电力消耗：喀麦隆萨赫郡电信基站：基于功耗模型和节能的类型

1.介绍

为了适应世界的发展，人们对电信的需求将不断增加。为了允许广泛和快速的交流(即最大限度地扩大信号的范围以及电话和广播的覆盖范围)、电讯及广播公司(即MTN、CAMTEL和ORANGE、CRTV及其发射机等广播频道）在山地和建筑物上安装了喀麦隆几个农村和城市地区的电信设备。这些装置需要可靠的电源，不间断。

不幸的是，许多地区由于没有互连的电网(根据(1在喀麦隆的13000个村庄中，只有大约14%的村庄用上了电）.在这些特定领域，电信设备见证电能供应的严重问题，尽管使用的发电单元（生成单元使用汽油或粗柴油作燃料，从的环保角度有助于温室的污染的效果，并且因此加速全球变暖的现象）.至于城市地区，尽管存在互联电源网络的AES-SONEL，但电信装置鉴于电话订阅者的重要增加，电信装置面临着供电的严重问题（据统计，近1000万用户［2]）和未烧伤的复发。尽管大量投资，面对供应永久和可靠的能源困难（根据靠近综合管理的来源，在喀麦隆十年的活动中，MTN肯定它在喀麦隆投资，超过137 249 519,62 USD为了电信设备)，电信公司知道有关网络覆盖的严重问题(根据［2]，20%的覆盖率，而电信管理局规定的95%的网络覆盖率）.

根据 [3.]，ICT约600 TWH或3％的电能消耗（信息和通信技术）造成约2％的CO₂整个世界的排放;这种信息通信技术消耗的9％是由通信网络无线电引起的[4］.在这些无线电通信网络中，10％的能量被终端的用户消耗，而电信基站消耗了90％[5］.因此,基站数量的增加电话和视听公司在喀麦隆意味着全球能源消费的增加能源成本的增加,也影响全球变暖的尤其是在喀麦隆的萨赫勒地区的领域,我们经常遇到高温。论文的其余部分组织如下2在此基础上，我们提出了基站功耗的文献方法或现有的技术现状，以及在电信基站中能够节约能源的各种现有方法。本节分别介绍了喀麦隆萨赫勒地区基站的分类和部分基站的描述3.和4。在三个基站和一个功耗模型的提案上进行能量审核的结果，分别在第呈现5和6。此外，一些可实现的节能解决方案分别详细说明7和8。最后，本节介绍了萨赫勒地区电信基站的适用技术解决方案，以提高能源效率9。

2.国家艺术：书目节能在电信基站途径

在移动通信领域迈向新的和可靠的服务的日益增长的兴趣导致了全世界增加设置基站的数量。此外，基站部署的传统观念，确保以不断保证网络的服务质量在任何地方连续操作。根据 [6]，这两个原因都在过去十年中协同地促成了属于移动电话网络运营商基站的能耗增长的重要原因。

根据 [7]时，基站各组成部分的平均耗电量分布如图所示1。

它显示了基站各部件的功耗;基站中最大的能源消耗是射频设备(功率放大器加上收发器和电缆)，约消耗总能源的65%。在基站的其他部件中，空调(17.5%)、数字信号处理器(10%)和AC/DC转换器(7.5%)是重要的能源消耗。

我们注意到无线电操作员设备(数字信号处理模块、收发器的功率放大器、无线电频率和连接线)和风冷系统是电信基站能源的大规模消耗者。因此，必须强调这些组成部分，以减少基站的总能耗。

在萨赫勒地区，年平均气温很高;为了降低这些地区基站的能耗，必须努力控制遮蔽设备的房间或风冷系统的内部温度。

为了优化电信基站的能源消耗，我们回答了三个主要问题:基地收发站)、BTS遮蔽场地的能源优化(基地收发站)，以及网络和射频连接的能源优化。

2．1.BTS的功耗优化(基地收发站）

研究集中在防弹少年团的几个组成部分，以提高其能源效率。目前的研究主要集中在功率放大器的线性化和能量效率的改善上。使用一种特别设计的功率放大器，其中含有用于功率放大器晶体管的特殊材料，如高频材料如硅、砷化镓[9］.可以在功率放大器中使用预失真的数值技术，以取消能量的失真，因此提供更好的线性度[10］.

数字信号处理器的功耗可以通过使用，例如，集成电路架构，如ASIC, FPGA，或DSP，以获得更好的效率[11］.

通过使用具有良好效率的转换器可以改善AC / DC转换器可以改善能量能够改善;因此，即使在交通负荷的情况下，BTS的总能量效率也非常庞大。

通过将基站的工作温度降至最低或使用额外的元件，如热交换器、膜过滤器和“智能”风扇或热模块，可降低空调的功耗[12］.

2.2。容纳BTS的房屋的功率优化

通过放置基站的分布式架构，可以获得基站的节能，其中射频设备放置在天线附近，以便最小化电缆中的损耗[13］.目前正在研究在基站场址使用可再生能源的可能性，如光伏板和风能。将这两种可再生能源结合使用，可将基站潜在的耗电成本降低50% [14］.

2.3。优化网络和射频连接的功耗

连接水平的节能潜力主要是通过与空气界面传输的技术发现。

接触的电平考虑基站，当它们中的一些可以在某些时间期间被关闭的某些部件的睡眠的可能的模式。在这种情况下，基站必须提供强的连接或弱连接通过业务负荷命令传输之间有一定差异[15］.

