GSM基站主设备软件节能措施

GSM基站主设备软件节能 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 技术专题………………………? ?eatrues GSM基站主设备软件节能措施 张小刚中国移动通信集团 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 院有限公司工程师 摘要:首先介绍了通信行业实施节能减排的背景 和意义,其次 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 了能耗的组成和节能技术选择 的原则,最后,针对GSM基站主设备,分别介绍 了硬件节能技术和软件节能技术;针对基站环境 配套设施.介绍了温度控制和通风措施的使用原 则等. 关键词:节能减排,能耗,GSM,基站,硬件节能技 术,软件节能技术 Abstract:Firstly,thebackgroundandsignificance ofcommunicationindustrytoimplement”energy savingandemissionreducing’’havebeen introduced.Thenthecompositionofenergy consumptionandprinciplesforchoosingenergy savingtechnologieshavebeenanalyzed.Finally, regardingtothemainequipmentsofGSMbase stations,savingenergytechnologiesbasedon hardwareandsoftwarehavebeenintroduced;and regardingtotheenvironmentsupposingfacilitiesof basestations,thetemperaturecontroland ventilationmeasureshavebeenintroduced. KeyWords:savingenergyandreducingemission, energy—consumption,GSM,basestation,energy savingtechnologybasedonhardware,energysaving technologybasedonsoftware o_竺.当2009 1背景 能源问题是制约经济发展的主要问题,在国家”十一 五”发展纲要中特别强调指出能源问题的紧迫性,提出了 要把节约资源作为基本国策,并将能源消耗指标作为”十 一 五”规划目标中最重要的约束性指标之一. 随着能源危机显现和环保意识的增强,能否有效地 节能减排已经成为关系到民生的重要问题.各个行业领 域都已经将降低能源消耗当作企业运营中的首要任务. 通信产业并不是高能耗,高污染的传统产业,在国资 委《关于加强中央企业节能减排工作的意见》中,把中央 企业分为重点企业,关注企业和一般企业三类.其中,电 信运营商属于一般企业,但目前固定通信和移动通信网 络规模居世界第一,因此无论是从中国电信运营业承担 的社会责任,还是从企业自身降低运行成本,提高资源利 用率的角度,运营商都应把节约能源,创建绿色电信作为 今后工作的重点. 移动通信所占的比例逐渐扩大,移动电话用户数量 早已超过固网电话用户数量,因此移动网络的节能减排 成为通信网络的重中之重.目前移动网络中处于主导地 位的是GSM网络,由于其基站数量较多,能源消耗占据了 整个网络能源消耗的绝大部分.因此,单个GSM基站的耗 电多少直接关系到移动运营商节能减排的效果. 2能耗组成情况 一 般来讲,基站主要由基站主设备,天馈系统,传输 设备,电源系统,空调,动环监控,机房等部分组成.根据 消耗主体不同,基站能耗主要包括: (1)通信设备用电 ………………… MNoL0GY0fTELEc0MMUNlcAT10Ns 通信设备包括基站主设备,传输设备,电源设备 等,用电主要取决于在网设备类型及其功耗,同时也 受限于网络负荷状况.