淺談GSM移動通信基站能耗模型研究

徐歡

【摘要】移動通信基站能耗統計難度很大，文章通過建立樣本基站能耗數據采集平臺，分析了基站設備和空調耗電的影響因素，進而得出了基站能耗模型，并運用現網數據進行了驗證。

【關鍵詞】基站能耗模型；設備耗電；空調耗電；散點圖；節能減排

1. 引言

（1）國家“十一五”規劃綱要明確提出了“'建設資源節約型、環境友好型社會'，'十一五'期間單位國內生產總值能耗降低20%左右，主要污染物排放總量減少10%”的發展目標。（“十二五”期間的單位GDP能耗目標與碳排放量，擬定在“十一五”的基數上均下降16%，其中2011年同比下降3.5%。——編者注）節能減排是一項基本國策，也是企業低成本高效運營的必然選擇。移動通信行業的節能減排工作有著和其他行業不同的特點，移動通信基站由于地理位置分散且數量龐大，基站能耗統計難度很大。

（2）本文通過建立樣本基站能耗數據采集平臺，通過對典型基站能耗數據的收集分析基站耗電影響因素，進而建立基站能耗模型，并利用模型預測全網基站耗電，取得了比較滿意的效果。

2 樣本基站能耗數據采集平臺

根據覆蓋類型、設備廠家、設備類型等分類屬性挑選樣本基站。在樣本基站建設遠端電量采集模塊，分設備和空調分別采集基站的耗電量。為了研究溫度對空調耗電的影響，在樣本基站室內外裝設溫濕度表，實現對典型基站溫濕度數據的監控。采集的樣本基站耗電數據和溫濕度數據通過GPRS DTU傳送到監控中心進行處理。整個數據采集系統采用B/S結構。

3. 基站能耗影響因素分析

3.1基站中的主要耗電設備包括基站設備、基站空調、傳輸設備和電源設備，其中基站設備和基站空調設備耗電占到基站總耗電的90%以上。下面就對基站主設備和空調設備耗電的影響因素進行分析，分析過程分為兩步：

（1）猜想基站能耗影響因素。

通過直觀的判斷和對專業人員的咨詢等方式列出可能影響耗電量的相關因素，猜想得出的基站能耗影響因素。

（2）篩選確定自變量。

3.2利用樣本基站能耗數據采集平臺收集到的數據，經過大量的散點圖定性和定量分析，確定基站耗電自變量。

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。

（1）單站綜合話務量和設備耗電量的關系探索。

根據如圖4的散點圖可以得出，設備耗電量與綜合話務量基本呈線性變化，話務量增加的耗電量比截距要小得多。

（2）基站載波數和設備耗電量的關系探索。

基站主設備耗電與載波數有著較強的線性關系，與綜合業務量也有一定的線性關系；同時，不同設備類型的耗電特性有所不同。

（3）室外溫度與空調耗電關系探索。

室外溫度仍是空調耗電的主要解釋變量，空調耗電與室外溫度呈現線性變化。

（4）隔熱性能與空調耗電關系探索。

隔熱性能較好的局房，不易受室外溫度的影響，但室外溫度較低時空調耗電較高；隔熱性能一般的局房，易受室外溫度的影響，室外溫度較低時空調耗電不高。圖7中藍色隔熱好，綠色隔熱差。

（5）設備耗電與空調耗電關系探索。

室外溫度較高時，設備耗電產生的熱量不能通過熱交換散發到室外，設備總耗電大小對空調耗電影響程度較大；室外溫度較低時，設備耗電產生的熱量可通過熱交換散發到室外，設備總耗電大小對空調耗電影響程度不大。不同設備耗電情況下基站溫度與空調耗電散點圖。

4.2建立基站能耗統計模型。

4.2.1基站設備耗電模型。

針對不同類型的設備，以載波數和話務量作為自變量、設備耗電量作為因變量進行二元一次線性回歸，得到以下基站設備耗電模型：

Y（基站設備耗電量）=B+載波數*載波系數+綜合業務量*綜合業務量系數（1）

4.2.2空調耗電模型。

針對不同墻體類型的基站，以室外溫度和設備耗電量作為自變量、空調耗電量作為因變量進行二元一次線性回歸，得到以下空調耗電模型：

Y=B+室外平均溫度*溫度系數+設備耗電*設備耗電系數（2）

根據分析發現，空調耗電與墻體類型關系密切。

4.3模型預測驗證。

將利用樣本基站采樣數據建立的耗電模型，運用到批量同類基站進行基站能耗預測。利用收集統計得到的自變量數據，得到批量基站的能耗預測數據，與實測的基站能耗數據對比進行誤差分析，批量基站加總后的基站能耗誤差處于1%以下，效果較好。

5. 小結

本文通過對大量基站能耗數據的分析，總結得出了基站能耗影響因素，并建立了基站能耗預測模型；由批量基站的實際能耗數據和預測數據比較可知，加總誤差在允許范圍內。本文得出的一些關于基站能耗特性的結論，相信對推進移動通信行業節能減排工作的開展具有一定的指導意義。

[文章編號]1619-2737（2013）07-23-644