在基站中，通过睡眠模式获得的能源效率可以通过tedding技术的实施和细胞开花来提高。这些技术，用于有过渡睡眠状态的基站的概念，包括一个“关闭和打开”基站的渐进交换。研究表明，这些过渡状态太短，使得基站开关和开启的时间很短，这并没有显著减少通过睡眠方法获得的能源节约[16］.

4G系统（第4代无线网络）设想作为流量负载的函数的动态分配频谱的可能性[17］.利用分布式天线系统和算法消除蜂窝网络中的干扰，如线性强迫为零、最小误差平方和连续干扰的消除，也有助于降低能耗[18］.

在网络层面，降低能耗最重要的方法之一是对网络资源进行动态管理，这实际上使基站设备在流量负载较弱时能够关闭。在这种情况下，相邻的基站必须确保网络覆盖，并照顾基站未激活区域内用户的网络流量[15］.这可以与发射机功率的动态选择结合起来，通过倾斜天线，通过中继多跳，或通过协调几个点(多点)的发射和接收[19］.

在能源效率评估的背景下，提出了一个降低移动电话网络能耗的重要概念，其中包括几种可以改善弱负荷流量能源效率的模型[18］.这些模型被细分为短期和大型样本模型的小样本模型。短期的小样本模型是电力模型，其中RF功率的制图（射频）带出了天线辐射功率，并且后者被同化到基站部位的总电源。长期的大型示例模型包括描述在一天中交通负荷变化的流量模型以及在地理位置大区域存在的小型样本中部署模型。使用称为蜂窝网络的衰减的技术，在不切断基站的某些设备的情况下也可以改善能量效率。该方法是在多层次优化的问题中构建的，使得衰减频率关闭基站的运河的某些频率。衰减频率可以与衰减的服务组合，这在交通负荷需求较弱的时段期间，在允许的频率上以高数据速率停止某些服务[20.］.

在异构移动电话的网络结构中，网络本身就具有降低能耗的潜力。在这种类型的网络中，macrocell由传输功率较弱的cell完成，如micro- cell、Pico- cell和femtocell [17］.宏单元保证永久网络覆盖;同时，小小区的投入使用和退出使用取决于当前的业务量。应用技术的可能性，如细胞缩放，细胞可以根据流量负载的情况调整其大小，也在[21］.

在其规划水平和其运作的水平上也发现了降低网络能耗的潜力。提出的其中一个模型是交通感知网络规划干部和绿色操作(TANGO)框架，这似乎是将来的一种实现中，能够增加移动电话网络的能源效率，同时达到令人满意的水平养护服务质量的[22］.此外，某些倡议是基于通过在同一覆盖区域(一般在城镇)提供相同服务的相互竞争的运营商之间的合作来节约能源的可能性。事实上，其中一家运营商可以在流量较弱时完全关闭其基站，而第二家运营商的基站则接受这两家运营商的用户。根据[23[这样的方法可以减少能量消耗的减少20％。在 [8，作者提出了几种可以改善4G(第四代无线网络)基站的能源效率的解决方案。这些解决方案可以从时间域、频率域和空间域进行观察，最有前景的解决方案是混合解决方案，将不同领域的解决方案结合起来，使基站站点的能耗适应交通负荷的条件。事实上，同时使用上述大多数方法将产生协同效应，从而完全提高移动电话网络的能源效率。

事实证明，基站是移动通信链中最大的能源消费者。在西方国家比撒哈拉国家（平均气温非常高），这种能量消耗更好;因此，我们必须通过提出节能解决方案，了解如何控制位于喀麦隆萨赫勒（年平均气温）的基站的功耗。基站的能效近期的能效近期，并没有揭示位于萨赫勒地区的基站的具体情况（其中一个见证平均温度变化）。

3.喀麦隆萨赫勒地区基站的功耗和分类

访问若干站点，可容纳基站的基站，允许在能量消耗方面计算基站（见图2）.

根据[中定义的基站分类24]，可以发现有两种类型，一种是设备放置在地面和室内的基站(在城镇中遇到的领域)，另一种是分布式建筑和室外的基站(在有建筑物的地方遇到的)。

除了这两种类型之外，还有CRTV等视听公司的中继站。总而言之，在Sahel区，有三种类型的基站：（一世）传统的基站在室内(设备放置在地面上)。(2)分布式建筑和户外基站。（iii）音像公司的基站，其中的特点是存在几个无线电收发器和电视(电视)。

从上面的图中证明，分布式架构和室外的基站（从MTN马鲁阿市场到CAMTELkakataré）消耗更少的功率比传统的基站（从MTN Missinguileo到橙色莫拉）。反过来其后者消耗的能量小于所述视听站（CRTV马鲁阿和CRTV亚瓜）。因此，有功耗的三个范围：（一世）非普通基站耗电量大(超过10000 kWh/月)，如CRTV Maroua基站(拥有多台大功率发射机和大功率空调系统)。(2)传统的基站(放置在建筑物地面上的设备)耗电量中等(从3 000 kWh/月到10 000 kWh/月不等)，MTN Missinguileo(使用空调的室内基站)就是这样。（iii）分布式建筑和户外基站能耗小(能耗低于3 000 kWh/月)，如MTN Maroua Market(户外分布式建筑基站)。

对CRTV Maroua、MTN Missinguileo和MTN Maroua Market进行了一些能源审计。

4.CRTV Maroua、MTN Missinguileo和MTN Maroua市场基站特性分析

4．1.CRTV马鲁阿网站

同所有其他视听公司一样，Maroua广播电视公司拥有若干无线电收发机和电视，以便在远北地区提供无线电/电视通信服务。

瓦萨邻域内确保变速器和接收的设备。它们分布在三个房间（电视室，FM室和RFI室）。站点上AES-SONEL提供的电力约为160 kVA，功率因数为0.8。

本网站所有房间的收发器(TX)和其他设备见补充附件1(在补充材料中可在线查阅http://dx.doi.org/10.1155/2016/3161060）.

