基站節(jié)電功能應(yīng)用

1、基站節(jié)能功能應(yīng)用2014年6月26日一、 概述從整個(gè)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的能源消耗分布來看，基站設(shè)備的能源消耗占到了90%，其他的包括核心網(wǎng)和網(wǎng)管占了不到10%。因此，在節(jié)能這個(gè)問題上，基站節(jié)能尤其重要。二、 TD基站節(jié)電1、 TD節(jié)電功能及原理概述1.1 BBU節(jié)電技術(shù)技術(shù)原理介紹基帶板智能下電技術(shù)原理如下：基于業(yè)務(wù)資源的靈活分配和基帶池管理，分散的用戶的基帶資源可以在整個(gè)基帶池內(nèi)進(jìn)行靈活調(diào)度，用戶所需的基帶資源可以根據(jù)策略匯聚到在一塊或幾塊基帶處理板上。在用戶話務(wù)較低時(shí)觸發(fā)設(shè)定的門限，進(jìn)行基帶板智能節(jié)電，對(duì)空閑的基帶板進(jìn)行下電或者休眠；在用戶話務(wù)上升超過設(shè)定的門限，對(duì)基帶板進(jìn)行上電，滿足用戶資

2、源分配的需要。BBU配置為S666，需要配置兩塊9或12載波基帶板，在夜間低話務(wù)量時(shí)只需要S222，這時(shí)可以只需要使用一塊基帶板，將另一塊基帶板下電。1.2 RRU節(jié)電功能技術(shù)原理介紹RRU節(jié)電主要是時(shí)隙智能關(guān)斷功能，技術(shù)原理如下。無(wú)線通信系統(tǒng)存在忙時(shí)和閑時(shí)，在話務(wù)比較空閑時(shí)，不需要系統(tǒng)滿負(fù)荷工作。所以可以根據(jù)實(shí)時(shí)話務(wù)量，在話務(wù)量較低時(shí)，將分布在不同時(shí)隙的用戶集中匯聚到少量時(shí)隙上，對(duì)其它空閑時(shí)隙進(jìn)行關(guān)斷，達(dá)到節(jié)電的目的。在話務(wù)量上升時(shí)，再根據(jù)實(shí)時(shí)話務(wù)量打開相應(yīng)的時(shí)隙。這種節(jié)電原理可以應(yīng)用到所有無(wú)線系統(tǒng)，并適用于任何場(chǎng)景。2、 TD節(jié)電功能應(yīng)用2.1 BBU節(jié)電功能配置BBU節(jié)電開關(guān)是NodeB

3、的基帶板節(jié)電開關(guān)，開關(guān)設(shè)置為開，基帶板才能節(jié)電，設(shè)置為關(guān)，無(wú)論是否在節(jié)電時(shí)間段內(nèi)，基帶板都不會(huì)進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)。節(jié)電開關(guān)打開后，只有在節(jié)電時(shí)間段內(nèi)，空閑的基帶板才可能進(jìn)入節(jié)電狀態(tài)，否則不節(jié)電?？紤]用戶使用，開啟時(shí)間設(shè)為凌晨0點(diǎn)0分到6點(diǎn)0分。節(jié)電開關(guān)打開，在節(jié)電時(shí)間段內(nèi)，當(dāng)存在所有基帶資源都空閑可用的基帶板，且除此之外還存在大于或等于預(yù)留個(gè)數(shù)的其他基帶資源，才能把空閑的基帶板下電。對(duì)于普通小區(qū)的應(yīng)用，一般預(yù)留載波數(shù)目配置為1。2.2 RRU節(jié)電功能配置RRU時(shí)隙智能關(guān)斷的實(shí)現(xiàn)可以把零散的業(yè)務(wù)匯聚到集中的時(shí)隙并把沒有業(yè)務(wù)占用的時(shí)隙關(guān)斷，提高了整機(jī)效率，大大降低了RRU的整機(jī)功耗，進(jìn)而大幅度節(jié)約了電能

4、。通過以下兩個(gè)步驟可以實(shí)現(xiàn)時(shí)隙節(jié)電功能：設(shè)置后臺(tái)的RRU時(shí)隙節(jié)電開關(guān)和生效時(shí)間段修改RRU節(jié)電開關(guān)為開、RRU時(shí)隙節(jié)電開關(guān)為開，修改RRU節(jié)電時(shí)間段，凌晨 0點(diǎn)0分至 6點(diǎn)0分。 3、 TD節(jié)電功能對(duì)指標(biāo)的影響3.1 前臺(tái)測(cè)試指標(biāo)對(duì)比RRU/BBU節(jié)電功能開啟通過ATU進(jìn)行測(cè)試指標(biāo)對(duì)比開啟前后ATU測(cè)試具體指標(biāo)如下：全程呼叫成功率(%)MOS>=2.8占比(%)語(yǔ)音RxQuality質(zhì)量TD語(yǔ)音BLER開啟前10099.3799.690.05開啟后10099.3999.660.09開啟前后CQT測(cè)試具體指標(biāo)如下：全網(wǎng)接通率(%)TD接通率(%)PCCPCH覆蓋率(%)PCCPCH連續(xù)覆蓋

