節(jié)能減排技術在TD-SCDMA中的應用

一、引言

在當今信息通信業(yè)進行“低碳經(jīng)濟”的布局中，作為3G標準之一的TD-SCDMA，其節(jié)能減排的工作成效斐然。作為TDD領域通信設備主要提供商，大唐移動不僅通過企業(yè)自身節(jié)能減排，同時還通過技術創(chuàng)新、業(yè)務應用和商業(yè)模式探索、信息化水平提升，來完善綠色通信產(chǎn)業(yè)鏈，幫助整個產(chǎn)業(yè)形成綠色發(fā)展。大唐移動已然成為領跑TD-SCDMA低碳減排的重要力量。

本文主要介紹大唐移動在TD-SCDMA建設各個環(huán)節(jié)中的各類節(jié)能減排新技術的應用，在配合運營商實現(xiàn)節(jié)能減排的工作目標的同時，也很好地履行作為中央直屬企業(yè)應負的社會責任。

二、綠色基站

據(jù)調查，移動通信中基站機房占總能耗的73%，其中基站設備的能耗最大，占整個機房能耗的51%，機房空調能耗占46%，其他配套能耗3%。基站設備能耗占比最高，是節(jié)能重點，同時需有效降低機房配套設施的能耗。

對于基站節(jié)能應用，可分為硬件和軟件兩個方面：

（一）硬件技術

TD基站分為RRU和BBU兩個部分。其中RRU無論從數(shù)量還是單個能耗都要大于BBU，而RRU能耗主要部件在高功放。以大唐移動為例，大唐移動的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，擴展線性放大運行區(qū)，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

移動通信的話務分布具有明顯的時間相關性。利用這一特性，網(wǎng)絡優(yōu)化軟件可以通過待機模式自動控制無線設備，降低整個網(wǎng)絡的能耗。

具體來說，就是通過基帶板下電、關射頻通道、關時隙、自動溫控風扇等手段達到節(jié)能的目的。

對于基帶板下電，它的基本原理就是借助RNC話務量統(tǒng)計采取智能單板自適應開小區(qū)資源建立時，將同址鄰小區(qū)主頻點分配在同一BBU板卡上，輔頻點分配在其余BBU板卡之上，當小區(qū)負荷下降到一定程度，可關閉輔載波所在空閑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斷的情況下，主站節(jié)能效果可達26%。板卡關斷的越多，節(jié)能效果越明顯。下表一為南京現(xiàn)網(wǎng)實際測試的數(shù)據(jù)：

表一 基帶板下電方式的節(jié)能效果

關閉射頻通道、關時隙的原理與基帶板下電基本相同，都是根據(jù)話務量的變化，自動實時進行的節(jié)能操作。其中時隙智能節(jié)電可將話務低流量時段自動關閉無信號時隙可進一步降低RRU非忙時功耗。表二為經(jīng)過實際測試，關斷不同時隙個數(shù)時的節(jié)能效果。當關閉3個下行業(yè)務時隙時，降耗比率可達27%。

表二 關斷時隙方式的節(jié)能效果

在某些話務量極低的時段，當所有業(yè)務時隙均關閉之后，可通過關閉射頻通道達到降低能耗。根據(jù)分析，以大唐移動多通道RRU在南京現(xiàn)網(wǎng)中的實測數(shù)據(jù)為例（見表三），此時關閉四個通道可使整個RRU節(jié)電37w左右，降耗比率達到27%。

表三 多通道RRU通道關斷技術的節(jié)能效果

因此，在夜間等話務稀少的時段，綜合關時隙及關通道兩種技術，節(jié)能效果最為明顯，此時，RRU總能耗降低接近60%。

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

表四 自動溫控風機組的節(jié)能效果

根據(jù)計算，以中等規(guī)模的城市為例，假設共800個TD基站，采用以上軟件技術，每年可節(jié)約耗電約83萬度，相當于節(jié)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)絡節(jié)能減排非常重要的一環(huán)。建立完善的綠色供應鏈，著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(jié)。相比傳統(tǒng)物流，可降耗約50%。在設備包裝材料的選型方面考慮節(jié)能減排，傳統(tǒng)包裝以木質材料為主，大唐移動通過綠色節(jié)能的包裝材料，以紙(塑)代木，有效節(jié)省設備包裝材料。

傳統(tǒng)設備包裝材料尺寸不統(tǒng)一，一次使用后無法回收使用，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?shù)拳h(huán)節(jié)都會帶來不便。大唐移動通過將各款產(chǎn)品包裝材料尺寸統(tǒng)一，循環(huán)使用這些包裝材料，能夠有效節(jié)省產(chǎn)品包裝的數(shù)量，從而達到節(jié)能減排的目的。采用綠色包裝方式可節(jié)省耗材約60%。

大唐移動的設備制造遵從國際RoHS標準(綠色產(chǎn)品的運營對環(huán)境無污染)，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(jié)能耗，從多個方面共同努力，降低中間環(huán)節(jié)能耗。

四、可再生能源利用

不僅僅關注TD-SCDMA產(chǎn)品本身，大唐移動還積極推進網(wǎng)絡配套設施的節(jié)能減排和替代能源的使用，如采用電信級風光互補型電源供電系統(tǒng)，主要用于解決偏遠地區(qū)基站設備的供電問題?，F(xiàn)已經(jīng)試點應用于各電信運營商，解決無電可供、供電成本高等問題，節(jié)約了電能，有效降低了運營成本，為節(jié)能減排作出了貢獻。

在沒有電網(wǎng)的地方建設一個基站使用風光互補供電系統(tǒng)的好處是顯而易見的，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

在競爭激烈的通信行業(yè)，使用綠色基站已成為運營商提高競爭力、快速降低運營成本、提升盈利的有效手段，同時也是保護生態(tài)環(huán)境、節(jié)約能源的最優(yōu)選擇。大唐移動提出全面打造TD-SCDMA綠色產(chǎn)業(yè)，除了要向運營商提供優(yōu)質、節(jié)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)的所有維度進行節(jié)能減排的創(chuàng)新應用，為幫助運營商打造資源節(jié)約型企業(yè)，推動環(huán)境友好型社會的形成，做出積極貢獻。