以下4.4.1。电视的房间

电视室是一个容纳电视发射器。在这个房间里发现的设备列在表里1。


设备	力量	其他特点及工作时间

电视发射器	2,5 kW.	工作24 H / 24
空调系统	2900 W	工作24小时/24在20°C
热空气提取器	2850 W	工作24 H / 24
七个照明灯具	36w × 7	工作24 H / 24
国家宪兵的通讯设备	电源20w，电源48v	工作24 H / 24

电视收发器能够收集来自国家电视台的电视信号，放大并供应几乎所有的远北地区。当房间温度高，空调系统不工作时，热空气抽出器可以随时排出房间内的空气。

4.1.2。FM的房间

调频室是容纳地区和国家调频收发机的房间。

坐落在这个房间里的设备列在表2。


设备	力量	其他特点及工作时间

2 FM TX 10kw(国家计划和地方计划)	2 × 22.5 kva	工作24 H / 24;frequencies of emission: 98.10 MHz for FM National and 94.80 MHz for FM Regional
伪装	1 kva.	工作24 H / 24
PIE RACK	1 kva.	工作24 H / 24
测量设备	1 kva.	工作24 H / 24
脱水者	1、5 KVA	序列号：35651，Sumiden Opcom，Ltd，NP：1604，工作24 H / 24
两个空调	2 × 12kva	工作24 H / 24，adjusted at 19°C
备用	0、5 KVA	工作24 H / 24
变压器隔离	80 KVA	工作24 H / 24
电压调整器	75 kva.	AVR和PDB，工作24 H / 24
两个照明灯	2 × 36w	工作24 H / 24

两个国家和区域无线电收发机可以通过Maroua中央电视台和从雅温得广播的国家电台的无线电波向整个区域供电;它们的射程也有200公里。

这两套空调系统使调频室得以冷却，因为（一世）FM收发器在其内部工作过程中产生热量;(2)放置这些设备的房间是用混凝土建造的(这样就吸收了白天的热量，并把它排除在房间内)，只有一个开口(门);（iii）萨赫勒地区外部温度较高。

脱水器对室内空气进行脱水，使湿度保持在50%左右;温度值由温度传感器给出。

频率选择开关可以调节不同的频率，以便向天线移动;它还可以从地区调频切换到国家调频。

4.1.3。RFI的房间

在这个房间里发现的设备列在表里3.。


设备	力量	其他特征

Tx / Rx RFI北喀麦隆	1 KW (2 × 500 W)	FMTX型号T213SJ，DRX 3200，QPSK接收器
TX/RX 900 GSM et 1800 GSM橙喀麦隆	最大3600 W × 2	Alcatel 02G 89450736652，ABIS1TXRX ABIS 1TXRX
Energy bay ELTEC (AC/DC整流器电池充电器)		Output voltage 53,4 V
16个电池	12 v - 160啊	Monolite 12 FFT 160, 12 scope CF 150 12 V 160 Ah/10小时至1,80 V/cell在20°C 12 V 160 Ah/8小时至1,75 V/电池在77°C 浮动电压13,62v在20°C/ 13,56v在77°C
五个安全灯具	11w × 5	220年V-50赫兹
三个照明灯具	36w × 3	240 V-50 Hz，工作在24 H / 24
两个分体式空调系统	3800 W	维持在24℃房间平均的内部温度。Work 24 h/24 and adjusted at 20°C.

除了设备的功耗,在三个房间(电视、调频和RFI),有一台电视机(77 W、260 V)功能平均18 h / 24(从早上6点至午夜12点),4走廊的照明灯具36 W(工作时间:一天)和8外部照明灯具的36 W(工作时间:一天)。

4.2。Missinguileo网站

Missinguileo社区的基站是排放和接收站。它由无线电天线组成（“鼓”或点对点天线），盖的天线（天线以小范围的形式”坚持)，以及天线WIMAX发射(用于互联网)。这个车站位于一座大约230米高的山上。塔的高度为55米。这是一个室内车站(在铁容器中）.装有机器的房间温度由冷却系统维持在21°C。设备特性'列于表中4这些设备的图片见补充附件2。


设备	电特性	其他特征

AES-SONEL供应	电流10 - 30a，电压220v / 400v，供电：15 kVA	夫妇c = 2,5 wh / tr

2 TX/RX 900 GSM (DRU)和TX/RX 1800 GSM (DRU)	最大3600 W × 3 电源48v DC	ERICSON 02 g 89450736652;24小时/24小时工作

能源湾艾默生网络电源（电池充电器由整流器AC / DC制成）	修正220 V - 24v 威力最小10千瓦	24 H / 24

八个蓄电池电池	电源Sonic PG-6V 220B;6伏特226 A.H	6 v - 200;自治8 h;温度27°C。

电力系统Ericson.	DC输出：24 V OU 48 V DC / 200A / 6,4 KW	24 H / 24

备用发电机组	视在功率20kva;功率因数0.8;输出16千瓦	在AES-Sonel断电情况下自动工作

双空调系统	冷却输入功率:2410 W 额定电压：220 V-230 V.	只有一个系统工作，并在23°C，24 H / 24时调整。第二个是失败

五个红色的浮标灯	11w × 2	220 V-50 Hz，工作时间为下午6点到早上6点

四个照明灯具	36w × 4	240 V-50 Hz，工作在24 H / 24

一个无线电设备 Airmux 200	电源48v DC 3 W	串行刘STM-1 / STS-3;E1 / T1路方A B. P1-Direction KATOUAL CH1 P2-Direction KATOUAL CHP

