- 直放站節(jié)能技術的市場需求
- 直放站節(jié)能的關鍵技術
- 時隙智能關斷
- 預失真技術
- 智能載波調度
- 太陽能供電系統(tǒng)
直放站由于其建設成本低，安裝簡單，組網靈活等優(yōu)點被廣泛的應用于移動通信系統(tǒng)，作為基站覆蓋的輔助手段，來解決一般基站難以覆蓋的盲區(qū)或弱區(qū)問題，改善網絡質量。例如在高速公路、地鐵、隧道、停車場、商場、賓館、機場、碼頭、偏遠郊區(qū)、以及人口密集的室內等，都有安裝直放站來增加網絡覆蓋，消除信號弱區(qū)與盲區(qū)。
隨著直放站的普及，直放站能耗已成為移動通信能耗的一個重要組成部分。在通信行業(yè)大力開展節(jié)能降耗工作的今天，研究直放站節(jié)能是非常有意義的。下面本文將從分析研究直放站節(jié)能技術的必要性入手，從多個技術維度介紹直放站節(jié)能技術。
研究直放站節(jié)能技術的必要性
目前對直放站節(jié)能技術進行研究的需求主要來自于以下幾個方面：
研究直放站節(jié)能技術是通信行業(yè)節(jié)能降耗的需求。
隨著通信及信息化的不斷發(fā)展，通信行業(yè)的能耗問題日益嚴重，統(tǒng)計數(shù)據顯示，我國通信產業(yè)每年的各種能耗費用超過100億元，耗電量突破200億度，耗電總量在各行業(yè)中排名第14位，并且隨著通信業(yè)的不斷發(fā)展，這些數(shù)據還將持續(xù)增長，可以說，通信行業(yè)節(jié)能降耗的形勢日趨嚴峻。對此，有關通信產業(yè)節(jié)能降耗的政策與法規(guī)逐漸出臺，要求從多方面實現(xiàn)節(jié)能降耗的目標，其中就包括對通信設備制造商的要求。業(yè)內專家指出：設備制造商應積極開展節(jié)能型產品、設備的研發(fā)，深挖節(jié)能潛力，為降低通信產業(yè)整體能耗做貢獻。而隨著直放站的普及，直放站能耗在移動通信能耗中的比重越來越重要，所以現(xiàn)在研究直放站節(jié)能是勢在必行。
研究直放站節(jié)能技術是電信運營商的需求。
對于節(jié)能降耗電信運營商有強烈的責任感和緊迫感，一方面，節(jié)能降耗是電信運營商的社會責任，另一方面，節(jié)能降耗是電信運營商提高管理水平、降低成本、提高收益的一種手段。所以在設備采購方面，電信運營商采購高節(jié)能、高效率的設備是一種必然的趨勢。而研究直放站節(jié)能技術正是對該趨勢的積極反應。
研究直放站節(jié)能技術是直放站制造商的需求。
研究直放站節(jié)能技術是直放站設備制造商的必然選擇，一方面，是響應國家號召，履行社會責任，另一方面，關系到企業(yè)可持續(xù)發(fā)展，若稍有怠慢，企業(yè)就可能被市場淘汰。
直放站節(jié)能的關鍵技術
目前可以從以下幾個方面實現(xiàn)直放站節(jié)能：
時隙智能關斷
功放是移動通信直放站設備中能耗最大的部分，例如在輸出功率20W以上的設備中，功放的能耗通常占整機設備能耗的80%。而目前的GSM直放站中，無論設備狀態(tài)是忙或者是閑，各時隙是否有用戶占用，設備中的功放都是常開的。而實際上，在無用戶占用的時隙，可以將功放關斷以降低整機設備的能耗。時隙智能關斷技術正是基于這一特點，它能根據各載頻業(yè)務信道的占用信息控制該時隙內下行功放的開關狀態(tài)，即當某個業(yè)務信道(時隙)有用戶占用時，打開該時隙內下行功放；當某個業(yè)務信道(時隙)無用戶占用時，關斷該時隙內下行功放，從而提高下行功放的利用率，達到節(jié)能降耗的目的。時隙智能關斷技術控制精確，且效率高，能有效的實現(xiàn)GSM直放站節(jié)能。
預失真技術
采用預失真技術能大大改善功放的線性度，實現(xiàn)功放的工作點離飽和區(qū)稍近一點，從而使功放以較高的功率工作，達到直放站節(jié)能降耗的目的。
預失真又分為模擬預失真（APD）和數(shù)字預失真（DPD）。模擬預失真是指在功放輸入前插入一個預失真器，這種預失真器產生的非線性與功放產生的非線性正好相反，使合成后的傳輸特性呈現(xiàn)出較好的線性。模擬預失真實現(xiàn)簡單、技術難度小、成本低，但線性度改善不高。而數(shù)字預失真是近幾年發(fā)展起來的一種新型技術，是線性功放發(fā)展的主流，其線性度高、效率高，但電路復雜，實現(xiàn)難度大。其原理是將功放輸入的信號取樣，下變頻到中頻、經數(shù)字中頻處理后、提取基帶數(shù)字信號的輻度和相位信息，再將輸出的非線性的信號同樣變頻到基帶，并提取相應的信息，兩者相比較，再通過相位和輻度調整電路將輸入信號進行動態(tài)地矯正，實現(xiàn)較好的線性。
