3G典型无线设备耗电实测研究

1、作者：李鑫成严华本文针对各典型厂家推出的3G移动基站无线设备耗电量进行了实测，通过对试验数据进行分析，得到设备实际耗电量，为3G基站机房电源设备配置提供了更准确的参考。1、前言根据历年的工程、维护经验，设备厂家提供的设备耗电量往往与实际运行中实测耗电量相差较大，这一差别对规划和维护工作造成了一定的负面影响，其主要反映在以下几个方面：a）增加了工程投资。由于耗电量基数的增加，配置的整流器数目会相应地增加。同时为满足相同放电小时数所需配置的蓄电池总容量也随着增大。反映在交流配电方面，在新建基站时，计算出的基站所需的交流功耗也需相应增加，这样基站就需要交付更多的市电增容费，并且需要购置更大容量的交流

2、设备（如交流变压器及交流配电箱等）。以上这些均造成了投资资金的浪费。b）增加了新建基站的选址难度。随着整流器数目和蓄电池容量的增加，设备的总重量增加了，所需基站机房的楼板负荷也相应加大。现在移动基站更多地选在民用住宅，其楼板负荷较低，这给基站选址造成了更大的困难。c）由于设备实际耗电量远低于整流器的配置容量，整流器所承担的负荷长期处于较低的水平上，整流器的使用寿命和能量的转换效率也会随着降低。这不仅造成了能源的浪费，也增加了维护费用（设备维修费及电费等）和维护的难度。由上可知，有必要在3G建设正式展开之前完成对3G基站主要厂家设备实际耗电的测试分析工作，为机房电源建设提供准确参考。2、3G移动

3、基站无线设备耗电实测方案测试地点为广州、东莞等地，测试对象为Z公司、H公司、A公司等的3G基站无线设备。各厂家设备测试站点如表2.1所示：表2.1测试站点分布表厂家载频配置数量Z3X133X23A3X133X22H3X123X21注：“3X1”表示该3G基站设备的配置为“3个扇区，每扇区一个载频”，以此类推。2.1测试原则a）对业务信道模拟负载进行测试，负载点设为0%（空载）、50%80%100%（满载）。b）测试过程选用同一套仪表；c）保证测试环境一致性，要求各候测基站环境指标为：温度范围（22C26C）,湿度（50%-70%。2.2测试原理a）无线设备功耗测试原理本次测试项目主要是测定3G

4、无线基站设备的直流功耗情况，故需要在3G基站设备的电源输入端测试其电流I（A）、电压值U（V）,如图2.1所示。3G无线基站设备功耗W=UI(W。图2.13G基站设备功耗测试原理图b）无线设备负载的调整在本地（Z、H公司）或者在RNC（A公司）上修改相关参数，使业务信道负载分别达到扣除导频信道、公共信道消耗后余量的0%50%80、100%寸，分别测试记录3G基站设备的功耗。2.3测试步骤a）在RNC±修改相关参数，使业务信道负载分别达到扣除导频信道、公共信道消耗后余量的0%50%80、100%b）确认对应的负载值无误；c）不同的负载值条件下进行测量，分别做好记录。3、3G移动基站无线

5、设备耗电实测结果及分析测试结果如表3.1所示:表3.13G耗电测试结果表序号地区JR区第息AA湿度RJ电压值<v)不同自立下电潦我标满敏f/V0%幽KO%I0D*；1广州73*J53.122.124.526.712广州Z3-2253J2L624J2S13广州Z尸工,21NIJ24.4螯*34rttiZV220*ill23.92692*,52935匚理Z3*2J42751.2制IhA”一2*JIb/州Z5,2255533.126.KZ»,2397广州AriJIIK然720口51力由,州AV!Wt聒，209广卅A2437543m2J-52S2W411广州AP22540idJ耳后W2

6、415.10广州A3,22453.931WK4041.912东荒Hri47123MJ17.1n东费U233J53411315169176H东竞HV2取4753-1”7IN1曲"1713.2结果分析通过本次对不同厂家3G基站设备的功耗测试结果的分析，可以得到以下几个方面初步结论：a)H公司设备功耗较小，Z公司次之，A公司设备稍高。但与同容量的2G设备功耗比较，均已有较大的降低；b)与原设备厂家所提供的3G基站设备耗电数据相比较，实测功耗均有较大程度的降低，其中A公司、Z公司设备功耗降低均在45姒右；c） Z公司、H公司基站设备的功耗，载频为3*1与3*2时设备功耗无明显的差别，功耗只是

