摩托羅拉GSM多載波功放基站助力移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)綠色行動(dòng)

前言

“節(jié)能減排，綠色環(huán)保”是中國(guó)政府在“十一五”期間的工作重點(diǎn)之一，中國(guó)移動(dòng)作為電信行業(yè)的龍頭企業(yè)，也提出了比國(guó)家制訂到節(jié)能計(jì)劃更為嚴(yán)格的節(jié)能減排目標(biāo)。即在2010年單位業(yè)務(wù)量耗電量比2005年減少40％，對(duì)比2005年能耗水平，當(dāng)年可節(jié)約80億度電量消耗。

摩托羅拉作為主要通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應(yīng)商之一，一直致力于通過(guò)新技術(shù)的使用提升設(shè)備在節(jié)能減排、綠色環(huán)保方面的優(yōu)勢(shì)。由于在無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中，基站耗電占整個(gè)網(wǎng)絡(luò)電能消耗的70%以上，摩托羅拉更加注重新技術(shù)在基站產(chǎn)品中的使用。因此，摩托羅拉在2009年正式推出商用基于新的多載波功放(MCPA)技術(shù)的GSM基站，該基站的部署將在節(jié)省功耗、節(jié)約占地、高集成度和降低成本等方面滿足移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商“節(jié)能減排，綠色環(huán)保”的要求。

摩托羅拉GSM多載頻功放基站介紹

基站是整個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中最耗電的設(shè)備，而基站中的功放單元耗電占基站耗電的70%以上，因此改進(jìn)功放技術(shù)，提高功放的效率是減少基站耗電的重要手段。
 GSM多載波功放技術(shù)(MCPA)是相對(duì)于傳統(tǒng)的GSM窄帶功放技術(shù)而言的，簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是將在3G技術(shù)(WCDMA、CDMA2000等)上廣泛使用的寬帶功放技術(shù)應(yīng)用于GSM基站。
 多載波功放基站使用了數(shù)字預(yù)失真(DPD)和Doherty等較為先進(jìn)的功放技術(shù)；

圖1：DPD技術(shù)原理圖

其中DPD 技術(shù)是指通過(guò)對(duì)輸入信號(hào)做數(shù)字預(yù)失真處理，來(lái)補(bǔ)償功放單元的非線性特性，從而使輸出信號(hào)滿足一定的線性要求，來(lái)達(dá)到提高整個(gè)功放模塊效率的目的。

圖2：Doherty技術(shù)原理圖

Doherty技術(shù)實(shí)現(xiàn)中，使用兩個(gè)單獨(dú)的放大器分別處理輸入信號(hào)的峰值部分和主要信號(hào)部分，兩個(gè)放大器工作在不同的狀態(tài)，可以更好地得到線性的輸出信號(hào)。

這些先進(jìn)功放技術(shù)的使用，使得GSM多載波功放基站的功放效率最高可以達(dá)到30%以上，是現(xiàn)有傳統(tǒng)GSM基站的兩倍。這意味著多載波功放基站的耗電比傳統(tǒng)GSM基站有大幅度的降低。

此外，摩托羅拉的MCPA基站還具有支持射頻拉遠(yuǎn)、可重用現(xiàn)網(wǎng)機(jī)柜等特點(diǎn)，在節(jié)省機(jī)房占地的同時(shí)，還利于運(yùn)營(yíng)商快速、方便的部署。

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，摩托羅拉還考慮到現(xiàn)有設(shè)備應(yīng)具有對(duì)未來(lái)移動(dòng)通信技術(shù)支持的能力，因此MCPA基站的射頻單元只需軟件升級(jí)就可以支持EDGE Evolution和LTE。

多載波功放基站助力移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)綠色行動(dòng)

摩托羅拉MCPA基站的部署將在多個(gè)方面助力移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的綠色行動(dòng)，具體包括以下內(nèi)容。

節(jié)省電能

摩托羅拉MCPA基站與傳統(tǒng)GSM基站相比，基站整體耗電有大幅度的降低。以S444配置的基站為例，使用傳統(tǒng)功放技術(shù)的GSM基站在滿負(fù)荷工作時(shí)整站功耗約為2300Watt，而使用MCPA基站后，相同S444配置的基站滿負(fù)荷功耗為約為1670Watt；因此，每個(gè)S444配置的基站在使用MCPA技術(shù)后，將有約630Watt的功率節(jié)省，降幅約為28%。同時(shí)，整站效率由傳統(tǒng)基站的約11%提高到MCPA基站的約15%。

