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直放站节能及未来走向
时间: 2012-04-03 11:42:04     来源: 深圳市雄脉科技有限公司

直放站是在无线通信传输过程中对信号直接放大的一种同频中继设备,其基本功能就是一个射频信号功率增强器。直放站由于其建设成本低、安装简单、组网灵活等优点被广泛地应用于移动通信系统,作为基站覆盖的辅助手段,来解决一般基站难以覆盖的盲区或弱区问题,改善网络质量。例如在高速公路、地铁、隧道、停车场、商场、宾馆、机场、码头、偏远郊区、以及人口密集的室内等,都有安装直放站来增加网络覆盖,消除信号弱区与盲区。
随着直放站的普及,直放站能耗已成为移动通信能耗的一个重要组成部分。目前衡水电信在用直放站平均每天单站能耗在2.7kWh以下,总体能耗每月在5000kWh左右,较2008年接手CDMA网络时降低75%。
一、现行直放站五大节能技术
1、时隙智能关断
功放是移动通信直放站设备中能耗最大的部分,例如在输出功率20W以上的设备中,功放的能耗通常占整机设备能耗的80%。而目前的GSM直放站中,无论设备状态是忙或者是闲,各时隙是否有用户占用,设备中的功放都是常开的。而实际上,在无用户占用的时隙,可以将功放关断以降低整机设备的能耗。时隙智能关断技术正是基于这一特点,它能根据各载频业务信道的占用信息控制该时隙内下行功放的开关状态。时隙智能关断技术控制精确,且效率高,能有效地实现GSM直放站节能。
2、预失真技术
采用预失真技术能大大改善功放的线性度,实现功放的工作点离饱和区稍近一点,从而使功放以较高的功率工作,达到直放站节能降耗的目的。
预失真又分为模拟预失真(APD)和数字预失真(DPD)。模拟预失真是指在功放输入前插入一个预失真器,这种预失真器产生的非线性与功放产生的非线性正好相反,使合成后的传输特性呈现出较好的线性。模拟预失真实现简单、技术难度小、成本低,但线性度改善不高。而数字预失真是近几年发展起来的一种新型技术,是线性功放发展的主流,其线性度高、效率高,但电路复杂,实现难度大。
3、智能工作状态切换技术
系统通过智能检测可以根据覆盖区域用户的接入数量来调节直放站的上行功率 ,如果下行没有用户上行链路可以自动关闭使远端上行通道处于休眠状态,当有手机信号接入时会自动切换到正常工作状态,从而降低功耗,考虑到夜间0点以后基本无人通信,远端上行通道基本处于休眠状态,大大节省整机功耗。
4、智能载波调度技术
在学校、办公楼、体育馆等话务量具有明显潮汐特点的区域,可以利用载波池的工作原理,采用时间策略在部分时间段关断直放站下行功放射频开关,从而达到节能降耗的目的。用户可以通过监控系统的网管界面或设置自动开关对载波池远端机上下行链路开关进行设置。当远端基站载频繁忙,话务量大,需要载频支援时,设置开启射频信号开关,则近端基站的载频资源通过载波池系统被传输到远端基站。当远端基站话务量小,没有载频需求时,设置关闭射频信号开关,则远端基站的调度载频资源被剥夺。
5、小型化设计
采用多密度载波和射频宽带技术实现单模块支持4~6个载波,同等容量下直放站体积更小,重量更轻,备电等配套要求更低。整机体积可以减小为原体积的1/2到1/4,节省铝外壳材料,降低稀有金属的用量;精减无源器件镀银工艺,节省银材料,减少环境污染;减少内部馈线链接,节省铜材料。提高电源转换效率,整机总电源采用高效开关电源,减少功率损耗;整机中所有模块内部电路均采用高效开关电源供电;在设备电源选型设计当中,重视电源转换效率,从而达到低能耗的目的。
二、未来直放站趋于微型化
在日照充足的地区,例如我国的内蒙西部、甘肃西部、新疆南部、青藏高原等地,其年平均日照时间大于1800小时,年总辐射量大于440kJ/cm2,具有丰富的太阳能资源,可以利用太阳能供电系统为直放站供电,从而减小电能消耗,实现节能。太阳能供电系统主要由太阳能电池板、控制器、蓄电池组成。在太阳能供电系统中,直放站由蓄电池组供电,维持正常的运作。无日照、阴雨天气时由蓄电池组为直放站设备供电。
当天气晴朗、有日照时蓄电池组一方面向设备供电,另一方面由太阳能电池极板方阵对蓄电池组供电,以补充其在无日照时间里为设备供电所释放的电量。太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态,并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。
一种新的节能降耗的精细化网络建设的方案,当网络建设遇到小块的信号微弱区域和盲区需要覆盖时,以用户个体需求为出发点,使用以微基站、微功率信号增强器(手机伴侣)等微功率、低辐射设备应用为主的微小区域覆盖解决方案,对小片区域进行定点的精确化网络覆盖,这样既将需要覆盖的小区域以最精确的方式进行了覆盖,同时节省了其它网络建设方案对资源的浪费。由于此方案设备所需要功率较小,这类设备的一些型号甚至可以使用电脑U口进行供电,这样的方案当然是一种排放较低的网络建设方案。