LTE智慧節(jié)能研究

1 背景

通信行業(yè)一直以用戶感知作為終極目的服務(wù)于大眾，在能源損耗方面未有相關(guān)考量。觀察4G現(xiàn)行網(wǎng)絡(luò)情況發(fā)現(xiàn)，不同場(chǎng)景下部分LTE基站小區(qū)只有白天較為繁忙，而夜間業(yè)務(wù)量較少。當(dāng)前LTE網(wǎng)絡(luò)多數(shù)為多層網(wǎng)結(jié)構(gòu)，在業(yè)務(wù)量較少的情況下全部載波滿功率開啟存在資源浪費(fèi)情況。為提高現(xiàn)網(wǎng)站點(diǎn)能效，通過臨時(shí)關(guān)閉載波達(dá)到節(jié)能的目的。針對(duì)現(xiàn)網(wǎng)小區(qū)閑忙情況，定義指標(biāo)時(shí)間粒度門限，對(duì)較閑小區(qū)采取臨時(shí)關(guān)閉/解關(guān)閉操作。

2 主要?jiǎng)?chuàng)新技術(shù)手段

隨通信業(yè)務(wù)不斷發(fā)展，終端、熱點(diǎn)不斷增長(zhǎng)，導(dǎo)致更高能耗?；趯?shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)同覆蓋扇區(qū)內(nèi)基站小區(qū)用戶容量KPI指標(biāo)情況，當(dāng)用戶業(yè)務(wù)量低于一定門限時(shí)觸發(fā)載波關(guān)斷，反之則自動(dòng)觸發(fā)腳本開啟載波，在用戶感知良好的前提下，實(shí)現(xiàn)能耗平衡。

技術(shù)要點(diǎn)：

① 時(shí)間潮汐規(guī)律分析；

② 載波與兜底分析；

③ 載波與容量估算；

④ 故障排查過濾

⑤ 風(fēng)險(xiǎn)把控

3 詳細(xì)技術(shù)描述

目前能體現(xiàn)LTE小區(qū)業(yè)務(wù)量情況的KPI指標(biāo)有、流量、RRC用戶數(shù)、利用率等。流量波動(dòng)較大且當(dāng)小區(qū)故障或閉停時(shí)也會(huì)產(chǎn)生一定流量，存在一定風(fēng)險(xiǎn)性。RRC用戶數(shù)則無法實(shí)現(xiàn)精確評(píng)估容量，而容量關(guān)鍵指標(biāo)利用率則能直接反饋上行共享信道PUSCH和下行共享信道PDSCH的容量情況。故采用利用率最為關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行判斷。

3.1 時(shí)間與潮汐效應(yīng)

人們?cè)谌粘Ｉ钪衼硗诓煌瑘?chǎng)景，如家里、辦公室、商場(chǎng)等。不同場(chǎng)景下均存在一定潮汐規(guī)律。對(duì)現(xiàn)網(wǎng)基站小區(qū)容量采用相同時(shí)間規(guī)律進(jìn)行利用率采集，（例：一年歷史周期內(nèi)的所有星期一）以15分鐘粒度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

3.2 載波與兜底分析

在利用率的采集上需要對(duì)同覆蓋扇區(qū)進(jìn)行劃分合集。只有相同覆蓋方向的基站小區(qū)才可以實(shí)現(xiàn)兜底，確保在用戶較少的情況也有載波可占用且不影響用戶感知。為提高算計(jì)速度保證時(shí)效性，設(shè)置啟動(dòng)計(jì)算門限過濾全時(shí)段繁忙小區(qū)。

3.3 載波與容量估算

在大數(shù)據(jù)分析中單載波容量高低判斷的關(guān)鍵條件是利用率的最大值需超過50%則定義為單載波繁忙那么我們可以通過此條件評(píng)估出同覆蓋方向的所有載波容量（如圖1所示）。

圖1 容量估算圖

3.4 故障排查過濾

在實(shí)操中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)可閉停小區(qū)執(zhí)行腳本時(shí)存在小區(qū)突然退服現(xiàn)象，如繼續(xù)按清單關(guān)斷會(huì)導(dǎo)致實(shí)際情況不符，導(dǎo)致過多載波關(guān)斷，影響用戶感知。因此我們?cè)陂]停前需要對(duì)基站載波進(jìn)行實(shí)施故障排查，如發(fā)現(xiàn)存在故障退服情況則不進(jìn)行不停操作。

3.5 風(fēng)險(xiǎn)把控

在根據(jù)歷史數(shù)據(jù)測(cè)算，執(zhí)行載波關(guān)斷后，需根據(jù)利用率指標(biāo)變化對(duì)關(guān)斷狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)變更，例如當(dāng)某小區(qū)現(xiàn)場(chǎng)人流量激增，導(dǎo)致小區(qū)利用率上升違反周期規(guī)律，為保證靈活性，加入風(fēng)險(xiǎn)控制流程，以15分鐘粒度對(duì)利用率和故障相關(guān)KPI進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)利用率總和超過門限則重新開啟載波，保證用戶感知不受影響。

通過上述技術(shù)應(yīng)用可對(duì)現(xiàn)網(wǎng)載波進(jìn)行實(shí)時(shí)性觀察檢測(cè)，當(dāng)某載波業(yè)務(wù)存在一定規(guī)律性且利用率較低時(shí)，可直接進(jìn)行關(guān)斷同時(shí)避免風(fēng)險(xiǎn)。

4 應(yīng)用效果-案例

針對(duì)珠海金灣區(qū)微區(qū)域載波進(jìn)行應(yīng)用，微區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)有2 125個(gè)小區(qū)滿足智能節(jié)電條件，并挑選物理站點(diǎn)“珠海安居園市場(chǎng)”三扇區(qū)作為單獨(dú)測(cè)算對(duì)象，該扇區(qū)內(nèi)同覆蓋載波有2個(gè)“珠海安居園市場(chǎng)D-ZLH-3”“珠海安居園市場(chǎng)F-ZLH-3”方位角分別為300度330度，差值為30度以內(nèi)，屬于同覆蓋扇區(qū)。帶入計(jì)算后發(fā)現(xiàn)該扇區(qū)內(nèi)D頻，滿足關(guān)斷條件。該小區(qū)0點(diǎn)至6點(diǎn)均可以進(jìn)行關(guān)斷，在未開啟智慧節(jié)能前每日單物理站點(diǎn)每日耗電量從2.12度，開啟智慧節(jié)能后下降至1.88度節(jié)能占比為11.48%。金灣微區(qū)域日耗電量2 281.91度，耗電量降至2 053.71度，每日可節(jié)電228.2度點(diǎn)占比為10%占比，（如圖2所示，如表1所示）。

圖2 金灣微區(qū)域網(wǎng)絡(luò)節(jié)能情況

表1 單小區(qū)節(jié)能情況

5 結(jié)束語

經(jīng)過研究實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，此算法可有效降低站點(diǎn)能耗，節(jié)約資源。當(dāng)載波被關(guān)段后節(jié)能效果較好并且能很好的保證小區(qū)在關(guān)斷情況下不影響用戶實(shí)際感知。