寬帶碼分多址網絡節能減排舉措

中國聯合網絡通信有限公司南京分公司運行維護部 卜 寅

寬帶碼分多址網絡節能減排舉措

中國聯合網絡通信有限公司南京分公司運行維護部 卜 寅

對WCDMA（寬帶碼分多址）網絡節能減排的主要策略進行研究分析，并結合中國聯通南京分公司網絡現狀給出后續的節能方案，以及對節能方案實施取得效果情況進行分析，為后期的WCDMA網絡節能減排提供思路與相應的組網策略建議。

負載關斷；多載波；寬帶碼分多址；負載重整

在移動網絡的功耗估算中表明，RAN（無線接入網）側（尤其是基站側）是在使用階段功耗和二氧化碳排放的最主要部分。這時急需一種可配置的空閑時間段算法，RNC（無線網絡控制）可以動態地在業務量低（如深夜等）時段將沒有用戶的載波關斷，而保持其他有用戶的載波正常工作，在其他載波的小區負載到達初級擁塞狀態或設置的空閑時段結束時，這個被關斷的載波可以被重新打開，通過這種方式功耗可以大大降低。

1 原理與方案

1.1 基本原理

業務負載隨時間而變化，例如在一些中心商業地區，白天的業務負載較高，需要多個小區提供服務，但是在晚上的業務負載則相對較低。在這種情況下，如果滿足一定負載條件，動態小區關閉功能將服務小區的UE（用戶設備）切換到其他異頻同覆蓋的鄰小區，進而關閉該服務小區以減少功耗。

1.2 關鍵算法

圖1中的小區B是小區A的鄰區，可以進行盲切換。

1.2.1 條件小區關閉的具體流程

1）RNC周期性判斷該小區是否滿足以下條件：

·用戶總數小于小區動態關閉總用戶數門限（TotalUser-NumThd）。這里的用戶由cell_DCH（專用信道）狀態中的用戶和cell_FACH（前向接入信道）狀態中的用戶組成。默認值是1。

·HSDPA（高速下行分組接入）用戶數小于或者等于小區動態關閉HSDPA用戶數門限（HsdpaUserNumThd）。這里的HSDPA用戶包括DC（雙載波）-HSDPA用戶。默認值是0。

·HSUPA（高速上行分組接入）用戶數小于或者小區動態關閉HSUPA用戶數門限（HsupaUserNumThd）。這里的HSUPA用戶包括DC-HSUPA用戶。默認值是0。

·鄰區的負載少于LDR門限與NcellLdrRemainThd的差。鄰區的功率負載包含non-HSDPA用戶使用的功率，同時功率滿足鄰區中HSDPA的GBR（保證比特率）要求。

注：在多個鄰區情況下，每個鄰區的功率負載必須少于LDR門限與NcellLdrRemainThd的差。

如果上述所有預設的條件滿足，RNC觸發小區關閉并執行下一步；否則RNC重復之前的條件判斷。

2）RNC啟動切換等待計時器T1并且將UE從服務小區切換到鄰區。

HSPA（高速上行分組接入）用戶（包括HSDPA、HSUPA、DC-HSDPA、DC-HSUPA用戶）切換到相鄰的低負載的HSDPA/HSUPA小區。如果不存在此鄰區，小區不能關閉。

3）如果本地小區中沒有UE，并且當T1終止時鄰區的負載正常，RNC鑒定該小區為無用小區，并且向node B發送一個小區關閉指示；否則，RNC返回步驟1。

4）node B關閉該小區。

·如果node B關閉該小區失敗，RNC從node B接收相應的消息后通過一個內部審計消息鑒定該小區為無用小區，然后返回步驟1。

·如果node B關閉小區成功，RNC周期性地判斷開啟該小區的條件是否滿足。如果滿足條件，RNC開啟該小區同時啟動一個保護定時器T2。在T2終止后，RNC返回步驟1。

