節能減排技術(shù)在TD-SCDMA中的應用

一、引言

在當今信息通信業(yè)進(jìn)行“低碳經(jīng)濟”的布局中，作為3G標準之一的TD-SCDMA，其節能減排的工作成效斐然。作為T(mén)DD領(lǐng)域通信設備主要提供商，大唐移動(dòng)不僅通過(guò)企業(yè)自身節能減排，同時(shí)還通過(guò)技術(shù)創(chuàng )新、業(yè)務(wù)應用和商業(yè)模式探索、信息化水平提升，來(lái)完善綠色通信產(chǎn)業(yè)鏈，幫助整個(gè)產(chǎn)業(yè)形成綠色發(fā)展。大唐移動(dòng)已然成為領(lǐng)跑TD-SCDMA低碳減排的重要力量。

本文主要介紹大唐移動(dòng)在TD-SCDMA建設各個(gè)環(huán)節中的各類(lèi)節能減排新技術(shù)的應用，在配合運營(yíng)商實(shí)現節能減排的工作目標的同時(shí)，也很好地履行作為中央直屬企業(yè)應負的社會(huì )責任。

二、綠色基站

據調查，移動(dòng)通信中基站機房占總能耗的73%，其中基站設備的能耗最大，占整個(gè)機房能耗的51%，機房空調能耗占46%，其他配套能耗3%?；驹O備能耗占比最高，是節能重點(diǎn)，同時(shí)需有效降低機房配套設施的能耗。

對于基站節能應用，可分為硬件和軟件兩個(gè)方面：

（一）硬件技術(shù)

TD基站分為RRU和BBU兩個(gè)部分。其中RRU無(wú)論從數量還是單個(gè)能耗都要大于BBU，而RRU能耗主要部件在高功放。以大唐移動(dòng)為例，大唐移動(dòng)的RRU產(chǎn)品支持高效功放EA解決方案：基帶消峰+中頻CFR、DPD、Doherty技術(shù)，擴展線(xiàn)性放大運行區，降低能耗，可使功放效率達到25%以上， RRU的整體功耗降低40%左右。對BBU部分，基帶處理板可采用業(yè)界最先進(jìn)的高速、高密度、低功耗芯片，BBU整體功耗每載波可降低37%左右。

（二）軟件技術(shù)

移動(dòng)通信的話(huà)務(wù)分布具有明顯的時(shí)間相關(guān)性。利用這一特性，網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化軟件可以通過(guò)待機模式自動(dòng)控制無(wú)線(xiàn)設備，降低整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的能耗。

具體來(lái)說(shuō)，就是通過(guò)基帶板下電、關(guān)射頻通道、關(guān)時(shí)隙、自動(dòng)溫控風(fēng)扇等手段達到節能的目的。

對于基帶板下電，它的基本原理就是借助RNC話(huà)務(wù)量統計采取智能單板自適應開(kāi)小區資源建立時(shí)，將同址鄰小區主頻點(diǎn)分配在同一BBU板卡上，輔頻點(diǎn)分配在其余BBU板卡之上，當小區負荷下降到一定程度，可關(guān)閉輔載波所在空閑BBU板卡，達到降低能耗的目的。

采用基帶板下電方式在一塊基帶板卡關(guān)斷的情況下，主站節能效果可達26%。板卡關(guān)斷的越多，節能效果越明顯。下表一為南京現網(wǎng)實(shí)際測試的數據：

表一 基帶板下電方式的節能效果

關(guān)閉射頻通道、關(guān)時(shí)隙的原理與基帶板下電基本相同，都是根據話(huà)務(wù)量的變化，自動(dòng)實(shí)時(shí)進(jìn)行的節能操作。其中時(shí)隙智能節電可將話(huà)務(wù)低流量時(shí)段自動(dòng)關(guān)閉無(wú)信號時(shí)隙可進(jìn)一步降低RRU非忙時(shí)功耗。表二為經(jīng)過(guò)實(shí)際測試，關(guān)斷不同時(shí)隙個(gè)數時(shí)的節能效果。當關(guān)閉3個(gè)下行業(yè)務(wù)時(shí)隙時(shí)，降耗比率可達27%。

表二 關(guān)斷時(shí)隙方式的節能效果

在某些話(huà)務(wù)量極低的時(shí)段，當所有業(yè)務(wù)時(shí)隙均關(guān)閉之后，可通過(guò)關(guān)閉射頻通道達到降低能耗。根據分析，以大唐移動(dòng)多通道RRU在南京現網(wǎng)中的實(shí)測數據為例（見(jiàn)表三），此時(shí)關(guān)閉四個(gè)通道可使整個(gè)RRU節電37w左右，降耗比率達到27%。

