基站智能節(jié)電技術(shù)的應(yīng)用探討
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
移動通信基站耗電量占運營商總耗電量的60～70％左右，如何降低通信基站的耗電量對通信運營商實現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)有著十分重要的意義。BTS作為移動通信基站用電大戶，BTS耗電量的降低可以減少設(shè)備發(fā)熱量，相應(yīng)空調(diào)的耗電量也會相應(yīng)減少。因此做好BTS的節(jié)電工作就成為綠色基站建設(shè)的重要措施之一。
基站智能節(jié)電技術(shù)介紹
BTS小區(qū)TRX包括1個BCCHTRX和多個TCHTRX，每個TRX分為Digital、PAbias和TS/calls三部分。BCCH TRX的TS/calls分Broadcast TS、Control TS和Call TS，TCH TRX的TS/calls均為Call TS，Call
TS數(shù)量根據(jù)話務(wù)量變化而變化。
基站智能節(jié)電技術(shù)就是通過實時*估小區(qū)中的話務(wù)量水平，根據(jù)判決結(jié)果，將不需要的TCHTRX轉(zhuǎn)入休眠狀態(tài)，從而達到省電的效果。小區(qū)話務(wù)量水平的*估是通過監(jiān)控小區(qū)中當(dāng)前空閑業(yè)務(wù)信道數(shù)（IdleTrafficChannel）得到。當(dāng)小區(qū)的話務(wù)量在特定時間內(nèi)持續(xù)低于某一門限值時，TCH TRX將轉(zhuǎn)入休眠狀態(tài)。TCH TRX轉(zhuǎn)入休眠狀態(tài)后首先會阻止新的呼叫建立在該TRX上，然后通過小區(qū)內(nèi)切換將該TCH
TRX上的連接轉(zhuǎn)移到其它TRX上。當(dāng)小區(qū)話務(wù)量提高后，原先進入休眠狀態(tài)的TCH TRX又會在基站智能節(jié)電技術(shù)的作用下重新進入工作狀態(tài)，從而滿足高話務(wù)量的需求。
基站智能節(jié)電技術(shù)工作原理可參考圖1和圖2。
為了證實基站智能節(jié)電技術(shù)的節(jié)電效果及網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量的影響，我們于2008年7月14日～24日在廣西南寧選取了4個基站進行基站智能節(jié)電技術(shù)關(guān)閉/開啟狀態(tài)下BTS設(shè)備功耗和網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量的對比分析，并結(jié)合TCO分析以探討基站智能節(jié)電技術(shù)的應(yīng)用價值。試點基站的設(shè)備型號、小區(qū)TRX數(shù)和機柜數(shù)等方面信息見表1。
智能節(jié)電測試數(shù)據(jù)分析和結(jié)論
基站智能節(jié)電技術(shù)節(jié)電效果是否真實可靠，受基站測試前后總話務(wù)量情況、基站TRX利用率和數(shù)據(jù)采集儀器安裝是否合理等因數(shù)影響?；緶y試前后話務(wù)量如果相差較大則會直接影響測試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，基站TRX利用率過低或過高會使計算出來的節(jié)電效果要優(yōu)于或劣于TRX利用率配置合理下的節(jié)電效果，數(shù)據(jù)采集儀器（電流鉗）放置是否合理直接影響設(shè)備所測電流的準(zhǔn)確性。
要保證分析數(shù)據(jù)的真實可靠，需從基站測試前后總話務(wù)量、基站TRX利用率、和數(shù)據(jù)采集儀器等三個方面進行校驗核實。
1.話務(wù)量校驗
智能節(jié)電技術(shù)關(guān)閉/開啟狀態(tài)下每個小區(qū)一周總話務(wù)量及總話務(wù)量差見表2。
從表2可以看出，智能節(jié)電技術(shù)關(guān)閉/開啟狀態(tài)下各一周時間里，周總話務(wù)量差在2.1～89.1erl之間，測試結(jié)果具有可比性。
2.TRX利用率校驗
