論LTE載波關(guān)斷節(jié)能功能研究

宋彥峰

摘 要隨著LTE網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，重點對一些口碑場景的室分基站進(jìn)行了建設(shè)。但這些基站資源利用率較低，部分時段沒有業(yè)務(wù)量，造成資源和能耗浪費。為持續(xù)探索節(jié)能減排新技術(shù)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)端提質(zhì)增效，通過LTE技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)自身稟賦，對特定場景的載波關(guān)斷功能應(yīng)用進(jìn)行驗證。

【關(guān)鍵詞】LTE 載波關(guān)斷 節(jié)能

1 應(yīng)用背景

為提升網(wǎng)絡(luò)口碑，對大客戶單位建設(shè)室內(nèi)分布系統(tǒng)，資源分析發(fā)現(xiàn)在節(jié)假日、夜間LTE網(wǎng)絡(luò)資源利用率極低；另外，一些體育館、藝術(shù)中心等大型場館的室分僅在舉辦活動時才有使用?；谶@種情況，針對此類特定場景探討在資源利用率極低時，可采用關(guān)閉室分LTE基站載波；待利用率到達(dá)一定門限時自動開啟。

2 原理及技術(shù)方案

2.1 原理

載波關(guān)斷不同于符號關(guān)斷和通道關(guān)斷，它是指當(dāng)本載波上的用戶數(shù)較少時，將用戶遷移到負(fù)荷允許的目標(biāo)基礎(chǔ)載波上，然后關(guān)掉本載波，以節(jié)約能耗。其中本載波與目標(biāo)基礎(chǔ)載波是系統(tǒng)內(nèi)/系統(tǒng)間的同覆蓋鄰區(qū)關(guān)系；同覆蓋鄰區(qū)是指與源小區(qū)處在一個覆蓋范圍下的小區(qū)。

從另一角度而言，本載波指容量小區(qū)（節(jié)能小區(qū)），是同覆蓋組網(wǎng)中作為提升小區(qū)容量目的的頻點對應(yīng)的小區(qū)，可對應(yīng)到要關(guān)閉載波的室分基站；目標(biāo)載波指基礎(chǔ)小區(qū)（補(bǔ)償小區(qū)），是同覆蓋組網(wǎng)中作為基礎(chǔ)覆蓋目的的頻點對應(yīng)的小區(qū)，可對應(yīng)到同區(qū)域覆蓋的宏站。

eNodeB載波關(guān)斷節(jié)能場景與網(wǎng)絡(luò)覆蓋有緊密關(guān)系。節(jié)能小區(qū)根據(jù)鄰區(qū)關(guān)系中的配置，來動態(tài)選擇補(bǔ)償小區(qū)；但是優(yōu)先選擇LTE鄰區(qū)作為補(bǔ)償小區(qū)，在沒有LTE鄰區(qū)作為補(bǔ)償小區(qū)時，才選擇異系統(tǒng)鄰區(qū)作為補(bǔ)償小區(qū)。當(dāng)提供基礎(chǔ)覆蓋的小區(qū)（補(bǔ)償小區(qū)）是FDD LTE小區(qū)時，稱為系統(tǒng)內(nèi)載波關(guān)斷節(jié)能。節(jié)能小區(qū)與補(bǔ)償小區(qū)之間通過X2接口交互負(fù)荷信息；具體內(nèi)容可以參考36.423協(xié)議。

以圖1為例，目標(biāo)載波可使用3G和4G網(wǎng)絡(luò)。在4G網(wǎng)絡(luò)的B區(qū)和C區(qū)中，當(dāng)業(yè)務(wù)不繁忙時，覆蓋Area C的站點可以進(jìn)入節(jié)能；此時覆蓋Area B的站點對Area C提供補(bǔ)償。

