一、技術(shù)名稱：基站載頻設(shè)備智能節(jié)電技術(shù)
二、技術(shù)所屬領(lǐng)域及適用范圍：電信行業(yè)移動(dòng)通信領(lǐng)域，GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)和TD-SCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)。
三、與該技術(shù)相關(guān)的能耗及碳排放現(xiàn)狀
根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，基站整體能耗約占全部通信網(wǎng)絡(luò)能耗的60%以上，基站主設(shè)備能耗約占基站整體能耗的50%左右，基站主設(shè)備功耗普遍較高，大部分設(shè)備整機(jī)效率不超過15%。目前應(yīng)用該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)節(jié)能量11萬tce/a，CO2減排約29萬t/a。
四、技術(shù)內(nèi)容
1.技術(shù)原理
基站主設(shè)備功耗主要由機(jī)柜功耗和載頻功耗兩部分組成。機(jī)柜功耗主要包括控制板、風(fēng)扇、合路器幾部分，能耗值在基站功耗中所占比例較少；載頻功耗則是基站功耗的主要部分。
由于無線用戶的移動(dòng)特性，基站設(shè)備每天不同時(shí)間段的負(fù)荷具有較大差異，在沒有話務(wù)時(shí)，載頻依然滿功率工作，將造成能源浪費(fèi)。
基站載頻智能節(jié)電技術(shù)是通過實(shí)時(shí)評(píng)估基站小區(qū)載頻上的話務(wù)量水平，根據(jù)判決結(jié)果將空閑資源轉(zhuǎn)入關(guān)斷狀態(tài)以達(dá)到節(jié)能目的。這種對(duì)于空閑資源的關(guān)斷主要是指對(duì)于載頻單元中功放模塊（PA）的關(guān)斷。
2.關(guān)鍵技術(shù)
功放模塊是載頻中向天饋發(fā)射功率的主要部分，通常情況下，無論是否有業(yè)務(wù)發(fā)生，功放模塊都以滿負(fù)荷狀態(tài)工作。采用該技術(shù)后，系統(tǒng)能夠根據(jù)業(yè)務(wù)負(fù)荷對(duì)功放模塊進(jìn)行瞬時(shí)關(guān)斷和開啟。功放模塊能耗由靜態(tài)能耗和動(dòng)態(tài)能耗兩部分組成，其中靜態(tài)能耗由偏置電壓控制，動(dòng)態(tài)能耗由工作電壓控制。智能節(jié)電技術(shù)通過關(guān)閉功放模塊的工作電壓和偏置電壓降低功放模塊的功耗，進(jìn)一步降低載頻功耗，從而實(shí)現(xiàn)基站整體能耗的降低。
3.工藝流程
智能節(jié)電技術(shù)可以通過硬件或軟件控制實(shí)現(xiàn)，其實(shí)現(xiàn)方式可分為基于時(shí)隙的PA關(guān)斷和基于負(fù)荷的載頻/PA關(guān)斷。
（1）基于時(shí)隙的PA關(guān)斷技術(shù)
基于時(shí)隙的PA關(guān)斷是指在沒有話務(wù)的時(shí)隙（即動(dòng)態(tài)功耗為0）的情況下，關(guān)閉PA的偏置電壓，從而進(jìn)一步節(jié)省功放的靜態(tài)功耗的技術(shù)。工作原理見圖1。
圖1 基于時(shí)隙的PA關(guān)斷原理圖
（2）基于負(fù)荷的載頻/PA關(guān)斷技術(shù)
基于負(fù)荷的PA關(guān)斷是根據(jù)每個(gè)載頻話務(wù)情況，將空閑時(shí)長超過門限時(shí)間（可設(shè)置）的載頻對(duì)應(yīng)的功放偏置電壓關(guān)閉，在話務(wù)增長時(shí)重新打開功放偏置電壓。工作原理見圖2。
圖2 基于負(fù)荷的載頻/PA 關(guān)斷技術(shù)原理圖
五、主要技術(shù)指標(biāo)
1.基于時(shí)隙的PA關(guān)斷技術(shù)節(jié)電效果從12%-40%不等；
2.基于負(fù)荷的PA/載頻關(guān)斷技術(shù)節(jié)電效果為3.4%-20%；
3.平 均 每 載 頻 節(jié) 省 功 耗 范 圍 從4W-36W不 等（每 載 頻 年 均 節(jié) 電35kWh-320kWh）。
