S výstavbou sítě 5G jsou náklady na základnovou stanici 5G velmi vysoké, zejména proto, že problém velké spotřeby energie je široce známý.
V případě China Mobile pro podporu vysokorychlostního downlinku vyžaduje její 2,6GHz radiofrekvenční modul 64 kanálů a maximálně 320 wattů.
Pokud jde o 5G mobilní telefony, které komunikují se základnovou stanicí, protože jsou v těsném kontaktu s lidským tělem, je nutné přísně hlídat spodní hranici „radiačního poškození“, takže vysílací výkon je přísně omezen.
Protokol omezuje vysílací výkon mobilních telefonů 4G na maximálně 23 dBm (0,2 W).Ačkoli tento výkon není příliš velký, frekvence hlavního proudu 4G pásma (FDD 1800 MHz) je relativně nízká a přenosová ztráta je relativně malá.Není problém ho použít.
Situace 5G je ale složitější.
Za prvé, hlavní frekvenční pásmo 5G je 3,5 GHz, vysoká frekvence, větší ztráta cesty šíření, špatná schopnost pronikání, slabší možnosti mobilních telefonů a nízký vysílací výkon;proto se uplink snadno stane úzkým hrdlem systému.
Za druhé, 5G je založeno na režimu TDD a uplink a downlink jsou odesílány v časovém dělení.Obecně platí, že pro zajištění sestupné kapacity je přidělení uplinku časového slotu menší, asi 30 %.Jinými slovy, 5G telefon v TDD má pouze 30 % času na odeslání dat, což dále snižuje průměrný vysílací výkon.
Model nasazení 5G je navíc flexibilní a síťování je složité.
V režimu NSA odesílají 5G a 4G data současně přes duální připojení, obvykle 5G v režimu TDD a 4G v režimu FDD.Jaký by tedy měl být přenosový výkon mobilního telefonu?
V režimu SA může 5G používat přenos TDD nebo FDD s jedním nosičem.A agregovat nositele těchto dvou režimů.Podobně jako v případě režimu NSA potřebuje mobilní telefon současně vysílat data ve dvou různých frekvenčních pásmech a TDD a FDD dva režimy;jaký výkon by měl přenášet?
Kromě toho, kolik by měl mobilní telefon přenášet výkon, pokud jsou dva TDD nosiče 5G agregovány?
3GPP definovalo více úrovní výkonu pro terminál.
Na spektru Sub 6G je úroveň výkonu 3 23 dBm;výkonová úroveň 2 je 26dBm a pro výkonovou úroveň 1 je teoretický výkon větší a v současné době neexistuje žádná definice.
Vzhledem k vysoké frekvenci a přenosovým charakteristikám, které se liší od Sub 6G, jsou aplikační scénáře více zohledňovány při přístupu k opravám nebo použití jiných než mobilních telefonů.
Protokol definuje čtyři úrovně výkonu pro milimetrové vlny a index záření je poměrně široký.
V současné době je komerční využití 5G založeno především na službě mobilního telefonu eMBB v pásmu Sub 6G.Následující text se konkrétně zaměří na tento scénář a zaměří se na běžná frekvenční pásma 5G (jako FDD n1, N3, N8, TDD n41, n77, N78 atd.).Rozděleno do šesti typů pro popis:
- 5G FDD (režim SA): maximální vysílací výkon je úroveň 3, což je 23dBm;
- 5G TDD (režim SA): maximální vysílací výkon je na úrovni 2, což je 26dBm;
- 5G FDD +5G TDD CA (režim SA): maximální vysílací výkon je na úrovni 3, což je 23dBm;
- 5G TDD +5G TDD CA (režim SA): maximální vysílací výkon je na úrovni 3, což je 23dBm;
- 4G FDD +5G TDD DC (režim NSA): maximální vysílací výkon je na úrovni 3, což je 23dBm;
- 4G TDD + 5G TDD DC (režim NSA);Maximální vysílací výkon definovaný R15 je úroveň 3, což je 23dBm;a verze R16 podporuje maximální úroveň vysílacího výkonu 2, což je 26 dBm
Z výše uvedených šesti typů můžeme vidět následující vlastnosti:
Dokud mobilní telefon pracuje v režimu FDD, je maximální vysílací výkon pouze 23 dBm, zatímco v režimu TDD nebo nesamostatné síti jsou 4G a 5G oba v režimu TDD, lze maximální vysílací výkon snížit na 26 dBm.
Proč se tedy protokol tolik stará o TDD?
Jak všichni víme, telekomunikační průmysl měl vždy různé názory na to, zda elektromagnetické záření.Z důvodu bezpečnosti však musí být vysílací výkon mobilních telefonů přísně omezen.
V současné době země a organizace zavedly příslušné zdravotní normy pro vystavení elektromagnetickému záření, které omezují vyzařování mobilních telefonů na malý rozsah.Pokud mobilní telefon tyto normy splňuje, lze jej považovat za bezpečný.
Všechny tyto zdravotní normy ukazují na jeden indikátor: SAR, který se specificky používá k měření účinků záření v blízkém poli z mobilních telefonů a jiných přenosných komunikačních zařízení.
SAR je specifický poměr absorpce.Je definována jako měření rychlosti, jakou je energie absorbována na jednotku hmotnosti lidským tělem při vystavení vysokofrekvenčnímu (RF) elektromagnetickému poli.Může také odkazovat na absorpci jiných forem energie tkání, včetně ultrazvuku.Je definován jako výkon absorbovaný na hmotnost tkáně a má jednotky wattů na kilogram (W/kg).
Čínská národní norma vychází z evropských norem a stanoví: „Průměrná hodnota SAR jakýchkoli 10 g biologického materiálu za každých šest minut nesmí překročit 2,0 W/kg.
To znamená, že tyto normy hodnotí průměrné množství elektromagnetického záření generovaného mobilními telefony za určitou dobu.Umožňuje trochu vyšší krátkodobý výkon, pokud průměrná hodnota nepřekračuje normu.
Pokud je maximální vysílací výkon 23dBm v režimu TDD a FDD, mobilní telefon v režimu FDD nepřetržitě vysílá výkon.Naproti tomu mobilní telefon v režimu TDD má pouze 30 % vysílacího výkonu, takže celkový vyzařovací výkon TDD je asi o 5 dB menší než FDD.
Proto, aby se kompenzoval vysílací výkon režimu TDD o 3 dB, je na předpokladu standardu SAR upravit rozdíl mezi TDD a FDD, který může v průměru dosáhnout 23 dBm.
Čas odeslání: květen-03-2021