WiMAX设备	电源48v DC 14 W	在互联网网络中提供六首董事会： (i) Lycée Kaelé(中心multimédia) (2) Camair-co (3) Regionale AMCHIDI （iv）方向Sonel Maroua 美国疾病控制与预防中心Bomtock (v) （vi）Afriland First Bank Kousseri

多路复用器OSN 2500 数字多路复用器2/34	400 W 15 W	商标华为，工作24 h/24 SMU 16×2;MMU 34 + 2

4．3．Maroua市场网站

MTN Maroua市场基站的所在地位于一座三层建筑上。防弹少年团系统(不包括天线)设置在第2层，天线设置在第3层的屋顶。设备在室外或设置在一个遮蔽处(对自由空气开放的遮蔽处)。这个地点位于Maroua市场附近。

三个BTS在网络中覆盖，所有市场的人口和邻近地区。在这个覆盖范围内，考虑到人口密度和市场流动的流量密集。这种类型的网站不需要空调系统（空调），如室内位点。

设备特性如表所示5这些设备的图片见补充附件2，显示了帐篷上的设备和屋顶上的天线。


设备	电特性	其他特点及工作时间

AES-SONEL供应	电流10 - 30a，电压220v / 400v，供电：15 kVA	夫妇c = 2,5 wh / tr

2 TX/RX 900 GSM (DRU)和TX/RX 1800 GSM (DRU)	最大3600 W × 3 供应48直流	Ericsson 02G 89450736652工作在24小时/24小时

双能量槽爱立信(交流/直流整流电池充电器)	整流器220 V-24 V. 力量10 KW	每个隔间具有内部换热的抽空系统的棺材，使保持相当低的温度

16个蓄电池电池	电源Sonic PG-6V 220B;6伏特226 A.H	6 v - 200;自治7.8 h;温度27°C。

电力系统爱立信	直流输出:24v或48v DC/ 200a / 6,4kw	24 H / 24

两个照明灯	36w × 2	240 V-50 Hz，工作从下午6:00至上午6:00

两个设备无线电盈联科技2000	电源48v DC 2 × 2,4 w	串行刘STM-1 / STS-3;E1 / T1路方A B. P1方向Maroua Dougoi CH1 p2方向Maroua Dougoi CHP P3方向Maroua Comice CH2 p4方向Maroua Comice CHP 在24 H / 24工作

5.基站的能源审计

5.1。CRTV Maroua网站

5.1.1。对马鲁瓦CRTV现场的评论和调查

（一世）灯光在这一天不足（小开口或窗户，它们不太宽）。(2)这些建筑是用混凝土水泥建造的，屋顶是用混凝土铺砌的。（iii）FM房间的空调同样可以调节电视房间，有时也可以调节RFI房间，因为这两个房间的空调经常坏掉。(iv)灯一直亮着。建筑物外部和走廊的灯有时在白天没有关掉，这也增加了场地的电力消耗。（v）该电站只有一种能源，备用发电机组已停运5年以上。

5.1.2。从12月10日到7月12日的CRTV网站的功耗

通过观察图3.，从12月10日到7月12日，CRTV现场的能量消耗变化。在12月10日，1月11日，2月11日，8月11日，8月11日，11月11日，1月12日和2月12日，能源消耗低于平均消费（14750千瓦时）。与其他人相比，与其他人相比，一方面是2月，11月，到低温（温度越少，空调功能越少）;另一方面，8月和9月的能源消费量是由于大雨的多功能削减。对于高于平均水平的消费，它是由于在几个月内的高温。

因此，从图表中可以看出，低消费发生在雨季和寒冷的季节，而最高消费发生在旱季(3月、4月和5月)。

5.1.3。与月度和年度能耗相关的成本估算

如图所示4，与CRTV站点Maroua的能量消耗有关的成本变化;能量消耗很高的月份也具有很高的能量成本。2011年，累计消费支出约为27 908,409美元。

我们注意到，2012年，尽管3月(14 969 kWh)和4月(14 981 kWh)的能耗超过6月(14783 kWh)和7月(14 910 kWh)的能耗，6月(2 511,077美元)和7月(2 532,508美元)相关能源成本高于3月(2374,593美元)和4月(2376,855美元)相关能源成本;这可以用AES-Sonel的电价新电网来解释，其千瓦时的价格从0.157896美元上升到0.169910美元。

5.2。MTN Missinguileo网站

5.2.1。在MTN Missinguileo的网站上进行的备注和调查

（一世）MTN Missinguileo的位置位于较高的海拔，这就是为什么该位置的温度相对较低;(2)放置设备的容器，由铁制成，表面约50米²且高度为3.5 m;（iii）沿墙缺乏与外界空气交换的开口;(iv)外部照明24小时/24小时点亮;（v）1台空调，保证空调系统;(vi)应急电源来源为发电机组，平均每年消耗2000升柴油。