圖3：MCPA基站與傳統(tǒng)基站功耗對(duì)比

假設(shè)基站設(shè)備的負(fù)荷為60%，以一個(gè)1000個(gè)S444基站的網(wǎng)絡(luò)為例(12000個(gè)載頻的網(wǎng)絡(luò))，當(dāng)使用MCPA基站后，與使用傳統(tǒng)GSM基站時(shí)相比，一年可以節(jié)省基站耗電為，電能節(jié)省=365(天)*24(小時(shí))*60%*630Watt*1000=331.1萬(wàn)度 

由此可見(jiàn)，MCPA基站的使用可以直接、有效地降低基站設(shè)備的耗電量，從而大幅降低整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的耗電。

節(jié)省機(jī)房

摩托羅拉的MCPA基站支持射頻拉遠(yuǎn)的部署方式，所謂射頻拉遠(yuǎn)即通過(guò)光纖將基站的射頻模塊拉到距離天線較近的遠(yuǎn)端，如下圖所示，這種部署方式的優(yōu)勢(shì)在于：

·節(jié)省機(jī)房用地

·節(jié)省天饋線，減少功率在饋線上的消耗

·易于找到新站址

·快速部署

圖4：MCPA基站射頻拉遠(yuǎn)示意圖

由于支持射頻拉遠(yuǎn)技術(shù)，MCPA基站內(nèi)部只有基帶處理模塊和其他輔助單元，因此與傳統(tǒng)GSM相比，同樣的配置下，MCPA基站可以使用體積小的多的機(jī)柜。

例如，對(duì)于一個(gè)S666配置的宏蜂窩基站，使用傳統(tǒng)GSM基站時(shí)需要配置2個(gè)宏蜂窩機(jī)柜，每個(gè)機(jī)柜的體積為750mmX700mmX430mm，總體積為0.45立方米。而S666配置的MCPA基站只需使用一個(gè)尺寸為590mmX250mmX590mm的微蜂窩機(jī)柜，實(shí)際體積為0.087立方米。相對(duì)于傳統(tǒng)GSM基站的機(jī)房空間占用，使用MCPA基站后，占用機(jī)房空間僅為傳統(tǒng)GSM基站的20%。

同時(shí)，由于使用了射頻拉遠(yuǎn)技術(shù)，還有利于運(yùn)營(yíng)商快速、方便地部署基站。射頻拉遠(yuǎn)單元可以放置在鐵塔或抱桿的頂端，從而減少了天饋線的使用，也減少了發(fā)射功率在饋線上的損耗。

降低成本

摩托羅拉的MCPA基站具有集成度高的特點(diǎn)，單載頻模塊最大支持8個(gè)邏輯GSM載頻，而傳統(tǒng)的GSM載頻模塊最大支持2個(gè)邏輯載頻。從設(shè)備集成度上來(lái)說(shuō)，新的MCPA載頻板是傳統(tǒng)GSM載頻板的4倍。因此MCPA基站的成本與原有的傳統(tǒng)GSM載頻板相比，將會(huì)有明顯的下降。

由于MCPA基站采用了射頻部分和基帶處理部分分離的設(shè)計(jì)，射頻部分只有收發(fā)信機(jī)、功放等射頻器件，因此可以僅通過(guò)軟件升級(jí)就可以支持未來(lái)的移動(dòng)通信技術(shù)。也就是說(shuō)MCPA基站的部署也為將來(lái)運(yùn)營(yíng)商升級(jí)到EDEG Evolution和LTE技術(shù)做好了準(zhǔn)備。這將最大程度上保護(hù)運(yùn)營(yíng)商的投資。

結(jié)束語(yǔ)

摩托羅拉公司作為通信市場(chǎng)主要設(shè)備供應(yīng)商之一，長(zhǎng)期以來(lái)一致以節(jié)能減排、綠色環(huán)保為己任，在GSM產(chǎn)品設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)上致力為全球客戶提供先進(jìn)的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。在近幾年里，除了本文討論的MCPA基站外，還開(kāi)發(fā)了基于傳統(tǒng)GSM基站的時(shí)隙級(jí)功放偏置關(guān)斷功能、使用風(fēng)能/太陽(yáng)能等可替換能源項(xiàng)目、綠色包裝項(xiàng)目、以及在功放領(lǐng)域的持續(xù)研究計(jì)劃-Supply Modulation。
 摩托羅拉將一如既往地支持和配合移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商在綠色行動(dòng)上的進(jìn)一步工作，為完成和超越中國(guó)政府的綠色行動(dòng)目標(biāo)而努力。