Izgradnjom 5G mreže cijena 5G bazne stanice je vrlo visoka, pogotovo jer je problem velike potrošnje energije nadaleko poznat.
U slučaju China Mobilea, da bi podržao brzi downlink, njegov radio frekvencijski modul od 2,6 GHz zahtijeva 64 kanala i maksimalno 320 vati.
Što se tiče 5G mobilnih telefona koji komuniciraju sa baznom stanicom, budući da su u bliskom kontaktu sa ljudskim tijelom, suština “štetnosti zračenja” mora biti strogo čuvana, tako da je snaga prijenosa strogo ograničena.
Protokol ograničava snagu prijenosa 4G mobilnih telefona na maksimalno 23dBm (0,2w).Iako ova snaga nije velika, frekvencija 4G mainstream opsega (FDD 1800MHz) je relativno niska, a gubitak prijenosa je relativno mali.Nije problem koristiti ga.
Ali situacija 5G je složenija.
Prije svega, glavni frekventni opseg 5G je 3,5 GHz, visoka frekvencija, veći gubitak putanje propagacije, slaba sposobnost penetracije, slabije mogućnosti mobilnog telefona i niska snaga prijenosa;stoga, uplink lako može postati usko grlo sistema.
Drugo, 5G se zasniva na TDD modu, a uzlazni i silazni link se šalju u vremenskoj podjeli.Općenito, da bi se osigurao kapacitet downlink-a, alokacija vremenskog slota je manja, oko 30%.Drugim riječima, 5G telefon u TDD-u ima samo 30% vremena za slanje podataka, što dodatno smanjuje prosječnu snagu prijenosa.
Štaviše, model implementacije 5G je fleksibilan, a umrežavanje je složeno.
U NSA načinu rada, 5G i 4G šalju podatke istovremeno preko dvostruke veze, obično 5G u TDD modu i 4G u FDD načinu.Na ovaj način, kolika bi trebala biti snaga prijenosa mobilnog telefona?
U SA modu, 5G može koristiti TDD ili FDD prijenos sa jednim nosiocem.I agregirati nosioca ova dva načina rada.Slično kao u slučaju NSA režima, mobilni telefon treba da prenosi podatke istovremeno na dva različita frekventna opsega, a TDD i FDD u dva režima;koliko snage treba da prenosi?
Osim toga, koliko bi mobilni telefon trebao prenositi snagu ako su dva TDD nosača 5G agregirana?
3GPP je definirao više nivoa snage za terminal.
Na Sub 6G spektru, nivo snage 3 je 23dBm;nivo snage 2 je 26dBm, a za nivo snage 1, teoretska snaga je veća i trenutno nema definicije.
Zbog visoke frekvencije i karakteristika prijenosa koji se razlikuju od Sub 6G, scenariji aplikacije se više razmatraju u pristupu popravcima ili korištenju ne-mobilnog telefona.
Protokol definiše četiri nivoa snage za milimetarski talas, a indeks zračenja je relativno širok.
Trenutno se komercijalna upotreba 5G uglavnom zasniva na eMBB servisu mobilnih telefona u Sub 6G opsegu.Sljedeće će se posebno fokusirati na ovaj scenario, ciljajući na glavne 5G frekvencijske opsege (kao što su FDD n1, N3, N8, TDD n41, n77, N78, itd.).Podijeljeno u šest tipova za opis:
- 5G FDD (SA režim): maksimalna snaga prenosa je nivo 3, što je 23dBm;
- 5G TDD (SA režim): maksimalna snaga prenosa je nivo 2, što je 26dBm;
- 5G FDD +5G TDD CA (SA režim): maksimalna snaga prenosa je nivo 3, što je 23dBm;
- 5G TDD +5G TDD CA (SA režim): maksimalna snaga prenosa je nivo 3, što je 23dBm;
- 4G FDD +5G TDD DC (NSA režim): maksimalna snaga prenosa je nivo 3, što je 23dBm;
- 4G TDD + 5G TDD DC (NSA mod);Maksimalna snaga prenosa definisana sa R15 je nivo 3, što je 23dBm;i R16 verzija podržava maksimalnu snagu prenosa 2, koja iznosi 26 dBm
Iz navedenih šest tipova možemo uočiti sljedeće karakteristike:
Sve dok mobilni telefon radi u FDD modu, maksimalna snaga odašiljanja je samo 23dBm, dok u TDD modu, ili ne-zavisnom umrežavanju, 4G i 5G su oba TDD mod, maksimalna snaga odašiljanja može se smanjiti na 26dBm.
Dakle, zašto je protokolu toliko stalo do TDD-a?
Kao što svi znamo, telekomunikacijska industrija je oduvijek imala različita mišljenja o tome da li je elektromagnetno zračenje.Ipak, radi sigurnosti, snaga prijenosa mobilnih telefona mora biti strogo ograničena.
Trenutno su zemlje i organizacije uspostavile relevantne zdravstvene standarde izloženosti elektromagnetnom zračenju, ograničavajući zračenje mobilnih telefona na mali domet.Sve dok je mobilni telefon u skladu sa ovim standardima, može se smatrati sigurnim.
Svi ovi zdravstveni standardi ukazuju na jedan indikator: SAR, koji se posebno koristi za mjerenje efekata zračenja bliskog polja mobilnih telefona i drugih prijenosnih komunikacionih uređaja.
SAR je specifičan omjer apsorpcije.Definiše se kao mjerenje brzine kojom ljudsko tijelo apsorbira energiju po jedinici mase kada je izloženo radiofrekventnom (RF) elektromagnetnom polju.Može se odnositi i na apsorpciju drugih oblika energije tkivom, uključujući ultrazvuk.Definira se kao apsorbirana snaga po masi tkiva i ima jedinice vati po kilogramu (W/kg).
Kineski nacionalni standard oslanja se na evropske standarde i propisuje: „prosječna SAR vrijednost za bilo koje 10 g biološke tvari za bilo koje šest minuta ne smije prelaziti 2,0 W/kg.
Naime, ovi standardi procjenjuju prosječnu količinu elektromagnetnog zračenja koje su mobilni telefoni generirali tokom nekog vremena.Omogućava malo veću kratkoročnu snagu, sve dok prosječna vrijednost ne prelazi standardnu.
Ako je maksimalna snaga odašiljanja 23dBm u TDD i FDD modu, mobilni telefon u FDD modu kontinuirano emituje snagu.Nasuprot tome, mobilni telefon u TDD modu ima samo 30% snage odašiljanja, tako da je ukupna snaga emisije TDD oko 5dB manja od FDD.
Stoga, da bi se kompenzirala snaga prijenosa TDD načina rada za 3dB, na premisi SAR standarda je da se prilagodi razlika između TDD i FDD, koja u prosjeku može dostići 23dBm.
Vrijeme objave: 03.05.2021