خانه اخبار روندهای صنعت موج میلی‌متری 5G، قدرت انتقال چقدر است؟

موج میلی‌متری 5G، قدرت انتقال چقدر است؟

2021-12-28 511

آنچه ارتباطات سیار باید حل کند چیزی بیش از پوشش و ظرفیت نیست. برای حل این دو مشکل، 5G برای همه رودخانه‌ها باز است و از باندهای فرکانسی مختلف برای یادگیری از نقاط قوت یکدیگر استفاده می‌کند.
آنچه میفلای می‌خواهد در این شماره با شما در میان بگذارد، مبنای دستیابی به پوشش و ظرفیت است: بیان قدرت ارسال تجهیزات در باندهای فرکانسی مختلف.

آیا از EIRP برای انتقال توان موج میلی‌متری استفاده می‌شود؟
مگر توان ارسال بر حسب وات بیان نمی‌شود؟ حالا بیایید از چند شرکت‌کننده دعوت کنیم تا در ایستگاه ماکرو (به عنوان مثال ایستگاه ماکرو) صحبت کنند.700M: فرکانس من پایینه و تو حل مشکلات پوشش مهارت دارم. از یه RRU 4T4R با توان ارسال 4x40=160 وات استفاده می‌کنم!2100M: فرکانس من نه زیاد است و نه کم، و هم در پوشش و هم در ظرفیت خوب هستم. همچنین از یک RRU 4T4R با توان ارسال 4x60=240 وات استفاده می‌کنم!
3500Mفرکانس من کمی بالاتر است، و پوشش ضعیف است، اما پهنای باند و ظرفیت بالا است! من از یک 64T64R AAU با توان ارسال 320 وات استفاده می‌کنم!موج میلی متر: اسم من فرکانس بالا (High Frequency) است. اگرچه پوشش ضعیف است، اما پهنای باند بسیار زیاد و ظرفیت فوق‌العاده بالاست! من از یک 4T4R AAU استفاده می‌کنم که شامل یک آنتن 768 است و EIRP آن 65dBm است!اممم؟ این همکلاسی جدید، تو خیلی مُد روز هستی. توان ارسالی، توان ارسالی است. EIRP دیگه چه کوفتیه؟ ما هنوز ارزش ۶۵dBm رو می‌دونیم، بذار برات به وات تبدیلش کنم.65dBm = 3162瓦!
جای تعجب نیست که همه می‌گویند ایستگاه‌های پایه 5G برق مصرف می‌کنند. معلوم می‌شود که قدرت انتقال AAU موج میلی‌متری بسیار زیاد است!

为什么用EIRP؟
موج میلی مترتعجب نکنید، همگی. نام کامل EIRP توان تابشی ایزوتروپیک مؤثر است که به آن توان تابشی ایزوتروپیک معادل نیز گفته می‌شود. همه شما این شاخص را دارید، اما فقط استفاده از آن رایج نیست.
برای انتقال سیگنال‌ها باید از آنتن‌ها استفاده شود. عموماً آنتن‌ها به طور یکنواخت سیگنال را به اطراف منتقل نمی‌کنند، بلکه انرژی را در جهت لوب اصلی متمرکز می‌کنند.EIRP نشان دهنده قدرت سیگنال در جهت لوب اصلی آنتن است که معادل قدرت یک آنتن منبع نقطه‌ای است.
آنتن منبع نقطه‌ای، یک آنتن فرضی به شکل نقطه است که سیگنال‌ها را به طور مداوم و یکنواخت در اطراف پخش می‌کند. به آن آنتن ایزوتروپیک نیز می‌گویند.

همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، گوی سبز به این معنی است که آنتن منبع نقطه‌ای، سیگنال را به طور یکنواخت در تمام جهات ارسال می‌کند و ستون وسط به این معنی است که آنتن جهت‌دار، سیگنال را به صورت متمرکز در یک جهت ارسال می‌کند.

می‌توان مشاهده کرد که آنتن‌های جهت‌دار با توان کمتر می‌توانند سیگنال‌ها را به فواصلی به اندازه آنتن‌های منبع نقطه‌ای ارسال کنند. بنابراین، اگرچه مقدار EIRP بزرگ به نظر می‌رسد، اما توان ساطع‌شده واقعی زیاد نیست.
700M/2100M/3500M: یه لحظه صبر کن، ما داریم در مورد توان ارسالی RRU یا AAU صحبت می‌کنیم. انگار داری در مورد بهره آنتن صحبت می‌کنی. ما اینو می‌فهمیم. واحدش dBi هست. چه ربطی به EIRP داره؟موج میلی متر: یه نگاه به عکس زیر بنداز خودت متوجه میشی!

