Med konstruktionen av 5G-nätverket är 5G-basstationens kostnad mycket hög, särskilt eftersom problemet med stor energiförbrukning har varit allmänt känt.
I China Mobiles fall, för att stödja en höghastighetsnedlänk, kräver dess 2,6GHz radiofrekvensmodul 64 kanaler och maximalt 320 watt.
När det gäller 5G-mobiltelefoner som kommunicerar med basstationen, eftersom de är i nära kontakt med människokroppen, måste den nedersta raden av "strålningsskada" vara strikt bevakad, så överföringseffekten är strikt begränsad.
Protokollet begränsar 4G-mobiltelefoners överföringseffekt till maximalt 23dBm (0,2w).Även om denna effekt inte är särskilt stor, är frekvensen för 4G mainstream-bandet (FDD 1800MHz) relativt låg, och överföringsförlusten är relativt liten.Det är inga problem att använda den.
Men 5G-situationen är mer komplicerad.
Först och främst är det vanliga frekvensbandet för 5G 3,5 GHz, en hög frekvens, större utbredningsvägsförlust, dålig penetrationsförmåga, svagare mobiltelefonkapacitet och låg sändningseffekt;därför är upplänken lätt att bli systemets flaskhals.
För det andra är 5G baserat på TDD-läge, och upplänken och nedlänken skickas i tidsdelning.I allmänhet, för att säkerställa nedlänkskapaciteten, är allokeringen till tidsluckans upplänk mindre, cirka 30 %.Med andra ord har en 5G-telefon i TDD bara 30 % av tiden på sig att skicka data, vilket ytterligare minskar den genomsnittliga sändningseffekten.
Dessutom är implementeringsmodellen för 5G flexibel, och nätverket är komplext.
I NSA-läge skickar 5G och 4G data samtidigt över en dubbel anslutning, vanligtvis 5G i TDD-läge och 4G i FDD-läge.På så sätt, vad ska mobiltelefonens sändningskraft vara?
I SA-läge kan 5G använda TDD eller FDD enbäraröverföring.Och aggregera bäraren av dessa två lägen.I likhet med fallet med NSA-läge behöver mobiltelefonen sända data samtidigt på två olika frekvensband, och TDD och FDD två lägen;hur mycket effekt ska den överföra?
Dessutom, hur mycket ska mobiltelefonen överföra ström om de två TDD-operatörerna för 5G är sammanslagna?
3GPP har definierat flera effektnivåer för terminalen.
På Sub 6G-spektrum är effektnivå 3 23dBm;effektnivå 2 är 26dBm, och för effektnivå 1 är den teoretiska effekten större, och det finns för närvarande ingen definition.
På grund av den höga frekvensen och överföringsegenskaperna skiljer sig från Sub 6G, övervägs applikationsscenarierna mer när det gäller åtkomst av fixar eller icke-mobiltelefonanvändning.
Protokollet definierar fyra effektnivåer för millimetervåg, och strålningsindexet är relativt brett.
För närvarande är kommersiell användning av 5G huvudsakligen baserad på mobiltelefonens eMBB-tjänst i Sub 6G-bandet.Följande kommer specifikt att fokusera på detta scenario, inriktat på de vanliga 5G-frekvensbanden (som FDD n1, N3, N8, TDD n41, n77, N78, etc.).Uppdelad i sex typer för att beskriva:
- 5G FDD (SA-läge): den maximala sändningseffekten är nivå 3, vilket är 23dBm;
- 5G TDD (SA-läge): den maximala sändningseffekten är nivå 2, vilket är 26dBm;
- 5G FDD +5G TDD CA (SA-läge): den maximala sändningseffekten är nivå 3, vilket är 23dBm;
- 5G TDD +5G TDD CA (SA-läge): den maximala sändningseffekten är nivå 3, vilket är 23dBm;
- 4G FDD +5G TDD DC (NSA-läge): den maximala sändningseffekten är nivå 3, vilket är 23dBm;
- 4G TDD + 5G TDD DC (NSA-läge);Den maximala sändningseffekten definierad av R15 är nivå 3, vilket är 23dBm;och R16-versionen stöder en maximal sändningseffektnivå 2, vilket är 26dBm
Från ovanstående sex typer kan vi se följande egenskaper:
Så länge som mobiltelefonen fungerar i FDD-läge är den maximala sändningseffekten endast 23dBm, medan i TDD-läge, eller icke-oberoende nätverk, 4G och 5G båda är TDD-läge, kan den maximala sändningseffekten sänkas till 26dBm.
Så varför bryr sig protokoll så mycket om TDD?
Som vi alla vet har telekommunikationsindustrin alltid haft olika åsikter om huruvida elektromagnetisk strålning.Ändå måste, för säkerhets skull, överföringskraften för mobiltelefoner vara strikt begränsad.
För närvarande har länder och organisationer fastställt relevanta hälsostandarder för exponering för elektromagnetisk strålning, vilket begränsar mobiltelefoners strålning till ett litet område.Så länge mobiltelefonen uppfyller dessa standarder kan den anses vara säker.
Dessa hälsostandarder pekar alla på en indikator: SAR, som specifikt används för att mäta effekterna av närfältsstrålning från mobiltelefoner och andra bärbara kommunikationsenheter.
SAR är ett specifikt absorptionsförhållande.Det definieras som att mäta den hastighet med vilken energi absorberas per massenhet av en människokropp när den utsätts för ett radiofrekvent (RF) elektromagnetiskt fält.Det kan också hänvisa till absorption av andra former av energi av vävnad, inklusive ultraljud.Den definieras som den absorberade effekten per vävnadsmassa och har wattenheter per kilogram (W/kg).
Kinas nationella standard bygger på europeiska standarder och fastställer: "det genomsnittliga SAR-värdet för varje 10 g biologiskt under sex minuter får inte överstiga 2,0 W/Kg.
Det vill säga, och dessa standarder utvärderar den genomsnittliga mängden elektromagnetisk strålning som genereras av mobiltelefoner under en tid.Det tillåter lite högre korttidseffekt, så länge medelvärdet inte överstiger standarden.
Om den maximala sändningseffekten är 23dBm i TDD- och FDD-läge, sänder mobiltelefonen i FDD-läge kontinuerligt effekt.Däremot har mobiltelefonen i TDD-läge bara 30 % sändningseffekt, så den totala TDD-emissionseffekten är cirka 5dB mindre än FDD.
För att kompensera TDD-lägets överföringseffekt med 3dB är det därför SAR-standardens förutsättning att justera skillnaden mellan TDD och FDD, och som kan nå 23dBm i genomsnitt.
Posttid: maj-03-2021