无线基站的节能技术与应用探析

陈禹勋

广西通信规划设计咨询有限公司

摘要：随着通信行业的不断发展，近年来，通信行业能耗也不断增加，严重影响了电信企业的效益与发展。而占据通信机房数量比例最大的无线基站的节能已经对整个移动通信节能策略产生了关键作用。本文对几种主要的无线基站节能技术进行探讨，并分析其应用情况，为移动基站节能工作提供一定的参考价值。

关键词：无线基站;节能技术;应用

如今，节能减排俨然已成为了一项国家的基本国策，我国政府大力推进建设资源节约型和环境友好型社会，节能减排成为了实施的必然要求。为了响应国家的号召，电信业根据自身发展情况制定一系列节能措施，并将更多的节能技术应用到实际运营中，促进节能减排目标的实现。

1.基站节能基本原理

无线基站需要配备一个较为特殊的环境，对环境有着恒温、恒湿和无尘的要求，因此采用的节能技术也要在遵循这些原则的基础上实施。（1）节能技术具备高效性与可行性。当前采用的节能技术种类比较多，但不同种类有着各自优劣势，因此必须紧密结合基站设备的具体情况选择适合的节能技术，保证节能技术的潜力与优势得到最大价值体现。（2）确保使用的技能技术能够保障基站安全，且不对通信产生影响，在规范运行过程中满足基站环境的其他要求。（3）实现网络监控。节能技术是适应现代化发展的应用技术，因此要满足网络控制管理的要求，并具备监控网络能力。通信设备由大量电子组件及集成电路组成，根据运行环境特殊要求分析。为了确保设备使用寿命与可靠性不受到影响，提供稳定的环境是非常必要的[1]。

2.分布式基站

2.1工作原理

根据功能的不同可以将分布式基站设备分为两个相对独立的部分，而这种架构最早从3G系统产生，设计思路为射频拉远。当中的GSM系统引入产生基带拉远与射频拉远两种拉远方式，这是由于GSM系统与3G系统关键资源并不相同，而两种不同的拉远方式在运行维护与后期的升级扩容等基本相同。

2.2组网形式

在RRU或BBU分布基站中组网形式包括了链型、环形以及星型（图1），而后者则更具有可升级性能，但在光纤资源的消耗上也最大，因此要建立在光纤资源更为丰富的地方，并且尽可能保证RRU与BBU距离更短。链型组网则能实现光口资源最大程度的利用，但其中包含的环节过多，比如前一级RRU出现故障，那么就会影响后一级的RRU，甚至严重影响整体的运作，因此组网形式得不到可靠的保障，应用在铁路或干线道路上更为适合。环形的组网在布置过程中依据的是不同的物理电路，这能避免两对光纤同时发生故障的情况，有着更强的可靠性，但却浪费光口资源，它更适合大型的场馆覆盖。

2.3节能优势

与过去传统的基站相比，分布式的基站优势比较多，比如RRU与天线安装距离较近，因此降低输出功率的要求，可以降低整机的功耗，而射频部分放置于天面，还有很多是集中放置，这就为机房节约了成本，同时还有效降低设施的配备要求。再者，因为RRU拉远覆盖能够使得设备功率损耗分离，一定程度上又扩大了绿色能源的应用规模，同时设备运转功率损耗也能降低，大大节约了运营的成本。另外，无论是RRU还是BBU的重量与体积都相对较小，可以分配1个人完成操作，施工方面非常简便[2]。

2.4分布式基站节能应用

比如，当前很多高效的宿舍就有分布式基站覆盖，如果学生宿舍的话务量较大，那么这种技术还能满足宿舍的信号需求，且很大程度上降低功能难度以及使用成本。再如很多的农村地方可实现覆盖，集中供电与拉远覆盖都能保证基站的信号质量，有效降低功率和能耗，节省成本和土地使用面积，全面提高网络设备利用率，安装与维护工作都比较简单，农村覆盖应用价值极广。另外，还可以实现隧道覆盖，由于隧道中的车体对信号的传递有一定的阻碍作用，所以隧道中必须确保全线覆盖，为工程的安装带来了便捷，良好的性能还能降低成本。

3.室外一体化机柜站

3.1特性分析

室外一体化机柜站通过模块化设计，由设备舱、配套舱和蓄电池共同组成适应性较强的各种小型机房，依靠设备工作过程中不同温度要求实现单元控温技术的灵活运用，以达到节能效果。与过去传统的机房相比，小型机房具备很大的优势，比如占地空间小、有效节省时间与成本，最大的价值在于长期扩容。

