手段，來解決一般基站難以覆蓋的盲區(qū)或弱區(qū)問題，改善網(wǎng)絡質(zhì)量。例如在高速公路、地鐵、隧道、停車場、商場、賓館、機場、碼頭、偏遠郊區(qū)、以及人口密集的室內(nèi)等，都有安裝直放站來增加網(wǎng)絡覆蓋，消除信號弱區(qū)與盲區(qū)[1][2]。

隨著直放站的普及，直放站能耗已成為移動通信能耗的一個重要組成部分。在通信行業(yè)大力開展節(jié)能降耗工作的今天，研究直放站節(jié)能是非常有意義的。下面本文將從分析研究直放站節(jié)能技術(shù)的必要性入手，從多個技術(shù)維度介紹直放站節(jié)能技術(shù)。

研究直放站節(jié)能技術(shù)的必要性

目前對直放站節(jié)能技術(shù)進行研究的需求主要來自于以下幾個方面[3][4]：

研究直放站節(jié)能技術(shù)是通信行業(yè)節(jié)能降耗的需求。

隨著通信及信息化的不斷發(fā)展，通信行業(yè)的能耗問題日益嚴重，統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國通信產(chǎn)業(yè)每年的各種能耗費用超過100億元，耗電量突破200億度，耗電總量在各行業(yè)中排名第14位，并且隨著通信業(yè)的不斷發(fā)展，這些數(shù)據(jù)還將持續(xù)增長，可以說，通信行業(yè)節(jié)能降耗的形勢日趨嚴峻。對此，有關(guān)通信產(chǎn)業(yè)節(jié)能降耗的政策與法規(guī)逐漸出臺，要求從多方面實現(xiàn)節(jié)能降耗的目標，其中就包括對通信設備制造商的要求。業(yè)內(nèi)專家指出：設備制造商應積極開展節(jié)能型產(chǎn)品、設備的研發(fā)，深挖節(jié)能潛力，為降低通信產(chǎn)業(yè)整體能耗做貢獻。而隨著直放站的普及，直放站能耗在移動通信能耗中的比重越來越重要，所以現(xiàn)在研究直放站節(jié)能是勢在必行。

研究直放站節(jié)能技術(shù)是電信運營商的需求。

對于節(jié)能降耗電信運營商有強烈的責任感和緊迫感，一方面，節(jié)能降耗是電信運營商的社會責任，另一方面，節(jié)能降耗是電信運營商提高管理水平、降低成本、提高收益的一種手段。所以在設備采購方面，電信運營商采購高節(jié)能、高效率的設備是一種必然的趨勢。而研究直放站節(jié)能技術(shù)正是對該趨勢的積極反應。

研究直放站節(jié)能技術(shù)是直放站制造商的需求。

研究直放站節(jié)能技術(shù)是直放站設備制造商的必然選擇，一方面，是響應國家號召，履行社會責任，另一方面，關(guān)系到企業(yè)可持續(xù)發(fā)展，若稍有怠慢，企業(yè)就可能被市場淘汰。
直放站節(jié)能的關(guān)鍵技術(shù)

目前可以從以下幾個方面實現(xiàn)直放站節(jié)能：

時隙智能關(guān)斷。

功放是移動通信直放站設備中能耗最大的部分，例如在輸出功率20W以上的設備中，功放的能耗通常占整機設備能耗的80%。而目前的GSM直放站中，無論設備狀態(tài)是忙或者是閑，各時隙是否有用戶占用，設備中的功放都是常開的。而實際上，在無用戶占用的時隙，可以將功放關(guān)斷以降低整機設備的能耗。時隙智能關(guān)斷技術(shù)正是基于這一特點，它能根據(jù)各載頻業(yè)務信道的占用信息控制該時隙內(nèi)下行功放的開關(guān)狀態(tài)，即當某個業(yè)務信道(時隙)有用戶占用時，打開該時隙內(nèi)下行功放；當某個業(yè)務信道(時隙)無用戶占用時，關(guān)斷該時隙內(nèi)下行功放，從而提高下行功放的利用率，達到節(jié)能降耗的目的。時隙智能關(guān)斷技術(shù)控制精確，且效率高，能有效的實現(xiàn)GSM直放站節(jié)能[7]。

預失真技術(shù)。

采用預失真技術(shù)能大大改善功放的線性度，實現(xiàn)功放的工作點離飽和區(qū)稍近一點，從而使功放以較高的功率工作，達到直放站節(jié)能降耗的目的。

預失真又分為模擬預失真（APD）和數(shù)字預失真（DPD）[5]。模擬預失真是指在功放輸入前插入一個預失真器，這種預失真器產(chǎn)生的非線性與功放產(chǎn)生的非線性正好相反，使合成后的傳輸特性呈現(xiàn)出較好的線性。模擬預失真實現(xiàn)簡單、技術(shù)難度小、成本低，但線性度改善不高。而數(shù)字預失真是近幾年發(fā)展起來的一種新型技術(shù)，是線性功放發(fā)展的主流，其線性度高、效率高，但電路復雜，實現(xiàn)難度大。其原理是將功放輸入的信號取樣，下變頻到中頻、經(jīng)數(shù)字中頻處理后、提取基帶數(shù)字信號的輻度和相位信息，再將輸出的非線性的信號同樣變頻到基帶，并提取相應的信息，兩者相比較，再通過相位和輻度調(diào)整電路將輸入信號進行動態(tài)地矯正，實現(xiàn)較好的線性。

智能載波調(diào)度。

在學校、辦公樓、體育館等話務量具有明顯潮汐特點的區(qū)域，可以利用載波池的工作原理，采用時間策略在部分時間段關(guān)斷直放站下行功放射頻開關(guān)，從而達到節(jié)能降耗的目的。

圖1所示為光纖載波池直放站，用戶可以通過監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)管界面對載波池遠端機上下行鏈路開關(guān)進行設置。當遠端基站載頻繁忙，話務量大，需要載頻支援時，設置開啟射頻信號開關(guān)，則近端基站的載頻資源通過載波池系統(tǒng)被傳輸?shù)竭h端基站。當遠端基站話務量小，沒有載頻需求時，設置關(guān)閉射頻信號開關(guān)，則遠端基站的調(diào)度載頻資源被剝奪。光纖載波池遠端站監(jiān)控盤也可以通過網(wǎng)管監(jiān)控軟件將時間控制表下載到遠端設備的非揮發(fā)性存儲器中，這樣遠端設備就可以依據(jù)時間表進行智能切換。在設置時間內(nèi)，打開射頻信號開關(guān)，在設置時間外，關(guān)斷射頻信號開關(guān)。從而實現(xiàn)合理、高效分配資源，達到節(jié)能降耗[7]。

圖1  光纖載波池系統(tǒng)框圖