根据统计数据发现,通信设备 用电占基站总用电量的50%一60%左右,其中绝大 部分来自于基站主设备. (2)基站配套用电 基站设备运行对机房的温度,湿度等环境有一 定 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 .为保障基站设备正常运行和使用寿命,需要 采取必要的温控措施来平抑因通信设备散热,室外 热传导等因素而引起的机房温度升高.空调是目前 采用的主要方法,因此空调也就成为基站配套中的 主要耗电设备,也是整个基站的主要耗电设备,能耗 比重约占基站耗电的40%,50%. (3)其它用电 其他用电包括基站照明等方面,由于一般基站 均为无人值守,其所占比例较少,可以忽略. 3节能技术选择的原则 基站节能技术必须满足以下基本原则. (1)保证网络质量不受影响 网络质量是移动通信的生命线,节能不能以牺 牲网络质量作为代价,因此节能技术实施前期要做 好试点工作,关注和评估各种节能技术可能带来的 负面影响,并努力使之降到最低的水平. (2)技术可行性 节能技术多种多样,各有其优缺点和适用范围. 在实施过程中,要因地制宜,综合考虑设备要求,机 房布局等诸多因素,合理选择可行的节能技术,以实 现节能效率的最大化. (3)经济合理性 采用的节能技术应兼顾经济效益增长,用先进 低功耗更新替换高能耗设备固然能够达到降耗的目 的,但在很大程度上受限于运营商的资本开支,因此 需要综合考虑各种因素,选择合理的节能技术. (4)效果可测性 节能技术使用后是否达到预期目标,如何验证 节能技术的成效,评估节能降耗的效果,是直接影响 节能工作开展的关键.因此需要建立一套可行,有效 的评测体系以进行节能效果的评估. 4节能措施分析 4.1通信设备节能措施 虽然通信设备和基站配套耗电比较接近,但基 站配套耗电也主要为通信设备服务,基站节能的关 键还在基站主设备上.要想降低基站主设备的耗电, 首先需要了解基站主设备的功耗组成.基站主设备 功耗主要由机柜基本功耗,合路器功耗,载频功耗组 成(图1o其中机柜基本功耗主要是由控制板,风扇 等构成,占主设备能耗的比重较小;合路器部分主要 包括合路器,双工器等部分,功耗也较小;载频功耗 主要由基带功耗,射频信号功耗,静态功放功耗和动 态功放功耗组成(图2),是基站主设备能耗的主要 组成部分.因此,基站主设备节能将从载频功耗方 面进行分析. 图1主设备示意 基站主设备节能技术包括硬件节能技术和软件 节能技术.基站硬件节能技术主要指在基站结构设 计,板件设计等方面采取措施,来降低功耗;基站软 件节能技术指采用软件技术或软件控制以降低基站 主设备功耗.由于硬件节能技术面临设备的替换,从 经济角度上逊于软件节能技术,本节在介绍硬件节 能技术的基础上,重点说明软件节能技术. 2 … 0 — 09 … 箩,1葶…1职...皇竺!iII 技术专题………………………? ?ea11:rues [三] 图2载频功耗分布 (1)硬件节能技术 硬件节能从四个方面进行介绍,包括基站结构 设计,基站功放技术,多载波技术以及分布式基站. 基站结构设计改变主要是对基站设备的机架结 构进行调整,改进机架内热交换器,自然散热技术, 减少散热部件带来的额外功耗,同时基站采用低功 耗的设计,使得基站的散热可以降低,从而降低对内 置风扇,外部电源,空调等设备的要求,以达到节电 的目的. 在GSM系统里面,功放模块的功耗占基站主设 备总体功耗的60%以上,因此有效提高功放效率成 为基站硬件降耗节能的关键.目前业界主要采用数 字预失真等技术提高功放效率及改善功放的线性特 性,从而减少基站的发热量,使得功放模块稳定性增 强,集成度增加,并且能够支持更宽的信号频带,配 合高集成度的射频器件,为基站收发信机实现多载 频技术创造了条件,基站功能模块变得更小,也使多 载频功放的实现成为可能, 多载波线性功放技术采用中频合路之后进行功 率放大,多个载波共享一个功放.多载波PA能减少 插入损耗,各个载波可以共享功率资源,功率资源可 以根据不同载波的话务量和所需功率动态进行灵活 分配.