Avec la construction du réseau 5G, le coût de la station de base 5G est très élevé, d'autant plus que le problème de la grande consommation d'énergie est largement connu.
Dans le cas de China Mobile, pour prendre en charge une liaison descendante à haut débit, son module de radiofréquence 2,6 GHz nécessite 64 canaux et un maximum de 320 watts.
En ce qui concerne les téléphones mobiles 5G qui communiquent avec la station de base, car ils sont en contact étroit avec le corps humain, la ligne de fond des «dommages par rayonnement» doit être strictement protégée, de sorte que la puissance de transmission est strictement limitée.
Le protocole limite la puissance de transmission des téléphones mobiles 4G à un maximum de 23dBm (0,2w).Bien que cette puissance ne soit pas très importante, la fréquence de la bande grand public 4G (FDD 1800 MHz) est relativement faible et la perte de transmission est relativement faible.Ce n'est pas un problème pour l'utiliser.
Mais la situation de la 5G est plus compliquée.
Tout d'abord, la bande de fréquences principale de la 5G est de 3,5 GHz, une fréquence élevée, une perte de propagation plus importante, une faible capacité de pénétration, des capacités de téléphonie mobile plus faibles et une faible puissance de transmission ;par conséquent, la liaison montante est facile à devenir le goulot d'étranglement du système.
Deuxièmement, la 5G est basée sur le mode TDD, et la liaison montante et la liaison descendante sont envoyées en division temporelle.En général, pour assurer la capacité de liaison descendante, l'allocation à la liaison montante du créneau horaire est inférieure, de l'ordre de 30 %.En d'autres termes, un téléphone 5G en TDD n'a que 30% du temps pour envoyer des données, ce qui réduit encore la puissance d'émission moyenne.
De plus, le modèle de déploiement de la 5G est flexible et la mise en réseau est complexe.
En mode NSA, la 5G et la 4G envoient des données simultanément via une double connexion, généralement la 5G en mode TDD et la 4G en mode FDD.De cette manière, quelle devrait être la puissance d'émission du téléphone mobile ?
En mode SA, la 5G peut utiliser la transmission à porteuse unique TDD ou FDD.Et agréger le porteur de ces deux modes.Semblable au cas du mode NSA, le téléphone portable doit transmettre des données simultanément sur deux bandes de fréquences différentes, et TDD et FDD sur deux modes ;quelle puissance doit-il transmettre ?
De plus, quelle puissance de transmission le téléphone mobile doit-il transmettre si les deux porteuses TDD de la 5G sont agrégées ?
Le 3GPP a défini plusieurs niveaux de puissance pour le terminal.
Sur le spectre Sub 6G, le niveau de puissance 3 est de 23 dBm ;le niveau de puissance 2 est de 26dBm, et pour le niveau de puissance 1, la puissance théorique est plus grande, et il n'y a actuellement aucune définition.
En raison de la fréquence élevée et des caractéristiques de transmission différentes de celles du Sub 6G, les scénarios d'application sont davantage pris en compte dans l'accès fixe ou l'utilisation d'un téléphone non mobile.
Le protocole définit quatre niveaux de puissance pour les ondes millimétriques et l'indice de rayonnement est relativement large.
À l'heure actuelle, l'utilisation commerciale de la 5G repose principalement sur le service eMBB de téléphonie mobile dans la bande Sub 6G.Ce qui suit se concentrera spécifiquement sur ce scénario, ciblant les bandes de fréquences 5G grand public (telles que FDD n1, N3, N8, TDD n41, n77, N78, etc.).Divisé en six types pour décrire:
- 5G FDD (mode SA) : la puissance d'émission maximale est de niveau 3, soit 23 dBm ;
- 5G TDD (mode SA) : la puissance d'émission maximale est de niveau 2, soit 26 dBm ;
- 5G FDD + 5G TDD CA (mode SA) : la puissance d'émission maximale est de niveau 3, soit 23 dBm ;
- 5G TDD + 5G TDD CA (mode SA) : la puissance d'émission maximale est de niveau 3, soit 23 dBm ;
- 4G FDD + 5G TDD DC (mode NSA) : la puissance d'émission maximale est de niveau 3, soit 23 dBm ;
- 4G TDD + 5G TDD CC (mode NSA);La puissance d'émission maximale définie par R15 est le niveau 3, soit 23 dBm ;et la version R16 prend en charge un niveau de puissance d'émission maximal 2, qui est de 26 dBm
Parmi les six types ci-dessus, nous pouvons voir les caractéristiques suivantes :
Tant que le téléphone mobile fonctionne en mode FDD, la puissance de transmission maximale n'est que de 23 dBm, tandis qu'en mode TDD, ou en réseau non indépendant, la 4G et la 5G sont toutes deux en mode TDD, la puissance de transmission maximale peut être assouplie à 26 dBm.
Alors, pourquoi le protocole se soucie-t-il tant du TDD ?
Comme nous le savons tous, l'industrie des télécommunications a toujours eu des opinions différentes sur la question de savoir si le rayonnement électromagnétique.Néanmoins, pour des raisons de sécurité, la puissance d'émission des téléphones portables doit être strictement limitée.
Actuellement, les pays et les organisations ont établi des normes sanitaires pertinentes en matière d'exposition aux rayonnements électromagnétiques, limitant le rayonnement des téléphones portables à une petite plage.Tant que le téléphone mobile respecte ces normes, il peut être considéré comme sûr.
Ces normes de santé pointent toutes vers un indicateur : le SAR, qui est spécifiquement utilisé pour mesurer les effets du rayonnement en champ proche des téléphones portables et autres appareils de communication portables.
SAR est un rapport d'absorption spécifique.Il est défini comme la mesure de la vitesse à laquelle l'énergie est absorbée par unité de masse par un corps humain lorsqu'il est exposé à un champ électromagnétique de radiofréquence (RF).Il peut également faire référence à l'absorption d'autres formes d'énergie par les tissus, y compris les ultrasons.Elle est définie comme la puissance absorbée par masse de tissu et a des unités de watts par kilogramme (W/kg).
La norme nationale chinoise s'inspire des normes européennes et stipule : « la valeur SAR moyenne de 10 g de produit biologique pendant six minutes ne doit pas dépasser 2,0 W/Kg.
C'est-à-dire que ces normes évaluent la quantité moyenne de rayonnement électromagnétique générée par les téléphones mobiles sur un certain temps.Il permet une puissance un peu plus élevée à court terme, tant que la valeur moyenne ne dépasse pas la norme.
Si la puissance de transmission maximale est de 23 dBm en mode TDD et FDD, le téléphone mobile en mode FDD transmet en permanence de la puissance.En revanche, le téléphone mobile en mode TDD n'a que 30% de puissance d'émission, de sorte que la puissance d'émission totale du TDD est d'environ 5 dB inférieure à celle du FDD.
Par conséquent, pour compenser la puissance d'émission du mode TDD de 3 dB, il est du principe de la norme SAR d'ajuster la différence entre TDD et FDD, et qui peut atteindre 23 dBm en moyenne.
Heure de publication : 03 mai 2021