1.2.2 條件小區開啟的具體流程

載波關閉后，如何激活載波也是非常重要。若小區的參數DynShutDownType設置為conditionalshutdown，當小區被自動關閉后，RNC周期性（周期定義為DynCellOpenJudgeTimerlen）檢查小區開啟的條件。當滿足以下任意一個條件時，小區會被激活，盡可能減少關載波操作帶來的網絡性能負面影響：

·已超過允許關閉載波的時間段；

·在允許關閉載波的時間段內，但鄰區載波已進入普通擁塞狀態（可以是任何原因觸發的）；

·與關閉載波異頻同覆蓋的活動小區出現由于資源擁塞〔如CE（用戶邊緣設備）、碼、功率〕而引起的接入失敗；

·與關閉載波異頻同覆蓋的活動小區出現其他反常的失敗（如本小區被意外刪除了，信道失敗，或者不工作等情況，不是指KPI（關鍵性能指標）的異常）。

從激活小區的條件可以看出，該算法除了考慮節能外，還考慮了是否對網絡基本性能造成影響。

1.3 方案概述

1）執行BSC6900 MML命令set urnccellshutdownpara設置“RNC級小區動態關閉開關”“小區動態打開周期判斷定時器時長”“小區動態關閉保護定時器時長”。

2）假設小區ID（標識符）為1，執行BSC6900 MML命令lst ucelldynshutdown檢查“小區動態關閉算法開關”是否打開。若“小區動態關閉算法開關”未打開，執行BSC6900 MML命令adducelldynshutdown，打開“小區動態關閉算法開關”，設置小區動態關閉的時間段以及如下參數：

·“小區動態關閉類型”；

·“小區動態關閉總用戶數門限”；

·“小區動態關閉HSDPA 用戶數門限”；

·“小區動態關閉HSUPA 用戶數門限”；

·“小區動態關閉中鄰小區負載余量門限”。

3）執行BSC6900 MML 命令lst uinterfreqncell 檢查是否已配置載波關斷小區1的異頻同覆蓋鄰區。假設異頻同覆蓋鄰區的小區ID為2。只有異頻同覆蓋鄰區與本小區屬于同一個node B時，基于業務負載的載波關斷才可能生效。若該鄰小區未配置，執行BSC6900 MML命令add uinterfreqncell增加需要設置載波關斷小區的異頻同覆蓋鄰區，并且將“盲切換標志”設為“TRUE(是)”。

4）執行BSC6900 MML 命令mod ucellalgoswitch，將“小區準入算法開關”設置為“HSDPA_GBP（保證速率所需最小功率）_meas（HSDPA GBP 測量）”。

5）/*激活步驟腳本文件如下*/：

·//打開RNC級別動態關閉開關。

set urnccellshutdownpara∶ DynCellShutDownSwitch=ON;

·//打開小區級別動態關閉開關。

add ucelldynshutdown∶ CellId=1, DynShutdownSwitch=ON_1, StartTime1=18&00,EndTime1=08&00, DynShutDownType=conditionalshutdown。

·//增加載波關斷小區的異頻同覆蓋鄰區,命令中的小區1和小區2 為同一個node B 下的小區

add uinterfreqncell∶ RNCId=110, CellId=1, NCellRncId=110, NCellId=2,SIB11Ind=TRUE, SIB12Ind=FALSE, TpenaltyHcsReselect=D0, BlindHoFlag=TRUE,NPrioFlag=FALSE, InterNCellQual-ReqFlag=FALSE;

·//打開異頻同覆蓋鄰區的GBP測量開關mod ucellalgoswitch∶ CellId=2, NBMCacAlgoSwitch= HSDPA_GBP_meas-1, NBMUlCacAlgoSelSwitch= algorithm_first,NBMDlCacAlgoSel-Switch=algorithm_first;

