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目录
1背景4
2DTRU降功耗功能总体情况4
2.1公司现网主流的BTS3012载频硬件版本介绍4
2.2智能降功耗基本原理5
2.2.1时隙级功放关断6
2.2.2智能关断载频7
2.2.3华为III代功率控制7
2.2.4DTX不连续发射技术7
2.2.5采用新的功放管器件8
2.3各种载频硬件支持功能的情况8
2.4各种软件版本支持功能的情况8
2.5存在问题和现场规避策略9
3智能降功耗的测试选点及数据配置方法11
3.1智能降功耗的摸底测试选点原则11
3.2数据配置方法12
4问题和改进点12
5智能降功耗开启前后效果对比13
1
背景
在CD网络的现网搬迁改造、新建站点、扩容站点这3大工程的完工后,现有载频存量已达到了3W载频以上(70%为BTS3012的老双密度载频,另外30为BTS3012的新双密度载频),在工程完工后,局方多次组织对比验证了华为设备功耗问题,基本得出了如下结论:
对比友商设备,相同配置华为基站能耗偏大15%左右,其中主要的原因有如下3个:
1、载频量的提升带来的耗电量的明显增加;
2、BTS的耗电量增大后,发热量也相应的提升了很多,导致配套的空调等需要运行更长的时间、提供更低的温度,这也会导致总体耗电量的增加;
3、我司的产品的功耗确实比友商要稍高一点。
随着GSM基站产品的不断演进,以及GSM市场竞争的白热化,华为原有的基站产品在竞争力上,已经不能满足全球市场的需要。
尤其是在全球资源逐渐匮乏的大背景下,各国都在积极倡导低耗高效的利用现有能源。
同时移动运营商们也面临着竞争所带来的成本压力,这更加要求我们提供低功耗的产品,以满足适应全球市场的节能减排趋势,减少客户的成本,减轻其所面临的压力。
本指导书主要是针对BSC6000配合BTS3012结合CD网络的情况对智能降功耗的功能进行一些说明,其中BSC版本基于BSC6000V900R008C01B051,BTS3012版本基于BTS3000V100R001C07B421,同时介绍了GSMBSS智能降功耗功能的实现及配置,主要用于指导有GSM-BSS基础知识的技术支持工程师在现网进行降功耗的实施和测试时,获得最优的功耗效果。
2DTRU降功耗功能总体情况
2.1公司现网主流的BTS3012载频硬件版本介绍
公司现网主流的BTS3012的硬件主要有下述的三种
1、老双密度的BTS3012载频,根据公司在2007年下发的【技无产通知2007(014)——关于无线GSMBTS部分新产品切换的通知】,2007年5月-10月31日部分地区已经实验局发货,11月1日开始,包括市场发货和备件发货将全部切换为新DTRU。
2、新双密度载频,其中新双密度载频又分成B版本和D版本两种,08年6月份以后发货的基本都是D版本的DTRU。
新老双密度的硬件上的区别主要在于以下几点:
1、最明显的区别,在载频板面板N头发射接口位置,老DTRU载频的PBT合路发射口的上下两边,分别有一个SMA射频接口,而新DTRU没有这两个接口
2、老DTRU的指示灯在拉手条的中部,而新DTRU的指示灯在拉手条的靠上的位置
3、老DTRU的电源输入口在面板下边的中间位置,而新DTRU的电源输入口在面板下边靠左的位置
新双密度的B版本和D版本的区别主要在于以下几点:
1、最明显的区别,在载频板面板N头发射接口位置,老DTRU载频的PBT合路发射载频启动后,提取基站压缩日志:
PCBid=0002表示B版本DTRU,PCBid=0004表示D版本DTRU
2、或者打开DTRU侧盖看到下角条码:
GM56DBRUVER.BRF,说明单板是B版本,GM56DBRUVER.DRF,说明是D版本
2.2智能降功耗基本原理
本文主要对需要数据配置的几种降功耗的技术进行了说明
DTRU的功耗是BTS3012基站(DTRU)功耗的主要部分,其与载频配置数目、业务流量、载频输出功率以及工作方式等因素相关。
DTRU各个功耗部分的分布与关系如下图:
基带功耗
DSP/FPGA/CPU等核心处理器件。
射频信号功耗
数字中频电路,DA/AD,射频小信号电路。
功放静态功耗
