绿色基站方案实现

放技术和智能节电技术可以进一步降低基站的整机功耗[5-9]。

　　3.1 高效率功放技术

　　在基站整体功耗中，射频部分的功耗占据了最大部分，而功放又是射频中功耗最大的部分，约占射频部分总体功耗的80%。此外，基站耗电量的降低可以减少设备发热量，相应空调的耗电量也会相应减少。因此，提高功放效率是降低基站主设备功耗的有效手段。

　　高效率功放的设计主要从功放电路应用、器件选型和工艺突破等几方面来开展。功放种类从传统昂贵的线性前馈功放，经过AB类高功放，发展到了与数字预失真(DPD)技术配合的Doherty功放。功放芯片从横向扩散金属氧化物半导体(LDMOS)慢慢向氮化镓(GaN)、高压异质结双极晶体管(HVHBT)等新器件发展。整个功放的效率从不到10%提升到现在的45%，并朝50%以上努力。目前，DPD+Doherty功放技术是整个无线通信基站系统的主流应用。

　　持续提升功放效率的需求驱动功放技术不断发展。新的功放技术包括包络跟踪(ET)功放技术、数字开关功放技术等。

　　3.2 智能节电技术

　　由于无线用户的移动特性，基站设备每天不同时间段的负荷具有较大差异。基站智能节电技术就是通过实时评估基站小区载波上的话务量水平，根据判决结果将空闲资源(如智能载波调整、载频智能下电等)转入休眠状态；或者根据负载情况，智能配置功放电源(如智能功放控制、动态调压等)达到节能目的。下面重点对动态调压技术和智能载波调整技术进行分析。

　　(1)动态调压技术

　　动态调压也称为动态功率匹配(D-PT)技术。动态调压技术主要通过跟踪负载的变化，采用分级可变电压，对功放供电电源进行智能控制，实现"呼吸式"功率管理。动态调压技术原理如图2所示。图2中，当功放输出功率较大时，给功放供电的电压较大；而在功放输出功率低于某个值时，则降低功放的供电电压。动态调压技术可以保证在不同的功率负荷下，功放均以最优的效率工作，实现不同功率配置下的节能降耗。智能高效率电源可满足在不同的负载下，电源的高效率转换，最大负载时电源效率高达92%。在典型功耗下，动态调压技术可以使整机功耗降低12%。

　　(2)智能载波调整技术

　　基站在工作过程中的负荷是动态变化的，特别在一天当中，忙时和闲时的业务量相差非常大。基站的载波数量一般按照忙时业务量的需求配置。在空闲时，各载波的业务量会很小，某些载波的功率大部分用于控制信道而非业务信道，功率利用率很低。

　　智能载波调整技术能够根据基站业务量的变化动态调整基站输出的载波数，适时关闭非工作载波，减小非工作载波的控制信道的功率开销。以S222站型配置为例，闲时可以降低功耗40%左右。

　4 绿色基站的应用

　　在移动站点整体的功耗构成中，除了系统设备占据较大功耗比例外，空调等温控系统自身的运转也消耗了较大比例的电力资源。如何有效节约基站温控系统的能耗，成为绿色基站应用领域不可或缺的部分；另外，随着太阳能、风能等绿色能源技术自身发展的突破，在通信领域采用这些清洁能源为基站供电，也得到广泛应用，以适应整个社会节能减排的发展要求。

　　4.1 机房智能温控系统

　　无线设备的风扇及机房的空调在为系统设备提供适宜的工作环境的同时，也在消耗大量的能量和资源。降低设备风扇和机房空调的能耗，也是节能降耗的有效途径。

　　机房温度自动控制系统(ACS)通过室内和室外温度传感器测量室内和室外环境温度，根据室内外温度差异，利用自然风进行室内温度调节。只有在室内外温差较小且室内温度高到一定程度时，控制系统才打开空调进行降温。智能温控系统构成如图3所示。

　　自动控制系统可单独使用，也可以和空调结合使用，充分利用自然条件实现机房节电和全天候的基站环境调节。智能温控系统可大大减少机房空调的运行时间，全年80%左右的时间可采用风扇强制通风替代空调。与传统机房相比，节能最高可达70%。

　　4.2 绿色能源供电方案

　　基站本身功耗的大幅降低，使得采用太阳能、风能等清洁能源方案替代传统供电方式成为可能。随着技术的发展，太阳能电源及风、光互补基站供电方案已经逐渐开始应用。

　　太阳能和风能电源完全采用自然能源，符合节能减排的大趋势，具有清洁、低耗、不会枯竭、运营成本低、一次性投入长期受益等优点，但有受制于气候条件的缺点。为了使太阳能和风能电源正常工作，每天的日照平均值至少达到4 kWh/m2，风速能够达到使涡轮正常工作的条件(即3.5 m/s)。

目前，比较可靠的清洁能源方案是风、光互补混合供电。在白天日照时间，太阳能板和风能涡轮将一起为设备供电；在夜间，设备供电将由风能和电池组提供。在无风和没有日照的时间，则由电池组来供电。根据站