مع إنشاء شبكة 5G ، تكون تكلفة محطة 5G الأساسية عالية جدًا ، خاصة وأن مشكلة الاستهلاك الكبير للطاقة معروفة على نطاق واسع.
في حالة تشاينا موبايل ، من أجل دعم الوصلة الهابطة عالية السرعة ، تتطلب وحدة التردد اللاسلكي 2.6 جيجا هرتز 64 قناة وبحد أقصى 320 واط.
بالنسبة للهواتف المحمولة 5G التي تتصل بالمحطة الأساسية ، نظرًا لأنها على اتصال وثيق بجسم الإنسان ، يجب حماية الخط الأساسي "للضرر الإشعاعي" بشكل صارم ، وبالتالي فإن قوة الإرسال محدودة للغاية.
يحد البروتوكول من قدرة نقل الهواتف المحمولة من الجيل الرابع بحد أقصى 23 ديسيبل (0.2 واط).على الرغم من أن هذه الطاقة ليست كبيرة جدًا ، إلا أن تردد النطاق السائد 4G (FDD 1800 ميجا هرتز) منخفض نسبيًا ، وفقدان الإرسال صغير نسبيًا.انها ليست مشكلة في استخدامها.
لكن وضع 5G أكثر تعقيدًا.
بادئ ذي بدء ، نطاق التردد السائد لـ 5G هو 3.5 جيجا هرتز ، وتردد عالٍ ، وخسارة أكبر في مسار الانتشار ، وقدرة اختراق ضعيفة ، وقدرات هاتف محمول أضعف ، وقدرة إرسال منخفضة ؛لذلك ، من السهل أن تصبح الوصلة الصاعدة هي عنق الزجاجة في النظام.
ثانيًا ، يعتمد الجيل الخامس على أسلوب TDD ، ويتم إرسال الوصلة الصاعدة والهابطة في تقسيم الوقت.بشكل عام ، لضمان سعة الوصلة الهابطة ، يكون التخصيص للوصلة الصاعدة للفاصل الزمني أقل ، حوالي 30٪.وبعبارة أخرى ، فإن هاتف 5G في TDD لديه 30٪ فقط من الوقت لإرسال البيانات ، مما يقلل بشكل أكبر من متوسط قوة الإرسال.
علاوة على ذلك ، فإن نموذج نشر 5G مرن والشبكات معقدة.
في وضع NSA ، ترسل 5G و 4G البيانات في وقت واحد عبر اتصال مزدوج ، عادةً 5G في وضع TDD و 4G في وضع FDD.بهذه الطريقة ، ماذا يجب أن تكون طاقة نقل الهاتف المحمول؟
في الوضع SA ، يمكن لشبكة 5G أن تستخدم ناقل الحركة الأحادي TDD أو FDD.وقم بتجميع الناقل لهذين الوضعين.على غرار حالة الوضع NSA ، يحتاج الهاتف الخلوي إلى إرسال البيانات في وقت واحد على نطاقي تردد مختلفين ، ووضعين TDD و FDD ؛ما مقدار الطاقة التي يجب أن تنقلها؟
بالإضافة إلى ذلك ، ما المقدار الذي يجب أن ينقله الهاتف المحمول إذا تم تجميع حاملي TDD لشبكة 5G؟
حددت 3GPP مستويات طاقة متعددة للمحطة.
في الطيف الفرعي 6G ، يكون مستوى الطاقة 3 هو 23 ديسيبل ميلي واط ؛مستوى الطاقة 2 هو 26 ديسيبل ، ومستوى الطاقة 1 ، القوة النظرية أكبر ، ولا يوجد تعريف حاليًا.
نظرًا لاختلاف خصائص التردد والإرسال العالية عن Sub 6G ، فإن سيناريوهات التطبيق يتم أخذها في الاعتبار بشكل أكبر في إصلاحات الوصول أو استخدام الهاتف غير المحمول.
يحدد البروتوكول أربعة مستويات للطاقة للموجة المليمترية ، ومؤشر الإشعاع واسع نسبيًا.
