淺析基于話務負荷的自適應綠色基站

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1、淺析基于話務負荷的自適應綠色基站構(gòu)筑環(huán)境友好的生產(chǎn)模式，高效使用有限的能源，是運營商現(xiàn)階段的研究重點。文章探討了一種基于話務承載情況自適應調(diào)整能源消耗的模式，能在不損失業(yè)務承載能力和性能的前提下降低電力消耗，并針對現(xiàn)網(wǎng)的話務模型進行算法優(yōu)化。應用結(jié)果顯示該模式切實可行，利于推廣，能在通信系統(tǒng)性能與節(jié)能目標間實現(xiàn)有效平衡。　　綠色運營；基站節(jié)能；載波；話務歸集　　[Abstract]:Environmentallyfriendlyproductionandefficientenergyusearekeyareasofstudyfortelecomoperators.Anadaptiveener

2、gyconsumptionmodulebasedontrafficloadcanreducepowerconsumptionwithoutlossofservicecapacityorperformance.Inthispaper,algorithmoptimizationforcurrentnetworktrafficisalsoproposed.Resultsshowtheadaptivemoduleiseasytoapplyandpromote,andbalancesperformanceandenergysavingrequirementsofacommunicationssyste

3、m.　　environmentallyfriendlyoperation;energyefficiencybasestation;carrier;trafficre-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烈。中國也正從粗放型能源消耗模式向精細型經(jīng)濟模式轉(zhuǎn)型。與此同時，3G牌照的發(fā)放加劇了中國電信市場的競爭局面。在此背景條件下，如何在確保網(wǎng)絡服務質(zhì)量不降低的前提下實現(xiàn)節(jié)能減排，綠色運營，對于中國的移動運營商而言具有重要的現(xiàn)實意義。　　移動運營商的能源消耗按空間劃分，可分為核心網(wǎng)機房耗能和基站機房耗能。核心網(wǎng)機房由于總數(shù)較少且集成化程度高，電能使用效率較

4、高，能耗降低的余地較小?；緳C房數(shù)量眾多且地點分散，對電能的需求總量較大，能耗占據(jù)通信設備能耗的絕大部分。基站機房的電能消耗中，電源與散熱約占57%，傳輸設備和主設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發(fā)射，而射頻信號發(fā)射量與基站話務負荷密切相關(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)。本文重點研究如何降低載波功放模塊的能耗，使其與話務負荷相匹配，從而實現(xiàn)設備高能效運行與節(jié)約能源?！　　　?基站能耗與話務量的關(guān)系　　　　受用戶行為影響，電信網(wǎng)絡承載話音和數(shù)據(jù)業(yè)務的負荷隨時間急劇變化的現(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)話務高峰現(xiàn)象

5、，數(shù)據(jù)業(yè)務月初的峰值現(xiàn)象也相當顯著；以月為單位觀察，周一話務明顯高于其他各日；以日為單位觀察，忙時的10點和18點與閑時凌晨3點的話務量相比高出數(shù)十倍。圖1、圖2所示為某運營商XX年、XX年無線話音業(yè)務、數(shù)據(jù)業(yè)務的負荷情況?！　轵炞C基站設備話務負荷與電能消耗的關(guān)系，本文通過功率計現(xiàn)場測量了某基站主設備(不含傳輸、動力環(huán)境監(jiān)控等子系統(tǒng))電能消耗與24小時話務量與的關(guān)系。如圖3所示。基站忙時話務量約為閑時的30倍，但電能消耗卻沒有明顯的變化，對于話務忙時和閑時，主設備電力消耗都在左右?！　」Ψ艈卧鳛閷崿F(xiàn)射頻功能的主要器件，僅在無線信號的發(fā)射時刻起作用。在閑時，大多數(shù)載波處于閑置狀態(tài)，不發(fā)射任

6、何信號，其對應的功放完全可以關(guān)閉。為評估無信號發(fā)射條件下基站能耗，本文在話務閑時對現(xiàn)網(wǎng)運行的GSM基站進行了主設備模塊能耗實驗?！　”?所示為主設備能耗記錄。表1中CU為基帶處理單元，PA為功放單元，單載波由CU+PA構(gòu)成?！　〔浑y計算無話務負荷單載波CU+PA單元能耗為×(66-57)÷12=?？梢娨曰酒骄d波配置數(shù)為18計算，某地市上萬套無話務負荷的載頻單元總能耗相當可觀。如果能夠以話務量為參考，自適應地設置載頻單元進入低功耗狀態(tài)，能夠節(jié)約大量的能源消耗?！　　　』谠拕肇摵傻淖赃m應綠色基站設計　　　　為不影響網(wǎng)絡運行質(zhì)量，關(guān)閉載波單元需要考慮以下問題：　　(1)基于用戶隨機化分配原則

7、，即使在話務量很小的時刻，用戶也被隨機化地近似均勻地分配在不同的載波上。在GSM系統(tǒng)中，每個載波能夠最多承載8個用戶；在TD-SCDMA系統(tǒng)中，根據(jù)上行配置不同每個載波最多承載7～25個話音用戶；直接關(guān)閉載波單元必然導致該載波承載的所有用戶掉話?！　?2)需要確定載頻進入低功耗模式和恢復正常工作模式的原則。不同設備的工作機制不同，載波進入低功耗模式往往需要經(jīng)歷一段時間，如何根據(jù)話務水平設置基站中關(guān)閉載波的比例