为保证功放管处于线形区工作的静态电流产生的静态偏置功耗。
功放动态功耗
有业务的时候,功放管发功率时的动态功耗,相对于静态功耗新增的功耗。
它和静态功耗一起构成功放工作时消耗的功耗。
注:
功放管静态电流功耗与功放管满功率发射时功耗的比值约为1:
5。
2.2.1时隙级功放关断
功能又称“智能关功放”。
功放管是载频中向天馈发射功率的主要器件,由于器件线形特性限制,即使它不发射功率,也需要施加一个固定的偏置电压,使得功放工作在线性区域,这部分消耗的功耗就叫做静态功耗。
功放功耗还包括另外一部分功耗,即动态功耗,有话务情况下,动态功耗发生,且载频输出功率越高动态功耗越高;
无话务情况下,动态功耗为0。
实际情况上,载频并非一直需要发射功率,如果可以根据业务来选择关闭该部分的供电,便可以节省下电源消耗。
我司的BTS3012载频只有新载频(包括B版本和D版本)才支持时隙级功放关断,老的DTRU是不支持时隙级功放关断的(老双密度的控制时隙的静态和动态功放的这两个功放管,不能单独控制,必须同开同关,这也就使得老双密度载频无法进行时隙级别的功放关断)。
新的DTRU当中有两个功放,分别控制静态功放和动态功放,而且可以针对一个DTRU中的16个时隙的分别进行静态和动态功放的开关,也就是说,如果一个时隙没有了话务占用,那么功放会单独关闭这个时隙的静态和动态功放,这就是“时隙级功放关断”功能。
2.2.2智能关断载频
智能关断载频功能的作用是在功放关断的前提下,通过软件算法控制射频信号的电源开关以进一步完成功耗的节省。
我司的BTS3012载频只有D版本的新双密度载频和老双密度载频支持智能关断载频的功能,由于无论新老DTRU中2路载波的中射频小信号都是共用的,因此智能关断载频这个功能对于新双密DTRU来说操作粒度属于模块级,也就是说,1个DTRU的2个TRX的载频必须同开同关,但针对D版本的新双密度载频和老双密度载频又有如下的不同:
1、D版本的双密度载频的智能关断载频功能,是在所有的16个时隙的动态和静态功放都关闭后,进一步关闭载频的射频小信号;
2、老双密度载频的智能关断载频功能,是在所有的16个时隙的动态和静态功放都没有占用后,关闭该DTRU的静态功放。
2.2.3华为III代功率控制
功率控制就是根据保证通话质量的实际需要调整基站与手机的发射功率。
目的是在保证良好传输质量的前提下,降低发射功率,从而降低整网干扰、减少功耗。
主要应用于频率复用密度高、话务量大或系统干扰水平高的网络。
在GSM中,对上行链路和下行链路都可分别使用功控,而且可对每个移动台独立进行。
华为第III代功控算法在之前的基础上做出了优化:
1、测量预处理阶段:
增加指数滤波,提高了跟踪速度;
2、功控判决:
综合接收等级和接收质量,采用统一判决公式进行综合,并且考虑跳频增益对质量的影响,使功控步长更加精准;
通过对AMRFS和HS业务设置不同功控门限更好地满足AMR功控优化需求。
2.2.4DTX不连续发射技术
通讯过程中,其实移动用户仅有40%的时间用于通话,60%的时间没有有用的信息传递,如果这些信息全部传递给网络的话,不但会对系统资源造成浪费,而且也将使系统内干扰加重。
针对这种情况,GSM系统采用了DTX技术,即在没有语音信号传输时就停止连续发送无线信号,从而使干扰电平降低来提高系统的效率。
DTX功能对所有基站类型均适用,采用DTX不连续发射技术之后,功放的等效发功时间降低到不使用该功能的60%,该功能带来的作用是:
上行可以节省移动台电池和减少系统内干扰;
下行表现为降低基站功耗,减少系统内干扰,减少基站内交调。
DTX不连续发射技术是降低基站功耗的一个辅助手段,在进行降功耗实施时建议使用
2.2.5采用新的功放管器件
通过进一步的增强功放管的性能,提升功率转换的效率,向天馈输出相同的功率消耗的能源更少,这样来达到降功耗的目的。
2.3各种载频硬件支持功能的情况
载频硬件
时隙级功放关断
智能关断载频
辅助手段(信道分配优化、功控、DTX)
B版本新双密
支持
不支持
D版本新双密
老双密
2.4各种软件版本支持功能的情况
功能特性
BTS版本
BSC6000版本
M2000版本
BTS3000V100R001
不涉及,支持双密度基站的版本即可
