無線接入網綠色無線通信技術研究論文
摘要：現階段，無線通信網絡能耗已成為社會關注重點，在創新無線接入技術的基礎上，建立低能耗的無線通信網絡。圍繞無線通信網絡的能耗構成、優化重點、器件級能量的優化處理、鏈路級能量的優化處理及網絡級能量的優化處理等展開討論，具體分析無線網絡的能耗構成，并將無線接入網作為通信網絡的主要優化點，從器件級、鏈路級與網絡級等角度出發，達到優化網絡系統的目的。
關鍵詞：無線接入網；綠色無線通信；能量優化
引言
無線通信網絡的快速發展，為多媒體業務的高效開展提供了基礎條件，能確保網絡數據的有效傳輸。但隨著網民數量和網絡覆蓋范圍的增加，通信網絡能耗問題日益突出，對環境與能源保護帶來了不利影響。相關數據表明，通信行業年均能耗在全球總能耗中比重較大，必須加大通信網絡能源的合理使用研究，推進無線通信網絡朝著綠色節能方向發展。
1無線通信網絡的能耗構成與優化重點
基站產生的能耗在無線通信網絡中的比重較大，因此要應注對基站能耗組成的分析，找出影響能源使用效率的因素，提高無線接入網的能源利用率。但需注意的是，目前針對無線接入網能耗的研究主要集中在輸出功率上，研究結果較片面。針對這一問題，可采取全方位分析基站能耗構成的研究方法，在此基礎上進行無線接入網能源結構的優化�，F階段廣泛應用的基站功率建模法，是將基站功率與輸出功率間的線性關系表示出來，從而對基站工作時產生的功率進行全面分析。傳輸功率主要與傳輸相關功率及偏置功率有關，傳輸相關功率是指基站在驅動系統運行時要達到的輸出功率，不僅包含射頻傳輸功率，還與天線與功放等部位運行時需要的功率有關，是基站能耗的主要組成部分。可通過優化功放功率達到提高基站能源利用率的目的。而偏置功率與系統內的數據傳送有關，當基站內部器件開始運作時，會產生相應能耗。這類能源消耗由系統參數與部件參數等因素決定，應在保證基站傳輸效率滿足系統數據傳輸需求的條件下，進行基站偏置功率的優化處理。
2器件級能量的優化處理
2.1提高基站器件的能量運用效率
通常將基站器件分為基帶、饋線及射頻等，在對各部分能耗量進行分析時，可發現射頻能耗占總耗能的較大比重。在目前已建立的無線通信網絡內，還無法充分發揮功率放大器功能，無法提升網絡能量使用效率[1]。要提高功率放大器運行效果，可采取提升線性及功率效率等措施，將先進的功放器件應用到無線網絡建設中。如Doherty功率放大器主要是利用B/C型放大器及相應的輔助放大器，將效率控制在指定范圍內，保障基站功放能量的充分利用。同時，可通過信號處理方法來提升功放能量使用率。例如，對系統內的信號做峰值因子縮減操作，可進一步減少無效數據，提高系統的數據處理能力，進而提高無線通信系統的數據處理效率及能量使用效率。
2.2加大基站動態功率的管理
為實現器件級能量的優化處理，還需注重對基站業務特性的掌握，對基站動態功率進行有效管理�，F行無線通信基站在執行各項業務時，對業務特點的把握不夠充分，可根據峰值業務產生的流量值，制定相應的傳輸效率及功率，保證能量配置效率，避免出現數據傳輸受阻情況。無線通信網絡業務體現出空間布局特性，部分時間段內的業務對網絡能量需求不高，造成能源浪費。為解決這一問題，要求網絡基站中各部件要結合業務特性，自動選擇適當的傳輸功率。如將多功率發射機電路運用到無線網絡建設中，促使各線路能根據網絡業務執行流量及能源需求，動態調節系統功率等級，達到傳輸能耗的目的。另外，還需盡快解決基站能耗部件持續啟動的問題，在業務需求較少階段，應確保閑置線路處于關閉狀態，減少基站能耗。
3鏈路級能量的優化處理
3.1無線資源及傳輸能耗折中
在無線通信系統的運行過程中，要合理選擇傳輸容量，傳輸信道帶寬與運輸功率等因素決定了系統的傳輸容量。由于網絡線路傳輸容量和傳輸帶寬間呈線性關系，因此可采取折中處理方式。如在速率約束確定的情況下，通多提高帶寬來減少傳輸功率。做到帶寬資源與能耗折中，關注無線頻譜資源的開發及運用，為數據傳輸提供多種信道[2]。無線通信系統的不斷發展，為無線頻譜資源的挖掘提供了良好條件。GSM通信系統的帶寬可達200Hz，能根據系統數據傳輸需求，合理設置信道帶寬，UMTS系統的帶寬為5MHz，其信號傳輸能力較強。在時間資源與系統功率的折中處理上，應認識到時間是一種主要的通信資源，當通信系統內業務數量增多后，需要增加數據傳送信道，但這在一定程度上加大了基站能耗。這時需要實現時間資源的合理使用，實現時間資源和傳輸功率折中的目標。將數據傳送時間作為變量，隨著業務數據量的變化，數據傳輸效率將產生變化，因此需要從延長業務辦理時間角度出發，充分利用時間資源。例如，目前常用的排隊理論，在綜合考慮業務空間分布特點及服務延時的基礎上，增強傳輸功率的動態調整性能，使通信網絡根據不同的業務特征，有效利用時間資源。
