中国移动通信有限公司研究院  王东

各位领导、各位专家，大家好！我来自中国移动通信研究院，非常高兴有这个机会跟大家一起交流，关于基站主设备方面的一些研究，我们已经做了一些研究，包括已经取得了一些成果，希望和大家探讨。
    　主要的内容是从需求方面，具体的技术方案以及原理来展开的。最后，我们会简单介绍一下目前整个产品的应用情况。
    　从需求来看，整个的都在倡导节能减排，从效率来讲，我们也可以给整个系统中带来非常大的节省。在整个的GSM系统里面，一般来说基站的主设备以及空调和基站系统，是占了非常大的耗电量。上午有专家做了介绍，我们这边是从基站的主设备和产品本身，怎么样利用新的技术达到这个效果。
    　具体到GSM的基站，内部各个的情况，我们这里给出了一个图，分别给出了3个负荷使用下的情况，包括天馈系统和机柜，业务和载频板。这个图从左边起是60%负荷或者是完全没有流量的时候还有满流量负荷的时候的分析。
    　最上面是天馈系统和机柜的耗电，这一块是比较小也是比较固定。其他的是广播信道的载频板和耗电，这个耗电相当于你业务负荷的程度。不管你业务是什么样的，我的这个小区的广播信道载频板也是一直在工作的。这方面的耗电是随着业务变换是非常剧烈的。
    　为了更好衡量整个基站的效果，我们一般采用整机电源效率，整机电源效率是用最大负载负荷下所有天线口输出总功率除以整个基站的总功耗。传统的基站的效率是非常低，我们目标用这样一个技术，对于传统的技术我们希望效率达到15%以上，采用BBU+拉远的效率，目前可以达到20%以上。
    　对于降功耗的硬件设计和软件上来考虑，软件主要包括智能话务分配技术，智能化节能控制，PA偏置电流控制。硬件主要是提高功放模块的效率，新型硬件平台设计，设计更高功耗的基站。
    　首先第一个是话务分配，我们按照优先级来分配，实际上就是开展正常工作的，那么在整个网络的话务量比较低的情况下，比如说夜间，这个时候业务量比较小的，那么我们这个时候就可以把这个业务载频板上面零散的话务，迁移到广播信道的载频板上。这样，我就可以节省功率。
    　更好的方式，我可以把多余的业务信道载频板迁移到空闲上面去，这样的话，节省的通话的效果更明显。
    　那么这里给出了我们一个刚刚描述的过程，左边这个图是在一般的情况下，当然是在网络负荷低的情况下，基站里面给出了广播信道载频板上的情况，这个时候我们看到了广播信道载频板上面有4个时期是空闲的。那么其他的上面有零零散散的，有的上是实际的话务。这个时期我们把零散的合并到广播信道空闲上去。这样我们可以看到，后面的两块载频板，因为它是白色的，没有节省功率，因为没有节省功率，所以就相当于载频功耗。由于后面的业务载频板上面是完全的业务，我可以把载频上的模块直接删掉，这样节省通话的效果更明显。
    　那么这种智能化的分配技术，一般是应用在夜间或者是网络负荷比较低的情况下的。根据我们的估算是节省15%的功耗。
    　那么智能化节能控制可根据业务量情况自适应的关闭TRX中的PA或整个模块，从而降低功耗。右边这个图是简单节省功耗的示意图，大家可以看到，下面的粉红色的曲线，就表示我的业务量随时间变化的情况，黑色的是我不采取任何措施耗电的情况。那么上面绿颜色的线，是我采用PA功耗。我们可以看到，在业务负荷高的情况下，它动功耗的节省是非常明显的。
    　那么这里面就有两种方式，来实施各种技术。第一个，是关掉PA，第二个是关掉整个的载频板。这两个各有优势，如果关掉了PA，它的好处是切换的时期比较，这样应该是每个时期都可以进行。但是它的缺点是我需要增加一个接口，来控制PA的开和关。
    　如果是关掉载频板，它的好处是除了可以消除掉功的模块，还可以关掉一些数字效果。
    　那么它不需要提炼出来的软件升级等等的支持，那么它最大的缺点是说，它的时间比较长，这样的话，可能会对整个小区的话务产生影响，这也是需要重点考虑的地方。
    　目前整个的节能的技术，是根据话务量的统计结果，在一定的环境中，静态地开启这个功能，不能完全地做到像话务量的启动实时地关闭这个功能。
    　那么PA/TRX根据实时的话务量的不同，可以节省大约10%到20%的基站功耗。
    　那么我们触发机制，只要某个载频板上连续两个时期空闲状态时，你就可以开启这样的功能。
