S vybudovaním siete 5G sú náklady na základňovú stanicu 5G veľmi vysoké, najmä preto, že problém veľkej spotreby energie je všeobecne známy.
V prípade China Mobile, na podporu vysokorýchlostného downlinku, jej 2,6 GHz rádiofrekvenčný modul vyžaduje 64 kanálov a maximálne 320 wattov.
Čo sa týka 5G mobilných telefónov, ktoré komunikujú so základňovou stanicou, keďže sú v tesnom kontakte s ľudským telom, spodnú hranicu „radiačného poškodenia“ je potrebné prísne strážiť, takže vysielací výkon je prísne obmedzený.
Protokol obmedzuje vysielací výkon mobilných telefónov 4G na maximálne 23 dBm (0,2 W).Hoci tento výkon nie je príliš veľký, frekvencia hlavného prúdu 4G pásma (FDD 1800 MHz) je relatívne nízka a prenosové straty sú relatívne malé.Nie je problém ho použiť.
Situácia 5G je však komplikovanejšia.
Po prvé, hlavné frekvenčné pásmo 5G je 3,5 GHz, vysoká frekvencia, väčšia strata cesty šírenia, slabá schopnosť prieniku, slabšie možnosti mobilného telefónu a nízky vysielací výkon;preto sa uplink ľahko stane prekážkou systému.
Po druhé, 5G je založené na režime TDD a uplink a downlink sa posielajú v časovom delení.Vo všeobecnosti, aby sa zabezpečila kapacita downlinku, pridelenie uplinku časového slotu je menšie, asi 30 %.Inými slovami, 5G telefón v TDD má len 30 % času na odoslanie dát, čo ďalej znižuje priemerný vysielací výkon.
Okrem toho je model nasadenia 5G flexibilný a sieťovanie je zložité.
V režime NSA odosielajú 5G a 4G dáta súčasne cez duálne pripojenie, zvyčajne 5G v režime TDD a 4G v režime FDD.Aký by mal byť takto prenosový výkon mobilného telefónu?
V režime SA môže 5G využívať prenos TDD alebo FDD s jedným nosičom.A agregovať nositeľa týchto dvoch režimov.Podobne ako v prípade režimu NSA, mobilný telefón potrebuje prenášať dáta súčasne na dvoch rôznych frekvenčných pásmach a TDD a FDD dva režimy;aký výkon by mal prenášať?
Okrem toho, koľko by mal mobilný telefón prenášať výkon, ak sú dva nosiče TDD 5G agregované?
3GPP definoval viacero úrovní výkonu pre terminál.
V spektre Sub 6G je úroveň výkonu 3 23 dBm;výkonová úroveň 2 je 26 dBm a pre výkonovú úroveň 1 je teoretický výkon väčší a v súčasnosti neexistuje žiadna definícia.
Vzhľadom na vysokú frekvenciu a prenosové charakteristiky sa líšia od Sub 6G, scenáre aplikácie sa viac zvažujú pri fixnom prístupe alebo používaní iných ako mobilných telefónov.
Protokol definuje štyri úrovne výkonu pre milimetrové vlny a index žiarenia je relatívne široký.
V súčasnosti je komerčné využitie 5G založené najmä na službe mobilného telefónu eMBB v pásme Sub 6G.Nasledujúce sa konkrétne zameria na tento scenár so zameraním na bežné frekvenčné pásma 5G (ako FDD n1, N3, N8, TDD n41, n77, N78 atď.).Rozdelené do šiestich typov na opis:
- 5G FDD (režim SA): maximálny vysielací výkon je na úrovni 3, čo je 23 dBm;
- 5G TDD (režim SA): maximálny vysielací výkon je na úrovni 2, čo je 26 dBm;
- 5G FDD +5G TDD CA (režim SA): maximálny vysielací výkon je úroveň 3, čo je 23dBm;
- 5G TDD +5G TDD CA (režim SA): maximálny vysielací výkon je na úrovni 3, čo je 23dBm;
- 4G FDD +5G TDD DC (režim NSA): maximálny vysielací výkon je na úrovni 3, čo je 23dBm;
- 4G TDD + 5G TDD DC (režim NSA);Maximálny vysielací výkon definovaný R15 je úroveň 3, čo je 23 dBm;a verzia R16 podporuje maximálnu úroveň vysielacieho výkonu 2, čo je 26 dBm
Z vyššie uvedených šiestich typov môžeme vidieť nasledujúce charakteristiky:
Pokiaľ mobilný telefón pracuje v režime FDD, maximálny vysielací výkon je len 23 dBm, zatiaľ čo v režime TDD alebo v nesamostatnom sieťovom režime sú 4G aj 5G oba v režime TDD, maximálny vysielací výkon môže byť znížený na 26 dBm.
Prečo sa teda protokol tak veľmi stará o TDD?
Ako všetci vieme, telekomunikačný priemysel mal vždy rôzne názory na to, či ide o elektromagnetické žiarenie.V záujme bezpečnosti však musí byť vysielací výkon mobilných telefónov prísne obmedzený.
V súčasnosti krajiny a organizácie zaviedli príslušné zdravotné normy vystavenia elektromagnetickému žiareniu, ktoré obmedzujú vyžarovanie mobilných telefónov na malý rozsah.Pokiaľ mobilný telefón spĺňa tieto normy, možno ho považovať za bezpečný.
Všetky tieto zdravotné normy poukazujú na jeden indikátor: SAR, ktorý sa špecificky používa na meranie účinkov žiarenia blízkeho poľa z mobilných telefónov a iných prenosných komunikačných zariadení.
SAR je špecifický pomer absorpcie.Je definovaná ako meranie rýchlosti, ktorou je energia absorbovaná na jednotku hmotnosti ľudským telom, keď je vystavená vysokofrekvenčnému (RF) elektromagnetickému poľu.Môže sa to týkať aj absorpcie iných foriem energie tkanivom, vrátane ultrazvuku.Je definovaný ako výkon absorbovaný na hmotnosť tkaniva a má jednotky watty na kilogram (W/kg).
Čínska národná norma vychádza z európskych noriem a stanovuje: „Priemerná hodnota SAR akýchkoľvek 10 g biologického materiálu počas šiestich minút nesmie prekročiť 2,0 W/kg.
To znamená, že tieto normy hodnotia priemerné množstvo elektromagnetického žiarenia generovaného mobilnými telefónmi za určitý čas.Umožňuje trochu vyšší krátkodobý výkon, pokiaľ priemerná hodnota nepresahuje normu.
Ak je maximálny vysielací výkon 23 dBm v režime TDD a FDD, mobilný telefón v režime FDD nepretržite vysiela výkon.Na rozdiel od toho má mobilný telefón v režime TDD iba 30 % vysielacieho výkonu, takže celkový výkon vyžarovania TDD je asi o 5 dB nižší ako FDD.
Preto, aby sa kompenzoval vysielací výkon režimu TDD o 3 dB, je na základe štandardu SAR upraviť rozdiel medzi TDD a FDD, ktorý môže v priemere dosiahnuť 23 dBm.
Čas odoslania: máj-03-2021