节能技术向场景多元化、用户中心化演进

发布时间:2023-12-26 作者:中兴通讯 郭诚,范英鹰

        能源和气候危机是当前全球面临的重大挑战之一,“数字化”“低碳化”的协同发展已然是全球经济复苏的主旋律。作为数字化转型基座的移动通信网络,尤其是5G网络的节能技术成为行业关注的焦点。针对不同覆盖场景的用户分布特征,开展特定节能策略研究,制定匹配的节能部署方案,是节能技术在智能化演进后的又一演进方向:以场景为依托,以用户为中心,辅以网络智能技术,构建绿色低碳网络基座。

 

“人来灯亮” 式室分节能

 

        大部分人白天的时间以室内活动为主,有研究表明一个成年人有超过80%的时间花在室内工作或学习;而大型商场、购物中心是人们周末或节假日休闲活动的首选。数字室分,即室分皮站可有效承载室内海量业务,是当前室内深度覆盖最为常用的解决方案。一般来说,皮站是由基带单元+扩展单元+射频头端构成,数量分布为“1+4+N”。室内环境通常会因为走廊、隔断等影响覆盖效果,需要多个射频头端才能实现片区的完整覆盖,为了大幅降低室内切换的发生率,射频合并共逻辑小区是皮站常见的部署技术。

        皮站节能会按照逻辑小区为最小单位统一调度,在合并共小区的场景下,所有室分头端的节能策略一致。然而室内话务分布并不均匀,导致很多头端即使没有负荷需求也会进行信号空发,不仅造成能源浪费,也会增加邻区覆盖干扰;购物中心、大型超市环境下,电影院、KTV等单点商铺的业务需求也会导致夜间低负荷下整个皮站无法进入节能状态。要解决这个问题,就需要突破节能策略的小区级限制,通过皮站射频头端级的用户感知和独立节能控制,实现 “人来灯亮”的感应灯式节能效果,降低小区间干扰的同时提升用户业务感知。

        通过研究用户无线网络接入流程发现,上行SRS(sounding reference signal)信号由用户设备(UE)发送给基站,用于测量上行信道的状态并进行资源分配。无线基站通过上行SRS信号可以获得对上行信道质量、干扰情况和无线资源利用情况的估计,从而进行优化和调度,提高系统的容量、覆盖范围和用户体验,同时实现更有效的资源分配和干扰管理。通过解析射频头端接收到的上行SRS信号,就可以识别用户位于哪个头端覆盖范围,从而打破小区级限制,实现皮站射频头端精细化节能控制。同时引入AI节能技术,借助业务负荷精准预测、智能节能策略选择、节能效果和网络KPI评估等技术,制定“一点一策”的节能策略部署和应用,实现室分能耗智能管理。智能保留部分哨兵站(如门口、电梯口等核心位置的头端)用于监测话务情况,当哨兵站检测到话务升高后,按需触发其他头端唤醒。多策略协同实现数字室分系统7x24小时不间断节能,总体节能比例约25%。

 

“能随车行”式高铁节能

 

        交通运输是国民经济中基础性、先导性、战略性产业和重要的服务性行业,也是可持续发展的重要支撑。中国已经构建了完备的高速铁路技术体系,拥有全球最长里程的高速铁路网。由于高铁列车运行速度极快,通常为280~350km/h,高铁用户的用网体验一直备受关注。绝大多数传统节能方案并不能直接应用于高铁场景,需要根据列车运行状态采用差异化的节能策略。

        高铁通信网络一般采用设备“背靠背”方式部署,采用超级小区方式组网,通常6~8台RRU设备组成一个高铁逻辑小区,覆盖距离约1.5km。高铁在单逻辑小区停留时间不足10秒,而列车来车间隙时间一般在5分钟以上,存在很大的节能空间,需要“能随车行”式的精细化节能方案。

        列车经过时段,以保障用户体验为主要目标:通过采用公专网协同组网、公专网干扰协同、公专网差异化参数寻优等技术提高组网性能,并引入上行联合接收、上行干扰优化自适应、上行解码迭代次数自适应、智能自适应调制编码(AMC)等多项技术保障高铁用户用网体验。

        列车间隙时段,以高铁低碳运营为主要目标:将站台小区与邻接小区设置为哨兵小区,持续保持激活状态,实时监测高铁来车状态,无车时间进入休眠模式,当识别到来车时提前唤醒,保障网络用户感知,实现“能随车行”式高铁节能(见图1)。方案配置策略独立性高,可灵活兼顾节能和覆盖需求。

        列车停运时段,以深度节能为主,最大化节能效果:可根据列车时刻表优先采用深度休眠模式,晚间定时进入深度休眠,早晨列车运营前提前唤醒。

 

 

 

        多元场景化节能构建立体绿色通信网络,以用户为中心提供更加高效可靠的通信服务。基站内生智能实现全天候用户分布和网络负荷识别,通过用户位置识别+独立预测+实时策略制定的方式,保障用户体验闭环的前提下,实现室内/高铁等多场景7x24小时不间断节能。辅以网络智能化,实现配置自动化,使节能功能在全网络更广泛、更深度、更灵活地部署,为推动绿色通信和可持续发展做出重要贡献。