在节省了普通合路器之后,功率从载频输出之 后的损耗大幅减少,因此保证基站覆盖所需要的载 频功率可以降低. 分布式基站基带部分与射频单元之间采用光纤 传输,无馈线损耗,射频单元放置在室外,自然散热 技术省去了温控能耗,同时分布式基站设备集成度 较高,在减少自身耗电的基础上,可以将工作环境温 0L竺星tJl2,,,…一…一,…,一一 度范围放得很宽(通常可以保证一30,50%),且由 于采用了模块化的结构,易于在室外安装,这样会减 少空调的使用,从而降低基站整体的耗电. (2)软件节能技术 在针对基站主设备节能方面,大部分设备厂家 推出了软件节能技术,应用比较多的为话务优先分 配技术,载频智能下电技术和时隙级功放关断技术. 本节也就这三种技术进行讨论. ? 话务优先分配技术.在载频功率分配上, BCCH载频总是以最大功率进行发射,故该载频总 是处于开通状态.因此,当有新的呼叫进入时,优先 分配到BCCH载频的业务信道上,这样一方面不会 给系统带来额外负荷,另一方面便于调整载频负载, 把其他载频上轻负载调整到BCCH载频上.BCCH 载波上的某一时隙空闲时,控制软件将其他载波上 正在通话的用户通过Intra—CellHandover切换到 BCCH载波,从而节省功耗.但开启Intra—cell handover功能可能会引起现网掉话率等指标下降, 需要谨慎应用该功能.图3为话务优先分配技术的 示意图 圉圈曰 图3话务优先分配技术 ? 载频智能下电技术.载频智能下电技术,即当 基站的话务量下降时,系统自动控制基站根据话务 量变化动态关闭或开启部分没有负载的载频模块, 从而达到节电的目的.由于关断的是整个载频的电 源,所以对于下电的载频不消耗任何功耗.如图4, 载频3,6均没有话务,但还存在功放的静态功耗, 可以通过软件将载频3,6关闭. 载频智能下电技术经常与话务优先分配技术 配合使用,在图5中,网络负荷较低,BCCH载频板 (载频1)上面有4个时隙是空闲的.另一个载波(载 频2)上有零散的话务占用.把载波2零散的时隙合 并到载波l的空闲信道上去,载频2上就没有业务 ………………… M眦0GY0『TELEc0MMUNJcATl0Ns 一窿隧蕊隧塞翻霪蚕i匿蕊离豳蜜 TRX1TRx2TRX3TRX4TRX5TRX6 图4载频智能下电技术(1】 图5载频智能下电技术(2) 了,这样就可以将载频2关闭,达到了节电目的. 载频智能下电技术可以从时间和话务量两个维 度上进行控制:在时间维度上可以设置载频智能关 断的时间;在话务量维度上,以小区为单位,在一定 时间范围内统计小区话务量,当话务量低于低门限 值时启动智能下电,当话务量上升到高于高门限值 时停止智能下电;高门限值和低门限值之间为保护 段,避免频繁启动和停止智能下电的操作.这两个 维度可以单个使用,也可以同时使用,网优人员可以 通过参数设置确定是否启动智能下电功能,并可以 设置智能下电功能的启动时间段. 由于载频智能下电功能的关闭会造成一定的容量 损失,因此需要设定保护策略,以不影响无线网络质量: ? 参数控制:由参数设置确定是否启动载波智能 下电功能: ? 忙时保护:允许设置功能起始和终止时间,忙 时禁用载波智能下电功能; ? 双门限保护:设置话务量高低门限. PA 采用载频智能下电技术,基站主设备大概能够 节能5%,10%左右,但该技术是依据话务量进行 载频开关的,不能实时进行,一般是5,15rain为一 个判断周期,当有突发话务发生时,会造成接入失败 或者掉话,还不具备大规模推广的条件.因此建议本 功能较典型的应用场景就是周期性,较长时间话务 量极低的小区,可以通过在话务低潮期关断不用的 载频来降低功耗.例如写字楼,工业园区等.这些地 方白天话务量很高,夜晚话务量极低,可以在晚上关 断不用的载频来降低功耗,白天再全部开启.由于载 频基带部分功耗较小,当能够实现时隙级功放关断 技术时,可由时隙级功放关断技术替代该技术. (3)时隙级功放关断技术 功放是载频向天馈发射功率的主要器件,由于 器件线形特性限制,即使它不发射功率,也需要施加 一 个固定的偏置电压,使得功放工作在线性区域,即 静态功耗.