通信移动基站节能技术介绍与研究

余丹娟

(广东省电信规划设计院有限公司南京分院，江苏 南京 210029)

通信移动基站节能技术介绍与研究

余丹娟

(广东省电信规划设计院有限公司南京分院，江苏 南京 210029)

本文从移动通信基站的节能技术原理出发，介绍了三种不同技术：载频智能关断、不连续发射DTX以及DPS时隙智能关断；结合用户体验及通信设备发展趋势，进一步研究移动通信基站节能技术，以实现更低能源消耗，这具有非常重要的研究意义。

智能节电；载频功耗；DPS时隙

1 引言

随着现代通信技术不断发展，我国移动手机用户已经超过10亿，为了更好地服务移动通信用户，创造更高级的用户体验，通信基站数量也在逐年增加。根据相关部门的统计，至2015年6月我国移动基站数量已经超过了320万。从基站功耗统计数据来看，已经达到了330亿KWh。近几年，我国对研究移动通信基站上的节能技术上有很大的投入，各大运营商都投入了大量的资金和人力，发展并开发了一批符合自身特点的节能方案。从效果上来看，都能根据不同地区的情况达到相应的目的，但是对这种大投入的研究节能技术并非十分乐观，相比较下采用智能节电技术来降低移动通信基站的能耗更为切合实际，更具有研究前景。

2 基本原理

随着移动通信基站数量逐年增加，其耗电量也在持续攀升，通过相关数据统计分析发现，移动通信基站的能耗在整个通信网络中占比是最大的，达到53%以上。因此，对降低移动通信基站的能耗研究具有十分重要的意义。

降低移动基站耗能最为关键的部分是解决基站处于空闲状态时的耗能，因为基站处于空闲状态时，全部设备不需要处于一个满负荷的状态，并且可以让其在保证用户最优体验的前提下，关闭空闲状态的频段，从而降低功耗。在基站功耗降低的情况下能够实现最优通信，当用户量增大或者是话务通信增多时，基站能够快速激活已经关闭的基站频段，实现满载通信，及时保证用户的通信质量。移动通信基站的功耗主要来源于两个部分，一个是机柜功耗，另一个是载频功耗。总的来说就是利用智能软件对基站设备进行调控，根据网络负荷量来调节基站的载频功耗，从而实现整个基站的智能化操作和管理。

3 载频智能关断技术

载频智能关断技术与其它的节能手段相比，能够通过最小的花费实现最大能量节省，从技术手段上来看，不仅具有简洁的实现降低功耗的作用，还在技术投入上花费比较小。从我国现有的基站数量来说，因为已经达到了很大的规模，要从载频智能关断上实现降低能耗的作用是一种最为便捷和可行的方式，而且能够实现能耗降低和保证通信质量的双赢，最大限度的节省开发研究花费[1]。

载频智能关断技术的具体实现：在移动通信基站的空闲信道达到设置的最低值时，维持一定时间后，将空闲信道的频道切断，从而实现能耗降低。但是在切断频道时，要考虑多方面的因素，包括以下五点：切断信道的数量大于两个；必须是切断TCH载频，而不是BCCH载频；所有的待切断的频段必须是处于空闲状态；必须设置待切断频段的数量；必须设置待切断频段的空闲时间。要评估一个载频是否要切断，主要是通过空闲的TCH信道数量来控制，所以系统需要采取多重评估手段，来保障切断的准确性，防止误差操作。设置系统对空闲的TCH信道每隔10秒扫描一次[2]，然后对相应的数据采取判断；如果空闲的TCH信道数量达到了预设的最低值，系统计时时间加一，如果没有达到就减去二，如果计时器达到了预设时间值，就将信道切断。

4 DPS时隙智能关断技术

载频功效模块能耗由静态能耗和动态能耗两部分组

成。在控制功放时，可以对每一个载频中的功放实现静态和动态分别控制。采用DPS时隙智能关断技术，如果一个载频内没有通话业务，就将这个载频内的静态和动态功放关闭。如果系统判断TRX在下行方向上的某一个时段内没有通话业务，就把这个功效模块关闭，从而实现降低功耗的目的。该模块在空闲状态时耗能比较大，而且耗能比例也较大，所以将其处于空闲状态下的下行功放关闭，能够极大程度地降低通信移动基站设备的耗能。并且，采用DPS时隙智能关断技术，系统在关闭后发现有业务时能够快速自我启动，实现对通信无影响开启和关闭，从而最大限度的保证用户体验[3]。

5 不连续发射功率控制技术

功率控制就是在保障实际通话质量的基础上，通过调节基站与手机的发射功率，从而实现功耗上的降低，不仅能进一步减少整个系统网络的干扰，而且能达到节能减排的目标。DTX不连续发射是目前的主流功率控制技术中的一种，它是实现降低基站功耗的手段之一，其基本原理是基站在没有语音通话服务的情况下就切断信号的连续发送，从而降低系统功耗。无线通信系统中，在上行和下行链路上都可以对功耗进行控制，并且可以实现对每个移动终端的独立控制。不连续发射功率控制技术显著的特点是上行控制能够减少移动台的电量消耗，降低系统的干扰，下行控制能够减少基站的电量消耗，节省运营成本。该技术推荐在话务量大的地区或者是在干扰性强的区域使用。

6 结语

移动通信基站节能减排技术的研究是一个系统化工作，其影响范围广，牵扯的行业多，需通过多部门合作，在保证通信质量的前提下，研究提出切实可行并能全面推广的技术方案。现如今虽然已有投入使用的节能方案，并产生了一定的效果，但是从整体来看，节能减排最大化的网络价值还有不小的发展空间。其是一项长期而复杂的工作，我们需全面结合当前通信工程建设情况及设备发展趋势，不断优化通信基站节能手段，为通信行业的绿色和谐发展做出更大努力。

[1]高金波．节能新技术在通信基站领域内的应用研究[C]．中国通信学会信息通信网络技术委员会2011年年会，2011．

[2]孟一翔．移动通信基站节能减排技术研究[D]．上海交通大学，2012．

[3]郭大东．移动通信技术与应用基站空调室外机防盗技术研究与实践[C]．辽宁省通信学会2009年通信网络与信息技术年会，2009．

Introduction and Research of Energy Saving Technology for Mobile Base Station

Yu Danjuan
(Guangdong Telecom Planning&Design Institute Co.,Ltd.Nanjing Branch,Nanjing 210029,Jiangsu)

From the principle of energy-saving technology of mobile communication base station,this paper introduces three different techniques:carrier intelligent shutdown,discontinuous transmission(DTX)and DPS slot intelligent shutdown.Combined with the user experience and communication equipment development trend,it further studies on the mobile communication base station energy saving technology,in order to achieve lower energy consumption,which has very important significance.

intelligent power;power frequency;DPS slot

TN929.5

A

1008-6609(2016)07-0059-02

余丹娟,女，湖北黄冈人，助理工程师，硕士，研究方向：通信网络规划及组网技术。