淺談GSM移動通信基站能耗模型研究

【摘 要】 在目前社會發展中，移動通信基站能耗不斷上升，不僅提高了通信設備運行負荷，而且造成GSM移動通信基站建設成本增加，同時也造成了通信企業的經營效率的下降。本文通過建立了一個樣本基站能耗數據采集平臺，分析了基站設備和空調能耗等相關影響因素，并提出了基站的功率消耗模型，并利用現網數據驗證。

【關鍵詞】 基站能耗模型 設備耗電 空調耗電 散點圖 節能減排

隨著科學技術的飛速發展，移動通信技術在社會發展之中應用更為廣泛，同時也滿足了廣大用戶的社會交際需要。通過對通信行業進行抽樣調查發現，我國的GSM移動通信基站運行過程中電能的消耗呈現出不斷上升趨勢，給運營企業帶來了巨大的資本投資壓力。移動通信基站能耗統計是一項復雜而又異常困難的工作，企業必須對GSM移動通信基站能源消費的增長原因及處理方法的進行深入研究。如果在工作之中不能夠及時處理移動通信基站的能耗問題，那么對于整個通信產業而言都容易產生巨大的影響，對于企業可持續發展是不利的。節能減排是我國的基本國策，也是企業低成本、高效率的運作的必然選擇。移動通信行業節能減排工作與其他行業不同的特點，移動通信基站由于在地理上的分布呈現出分散面積廣，數量多的特點，這就造成了基站能耗統計困難的增加。

1. 影響能耗增多的主要原因

基站能耗增加的原因有很多，主要包括基站設備的操作和控制不合理，對設備的性能和管理措施認識不完善。在目前的移動通信基站工作中通過對能量消耗數據的分析，可以總結的出基站能耗影響因素，企業需要深入研究移動通信基站能耗增加相關的原因。建立基站能耗預測模型，并通過眾多的基礎實踐、實際能源消耗數據和預測數據顯示，總誤差允許范圍內。

1.1由于業務量增加產生的原因

隨著社會各階層之間的通信交際不斷增多，對于GSM移動通信基站的功能要求不斷增加，促使了移動基站的業務量大幅度增長，這是移動通信基站能耗增加的最直接的原因。一般來說，單站綜合話務量與設備的功率消耗是密切相關的，只要其中某一個因素發生變化，就容易造成基站能耗的增加。根據基本理論性能分析，設備的功率消耗和綜合話務量之間存在著直接關系。

1.2調整工作溫度的原因

中國GSM移動通信基站設備多數情況下都是一種在室內工作模式，但遇到高溫天氣的時候應當及時的采用空調來對溫度進行調節，以免基站設備由于受到高溫的影響而出現燒毀情況。因此，溫度原因是影響移動通信基站功率消耗增加的主要原因，也是目前最為常見的一種現象。隨著溫度的變化，基站耗電也有明顯的波動。室外溫度是空調能耗的主要顯示方式，可以說空調能耗與室外溫度線性變化有著密切關系。

2. 基站能耗影響因素分析

GSM基站中的主要耗能設備包括基站設備、基站空調設備、傳輸設備和供電設備等。其中基站設備和基站空調設備的耗電量占總耗電量的90%以上。在基地的主要設備和空調設備中，最常見的影響功率消耗的因素有以下兩點：

2.1猜想基站能耗影響因素

這種方法一般都是通過專門人員進行咨詢、勘察、預算、統計等方式來對其中存在的問題進行管理和處理，并對可能引起耗電的各方面因素一一列出，進而做好控制措施。

2.2篩選確定自變量

篩選是通過采集到的平臺數據對圖中的定性和定量問題進行分析，進而確保散點圖定性中存在的定性和定量問題，進而保證基站耗電自變量。

3. 建立模型

隨著計算機技術的發展，GSM移動通信基站的基站能耗研究已經深入人心，深入的研究有助于運營商控制成本。中國能源消費的速度不斷呈現出增加趨勢，特別是在兩年的電力消耗更是呈現出暴漲趨勢，尤其是在冬夏兩季，更是超過平時的2倍到3倍。移動通信基站建設中必須考慮電能耗電量的主要原因，保持持續、穩定、安全通信的前提條件，來對其中存在的問題進行處理。

