Con la construcción de la red 5G, el costo de la estación base 5G es muy alto, especialmente porque el problema del gran consumo de energía es ampliamente conocido.
En el caso de China Mobile, para admitir un enlace descendente de alta velocidad, su módulo de radiofrecuencia de 2,6 GHz requiere 64 canales y un máximo de 320 vatios.
En cuanto a los teléfonos móviles 5G que se comunican con la estación base, debido a que están en estrecho contacto con el cuerpo humano, el resultado final del "daño por radiación" debe ser estrictamente vigilado, por lo que la potencia de transmisión está estrictamente limitada.
El Protocolo limita la potencia de transmisión de los teléfonos móviles 4G a un máximo de 23dBm (0,2w).Aunque esta potencia no es muy grande, la frecuencia de la banda principal 4G (FDD 1800MHz) es relativamente baja y la pérdida de transmisión es relativamente pequeña.No es un problema usarlo.
Pero la situación de 5G es más complicada.
En primer lugar, la banda de frecuencia principal de 5G es 3,5 GHz, una alta frecuencia, mayor pérdida de ruta de propagación, poca capacidad de penetración, capacidades de telefonía móvil más débiles y baja potencia de transmisión;por lo tanto, es fácil que el enlace ascendente se convierta en el cuello de botella del sistema.
En segundo lugar, 5G se basa en el modo TDD y el enlace ascendente y descendente se envían en división de tiempo.En general, para garantizar la capacidad del enlace descendente, la asignación al enlace ascendente del intervalo de tiempo es menor, alrededor del 30%.En otras palabras, un teléfono 5G en TDD solo tiene el 30% del tiempo para enviar datos, lo que reduce aún más la potencia de transmisión promedio.
Además, el modelo de implementación de 5G es flexible y la red es compleja.
En modo NSA, 5G y 4G envían datos simultáneamente a través de una conexión dual, generalmente 5G en modo TDD y 4G en modo FDD.De esta forma, ¿cuál debe ser la potencia de transmisión del teléfono móvil?
En modo SA, 5G puede usar transmisión de portador único TDD o FDD.Y agrega el portador de estos dos modos.Similar al caso del modo NSA, el celular necesita transmitir datos simultáneamente en dos bandas de frecuencia diferentes, y en dos modos TDD y FDD;¿Cuánta potencia debe transmitir?
Además, ¿cuánta potencia debe transmitir el teléfono móvil si se agregan las dos portadoras TDD de 5G?
3GPP ha definido múltiples niveles de potencia para el terminal.
En el espectro Sub 6G, el nivel de potencia 3 es de 23 dBm;el nivel de potencia 2 es de 26dBm, y para el nivel de potencia 1, la potencia teórica es mayor y actualmente no hay una definición.
Debido a que la alta frecuencia y las características de transmisión son diferentes de Sub 6G, los escenarios de aplicación se consideran más en el acceso fijo o en el uso de teléfonos no móviles.
El protocolo define cuatro niveles de potencia para ondas milimétricas y el índice de radiación es relativamente amplio.
En la actualidad, el uso comercial de 5G se basa principalmente en el servicio eMBB de telefonía móvil en la banda Sub 6G.Lo siguiente se centrará específicamente en este escenario, apuntando a las bandas de frecuencia 5G convencionales (como FDD n1, N3, N8, TDD n41, n77, N78, etc.).Dividido en seis tipos para describir:
- 5G FDD (modo SA): la potencia máxima de transmisión es el nivel 3, que es 23dBm;
- 5G TDD (modo SA): la potencia máxima de transmisión es el nivel 2, que es 26dBm;
- 5G FDD +5G TDD CA (modo SA): la potencia máxima de transmisión es el nivel 3, que es 23dBm;
- 5G TDD +5G TDD CA (modo SA): la potencia máxima de transmisión es el nivel 3, que es 23dBm;
- 4G FDD +5G TDD DC (modo NSA): la potencia máxima de transmisión es el nivel 3, que es 23dBm;
- 4G TDD + 5G TDD CC (modo NSA);La potencia de transmisión máxima definida por R15 es el nivel 3, que es 23dBm;y la versión R16 admite un nivel máximo de potencia de transmisión 2, que es 26dBm
De los seis tipos anteriores, podemos ver las siguientes características:
Siempre que el teléfono móvil funcione en modo FDD, la potencia de transmisión máxima es de solo 23 dBm, mientras que en modo TDD, o redes no independientes, 4G y 5G son ambos modos TDD, la potencia de transmisión máxima puede reducirse a 26 dBm.
Entonces, ¿por qué el protocolo se preocupa tanto por TDD?
Como todos sabemos, la industria de las telecomunicaciones siempre ha tenido diferentes opiniones sobre si la radiación electromagnética.Aun así, por razones de seguridad, la potencia de transmisión de los teléfonos móviles debe limitarse estrictamente.
Actualmente, los países y las organizaciones han establecido estándares de salud relevantes para la exposición a la radiación electromagnética, limitando la radiación de los teléfonos móviles a un rango pequeño.Siempre que el teléfono móvil cumpla con estos estándares, puede considerarse seguro.
Todos estos estándares de salud apuntan a un indicador: SAR, que se usa específicamente para medir los efectos de la radiación de campo cercano de los teléfonos móviles y otros dispositivos de comunicación portátiles.
SAR es una relación de absorción específica.Se define como la medida de la velocidad a la que un cuerpo humano absorbe energía por unidad de masa cuando se expone a un campo electromagnético de radiofrecuencia (RF).También puede referirse a la absorción de otras formas de energía por parte de los tejidos, incluido el ultrasonido.Se define como la potencia absorbida por masa de tejido y tiene unidades de vatios por kilogramo (W/kg).
El estándar nacional de China se basa en los estándares europeos y estipula: “el valor promedio de SAR de cualquier 10 g de biológico durante seis minutos no debe exceder los 2,0 W/Kg.
Es decir, estos estándares evalúan la cantidad promedio de radiación electromagnética generada por los teléfonos móviles durante un tiempo.Permite un poco más de potencia a corto plazo, siempre que el valor medio no supere el estándar.
Si la potencia máxima de transmisión es de 23dBm en modo TDD y FDD, el teléfono móvil en modo FDD está transmitiendo potencia continuamente.Por el contrario, el teléfono móvil en modo TDD solo tiene un 30 % de potencia de transmisión, por lo que la potencia de emisión total de TDD es aproximadamente 5 dB menor que FDD.
Por lo tanto, para compensar la potencia de transmisión del modo TDD en 3dB, se basa en el estándar SAR para ajustar la diferencia entre TDD y FDD, y que puede alcanzar los 23dBm en promedio.
Hora de publicación: 03-may-2021