表三 多通道RRU通道關(guān)斷技術(shù)的節能效果

因此，在夜間等話(huà)務(wù)稀少的時(shí)段，綜合關(guān)時(shí)隙及關(guān)通道兩種技術(shù)，節能效果最為明顯，此時(shí)，RRU總能耗降低接近60%。

自動(dòng)溫控風(fēng)扇技術(shù)利用環(huán)境溫度在從20℃到40℃變化過(guò)程中，風(fēng)機轉速可以通過(guò)轉速的相應調整，以在環(huán)境溫度適中的時(shí)候用低轉速達到低能耗的效果?，F網(wǎng)應用中發(fā)現，風(fēng)機組在環(huán)境溫度從20℃到30℃的變化過(guò)程中，變化不明顯；而當環(huán)境溫度達到35℃以后，風(fēng)機的轉速快速提升，風(fēng)機的能耗急劇增加；環(huán)境溫度達到40℃時(shí)風(fēng)機組開(kāi)始全速運轉。從實(shí)測中可以看出，半速時(shí)比全速時(shí)節電40%左右。

表四 自動(dòng)溫控風(fēng)機組的節能效果

根據計算，以中等規模的城市為例，假設共800個(gè)TD基站，采用以上軟件技術(shù)，每年可節約耗電約83萬(wàn)度，相當于節省276.2噸標準煤，減少CO2排放707.7噸，減少SO2排放21.2噸。

三、綠色供應鏈

除了提供高質(zhì)量、低能耗的基站產(chǎn)品外，打造綠色供應鏈也是TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò )節能減排非常重要的一環(huán)。建立完善的綠色供應鏈，著(zhù)重考慮設備包裝材料選型、運輸能耗、包裝材料循環(huán)使用、設備退網(wǎng)回收等重要環(huán)節。相比傳統物流，可降耗約50%。在設備包裝材料的選型方面考慮節能減排，傳統包裝以木質(zhì)材料為主，大唐移動(dòng)通過(guò)綠色節能的包裝材料，以紙(塑)代木，有效節省設備包裝材料。

傳統設備包裝材料尺寸不統一，一次使用后無(wú)法回收使用，木材消耗量大，造成較大的資源浪費。不僅如此，它在裝載、儲存、運輸等環(huán)節都會(huì )帶來(lái)不便。大唐移動(dòng)通過(guò)將各款產(chǎn)品包裝材料尺寸統一，循環(huán)使用這些包裝材料，能夠有效節省產(chǎn)品包裝的數量，從而達到節能減排的目的。采用綠色包裝方式可節省耗材約60%。

大唐移動(dòng)的設備制造遵從國際RoHS標準(綠色產(chǎn)品的運營(yíng)對環(huán)境無(wú)污染)，并與成熟的第三方物流公司合作，縮短產(chǎn)品中間轉運環(huán)節能耗，從多個(gè)方面共同努力，降低中間環(huán)節能耗。

四、可再生能源利用

不僅僅關(guān)注TD-SCDMA產(chǎn)品本身，大唐移動(dòng)還積極推進(jìn)網(wǎng)絡(luò )配套設施的節能減排和替代能源的使用，如采用電信級風(fēng)光互補型電源供電系統，主要用于解決偏遠地區基站設備的供電問(wèn)題?，F已經(jīng)試點(diǎn)應用于各電信運營(yíng)商，解決無(wú)電可供、供電成本高等問(wèn)題，節約了電能，有效降低了運營(yíng)成本，為節能減排作出了貢獻。

在沒(méi)有電網(wǎng)的地方建設一個(gè)基站使用風(fēng)光互補供電系統的好處是顯而易見(jiàn)的，建設周期短、首期投資少、產(chǎn)權歸建設方、綠色能源有利環(huán)保。

五、結束語(yǔ)

在競爭激烈的通信行業(yè)，使用綠色基站已成為運營(yíng)商提高競爭力、快速降低運營(yíng)成本、提升盈利的有效手段，同時(shí)也是保護生態(tài)環(huán)境、節約能源的最優(yōu)選擇。大唐移動(dòng)提出全面打造TD-SCDMA綠色產(chǎn)業(yè)，除了要向運營(yíng)商提供優(yōu)質(zhì)、節能的基站產(chǎn)品之外，還將在產(chǎn)品生產(chǎn)、運輸、施工、運行等涉及TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)的所有維度進(jìn)行節能減排的創(chuàng )新應用，為幫助運營(yíng)商打造資源節約型企業(yè)，推動(dòng)環(huán)境友好型社會(huì )的形成，做出積極貢獻。