5.2.2。现有能源消耗MTN Missinguileo 2011

通过观察图5据推算，从11日到7月12日的月平均耗电量为3 633千瓦时。

我们注意到，2011年全年能源消耗最大的时间是4月(3733千瓦时)和5月(3730千瓦时)，根据萨赫勒地区的季节，这两个月属于最热的月份。再一次，我们说能源消耗的增加与基站所在地温度的升高有关。8月能源消耗最低(3507千瓦时);这种低耗电量再次是由于马鲁瓦镇在雨季不合时宜地严重断电所致;本月同样是喀麦隆萨赫勒地区一年中最不热的月份之一。年能耗约43496 MWh。就2012年而言，我们注意到一年中最热的月份，3月(3740千瓦时)、4月(3755千瓦时)和5月(3743千瓦时)是最耗能的“消费者”。

关于网站每月的负载系数，由于数据不足，没有列出;电力的最大需求很难确定，因为唯一能够记录的材料是AES-Sonel表，它只会即时显示现场消耗的总能量。

5.2.3。与月度和年度能耗相关的成本估算

如图所示6， MTN Missinguileo站点上与AES-Sonel来源的电能消耗相关的能源成本变化。最显著的成本是8月11日(最低能源成本，因为能源消耗低)和6月12日和7月12日(最高能源成本，因为新的电网电价)。2011年来自AES-Sonel能源消耗的累计成本估计为687999美元。

一升汽油的成本是0,8918美元(来源：CSPH;计算SIE-喀麦隆）;thus, the annual cost 2011 related to the gas oil is 2000 L × 0,8918 USD = 1783,6 USD/year.

因此，2011年开支2011年的总费用为8 663,59美元。

5.3。MTN Maroua Market的网站

5.3.1。对MTN Maroua市场现场的评论和调查

（一世）MTN Maroua市场的场地位于一座建筑的屋顶上。(2)户外车站不需要空调。（iii）灯泡在24 H / 24上点亮。

5.3.2。MTN Maroua市场1月11日至7月12日现有耗电量

从图中7，从1月11日到7月12日的月平均能源消耗量为1281千瓦时。我们注意到，在2011年，4月份的能耗较高(1551千瓦时)，而8月份的能耗较低(1221千瓦时)。由于上述原因，在Missinguileo基站的情况下，在最热的月份，会有更多的能源消耗。

在2012年，我们注意到2月份的能源消耗(1268千瓦时)仍然是07年首次记录的最低水平。今年3月(1395千瓦时)、4月(1413千瓦时)、5月(1409千瓦时)等酷暑季节的电力消耗也很高。

关于网站每月的负载系数，由于数据不足，没有列出来;电力的最大需求是很难确定的，因为唯一允许记录的材料是AES-Sonel表，只能即时显示现场的能源消耗。

5.3.3。与月度和年度能耗相关的成本估算

图中显示了MTN Maroua市场现场AES-Sonel的电能成本变化8。这些成本随着214,88美元的月平均值而变化。2011年与能源消费相关的累计成本估计为2578,713美元。

6.提出了基站能耗模型

Faruk等[25]提出以下BTS的能耗模型（1): BTS的总功率和消耗的总能量为和：，，，，,，分别为数字信号处理功率、放大器功率、无线电单元功率、交直流变换器功率、空调功率，灯的力量,是操作时间。

为了得到喀麦隆萨赫勒地区电信基站(MTN、ORANGE、CAMTEL和CRTV)总能耗的表达式，我们考虑了以下情况:（一世）各种BTS (BTS GSM900, BTS GSM1800，…)的能耗。(2)互联网传输技术的能源消耗（WiMAX，......）。和/或长距离的无线电传输点指向诸如AirMux 200和IRT 2000的点。（iii）空调能耗(如果可能)。(iv)照明灯具的能耗。（v）由连接传输设备和天线的电缆造成的能量损失。

的能量消耗被定义为提供的功率的乘积和工作时间。它给出如下：和，，，，，，分别为各设备的动力其他传输设备如WIMAX、Airmux 200、IRT 2000、VSAT(甚小孔径终端)等的功率，以及不同的多路复用器等设备的功率，空调的功率、灯的功率和电缆丢失的力量和是操作时间。

表示基站所在场地的总能耗。

因此，在基站的不同位置发现的能量表记录在不断累积。

7.节能方案建议后基站站点的节能实现

提出了三个基站的节能解决方案。它们首先是基于照明和空调系统。

7.1。CRTV Maroua现场节能解决方案

我们已经提出增加各个房间空调的空调范围，并减少几个照明灯的操作时间（见表6）.


期	场地特点

下午8点am-6:00	将气候范围扩大到FM和RFI室的2°C，照明灯关闭
下午6点am-10:00	将气候范围扩大到2°C的FM和RFI室，照明灯接通
上午10 pm-6:00	将FM和RFI房间的气候范围扩大3°C，并打开照明灯具
上午6:00 -8：00	通过的FM和RFI室3℃加宽气候范围内的，照明灯是关断

(i)增加空调使用范围。FM和RFI房间的空调范围增加2°C和3°C;因此，FM房间的空调被调节到21°C而不是19°C（上午8:00至10:00 PM）和22°C（10:00至8:00是）。以相同的方式，在当天（上午8:00至10:00），RFI的空调将RFI的空调受到22℃而不是20°C）和夜间的23°C（10.00 PM至8:00是）。这项工作从2012年6月5日至7日开始。

(ii)缩短灯的工作时间。我们已经看到，照明灯只在晚上6:00 - 6:00点亮，记录是在2012年6月5日- 7日进行的。

We have in total 23 lamps, of 36 W each, which light the site.