功放功耗还包括另外一部分功耗,即动态 功耗,有话务情况下,动态功耗发生,且动态功耗越 高载频输出功率越高;无话务情况下,动态功耗为 0.而”时隙级功放关断”就是在时隙没有话务,即动 态功耗为0的情况下,进一步关断功放的静态功耗. 关断后,时隙级功放的功耗为O;时隙关断时,载频 板的基带部分仍有耗电;时隙级功放关断可以做到 各个时隙功放单独开关.相对于载频智能下电技术, 时隙级功放关断技术控制更加精确,控制效率更高 (图6). 塑蠢童鍪鏊麴銎盈匿奎翻 图6时隙级功放关断技术 Zoo?年_胃第,鄹…鼍竺望翌 F技术专题………………………??eatrtites 承担企业责任,收获商业利益 —— 诺基亚绿色实践 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 长期以来,我们所居住的自然环境发生了很大 的变化:气候不断恶化,森林面积减少和资源消耗 造成海平面上升,自然环境受到污染,这些因素都 威胁着人类社会的可持续发展. 近年来,全球各个国家和地区纷纷推出节能减 排和防治污染的政策,这一趋势也体现在了电信行 业.作为全球重要的电信设备提供商和知名企业, 诺基亚西门子通信积极参与其中,一直将”促进环 境友好,保证可持续发展,建立绿色产业链”作为企 业责任的重要组成部分. 诺基亚西门子通信通过不断的技术革新,在产品 的设计,生产,包装运输以及产品使用过程中,努力减 少能耗,降低了二氧化碳等温室气体的排放,同时节 省了机房占地,节省了原材料.在关注环境效益的同 时,也实现了为运营商显着地节省运营成本. 1节电,节地的绿色环保基站—— FlexiBTS 数据显示,基站的耗电在移动运营商的总耗电 量中所占比例达75%以上,如何降低基站的耗电是 完成运营商总的节能减排目标的关键.在此领域, 先进的Flexi基站是诺基亚西门子通信节能减排产 品的典型代表,Flexi基站采用模块化设计,体积小, 重量轻,可室外安装,实际应用中可节省机房面积 50%,80%.其分布式的安装方式,没有馈线损耗, 有利于扩大覆盖,减少站点.室外安装和全天候工 作能力还节省了空调的费用和耗电,而空调耗电正 是室内型基站耗电的重要组成部分. 该技术优点是可以应用于非话务低谷时段,即 使在话务繁忙时间段,只要有时隙空闲,就可以将该 时隙的静态功耗节省下来,扩大了节能降耗的时间 范围.采用时隙级功放关断技术,基站主设备能够 节能10%20%左右,目前在GSM网络中已经对 该技术进行了试点研究,测试效果较好,建议在试点 的基础上逐步推广使用. 4.2基站配套节能措施 基站配套节能主要针对机房环境,通过调节环 境温度来节省电力消耗.关于基站配套节能措施, 运营商已经提出了多种方案,并在现网中有部分应 用,也起到了良好的效果. 基站配套节能主要通过减少空调使用,降低空 调耗电.目前的措施包括提高机房适应性温度,采 用智能通风技术等. 提高机房适应性温度显而易见可以降低空调的 耗电,但提高机房温度对通信设备的稳定性造成一 定的影响,具体提升的温度需要在测试研究的基础 m,.,.. M .. S.. ~...一 Ja-uaw2009 上决定,以免对机房内的设备稳定性造成影响. 智能通风技术利用室外的自然环境作为冷源, 采用空气质量交换和能量交换原理,将基站内的热 量迅速向外转移,实现室内散热,降温,从而减少空 调使用时间,甚至停止使用空调,智能通风技术主要 包括自然通风与热交换两种形式.自然通风系统一 般适用于温差大,空气质量好的区域,热交换节能系 统则主要适用于室内外温度差较大的环境. 5结语 基站的节能是一个系统工程,将会影响规划设 计,网络建设,日常维护,技术改造等各个环节,需要 综合全面考虑,不能简单地评估和选择某一种节能 方法或者节能措施,而要因地制宜,根据当地的实际 情况和条件,深入了解整个网络设备的实际运行状 况和能耗构成的情况,合理地选择合适的节能方法 和节能技术.处理好节能效果,投入成本与网络质 量等多方面的关系,以在合理成本投入的基础上达 到最好的节能效果.衄