電信研究院：基站節能降耗的三大關鍵

    中國目前有超過40萬個移動通信基站。按照中國移動的統計，基站耗電占70%以上。開展基站節能降耗成為一個迫切需要解決的問題。運營商對基站節能提出了很多解決方案，設備廠家也在節能方面加大研發力度，紛紛提出了綠色基站的概念。

    根據統計，基站耗電主要是主設備耗電和配套中的空調耗電。基站節能降耗的措施可以從主設備、配套及網絡規劃設計三個方面進行考慮。

    基站主設備節能

    基站主設備未來的發展趨勢是高集成度、全IP化、多載頻、高效率數字功放、模塊化，這些特征將使新一代基站更省電。

    1.提高功放效率及設備集成度

    采用數字預失真技術，可以提高功放效率及功放的線性特性，減少基站的發熱量。功放穩定性增強、集成度增加，并且支持更寬的信號頻帶，配合高集成度的射頻器件，這為基站收發信機實現多載頻技術創造了條件，使基站功能模塊變得更小，也使多載頻功放的實現成為可能。采用高集成度的設計和低功耗的芯片，能夠降低基站占用空間，減少機柜數量，達到降低功耗的目的。現在有多個GSM廠家推出雙密度載頻。有些公司推出多密度載頻設備，華為公司的設備可以支持6密度載頻。

    2.軟件節能技術

    通過基站設備耗電的組成可以看出，隨著業務信道載頻負荷的變化，基站系統耗電波動很大。運營商通過采用軟件控制的閑時載頻關斷技術、時隙關斷技術以及業務量分配優化等措施能夠降低能耗。

    在GSM系統中，應把主BCCH載頻設置為優先級最高，有話務量的時候把TCH優先指配到主BCCH載頻上，提高主BCCH載頻利用率，先使用優先級比較高的載頻，其他載頻可以處于關斷狀態，可以按照時間段在閑時定時關閉載頻，也可以根據業務量變化，采用一定的算法智能進行載頻的開啟及關閉。在載頻關斷的基礎上，還可以在更細的粒度上進行時隙的關斷，達到更精確的控制。這些技術一般適用于新一代的基站，對于已經部署的基站，部分可以通過軟件升級的方式實現。

    還有一種方式是在業務量小的時候，可以讓一些載頻處于待機模式，類似于個人電腦的待機/激活模式。在保證基站正常工作的情況下，盡量減少能耗、減少熱量的產生。

    3.分布式基站技術

    目前比較成熟的分布式基站技術，是把基站分為基帶和射頻兩部分，用光纖代替傳統的饋線將射頻部分拉遠，可以減少由饋線導致的損耗約3dB，基站消耗的功率將大幅降低。拉遠單元可以采用自然散熱技術，能夠節省溫控能耗，占地面積小，安裝快捷，可廣泛應用于室內覆蓋、城區站址困難區域、熱點覆蓋等場景。

    4.降低環境溫度要求

    設備廠商應通過設計、制造工藝的改進降低設備對運行環境溫度的嚴格限制條件，提高設備正常運轉的環境溫度上限。通過這種措施也能減少空調的使用時間，達到節能的目的。

    機房配套節能

    1.基站環境溫濕度智能監測控制

    機房溫度、濕度檢測與通風系統、空調控制系統，形成基站機房環境智能監測控制系統，智能開啟或者關斷通風系統或者空調，可達到省電的目的。

    運營商通過對基站機房進行智能通風改造、引入新風系統，采用直通風、自然散熱等方式，來降低機房對空調的要求，達到降低能耗的目的。基站新風系統可以分為兩種方式，自然通新風系統及熱交換新風系統。當室外空氣溫度比室內低一定程度時，依靠通風將機房內的熱量帶走，實現室內散熱，達到降低機房內部溫度的目的。這樣就能減少基站空調的運轉時間，從而達到節能的目的。但是這種方式也受到環境的限制。部分地區空氣質量比較差，自然風引入經過多次過濾之后仍然不能很好地除塵，會對設備運行造成一定影響。另外，在南方空氣濕度比較大的時候，通過直通風的方式也解決不了基站機房內濕度大的問題，仍然需要開啟空調除濕。

    2.基站電源治理

    在早期，大量使用諧波電流大的電源，給電網帶來嚴重的污染，使電網波形失真、降低實際負荷能力。開關電源的諧波治理，可以提高功率因數，降低發熱損耗。

    蓄電池對環境溫度要求較高，運營商可以考慮采用專用設備降低蓄電池的溫度，而不是把整個機房的溫度給降低，這樣能夠達到節能的目的。采用半導體技術的溫控蓄電池柜，可以使內部溫度比環境溫度低10℃，適合室內室外場景。

    3.基站新能源的使用

    在合適的站址利用太陽能、風能等新能源作為替代能源，運營商還可以順利地將電信網絡擴展到沒有供電網或供電不穩定的地區。目前太陽能電池板體積比較大，太陽能對站址要求較高。太陽能的采用受日照時間及設備耗能的影響，降低設備能耗可以擴大太陽能基站的使用范圍。另外，太陽能與風能的互補性強，風光互補發電系統在資源上彌補了風電和光電獨立系統在資源上的缺陷。

    重視網絡規劃優化

    綜合考慮基站新技術及成熟程度，運營商應結合實際在網絡規劃中采用，做到滿足網絡覆蓋、業務需求的情況下，減少基站數量，降低基站發射功率。隨著城市建設及人員遷徙的變化，對無線通信覆蓋的需求也會發生變化，通過網絡優化可以提高網絡資源的利用率，提高業務服務質量。因此，通過合理的網絡規劃優化可以降低基站數量，降低設備發射功率，提高設備利用率，從而達到降低基站能耗的目的。

    最后需要說明的是，中國幅員遼闊，地形復雜，氣候差異大，需要對比分析各種基站節能措施的優勢、劣勢及使用場合。注重各種節能措施的環境適應性，找出針對不同環境的適應技術。