2 方案實施效果

2.1 話務分布

南京聯通根據現網的實際情況，考慮市場的發展與基站負荷情況，選取兩個具有代表性的基站（江北揚子消防與河西會展中心），基站話務特點如下：

江北揚子消防〔S4/4/2（表示1、2、3扇區分別有4、4、2個載頻）〕：周一到周五的8∶00—18∶00屬于話務高峰期，其他時間段話務很低。（載頻智能關閉時間設置為00∶00—07∶00與18∶00—24∶00）

河西會展中心(S3/3/3/3/2)：每天的0∶00—24∶00都屬于話務閑時，但是在開放舉辦活動時話務較高。（載頻智能關閉時間設置為00∶00—24∶00）

2.2 節能效果呈現

2.2.1 江北揚子消防基站

江北揚子消防基站配置為（S4/4/2，10個小區），考慮到小區閉塞超過一半以上屬于斷站，只能智能閉塞4個小區。閉塞4個小區之后，每天閉塞10 h，能夠節能5.94%。

2.2.2 河西會展中心基站

河西會展中心基站配置為（S3/3/3/3/2，14個小區）,考慮到小區閉塞超過一半以上屬于斷站，只能智能閉塞6個小區。閉塞6個小區之后，每天閉塞14 h，能夠節能7.95%。

2.3 其他KPI指標

表1為其他KPI指標。

本特性的增益點在于節能，在本特性啟用的時間段內可能同時會對性能KPI造成負面影響：

1）小區關閉前要把用戶切換出本小區，且采用盲切換的方式，會造成掉話率增加和切換成功率下降的風險加大。

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2）在載波關斷的時段，非連續覆蓋的載波（比如F2/F3）若能夠被關閉，則非連續覆蓋載波的覆蓋范圍會縮減，出現一些覆蓋空洞，UE移動到這些空洞時，需要切換到連續覆蓋的F1載波.

3 總結建議

3.1 節能效果

根據功耗測試數據，特性的節能效果如下：

1）一套S2/2/2的node B（DBS3900加RRU3804，下同）在應用該特性后，若每天能夠將每扇區的1個載波關閉6 h，則平均每天的功耗能節省5%～6%。

2）一套S3/3/3的node B在應用該特性后，若每天能夠將每扇區的1個載波關閉6 h，則平均每天的功耗能節省5%～6%。

3）一套S3/3/3的node B在應用該特性后，若每天能夠將每扇區的2個載波關閉6 h，則平均每天的功耗能節省9%～10%。

4）對于一個S333配置的基站，假設一天內有8 h以S333狀態工作，有8 h以S222狀態工作，有8 h時以S111狀態工作。每個射頻單元工作于1載波狀態，與3載波狀態相比每小時大約節約30 W能耗，以S111每天工作8 h計，節約的電量為：3× 8×30 W＝720 W。每個射頻單元工作于2載波狀態，與3載波狀態相比每小時大約節約15 W能耗，以S222每天工作8 h計，節約的電量為：3×8×15 W＝360 W。每天每個基站采用此方案可節約的電量為720 W＋360 W＝1 080 W；現網共有××個基站和××個室分點具備推廣使用價值，大致一年能節省費用65萬元。

3.2 應用建議

基于負載的智能載波關斷在關斷期間，會將所需關斷載波上的用戶切換至另一載波，因此存在異頻切換的增加，存在異頻切換失敗率增加的潛在風險。因此開啟該特性前必須確認：

1）本地網有強烈地實現節能的目的；

2）可關閉小區至少存在一個同頻段的異頻同覆蓋鄰區（盲切換鄰區）；

3）本地網理解并可接受開啟該特性后帶來的異頻切換次數的增加及異頻切換成功率的略微下降；

4）若滿足這以上3個條件，則推薦開啟該特性；否則，不推薦開啟，特別在對KPI指標要求苛刻的網絡，不能開啟該特性。

4 結束語

隨著業務的不斷發展，我們可以根據自身的話務量、流量、用戶感知、功耗、網絡指標、公司的戰略發展等各種因素推廣此節能方案的應用。