2.2 技術(shù)方案

制定方案根據(jù)場景而定。首先選擇有宏站和室分覆蓋的區(qū)域，其次室分基站的流量有明顯的潮汐現(xiàn)象。根據(jù)統(tǒng)計，室分在夜間有6個小時幾乎無流量，有7個小時是處于較低的流量期間。因此，在夜間低流量和無流量期間，可以關(guān)閉LTE容量小區(qū)的載波，僅保留一個大覆蓋的載波，以達(dá)到節(jié)省基站功耗的目的。

另外，根據(jù)節(jié)能小區(qū)和容量小區(qū)資源利用率可設(shè)置節(jié)能喚醒機(jī)制。即使在關(guān)閉載波的限定時間內(nèi)，資源利用率到達(dá)門限時自動開啟。節(jié)能喚醒時的負(fù)荷需合理設(shè)置，設(shè)置太大影響節(jié)能效率，太小時用戶切入到覆蓋小區(qū)會出現(xiàn)業(yè)務(wù)接納失敗，影響用戶感知度。建議根據(jù)節(jié)能小區(qū)和補(bǔ)償小區(qū)一個月PRB資源利用率均值設(shè)置。

2.3 執(zhí)行動作

打開SON控制中的節(jié)能業(yè)務(wù)開關(guān)，下發(fā)節(jié)能策略選擇載波關(guān)斷模式，被選定eNodeB下所有的小區(qū)將進(jìn)入載波智能關(guān)斷模式。下發(fā)節(jié)能策略選擇關(guān)閉策略，關(guān)閉SON控制中的節(jié)能業(yè)務(wù)開關(guān)，被選定eNodeB下所有的小區(qū)將退出載波智能關(guān)斷模式。

目前室分站點基本都有FDD LTE補(bǔ)償小區(qū)，因此本次研究采用系統(tǒng)內(nèi)載波關(guān)斷的節(jié)能方式，其載波關(guān)斷的配置如下：配置FDD SON控制策略——配置FDD節(jié)能策略——配置小區(qū)為節(jié)能小區(qū)——配置節(jié)能小區(qū)的鄰接小區(qū)——配置節(jié)能小區(qū)與補(bǔ)償小區(qū)的鄰接關(guān)系——配置補(bǔ)償小區(qū)的鄰接小區(qū)——配置補(bǔ)償小區(qū)與節(jié)能小區(qū)的鄰接關(guān)系。

3 效果驗證

操作執(zhí)行后可看到試驗小區(qū)提示節(jié)能時段開始，5分鐘后進(jìn)入節(jié)能小區(qū)能按照設(shè)置的時間進(jìn)入載波智能關(guān)斷，載波智能關(guān)斷期間站點無告警，在載波關(guān)斷期間無用戶接入。

在載波關(guān)斷期間，電源輸出功率明顯下降，電源節(jié)能可達(dá)20%以上。通過本次試驗證明LTE載波關(guān)斷功能可有效降低設(shè)備能耗，為后期該功能的廣泛應(yīng)用提供了有力依據(jù)，如表1所示。

此技術(shù)使用網(wǎng)管操作即可實現(xiàn)，無任何投資成本。載波關(guān)斷更適合應(yīng)用到一些大型場館會場和室分，可直接設(shè)定時段關(guān)閉和啟動，同時結(jié)合喚醒功能會更加靈活。即平時業(yè)務(wù)分擔(dān)到周邊宏站，載波關(guān)閉；資源利用率到達(dá)一定閥值自動開啟，比在基站上加裝定時器更加穩(wěn)定、可靠、靈活。

4 結(jié)束語

本文通過對基于LTE網(wǎng)絡(luò)的載波關(guān)斷休眠節(jié)能技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)場試驗，驗證了技術(shù)的節(jié)能效及其對網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)的影響。應(yīng)用到室分的特定場景，可有效減少網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營的耗電量，降低成本支出，提高經(jīng)濟(jì)效益，為移網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的降本增效提供重要的參考價值。

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作者單位

河南省鶴壁市聯(lián)通分公司 河南省鶴壁市 458000