Met de aanleg van het 5G-netwerk zijn de kosten van het 5G-basisstation erg hoog, vooral omdat het probleem van het grote energieverbruik algemeen bekend is.
In het geval van China Mobile heeft de 2,6 GHz radiofrequentiemodule 64 kanalen en maximaal 320 watt nodig om een snelle downlink te ondersteunen.
Wat betreft 5G-mobiele telefoons die communiceren met het basisstation, omdat ze in nauw contact staan met het menselijk lichaam, moet de bottom line van "stralingsschade" strikt worden bewaakt, dus het zendvermogen is strikt beperkt.
Het protocol beperkt het zendvermogen van 4G-gsm's tot maximaal 23 dBm (0,2 W).Hoewel dit vermogen niet erg groot is, is de frequentie van de 4G mainstream-band (FDD 1800MHz) relatief laag en is het transmissieverlies relatief klein.Het is geen probleem om het te gebruiken.
Maar de 5G-situatie is ingewikkelder.
Allereerst is de reguliere frequentieband van 5G 3,5 GHz, een hoge frequentie, groter verlies aan voortplantingspad, slecht penetratievermogen, zwakkere mobiele telefoonmogelijkheden en laag zendvermogen;daarom wordt de uplink gemakkelijk de bottleneck van het systeem.
Ten tweede is 5G gebaseerd op de TDD-modus en worden de uplink en downlink in tijdverdeling verzonden.Over het algemeen is de toewijzing aan de uplink van het tijdslot minder, ongeveer 30%, om de downlinkcapaciteit te garanderen.Met andere woorden, een 5G-telefoon in TDD heeft slechts 30% van de tijd om gegevens te verzenden, wat het gemiddelde zendvermogen verder verlaagt.
Bovendien is het implementatiemodel van 5G flexibel en is het netwerk complex.
In NSA-modus verzenden 5G en 4G tegelijkertijd gegevens via een dubbele verbinding, meestal 5G in TDD-modus en 4G in FDD-modus.Wat moet het zendvermogen van de mobiele telefoon op deze manier zijn?
In de SA-modus kan 5G gebruikmaken van TDD- of FDD-transmissie via één drager.En aggregeer de drager van deze twee modi.Net als in het geval van de NSA-modus, moet de mobiele telefoon tegelijkertijd gegevens verzenden op twee verschillende frequentiebanden, en TDD en FDD twee modi;hoeveel vermogen moet het overbrengen?
Trouwens, hoeveel moet de mobiele telefoon uitzenden als de twee TDD-dragers van 5G worden samengevoegd?
3GPP heeft meerdere vermogensniveaus voor de terminal gedefinieerd.
Op Sub 6G-spectrum is vermogensniveau 3 23 dBm;vermogensniveau 2 is 26dBm, en voor vermogensniveau 1 is het theoretische vermogen groter en is er momenteel geen definitie.
Vanwege de hoge frequentie en transmissiekarakteristieken die verschillen van Sub 6G, worden de toepassingsscenario's meer overwogen bij vaste toegang of niet-mobiele telefoongebruik.
Het protocol definieert vier vermogensniveaus voor millimetergolven en de stralingsindex is relatief breed.
Op dit moment is commercieel gebruik van 5G voornamelijk gebaseerd op de eMBB-service voor mobiele telefoons in de Sub 6G-band.Het volgende zal specifiek gericht zijn op dit scenario, gericht op de reguliere 5G-frequentiebanden (zoals FDD n1, N3, N8, TDD n41, n77, N78, enz.).Verdeeld in zes typen om te beschrijven:
- 5G FDD (SA-modus): het maximale zendvermogen is niveau 3, dat is 23 dBm;
- 5G TDD (SA-modus): het maximale zendvermogen is niveau 2, dat is 26 dBm;
- 5G FDD +5G TDD CA (SA-modus): het maximale zendvermogen is niveau 3, dat is 23dBm;
- 5G TDD +5G TDD CA (SA-modus): het maximale zendvermogen is niveau 3, dat is 23 dBm;
- 4G FDD +5G TDD DC (NSA-modus): het maximale zendvermogen is niveau 3, dat is 23dBm;
- 4G TDD + 5G TDD DC (NSA-modus);Het maximale zendvermogen gedefinieerd door R15 is niveau 3, dat is 23 dBm;en de R16-versie ondersteunt een maximaal zendvermogensniveau 2, dat is 26 dBm
Van de bovenstaande zes typen kunnen we de volgende kenmerken zien:
Zolang de mobiele telefoon in FDD-modus werkt, is het maximale zendvermogen slechts 23 dBm, terwijl in TDD-modus, of niet-onafhankelijke netwerken, 4G en 5G beide TDD-modus zijn, kan het maximale zendvermogen worden versoepeld tot 26 dBm.
Dus waarom geeft het protocol zoveel om TDD?
Zoals we allemaal weten, heeft de telecommunicatie-industrie altijd verschillende meningen gehad over elektromagnetische straling.Toch moet uit veiligheidsoverwegingen het zendvermogen van mobiele telefoons strikt worden beperkt.
Momenteel hebben landen en organisaties relevante gezondheidsnormen voor blootstelling aan elektromagnetische straling opgesteld, waardoor de straling van mobiele telefoons tot een klein bereik wordt beperkt.Zolang de mobiele telefoon aan deze normen voldoet, kan deze als veilig worden beschouwd.
Deze gezondheidsnormen wijzen allemaal op één indicator: SAR, die specifiek wordt gebruikt om de effecten van nabije-veldstraling van mobiele telefoons en andere draagbare communicatieapparatuur te meten.
SAR is een specifieke absorptieverhouding.Het wordt gedefinieerd als het meten van de snelheid waarmee energie per massa-eenheid wordt geabsorbeerd door een menselijk lichaam bij blootstelling aan een radiofrequent (RF) elektromagnetisch veld.Het kan ook verwijzen naar de absorptie van andere vormen van energie door weefsel, inclusief ultrageluid.Het wordt gedefinieerd als het vermogen dat wordt geabsorbeerd per massa weefsel en heeft watt-eenheden per kilogram (W/kg).
De nationale norm van China is gebaseerd op Europese normen en bepaalt: “de gemiddelde SAR-waarde van elke 10 g biologische stof gedurende zes minuten mag niet hoger zijn dan 2,0 W/kg.
Dat wil zeggen, en deze normen evalueren de gemiddelde hoeveelheid elektromagnetische straling die gedurende een bepaalde tijd door mobiele telefoons wordt gegenereerd.Het staat een iets hoger vermogen op korte termijn toe, zolang de gemiddelde waarde de norm niet overschrijdt.
Als het maximale zendvermogen 23dBm is in TDD- en FDD-modus, zendt de mobiele telefoon in FDD-modus continu vermogen uit.Daarentegen heeft de mobiele telefoon in TDD-modus slechts 30% zendvermogen, dus het totale TDD-emissievermogen is ongeveer 5 dB minder dan FDD.
Om het zendvermogen van de TDD-modus met 3dB te compenseren, is het daarom op basis van de SAR-standaard om het verschil tussen TDD en FDD aan te passen, en dat kan gemiddeld 23dBm bereiken.
Posttijd: 03-05-2021