- 直放站節能技術的市場需求
- 直放站節能的關鍵技術
- 時隙智能關斷
- 預失真技術
- 智能載波調度
- 太陽能供電系統
直放站由于其建設成本低，安裝簡單，組網靈活等優點被廣泛的應用于移動通信系統，作為基站覆蓋的輔助手段，來解決一般基站難以覆蓋的盲區或弱區問題，改善網絡質量。例如在高速公路、地鐵、隧道、停車場、商場、賓館、機場、碼頭、偏遠郊區、以及人口密集的室內等，都有安裝直放站來增加網絡覆蓋，消除信號弱區與盲區。
隨著直放站的普及，直放站能耗已成為移動通信能耗的一個重要組成部分。在通信行業大力開展節能降耗工作的今天，研究直放站節能是非常有意義的。下面本文將從分析研究直放站節能技術的必要性入手，從多個技術維度介紹直放站節能技術。
研究直放站節能技術的必要性
目前對直放站節能技術進行研究的需求主要來自于以下幾個方面：
研究直放站節能技術是通信行業節能降耗的需求。
隨著通信及信息化的不斷發展，通信行業的能耗問題日益嚴重，統計數據顯示，我國通信產業每年的各種能耗費用超過100億元，耗電量突破200億度，耗電總量在各行業中排名第14位，并且隨著通信業的不斷發展，這些數據還將持續增長，可以說，通信行業節能降耗的形勢日趨嚴峻。對此，有關通信產業節能降耗的政策與法規逐漸出臺，要求從多方面實現節能降耗的目標，其中就包括對通信設備制造商的要求。業內專家指出：設備制造商應積極開展節能型產品、設備的研發，深挖節能潛力，為降低通信產業整體能耗做貢獻。而隨著直放站的普及，直放站能耗在移動通信能耗中的比重越來越重要，所以現在研究直放站節能是勢在必行。
研究直放站節能技術是電信運營商的需求。
對于節能降耗電信運營商有強烈的責任感和緊迫感，一方面，節能降耗是電信運營商的社會責任，另一方面，節能降耗是電信運營商提高管理水平、降低成本、提高收益的一種手段。所以在設備采購方面，電信運營商采購高節能、高效率的設備是一種必然的趨勢。而研究直放站節能技術正是對該趨勢的積極反應。
研究直放站節能技術是直放站制造商的需求。
研究直放站節能技術是直放站設備制造商的必然選擇，一方面，是響應國家號召，履行社會責任，另一方面，關系到企業可持續發展，若稍有怠慢，企業就可能被市場淘汰。
直放站節能的關鍵技術
目前可以從以下幾個方面實現直放站節能：
時隙智能關斷
功放是移動通信直放站設備中能耗最大的部分，例如在輸出功率20W以上的設備中，功放的能耗通常占整機設備能耗的80%。而目前的GSM直放站中，無論設備狀態是忙或者是閑，各時隙是否有用戶占用，設備中的功放都是常開的。而實際上，在無用戶占用的時隙，可以將功放關斷以降低整機設備的能耗。時隙智能關斷技術正是基于這一特點，它能根據各載頻業務信道的占用信息控制該時隙內下行功放的開關狀態，即當某個業務信道(時隙)有用戶占用時，打開該時隙內下行功放；當某個業務信道(時隙)無用戶占用時，關斷該時隙內下行功放，從而提高下行功放的利用率，達到節能降耗的目的。時隙智能關斷技術控制精確，且效率高，能有效的實現GSM直放站節能。
預失真技術
采用預失真技術能大大改善功放的線性度，實現功放的工作點離飽和區稍近一點，從而使功放以較高的功率工作，達到直放站節能降耗的目的。
預失真又分為模擬預失真（APD）和數字預失真（DPD）。模擬預失真是指在功放輸入前插入一個預失真器，這種預失真器產生的非線性與功放產生的非線性正好相反，使合成后的傳輸特性呈現出較好的線性。模擬預失真實現簡單、技術難度小、成本低，但線性度改善不高。而數字預失真是近幾年發展起來的一種新型技術，是線性功放發展的主流，其線性度高、效率高，但電路復雜，實現難度大。其原理是將功放輸入的信號取樣，下變頻到中頻、經數字中頻處理后、提取基帶數字信號的輻度和相位信息，再將輸出的非線性的信號同樣變頻到基帶，并提取相應的信息，兩者相比較，再通過相位和輻度調整電路將輸入信號進行動態地矯正，實現較好的線性。