表中的时期6为能源消耗考虑。

7.2。建议节能应用

为了评估电站各房间的能耗水平和温度的变化，我们遵循了2012年5月6日当天的能耗时间和记录的温度时间的布局。截至2012年5月27日，所有空调均在运行，除节能建议表中所示的气候条件和照明方面的变化外(见图)9和10）.在05/06/2012日期的CRTV的能量消耗变异曲线（见图9)表现为上午时间耗电量增加，晚上时间耗电量减少。用电时间平均比2012年5月27日(28,60 kWh)低23,7955 kWh。

7.3。节约能源和节约成本

建立27/05/2012的能源消耗之间的区别,在节能的提案(照明和空调系统)不应用,和节约能源从5日到2012年6月7日,当节能的提案(照明和空调系统),我们在表格中概述了这些天的能源消耗情况7和图11。


日期	该网站的能源消耗（千瓦时）6:00 AM-8：00	工地能耗(千瓦时)8:00 am-6:00 pm	晚上6时至10时工地的能源消耗(千瓦时	现场的能源消耗（千瓦时）下午10:00：00	每小时平均能耗(千瓦时)	一天的总能耗(千瓦时)	节能实现%给参考 (27/05/2012)

27/05/2012	52.28	295.	116	223.64	28.625.	687	- - - - - -
05/06/2012	41.872	245年,42	102	181．8	23.7955	571.092	116千瓦时，为16.88％
06/06/2012	40.569	247,78	104.23	176.92	23.7291	569.499	118 kWh 这是17.17%
07/06/2012	44.532	246.34	101.45	179.63	23.8313	571.952	115 kWh 这是16.73%

我们注意到27/05/2012考虑的各个时段的功耗都高于2012年6月5日、6日和7日的功耗。2012年6月5日至7日平均日耗电量为687千瓦时(2012年7月5日)以下约570千瓦时，即可实现的节能117千瓦时/天，即节能17%。通过一个月或一年以上的节能测算，可节约约3510千瓦时/月或42120千瓦时/年;在成本方面，可实现的能源节约是595,94美元/月或7151,534美元/年。这种可实现的节能可以满足MTN Missinguileo这样的室内基站(平均消耗114 kWh/天)或MTN Maroua Market这样的室外基站(没有空调)(平均消耗54 kWh/天)。

8.Missinguileo和Maroua市场站点的节能解决方案

在研究的MTN位点上，我们提出了减少照明灯具运行时间的建议。这些灯可以从下午6点工作到早上6点，而不是让它们工作一整天。对于MTN Missinguileo网站的空调系统，我们同样建议在一天的特定时间增加空调的范围。表格8详细说明了照明系统和MTN网站的空调方面的节能建议。


期	MTN Missinguileo网站的特点	MTN Maroua市场网站的特点

下午6点am-6:00	没有扩大空调范围，灯熄灭	灯关掉
早上6点pm-6:00	没有扩大空调范围，外部灯打开	灯打开

将上述节能建议应用于MTN Maroua Market和MTN Missinguileo站点，绘制了3天(2012年7月16日至18日)的电力消耗跟踪曲线。

8.1。节能建议在Missinguileo网站上的应用

表格9和图12从2012年7月16日至18日重新推出MTN Missinguileo网站的功耗，以及06/07/2012的消费与其他消费相比使用。


日期	上午6时至下午6时的能源消耗(千瓦时	下午六时至上午六时的能源消耗(千瓦时	每小时平均能耗(千瓦时)	每天能耗总消耗（千瓦时）	节能实现，按参考日期计算 (06/07/2012)

2012/06/07	70	53	5125年	123	- - - - - -
11/07/2012	35、6	34	2，9	69年,6	53千瓦时或43,41%
16/07/2012	46岁,2	46岁,6	3.86	92,8	30 2千瓦时或24 55%
17/07/2012	45岁的3	46岁,8	3,84	92,1.	30,9 kWh或25,12％
18/07/2012	46岁,9	46岁,3	3,88	93年,2	29 8千瓦时或24,22%

通过对比能耗在16日,17日和18日2012年7月到2012年7月6日,我们注意到能源消费(消费从早上6点至下午6点,6点pm-6:00点,每天和总消费)的2012年7月6日是高于16,2012年7月17日和18。7月16日至18日的平均日耗电量比2012年7月6日的123千瓦时低约93千瓦时，即30千瓦时/天，相当于每天可实现节能的24.40%，即900千瓦时/月，10 800千瓦时/年。从成本上看，每月可节省152,80美元(900 kWh × 0.169美元)或每年可节省1,883,6美元。一个良好的照明系统管理可以在基站中产生节能和节约成本。

8.2。在马鲁阿市场站点节能的提案中的应用

在应用节能建议的同时，我们跟踪了2012年7月16日至18日期间场地总能源消耗的变化。所得结果如表所示10并且直方图在图中表示13，将2012年7月9日星期一(尚未实施节能方案)与2012年7月16日至18日(实施节能方案)进行比较。这个柱状图(图13）表明，能源消耗（从早上6:00至下午6:00，从下午6点到早上6:00，每小时平均消费和每天的平均消费量）记录在09/07 /2012年高于2012年7月16日至18日录得的。


日期	上午6时至下午6时的能源消耗(千瓦时	下午六时至上午六时的能源消耗(千瓦时	每小时平均能耗(千瓦时)	每天能耗总消耗（千瓦时）	节能实现，按参考日期计算（09/07/2012）

09/07/2012	33	29	2, 58	62	- - - - - -
16/07/2012	28,4.	25日6	2、25	54	8 kWh or 13%
17/07/2012	28,1	25日,2	2、22	53,3	8,7千瓦时或14%
18/07/2012	27、8	25	2，2	52岁的8	9千瓦时或14,83%

The average power consumption from the 16th to 18th July 2012 is 53 kWh/day.