واحد بهره آنتن dBi به این اشاره دارد که سیگنال لوب اصلی آنتن چند برابر قوی‌تر از یک آنتن منبع نقطه‌ای با همان قدرت است. اما این یک مقدار نسبی است و اگر آنتن به RRU متصل نباشد، قادر به ارسال سیگنال نخواهد بود و صحبت در مورد میزان قدرت آن غیرممکن است.
برای اینکه ببینید چقدر توان ارسال می‌شود، باید RRU را در نظر بگیرید. نتیجه تقریباً به این صورت است: توان ارسال RRU برابر با x dBm و تمرکز آنتن در جهت لوب اصلی y dBi است. روی هم رفته، معادل یک آنتن منبع نقطه‌ای با x + y dBm است!که این است که بگوییم،EIRP = توان انتقال RRU + بهره آنتن.
حالا مشکل کاملاً واضح است. برای RRU سنتی، خود آنتن ندارد، بنابراین فقط می‌توان آن را با توان ارسالی اندازه‌گیری کرد که معمولاً با وات بیان می‌شود.

برای مثال، RRU مدل 700M دارای 4 پورت است و حداکثر توان ارسال هر پورت 40 وات است. فرض کنید توان ارسال این RRU برابر با 4x40 وات باشد.
برای AAU های فرکانس میانی (۲۶۰۰M یا ۳۵۰۰M)، اگرچه تجهیزات ترکیبی از RRU و آنتن است، اما می‌توان آنتن را جدا کرد و توان ارسالی رابط فرکانس رادیویی عقب را نیز اندازه‌گیری کرد. بنابراین، بیان توان ارسالی بر حسب وات اشکالی ندارد. همچنین می‌توان بهره آنتن را جداگانه محاسبه کرد.

اما موج میلی‌متری متفاوت است. باند فرکانسی آن بالا و طول موج آن کوچک است، بنابراین اندازه آنتن بسیار کوچک است. یک AAU می‌تواند ۷۶۸ یا حتی ۱۰۲۴ آنتن را درون خود جای دهد. هر آنتن و واحد تقویت‌کننده توان پشت آن توسط تراشه شکل‌دهی پرتو یکپارچه شده‌اند و به هیچ وجه نمی‌توان آنها را از هم جدا کرد.

بنابراین، AAU موج میلی‌متری فقط می‌تواند قدرت سیگنال ساطع شده از آنتن را از طریق انتشار هوا آزمایش کند و البته فقط می‌تواند توسط EIRP بیان شود. این روش آزمایش، منطقاً آزمایش OTA (Over The Air) نیز نامیده می‌شود.

تعریف 3GPP از انواع ایستگاه پایه
با توجه به تفاوت‌های بین امواج میلی‌متری و سایر باندهای فرکانسی، 3GPP مدت‌هاست که مجموعه‌ای از کدها را برای تمایز بیان و روش‌های آزمایش انواع مختلف توان ایستگاه پایه تعریف کرده است.

در یک نگاه، «BS» درون آن به معنای ایستگاه پایه است و «type» بدون شک به معنای نوع است. بنابراین، معنای کلی این رشته کد، نوع ایستگاه پایه است: ۱-C، ۱-H، ۱-O، ۲-O.
اعداد ۱ و ۲ زیر، باندهای فرکانسی متفاوتی را نشان می‌دهند. عدد ۱ نشان‌دهنده‌ی FR1 است که باند فرکانسی Sub6G است و عدد ۲ نشان‌دهنده‌ی FR2 است که باند فرکانسی موج میلی‌متری است.آنچه باقی می‌ماند آخرین بخش از کد اصلی است، که در آن C مخفف Conduct (هدایت) است، به این معنی که آزمایش سنتی RRU می‌تواند قدرت انتقال را از طریق اتصالات کابل آزمایش کند.H مخفف Hybrid است که به معنی ترکیبی است، یعنی برای AAU با فرکانس متوسط (2600M یا 3500M)، آنتن را می‌توان جدا کرد و توان آن مانند یک RRU معمولی آزمایش می‌شود و برای آزمایش سایر شاخص‌ها باید آنتن نصب شود.O مخفف عبارت Over the air یا OTA است که روش AAU موج میلی‌متری است. RF و آنتن از هم جدا نیستند و تمام شاخص‌ها (مهم‌ترین آنها EIRP است) فقط از طریق انتشار در هوا قابل آزمایش هستند.

در نهایت، به سوال اصلی برمی‌گردیم، توان انتقال AAU موج میلی‌متری چقدر است؟در واقع، توان ارسالی تقویت‌کننده توان درون موج میلی‌متری بسیار کم است. AAU ایستگاه ماکرو عموماً حدود ۲ وات (۳۳dBm) است. با اضافه کردن بهره آرایه آنتن، بهره شکل‌دهی پرتو و غیره، EIRP خارجی (توان تابشی ایزوتروپیک معادل) به ۶۵dBm می‌رسد.
با این حال، این ۲ وات را نمی‌توان آزمایش کرد، نمی‌توان آن را به صورت خارجی منعکس کرد و هیچ اهمیت نمایشی ندارد، بنابراین توان انتقال موج میلی‌متری فقط EIRP را منعکس می‌کند.
خب، این هم از این شماره، امیدوارم برای همه مفید بوده باشه.

قبلی

چه موادی برای آنتن‌های خارجی استفاده می‌شود؟ چگونه انتخاب کنیم؟

بعدی

فناوری 5G یک اکوسیستم آموزشی جدید ایجاد می‌کند و چالش‌های جدیدی را به همراه دارد - ژوانگ رونگشیا