基于話務(wù)負(fù)荷的自適應(yīng)綠色基站

摘要:構(gòu)筑環(huán)境友好的生產(chǎn)模式，高效使用有限的能源，是運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)階段的研究重點(diǎn)。文章探討了一種基于話務(wù)承載情況自適應(yīng)調(diào)整能源消耗的模式，能在不損失業(yè)務(wù)承載能力和性能的前提下降低電力消耗，并針對(duì)現(xiàn)網(wǎng)的話務(wù)模型進(jìn)行算法優(yōu)化。應(yīng)用結(jié)果顯示該模式切實(shí)可行，利于推廣，能在通信系統(tǒng)性能與節(jié)能目標(biāo)間實(shí)現(xiàn)有效平衡。

關(guān)鍵字:綠色運(yùn)營(yíng)；基站節(jié)能；載波；話務(wù)歸集

英文摘要:Environmentally friendly production and efficient energy use are key areas of study for telecom operators. An adaptive energy consumption module based on traffic load can reduce power consumption without loss of service capacity or performance. In this paper, algorithm optimization for current network traffic is also proposed. Results show the adaptive module is easy to apply and promote, and balances performance and energy saving requirements of a communications system.

英文關(guān)鍵字:environmentally friendly operation; energy efficiency base station; carrier; traffic re-assignment

隨著全球氣候變暖，降低碳排放和能源消耗的呼聲越來越強(qiáng)烈。中國(guó)也正從粗放型能源消耗模式向精細(xì)型經(jīng)濟(jì)模式轉(zhuǎn)型。與此同時(shí)，3G牌照的發(fā)放加劇了中國(guó)電信市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)局面。在此背景條件下，如何在確保網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量不降低的前提下實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，綠色運(yùn)營(yíng)，對(duì)于中國(guó)的移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商而言具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的能源消耗按空間劃分，可分為核心網(wǎng)機(jī)房耗能和基站機(jī)房耗能。核心網(wǎng)機(jī)房由于總數(shù)較少且集成化程度高，電能使用效率較高，能耗降低的余地較小。基站機(jī)房數(shù)量眾多且地點(diǎn)分散，對(duì)電能的需求總量較大，能耗占據(jù)通信設(shè)備能耗的絕大部分�；�站機(jī)房的電能消耗中，電源與散熱約占57%，傳輸設(shè)備和主設(shè)備基帶處理單元約占20%，功放耗能約占23%[1-3]。由于功放用于射頻信號(hào)發(fā)射，而射頻信號(hào)發(fā)射量與基站話務(wù)負(fù)荷密切相關(guān)，相關(guān)研究表明控制功放能耗是基站節(jié)能的重要環(huán)節(jié)。本文重點(diǎn)研究如何降低載波功放模塊的能耗，使其與話務(wù)負(fù)荷相匹配，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備高能效運(yùn)行與節(jié)約能源。

1 基站能耗與話務(wù)量的關(guān)系

受用戶行為影響，電信網(wǎng)絡(luò)承載話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的負(fù)荷隨時(shí)間急劇變化的現(xiàn)象非常明顯。以年為單位的現(xiàn)象觀察，各重要節(jié)假日均出現(xiàn)話務(wù)高峰現(xiàn)象，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)月初的峰值現(xiàn)象也相當(dāng)顯著；以月為單位觀察，周一話務(wù)明顯高于其他各日；以日為單位觀察，忙時(shí)的10點(diǎn)和18點(diǎn)與閑時(shí)凌晨3點(diǎn)的話務(wù)量相比高出數(shù)十倍。圖1、圖2所示為某運(yùn)營(yíng)商2007年、2008年無線話音業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的負(fù)荷情況。

為驗(yàn)證基站設(shè)備話務(wù)負(fù)荷與電能消耗的關(guān)系，本文通過功率計(jì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量了某基站主設(shè)備(不含傳輸、動(dòng)力環(huán)境監(jiān)控等子系統(tǒng))電能消耗與24小時(shí)話務(wù)量與的關(guān)系。如圖3所示�；�站忙時(shí)話務(wù)量約為閑時(shí)的30倍，但電能消耗卻沒有明顯的變化，對(duì)于話務(wù)忙時(shí)和閑時(shí)，主設(shè)備電力消耗都在1.2 kW左右。