在測試期間話務(wù)量基本保持不變，測試結(jié)果具有可比性的基礎(chǔ)上，技術(shù)人員再從TRX利用率方面進行校驗。智能節(jié)電技術(shù)關(guān)閉/開啟狀態(tài)下各小區(qū)TRX利用率見表3。
TRX利用率＝日忙時話務(wù)量/(TRX數(shù)×7×0.7),城市TRX利用率為0.7（全速率情況下），利用率越高表示TRX使用越繁忙，利用率越低表示TRX使用越空閑?；救绻_通了半速率則忙時TRX利用率會提高，具體需根據(jù)半速率比例確定。
從表3中可以發(fā)現(xiàn)：汽車客運站的NX59371小區(qū)和NX59372小區(qū)，辦公大廈的NX51223小區(qū)等三個小區(qū)在智能節(jié)電技術(shù)開啟狀態(tài)下忙時TRX利用率為0.24、0.31和0.28，均遠(yuǎn)低于0.7（“奧運保障計劃”臨時擴容了TRX），需與同類型同配置小區(qū)的節(jié)電效果作比較分析。
NX51223小區(qū)的節(jié)電效果達到28.80%，優(yōu)于同類型同配置設(shè)備的節(jié)電效果，該組數(shù)據(jù)不作采納；NX59372小區(qū)的節(jié)電效果為8.80%，與其他同類型同配置設(shè)備的平均節(jié)電效果基本相當(dāng)，該組數(shù)據(jù)保留；NX59371小區(qū)無節(jié)電效果，需從數(shù)據(jù)采集儀器方面做進一步的分析。NX10332小區(qū)忙時TRX利用率0.78，TRX配置合理，但節(jié)電效果達到28.32%，明顯優(yōu)于同類型同配置設(shè)備的節(jié)電效果，需從數(shù)據(jù)采集儀器方面做進一步的分析。
3.數(shù)據(jù)采集儀器放置是否合理校驗
數(shù)據(jù)采集儀器放置是否合理是通過校驗同狀態(tài)、同類型設(shè)備的功耗是否有明顯差異來判斷。某測試數(shù)據(jù)如果與同狀態(tài)、同類型其他設(shè)備的測試數(shù)據(jù)存在明顯差異，則認(rèn)為該測試數(shù)據(jù)失真而不納入最終分析報告中。
a.智能節(jié)電技術(shù)關(guān)閉狀態(tài)下
汽車客運站2個小區(qū)均為6個TRX，在節(jié)電功能關(guān)閉狀況下2個小區(qū)設(shè)備功耗有3A左右的差異；功能開啟后，2個小區(qū)設(shè)備功耗基本相當(dāng)。我們懷疑CellA節(jié)電技術(shù)關(guān)閉狀態(tài)的測量數(shù)據(jù)有誤，重新測試后CellA功耗為21A確定原測試數(shù)據(jù)18.36A為失真數(shù)據(jù)。因此汽車客運站CellA（NX59371），不納入最終節(jié)電效果分析報告中。
b.智能節(jié)電技術(shù)開啟狀態(tài)下
技術(shù)人員分析了在智能節(jié)電技術(shù)關(guān)閉/開啟情況下，全部RBS2202型6TRX小區(qū)和RBS2206型12TRX小區(qū)的耗電量同話務(wù)量關(guān)系。
經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)：在智能節(jié)電技術(shù)開啟后，某小區(qū)（生活社區(qū)NX10332小區(qū)）相同話務(wù)量情況下的耗電量要明顯小于其他小區(qū)。在話務(wù)量均為0erl左右時，該小區(qū)耗電量為400WH，其他小區(qū)為500WH，相差20％左右，與前面發(fā)現(xiàn)的“NX10332小區(qū)TRX配置合理情況下但節(jié)電效果達明顯優(yōu)于同類型同配置設(shè)備的現(xiàn)象”一致，故判斷該小區(qū)智能節(jié)電技術(shù)開啟狀態(tài)下的測試數(shù)據(jù)失真而決定不納入最終節(jié)電效果分析報告中。并且在智能節(jié)電技術(shù)關(guān)閉和開啟情況下，相同話務(wù)量情況下的耗電量基本接近，沒有明顯差異的小區(qū)，上述小區(qū)的測試數(shù)據(jù)真實準(zhǔn)確。
