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专题
2022/2/9 14:09

基站节能降耗实践探讨

邮电设计技术  王金明

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摘要:主要介绍了天津联通在无线网4G/5G基站能耗管理体系化实践应用中的分析方法和工作经验,包括制定关停策略、实施智能化节电手段和效果评估等内容。运用物联网通信技术,远程控制智能断路器执行断开或者闭合指令,形成节能效果最大化的能耗管理新手段。在保障网络质量的前提下,减少基站电费支出,提高网络运行效能。

关键词:能耗管理;智能化节电;IoT

doi:10.12045/j.issn.1007-3043.2022.01.012

概述

移动网络无线信号覆盖包括室外宏基站和室内分布系统。每天不同时间段的用户数量有差异,尤其是5G网络的建设初期,在网活跃用户量少,5G基站设备在凌晨多处于空闲耗能状态。许多商超、商务办公楼宇的室内用户数量具有潮汐式变化的特点。这些网络负荷的变化情况,为闲时关停基站设备提供了基础条件。

为落实低碳运营、提高网络运行效能工作要求,天津联通在保障网络健康运行的同时,扩展降本增效途径,发挥现有4G/5G基站高度智能化的优势,运用网优平台的大数据,深度挖掘现有KPI指标与用户感知波动关联性,探索建立节电体系。

节电体系是开展节电工作各环节的综合体,包括掌握不同基站设备的能耗、获取和分析无线网基站运行指标数据、根据数据分析结果制定不同基站场景的节电手段和关停时间。

其中数据分析是基础,用于筛选基站业务负荷在不同时间段的变化趋势,根据变化趋势预测有用户和没有用户的时间段,将基站可节电时间段分为有用户的自主节电时间段和没有用户的定时关停任务时间段。在节电实践中,数据分析的粒度从初期的天和小时级别,提升到15min级别。能够更加贴近用户,降低定时关停任务对用户的影响。

节电方式有软关断节电技术和硬关断节电技术,软关断是无线网设备自身的软件节能技术,包括符号关断、通道关断、载波关断以及小区闭锁和深度睡眠。硬关断是在基站设备的供电线路上安装供电控制开关,有可以联网远程控制分闸合闸读取电压电流数值的智能关断开关,还有定时器开关等。依据基站业务负荷变化趋势的分析结果,在每天的自主节电时间段和定时关停任务时间段,采取不同的节电技术,达到保障网络健康运行,为用户提供优质通信服务的同时,降低基站设备的能耗。

确定基站设备采用哪种节电方式和定时关停任务的时间称为输出节电策略。天津联通在节电实践中,探索实施组合的节电策略。即所有基站全天开启符号关断节电方式,在结合设备型号支持节电功能的基础上,对覆盖商业街、大型商超的4G多通道基站部署了通道关断节电方式。对覆盖地铁、高校、大型场馆的4G多载波基站部署了载波关断节电方式。在预测没有用户的时间段,5G基站有2种节电方式,一种是深度睡眠节电,另一种是智能关断节电,选择哪种方式取决于基站是否安装了智能关断设备。

智能关断设备可以根据在网用户数量灵活调整基站发射功率,当大量用户使用网络时,基站满功率发射;当少量用户使用网络时,自主降低基站发射功率,增加基站设备低功耗运行时间。在预测没有用户使用网络的时间段,5G基站执行定时关停任务。此时,用户的手机自动脱离5G网络进入4G基础层网络,此时覆盖区域内用户少,4G基础层的网络能够满足用户的需求,从而使5G设备处于低功耗运行状态,达到节电目的。

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