与相应BSC配套的版本
C05B089及其以上版本
BTS3012V300R006
BTS3000V100R001C07B231及以上(老双密)
BSC6000V900R001C03B104SP07及其以上版本
BTS3000V100R001C07B416及以上(新双密)
信道分配优化
BTS3000V100R001C07B231及其以上版本
BSC6000V900R001C03
B104SP07及以上版本
III代功控
不涉及[请见下面的说明]
BSC6000V900R001
C04B120SP02及其以上版本
DTX不连续发射
不涉及
说明:
功控分为BSC功控和BTS功控两种;
其中基站只有到8.0版本后才支持BTS侧的III代控,目前III代功控是属于BSC功控;
因此,数据配置的时候必须在BSC侧关闭“BTS测量报量预处理”
2.5存在问题和现场规避策略
问题1:
在进行摸底测试的时候,发现部分基带跳频小区无法关载频功放
详细描述:
在CD网络进行的老双密基站功耗摸底测试中,涉及到的基带跳频的全老双密小区有:
A、B、C,通过查看这3个站点的基站日志,发现在凌晨时段,除了A的3小区可以关闭载频功放外,其余小区均没有关闭载频功放。
其原因主要有如下3种:
1、载波的“载频功放电源关闭允许”被设置成了“否”,即非主B载频的“载频功放电源关闭允许”配置不一致;
根据实验室的测试结果证明:
在基带跳频小区,所有非主B载波的该参数必须都设置为“是”,否则小区永远无法关闭载频的功放。
2、和主B共有DTRU的某载波的信道配置为:
SDCCH+4个静态PDCH+3TCH全速率,但由于静态PDCH信道所在的载波是无法关闭载频功放的,在实验室的结果也证明BSC是不会下发关闭功放的消息给该载波的,同时也不会下发关闭功放的消息给其余的载波。
因此,该小区无法关闭非主B载波的功放。
3、S4配置,主B不参与的基带跳频(TRX5不跳频,TRX6~TRX7跳频),基带跳频和智能关功放的配置都正确,该小区主B载波的信道配置为:
BCCH+SDCCH+4个静态PDCH+2个TCH全速率,通过查看该小区的KPI数据,怀疑凌晨阶段SD信道请求数依然很大,主B载波的SDCCH信道不够用,导致占用非主B载波的SDCCH信道(TRX6上配置了2条SDCCH),最终无法关闭非主B载频的功放。
规避方法:
主要有下面4点
1、将BSC属性中的“预留空闲信道数目”设置为0。
2、针对基带跳频小区,所有非主B载波的“载频功放电源关闭允许”都配置成“是”
3、小区内的非主B载波上不要配置静态PDCH信道
4、主B载波上信道配置建议如下:
BCCH+SDCCH+3个静态PDCH+1个动态PDCH+1个TCH全速率+SDCCH
基带跳频的问题目前只能通过上述方法规避,如果要彻底解决,还需要后续版本的配合。
问题2:
使用3代功控算法中的针对智能降功耗的推荐参数,可能会对现网的网络质量造成影响
在智能降功耗功能的开启中,需要修改第三代功控算法中的一些参数,但这些参数都是基于降功耗的目的给出的,可能会影响现网的网络质量。
网优结合现网的情况对这些参数的使用给出评估,如果修改了这些参数,那么也一定要密切关注数据修改点以后的话统,防止对现网质量造成冲击。
问题3:
在时隙级别关断后,如果有业务产生,那么需要马上打开该时隙的静态或动态功放,以接入新的业务,在这么短的接续时间内,是否会对现网的业务产生影响
功放的电源在基站内部自行控制,只是在正常的业务流程上叠加了功放开关两个动作,通过华为自创的功放电源高速开关技术,使得功放“开”和“关”这两个动作消耗的时间足够短(近似于0),所以时隙级的功放开关对于信道分配及通话进行并没有任何改变,当然对业务也无任何影响。
在这种情况下并不会对业务造成任何影响。
问题4:
在打开“智能关断载频”的功能时,在主B不参与跳频的情况下,数据配置要求所有非主B载波的参数"
载频功放电源关闭允许"
都设置为"
是"
但是无论新老DTRU,智能关载频都是以DTRU为单位的,也就是同开同关,这两种设置是矛盾的,因为跳频要求整个跳频组一起关闭载频功放,但实际上和主B共用DTRU的那个TRX的功放无法关闭,在这种情况下,到底会出现什么样的情况?
