3G移動基站功耗整體測試方案

　一、前言

　基站的實時能耗受到多種因素的影響，基站所處的環(huán)境(溫度，濕度)，基站安裝位置和散熱方式，載頻的配置和業(yè)務(wù)量，基站供電電源等，都會對基站的實時能耗造成比較大的變化?？傮w來說，基站耗能測試方法可以分為兩大類，一類是實驗室測試，在實驗室搭建測試環(huán)境，模擬實際運行的配置和業(yè)務(wù);第二類是規(guī)模組網(wǎng)條件下站點實地測試，完全真實的基站運行環(huán)境和業(yè)務(wù)加載。設(shè)備商在產(chǎn)品研發(fā)階段，以及運營商在建網(wǎng)初期對入網(wǎng)產(chǎn)品能耗進行評估多用第一種方法，比如目前中國移動已經(jīng)組織各大TD-SCDMA基站產(chǎn)品廠商在中國移動通信研究院進行了兩輪實驗室功耗測試。第二類方法主要被用在成熟的商用網(wǎng)絡(luò)中，比如中國移動GSM設(shè)備能耗以及節(jié)能測試。可以預(yù)見在3G商用網(wǎng)絡(luò)運營成熟后，站點實地功耗測試方案將會被運營商廣泛采用。

　　二、3G移動基站功耗整體測試方案及配置

　　對于一體化基站和分布式基站基帶處理單元，常用實際的整機功率來衡量其指定工作狀態(tài)下的功耗，也就是在指定工作狀態(tài)下基站的輸入電壓乘以電流;對于分布式基站射頻單元，實際應(yīng)用中用整機效率來衡量其在指定工作狀態(tài)下的功耗，即機頂總功率在整機功耗中所占百分比。無論是哪種類型的基站，能耗測試本質(zhì)上是測量設(shè)備在指定工作狀態(tài)下其輸入的供電電壓和電流值。

　　2.1功耗測試原理圖

　　在實驗室進行測試時，RNC及CN可以由Simulator代替。輔助設(shè)備主要包括業(yè)務(wù)加載工具(撥打工具，信號源等)以及射頻通道開關(guān)，頻譜儀等

　　2.2測試工具：

　　萬用表(測量電壓)，嵌流表(測量基站電流)，Agilent34970(長時間記錄電流值)，功率計，信號源與頻譜儀(實驗室測試用)

　　2.3測試環(huán)境：

　　保證與實際基站運行環(huán)境的一致性，候測基站環(huán)境指標為：溫度范圍(22℃～26℃)，濕度(50%～70%)。

　　2.4測試配置：

　　測試時應(yīng)根據(jù)基站每塊基帶板能夠支持的載波數(shù)及整個基站能夠支持的最大載波數(shù)，對基站進行不同的小區(qū)和載頻配置，例如，每塊基帶板最多支持6載波，一個基站最多可支持三塊基帶板也就是18載波，那么基站載頻一般配置為1x6,2x6和3x6，并在各種不同的載扇配置下面，對業(yè)務(wù)信道進行0%(空載)，50%，80%，100%(滿載)加載，記錄每種配置下基站的電壓電流值。對現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備的功耗測試，也可以根據(jù)運營商實際的網(wǎng)絡(luò)運營情況指定典型的載扇配置和業(yè)務(wù)量加載。

　　三.測試方法優(yōu)化分析：

　　a.根據(jù)前期運營商組織的幾輪功耗測試結(jié)果來看，愛立信的基站耗能呈現(xiàn)出了良好的梯度，即基站設(shè)備功耗均會隨著無線設(shè)備所帶負載值的增加而呈現(xiàn)出線性上升，功耗的梯度分布特性為運營商后期選用軟件節(jié)能方案提供了良好的技術(shù)參考。此外在基站高負荷運行時，射頻單元功放的非線性缺陷會被放大，因此在測試基站滿負荷運行功耗時，同時監(jiān)測ACLR等射頻指標可以有效的考查射頻單元的性能。

　　b.對基站各模塊耗能分布進行分析發(fā)現(xiàn)，相當大一部分電能消耗在了基站內(nèi)部散熱系統(tǒng)(風扇、空調(diào))上，因此為了獲取準確的測試結(jié)果，被測基站所處的環(huán)境溫度和濕度，必須能夠代表絕大多數(shù)基站的運行環(huán)境，而且基站安裝方式應(yīng)與實際安裝情況一致。這樣被測基站的散熱系統(tǒng)工作方式才具有典型的代表意義。實際上，基站的功耗測試與環(huán)境測試相結(jié)合的起來也是一種值得嘗試的方案。

　　c.為了使被測基站的能耗指標對運營商網(wǎng)絡(luò)運維和設(shè)備商產(chǎn)品設(shè)計具有指導意義，基站應(yīng)該具備豐富軟硬件控制接口從而獲得各個軟硬件模塊的實際能耗值。這就要求在系統(tǒng)設(shè)計階段就要充分考慮產(chǎn)品各個模塊能耗指標及測試可行性。愛立信基站產(chǎn)品研發(fā)部門一向都很重視其產(chǎn)品的能耗指標，在系統(tǒng)設(shè)計階段就已經(jīng)明確規(guī)定了各個模塊的能耗參數(shù)和相應(yīng)的測試接口。

　　四.結(jié)束語

　　綜上所述，設(shè)備商在產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)階段，應(yīng)規(guī)范設(shè)備內(nèi)部各模塊的能耗指標并以此作為設(shè)計方案和元器件選型的重要依據(jù)。由于運行環(huán)境對于基站內(nèi)部散熱系統(tǒng)耗能影響較大，因此在功耗測試階段，各廠商被測基站所處的運行環(huán)境應(yīng)該得到規(guī)范并做到一致性;在滿負荷功耗測試期間同時監(jiān)測部分射頻性能指標，能夠有效的考查射頻單元器件的線性特性。功耗測試不僅要考查基站設(shè)備整體耗能指標，更應(yīng)重視基站在不同業(yè)務(wù)配置下面能耗指標的梯度表現(xiàn)，這將成為后期運營商選取軟件節(jié)能方案的重要參考。