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¿Cuál es la potencia de transmisión de la tecnología 5G de ondas milimétricas?

2021-12-28 511

Lo que las comunicaciones móviles deben resolver no es más que la cobertura y la capacidad. Para solucionar estos dos problemas, la tecnología 5G está abierta a todos los ríos y utiliza diversas bandas de frecuencia para aprovechar las ventajas de cada una.
Lo que Mayfly quiere comentar con ustedes en este número es la base para lograr tanto cobertura como capacidad: la expresión de la potencia de transmisión de los equipos en diferentes bandas de frecuencia.

   EIRP is used for millimeter wave transmit power?
¿No se expresa la potencia de transmisión en vatios? Ahora invitemos a varios concursantes a hablar en Macro Station (tomando Macro Station como ejemplo).700 mMi frecuencia es baja y soy bueno resolviendo problemas de cobertura. ¡Utilizo una RRU 4T4R con una potencia de transmisión de 4 x 40 = 160 vatios!2100 mMi frecuencia no es ni alta ni baja, y tengo buena cobertura y capacidad. ¡También uso una RRU 4T4R con una potencia de transmisión de 4 x 60 = 240 vatios!
3500 mMi frecuencia es ligeramente más alta y la cobertura es deficiente, ¡pero el ancho de banda y la capacidad son altos! ¡Utilizo una AAU 64T64R con una potencia de transmisión de 320 vatios!onda milimétricaMi nombre es Alta Frecuencia. Aunque la cobertura es débil, el ancho de banda es enorme y la capacidad es altísima. Utilizo una AAU 4T4R con una antena 768 y una PIRE de 65 dBm.¿Eh? Este nuevo compañero de clase, eres muy moderno. Transmitir potencia es transmitir potencia. ¿Qué demonios es la PIRE? Todavía entendemos el valor de 65 dBm, déjame convertirlo a vatios para ti.65dBm = 3162μα!
No es de extrañar que todo el mundo diga que las estaciones base 5G consumen electricidad. ¡Resulta que la potencia de transmisión de la AAU de ondas milimétricas es altísima!

     ¿Qué es EIRP?
onda milimétricaNo se sorprendan. El nombre completo de EIRP es Potencia Radiada Isotrópica Efectiva, también llamada potencia radiada isotrópica equivalente. Todos ustedes también tienen este indicador, pero no se usa comúnmente.
Antennas must be used to transmit signals. Generally, antennas do not transmit evenly around, but focus the energy in the direction of the main lobe.La PIRE representa la intensidad de la señal en la dirección del lóbulo principal de la antena, lo que equivale a la potencia de una antena de fuente puntual.
A point source antenna is an imaginary point-shaped antenna that continuously and evenly spreads signals around. It is also called an isotropic antenna.

 
 
 

Como se muestra en la figura siguiente, la esfera verde indica que la antena de fuente puntual transmite la señal de manera uniforme en todas las direcciones, y la columna central indica que la antena direccional transmite la señal concentrada en una dirección.  

Se puede observar que, con menor potencia, las antenas direccionales pueden transmitir señales a la misma distancia que las antenas de fuente puntual. Por lo tanto, aunque el valor de la PIRE parezca elevado, la potencia emitida real no lo es.
700 m/2100 m/3500 mUn momento, estamos hablando de la potencia de transmisión de la RRU o la AAU. Parece que te refieres a la ganancia de la antena. Lo entendemos. La unidad es dBi. ¿Qué tiene que ver con la PIRE?onda milimétrica¡Mira la imagen de abajo y lo entenderás!


