節(jié)能減排技術(shù)在TD-SCDMA中的應(yīng)用

一、引言

在當(dāng)今信息通信業(yè)進(jìn)行“低碳經(jīng)濟(jì)”的布局中，作為3G標(biāo)準(zhǔn)之一的TD-SCDMA，其節(jié)能減排的工作成效斐然。作為TDD領(lǐng)域通信設(shè)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(shù)創(chuàng)新、業(yè)務(wù)應(yīng)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(lǐng)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(shè)各個環(huán)節(jié)中的各類節(jié)能減排新技術(shù)的應(yīng)用，在配合運(yùn)營商實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的工作目標(biāo)的同時，也很好地履行作為中央直屬企業(yè)應(yīng)負(fù)的社會責(zé)任。

二、綠色基站

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

對于基站節(jié)能應(yīng)用，可分為硬件和軟件兩個方面：

（一）硬件技術(shù)

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(shù)，擴(kuò)展線性放大運(yùn)行區(qū)，降低能耗，可使功放效率達(dá)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)

移動通信的話務(wù)分布具有明顯的時間相關(guān)性。利用這一特性，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化軟件可以通過待機(jī)模式自動控制無線設(shè)備，降低整個網(wǎng)絡(luò)的能耗。

具體來說，就是通過基帶板下電、關(guān)射頻通道、關(guān)時隙、自動溫控風(fēng)扇等手段達(dá)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(wù)量統(tǒng)計采取智能單板自適應(yīng)開小區(qū)資源建立時，將同址鄰小區(qū)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(dāng)小區(qū)負(fù)荷下降到一定程度，可關(guān)閉輔載波所在空閑BBU板卡，達(dá)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(jié)能效果可達(dá)26%。板卡關(guān)斷的越多，節(jié)能效果越明顯。下表一為南京現(xiàn)網(wǎng)實(shí)際測試的數(shù)據(jù)：

表一 基帶板下電方式的節(jié)能效果

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

表二 關(guān)斷時隙方式的節(jié)能效果

在某些話務(wù)量極低的時段，當(dāng)所有業(yè)務(wù)時隙均關(guān)閉之后，可通過關(guān)閉射頻通道達(dá)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(shí)測數(shù)據(jù)為例（見表三），此時關(guān)閉四個通道可使整個RRU節(jié)電37w左右，降耗比率達(dá)到27%。

表三 多通道RRU通道關(guān)斷技術(shù)的節(jié)能效果

因此，在夜間等話務(wù)稀少的時段，綜合關(guān)時隙及關(guān)通道兩種技術(shù)，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(fēng)扇技術(shù)利用環(huán)境溫度在從20℃到40℃變化過程中，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速可以通過轉(zhuǎn)速的相應(yīng)調(diào)整，以在環(huán)境溫度適中的時候用低轉(zhuǎn)速達(dá)到低能耗的效果?，F(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，風(fēng)機(jī)組在環(huán)境溫度從20℃到30℃的變化過程中，變化不明顯；而當(dāng)環(huán)境溫度達(dá)到35℃以后，風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速快速提升，風(fēng)機(jī)的能耗急劇增加；環(huán)境溫度達(dá)到40℃時風(fēng)機(jī)組開始全速運(yùn)轉(zhuǎn)。從實(shí)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(fēng)機(jī)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(shè)共800個TD基站，采用以上軟件技術(shù)，每年可節(jié)約耗電約83萬度，相當(dāng)于節(jié)省276.2噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減少CO2排放707.7噸，減少SO2排放21.2噸。

三、綠色供應(yīng)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(yīng)鏈也是TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)節(jié)能減排非常重要的一環(huán)。建立完善的綠色供應(yīng)鏈，著重考慮設(shè)備包裝材料選型、運(yùn)輸能耗、包裝材料循環(huán)使用、設(shè)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(shè)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(zhì)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(shè)備包裝材料。

傳統(tǒng)設(shè)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(fèi)。不僅如此，它在裝載、儲存、運(yùn)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(dá)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(shè)備制造遵從國際RoHS標(biāo)準(zhǔn)(綠色產(chǎn)品的運(yùn)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(zhuǎn)運(yùn)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(guān)注TD-SCDMA產(chǎn)品本身，大唐移動還積極推進(jìn)網(wǎng)絡(luò)配套設(shè)施的節(jié)能減排和替代能源的使用，如采用電信級風(fēng)光互補(bǔ)型電源供電系統(tǒng)，主要用于解決偏遠(yuǎn)地區(qū)基站設(shè)備的供電問題。現(xiàn)已經(jīng)試點(diǎn)應(yīng)用于各電信運(yùn)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(yùn)營成本，為節(jié)能減排作出了貢獻(xiàn)。

在沒有電網(wǎng)的地方建設(shè)一個基站使用風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)的好處是顯而易見的，建設(shè)周期短、首期投資少、產(chǎn)權(quán)歸建設(shè)方、綠色能源有利環(huán)保。

五、結(jié)束語

在競爭激烈的通信行業(yè)，使用綠色基站已成為運(yùn)營商提高競爭力、快速降低運(yùn)營成本、提升盈利的有效手段，同時也是保護(hù)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(yùn)營商提供優(yōu)質(zhì)、節(jié)能的基站產(chǎn)品之外，還將在產(chǎn)品生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工、運(yùn)行等涉及TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)的所有維度進(jìn)行節(jié)能減排的創(chuàng)新應(yīng)用，為幫助運(yùn)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(xiàn)。