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Ondes millimétriques 5G, quelle est la puissance d'émission ?

2021-12-28 511

Les communications mobiles doivent avant tout résoudre les problèmes de couverture et de capacité. Pour y remédier, la 5G est ouverte à tous les réseaux et utilise différentes bandes de fréquences afin de tirer parti des atouts de chacune.
Ce que Mayfly souhaite aborder avec vous dans ce numéro, c'est la base pour atteindre à la fois la couverture et la capacité : l'expression de la puissance d'émission des équipements dans différentes bandes de fréquences.

   La PIRE est-elle utilisée pour la puissance d'émission des ondes millimétriques ?
La puissance de transmission n'est-elle pas exprimée en watts ? Invitons maintenant plusieurs candidats à prendre la parole à Macro Station (en prenant Macro Station comme exemple).700MMa fréquence est basse et je suis doué pour résoudre les problèmes de couverture. J'utilise une RRU 4T4R avec une puissance d'émission de 4 x 40 = 160 watts !2100MMa fréquence n'est ni trop élevée ni trop basse, et j'offre une bonne couverture et une capacité optimale. J'utilise également une RRU 4T4R avec une puissance d'émission de 4 x 60 = 240 watts !
3500MMa fréquence est légèrement plus élevée et la couverture est faible, mais la bande passante et la capacité sont importantes ! J’utilise une antenne 64T64R AAU d’une puissance d’émission de 320 watts !onde millimétriqueJe m'appelle Haute Fréquence. Malgré une faible couverture, ma bande passante est immense et ma capacité extrêmement élevée ! J'utilise une antenne 4T4R AAU équipée d'une antenne 768 et ma PIRE est de 65 dBm !Euh ? Ce nouveau camarade, tu es vraiment branché. La puissance d'émission, c'est la puissance d'émission. C'est quoi, au juste, la PIRE ? On comprend toujours la valeur de 65 dBm, laisse-moi te la convertir en watts.65 dBm = 3162 XNUMX mph !
Il n'est pas étonnant que l'on dise que les stations de base 5G consomment de l'électricité. Il s'avère que la puissance d'émission des ondes millimétriques AAU est extrêmement élevée !

     Qu'en est-il de la PIRE ?
onde millimétriqueNe soyez pas surpris. L'EIRP signifie « Puissance isotrope rayonnée effective », également appelée puissance isotrope rayonnée équivalente. Vous connaissez tous cet indicateur, mais il est rarement utilisé.
Des antennes sont nécessaires pour transmettre les signaux. Généralement, les antennes ne diffusent pas le signal de manière uniforme, mais concentrent l'énergie dans la direction du lobe principal.La PIRE représente la puissance du signal dans la direction du lobe principal de l'antenne, ce qui équivaut à la puissance d'une antenne à source ponctuelle.
Une antenne ponctuelle est une antenne imaginaire de forme ponctuelle qui répartit les signaux de manière continue et uniforme. On l'appelle également antenne isotrope.

 
 
 

Comme le montre la figure ci-dessous, la boule verte signifie que l'antenne à source ponctuelle transmet le signal uniformément dans toutes les directions, et la colonne au milieu signifie que l'antenne directionnelle transmet le signal concentré dans une seule direction.  

On constate qu'avec une puissance moindre, les antennes directionnelles peuvent transmettre des signaux à une distance équivalente à celle des antennes ponctuelles. Par conséquent, bien que la valeur de la PIRE paraisse élevée, la puissance réellement émise est faible.
700M/2100M/3500MAttendez une minute, nous parlons de la puissance d'émission d'une RRU ou d'une AAU. Vous semblez parler du gain de l'antenne. Nous comprenons. L'unité est le dBi. Quel est le rapport avec la PIRE ?onde millimétriqueRegardez l'image ci-dessous et vous comprendrez !