5、率(%)PCCPCH深度覆蓋率(%)DPCH覆蓋率(%)開啟前10010099.6399.9399.3299.67開啟后10010099.5199.9899.7699.65通過前臺(tái)測(cè)試指標(biāo)進(jìn)行前后的對(duì)比發(fā)現(xiàn)，開啟RRU/BBU功能開關(guān)對(duì)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)測(cè)試指標(biāo)沒有影響，維持在正常的波動(dòng)范圍之內(nèi)3.2 網(wǎng)管指標(biāo)對(duì)比分析然后以RNC為單位開啟之前和開啟之后的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，對(duì)比發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)性能影響基本沒有，KPI沒有異常波動(dòng)情況出現(xiàn)。以下為KPI前后對(duì)比表：AMR(12.2)業(yè)務(wù)無(wú)線接通率PS域無(wú)線接通率TD語(yǔ)音業(yè)務(wù)無(wú)線掉話率PS域無(wú)線掉線率電路域系統(tǒng)間切換出成功率%TD系統(tǒng)語(yǔ)音話務(wù)量(Erl)分組域業(yè)務(wù)流量（

6、MB）開啟前99.96%99.94%0.01%0.02%99.96%3.07 2669.72 開啟前99.97%99.99%0.01%0.03%99.97%2.29 2028.69 開啟前99.95%99.97%0.02%0.01%99.96%2.51 4178.71 開啟前99.96%99.99%0.01%0.01%99.98%3.61 3899.10 開啟后99.95%99.95%0.01%0.02%99.95%3.10 2521.63 開啟后99.94%99.98%0.00%0.02%99.98%2.34 2030.82 開啟后99.99%99.98%0.01%0.02%99.97%2.

7、59 4478.08 開啟后99.99%99.99%0.01%0.01%99.99%3.89 3723.56 4、 TD節(jié)電效果對(duì)于基站功耗，也就是在指定工作狀態(tài)下基站的輸入電壓乘以電流。4.1 功耗測(cè)試原理圖4.2 測(cè)試工具萬(wàn)用表(測(cè)量電壓)，嵌流表(測(cè)量基站電流)，Agilent34970(長(zhǎng)時(shí)間記錄電流值)，功率計(jì)。4.3 測(cè)試環(huán)境選取測(cè)試站點(diǎn)，比較典型的站點(diǎn)（忙時(shí)業(yè)務(wù)量較大，閑時(shí)業(yè)務(wù)量很小，對(duì)比明顯），根據(jù)便于測(cè)試，便于測(cè)試對(duì)比等綜合考慮，選取8個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行開啟前后的電流測(cè)試并做好記錄。4.4 測(cè)試配置測(cè)試時(shí)根據(jù)基站每塊基帶板能夠支持的載波數(shù)及整個(gè)基站能夠支持的最大載波數(shù)，對(duì)基站進(jìn)行不同

8、的小區(qū)和載頻配置，例如，每塊基帶板最多支持9/12載波，一個(gè)基站可支持兩塊基帶板也就是18/24載波，基站載頻一般配置為S444、S666、S888，在不同的載扇配置下面，凌晨時(shí)段測(cè)量記錄每種配置下基站的電壓電流值。4.5 測(cè)試結(jié)果采用基帶板下電方式在一塊基帶板卡關(guān)斷的情況下，BBU節(jié)能效果可達(dá)20.78%。板卡關(guān)斷的越多，節(jié)能效果越明顯。下表一為現(xiàn)網(wǎng)實(shí)際測(cè)試的數(shù)據(jù)：BBU能耗(W)降耗比例（%）節(jié)能應(yīng)用前15420.78%節(jié)能應(yīng)用后123表一 基帶板下電方式的節(jié)能效果RRU節(jié)電是根據(jù)話務(wù)量的變化，自動(dòng)實(shí)時(shí)進(jìn)行的節(jié)能操作。其中時(shí)隙智能節(jié)電可將話務(wù)低流量時(shí)段自動(dòng)關(guān)閉時(shí)隙可進(jìn)一步降低RRU非忙時(shí)功

