电信研究院：基站节能降耗的三大关键

    中国目前有超过40万个移动通信基站。按照中国移动的统计，基站耗电占70%以上。开展基站节能降耗成为一个迫切需要解决的问题。运营商对基站节能提出了很多解决方案，设备厂家也在节能方面加大研发力度，纷纷提出了绿色基站的概念。

    根据统计，基站耗电主要是主设备耗电和配套中的空调耗电。基站节能降耗的措施可以从主设备、配套及网络规划设计三个方面进行考虑。

    基站主设备节能

    基站主设备未来的发展趋势是高集成度、全IP化、多载频、高效率数字功放、模块化，这些特征将使新一代基站更省电。

    1.提高功放效率及设备集成度

    采用数字预失真技术，可以提高功放效率及功放的线性特性，减少基站的发热量。功放稳定性增强、集成度增加，并且支持更宽的信号频带，配合高集成度的射频器件，这为基站收发信机实现多载频技术创造了条件，使基站功能模块变得更小，也使多载频功放的实现成为可能。采用高集成度的设计和低功耗的芯片，能够降低基站占用空间，减少机柜数量，达到降低功耗的目的。现在有多个GSM厂家推出双密度载频。有些公司推出多密度载频设备，华为公司的设备可以支持6密度载频。

    2.软件节能技术

    通过基站设备耗电的组成可以看出，随着业务信道载频负荷的变化，基站系统耗电波动很大。运营商通过采用软件控制的闲时载频关断技术、时隙关断技术以及业务量分配优化等措施能够降低能耗。

    在GSM系统中，应把主BCCH载频设置为优先级最高，有话务量的时候把TCH优先指配到主BCCH载频上，提高主BCCH载频利用率，先使用优先级比较高的载频，其他载频可以处于关断状态，可以按照时间段在闲时定时关闭载频，也可以根据业务量变化，采用一定的算法智能进行载频的开启及关闭。在载频关断的基础上，还可以在更细的粒度上进行时隙的关断，达到更精确的控制。这些技术一般适用于新一代的基站，对于已经部署的基站，部分可以通过软件升级的方式实现。

    还有一种方式是在业务量小的时候，可以让一些载频处于待机模式，类似于个人电脑的待机/激活模式。在保证基站正常工作的情况下，尽量减少能耗、减少热量的产生。

    3.分布式基站技术

    目前比较成熟的分布式基站技术，是把基站分为基带和射频两部分，用光纤代替传统的馈线将射频部分拉远，可以减少由馈线导致的损耗约3dB，基站消耗的功率将大幅降低。拉远单元可以采用自然散热技术，能够节省温控能耗，占地面积小，安装快捷，可广泛应用于室内覆盖、城区站址困难区域、热点覆盖等场景。

    4.降低环境温度要求

    设备厂商应通过设计、制造工艺的改进降低设备对运行环境温度的严格限制条件，提高设备正常运转的环境温度上限。通过这种措施也能减少空调的使用时间，达到节能的目的。

    机房配套节能

    1.基站环境温湿度智能监测控制

    机房温度、湿度检测与通风系统、空调控制系统，形成基站机房环境智能监测控制系统，智能开启或者关断通风系统或者空调，可达到省电的目的。

    运营商通过对基站机房进行智能通风改造、引入新风系统，采用直通风、自然散热等方式，来降低机房对空调的要求，达到降低能耗的目的。基站新风系统可以分为两种方式，自然通新风系统及热交换新风系统。当室外空气温度比室内低一定程度时，依靠通风将机房内的热量带走，实现室内散热，达到降低机房内部温度的目的。这样就能减少基站空调的运转时间，从而达到节能的目的。但是这种方式也受到环境的限制。部分地区空气质量比较差，自然风引入经过多次过滤之后仍然不能很好地除尘，会对设备运行造成一定影响。另外，在南方空气湿度比较大的时候，通过直通风的方式也解决不了基站机房内湿度大的问题，仍然需要开启空调除湿。

    2.基站电源治理

    在早期，大量使用谐波电流大的电源，给电网带来严重的污染，使电网波形失真、降低实际负荷能力。开关电源的谐波治理，可以提高功率因数，降低发热损耗。

    蓄电池对环境温度要求较高，运营商可以考虑采用专用设备降低蓄电池的温度，而不是把整个机房的温度给降低，这样能够达到节能的目的。采用半导体技术的温控蓄电池柜，可以使内部温度比环境温度低10℃，适合室内室外场景。

    3.基站新能源的使用

    在合适的站址利用太阳能、风能等新能源作为替代能源，运营商还可以顺利地将电信网络扩展到没有供电网或供电不稳定的地区。目前太阳能电池板体积比较大，太阳能对站址要求较高。太阳能的采用受日照时间及设备耗能的影响，降低设备能耗可以扩大太阳能基站的使用范围。另外，太阳能与风能的互补性强，风光互补发电系统在资源上弥补了风电和光电独立系统在资源上的缺陷。

    重视网络规划优化

    综合考虑基站新技术及成熟程度，运营商应结合实际在网络规划中采用，做到满足网络覆盖、业务需求的情况下，减少基站数量，降低基站发射功率。随着城市建设及人员迁徙的变化，对无线通信覆盖的需求也会发生变化，通过网络优化可以提高网络资源的利用率，提高业务服务质量。因此，通过合理的网络规划优化可以降低基站数量，降低设备发射功率，提高设备利用率，从而达到降低基站能耗的目的。

    最后需要说明的是，中国幅员辽阔，地形复杂，气候差异大，需要对比分析各种基站节能措施的优势、劣势及使用场合。注重各种节能措施的环境适应性，找出针对不同环境的适应技术。