La unidad de ganancia de antena dBi indica cuántas veces la señal del lóbulo principal de la antena es más fuerte que la de una antena puntual de la misma potencia. Sin embargo, este es un valor relativo, y si la antena no está conectada a la RRU, no podrá transmitir señales, por lo que resulta imposible determinar su potencia.
Para calcular la potencia transmitida, es necesario considerar la RRU. El resultado es aproximadamente el siguiente: la potencia de transmisión de la RRU es x dBm, y la concentración de la antena en la dirección del lóbulo principal es y dBi. En conjunto, esto equivale a una antena de fuente puntual de x + y dBm.Es decir,EIRP = potencia de transmisión RRU + ganancia de antena.
Ahora el problema es muy claro. Las RRU tradicionales no tienen antena propia, por lo que solo se pueden medir por la potencia de transmisión, que habitualmente se expresa en vatios.

 

Por ejemplo, la RRU de 700M tiene 4 puertos, y la potencia máxima de transmisión de cada puerto es de 40 vatios. Digamos que la potencia de transmisión de esta RRU es de 4 x 40 vatios.
Para las unidades de antena de frecuencia media (2600 m o 3500 m), aunque el equipo es una combinación de unidad de radio remota (RRU) y antena, esta última puede retirarse y la potencia de transmisión de la interfaz de radiofrecuencia trasera también puede medirse. Por lo tanto, no hay problema en expresar la potencia de transmisión en vatios. Asimismo, es válido separar la ganancia de la antena.

 

Pero la onda milimétrica es diferente. Su banda de frecuencia es alta y su longitud de onda es pequeña, por lo que el tamaño de la antena es muy reducido. Una AAU puede albergar 768 o incluso 1024 antenas. Cada antena y la unidad amplificadora de potencia que se encuentra detrás están integradas en el chip de formación de haces y no se pueden separar en absoluto.

Por lo tanto, la unidad de prueba de antenas de ondas milimétricas (AAU) solo puede medir la intensidad de la señal emitida por la antena a través del aire, y, por supuesto, solo puede expresarse mediante la potencia isotrópica radiactiva equivalente (EIRP). Este método de prueba también se conoce como prueba OTA (Over The Air).

 

   Definición de tipos de estaciones base según 3GPP
Debido a las diferencias entre las ondas milimétricas y otras bandas de frecuencia, 3GPP ha definido desde hace tiempo una serie de códigos para distinguir la expresión y los métodos de prueba de los diferentes tipos de potencia de las estaciones base.

A simple vista, "BS" significa estación base, y "type" sin duda significa tipo. Por lo tanto, el significado general de esta secuencia de códigos es el tipo de estación base: 1-C, 1-H, 1-O, 2-O.
Los siguientes números 1 y 2 representan diferentes bandas de frecuencia. El 1 representa FR1, que es la banda de frecuencia Sub6G, y el 2 representa FR2, que es la banda de frecuencia de ondas milimétricas.Lo que queda es la última parte del código principal, donde C significa Conduct, lo que significa que las pruebas RRU tradicionales pueden probar la potencia de transmisión a través de conexiones de cable.H stands for Hybrid, which means mixed, that is, for mid-frequency (2600M or 3500M) AAU, the antenna can be removed and the power is tested like an ordinary RRU, and the antenna must be installed to test other indicators.La O significa Over the air u OTA, que es el método AAU de ondas milimétricas. La radiofrecuencia y la antena son inseparables, y todos los indicadores (el más importante es la PIRE) solo se pueden probar mediante propagación aérea.

 

Finalmente, volvamos a la pregunta original: ¿cuál es la potencia de transmisión de la AAU de ondas milimétricas?De hecho, la potencia de transmisión del amplificador de potencia dentro de la banda de ondas milimétricas es muy pequeña. La potencia de entrada de la macroestación suele ser de unos 2 vatios (33 dBm). Si se suman la ganancia del conjunto de antenas, la ganancia de formación de haces, etc., la PIRE externa (potencia radiada isotrópica equivalente) alcanza los 65 dBm.
Sin embargo, estos 2 vatios no se pueden probar, no se pueden reflejar externamente y no tienen ninguna relevancia en la visualización, por lo que la potencia de transmisión de ondas milimétricas solo refleja la PIRE.
Bueno, eso es todo por este tema, espero que les sea útil a todos.