话务量对于通信基站能耗的影响

中通服节能技术服务有限公司 马宏坤

话务量对于通信基站能耗的影响

中通服节能技术服务有限公司 马宏坤

通信基站数量越来越大，要做好基站的节能，有必要充分了解通信基站能耗的组成及影响因素。通信基站能耗最大的组成部分是通信设备的能耗。分析了影响通信设备的能耗因素和影响程度，利用所采集的大量数据分析并量化了话务量与基站通信设备能耗之间的关系。

话务量； 基站； 能耗

0 引言

通信设备，作为电子产品的一种，它的能耗主要有三个方面的影响因素：设备自身的设计特性，设备的工作温度环境，设备的工作负荷。

设备自身的设计特性与设备厂商设计的性能指标直接相关。一套设备基础能耗多少，不同厂家不尽相同。一个基站用几套设备也将直接导致能耗的显著差异。但是，这些在使用阶段都不能够控制，故本文不做讨论。

电子产品，一般而言，外界环境温度越高，耗电也就越多。由于通信基站中都有空调控制基站室内温度，所以基站通信设备的工作环境温度相对恒定，变化幅度不大，故外界工作环境温度对于基站通信设备能耗变化的影响不大，本文也不再做细致讨论。

基站通信设备的工作负荷，即处理的信息多少，通常用话务量来描述，本文重点讨论话务量忙闲对于基站通信设备的能耗的影响。

1 话务量对基站通信设备能耗的影响

话务量公式为：A＝Ct。A是话务量，C是呼叫次数，t是每次呼叫平均占用时长。一般话务量又称小时呼，统计的时间范围是1 h。

为了研究话务量与基站通信设备能耗之间的关系，我们对于常州珠江路基站和凯豪大酒店基站的通信设备的能耗每分钟采集一次数据，连续采集了3个多月，总计获得了近40 MB的数据量，再结合同期的话务量数据，对两者之间的相关性，分析出拟合方程，进而得出了量化结果。

1.1 话务量的变化规律

首先分析2个基站2013年7、8、9连续3个月的话务量原始数据，由于数据量较大，我们采用图形方式展示。图1展示的是珠江路基站的话务量3个月的变化曲线，图2展示的是凯豪大酒店基站的话务量3个月的变化曲线。

从3个月的全局数据来看，2个基站都可以看出一个共同的规律性的现象，那就是每5天高线柱后间隔2天矮线柱。考虑到第一天2013年7月1日是周一，似乎可以推测：周一至周五的话务量大于周六和周日的话务量。但是后面有一个例外情况，就是2013-09-19之前是3天高线柱，2013-09-19开始是3天矮线柱。通过查询日历，发现2013-09-19至2013-09-21三天是中秋节，放假三天。综合上述2个方面，可以得出一个结论：工作日的话务量高于休息日的话务量。

图1、图2只能从总体上观察，还不能够看出细节。下面我们截取一周的数据，进一步展现，如图3、图4所示，图中横坐标是小时数。

从图3、图4中可以看出，基站每天24 h的变化曲线都很相似，也就是说，用一天24 h的变化曲线基本就可以代表这个基站的话务量变化趋势。考虑到工作日和休息日的显著区别，我们把这3个月中所有工作日的话务量按照时间段取平均，所有休息日的话务量也按照时间段取平均，得到图5、图6所示的曲线。

从上述两组对比曲线图中可以清晰地看出：①工作日和休息日话务量曲线变化趋势（如峰谷时间）基本保持一致，符合正常的作息规律；②用户休息日的语音通信活动明显小于工作日。

1.2 基站能耗变化规律及其与话务量的关系

在本测量评估方案中，对于基站通信设备的耗电参数单独做了计量，采集设备每分钟采集一次实时功率等参数发送到测量评估系统。为了与话务量对应，在测量评估系统上对每小时的60个功率数值做了均值处理，然后与话务量再一一对应起来分析。

首先，我们分析了一下主设备功率在每天不同时间段的变化特征。由于基站通信设备的功率变化幅度相对来说不大，为了便于观察小的变化特性，把纵坐标的刻度设计得较小，从而放大了变化效果，如图7、图8所示。

图7、图8分布曲线似乎隐藏了某种规律性的东西，看上去与语音话务量曲线有些相似，为了直观分析其与话务量之间的关系，我们把与之关联的话务量作为横轴，这些变化的功率作为纵轴，在一张图上呈现出来，如图9、图10所示。

从图9、图10中可以看出，虽然通信基站主设备的功率变化幅度相对来说不大，但是与话务量还是存在着较为明显的正相关性。也就是说，话务量增加，通信设备的耗电功率也呈现增加趋势；反之亦然。

珠江路基站通信设备耗电功率与语音话务量之间的拟合方程为

其中x表示话务量，y表示通信设备耗电功率。

凯豪大酒店基站通信设备耗电功率与语音话务量之间的拟合方程为

由于珠江路基站通信设备的能耗较小，话务量较大，所以方程中x的系数较小；而凯豪大酒店的则正好相反，所以方程中x的系数较大。从方程中可以看出，由话务量导致的珠江路基站通信设备耗电功率变化幅度在100 W之内，由话务量导致的凯豪大酒店基站通信设备耗电功率变化幅度在180 W之内，相对于这些基站通信设备的基本耗电功率占比约为5%左右。

2 结束语

通过大量数据分析，我们得到了语音话务量对基站通信设备的能耗影响是存在的，基站通信设备的能耗在话务量忙时比闲时高5%左右。考虑到基站全年PUE（电源使用效率）约为1.5，即基站空调能耗约为通信设备能耗的0.5倍，所以考虑综合因素，语音话务量对于基站整体能耗的影响约为7.5%。在通信基站做节能减排工作的时候，如果话务量经过一段时间后变化幅度较大，可以据此数据对节能量做适当调整。