في الوقت الحاضر ، يعتمد الاستخدام التجاري لشبكة الجيل الخامس بشكل أساسي على خدمة eMBB للهاتف المحمول في النطاق الفرعي 6G.سيركز ما يلي بشكل خاص على هذا السيناريو ، مستهدفًا نطاقات تردد 5G السائدة (مثل FDD n1 و N3 و N8 و TDD n41 و n77 و N78 وما إلى ذلك).تنقسم إلى ستة أنواع لوصف:
- 5G FDD (وضع SA): أقصى قدرة إرسال هي المستوى 3 ، وهو 23dBm ؛
- 5G TDD (الوضع SA): أقصى قدرة إرسال هي المستوى 2 ، وهو 26dBm ؛
- 5G FDD + 5G TDD CA (الوضع SA): أقصى قدرة إرسال هي المستوى 3 ، وهو 23dBm ؛
- 5G TDD + 5G TDD CA (وضع SA): أقصى قدرة إرسال هي المستوى 3 ، وهو 23dBm ؛
- 4G FDD + 5G TDD DC (وضع NSA): الحد الأقصى لطاقة الإرسال هو المستوى 3 ، وهو 23dBm ؛
- 4G TDD + 5G TDD DC (وضع NSA) ؛قدرة الإرسال القصوى المحددة بواسطة R15 هي المستوى 3 ، وهو 23dBm ؛ويدعم الإصدار R16 الحد الأقصى لمستوى طاقة الإرسال 2 ، وهو 26 ديسيبل ميلي واط
من الأنواع الستة المذكورة أعلاه ، يمكننا أن نرى الخصائص التالية:
طالما أن الهاتف المحمول يعمل في وضع FDD ، فإن الحد الأقصى لطاقة الإرسال هو 23 ديسيبل فقط ، بينما في وضع TDD ، أو الشبكات غير المستقلة ، يكون كل من 4G و 5G في وضع TDD ، يمكن تخفيف قوة الإرسال القصوى إلى 26 ديسيبل.
إذن ، لماذا يهتم البروتوكول كثيرًا بـ TDD؟
كما نعلم جميعًا ، كان لدى صناعة الاتصالات دائمًا آراء مختلفة حول ما إذا كان الإشعاع الكهرومغناطيسي.ومع ذلك ، من أجل السلامة ، يجب أن تكون طاقة الإرسال للهواتف المحمولة محدودة للغاية.
حاليًا ، وضعت البلدان والمنظمات معايير صحية ذات صلة بالتعرض للإشعاع الكهرومغناطيسي ، مما حد من إشعاع الهواتف المحمولة إلى نطاق صغير.طالما أن الهاتف المحمول يتوافق مع هذه المعايير ، فيمكن اعتباره آمنًا.
تشير جميع هذه المعايير الصحية إلى مؤشر واحد: SAR ، والذي يستخدم بشكل خاص لقياس آثار إشعاع المجال القريب من الهواتف المحمولة وأجهزة الاتصالات المحمولة الأخرى.
SAR هي نسبة امتصاص محددة.يتم تعريفه على أنه قياس المعدل الذي يمتص به جسم الإنسان الطاقة لكل وحدة كتلة عند تعرضه لمجال كهرومغناطيسي للترددات الراديوية (RF).يمكن أن يشير أيضًا إلى امتصاص الأنسجة لأشكال أخرى من الطاقة ، بما في ذلك الموجات فوق الصوتية.يتم تعريفها على أنها الطاقة الممتصة لكل كتلة من الأنسجة ولها وحدات واط لكل كيلوغرام (W / kg).
يعتمد المعيار الوطني الصيني على المعايير الأوروبية وينص على: "يجب ألا يتجاوز متوسط قيمة SAR لأي 10 جرام من المواد البيولوجية لأي ست دقائق 2.0 واط / كجم.
وهذا يعني أن هذه المعايير تقيم متوسط كمية الإشعاع الكهرومغناطيسي التي تولدها الهواتف المحمولة على مدى فترة من الوقت.إنها تتيح طاقة أعلى قليلاً على المدى القصير ، طالما أن متوسط القيمة لا يتجاوز المعيار.
إذا كان الحد الأقصى لقدرة الإرسال 23 ديسيبل في وضع TDD و FDD ، فإن الهاتف المحمول في وضع FDD يرسل الطاقة باستمرار.في المقابل ، فإن الهاتف المحمول في وضع TDD لديه فقط 30٪ قدرة إرسال ، وبالتالي فإن إجمالي قدرة إرسال TDD أقل بحوالي 5 ديسيبل من FDD.
لذلك ، لتعويض قدرة الإرسال في وضع TDD بمقدار 3 ديسيبل ، فإنه على أساس معيار SAR لضبط الفرق بين TDD و FDD ، والذي يمكن أن يصل إلى 23dBm في المتوسط.
الوقت ما بعد: مايو 03-2021