低于2012年9月7日(62千瓦时/天)的9千瓦时/天，或270千瓦时/月，或3240千瓦时/年，或14.5%节能可实现。节省成本是45,84美元/月或550,10美元/年。

我们在三个基站的地点所实施的节能建议的应用表明，当我们操作照明系统和空调系统时，节能是可以实现的(在几天内)。如果我们将这些建议付诸实施一个月或一年，结果就会更加明显。

为了减少电信基站的功耗，我们提出了一种能够大力使位于Sahel区的基站的解决方案的技术描述更有效。

8.3。喀麦隆萨赫勒地区基站提出的能源效率(节能)解决方案技术说明

我们在表中描述11一组建议能够实现位于Sahel区的基站中的节能。


基站设备，节能潜力	节能技术方案

照明系统	(一)在含有基站的地区设置光电平探测器; （ii）使用更有效的照明灯向制冷负荷的减少; (iii)更换无功能的照明灯具，以确保使用者的视觉舒适。

空调系统	更好的空调系统以适应能源需求; 推迟空调机组的启动，以避免当前的高峰; (iii)设置房间内适当的温度和湿度，从19°C至30°C, 75%至52%(萨赫勒地区热舒适[8]）; （ⅳ）具有切换时间，对空调线（特别是在寒冷时期，运行从上午9点到下午5点，这意味着空调器运营从上午9点到在寒冷时期下午5点）; (v)避免将空调冷凝器置于阳光直射的地方（ⅵ）如果可能的话，代替空调机，具有风扇（变速），它可以回收热量或具有室外BS，从而删除调节器和通风器。

窗户的房间位置	(i)窗户必须密封良好; （ii）窗户应该宽，因此我们可以利用广阔的日光来降低由于照明灯引起的能耗; (iii)窗户的位置对房间的内部温度很重要(最好是朝南或朝北)，如果窗户朝东或朝西，它们有助于提高房间的温度(阳光照射到窗户)或使房间降温(遮阳现象)。

基地发射台等设备	(i)拥有节能的防弹少年团和传输设备; (ii)拥有可在低流量期间关闭的BTS和传输设备; （iii）BTS和其他传输设备尽可能接近发射天线（Compact BS或分布式架构BS）; 放置在露天的设备(室外基站)消耗能源较少; （V）使用AC / DC转换器和具有约95％的有效性电流稳定剂。

电缆连接	电缆的能量损失必须尽可能少。

电力供应	（i）适应能量负荷的更好的电源; （ii）使用“智能电表”控制和监测能源消耗。

维护	确保严格监控预防性维修计划。

能源管理	能源工程技术人员必须对能源消耗进行管理。

敏化作用	教育员工节省能源。

9.结论

在本文中，我们提出了一些在移动通信能源效率研究的文献综述中最近遇到的电信基站站点的节能和功耗的方法。此外，在萨赫勒地区，根据每月平均耗电量，我们遇到了三类电信基站，我们对它们进行了能源审计。这些审计揭示了能源的浪费，一些节能技术的建议和应用使记录节能和可观的成本成为可能。所提出的能量模型更完整，考虑了基站能耗的所有设备。为了进一步减少萨赫勒地区电信基站的能源消耗和温室气体排放方面的开支，除了安装能源效率衡量措施外，有必要进行一项比较研究，以了解使用可再生能源在技术上和经济上是否有利可图。

命名法

信息通信技术:	信息和通信技术
AC：	选择当前
：	电力消耗
电视:	电视
RFI:	法国国际广播电台
ADM：	添加丢弃多路复用
AES-SONEL公司：	申请能源服务 - 声音（Sociététationeed'Électricé）
ASIC:	专用集成电路
二元同步通信:	基站控制器
BTS:	基站收发器
Camtel：	喀麦隆电信
CDMA：	码分多址
美元:	美国美元
有限公司₂：	Dioxyde的痈
CRTV:	喀麦隆广播电视
DC:	直流
DSP：	数字信号处理器
边缘：	GSM演进的增强数据速率
EGPRS：	增强的GPRS
FPGA:	现场可编程门阵列
砷化镓：	砷化镓
电气:	GAZàffetde serre
GPRS：	一般数据包无线电服务
GSM:	全球移动通信系统
HSCSD:	高速电路交换数据
ISO:	国际标准化组织
LTE技术:	长期进化
硕士:	流动服务交换中心
MTN:	移动电话网络
事业单位:	供电单元
俄罗斯:	无线电单位
RBU:	电台的基本单位
rf：	无线电频率
处方:	接收机
SI：	硅
抽搐:	信息技术和通信
三:	Temps Sur Retour D'Investissement Propre
亿千瓦时：	TERA瓦特小时
TX:	发射机
外的:	国际电信联盟télécommunications
UMTS:	Universal Mobile Télécommunications系统
VSAT：	极小孔径终端
WiMAX：	全球微波炉互操作性。

相互竞争的利益

作者声明本论文的发表不存在利益冲突。

致谢

作者对喀麦隆北部地区的移动通信和视听公司(CAMTEL、ORANGE、MTN和CRTV)表示衷心感谢。

补充材料

提供作为补充材料的设备是各种各样的，我们在不同的基站站点遇到。这些材料在电信基站的内外设备显示。we met from inside bases stations types to outside bases station types, transmitter of TV and radio, Air conditioner system , air extractor , temperature sensor , batteries, batteries charger’s and controller’s, antennas on the towers, cables of antennas located on tower as presented in annex 1 and 2. It’s also show in this annex pages, the view of typically outdoor base station which do not need any air conditioner as indoor bases stations types.

