Amb la construcció de la xarxa 5G, el cost de l'estació base 5G és molt elevat, sobretot perquè el problema del gran consum d'energia és àmpliament conegut.
En el cas de China Mobile, per suportar un enllaç descendent d'alta velocitat, el seu mòdul de radiofreqüència de 2,6 GHz requereix 64 canals i un màxim de 320 watts.
Pel que fa als telèfons mòbils 5G que es comuniquen amb l'estació base, perquè estan en contacte estret amb el cos humà, s'ha de vigilar estrictament la línia de fons del "dany per radiació", de manera que la potència de transmissió està estrictament limitada.
El protocol limita la potència de transmissió dels telèfons mòbils 4G a un màxim de 23 dBm (0,2 w).Tot i que aquesta potència no és molt gran, la freqüència de la banda principal 4G (FDD 1800MHz) és relativament baixa i la pèrdua de transmissió és relativament petita.No és cap problema utilitzar-lo.
Però la situació del 5G és més complicada.
En primer lloc, la banda de freqüència principal de 5G és de 3,5 GHz, una freqüència alta, una pèrdua de camí de propagació més gran, una capacitat de penetració pobra, capacitats de telèfon mòbil més febles i una potència de transmissió baixa;per tant, l'enllaç ascendent és fàcil de convertir-se en el coll d'ampolla del sistema.
En segon lloc, 5G es basa en el mode TDD, i l'enllaç ascendent i descendent s'envien en divisió de temps.En general, per garantir la capacitat d'enllaç descendent, l'assignació a l'enllaç ascendent de la franja horària és menor, al voltant del 30%.En altres paraules, un telèfon 5G en TDD només té el 30% del temps per enviar dades, la qual cosa redueix encara més la potència de transmissió mitjana.
A més, el model de desplegament de 5G és flexible i la xarxa és complexa.
En mode NSA, 5G i 4G envien dades simultàniament mitjançant una connexió dual, normalment 5G en mode TDD i 4G en mode FDD.D'aquesta manera, quina hauria de ser la potència de transmissió del telèfon mòbil?
En mode SA, 5G pot utilitzar la transmissió d'un sol portador TDD o FDD.I agregar el portador d'aquests dos modes.De manera similar al cas del mode NSA, el telèfon mòbil necessita transmetre dades simultàniament en dues bandes de freqüència diferents, i en dos modes TDD i FDD;quanta potència ha de transmetre?
A més, quant hauria de transmetre potència el telèfon mòbil si s'agreguen els dos operadors TDD de 5G?
3GPP ha definit múltiples nivells de potència per al terminal.
A l'espectre Sub 6G, el nivell de potència 3 és de 23 dBm;El nivell de potència 2 és de 26 dBm, i per al nivell de potència 1, la potència teòrica és més gran i actualment no hi ha cap definició.
A causa de l'alta freqüència i les característiques de transmissió són diferents del Sub 6G, els escenaris d'aplicació es tenen més en compte en l'accés a arrels o en l'ús de telèfons no mòbils.
El protocol defineix quatre nivells de potència per a ones mil·límetres i l'índex de radiació és relativament ampli.
Actualment, l'ús comercial de 5G es basa principalment en el servei eMBB de telèfon mòbil a la banda Sub 6G.El següent se centrarà específicament en aquest escenari, orientat a les bandes de freqüència 5G principals (com ara FDD n1, N3, N8, TDD n41, n77, N78, etc.).Dividit en sis tipus per descriure:
- 5G FDD (mode SA): la potència de transmissió màxima és el nivell 3, que és de 23 dBm;
- 5G TDD (mode SA): la potència de transmissió màxima és el nivell 2, que és de 26 dBm;
- 5G FDD + 5G TDD CA (mode SA): la potència de transmissió màxima és el nivell 3, que és de 23 dBm;
- 5G TDD + 5G TDD CA (mode SA): la potència de transmissió màxima és el nivell 3, que és de 23 dBm;
- 4G FDD + 5G TDD DC (mode NSA): la potència de transmissió màxima és el nivell 3, que és de 23 dBm;
- 4G TDD + 5G TDD DC (mode NSA);La potència de transmissió màxima definida per R15 és el nivell 3, que és de 23 dBm;i la versió R16 admet un nivell màxim de potència de transmissió 2, que és de 26 dBm
Dels sis tipus anteriors, podem veure les següents característiques:
Mentre el telèfon mòbil funcioni en mode FDD, la potència de transmissió màxima és només de 23 dBm, mentre que en mode TDD, o xarxes no independents, 4G i 5G són tots dos en mode TDD, la potència de transmissió màxima es pot relaxar a 26 dBm.
Aleshores, per què el protocol es preocupa tant pel TDD?
Com tots sabem, la indústria de les telecomunicacions sempre ha tingut opinions diferents sobre si la radiació electromagnètica.Tot i així, per motius de seguretat, la potència de transmissió dels telèfons mòbils s'ha de limitar estrictament.
Actualment, els països i les organitzacions han establert estàndards sanitaris d'exposició a la radiació electromagnètica rellevants, limitant la radiació dels telèfons mòbils a un rang reduït.Sempre que el telèfon mòbil compleixi aquests estàndards, es pot considerar segur.
Tots aquests estàndards de salut apunten a un indicador: SAR, que s'utilitza específicament per mesurar els efectes de la radiació de camp proper dels telèfons mòbils i altres dispositius de comunicacions portàtils.
SAR és una relació d'absorció específica.Es defineix com mesurar la velocitat a la qual l'energia és absorbida per unitat de massa per un cos humà quan està exposat a un camp electromagnètic de radiofreqüència (RF).També pot referir-se a l'absorció d'altres formes d'energia per part dels teixits, inclosos els ultrasons.Es defineix com la potència absorbida per massa de teixit i té unitats de watts per quilogram (W/kg).
L'estàndard nacional de la Xina es basa en els estàndards europeus i estipula: "el valor mitjà SAR de qualsevol 10 g de producte biològic durant sis minuts no ha de superar els 2,0 W/Kg.
És a dir, i aquests estàndards avaluen la quantitat mitjana de radiació electromagnètica generada pels telèfons mòbils durant un temps.Permet una mica més alt en potència a curt termini, sempre que el valor mitjà no superi l'estàndard.
Si la potència màxima de transmissió és de 23 dBm en mode TDD i FDD, el telèfon mòbil en mode FDD transmet potència contínuament.En canvi, el telèfon mòbil en mode TDD només té un 30% de potència de transmissió, de manera que la potència total d'emissió de TDD és uns 5 dB menys que la FDD.
Per tant, per compensar la potència de transmissió del mode TDD en 3 dB, es basa en l'estàndard SAR ajustar la diferència entre TDD i FDD, i que pot arribar als 23 dBm de mitjana.
Hora de publicació: maig-03-2021