9、耗。表二為經(jīng)過實(shí)際測(cè)試，關(guān)斷不同時(shí)隙個(gè)數(shù)時(shí)的節(jié)能效果，當(dāng)關(guān)閉3個(gè)時(shí)隙時(shí)，降耗比率可達(dá)12.05%。RRU功耗降耗比例（%）節(jié)能應(yīng)用前224關(guān)一個(gè)時(shí)隙2154.02%關(guān)二個(gè)時(shí)隙2068.04%關(guān)三個(gè)時(shí)隙19712.05%表二 關(guān)斷時(shí)隙方式的節(jié)能效果具體測(cè)試情況如下：基站名稱測(cè)試時(shí)間點(diǎn) 測(cè)試電流(A) 測(cè)試電壓(V) 節(jié)能功能打開后測(cè)試電流(A)測(cè)試電壓(V)平均節(jié)電TZ02A004H_LC書院路1:004.27533.755312.28%1:304.25533.77532:004.24533.87532:304.25533.63533:004.24533.6253TZ02K099H_LC浮山路機(jī)

10、房1:004.24533.865310.71%1:304.26533.76532:004.24533.87532:304.24533.73533:004.22533.7153TZ221003H_LC恒星學(xué)院1:004.25533.9539.22%1:304.27533.86532:004.24533.87532:304.24533.93533:004.25533.7353TZ228040H_SF舞陽(yáng)路1:004.15533.795312.14%1:304.23533.69532:004.21533.72532:304.24533.66533:004.26533.6753TZ228094H_SF

11、海生醫(yī)院1:004.24533.555312.29%1:304.24533.79532:004.25533.79532:304.24533.69533:004.26533.853TZ228097H_SF松日車行1:004.25533.775312.29%1:304.24533.8532:004.23533.79532:304.25533.72533:004.27533.5553TZ22X007H_SE留學(xué)服務(wù)中心1:004.24533.715310.45%1:304.23533.73532:004.15533.64532:304.23533.87533:004.21533.9153TZ22Y0

12、99H_SE錯(cuò)埠嶺1:004.26533.665312.02%1:304.24533.8532:004.25533.64532:304.24533.77533:004.23533.853因此，在夜間等話務(wù)稀少的時(shí)段，綜合BBU及RRU節(jié)能技術(shù)，節(jié)能效果最為明顯，此時(shí)，基站總能耗降低超過10%。4.6 節(jié)電效果節(jié)約耗電=27w（RRU節(jié)電）*3（RRU數(shù)量）*6（節(jié)電時(shí)段）*1000(基站數(shù))+31w（BBU節(jié)電）*6（節(jié)電時(shí)段）*600（按60%基站有2塊基帶板）=597.6度根據(jù)計(jì)算，以中等規(guī)模的城市為例，假設(shè)共1000個(gè)TD基站，采用以上節(jié)電技術(shù)，每天可節(jié)約耗電約600度。三、 GSM基站

13、節(jié)電1、 節(jié)電原理概述該功能使用的方法是對(duì)小區(qū)中沒有使用的空閑信道數(shù)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。如果小區(qū)中空閑的信道數(shù)量足夠大（允許隨時(shí)間波動(dòng)），則該功能將關(guān)閉一個(gè)或多個(gè)TRX。駐留在被關(guān)閉TRX上的話務(wù)將被轉(zhuǎn)移到其它TRX。由于關(guān)閉之后的TRX單元處于熱備份模式，因此能夠降低其電力消耗。當(dāng)小區(qū)中的話務(wù)量增加并且空閑信道的數(shù)量低于一個(gè)域值（確保呼叫建立質(zhì)量）時(shí)，其中一個(gè)備用TRX將立即返回使用狀態(tài)。2、 關(guān)閉空閑載頻的系統(tǒng)流程（1）基本機(jī)制判斷是否關(guān)閉時(shí)隙，取決于小區(qū)中的空閑信道數(shù)量；（2）多重判斷機(jī)制保證系統(tǒng)關(guān)斷準(zhǔn)確性；（3）系統(tǒng)每隔10s 對(duì)空閑信道進(jìn)行一次掃描；（4）判斷：若空閑信道大于或等于BTSPS

