基于话务负荷的自适应绿色基站

功放单元作为实现射频功能的主要器件，仅在无线信号的发射时刻起作用。在闲时，大多数载波处于闲置状态，不发射任何信号，其对应的功放完全可以关闭。为评估无信号发射条件下基站能耗，本文在话务闲时对现网运行的GSM基站进行了主设备模块能耗实验。

表1所示为主设备能耗记录。表1中CU为基带处理单元，PA为功放单元，单载波由CU+PA构成。

不难计算无话务负荷单载波CU+PA单元能耗为53.4×(66-57)÷12=40.05 W。可见以基站平均载波配置数为18计算，某地市上万套无话务负荷的载频单元总能耗相当可观。如果能够以话务量为参考，自适应地设置载频单元进入低功耗状态，能够节约大量的能源消耗。

2 基于话务负荷的自适应绿色基站设计

为不影响网络运行质量，关闭载波单元需要考虑以下问题：

(1)基于用户随机化分配原则，即使在话务量很小的时刻，用户也被随机化地近似均匀地分配在不同的载波上。在GSM系统中，每个载波能够最多承载8个用户；在TD-SCDMA系统中，根据上行配置不同每个载波最多承载7～25个话音用户；直接关闭载波单元必然导致该载波承载的所有用户掉话。

(2)需要确定载频进入低功耗模式和恢复正常工作模式的原则。不同设备的工作机制不同，载波进入低功耗模式往往需要经历一段时间，如何根据话务水平设置基站中关闭载波的比例是需要研究的问题。

为实现闲时关闭载波我们采取以下解决办法：对于用户随机化分配在不同载波的问题，首先通过设定最优载波，然后通过话务归集算法处理，将分散在不同载波的用户业务归集到最优载波，从而实现部分载波的空载，为下电准备条件。空闲载波下电流程如图4所示。

对载波进入低功耗模式和恢复正常工作模式的原则，本文提出如下载波迁移算法：

假设C为基站原有载波数，R为下电载波比例，E为小区等效话务量，Ed、Eu分别为载波下电、上电门限，则：

可用载波数Ca=通过爱尔兰公式不难得到话音信道拥塞率Pb(Ca×H,E )[4]，其中H为单载波业务信道数。

3 载波迁移算法的应用

本文以某一中等城市24小时小区平均话务分布为测算模型(如表2所示)，在可用业务信道Ca×H为10、20、40固定不变的情况下计算呼损。

图5所示为采用固定业务信道配置条件下的呼损。由图5不难发现，不使用空载载波节电技术，即采用固定业务信道配置时，话务闲时呼损值低至10-10以下，对于移动通信客户感知无价值，同时对于运营商而言是资源的浪费。

作者：万科　何义　范培全   来源：中兴通讯技术——2010年 第6期