1、跳频要求整个跳频组一起关闭载频功放;
而且现在的算法会判断整个小区载频的"
属性,如果有一个非主B为“否”,就会产生不一致,从而根本关不了功放
2、之所以数据配置要求所有非主B载波的参数"
因为这样一来,跳频组的其它非主B载频还是有机会关的,和主B共用DTRU的那个TRX的状态很特殊,一方面BSC会下命令给它让它关闭功放,同时不再分配信道给它,另一方面,载频判断出这块载频是无法关功放的,因此这个TRX是处于关闭功放状态但实际上并没有关闭,BSC也不会给它分配信道
3、这种数据配置要求,就是要保证跳频组的其它非主B载频有机会关功放,而牺牲和主B共用DTRU的那个TRX;
基带跳频的问题未解决之前,目前只能这么规避
1、针对基带跳频小区,所有非主B载波的“载频功放电源关闭允许”都配置成“是”
2、针对非基带跳频小区,主B所在DTRU模块的两个载波,参数“载频功放电源关闭允许”都配置成“否”
3智能降功耗的测试选点及数据配置方法
3.1智能降功耗的摸底测试选点原则
在进行智能降功耗的交付之前,需要进行摸底测试,为了取得良好的测试效果,摸底站点的选择非常重要,下面针对该问题给出几点建议:
1、选择非基带跳频的站点,这个条件最重要,由于目前BSC算法的缺陷,对于CD现网的情况,基带跳频站点的降功耗功能几乎是不起作用的,因此,测试的站点一定不能选择基带跳频的站点,如果必须选择基带跳频基站,尽量选择主B不参与基带跳频的基站,这样会增大载频关断的机率。
2、站点的PS业务相对较少,静态PD信道都要配置在主B所在的载频模块上。
静态PD信道配置在主B所在的载频模块上,可以增加非主B载频模块的载频关断机率,因为老双密DTRU的智能关断载频功能是模块级的,整个载频模块的静态功耗要么同开,要么同关;
同时主B载波或主B所在的载频模块上要配置有一定数目的TCH信道,目的是当小区话务量低时,增加非主B载频模块的载频关断机率。
3、选择S444以上的大配置站点,话务量相对较低,为城郊或郊区站点;
尽量选择配置为S444、S666、S888之类的站点,城郊或郊区站点通常话务量较低,尤其是夜间话务量很低的站点,可以增加非主B载频模块的载频关断机率。
4、选择新老双密混插站点时,一定要配置新双密载频作为主B,同时要配置老双密的“TRX优选等级”为最低。
新老双密混插站点中,配置新双密载频作主B,比主B是老双密载频时的功耗要低;
配置小区中老双密的“TRX优选等级”为最低,增加它们在话务量低峰时的载频关断机率。
5、选择直接-48V供电基站,不选+24V使用SidePower/PSU转-48V的基站,减少电压转换当中的功率损耗。
3.2数据配置方法
具体的数据配置方法请见附件:
4问题和改进点
按照上述的数据配置方法,对CD现网的两个BSC进行了智能降功耗功能的开启工作,在这当中,还是发现了很多的问题:
1、数据修改过于复杂:
降功耗的数据配置,分成了老双密度的跳频、不跳频、新双密度的跳频、不跳频、新老混合双密度的跳频、不跳频,这么复杂的细分,很难和现场的实际情况相对应,比如,如果其他人更换了载频,将本来是新老混合的小区改成了完全纯老双密度的小区,比如,有人在原来没有静态PDCH的载频上了添加了静态的PDCH,还比如,现场进行了全网的翻频,可能主B的载频位置和静态PDCH的载频位置都做了修改,按照现在的数据修改情况,那等于是说还需要全网重新开启一遍智能降功耗,完全只能靠手工去进行修改,在一些大的网络有很多人的在进行操作维护的情况下,这种情况怎么去解决,如果数据配置和现网的实际情况不对应,会有什么风险?
会不会造成业务上有什么问题?
这些都还是需要研发给出具体的答复
2、由于必须要区分新老载频的跳频、不跳频的情况(共有4种组合),那么要给出所有的需要进行智能降功耗小区的配置(包含小区所有载频的BOM编码、跳频情况),但这个是没有工具来支撑现场操作的,只能通过人工的方法来筛选出所有的情况,要能够熟练使用Excel,同时还要导出现网的工参,必须通过人工的方式,把小区所有的载频的BOM编码、跳频情况汇总在一张表上,非常的费时费力。
3、使用理想化的模式,如果一个大的网络完全按照给出建议进行数据配置,同时现场的话务情况也是刚好的匹配我们的降功耗功能(比如夜间话务很低、PDCH都配置在主B上等),那么在只有少数的载频工作的情况下,由于基带跳频被关闭、射频跳频由于频点的减少导致跳频增益的减少,在这种情况下,是不是会增大网络的干扰、降低网络的质量,这是个待回答的问题。
5智能降功耗开启前后效果对比
本次摸底测试9个老双密占主导的站点,在基站使用节能软件后,全天降幅从2.43%~17.5%不等,其中智能关载频和三代功控的降耗效果较明显,但测试的站点中射频跳频和基带跳频站点降幅并不稳定,有大有小,通过进一步研究相似配置下,降幅好与降幅不好的站点数据配置等信息,现场测试时正确配置BSC数据,应该可以稳定降幅在8%。
最后,对研发兄弟刘东辉提供的技术支持深表感谢!
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