摩托羅拉GSM多載波功放基站助力移動網(wǎng)絡(luò)綠色行動

前言

“節(jié)能減排，綠色環(huán)保”是中國政府在“十一五”期間的工作重點之一，中國移動作為電信行業(yè)的龍頭企業(yè)，也提出了比國家制訂到節(jié)能計劃更為嚴格的節(jié)能減排目標。即在2010年單位業(yè)務(wù)量耗電量比2005年減少40％，對比2005年能耗水平，當年可節(jié)約80億度電量消耗。

摩托羅拉作為主要通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供應(yīng)商之一，一直致力于通過新技術(shù)的使用提升設(shè)備在節(jié)能減排、綠色環(huán)保方面的優(yōu)勢。由于在無線通信網(wǎng)絡(luò)中，基站耗電占整個網(wǎng)絡(luò)電能消耗的70%以上，摩托羅拉更加注重新技術(shù)在基站產(chǎn)品中的使用。因此，摩托羅拉在2009年正式推出商用基于新的多載波功放(MCPA)技術(shù)的GSM基站，該基站的部署將在節(jié)省功耗、節(jié)約占地、高集成度和降低成本等方面滿足移動運營商“節(jié)能減排，綠色環(huán)保”的要求。

摩托羅拉GSM多載頻功放基站介紹

基站是整個無線網(wǎng)絡(luò)中最耗電的設(shè)備，而基站中的功放單元耗電占基站耗電的70%以上，因此改進功放技術(shù)，提高功放的效率是減少基站耗電的重要手段。
 GSM多載波功放技術(shù)(MCPA)是相對于傳統(tǒng)的GSM窄帶功放技術(shù)而言的，簡單地說，就是將在3G技術(shù)(WCDMA、CDMA2000等)上廣泛使用的寬帶功放技術(shù)應(yīng)用于GSM基站。
 多載波功放基站使用了數(shù)字預(yù)失真(DPD)和Doherty等較為先進的功放技術(shù)；

圖1：DPD技術(shù)原理圖

其中DPD 技術(shù)是指通過對輸入信號做數(shù)字預(yù)失真處理，來補償功放單元的非線性特性，從而使輸出信號滿足一定的線性要求，來達到提高整個功放模塊效率的目的。

圖2：Doherty技術(shù)原理圖

Doherty技術(shù)實現(xiàn)中，使用兩個單獨的放大器分別處理輸入信號的峰值部分和主要信號部分，兩個放大器工作在不同的狀態(tài)，可以更好地得到線性的輸出信號。

這些先進功放技術(shù)的使用，使得GSM多載波功放基站的功放效率最高可以達到30%以上，是現(xiàn)有傳統(tǒng)GSM基站的兩倍。這意味著多載波功放基站的耗電比傳統(tǒng)GSM基站有大幅度的降低。

此外，摩托羅拉的MCPA基站還具有支持射頻拉遠、可重用現(xiàn)網(wǎng)機柜等特點，在節(jié)省機房占地的同時，還利于運營商快速、方便的部署。

在產(chǎn)品設(shè)計中，摩托羅拉還考慮到現(xiàn)有設(shè)備應(yīng)具有對未來移動通信技術(shù)支持的能力，因此MCPA基站的射頻單元只需軟件升級就可以支持EDGE Evolution和LTE。

多載波功放基站助力移動網(wǎng)絡(luò)綠色行動

摩托羅拉MCPA基站的部署將在多個方面助力移動運營商的綠色行動，具體包括以下內(nèi)容。

節(jié)省電能

摩托羅拉MCPA基站與傳統(tǒng)GSM基站相比，基站整體耗電有大幅度的降低。以S444配置的基站為例，使用傳統(tǒng)功放技術(shù)的GSM基站在滿負荷工作時整站功耗約為2300Watt，而使用MCPA基站后，相同S444配置的基站滿負荷功耗為約為1670Watt；因此，每個S444配置的基站在使用MCPA技術(shù)后，將有約630Watt的功率節(jié)省，降幅約為28%。同時，整站效率由傳統(tǒng)基站的約11%提高到MCPA基站的約15%。