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智能載波調度
在學校、辦公樓、體育館等話務量具有明顯潮汐特點的區域，可以利用載波池的工作原理，采用時間策略在部分時間段關斷直放站下行功放射頻開關，從而達到節能降耗的目的。
圖1所示為光纖載波池直放站，用戶可以通過監控系統的網管界面對載波池遠端機上下行鏈路開關進行設置。當遠端基站載頻繁忙，話務量大，需要載頻支援時，設置開啟射頻信號開關，則近端基站的載頻資源通過載波池系統被傳輸到遠端基站。當遠端基站話務量小，沒有載頻需求時，設置關閉射頻信號開關，則遠端基站的調度載頻資源被剝奪。光纖載波池遠端站監控盤也可以通過網管監控軟件將時間控制表下載到遠端設備的非揮發性存儲器中，這樣遠端設備就可以依據時間表進行智能切換。在設置時間內，打開射頻信號開關，在設置時間外，關斷射頻信號開關。從而實現合理、高效分配資源，達到節能降耗。
圖1光纖載波池系統框圖
另外，還可以運用智能載波調度，即根據近端基站話務和遠端基站話務進行載波調度，實現更精確更高效的節能。該系統要求載波池近遠端均配有話務統計單元。初始狀態下，載波池系統關閉，系統近端統計近端基站小區話務，系統遠端統計覆蓋區基站小區話務。當近端基站話務統計值較小（基站載頻較閑），且遠端基站話務統計值較大（遠端有話務需求）時，則打開直放站遠端下行功放，開啟調度系統。此后，系統近端仍然統計近端基站的總話務（此時的話務包括吸收的遠端話務），系統遠端開始統計直放站話務。當遠端設備吸收的話務量較小，沒有載頻需求時，關斷直放站遠端下行功放射頻開關。同時遠端設備中的話統單元改為統計遠端基站話務。
太陽能供電系統
在日照充足的地區，例如我國的內蒙西部，甘肅西部、新疆南部、青藏高原等地，其年平均日照時間大于1800小時，年總輻射量大于440千焦/厘米2，具有豐富的太陽能資源，可以利用太陽能供電系統為直放站供電，從而減小電能消耗，實現節能。
太陽能供電系統主要由太陽能電池板、控制器、蓄電池組成，系統結構如圖2所示。在太陽能供電系統中，直放站由蓄電池組供電，維持正常的運作。無日照、陰雨天氣時由蓄電池組為直放站設備供電。當天氣晴朗、有日照時蓄電池組一方面向設備供電，另一方面由太陽能電池極板方陣對蓄電池組供電，以補充其在無日照時間里為設備供電所釋放的電量。太陽能控制器的作用是控制整個系統的工作狀態，并對蓄電池起到過充電保護、過放電保護的作用。
圖2太陽能供電系統組成框圖
另外，太陽能也可與交流混合供電，適用于日照不夠充足，無法滿足直放站長時間工作需要，而當地又有交流供電資源的地區。在太陽能與風能資源都很充裕的地區，也可利用太陽能和風能混合供電。
隨著通信行業對節能降耗越來越高度的重視，直放站節能技術研究也越來越受到業內的關注，目前國內各大直放站設備制造商也都對此做出了努力，越來越多的節能方案被提出，而本文介紹的只是其中幾種，還有如低功耗器件；在滿足網絡正常運行的情況下，降低射頻指標等很多很好的節能方案。而且，通過努力，將來會有更多更好的節能方案。后期我們應該從多方面考慮節能，除了降能耗，還要省材料，省空間，合理運用各種節能技術，從最大程度上實現節能降耗。