通過對測試數(shù)據(jù)進行校驗核實，技術(shù)人員決定將存在測試數(shù)據(jù)失真的生活社區(qū)NX10332小區(qū)、辦公大廈NX51223小區(qū)和汽車客運站NX59371小區(qū)不納入基站智能節(jié)電技術(shù)的測試結(jié)果中?；局悄芄?jié)電技術(shù)的最終測試結(jié)果見表4。
從表3中可以發(fā)現(xiàn)：汽車客運站的NX59371小區(qū)和NX59372小區(qū)，辦公大廈的NX51223小區(qū)等三個小區(qū)在智能節(jié)電技術(shù)開啟狀態(tài)下忙時TRX利用率為0.24、0.31和0.28，均遠(yuǎn)低于0.7（“奧運保障計劃”臨時擴容了TRX），需與同類型同配置小區(qū)的節(jié)電效果作比較分析。
NX51223小區(qū)的節(jié)電效果達到28.80%，優(yōu)于同類型同配置設(shè)備的節(jié)電效果，該組數(shù)據(jù)不作采納；NX59372小區(qū)的節(jié)電效果為8.80%，與其他同類型同配置設(shè)備的平均節(jié)電效果基本相當(dāng)，該組數(shù)據(jù)保留；NX59371小區(qū)無節(jié)電效果，需從數(shù)據(jù)采集儀器方面做進一步的分析。NX10332小區(qū)忙時TRX利用率0.78，TRX配置合理，但節(jié)電效果達到28.32%，明顯優(yōu)于同類型同配置設(shè)備的節(jié)電效果，需從數(shù)據(jù)采集儀器方面做進一步的分析。
3.數(shù)據(jù)采集儀器放置是否合理校驗
數(shù)據(jù)采集儀器放置是否合理是通過校驗同狀態(tài)、同類型設(shè)備的功耗是否有明顯差異來判斷。某測試數(shù)據(jù)如果與同狀態(tài)、同類型其他設(shè)備的測試數(shù)據(jù)存在明顯差異，則認(rèn)為該測試數(shù)據(jù)失真而不納入最終分析報告中。
a.智能節(jié)電技術(shù)關(guān)閉狀態(tài)下
汽車客運站2個小區(qū)均為6個TRX，在節(jié)電功能關(guān)閉狀況下2個小區(qū)設(shè)備功耗有3A左右的差異；功能開啟后，2個小區(qū)設(shè)備功耗基本相當(dāng)。我們懷疑CellA節(jié)電技術(shù)關(guān)閉狀態(tài)的測量數(shù)據(jù)有誤，重新測試后CellA功耗為21A確定原測試數(shù)據(jù)18.36A為失真數(shù)據(jù)。因此汽車客運站CellA（NX59371），不納入最終節(jié)電效果分析報告中。
b.智能節(jié)電技術(shù)開啟狀態(tài)下
技術(shù)人員分析了在智能節(jié)電技術(shù)關(guān)閉/開啟情況下，全部RBS2202型6TRX小區(qū)和RBS2206型12TRX小區(qū)的耗電量同話務(wù)量關(guān)系。
經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)：在智能節(jié)電技術(shù)開啟后，某小區(qū)（生活社區(qū)NX10332小區(qū)）相同話務(wù)量情況下的耗電量要明顯小于其他小區(qū)。在話務(wù)量均為0erl左右時，該小區(qū)耗電量為400WH，其他小區(qū)為500WH，相差20％左右，與前面發(fā)現(xiàn)的“NX10332小區(qū)TRX配置合理情況下但節(jié)電效果達明顯優(yōu)于同類型同配置設(shè)備的現(xiàn)象”一致，故判斷該小區(qū)智能節(jié)電技術(shù)開啟狀態(tài)下的測試數(shù)據(jù)失真而決定不納入最終節(jié)電效果分析報告中。并且在智能節(jié)電技術(shù)關(guān)閉和開啟情況下，相同話務(wù)量情況下的耗電量基本接近，沒有明顯差異的小區(qū)，上述小區(qū)的測試數(shù)據(jù)真實準(zhǔn)確。
通過對測試數(shù)據(jù)進行校驗核實，技術(shù)人員決定將存在測試數(shù)據(jù)失真的生活社區(qū)NX10332小區(qū)、辦公大廈NX51223小區(qū)和汽車客運站NX59371小區(qū)不納入基站智能節(jié)電技術(shù)的測試結(jié)果中?；局悄芄?jié)電技術(shù)的最終測試結(jié)果見表4。
