面向绿色无线通信的基站体系研究

面向绿色无线通信的基站体系研究

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摘要:随着我国科学技术的不断进步,无线通信技术在各个领域中得到了广泛的应用,其服务范围也进一步得到扩大。但是,在实际应用中,由于受到通信带宽化的影响,从而产生了较大的能源消耗,难移动业务带来了一定的影响。因此,为了改变这种现状,需要引入绿色建设理念,降低应用中的能源消耗。本文结合笔者的工作实践,就绿色无线通信的基站体系结构的构建进行深入地探讨,以供读者借鉴。

关键词:绿色无线通信;基站体系;体系架构;SDR新型基站

随着我国无线通信技术的不断发展,其使用范围不断扩大,但受到网络带宽化影响,虽然增加了业务数量,但也加大了无线通信网在使用中的能耗量。因此,为了满足无线带宽业务的需求,需要构建绿色无线通信体系结构,以合理控制系统运行中的能耗,实现无线通信节能减排的目标。

1绿色无线通信的基站体系构建的必要性

在无线通信技术长期的发展过程中,企业为了获得了较大的竞争优势,不断地扩大了产业规模。然而,随着移动通信带宽化业务的增加,从而给无线通信系统运行中能耗方面带来了巨大的挑战,增加了系统运行成本,对企业未来战略部署的制定及战略目标的实现影响较大。同时,由于受到空中接口带宽及基站数量的影响,企业无线通信基站系统运行中的能耗量越来越大,平均能耗增长速度也越来越快。因此,企业需要构建绿色无线通信的基站体系。

2绿色无线通信的基站体系架构

2.1软件无线电技术架构

软件无线电技术(SDR)作为一种重要的无线通信技术,推动了无线通信的稳定发展。在实际应用中采用了开放程度高的模块化结构,并在软件模块的支持下,优化了基带处理功能,充分地满足了各种业务的实际需求。软件无线电的实现,依赖于可靠的通用处理器、数字信号处理器及可编程的门阵列。相比传统的基于DSP的SDR系统,通用处理器支持下的SDR系统的合理运用有利于降低通信系统的开发难度,促使系统使用中具有良好的可扩展性能。因此,结合面向绿色无线通信基站体系结构建设的要求,应加强基于GPP的SDR技术的有效使用。

2.2SDR新型基站架构

由于GPP的SDR技术为绿色无线通信基站建设目标的实现提供可靠的参考信息。因此,在高性能的基于GPP的SDR技术的支持下,需要加强对无线通信基站占地面积及机房数量的有效控制,促使无线通信系统运行中的能耗可以保持在合理的范围内,满足绿色无线通信的发展要求。实现这样的发展目标,需要注重基于SDR新型基站架构的有效构建,其架构示意图如图1所示。

在图1中,在可靠的高速低时延端口的作用下,结合高性能的GPP及实时虚拟技术的优势,对基站进行基站式的优化处理,并通过交换器的作用,优化分布式网络设置,实现基站系统的高度集成化。通过这种新型基站架构的构建,有利于减少基站的占地面积,并通过集中控制的方式对不同的基站设备进行统一处理,有效地降低了无线通信基站使用的能源消耗量。同时,基于高性能SDR的新型基站架构使用中实现了小区域向大区域的覆盖,确保字资源共享的良好性,并在专业编程软件的支持下,增强了基站系统的灵活性。

3高性能SDR架构的基带处理单元

3.1高性能SDR基站架构的优势

通过对软件无线电技术的应用效果评估得知,此技术基站架构的构具有以下几点优势:1)有利于降低基带处理单元的设置成本。由于通用处理器的软件化程度高,其支持下的软件无线电平台关构建中运用了C汇编代码,有效地控制了基带处理单元成本,具有良好的市场应用前景;2)能耗低。相关的研究报告指出,基于高性能SDR基站架构支持的系统每进行10亿次的浮点运算时,实际消耗的功率相对较低,而对应的通用处理器的处理性能将会不断地提高,客观地体现了其具有低能耗高性能的优势;3)由于这种基站架构在处理资源的过程中灵活性较强,确保了设备的高效利用。

3.2高性能SDR基站架构的挑战

为了使基于高性能SDR基站使用中能够达到基带处理单元的具体要求,需要明确其未来面对的挑战。具体表现在:1)注重可扩展公共算法库开发效率的不断提高;2)高速接口的有效设置,可靠传输技术的合理运用;3)基于通用处理器数字信号处理的实现,确保基站能耗可以控制在合理的范围内。

3.3高性能通用处理器的LTE系统

无线通信系统基站处理单元使用中能否达到预期的效果,需要加强对基于高性能通用处理器的LTE系统的有效构建,结合实时数字处理平台的优势,将系统的载波带宽保持在20MHz左右,并使系统运行中的载波频率控制在2.3GHz左右,充分地满足现场实时传输的具体要求。同时,随着GPP技术的快速发展,其支持的SDH系统有利于满足实时数字信号处理的实际要求,从而为基于高性能通用处理器的LTE系统应用范围的扩大打下坚实的基础,基于GPP的LTE系统参数如表1所示。

表1基于GPP的LTE系统参数


4绿色无线通信的基站体系架构的研究方向

根据绿色无线通信的基站体系架构的研究现状分析,笔者认为,其未来的研究方向如下:1)动态资源分配过程中的无线处理。由于无线通信系统中用户信道增益时动态变化的,多数据业务开展中所需资源的有效利用,需要其中的无线处理,增强动态资源的分配合理性;2)集中式基带处理池的有效构建。结合绿色节能要求,需要在无线通信基站构建的过程中注重集中式基带处理池的有效设置,促使无线基带网络在处理基带单元的过程中能够逐渐地降低相关资源的利用效率,逐渐形成高效的动态化处理模式;3)构建基于实时云的虚拟基站系统。在构建集中式的基带处理池的过程中,需要加强对GPP的合理运用,保持基带处理的高效性,并在处理的过程中形成容量大的云计算基带处理池,最大限度地满足时延要求,实现对多网络不同标准的有效覆盖。

5结语

综上所述,通过构建绿色无线通信的基站体系,可以降低无线通信系统运行中的能源消耗率,实现资源配置的优化,满足无线带宽业务的实际需求。因此,在无线通信网络发展的过程中,我们还要充分考虑到系统运行中的能耗问题,采用合理有效的控制方式,建立绿色无线通信的新型基站体系结构,优化基带处理功能,推动绿色无线通信的快速发展,不断扩大我国信息化产业的整体规模。

参考文献:

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[2]龚霞,魏翼飞,宋梅,等.基于绿色基站的节能方案探讨[J].移动通信,2014(14):91~95.


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[4]侯延昭,陶小峰.面向绿色无线通信的基站体系结构[J].中兴通讯技术,2010,16(6):16~19.

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