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智能載波調度
在學校、辦公樓、體育館等話務量具有明顯潮汐特點的區(qū)域，可以利用載波池的工作原理，采用時間策略在部分時間段關斷直放站下行功放射頻開關，從而達到節(jié)能降耗的目的。
圖1所示為光纖載波池直放站，用戶可以通過監(jiān)控系統(tǒng)的網管界面對載波池遠端機上下行鏈路開關進行設置。當遠端基站載頻繁忙，話務量大，需要載頻支援時，設置開啟射頻信號開關，則近端基站的載頻資源通過載波池系統(tǒng)被傳輸?shù)竭h端基站。當遠端基站話務量小，沒有載頻需求時，設置關閉射頻信號開關，則遠端基站的調度載頻資源被剝奪。光纖載波池遠端站監(jiān)控盤也可以通過網管監(jiān)控軟件將時間控制表下載到遠端設備的非揮發(fā)性存儲器中，這樣遠端設備就可以依據時間表進行智能切換。在設置時間內，打開射頻信號開關，在設置時間外，關斷射頻信號開關。從而實現(xiàn)合理、高效分配資源，達到節(jié)能降耗。
圖1光纖載波池系統(tǒng)框圖
另外，還可以運用智能載波調度，即根據近端基站話務和遠端基站話務進行載波調度，實現(xiàn)更精確更高效的節(jié)能。該系統(tǒng)要求載波池近遠端均配有話務統(tǒng)計單元。初始狀態(tài)下，載波池系統(tǒng)關閉，系統(tǒng)近端統(tǒng)計近端基站小區(qū)話務，系統(tǒng)遠端統(tǒng)計覆蓋區(qū)基站小區(qū)話務。當近端基站話務統(tǒng)計值較?。ɑ据d頻較閑），且遠端基站話務統(tǒng)計值較大（遠端有話務需求）時，則打開直放站遠端下行功放，開啟調度系統(tǒng)。此后，系統(tǒng)近端仍然統(tǒng)計近端基站的總話務（此時的話務包括吸收的遠端話務），系統(tǒng)遠端開始統(tǒng)計直放站話務。當遠端設備吸收的話務量較小，沒有載頻需求時，關斷直放站遠端下行功放射頻開關。同時遠端設備中的話統(tǒng)單元改為統(tǒng)計遠端基站話務。
太陽能供電系統(tǒng)
在日照充足的地區(qū)，例如我國的內蒙西部，甘肅西部、新疆南部、青藏高原等地，其年平均日照時間大于1800小時，年總輻射量大于440千焦/厘米2，具有豐富的太陽能資源，可以利用太陽能供電系統(tǒng)為直放站供電，從而減小電能消耗，實現(xiàn)節(jié)能。
太陽能供電系統(tǒng)主要由太陽能電池板、控制器、蓄電池組成，系統(tǒng)結構如圖2所示。在太陽能供電系統(tǒng)中，直放站由蓄電池組供電，維持正常的運作。無日照、陰雨天氣時由蓄電池組為直放站設備供電。當天氣晴朗、有日照時蓄電池組一方面向設備供電，另一方面由太陽能電池極板方陣對蓄電池組供電，以補充其在無日照時間里為設備供電所釋放的電量。太陽能控制器的作用是控制整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并對蓄電池起到過充電保護、過放電保護的作用。
圖2太陽能供電系統(tǒng)組成框圖
另外，太陽能也可與交流混合供電，適用于日照不夠充足，無法滿足直放站長時間工作需要，而當?shù)赜钟薪涣鞴╇娰Y源的地區(qū)。在太陽能與風能資源都很充裕的地區(qū)，也可利用太陽能和風能混合供電。
隨著通信行業(yè)對節(jié)能降耗越來越高度的重視，直放站節(jié)能技術研究也越來越受到業(yè)內的關注，目前國內各大直放站設備制造商也都對此做出了努力，越來越多的節(jié)能方案被提出，而本文介紹的只是其中幾種，還有如低功耗器件；在滿足網絡正常運行的情況下，降低射頻指標等很多很好的節(jié)能方案。而且，通過努力，將來會有更多更好的節(jié)能方案。后期我們應該從多方面考慮節(jié)能，除了降能耗，還要省材料，省空間，合理運用各種節(jié)能技術，從最大程度上實現(xiàn)節(jié)能降耗。