    　我们这里有一个非常重要的参数，就是激活时间要求，就是衡量你打开的即时性。当你的容量达到了你载频板的激活的限度到你的整个载频板处于服务的状态，到能为这个小区的话务进行服务的时间间隔。在这样的时间间隔，影响到你整个的节能控制对于话务产生了影响。
    　如果是采用PA功放的技术，那么我们要求你打开时间、接收时间一个毫秒之内必须完成。如果是射频跳频的话，可能时间段更快，因为这牵扯到对于话务的影响。所以，具体我们考虑到这个地方。
    　那么具体考虑到这个控制方式，我们认为这一块是由BSC的设备，就不需要OSS干预。大家比如说这个小区的载频板是关的，那些是开着的，这样的信息向上级做汇报，这样便于网络的维护和监控。
    　那么具体的怎么样选取，关掉哪个，我们觉得应该优选选取最低负荷的载频板。比如说有的载频板硬件老化，是比较旧的。那么为了避免话务堵塞，我们也提出了一些保护机制，包括忙时时段保护，广播信道的载频保护，休闲级保护，双门限的保护，话务量拥塞保护。这主要是实现它对我话务量的影响。
    　第三个方案，叫做基于PA偏置电流控制。那么它的基本思想就是说我可以在时隙空闲的时候，基于时隙来控制。降低它的一个控制电流，可以等效于降低它的功耗。大家可以看到，左边这个是满工率发射的时候，PA工作的峰值。右边这个是在空闲的时候PA的峰值电流。我们可以看到这个差距是非常大的，是将近5倍的，这个节约效果是很明显。那么它的一个好处就是它受时段控制，我们这种方式在忙时是仍然有效的，我们可以基于每一个时隙都来进行这样一个操作。那么它的应用层面也主要是在低负荷或者是低发射功率情况下。
    　下面我们看一下还有哪些方面需要改善，包括功放模块。第一个是功放模块的功率，它之所以引起我们的关注，就是因为在GSM系统里面，功放模块的功耗是占基站总体功耗的60%以上的，因此有效提高功放效率成为基站降耗节能的关键。每一个载频有一个独特的功放，当你这个小区有了载频的时候，都是把单独一个功放进行合路，那么合路有损耗，会有接近5%的损耗。那么像我们有3个合路，是将近7dB的损耗。比如说我不用功放，我用宽带功放，这样可以避免合路的损耗，这相当于间接地提高了模块的效益。
    　那么这样的技术，目前我们中国移动研究院也在做相应地研究，也在考虑相关的产品的推动。那么这一块，应该是很快有相应地结果出来。
    　第二个方法是采用一些新型的技术，第三个是采用新型的功放材料，如GaN晶体管等可进一步提高功放效率。
    　第五个方式是新型硬件平台设计。那么它的主要思想就是我可以采用新型器件和更紧凑的设计方式，可以降低整个基站设备整体的功耗，我想大家目前也知道，诺基亚有一个新的站型叫做FLEXI，据他们的宣传是可以节省功耗40%左右。它这一块也是比较厉害的，它主要是采用模块化的堆叠的设计。
    　另一方面，可以从一板设计，不像传统的方式，我们可以把基站和射频放在一块单板上实现，便于自然散热。第三个是设计可允许更高工作环境温度的基站可降低空调系统约10%左右的功耗。我们的目标是室内基站工作温度可达50摄氏度。那么这一块是可以极大地降低机房内空调系统的要求。
    　最后一个方式是BBU+RRH的拉远站型，这是把基站和射频分开，把整个的射频等放到室外，把基站放到塔上面，这样可以用光纤等等代替电缆，这样你用光纤传输的话，你建立了更低的损耗。那么这样的话，相当于降低了整个设备一半的功耗。另一方面，我们把这个设备放到室外，这样可以作为对电源的消耗。
    　总结起来，如果我们如果能够综合利用前面各种省电技术，可以节省基站功耗30%以上，目前设备厂商已初步具备支持部分省电技术的商用版本，那么其他的技术目前还没有商用产品出来。我们认为，最易于实现、省电效果最好的技术，是智能化关断PA/TRX、多载波功放技术提高功效率、BBU+RRH，这是从目前来看最好的实现的技术。
    　其他的技术产品目前来看实现的难度比较大，我们还再继续地研究、跟踪。
    　关于产品的研发方面，部分设备厂商将在2007年底提供支持智能化节能控制技术的GSM基站产品的商用版本。大部分厂商都将在2008年初推BBU+RRU站型产品，采用多载波功放的基站产品推出时间稍晚，其他的省电技术还有待跟踪和研究。
    　那么中国移动将进一步推动GSM基站省电技术和产品的成熟应用，它确实可以给我们的运营商等等带来非常大的好处，我们也在加强研究，推动技术和产品的成熟。我介绍的内容就这么多，谢谢大家！