3.1設備耗電模型

考慮到GSM移動通信基站設備的形式差異，在設備性能較為良好的地區建立模型的時候考慮到設備和部件的能耗較少，在分析的過程中是從設備運行的各方面進行控制和管理，進而制定出一個詳細的統計分析方案。這項研究是基于載波數量和交通作為獨立變量，設備的功率消耗為因變量的二元線性回歸，

3.2空調耗電模型

空調操作的基站功率消耗大，尤其是在溫度變化后，空調的耗電量將持續增長。GSM移動通信基站的能耗模型設計中，每個墻式基站的參考指標要進行全面分析，主要以室外溫度和裝置能耗作為獨立變量，空調的耗電量為因變量的二元線性回歸。

4. 基站能耗模型建立和測算

4.1基站能耗相關因素關系探索

4.1.1單站綜合話務量和設備耗電量的關系探索

根據文中提出的模型建立措施分析得出，設備耗電量與綜合話務量是影響電力能耗模型建設的關鍵，因此在建設中要對其進行嚴格控制，話務量增加的耗電量比截距要小得多，這就促使工作人員在工作中對話務量進行全面分析與管理。

4.1.2基站載波數和設備耗電量的關系探索

GSM基站在建設中主設備耗電與載波數存在著密切的線性關系，同時也存在著一定的影響，因此在建設之中對于不同的基站在建設中對耗電性能的分析也不盡相同。

4.1.3室外溫度與空調耗電關系探索

室外溫度在基站的建設中仍是空調耗電的主要解釋變量，因此在工作中我們就需要對空調耗電現象與室外溫度變化進行全面的分析與管理。

4.1.4設備耗電與空調耗電關系探索

室外溫度越高，在表示在工作中空調所需要發揮的功率越大，產生的熱量通過熱交換不散的戶外，設備總能耗發生的變化較大，同時對于空調耗電影響較大。室外溫度低，能耗產生的熱量通過熱交換設備外，總能耗空調耗電量的大小影響很小。

4.2建立基站能耗統計模型

基站設備耗電模型

針對不同類型的設備，在建設工作中對話務量和其他變量的管理與應用也不盡相同，因此在管理管理中對于二次線性的控制較為復雜。

4.3模型預測驗證

使用樣本方法來對GSM移動基站進行數據采樣，進而建立基站的功率消耗模型，適用于批量基站實施能源消費預測。利用收集的統計數據，接收大量基站能耗預測數據與實測數據，基站能耗對比及誤差分析，質量基站基站能耗誤差和總后勤部在1%以下，效果良好。

5. 維護策略

根據科學發展觀的要求，通信行業的發展過程中最為關鍵的工作在于能耗控制，以最低能耗創造最大的經濟效益和效益，這是通信運營商長期發展的保證。根據全球通移動通信基站能耗模型設計，調試和其他的結果，使基站功率消耗的增加主要是由于能耗的空調能耗，2個方面。

5.1對發生故障的處理

發生故障時，不僅給基站設備帶來影響，同時還容易形成損毀破壞，并在故障增加基站功率消耗。根據有關方面的調查統計，故障發生后，電力消費增長了20%。如果在維修過程中發生的移動通信基站故障，通信企業按時解決技術人員到現場維修，良好的基站故障解決問題。此外，還要協調整個通信系統。

5.2定期進行維護保養

移動通信基站正常運行狀態下要想做好做維修工作，根據基站運行狀態進行定期的維修管理。基站管理根據維護工作的需要，制定不同的定期維修制度，保證了基站設備的電能消耗在不斷的平衡狀態。如果基站設備維修期間發現損壞或組件，及時更新處理。

結束語

全球移動通信系統為通信行業的發展創造了廣闊的平臺，為廣大用戶傳遞了各種形式的數據信息。GSM移動通信基站的功能與早期相比變化甚大，由于移動通信用戶數量的增多，基站電能的消耗量也在不停增大，使得通信運營企業的建設本錢變多，降低了通信行業的運營效率。

（作者單位：中國移動通信集團設計院有限公司黑龍江分公司）