7、稍稍增加，增加的幅度大致在200W以内：其中H公司两种情况的功耗相差在3%以内，Z公司设备的差别在10%以内；d） A公司基站设备的功耗，载频为3*1与3*2时，设备功耗有较大的差别，分别为1450储口2260W差另I在40%£右e）不同厂家基站设备的功耗，其消耗的大多数功耗为空载负荷：所占比例在64%83%勺范围之内；f）不同厂家基站设备功耗均会随着无线设备所带负载值的增加而上升，但是上升的幅度不大：满负荷所消耗的功率仅占机架总功率的17%36%3.3测试结论在3G基站电源工程设计中，建议各厂家无线设备的功耗值推荐如表3.2。表3.23G工程设计基站设备功耗取值建议厂家载频功耗（W

8、电流(A/48V)Z3*1170035.53*2190040.0H3*1110023.03*2120025.0A3*1170037.53*2270056.3注：上表中推荐的功耗取值，已在实测功耗平均值的基础上乘以1.2的安全系数。考虑到3G无线基站设备功耗，随着负载值增加而升高的幅度不大，因此建议：在进行3G基站无线设备的电源配置时，可以考虑按无线机架的载频数满负荷值进行初始配置，在后续扩容过程中按实际负荷核实。通过表3.2中的无线设备单位耗电量和移动基站的安装规模，我们可以计算出整个基站的耗电量。根据中华人民共和国通信行业标准YD5040-1997通信电源设备安装设计规范，参照原邮电部设计院

9、颁布的“通信电源电信工程设计手册”。具体的设备计算方法如下：4.1 蓄电池的配置移动基站的蓄电池按三小时放电率配置，蓄电池的总容量应按以下公式计算：Q>KIT式中：Q畜电池容量（Ah）;K安全系数,取1.25;I负何电流（A）;T放电小时数（h）,取3;放电容量系数，取0.75;t实际电池所在地最低环境温度数彳to所在地有采暖设备时，按15c考虑,无采暖设备时，按5c考虑；电池温度系数（1/C）,取0.008。蓄电池的总容量按本期的直流耗电量计算，并应考虑近期扩容的要求。4.2 整流器的配置移动基站绝大多数采用高频开关型整流器，应按n+1冗余方式确定整流器的配置,其中n为主用数量，nw1

10、0时，1只备用；n>10时，每10只备用1只。主用整流器的总容量应按负荷电流和电池的均充电流（10小时率充电电流）之和确定。主用整流器的总容量=负荷电流容量+蓄电池的均充电流容量负荷电流的计算：按表3.2取值蓄电池的均充电流为0.1C10（C10为蓄电池的容量）。5、经济效益预测将本文得到的耗电量结果应用于实际设备配置、订购，将会产生非常显著的效益，下面以一个典型基站为例进行说明：假如：新建1个Z公司3G独立无线基站，基站规模为单载频。我们首先根据试验得到的耗电量数据计算出需配置设备如下：设备耗电量：35.5A/48V蓄电池：212Ah（实际需配置300Ah）需配置整流器容量：4x30A

11、再根据Z公司提供的耗电量数据计算出需配置设备如下：设备耗电量：64.5A蓄电池：390Ah（实际需配置400Ah）需配置整流器容量：5x30A按照当前市场一般价格：整流模块（30A/-48V）为5000元/台，蓄电池组（-48V）为50元/Ah,可计算出，按照本文耗电量结果可节省设备直接投资约10000元人民币/站。假定某省3G网络建设3G站点10000个，其中有1000个为3G独立新建站址，仅新建站部分即可节约配套电源投资约1000万元人民币，效益相当可观。6、结束语本文针对各典型厂家推出的3G移动基站无线设备耗电量进行了实测，通过对试验数据进行分析，得到设备实际耗电量，为3G基站机房电源设备配置提供了更准确的参考，可以节约大量的设备投资。由于3G网络尚未展开大规模建设，3G无线设备目前仅在少量试验站点安装，故本次测试采集的数据有限，从统计学的角度来看，以上结果只是接近普遍值。为了得到更加准确的3G移动基站无线设备耗电参数，需进一步做以下工作：a）在