עם בניית רשת ה-5G, העלות של תחנת הבסיס של ה-5G גבוהה מאוד, במיוחד מאחר שהבעיה של צריכת אנרגיה גדולה ידועה ברבים.
במקרה של צ'יינה מובייל, כדי לתמוך ב-downlink במהירות גבוהה, מודול תדר הרדיו שלה 2.6GHz דורש 64 ערוצים ומקסימום של 320 וואט.
באשר לטלפונים ניידים 5G המתקשרים עם תחנת הבסיס, מכיוון שהם נמצאים במגע הדוק עם גוף האדם, יש לשמור בקפדנות על השורה התחתונה של "פגיעה בקרינה", כך שכוח השידור מוגבל בהחלט.
הפרוטוקול מגביל את כוח השידור של טלפונים ניידים 4G למקסימום של 23dBm (0.2w).למרות שההספק הזה אינו גדול במיוחד, התדר של פס המיינסטרים 4G (FDD 1800MHz) נמוך יחסית, ואובדן השידור קטן יחסית.אין בעיה להשתמש בו.
אבל מצב ה-5G מסובך יותר.
קודם כל, פס התדרים המיינסטרים של 5G הוא 3.5GHz, תדר גבוה, אובדן נתיב התפשטות גדול יותר, יכולת חדירה ירודה, יכולות טלפון נייד חלשות יותר וכוח שידור נמוך;לכן קל להפוך את הקישור לצוואר הבקבוק של המערכת.
שנית, 5G מבוסס על מצב TDD, והקישור העלה והנמוך נשלחים בחלוקת זמן.באופן כללי, כדי להבטיח את קיבולת ה-downlink, ההקצאה ל-uplink של משבצת הזמן היא פחותה, כ-30%.במילים אחרות, לטלפון 5G ב-TDD יש רק 30% מהזמן לשלוח נתונים, מה שמפחית עוד יותר את כוח השידור הממוצע.
יתרה מכך, מודל הפריסה של 5G גמיש, והרשת מורכבת.
במצב NSA, 5G ו-4G שולחים נתונים בו-זמנית בחיבור כפול, בדרך כלל 5G במצב TDD ו-4G במצב FDD.בדרך זו, מה צריך להיות כוח השידור של הטלפון הנייד?
במצב SA, 5G יכול להשתמש בשידור TDD או FDD עם ספק אחד.וצבור את הספק של שני המצבים הללו.בדומה למקרה של מצב NSA, הטלפון הסלולרי צריך להעביר נתונים בו-זמנית בשני פסי תדרים שונים, ו-TDD ו-FDD שני מצבים;כמה כוח הוא צריך להעביר?
חוץ מזה, כמה הטלפון הנייד צריך לשדר כוח אם שני ספקי ה-TDD של 5G מצטברים?
3GPP הגדיר מספר רמות הספק עבור המסוף.
בספקטרום תת 6G, רמת הספק 3 היא 23dBm;רמת הספק 2 היא 26dBm, ולרמת הספק 1, ההספק התיאורטי גדול יותר, ואין כרגע הגדרה.
בשל התדר הגבוה ומאפייני השידור שונים מ-Sub 6G, תרחישי האפליקציה נחשבים יותר בגישה לתיקונים או בשימוש לא בטלפון סלולרי.
הפרוטוקול מגדיר ארבע רמות הספק עבור גל מילימטר, ואינדקס הקרינה רחב יחסית.