14、HYST+固定遲滯，系統(tǒng)計(jì)時(shí)器+1；若空閑信道小于BTSPSHYST +固定遲滯，系統(tǒng)計(jì)時(shí)器3；（5）當(dāng)計(jì)時(shí)器到達(dá)門限TRXOFFTARGET, 選擇閉鎖最適合關(guān)閉的載頻,在該載頻上拒絕建立新呼叫，原有呼叫被切換至其他可用信道上；（6）當(dāng)所選載頻上最終沒有話務(wù)時(shí)，關(guān)閉該載頻。3、 恢復(fù)關(guān)斷載頻的系統(tǒng)流程（1）更為快速和積極的系統(tǒng)機(jī)制判斷是否需要恢復(fù)關(guān)斷載頻，以避免可能發(fā)生的系統(tǒng)擁塞；（2）系統(tǒng)掃描空閑信道，計(jì)時(shí)器的增量取決于空閑信道的多少；（3）空閑信道數(shù)量大于BTSPSHYST固定遲滯，計(jì)時(shí)器歸零；（4）空閑信道數(shù)量越少，增量越大；（5）當(dāng)計(jì)時(shí)器達(dá)到門限TRXONTARGET時(shí)，選擇合適的載

15、頻恢復(fù)。系統(tǒng)掃描空閑信道，計(jì)時(shí)器的增量取決于空閑信道的多少。4、 節(jié)電功能對(duì)信道監(jiān)測(cè)告警的影響（1）基站節(jié)電功能并不影響現(xiàn)有的信道監(jiān)控告警功能：（2）被基站節(jié)電功能關(guān)閉的載頻，不會(huì)被作為故障載頻而告警；（3）當(dāng)基站節(jié)電功能開啟，故障載頻會(huì)正常觸發(fā)A2告警；（4）當(dāng)載頻故障時(shí)，節(jié)電功能立即開啟節(jié)電載頻，而后問題載頻觸發(fā)A2信道告警。 5、 參數(shù)設(shè)置對(duì)基站節(jié)電功能的影響嚴(yán)格地來說，節(jié)電功能不會(huì)對(duì)KPI指標(biāo)產(chǎn)生影響。因?yàn)楣?jié)電功能的多重判斷機(jī)制保證了系統(tǒng)關(guān)斷準(zhǔn)確性，避免短時(shí)間波動(dòng)對(duì)話務(wù)的影響。但是如果有些參數(shù)設(shè)置不合理，就會(huì)對(duì)KPI指標(biāo)產(chǎn)生一定的影響。譬如GPRSPRIO的設(shè)置，將直接影響到節(jié)電功能的

16、算法，對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)產(chǎn)生一定的影響。正確的參數(shù)設(shè)置將會(huì)保證KPI指標(biāo)不受功能開啟的影響，GPRSPRIO設(shè)置建議如下：PRSPRIO參數(shù)的設(shè)置將會(huì)影響到數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的性能。B位設(shè)置為0，On-demand PDCH被BTS Power saving和HCS功能認(rèn)為是IDLE狀態(tài)，比設(shè)置為1更容易省電，關(guān)閉的載波數(shù)較多，HCS的切換更容易被觸發(fā)，但數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)將更容易受到影響；反之則可以保護(hù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的進(jìn)行。我們可以根據(jù)不同區(qū)域的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)情況，在不同區(qū)域采用不同的節(jié)電方案，以使節(jié)電效果和保持網(wǎng)絡(luò)性能的平衡上提供多種選擇?？刹捎玫姆桨赣校海?）GPRSPRIO0：可用于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)相對(duì)不重要或者數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量較低，并且

17、需盡量使用全速率信道以提高CS業(yè)務(wù)性能的區(qū)域；表現(xiàn)為節(jié)電效果明顯，而且不容易觸發(fā)半速率；（2）GPRSPRIO1：表現(xiàn)為節(jié)電效果明顯；On-Demand PDCH被節(jié)電功能看做Idle信道；（3）GPRSPRIO2：可用于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)相對(duì)較大的區(qū)域；On-Demand PDCH被節(jié)電功能看做busy信道；（4）GPRSPRIO3：可用于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)使用量大的重要區(qū)域內(nèi)，如CBD或者學(xué)校，需盡量保證數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的性能。此方案節(jié)電效果較差但能很好地維持?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)的性能。6、 基站節(jié)電功能對(duì)指標(biāo)的影響節(jié)電功能對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)無(wú)明顯影響經(jīng)對(duì)比功能開啟網(wǎng)元的各項(xiàng)主要指標(biāo)，基站節(jié)電功能開啟對(duì)指標(biāo)無(wú)明顯影響，主要指標(biāo)見下圖： 7、 基站節(jié)電功能應(yīng)用效果根據(jù)基站代維公司人員在浮山路機(jī)房基站（G08G93）記錄電表讀數(shù)的結(jié)果，節(jié)電效果如下：（1）當(dāng)GPRSPRIO=0時(shí)，浮山路機(jī)房基站（G08G93）全天一共可節(jié)電 12度，減少9.6公斤CO2排放量（節(jié)約1度電減少0.8公斤 CO2