تلفن 5G چقدر قدرت دارد؟

با ساخت شبکه 5G، هزینه ایستگاه پایه 5G بسیار بالا است، به خصوص که مشکل مصرف انرژی زیاد به طور گسترده شناخته شده است.

در مورد China Mobile، برای پشتیبانی از یک downlink با سرعت بالا، ماژول فرکانس رادیویی 2.6GHz آن به 64 کانال و حداکثر 320 وات نیاز دارد.

در مورد تلفن های همراه 5G که با ایستگاه پایه ارتباط برقرار می کنند، زیرا آنها در تماس نزدیک با بدن انسان هستند، باید به شدت از "مضرات تشعشع" محافظت شود، بنابراین قدرت انتقال به شدت محدود است.

این پروتکل قدرت انتقال تلفن های همراه 4G را به حداکثر 23dBm (0.2w) محدود می کند.اگرچه این توان خیلی زیاد نیست، فرکانس باند اصلی 4G (FDD 1800MHz) نسبتا کم است و تلفات انتقال نسبتاً کم است.استفاده از آن مشکلی ندارد.

اما وضعیت 5G پیچیده تر است.

اول از همه، باند فرکانس اصلی 5G 3.5 گیگاهرتز است، فرکانس بالا، تلفات مسیر انتشار بیشتر، قابلیت نفوذ ضعیف، قابلیت‌های ضعیف‌تر تلفن همراه، و توان انتقال کم.بنابراین، لینک بالا به راحتی به گلوگاه سیستم تبدیل می شود.

دوم، 5G بر اساس حالت TDD است و لینک بالا و پایین در تقسیم زمانی ارسال می شوند.به طور کلی، برای اطمینان از ظرفیت downlink، تخصیص به uplink شکاف زمانی کمتر است، حدود 30%.به عبارت دیگر، یک تلفن 5G در TDD تنها 30 درصد از زمان ارسال داده را دارد که این امر میانگین قدرت انتقال را بیشتر کاهش می دهد.

علاوه بر این، مدل استقرار 5G انعطاف پذیر است و شبکه پیچیده است.

در حالت NSA، 5G و 4G داده ها را به طور همزمان از طریق یک اتصال دوگانه ارسال می کنند، معمولاً 5G در حالت TDD و 4G در حالت FDD.به این ترتیب توان انتقال تلفن همراه باید چقدر باشد؟

در حالت SA، 5G می تواند از انتقال تک حامل TDD یا FDD استفاده کند.و حامل این دو حالت را تجمیع کنید.مانند حالت NSA، تلفن همراه باید داده ها را به طور همزمان در دو باند فرکانسی مختلف و دو حالت TDD و FDD ارسال کند.چقدر نیرو باید انتقال دهد؟

علاوه بر این، در صورت تجمیع دو حامل TDD 5G، تلفن همراه چقدر باید قدرت انتقال دهد؟

3GPP چندین سطح توان را برای ترمینال تعریف کرده است.

در طیف Sub 6G، سطح توان 3 23dBm است.سطح توان 2 26dBm است و برای سطح توان 1، توان تئوری بزرگتر است و در حال حاضر هیچ تعریفی وجود ندارد.

با توجه به فرکانس بالا و ویژگی های انتقال متفاوت از Sub 6G، سناریوهای برنامه بیشتر در دسترسی به رفع مشکل یا استفاده غیر از تلفن همراه در نظر گرفته می شود.

پروتکل چهار سطح توان را برای موج میلی متری تعریف می کند و شاخص تابش نسبتاً گسترده است.