נכון לעכשיו, השימוש המסחרי ב-5G מבוסס בעיקר על שירות ה-eMBB של הטלפון הנייד ב-Sub 6G.הדברים הבאים יתמקדו במיוחד בתרחיש זה, ויתמקדו ברצועות תדר 5G המיינסטרים (כגון FDD n1, N3, N8, TDD n41, n77, N78 וכו').מחולק לשישה סוגים לתיאור:
- 5G FDD (מצב SA): עוצמת השידור המקסימלית היא רמה 3, שהיא 23dBm;
- 5G TDD (מצב SA): עוצמת השידור המקסימלית היא רמה 2, שהיא 26dBm;
- 5G FDD +5G TDD CA (מצב SA): עוצמת השידור המקסימלית היא רמה 3, שהיא 23dBm;
- 5G TDD +5G TDD CA (מצב SA): עוצמת השידור המקסימלית היא רמה 3, שהיא 23dBm;
- 4G FDD +5G TDD DC (מצב NSA): עוצמת השידור המקסימלית היא רמה 3, שהיא 23dBm;
- 4G TDD + 5G TDD DC (מצב NSA);עוצמת השידור המקסימלית המוגדרת על ידי R15 היא רמה 3, שהיא 23dBm;וגרסת R16 תומכת ברמת עוצמת שידור מקסימלית 2, שהיא 26dBm
מששת הסוגים לעיל, אנו יכולים לראות את המאפיינים הבאים:
כל עוד הטלפון הנייד עובד במצב FDD, עוצמת השידור המקסימלית היא רק 23dBm, בעוד שבמצב TDD, או רשת לא עצמאית, 4G ו-5G הם שניהם מצב TDD, ניתן להרגיע את עוצמת השידור המקסימלית ל-26dBm.
אז למה לפרוטוקול אכפת כל כך מ-TDD?
כפי שכולנו יודעים, לתעשיית התקשורת תמיד היו דעות שונות לגבי קרינה אלקטרומגנטית.ובכל זאת, למען הבטיחות, כוח השידור של טלפונים ניידים חייב להיות מוגבל בהחלט.
נכון לעכשיו, מדינות וארגונים קבעו תקני בריאות רלוונטיים לחשיפה לקרינה אלקטרומגנטית, המגבילים את קרינת הטלפונים הניידים לטווח קטן.כל עוד הטלפון הנייד עומד בתקנים אלו, הוא יכול להיחשב בטוח.
תקני בריאות אלה מצביעים כולם על אינדיקטור אחד: SAR, המשמש במיוחד למדידת ההשפעות של קרינת שדה קרוב מטלפונים ניידים ומכשירי תקשורת ניידים אחרים.
SAR הוא יחס ספיגה ספציפי.הוא מוגדר כמדידת קצב ספיגה של אנרגיה ליחידת מסה על ידי גוף אנושי כאשר הוא נחשף לשדה אלקטרומגנטי בתדר רדיו (RF).זה יכול להתייחס גם לספיגה של צורות אחרות של אנרגיה על ידי רקמות, כולל אולטרסאונד.הוא מוגדר כהספק הנספג למסה של רקמה ויש לו יחידות וואט לק"ג (W/kg).
התקן הלאומי של סין מתבסס על תקנים אירופיים וקובע: "ערך ה-SAR הממוצע של כל 10 גרם ביולוגי עבור כל שש דקות לא יעלה על 2.0W/Kg.
כלומר, ותקנים אלה מעריכים את הכמות הממוצעת של קרינה אלקטרומגנטית שנוצרת על ידי טלפונים ניידים במשך זמן מה.זה מאפשר קצת יותר בעוצמה לטווח קצר, כל עוד הערך הממוצע לא חורג מהתקן.
אם עוצמת השידור המקסימלית היא 23dBm במצב TDD ו-FDD, הטלפון הנייד במצב FDD משדר כוח ברציפות.לעומת זאת, לטלפון הנייד במצב TDD יש רק 30% כוח שידור, כך שהספק הכולל של פליטת TDD הוא כ-5dB פחות מ-FDD.
לכן, כדי לפצות את עוצמת השידור של מצב TDD ב-3dB, זה בהנחה של תקן SAR להתאים את ההבדל בין TDD ל-FDD, ואשר יכול להגיע ל-23dBm בממוצע.
זמן פרסום: מאי-03-2021