六、技術(shù)鑒定、獲獎(jiǎng)情況及應(yīng)用現(xiàn)狀
該技術(shù)屬于國際領(lǐng)先技術(shù)，是目前世界各大運(yùn)營商大力推廣應(yīng)用的基站節(jié)能技術(shù)。根據(jù)估算，目前國內(nèi)基站應(yīng)用比例約達(dá)到50%。
七、典型應(yīng)用案例
典型用戶：中國移動(dòng)通信集團(tuán)河北有限公司石家莊分公司
典型案例1
技術(shù)提供單位：中國移動(dòng)通信集團(tuán)公司
建設(shè)規(guī)模：2009 年起開始對(duì)現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行軟件升級(jí)，同時(shí)在新建設(shè)備均開啟該項(xiàng)功能。原有設(shè)備軟件升級(jí)即可生效，新建設(shè)備開通即具備。該分公司使用智能節(jié)電的GSM基站載頻規(guī)模超過66000個(gè)。主要技改內(nèi)容：對(duì)于已建基站，將BSC設(shè)備開啟智能節(jié)電功能，軟件開啟，無需硬件改動(dòng)，需升級(jí)的設(shè)備包括：基站控制器BSC、基站BTS、網(wǎng)管設(shè)備；對(duì)于新建基站，在建設(shè)階段即開啟智能節(jié)電功能。根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，使用智能節(jié)電功能后，每載頻每天平均節(jié)電0.3度。石家莊分公司GSM基站全年節(jié)電量為722.7萬kWh。按照折算標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)為0.1229kgce計(jì)算，折算全年節(jié)約2493tce。全年減少CO2排放5037t。節(jié)能技改投資額660萬元，建設(shè)期2年。每年可節(jié)能888tce，年節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益為614萬元，投資回收期約13個(gè)月。
典型用戶：中國移動(dòng)通信集團(tuán)河北有限公司保定分公司
典型案例2
技術(shù)提供單位：中國移動(dòng)通信集團(tuán)公司
建設(shè)規(guī)模：2009 年起開始對(duì)現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行軟件升級(jí)，同時(shí)在新建設(shè)備均開啟該項(xiàng)功能。原有設(shè)備軟件升級(jí)即可生效，新建設(shè)備開通即具備。該分公司使用智能節(jié)電的TD-SCDMA基站載頻規(guī)模超過12000個(gè)。主要技改內(nèi)容：對(duì)于已建基站，將RNC設(shè)備開啟智能關(guān)載頻功能，軟件開啟，無需硬件改動(dòng)，需升級(jí)的設(shè)備包括：RNC、Node-B、網(wǎng)管設(shè)備；對(duì)于新建基站，在建設(shè)階段即開啟智能節(jié)電功能。根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，使用智能節(jié)電功能后，每載頻每天平均節(jié)電0.6kWh。
保定分公司TD-SCDMA基站全年節(jié)電量為262.8萬kWh。年節(jié)約323tce。年減排CO2排放1832t。節(jié)能技改投資額170萬元，建設(shè)期6個(gè)月。每年可節(jié)能323tce，年節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益223萬元，投資回收期約9個(gè)月。
八、推廣前景及節(jié)能減排潛力
該技術(shù)可在電信行業(yè)各運(yùn)營企業(yè)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)全面推廣，實(shí)現(xiàn)2G、3G移動(dòng)通信基站設(shè)備的節(jié)能降耗。預(yù)計(jì)未來五年，該技術(shù)在移動(dòng)通信領(lǐng)域推廣比例將超過80%，形成的年節(jié)能能力為22萬tce，年減排能力58萬tCO2。
|
