移动通信基站节能机制的研究

移动通信基站节能是绿色通信中一个重要研究方向,本文从基站设备级节能技术、基站间协作节能技术、基站供电系统的优化三个方面出发,对移动通信基站节能机制进行了深入的研究。 基站设备级节能技术是指降低基站设备的能耗或提高设备的能效。本文提出了一种基于小区非连续发送(DTX)技术的LTE系统基站节能方案。在满足小区容量需求及控制信息有效传输的前提下,小区在空闲下行OFDM符号中执行休眠机制,同时关闭相应的功率放大器(PA)。仿真验证,该方案在小区无负载或低负载时,可有效降低PA的总能耗。在LTE系统中,小区DTX技术最大可节省约60%的PA能量消耗。 基站间协作节能是指基站间相互协作实现网络覆盖的动态规划,及基站功率的动态配置,以降低系统能耗。本文提出了一种基于多能级小区缩放技术的基站协作节能机制。该方案中所设计的多能级小区缩放算法,可使小区根据其负载在多个能级中选择最优能级,相比只有两种能级(开或关)的传统休眠方法,该算法可获得更大的节能效率。此外,设计了一种“三类型小区系统模型”,该模型可简化基站间的协作,解决小区缩放决策阶段所存在的小区竞争问题。仿真验证,该节能机制具有较高的节能效率,可应用于广域蜂窝网中。 基站供电系统的优化主要从供电设备类型的选择及能源结构分析两方面出发。首先,研究了不同地区基站供电系统的现状。然后,提出了一种移动通信基站供电系统的评估模型,该模型利用基站供电系统的经济成本、生命周期、系统能耗、环境污染、系统可靠性等因素,来综合评估基站供电系统的节能减排效率。接着,总结了中国能源结构历年的演变历程,并使用GM(1,1)模型对中国能源结构未来的演进趋势进行预测。最后,给出了基站供电系统的优化方案。经验证,所给方案能明显提高基站节能减排效率,从长远的角度来看具有可观的经济效益,且符合中国能源结构的演进趋势。