5G võrgu rajamisega on 5G tugijaama maksumus väga kõrge, seda enam, et suure energiatarbimise probleem on laialt tuntud.
China Mobile'i puhul vajab kiire allalingi toetamiseks selle 2,6 GHz raadiosagedusmoodul 64 kanalit ja maksimaalselt 320 vatti.
Mis puutub tugijaamaga suhtlevatesse 5G mobiiltelefonidesse, siis kuna need on inimkehaga tihedas kontaktis, tuleb rangelt valvata “kiirguskahju” põhja, seega on edastusvõimsus rangelt piiratud.
Protokoll piirab 4G mobiiltelefonide edastusvõimsust maksimaalselt 23 dBm (0,2 W).Kuigi see võimsus ei ole väga suur, on 4G peavooluriba (FDD 1800MHz) sagedus suhteliselt madal ja edastuskadu suhteliselt väike.Selle kasutamine pole probleem.
Kuid 5G olukord on keerulisem.
Esiteks on 5G peavoolu sagedusriba 3,5 GHz, kõrge sagedus, suurem levitee kadu, halb läbitungimisvõime, nõrgem mobiiltelefonide võimekus ja madal saatevõimsus;seetõttu on üleslingist lihtne süsteemi kitsaskohaks saada.
Teiseks põhineb 5G TDD-režiimil ning üles- ja allalüli saadetakse ajajaotuses.Üldiselt on allalingi läbilaskevõime tagamiseks eraldatud ajapilu üleslingile vähem, umbes 30%.Teisisõnu, 5G telefonil TDD-s on andmete saatmiseks vaid 30% ajast, mis vähendab keskmist edastusvõimsust veelgi.
Lisaks on 5G juurutusmudel paindlik ja võrgundus keeruline.
NSA-režiimis saadavad 5G ja 4G andmeid samaaegselt kahe ühenduse kaudu, tavaliselt 5G TDD-režiimis ja 4G FDD-režiimis.Milline peaks sel viisil olema mobiiltelefoni saatevõimsus?
SA-režiimis saab 5G kasutada ühe kandja TDD- või FDD-edastust.Ja koondage nende kahe režiimi kandja.Sarnaselt NSA-režiimile peab mobiiltelefon edastama andmeid üheaegselt kahel erineval sagedusribal ning TDD ja FDD kahel režiimil;kui palju võimsust see edastama peaks?
Pealegi, kui palju peaks mobiiltelefon võimsust edastama, kui 5G kaks TDD-kandjat liidetakse?
3GPP on terminali jaoks määratlenud mitu võimsustaset.
Sub 6G spektri puhul on võimsustase 3 23 dBm;võimsustase 2 on 26 dBm ja 1. võimsustaseme teoreetiline võimsus on suurem ja praegu puudub määratlus.
Kuna kõrge sagedus ja edastusomadused erinevad Sub 6G-st, arvestatakse rakenduste stsenaariume rohkem paranduste juurdepääsu või mitte-mobiiltelefoni kasutamisel.
Protokoll määrab millimeeterlaine jaoks neli võimsustaset ja kiirgusindeks on suhteliselt lai.
Praegu põhineb 5G kommertskasutus peamiselt mobiiltelefoni eMBB teenusel Sub 6G sagedusalas.Järgnev keskendub konkreetselt sellele stsenaariumile, sihites peavoolu 5G sagedusribasid (nt FDD n1, N3, N8, TDD n41, n77, N78 jne).Kirjeldamiseks jagatud kuueks tüübiks:
- 5G FDD (SA režiim): maksimaalne saatevõimsus on tase 3, mis on 23dBm;
- 5G TDD (SA režiim): maksimaalne saatevõimsus on 2. tase, mis on 26dBm;
- 5G FDD +5G TDD CA (SA režiim): maksimaalne saatevõimsus on tase 3, mis on 23dBm;
- 5G TDD +5G TDD CA (SA režiim): maksimaalne saatevõimsus on tase 3, mis on 23dBm;
- 4G FDD +5G TDD DC (NSA režiim): maksimaalne saatevõimsus on tase 3, mis on 23dBm;
- 4G TDD + 5G TDD DC (NSA režiim);R15-ga määratletud maksimaalne saatevõimsus on 3. tase, mis on 23 dBm;ja R16 versioon toetab maksimaalset saatevõimsuse taset 2, mis on 26 dBm
Ülaltoodud kuue tüübi põhjal näeme järgmisi omadusi:
Kuni mobiiltelefon töötab FDD-režiimis, on maksimaalne edastusvõimsus vaid 23dBm, samas kui TDD-režiimis ehk mitte-sõltumatu võrgunduse puhul on 4G ja 5G mõlemad TDD-režiimid, saab maksimaalse saatevõimsuse vähendada 26 dBm-ni.
Niisiis, miks protokoll TDD-st nii palju hoolib?
Nagu me kõik teame, on telekommunikatsioonitööstusel alati olnud erinevad arvamused elektromagnetkiirguse kohta.Siiski tuleb ohutuse huvides mobiiltelefonide edastusvõimsust rangelt piirata.
Praegu on riigid ja organisatsioonid kehtestanud asjakohased elektromagnetilise kiirgusega kokkupuute tervisestandardid, mis piiravad mobiiltelefonide kiirgust väikese ulatusega.Kuni mobiiltelefon vastab nendele standarditele, võib seda pidada ohutuks.
Need tervisestandardid viitavad kõik ühele indikaatorile: SAR, mida kasutatakse spetsiaalselt mobiiltelefonide ja muude kaasaskantavate sideseadmete lähiväljakiirguse mõju mõõtmiseks.
SAR on spetsiifiline neeldumissuhe.See on määratletud kui kiiruse mõõtmine, millega inimkeha neeldub energiat massiühiku kohta raadiosagedusliku (RF) elektromagnetväljaga kokkupuutel.See võib viidata ka muude energiavormide, sealhulgas ultraheli neeldumisele kudedes.Seda määratletakse kui neeldunud võimsust koe massi kohta ja sellel on vattiühikud kilogrammi kohta (W/kg).
Hiina riiklik standard tugineb Euroopa standarditele ja näeb ette: „10 grammi bioloogilise aine keskmine SAR väärtus kuue minuti jooksul ei tohi ületada 2,0 W/kg.
See tähendab, et need standardid hindavad mobiiltelefonide poolt mõne aja jooksul tekitatud keskmist elektromagnetkiirguse kogust.See võimaldab veidi suuremat lühiajalist võimsust, kui keskmine väärtus ei ületa normi.
Kui TDD- ja FDD-režiimis on maksimaalne saatevõimsus 23dBm, edastab FDD-režiimis olev mobiiltelefon võimsust pidevalt.Seevastu TDD-režiimis mobiiltelefonil on ainult 30% edastusvõimsust, seega on TDD kogukiirgusvõimsus umbes 5 dB väiksem kui FDD.
Seetõttu on TDD-režiimi edastusvõimsuse 3 dB võrra kompenseerimiseks SAR-i standardi eelduseks TDD ja FDD vahe reguleerimine, mis võib keskmiselt ulatuda 23 dBm-ni.
Postitusaeg: mai-03-2021