3.2業務傳輸性能及功耗折中
從業務傳輸性能及功耗折中方面著手，可發現要提高通信網絡的業務辦理能力，為用戶提供優質的使用體驗，要保證無線通信網絡對應的頻譜效率與服務延時等性能指標符合系統運行要求。以點對點的通信系統為例，在對該系統的傳輸效率及頻譜效率等性能指標進行分析時，應從系統性能指標和功率折中處理這一角度出發，實現優化無線通信網絡傳輸功率的目標。傳統無線通信網絡是以網絡服務性能為基礎，進行性能指標的優化處理，沒有做到性能指標與各類業務辦理要求的充分結合，這就需要在全面掌握系統業務特征的基礎上，有針對性地強調性能指標，以便充分發揮無線通信網絡功能，避免出現功率浪費現象。
4網絡級能量的優化處理
4.1異構無線通信網絡
在進行網絡級的.能量優化處理時，應從異構無線通信網絡角度出發。通過在傳統蜂窩網絡的基礎上添加低能耗的微蜂窩或家庭基站等無線接入站點，形成異構無線通信系統，該網絡結構能滿足各類業務辦理需求，并充分利用網絡能量。要充分發揮異構無線通信系統的運用價值，應結合系統中不同業務對流量及功率的需求，配置對應的微區服務或家庭基站，為系統內大容量業務的高效完成奠定基礎[3]。微站點與家庭教育基站等無線接入點具有運行功耗低的特點，將其作為無線通信網絡中業務執行的能量供應接點，有利于提高能量運用效率。但在原有通信網絡結構中引入過多接入點，會影響系統的正常運行，不利于提高能量使用效率，當用戶實施各項操作時，各節點間頻繁切換，會加大系統數據處理復雜度。因此，應合理設置接入點密度，并根據無線通信系統實際需求確定異構網絡的拓撲結構，進而建立高效的無線網絡系統。
4.2協作通信網絡
協作通信網絡被看作是無線通信網絡未來發展的方向之一，其分布式天線網絡結構及協作中繼傳輸等技術，在節省網絡能耗方面有現實意義[4]。其中分布式天線網絡能借助各小型基站協調運行，通過協調不同基站的發射信號，減少外部干擾信號，提高通信網絡業務處理效率，確�；灸芰康挠行Ю谩＠�，協作基站處理信息的無線通信網絡優化處理技術，能縮短數據傳輸距離，提高無線通信系統運行效率，避免出現能量浪費現象。基站協作技術，可利用中繼節點來實現網絡信號的放大及解碼操作等，確保通信系統為數據傳輸提供適當信道。
4.3無線資源分類
網絡能量利用程度與各類資源分配是否合理有緊密聯系，應從無線資源分類角度出發，為網絡能量的充分利用提供有效途徑。決定無線通信系統性能的關鍵因素在信道狀態信息，要在收集和整理信道狀況信息的基礎上，合理分配無線資源，提升無線網絡運行性能。要在充分了解用戶需求的基礎上合理分配無線資源，科學配置無線信道及網絡能量等資源，使無線信道根據數據處理量進行能量調整，可提高系統資源利用率。在進行系統資源分配時，還應考慮協作網絡與異構網絡的引進對原有通信系統的影響，信道數量的增加使接入點分布更加密集，因此，應綜合考察時間資源和空間資源等因素，制定具體的網絡資源分配方案。
5結論
綜上所述，在全球能源壓力及環境污染等問題不斷加劇的情況下，綠色節能已成為社會各行業的發展主題，在遵循節能減排原則的基礎上，促進綠色無線通信的發展，為通信行業發展注入活力。從能耗角度出發，通信網絡中無線接入網能耗較大，因此，需要對無線接入技術及網絡拓撲結構等進行深入研究，減小無線接入網能耗，做到綠色通信，真正落實節能減排理念。
參考文獻：
[1]張萬喆，聶何婷.基于高能效無線接入網的綠色無線通信關鍵技術分析[J].通訊世界，2017，（11）：54-55.
[2]王聰.關于高能效無線接入網的綠色無線通信關鍵技術的探析[J].數字技術與應用，2016，（4）：24.
[3]陳海燕，李偉.基于高能效無線接入網的綠色無線通信關鍵技術研究[J].電腦迷，2016，（4）：164.
[4]肖瀟，陶曉明，陸建華.基于高能效無線接入網的綠色無線通信關鍵技術研究[J].電信科學，2011，27（11）：75-83.
【無線接入網綠色無線通信技術研究論文】相關文章：
7.無線通信論文