در حال حاضر، استفاده تجاری 5G عمدتاً مبتنی بر سرویس eMBB تلفن همراه در باند Sub 6G است.موارد زیر به طور خاص بر روی این سناریو متمرکز خواهند شد و باندهای فرکانس 5G اصلی (مانند FDD n1، N3، N8، TDD n41، n77، N78 و غیره) را هدف قرار خواهند داد.برای توصیف به شش نوع تقسیم می شود:

1. 5G FDD (حالت SA): حداکثر توان انتقال سطح 3 است که 23dBm است.
2. 5G TDD (حالت SA): حداکثر توان انتقال سطح 2 است که 26dBm است.
3. 5G FDD +5G TDD CA (حالت SA): حداکثر توان انتقال سطح 3 است که 23dBm است.
4. 5G TDD +5G TDD CA (حالت SA): حداکثر توان انتقال سطح 3 است که 23dBm است.
5. 4G FDD + 5G TDD DC (حالت NSA): حداکثر توان انتقال سطح 3 است که 23dBm است.
6. 4G TDD + 5G TDD DC (حالت NSA)؛حداکثر توان انتقال تعریف شده توسط R15 سطح 3 است که 23dBm است.و نسخه R16 حداکثر توان انتقال 2 را پشتیبانی می کند که 26dBm است

از شش نوع فوق، می توان ویژگی های زیر را مشاهده کرد:

تا زمانی که تلفن همراه در حالت FDD کار می کند، حداکثر توان انتقال تنها 23dBm است، در حالی که در حالت TDD یا شبکه غیرمستقل، 4G و 5G هر دو حالت TDD هستند، حداکثر قدرت انتقال را می توان به 26dBm کاهش داد.

بنابراین، چرا پروتکل اینقدر به TDD اهمیت می دهد؟

همانطور که همه ما می دانیم، صنعت مخابرات همیشه نظرات متفاوتی در مورد اینکه آیا تابش الکترومغناطیسی دارد یا خیر، داشته است.با این حال، به خاطر ایمنی، قدرت انتقال تلفن های همراه باید به شدت محدود شود.

در حال حاضر، کشورها و سازمان‌ها استانداردهای بهداشتی مربوط به قرار گرفتن در معرض تابش الکترومغناطیسی را ایجاد کرده‌اند و تابش تلفن‌های همراه را به محدوده کوچکی محدود می‌کنند.تا زمانی که تلفن همراه با این استانداردها مطابقت داشته باشد، می توان آن را ایمن دانست.

این استانداردهای بهداشتی همگی به یک شاخص اشاره می کنند: SAR، که به طور خاص برای اندازه گیری اثرات تشعشعات میدان نزدیک از تلفن های همراه و سایر دستگاه های ارتباطی قابل حمل استفاده می شود.

SAR یک نسبت جذب خاص است.این به عنوان اندازه گیری سرعت جذب انرژی در واحد جرم توسط بدن انسان هنگامی که در معرض میدان الکترومغناطیسی فرکانس رادیویی (RF) قرار می گیرد، تعریف می شود.همچنین می تواند به جذب اشکال دیگر انرژی توسط بافت از جمله اولتراسوند اشاره داشته باشد.به عنوان توان جذب شده در هر جرم بافت تعریف می شود و دارای واحد وات بر کیلوگرم (W/kg) است.

استاندارد ملی چین از استانداردهای اروپایی استفاده می کند و تصریح می کند: «متوسط ​​مقدار SAR هر 10 گرم بیولوژیکی برای هر شش دقیقه نباید از 2.0 وات بر کیلوگرم تجاوز کند.

به عبارت دیگر، و این استانداردها میزان متوسط ​​تابش الکترومغناطیسی تولید شده توسط تلفن های همراه را طی مدتی ارزیابی می کنند.تا زمانی که مقدار متوسط ​​از استاندارد تجاوز نکند، قدرت کوتاه مدت کمی بالاتر می‌دهد.

اگر حداکثر توان ارسالی در حالت TDD و FDD 23dBm باشد، تلفن همراه در حالت FDD به طور مداوم در حال انتقال نیرو است.در مقابل، تلفن همراه در حالت TDD تنها 30 درصد قدرت انتقال دارد، بنابراین کل قدرت انتشار TDD حدود 5 دسی بل کمتر از FDD است.

بنابراین، برای جبران توان انتقال حالت TDD به میزان 3dB، بر اساس استاندارد SAR تنظیم اختلاف بین TDD و FDD است که به طور متوسط ​​می تواند به 23dBm برسد.