話務量對于通信基站能耗的影響

中通服節能技術服務有限公司 馬宏坤

話務量對于通信基站能耗的影響

中通服節能技術服務有限公司 馬宏坤

通信基站數量越來越大，要做好基站的節能，有必要充分了解通信基站能耗的組成及影響因素。通信基站能耗最大的組成部分是通信設備的能耗。分析了影響通信設備的能耗因素和影響程度，利用所采集的大量數據分析并量化了話務量與基站通信設備能耗之間的關系。

話務量； 基站； 能耗

0 引言

通信設備，作為電子產品的一種，它的能耗主要有三個方面的影響因素：設備自身的設計特性，設備的工作溫度環境，設備的工作負荷。

設備自身的設計特性與設備廠商設計的性能指標直接相關。一套設備基礎能耗多少，不同廠家不盡相同。一個基站用幾套設備也將直接導致能耗的顯著差異。但是，這些在使用階段都不能夠控制，故本文不做討論。

電子產品，一般而言，外界環境溫度越高，耗電也就越多。由于通信基站中都有空調控制基站室內溫度，所以基站通信設備的工作環境溫度相對恒定，變化幅度不大，故外界工作環境溫度對于基站通信設備能耗變化的影響不大，本文也不再做細致討論。

基站通信設備的工作負荷，即處理的信息多少，通常用話務量來描述，本文重點討論話務量忙閑對于基站通信設備的能耗的影響。

1 話務量對基站通信設備能耗的影響

話務量公式為：A＝Ct。A是話務量，C是呼叫次數，t是每次呼叫平均占用時長。一般話務量又稱小時呼，統計的時間范圍是1 h。

為了研究話務量與基站通信設備能耗之間的關系，我們對于常州珠江路基站和凱豪大酒店基站的通信設備的能耗每分鐘采集一次數據，連續采集了3個多月，總計獲得了近40 MB的數據量，再結合同期的話務量數據，對兩者之間的相關性，分析出擬合方程，進而得出了量化結果。

1.1 話務量的變化規律

首先分析2個基站2013年7、8、9連續3個月的話務量原始數據，由于數據量較大，我們采用圖形方式展示。圖1展示的是珠江路基站的話務量3個月的變化曲線，圖2展示的是凱豪大酒店基站的話務量3個月的變化曲線。

從3個月的全局數據來看，2個基站都可以看出一個共同的規律性的現象，那就是每5天高線柱后間隔2天矮線柱。考慮到第一天2013年7月1日是周一，似乎可以推測：周一至周五的話務量大于周六和周日的話務量。但是后面有一個例外情況，就是2013-09-19之前是3天高線柱，2013-09-19開始是3天矮線柱。通過查詢日歷，發現2013-09-19至2013-09-21三天是中秋節，放假三天。綜合上述2個方面，可以得出一個結論：工作日的話務量高于休息日的話務量。

圖1、圖2只能從總體上觀察，還不能夠看出細節。下面我們截取一周的數據，進一步展現，如圖3、圖4所示，圖中橫坐標是小時數。

從圖3、圖4中可以看出，基站每天24 h的變化曲線都很相似，也就是說，用一天24 h的變化曲線基本就可以代表這個基站的話務量變化趨勢。考慮到工作日和休息日的顯著區別，我們把這3個月中所有工作日的話務量按照時間段取平均，所有休息日的話務量也按照時間段取平均，得到圖5、圖6所示的曲線。

從上述兩組對比曲線圖中可以清晰地看出：①工作日和休息日話務量曲線變化趨勢（如峰谷時間）基本保持一致，符合正常的作息規律；②用戶休息日的語音通信活動明顯小于工作日。

1.2 基站能耗變化規律及其與話務量的關系

在本測量評估方案中，對于基站通信設備的耗電參數單獨做了計量，采集設備每分鐘采集一次實時功率等參數發送到測量評估系統。為了與話務量對應，在測量評估系統上對每小時的60個功率數值做了均值處理，然后與話務量再一一對應起來分析。

首先，我們分析了一下主設備功率在每天不同時間段的變化特征。由于基站通信設備的功率變化幅度相對來說不大，為了便于觀察小的變化特性，把縱坐標的刻度設計得較小，從而放大了變化效果，如圖7、圖8所示。

圖7、圖8分布曲線似乎隱藏了某種規律性的東西，看上去與語音話務量曲線有些相似，為了直觀分析其與話務量之間的關系，我們把與之關聯的話務量作為橫軸，這些變化的功率作為縱軸，在一張圖上呈現出來，如圖9、圖10所示。

從圖9、圖10中可以看出，雖然通信基站主設備的功率變化幅度相對來說不大，但是與話務量還是存在著較為明顯的正相關性。也就是說，話務量增加，通信設備的耗電功率也呈現增加趨勢；反之亦然。

珠江路基站通信設備耗電功率與語音話務量之間的擬合方程為

其中x表示話務量，y表示通信設備耗電功率。

凱豪大酒店基站通信設備耗電功率與語音話務量之間的擬合方程為

由于珠江路基站通信設備的能耗較小，話務量較大，所以方程中x的系數較小；而凱豪大酒店的則正好相反，所以方程中x的系數較大。從方程中可以看出，由話務量導致的珠江路基站通信設備耗電功率變化幅度在100 W之內，由話務量導致的凱豪大酒店基站通信設備耗電功率變化幅度在180 W之內，相對于這些基站通信設備的基本耗電功率占比約為5%左右。

2 結束語

通過大量數據分析，我們得到了語音話務量對基站通信設備的能耗影響是存在的，基站通信設備的能耗在話務量忙時比閑時高5%左右。考慮到基站全年PUE（電源使用效率）約為1.5，即基站空調能耗約為通信設備能耗的0.5倍，所以考慮綜合因素，語音話務量對于基站整體能耗的影響約為7.5%。在通信基站做節能減排工作的時候，如果話務量經過一段時間后變化幅度較大，可以據此數據對節能量做適當調整。