基站节电功能应用

基站节能功能应用2014年6月26日

一、概述

从整个移动通信网络设备的能源消耗分布来看，基站设备的能源消耗占到了90%，其他的包括核心网和网管占了不到10%。因此，在节能这个问题上，基站节能尤其重要。

二、TD基站节电

1、TD节电功能及原理概述

1.1 BBU节电技术技术原理介绍

基带板智能下电技术原理如下：

基于业务资源的灵活分配和基带池管理，分散的用户的基带资源可以在整个基带池内进行灵活调度，用户所需的基带资源可以根据策略汇聚到在一块或几块基带处理板上。在用户话务较低时触发设定的门限，进行基带板智能节电，对空闲的基带板进行下电或者休眠；在用户话务上升超过设定的门限，对基带板进行上电，满足用户资源分配的需要。

BBU配置为S666，需要配置两块9或12载波基带板，在夜间低话务量时只需要S222，这时可以只需要使用一块基带板，将另一块基带板下电。

1.2 RRU节电功能技术原理介绍

RRU节电主要是时隙智能关断功能，技术原理如下。

无线通信系统存在忙时和闲时，在话务比较空闲时，不需要系统满负荷工作。所以可以根据实时话务量，在话务量较低时，将分布在不同时隙的用户集中汇聚到少量时隙上，对其它空闲时隙进行关断，达到节电的目的。在话务量上升时，再根据实时话务量打开相应的时隙。这种节电原理可以应用到所有无线系统，并适用于任何场景。

2、TD节电功能应用

2.1 BBU节电功能配置

BBU节电开关是NodeB的基带板节电开关，开关设置为开，基带板才能节电，设置为关，无论是否在节电时间段内，基带板都不会进入节电状态。

节电开关打开后，只有在节电时间段内，空闲的基带板才可能进入节电状态，否则不节电。考虑用户使用，开启时间设为凌晨0点0分到6点0分。

节电开关打开，在节电时间段内，当存在所有基带资源都空闲可用的基带板，且除此之外还存在大于或等于预留个数的其他基带资源，才能把空闲的基带板下电。对于普通小区的应用，一般预留载波数目配置为1。

2.2 RRU节电功能配置

RRU时隙智能关断的实现可以把零散的业务汇聚到集中的时隙并把没有业务占用的时隙关断，提高了整机效率，大大降低了RRU的整机功耗，进而大幅度节约了电能。通过以下两个步骤可以实现时隙节电功能：

设置后台的RRU时隙节电开关和生效时间段

修改RRU节电开关为开、RRU时隙节电开关为开，

修改RRU节电时间段，凌晨0点0分至6点0分。

3、TD节电功能对指标的影响

3.1 前台测试指标对比

RRU/BBU节电功能开启通过A TU进行测试指标对比

开启前后ATU测试具体指标如下：

开启前后CQT测试具体指标如下：

通过前台测试指标进行前后的对比发现，开启RRU/BBU功能开关对实际网络测试指标没有影响，维持在正常的波动范围之内

3.2 网管指标对比分析

然后以RNC为单位开启之前和开启之后的数据进行对比，对比发现网络性能影响基本没有，KPI没有异常波动情况出现。

以下为KPI前后对比表：

4、TD节电效果

对于基站功耗，也就是在指定工作状态下基站的输入电压乘以电流。

4.1 功耗测试原理图

4.2 测试工具

万用表(测量电压)，嵌流表(测量基站电流)，Agilent34970(长时间记录电流值)，功率计。

4.3 测试环境

选取测试站点，比较典型的站点（忙时业务量较大，闲时业务量很小，对比明显），根据便于测试，便于测试对比等综合考虑，选取8个站点进行开启前后的电流测试并做好记录。

4.4 测试配置

测试时根据基站每块基带板能够支持的载波数及整个基站能够支持的最大载波数，对基站进行不同的小区和载频配置，例如，每块基带板最多支持9/12载波，一个基站可支持两块基带板也就是18/24载波，基站载频一般配置为S444、S666、S888，在不同的载扇配置下面，凌晨时段测量记录每种配置下基站的电压电流值。

4.5 测试结果

采用基带板下电方式在一块基带板卡关断的情况下，BBU节能效果可达20.78%。板卡关断的越多，节能效果越明显。下表一为现网实际测试的数据：

表一基带板下电方式的节能效果

RRU节电是根据话务量的变化，自动实时进行的节能操作。其中时隙智能节电可将话务低流量时段自动关闭时隙可进一步降低RRU非忙时功耗。表二为经过实际测试，关断不同时隙个数时的节能效果，当关闭3个时隙时，降耗比率可达12.05%。

表二关断时隙方式的节能效果

具体测试情况如下：

因此，在夜间等话务稀少的时段，综合BBU及RRU节能技术，节能效果最为明显，此时，基站总能耗降低超过10%。

4.6 节电效果

节约耗电=27w（RRU节电）*3（RRU数量）*6（节电时段）*1000(基站数)+31w（BBU 节电）*6（节电时段）*600（按60%基站有2块基带板）=597.6度

根据计算，以中等规模的城市为例，假设共1000个TD基站，采用以上节电技术，每天可节约耗电约600度。

三、GSM基站节电

1、节电原理概述

该功能使用的方法是对小区中没有使用的空闲信道数量进行监测。如果小区中空闲的信道数量足够大（允许随时间波动），则该功能将关闭一个或多个TRX。驻留在被关闭TRX 上的话务将被转移到其它TRX。由于关闭之后的TRX单元处于热备份模式，因此能够降低其电力消耗。当小区中的话务量增加并且空闲信道的数量低于一个域值（确保呼叫建立质量）时，其中一个备用TRX将立即返回使用状态。

2、关闭空闲载频的系统流程

（1）基本机制判断是否关闭时隙，取决于小区中的空闲信道数量；

（2）多重判断机制保证系统关断准确性；

（3）系统每隔10s 对空闲信道进行一次扫描；

（4）判断：若空闲信道大于或等于BTSPSHYST+固定迟滞，系统计时器+1；若空闲信道小于BTSPSHYST +固定迟滞，系统计时器－3；

（5）当计时器到达门限TRXOFFTARGET, 选择闭锁最适合关闭的载频,在该载频上拒绝建立新呼叫，原有呼叫被切换至其他可用信道上；

（6）当所选载频上最终没有话务时，关闭该载频。