Com a construção da rede 5G, o custo da estação base 5G é muito alto, principalmente porque o problema do grande consumo de energia é amplamente conhecido.
No caso da China Mobile, para suportar um downlink de alta velocidade, seu módulo de radiofrequência de 2,6 GHz requer 64 canais e um máximo de 320 watts.
Quanto aos telefones celulares 5G que se comunicam com a estação base, por estarem em contato próximo com o corpo humano, a linha de fundo de “danos de radiação” deve ser rigorosamente protegida, portanto, a potência de transmissão é estritamente limitada.
O Protocolo limita a potência de transmissão dos celulares 4G a no máximo 23dBm (0,2w).Embora essa potência não seja muito grande, a frequência da banda mainstream 4G (FDD 1800MHz) é relativamente baixa e a perda de transmissão é relativamente pequena.Não é um problema usá-lo.
Mas a situação do 5G é mais complicada.
Em primeiro lugar, a banda de frequência principal do 5G é de 3,5 GHz, uma alta frequência, maior perda de caminho de propagação, baixa capacidade de penetração, recursos de telefonia móvel mais fracos e baixa potência de transmissão;portanto, o uplink é fácil de se tornar o gargalo do sistema.
Em segundo lugar, o 5G é baseado no modo TDD, e o uplink e o downlink são enviados na divisão de tempo.Em geral, para garantir a capacidade do downlink, a alocação ao uplink do time slot é menor, cerca de 30%.Em outras palavras, um telefone 5G em TDD tem apenas 30% do tempo para enviar dados, o que reduz ainda mais a potência média de transmissão.
Além disso, o modelo de implantação do 5G é flexível e a rede é complexa.
No modo NSA, 5G e 4G enviam dados simultaneamente por meio de uma conexão dupla, geralmente 5G no modo TDD e 4G no modo FDD.Dessa forma, qual deve ser a potência de transmissão do celular?
No modo SA, o 5G pode usar transmissão de portadora única TDD ou FDD.E agregue a portadora desses dois modos.Semelhante ao caso do modo NSA, o celular precisa transmitir dados simultaneamente em duas bandas de frequência diferentes, sendo TDD e FDD dois modos;quanta potência ele deve transmitir?
Além disso, quanto o celular deve transmitir de potência se as duas operadoras TDD de 5G forem agregadas?
3GPP definiu vários níveis de energia para o terminal.
No espectro Sub 6G, o nível de potência 3 é de 23dBm;o nível de potência 2 é de 26dBm, e para o nível de potência 1, a potência teórica é maior, não havendo definição no momento.
Devido às características de alta frequência e transmissão serem diferentes do Sub 6G, os cenários de aplicação são mais considerados em acesso fixo ou uso de telefone não móvel.
O protocolo define quatro níveis de potência para ondas milimétricas e o índice de radiação é relativamente amplo.
Atualmente, o uso comercial do 5G é baseado principalmente no serviço eMBB de telefonia móvel na banda Sub 6G.O seguinte focará especificamente neste cenário, visando as bandas de frequência 5G mainstream (como FDD n1, N3, N8, TDD n41, n77, N78, etc.).Dividido em seis tipos para descrever:
- 5G FDD (modo SA): a potência máxima de transmissão é nível 3, que é 23dBm;
- 5G TDD (modo SA): a potência máxima de transmissão é nível 2, que é 26dBm;
- 5G FDD +5G TDD CA (modo SA): a potência máxima de transmissão é nível 3, que é 23dBm;
- 5G TDD +5G TDD CA (modo SA): a potência máxima de transmissão é nível 3, que é 23dBm;
- 4G FDD +5G TDD DC (modo NSA): a potência máxima de transmissão é nível 3, que é 23dBm;
- 4G TDD + 5G TDD DC (modo NSA);A potência máxima de transmissão definida pelo R15 é nível 3, que é 23dBm;e a versão R16 suporta um nível máximo de potência de transmissão 2, que é 26dBm
Dos seis tipos acima, podemos ver as seguintes características:
Contanto que o celular funcione no modo FDD, a potência máxima de transmissão é de apenas 23dBm, enquanto no modo TDD, ou rede não independente, 4G e 5G são ambos no modo TDD, a potência máxima de transmissão pode ser relaxada para 26dBm.
Então, por que o protocolo se importa tanto com o TDD?
Como todos sabemos, a indústria de telecomunicações sempre teve opiniões diferentes sobre se a radiação eletromagnética.Ainda assim, por uma questão de segurança, a potência de transmissão dos telefones celulares deve ser estritamente limitada.
Atualmente, os países e as organizações estabeleceram padrões de saúde de exposição à radiação eletromagnética relevantes, limitando a radiação dos telefones celulares a uma pequena faixa.Desde que o telefone celular esteja em conformidade com esses padrões, ele pode ser considerado seguro.
Todos esses padrões de saúde apontam para um indicador: SAR, que é usado especificamente para medir os efeitos da radiação de campo próximo de telefones celulares e outros dispositivos de comunicação portáteis.
SAR é uma Taxa de Absorção específica.É definido como a medição da taxa na qual a energia é absorvida por unidade de massa por um corpo humano quando exposto a um campo eletromagnético de radiofrequência (RF).Também pode se referir à absorção de outras formas de energia pelo tecido, incluindo o ultrassom.É definida como a potência absorvida por massa de tecido e tem unidades de watts por quilograma (W/kg).
O padrão nacional da China baseia-se nos padrões europeus e estipula: “o valor médio de SAR de quaisquer 10g de biológico por quaisquer seis minutos não deve exceder 2,0 W/Kg.
Ou seja, esses padrões avaliam a quantidade média de radiação eletromagnética gerada pelos telefones celulares ao longo de um tempo.Permite um pouco mais de potência a curto prazo, desde que o valor médio não ultrapasse o padrão.
Se a potência máxima de transmissão for 23dBm nos modos TDD e FDD, o celular no modo FDD está transmitindo energia continuamente.Em contraste, o telefone móvel no modo TDD tem apenas 30% de potência de transmissão, então a potência total de emissão TDD é cerca de 5dB menor que a do FDD.
Portanto, para compensar a potência de transmissão do modo TDD em 3dB, é premissa do padrão SAR ajustar a diferença entre TDD e FDD, que pode chegar a 23dBm em média.
Horário de postagem: 03 de maio de 2021