圖3：MCPA基站與傳統(tǒng)基站功耗對比

假設(shè)基站設(shè)備的負荷為60%，以一個1000個S444基站的網(wǎng)絡(luò)為例(12000個載頻的網(wǎng)絡(luò))，當使用MCPA基站后，與使用傳統(tǒng)GSM基站時相比，一年可以節(jié)省基站耗電為，電能節(jié)省=365(天)*24(小時)*60%*630Watt*1000=331.1萬度 

由此可見，MCPA基站的使用可以直接、有效地降低基站設(shè)備的耗電量，從而大幅降低整個網(wǎng)絡(luò)的耗電。

節(jié)省機房

摩托羅拉的MCPA基站支持射頻拉遠的部署方式，所謂射頻拉遠即通過光纖將基站的射頻模塊拉到距離天線較近的遠端，如下圖所示，這種部署方式的優(yōu)勢在于：

·節(jié)省機房用地

·節(jié)省天饋線，減少功率在饋線上的消耗

·易于找到新站址

·快速部署

圖4：MCPA基站射頻拉遠示意圖

由于支持射頻拉遠技術(shù)，MCPA基站內(nèi)部只有基帶處理模塊和其他輔助單元，因此與傳統(tǒng)GSM相比，同樣的配置下，MCPA基站可以使用體積小的多的機柜。

例如，對于一個S666配置的宏蜂窩基站，使用傳統(tǒng)GSM基站時需要配置2個宏蜂窩機柜，每個機柜的體積為750mmX700mmX430mm，總體積為0.45立方米。而S666配置的MCPA基站只需使用一個尺寸為590mmX250mmX590mm的微蜂窩機柜，實際體積為0.087立方米。相對于傳統(tǒng)GSM基站的機房空間占用，使用MCPA基站后，占用機房空間僅為傳統(tǒng)GSM基站的20%。

同時，由于使用了射頻拉遠技術(shù)，還有利于運營商快速、方便地部署基站。射頻拉遠單元可以放置在鐵塔或抱桿的頂端，從而減少了天饋線的使用，也減少了發(fā)射功率在饋線上的損耗。

降低成本

摩托羅拉的MCPA基站具有集成度高的特點，單載頻模塊最大支持8個邏輯GSM載頻，而傳統(tǒng)的GSM載頻模塊最大支持2個邏輯載頻。從設(shè)備集成度上來說，新的MCPA載頻板是傳統(tǒng)GSM載頻板的4倍。因此MCPA基站的成本與原有的傳統(tǒng)GSM載頻板相比，將會有明顯的下降。

由于MCPA基站采用了射頻部分和基帶處理部分分離的設(shè)計，射頻部分只有收發(fā)信機、功放等射頻器件，因此可以僅通過軟件升級就可以支持未來的移動通信技術(shù)。也就是說MCPA基站的部署也為將來運營商升級到EDEG Evolution和LTE技術(shù)做好了準備。這將最大程度上保護運營商的投資。

結(jié)束語

摩托羅拉公司作為通信市場主要設(shè)備供應(yīng)商之一，長期以來一致以節(jié)能減排、綠色環(huán)保為己任，在GSM產(chǎn)品設(shè)計及實現(xiàn)上致力為全球客戶提供先進的移動網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。在近幾年里，除了本文討論的MCPA基站外，還開發(fā)了基于傳統(tǒng)GSM基站的時隙級功放偏置關(guān)斷功能、使用風能/太陽能等可替換能源項目、綠色包裝項目、以及在功放領(lǐng)域的持續(xù)研究計劃-Supply Modulation。
 摩托羅拉將一如既往地支持和配合移動運營商在綠色行動上的進一步工作，為完成和超越中國政府的綠色行動目標而努力。