3.2室外一体化机柜站的节能应用

首先是应用于楼顶站或城区街边站，保证了城市站点在更简单获取的基础上避免成本的增加，完成建站的难度降低，同时更快速完成网络的部署，优势展现在收容能力强、占地空间小、适应能力强、成本节约等。其次是应用于郊区山顶站或高速路边站，解决了站址获取的难题，也更进一步加快站点交付，保证可靠性，减少维护成本，并且在与传统机房的性能对比中，防水与防盗更好，另外，远程的操作控制也节约了不少人力资源。再者是应用于独立温控蓄电池柜（图2），改变了过去的温控形式，降低运行的成本，使得温控的操作大幅度节约电能，有助于蓄电池使用寿命的延长，因此更适用于温度较高的站点，特别是山顶站或屋顶站。

4.智能节电

4.1负荷TRX/PA关断

BSC通过不同载频板话务量分析与判断，将超出范围的工作电压关闭，并在话务负荷的增长达到门限时关断TRX并激活，从而满足话务需求，而基于负荷的PA关断也遵循这种工作原理。以上两种关断功能在节能方面的效果与小区配置的载频数成正比，与无线利用率成反比。

4.2时隙PA关断

时隙PA关断是通过硬件或软件控制实现调整，从而控制PA偏置电流，在话务中产生的大量动态功耗，无话务状态下，功放不发射功率，且以固定偏置电压施加确保功放不偏离线性区域，于是存在静态功率，因此可以看出，关断节点效果与无线电利用率以及平均的话务量这些因素之间存在反比的关系。

4.3智能节电应用

在大量的文献资料中可知[3]，我国去年的上半年基于时隙PA关断载频数已经达到了150万，而基于负荷PA关断载频则超过50多万，在应用了智能节电技术以后，与普通基站节能效果相比节能效应大约提供了50%，因此，基于时隙PA关断与基于负荷PA关断必须得到广泛的应用，因其有着巨大的应用潜力与推广价值。

5.无线基站节能技术在其他方面的应用

5.1在主设备中的应用

系统在处于闲时的状态下，如果扇区不能承载过大的负荷，就会自动关闭扇区制定部分载频，从而实现省电的目的。而如果扇区能够承受大负荷，那么其可以采取有效配置，保证能自动解闭已经自动关闭的载频，预防出现拥塞的情况。使用时进行试点，为了有效减少干扰，要尽量避开话务敏感的基站，根据应用的情况进行推广，采用BBU＋RRU模式，节省能耗，建网方式可选择自然散热型，则可以省略对蓄电池与电源设备的使用，也不用以空调设备的形式拓展，于是实现基站的广泛建设。

5.2在建筑中的应用

无线基站节能技术在建筑中主要包括了智能换热与智能通风技术。首先智能换热技术是采用两套独立循环风道进行，原理是依据管道中进入的室外冷空气，进入室内换热器与强制循环流动室内热空气后，与特制性状金属换热芯体交换热量，从而大大降低室内温度，这种技术也可以称作是能量回收技术。通过换热芯体，可以不直接通过室外空气完成换热芯体的热交换，常用的回收装置包括了热管换热器、静止型板翅式换热器、金属壁换热器等等，尽管当前这种技术的节电效率与其他大幅度节电的效率相比不是特别明显，却有很小的影响机房环境的大优势[4]。

5.3在空调配合中的通风节能应用

空调节电器是降低空调启停频率时扩大范围且减少空调电流的节能设备，为了降低空调工作时长，实现节能目标，要调整空调启停温度的控制点，这种方式更适用于舒适型的空调基站机房，但如果没有满足压缩机制冷量，那么就不能采取智能空调节电器。如果采用新风一体化空调，低温外界温度才能满足室内热负荷需求，这就要简单处理控制器，停止压缩机的运行，随后再开启电动排气阀，在控制好外部冷气进入室内环境以后，才能实现设计上的节能要求。而这时的冷凝器风扇和压缩机等大多都处于停止工作的状态，因此可以大大节省能源，可适用于通风条件更好，且低温时间比较长、空气质量较好的地区。

6.结束语

当前伴随着我国科学技术的不断发展，基站节能技术已经非常丰富且得到了较为广泛的运用，这些技术的研发与应用均以优化资源的利用方式为核心，全面提高资源利用率。在这种发展背景下，相关工作人员更应该积极进行节能措施与技术的探索与研究，研发出更多具有可操作性且节能效率高的节能技术与措施。通信行业节能减排任务势在必行，任务的执行于完成除了响应我国在节能减排目标及任务的号召以外，同样也是为了我国电信企业的正常运行与长久发展。综上所述，通信基站节能减排工作是一项长期性的系统工程，必须依靠电信运营商、制造商以及相关工作人员的全力配合，针对各项节能技术的应用特点与实际情况，综合各个因素进行考虑，才能实现节能目标。

参考文献：

[1]周潇,张伟博.浅谈无线基站的节能技术与应用[J].信息通信,2012,6(122):246-247.

[2]龚吉锋.节能技术在无线基站建设中的应用[J].科技风,2013,11(04):88.

[3]蔡林峰,田钥,杨永超.无线基站节能技术研究与应用[J].工程实践,2011,3(14):85-87.

[4]陈嘉灿.无线基站的节能技术与应用探析[J].中国新通信,2013,8(28):48-49.