L'unité de gain d'antenne, le dBi, indique combien de fois le signal du lobe principal de l'antenne est plus puissant que celui d'une antenne ponctuelle de même puissance. Cependant, il s'agit d'une valeur relative ; si l'antenne n'est pas connectée à l'unité radio distante (RRU), elle ne pourra pas émettre de signal et il est impossible de déterminer sa puissance.
Pour déterminer la puissance transmise, il faut tenir compte de l'unité radio distante (RRU). Le résultat est approximativement le suivant : la puissance d'émission de la RRU est de x dBm, et la concentration de l'antenne dans la direction du lobe principal est de y dBi. Au total, cela équivaut à une antenne ponctuelle de x + y dBm !C'est-à-dire,EIRP = puissance d'émission RRU + gain d'antenne.
Le problème est désormais très clair. Les RRU traditionnelles ne possèdent pas d'antenne propre ; leur puissance ne peut donc être mesurée que par leur puissance d'émission, généralement exprimée en watts.

 

Par exemple, une RRU 700M possède 4 ports, et la puissance d'émission maximale de chaque port est de 40 watts. Supposons donc que la puissance d'émission totale de cette RRU soit de 4 x 40 watts.
Pour les AAU moyenne fréquence (2600 m ou 3500 m), bien que l'équipement combine une RRU et une antenne, cette dernière peut être retirée, permettant ainsi de mesurer la puissance d'émission de l'interface radiofréquence arrière. Par conséquent, exprimer la puissance d'émission en watts est tout à fait acceptable. Il est également possible de prendre en compte le gain de l'antenne séparément.

 

Mais les ondes millimétriques sont différentes. Leur bande de fréquence est élevée et leur longueur d'onde courte, ce qui permet de réduire considérablement la taille des antennes. Une unité d'amplification d'antenne (AAU) peut en contenir 768, voire 1024. Chaque antenne et son amplificateur de puissance sont intégrés par la puce de formation de faisceau et ne peuvent être dissociés.

Par conséquent, l'AAU en ondes millimétriques ne permet de tester que la puissance du signal émis par l'antenne par propagation aérienne, et celle-ci ne peut être exprimée que par la PIRE (Puissance Intense Rayonnée Équivalente). Cette méthode de test est également appelée, logiquement, test OTA (Over The Air).

 

   Définition des types de stations de base selon le 3GPP
En raison des différences entre les ondes millimétriques et les autres bandes de fréquences, le 3GPP a depuis longtemps défini une série de codes pour distinguer les méthodes d'expression et de test des différents types de puissance des stations de base.

À première vue, « BS » désigne la station de base, et « type » désigne sans aucun doute le type de station. Par conséquent, la signification générale de cette suite de codes est le type de station de base : 1-C, 1-H, 1-O, 2-O.
Les chiffres 1 et 2 ci-dessous représentent différentes bandes de fréquences. 1 représente FR1, qui est la bande de fréquences Sub6G, et 2 représente FR2, qui est la bande de fréquences des ondes millimétriques.Il ne reste plus que la dernière partie du code principal, où C signifie Conduct, ce qui signifie que les tests RRU traditionnels peuvent tester la puissance d'émission via les connexions par câble.H signifie Hybride, ce qui signifie mixte, c'est-à-dire que pour les AAU de moyenne fréquence (2600M ou 3500M), l'antenne peut être retirée et la puissance est testée comme une RRU ordinaire, et l'antenne doit être installée pour tester d'autres indicateurs.Le « O » signifie « Over the Air » ou OTA (Over the Air), soit la méthode AAU (Average Audio Unit) utilisant les ondes millimétriques. Les radiofréquences et l'antenne sont indissociables, et tous les indicateurs (dont le plus important est la PIRE) ne peuvent être mesurés que par propagation aérienne.

 

Pour finir, revenons à la question initiale : quelle est la puissance d’émission d’une antenne AAU à ondes millimétriques ?En réalité, la puissance d'émission de l'amplificateur de puissance en ondes millimétriques est très faible. L'AAU d'une station macro est généralement d'environ 2 watts (33 dBm). En ajoutant le gain du réseau d'antennes, le gain de formation de faisceau, etc., la PIRE externe (puissance isotrope rayonnée équivalente) atteint 65 dBm.
Cependant, cette puissance de 2 watts ne peut être testée, ne peut être réfléchie vers l'extérieur et n'a aucune signification visuelle ; la puissance d'émission des ondes millimétriques ne reflète donc que la PIRE.
Voilà, c'est tout pour ce numéro, j'espère que cela sera utile à tout le monde.