從表4中可以發(fā)現(xiàn)：小區(qū)TRX數(shù)越高節(jié)電效果越明顯。小區(qū)TRX數(shù)越多，在話務(wù)量閑時可轉(zhuǎn)入休眠狀態(tài)的TRX數(shù)量和節(jié)省出來的PAbias功耗會越多，從而節(jié)電效果越明顯。根據(jù)通信設(shè)備集成度越來越高和小區(qū)滿TRX數(shù)越來越大的發(fā)展趨勢，基站智能節(jié)電技術(shù)的應(yīng)用效果會進一步提高。
智能節(jié)電技術(shù)經(jīng)濟可行性
2008年7月14～17日這四天，技術(shù)人員對生活社區(qū)RBS2202型設(shè)備、辦公大廈與酒店RBS2206型設(shè)備的BTS和TRX日用電量統(tǒng)計分析見表5。
從表5中可以得出：RBS2202型設(shè)備每TRX日用電量為2.47度,RBS2206型設(shè)備每TRX日均用電量為2.13度。汽車客運站由于智能節(jié)電技術(shù)關(guān)閉狀態(tài)下測試數(shù)據(jù)失真，所以不納入本次統(tǒng)計分析。
智能節(jié)電技術(shù)軟件費用成交價為295元/TRX，廣西基站電費為0.58元/度，BTS的固定資產(chǎn)投資是按5年折舊報廢考慮。我們對不同類型BTS智能節(jié)電技術(shù)經(jīng)濟可行性分析見表6。
從表6中可以發(fā)現(xiàn)：RBS2202型BTS啟用智能節(jié)電技術(shù)的投資回收期大于固定資產(chǎn)投資折舊年限，不可行；RBS2206型BTS啟用智能節(jié)電技術(shù)的投資回收期小于固定資產(chǎn)投資折舊年限，具備可行性?？紤]RBS2206型不同TRX數(shù)的小區(qū)節(jié)電效果情況，建議智能節(jié)電技術(shù)在小區(qū)TRX數(shù)大于6的RBS2206型BTS上應(yīng)用。
對網(wǎng)絡(luò)性能的影響和應(yīng)用探討
基站智能節(jié)電技術(shù)應(yīng)用過程中TCHTRX工作狀態(tài)和休眠狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換，可能會給網(wǎng)絡(luò)性能帶來不良影響。本次測試通過網(wǎng)管系統(tǒng)采集智能節(jié)電技術(shù)關(guān)閉/開啟狀態(tài)下的相關(guān)網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)后進行相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)的對比*估。網(wǎng)絡(luò)性能統(tǒng)計指標(biāo)主要包括：傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計指標(biāo)、語音質(zhì)量指標(biāo)（信號質(zhì)量SQI）、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)統(tǒng)計指標(biāo)和BSC的CP負(fù)荷指標(biāo)等四部分內(nèi)容。傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計指標(biāo)包括了TCH和SDCCH的掉話率、指派成功率及擁塞率，切換嘗試次數(shù)和成功率。數(shù)據(jù)質(zhì)量指標(biāo)包括了下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)總量比較、上行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)總量比較、GPRS下行IP速率比較和GPRS上行IP速率比較。
技術(shù)人員根據(jù)對比*估結(jié)果發(fā)現(xiàn)：智能節(jié)電技術(shù)開啟后，網(wǎng)絡(luò)性能KPI指標(biāo)均在正常范圍內(nèi)波動，BSC的CP負(fù)荷指標(biāo)基本相近。智能節(jié)電技術(shù)的應(yīng)用不會給網(wǎng)絡(luò)性能帶來不
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