摩托罗拉GSM多载波功放基站助力移动网络绿色行动

前言

"节能减排，绿色环保"是中国政府在"十一五"期间的工作重点之一，中国移动作为电信行业的龙头企业，也提出了比国家制订到节能计划更为严格的节能减排目标。即在2010年单位业务量耗电量比2005年减少40％，对比2005年能耗水平，当年可节约80亿度电量消耗。

摩托罗拉作为主要通信网络设备供应商之一，一直致力于通过新技术的使用提升设备在节能减排、绿色环保方面的优势。由于在无线通信网络中，基站耗电占整个网络电能消耗的70%以上，摩托罗拉更加注重新技术在基站产品中的使用。因此，摩托罗拉在2009年正式推出商用基于新的多载波功放(MCPA)技术的GSM基站，该基站的部署将在节省功耗、节约占地、高集成度和降低成本等方面满足移动运营商"节能减排，绿色环保"的要求。

摩托罗拉GSM多载频功放基站介绍

基站是整个无线网络中最耗电的设备，而基站中的功放单元耗电占基站耗电的70%以上，因此改进功放技术，提高功放的效率是减少基站耗电的重要手段。
 GSM多载波功放技术(MCPA)是相对于传统的GSM窄带功放技术而言的，简单地说，就是将在3G技术(WCDMA、CDMA2000等)上广泛使用的宽带功放技术应用于GSM基站。
 多载波功放基站使用了数字预失真(DPD)和Doherty等较为先进的功放技术；

图1：DPD技术原理图

其中DPD 技术是指通过对输入信号做数字预失真处理，来补偿功放单元的非线性特性，从而使输出信号满足一定的线性要求，来达到提高整个功放模块效率的目的。

图2：Doherty技术原理图

Doherty技术实现中，使用两个单独的放大器分别处理输入信号的峰值部分和主要信号部分，两个放大器工作在不同的状态，可以更好地得到线性的输出信号。

这些先进功放技术的使用，使得GSM多载波功放基站的功放效率最高可以达到30%以上，是现有传统GSM基站的两倍。这意味着多载波功放基站的耗电比传统GSM基站有大幅度的降低。

此外，摩托罗拉的MCPA基站还具有支持射频拉远、可重用现网机柜等特点，在节省机房占地的同时，还利于运营商快速、方便的部署。

在产品设计中，摩托罗拉还考虑到现有设备应具有对未来移动通信技术支持的能力，因此MCPA基站的射频单元只需软件升级就可以支持EDGE Evolution和LTE。

多载波功放基站助力移动网络绿色行动

摩托罗拉MCPA基站的部署将在多个方面助力移动运营商的绿色行动，具体包括以下内容。

节省电能

摩托罗拉MCPA基站与传统GSM基站相比，基站整体耗电有大幅度的降低。以S444配置的基站为例，使用传统功放技术的GSM基站在满负荷工作时整站功耗约为2300Watt，而使用MCPA基站后，相同S444配置的基站满负荷功耗为约为1670Watt；因此，每个S444配置的基站在使用MCPA技术后，将有约630Watt的功率节省，降幅约为28%。同时，整站效率由传统基站的约11%提高到MCPA基站的约15%。

图3：MCPA基站与传统基站功耗对比

假设基站设备的负荷为60%，以一个1000个S444基站的网络为例(12000个载频的网络)，当使用MCPA基站后，与使用传统GSM基站时相比，一年可以节省基站耗电为，电能节省=365(天)*24(小时)*60%*630Watt*1000=331.1万度 

由此可见，MCPA基站的使用可以直接、有效地降低基站设备的耗电量，从而大幅降低整个网络的耗电。

节省机房

摩托罗拉的MCPA基站支持射频拉远的部署方式，所谓射频拉远即通过光纤将基站的射频模块拉到距离天线较近的远端，如下图所示，这种部署方式的优势在于：

·节省机房用地

·节省天馈线，减少功率在馈线上的消耗

·易于找到新站址

·快速部署

图4：MCPA基站射频拉远示意图

由于支持射频拉远技术，MCPA基站内部只有基带处理模块和其他辅助单元，因此与传统GSM相比，同样的配置下，MCPA基站可以使用体积小的多的机柜。

例如，对于一个S666配置的宏蜂窝基站，使用传统GSM基站时需要配置2个宏蜂窝机柜，每个机柜的体积为750mmX700mmX430mm，总体积为0.45立方米。而S666配置的MCPA基站只需使用一个尺寸为590mmX250mmX590mm的微蜂窝机柜，实际体积为0.087立方米。相对于传统GSM基站的机房空间占用，使用MCPA基站后，占用机房空间仅为传统GSM基站的20%。

同时，由于使用了射频拉远技术，还有利于运营商快速、方便地部署基站。射频拉远单元可以放置在铁塔或抱杆的顶端，从而减少了天馈线的使用，也减少了发射功率在馈线上的损耗。

降低成本

摩托罗拉的MCPA基站具有集成度高的特点，单载频模块最大支持8个逻辑GSM载频，而传统的GSM载频模块最大支持2个逻辑载频。从设备集成度上来说，新的MCPA载频板是传统GSM载频板的4倍。因此MCPA基站的成本与原有的传统GSM载频板相比，将会有明显的下降。

由于MCPA基站采用了射频部分和基带处理部分分离的设计，射频部分只有收发信机、功放等射频器件，因此可以仅通过软件升级就可以支持未来的移动通信技术。也就是说MCPA基站的部署也为将来运营商升级到EDEG Evolution和LTE技术做好了准备。这将最大程度上保护运营商的投资。

结束语

摩托罗拉公司作为通信市场主要设备供应商之一，长期以来一致以节能减排、绿色环保为己任，在GSM产品设计及实现上致力为全球客户提供先进的移动网络设备。在近几年里，除了本文讨论的MCPA基站外，还开发了基于传统GSM基站的时隙级功放偏置关断功能、使用风能/太阳能等可替换能源项目、绿色包装项目、以及在功放领域的持续研究计划-Supply Modulation。
 摩托罗拉将一如既往地支持和配合移动运营商在绿色行动上的进一步工作，为完成和超越中国政府的绿色行动目标而努力。