淺談綠色基站方案實現(xiàn)

　　在綠色環(huán)保成為全球關注的熱點的今天，無線通信系統(tǒng)的綠色節(jié)能技術成為電信運營商和設備制造商面對的核心課題�；�站設備作為網(wǎng)絡的重要網(wǎng)元，是運營商投資建設的關鍵，也是移動網(wǎng)絡節(jié)能降耗的主要關注點。

　　推出了太陽能GSM基站的印度企業(yè)VNL近一段時間以來都是輿論的焦點：巴塞羅那移動通信世界大會（WMC2010）上，GSM協(xié)會將“綠色產(chǎn)品及項目獎”頒給了它；去年12月，美國《時代》周刊將其創(chuàng)始人兼董事長評選為“年度技術先鋒”……

　　VNL 的成功在于它推出了低成本、低功耗、易裝卸的“微電信”基站�；�站是移動通信網(wǎng)絡中的耗能大戶，新能源在基站中的使用方便了移動通信到達偏遠地區(qū)。但同時，隨著移動寬帶在城市地區(qū)的率先發(fā)展，基站數(shù)量的大量增加和服務器的大量使用將持續(xù)提高通信設備的用能，城市通信設備如何提高用能效率也是一個必須重視課題。一個是針對少量用戶的偏遠地區(qū)，一個是針對海量用戶的城市網(wǎng)絡，綠色基站的“兩極化”發(fā)展道路上，時刻用節(jié)能思維而不是速度至上的思維才是最重要的。

　　作為無線通信網(wǎng)絡的載體，基站一方面需要保持高質量的覆蓋能力，另外一方面需要保證足夠的升級演進潛力。隨著用戶數(shù)和業(yè)務量的增加，消耗了大量能源。簡單地減少基站數(shù)量，會導致網(wǎng)絡質量變差。如何在保證用戶業(yè)務體驗以及基站覆蓋和演進能力的前提下，實現(xiàn)移動網(wǎng)絡的節(jié)能降耗是綠色基站解決方案的關鍵。

　　本文將從基站的架構與形態(tài)創(chuàng)新、節(jié)能關鍵技術以及綠色站點應用等方面對綠色基站解決方案進行探討，尋求基站節(jié)能降耗的有效途徑。

　　1 無線多制式融合基站系統(tǒng)

　　無線移動網(wǎng)絡是移動計算（Mobile Computing）的基石。在無線移動網(wǎng)絡中，網(wǎng)絡節(jié)點的物理位置的不斷變化--即節(jié)點的移動性，給整個網(wǎng)絡的安全性、可靠性、資源重用、QoS、路由、接口、擁塞控制、通道分配等諸多方面帶來了挑戰(zhàn)。

　　無線移動網(wǎng)絡是一個多代共存、多頻共存的復雜網(wǎng)絡。不僅有以全球移動通信系統(tǒng)（GSM）為代表的2G網(wǎng)絡，而且有以通用移動通信系統(tǒng)（UMTS）為代表的3G網(wǎng)絡，而長期演進（Lte） 技術也已經(jīng)開始逐步商用。每一代技術都有其自身的一整套通信設備，包括從基站到核心網(wǎng)等一系列的網(wǎng)元。顯然，對于這種建網(wǎng)方式，隨著多代技術的不斷采用，網(wǎng)絡系統(tǒng)設備及配套設備規(guī)模將不斷增加，從而導致網(wǎng)絡能耗相應大幅增長。想實現(xiàn)在多網(wǎng)共存并保證業(yè)務質量的情況下降低網(wǎng)絡能耗，就需要從根本上改變多頻段多代技術共存網(wǎng)絡的建設方式。

　　軟件無線電（SDR）軟基站是基于SDR技術設計和開發(fā)的基站［1-2］。軟基站與傳統(tǒng)基站最大的不同之處在于其射頻單元（RU）具備軟件可編程和重定義的能力，進而實現(xiàn)了智能化的頻譜分配和對多標準的支持。

　　SDR軟基站解決方案使得運營商可以將多種頻段下的多種制式網(wǎng)絡融合成為一張網(wǎng)絡，簡化了網(wǎng)絡整體結構，極大地減少系統(tǒng)網(wǎng)元與配套設施，從而能大幅降低站點能耗。

　　以亞太地區(qū)某領先運營商的2G/3G替換項目為例。該運營商原有網(wǎng)絡的單個典型站點，使用了3個傳統(tǒng)機柜來組成GSM900+GSM1800+UMTS2100 網(wǎng)絡，功耗為4 280 W.采用SDR基站進行單站容量替換后，單站典型功耗降低了57%.這里僅僅比較了單站功耗，未計算由于機房空間節(jié)省而降低的空調能耗。由此可見，SDR基站在節(jié)能降耗上效果明顯。

　　2 分布式基站與超級基帶群

　　SDR軟基站模塊化設計理念，使得基站形態(tài)得以不斷革新�；鶐�處理單元+射頻拉遠單元（BBU+RRU）分布式基站使得網(wǎng)絡部署更加靈活。

　　2.1 分布式基站

　　SDR軟基站系統(tǒng)不僅保留了傳統(tǒng)的機架式室內(nèi)外宏基站形態(tài)，更創(chuàng)新地推出了BBU+RRU分布式基站。分布式基站將SDR基站的基帶單元和射頻單元獨立開來，彼此之間用光纖相連［2-3］。

　　射頻單元可以直接安裝在樓頂或鐵塔上面，通過幾米的跳線和天線直接相連，減少了傳統(tǒng)長達幾十米的饋線投資和損耗，降低了功放輸出功率要求，節(jié)省了設備能耗。另外，隨著功耗的減小，射頻單元可以采用自然散熱技術，不需要空調甚至風扇配置，大幅降低了配套功耗，也降低了設備噪聲。

　　基帶處理單元可以靈活地插入原有傳統(tǒng)電源或傳輸機架中，或者直接安裝在墻上與支架上，從而將空間占用減少到最低程度，可減少征地、機房建設以及空調配套等費用。

　　2.2 超級基帶群解決方案

　　利用分布式基站將基帶處理能力和射頻單元分離的特征，可以將多個基帶單元集中放置，并通過光纖拉遠方式接入安裝在覆蓋區(qū)的RRU.集中放置的基帶單元形成基帶群，并對不同小區(qū)之間的基帶資源進行集中調度和控制，這就是超級基帶群解決方案。

　　超級基帶群解決方案進一步改變了基站建設的形態(tài)，使基帶處理能力集中、充分共享及實現(xiàn)虛擬化［4］�；鶐С氐奶幚碓O備可以動態(tài)調度來處理不同RRU的基帶信號，適應移動通信系統(tǒng)的潮汐效應，使基帶資源得到最優(yōu)利用。采用超級基帶群方案，通過集中調度和控制，能極大地減少基站機房數(shù)量，并最大程度地實現(xiàn)機房、電源、傳輸?shù)扰涮踪Y源共享，減少能源消耗�；�于超級基帶群的無線接入網(wǎng)絡如圖1所示。