补充材料

参考文献

Fond d'Energie Rurale，2010，http://www.se4all.org/sites/default/files/cameroon_raga_fr_released.pdf.。
http://www.afriquinfos.com/articles/2012/5/26。
I. Humar，X.Ge，L. Xiang，M.Jo，M. Chen和J. Zhan，“重新思考蜂窝网络的能效模型，具有体现的能量，”IEEE网络，第25卷，第2期2, pp. 40-49, 2011。视图:出版商的网站|谷歌学者
爱立信，“移动通信的可持续能源使用”，爱立信白皮书, 2007年。视图:谷歌学者
乐融洽TIC与发展协会耐用，2008年，http://www.ladocumentationfrancaise.fr/var/storage/rapports-publics/094000118.pdf。
A. Conte，“基站的功耗”，在趋势全体会议的会议记录，比利时根特，2012年2月。视图:谷歌学者
研究节能无线接入网络技术，"阿尔卡特-朗讯/德累斯顿TU vodafone chair移动通信系统，"关于无线网络能源效率的报告, 2009年。视图:谷歌学者
T. Chen, Y. Yang, H. Zhang, H. Kim, K. Horneman，“绿色无线接入网络的网络节能技术”，IEEE无线通信第18卷第2期5，第30-38，2011。视图:出版商的网站|谷歌学者
J. Lorincz, T. Garma，和G. Petrovic，“真实流量负载下基站功耗的测量和建模”，传感器，卷。12，不。4，pp。4281-4310,2012。视图:出版商的网站|谷歌学者
H. Hirata, K. Totani, T. Maehata等，“蜂窝基站高效率放大器的开发”，SEI技术评论，不。70，PP。47-52，2010。视图:谷歌学者
S. Zoican，“可编程数字信号处理器(dsp)在3g移动通信系统中的作用”，Acta Technica Napocensis，卷。49，pp。49-56,2008。视图:谷歌学者
Roy，“能源逻辑:减少电信通信网络能源消耗的路线图”第30届国际电信能源会议论文集(INTELEC '08)，pp.1-9，IEEE，圣地亚哥，加利福尼亚州，美国2008年9月。视图:出版商的网站|谷歌学者
M. Etoh, T. Ohya, Y. Nakayama，“移动网络系统的能源消耗问题”，刊于应用与互联网国际研讨会论文集(SAINT '08)，第365-368页，芬兰图尔库，2008年8月。视图:出版商的网站|谷歌学者
J. Lorincz, T. Garma，和G. Petrovic，“真实流量负载下基站功耗的测量和建模”，传感器，卷。12，不。4，pp。4281-4310,2012。视图:出版商的网站|谷歌学者
L. M. Correia, D. Zeller, O. Blume等人，“能源感知移动无线电网络的挑战和实现技术”，IEEE通讯杂志，第48卷，第48期第11页，66-72,2010。视图:出版商的网站|谷歌学者
A. Conte, A. Feki, L. Chiaraviglio, D. Ciullo, M. Meo, M. A. Marsan，《细胞枯萎和开花的能源效率》，IEEE无线通信第18卷第2期5, pp. 50-57, 2011。视图:出版商的网站|谷歌学者
O. Blume, H. Eckhardt, S. Klein, E. Kuehn，和W. M. Wajda，“基于流量统计的移动网络节能”，贝尔实验室技术期刊，第15卷，第5期。2，页77-94,2010。视图:出版商的网站|谷歌学者
C. Han，T. Harrold，S. Armor等，“绿色收音机：能够节能无线网络的无线电技术”，IEEE通讯杂志，第49卷，第49期。6，PP。46-54，2011。视图:出版商的网站|谷歌学者
E. Oh, B. Krishnamachari, X. Liu, Z. Niu，“蜂窝网络基础设施的动态节能运行”，IEEE通讯杂志，第49卷，第49期。6，第56-61页，2011。视图:出版商的网站|谷歌学者
D. Tripper, A. Rezgui, P. Krishnamurthy，和P. Pacharintankul，《调暗蜂窝网络》IEEE全球电信会议的诉讼程序（Globecom '10），第1-6页，宾夕法尼亚州匹兹堡，美国，2010年12月。视图:谷歌学者
Z.牛，Y.吴，龚J.和Z.杨，“小区伸缩的成本高效的绿色蜂窝网络，”IEEE通讯杂志，第48卷，第48期11，第74-79，2010。视图:出版商的网站|谷歌学者
Z. NIU，“探戈：交通感知网络规划和绿色操作”IEEE无线通信第18卷第2期5, pp. 25-29, 2011。视图:出版商的网站|谷歌学者
M. A. Marsan和M. Meo，“两个蜂窝接入网络的节能管理”，ACM SIGMETRICS绩效评估回顾，卷。37，不。4，pp。69-73，2010。视图:出版商的网站|谷歌学者
Senza Fili Consulting，“白皮书2010”，http://www.senzafiliconsulting.com.。视图:谷歌学者
N. Faruk，A. A.Ayeni，M. Y.Muhammad等，“使用太阳能的移动蜂窝系统供电细胞网站”国际工程技术学报，卷。2，不。5，2012年。视图:谷歌学者

能源杂志

摘要