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5G a onde millimetriche, qual è la potenza di trasmissione?

2021-12-28 510

Ciò che le comunicazioni mobili devono risolvere non è altro che la copertura e la capacità. Per risolvere questi due problemi, il 5G è aperto a tutte le frequenze e utilizza diverse bande di frequenza per imparare dai punti di forza di ciascuna.
In questo numero Mayfly desidera discutere con voi le basi per raggiungere sia la copertura che la capacità: l'espressione della potenza di trasmissione delle apparecchiature nelle diverse bande di frequenza.

   EIRP viene utilizzato per la potenza di trasmissione delle onde millimetriche?
La potenza di trasmissione non si esprime in watt? Ora invitiamo diversi concorrenti a parlare a Macro Station (prendendo Macro Station come esempio).700MLa mia frequenza è bassa e sono bravo a risolvere i problemi di copertura. Utilizzo un'unità radio 4T4R con una potenza di trasmissione di 4x40=160 watt!2100MLa mia frequenza non è né alta né bassa e ho un'ottima copertura e capacità. Inoltre, utilizzo un'unità radio 4T4R con una potenza di trasmissione di 4x60=240 watt!
3500MLa mia frequenza è leggermente più alta e la copertura è scarsa, ma la larghezza di banda e la capacità sono elevate! Utilizzo un'unità AAU 64T64R con una potenza di trasmissione di 320 watt!onda millimetricaIl mio nome è Alta Frequenza. Sebbene la copertura sia debole, la larghezza di banda è enorme e la capacità è altissima! Utilizzo un'unità AAU 4T4R, che contiene un'antenna 768, e l'EIRP è di 65 dBm!Ehm? Questo nuovo compagno di classe, sei molto alla moda. La potenza di trasmissione è potenza di trasmissione. Che diavolo è l'EIRP? Capiamo ancora il valore di 65 dBm, lascia che te lo converta in watt.65dBm = 3162瓦!
Non c'è da stupirsi che tutti dicano che le stazioni base 5G consumano elettricità. A quanto pare, la potenza di trasmissione delle unità AAU a onde millimetriche è davvero elevata!

     为什么用EIRP?
onda millimetrica: Non sorprendetevi, ragazzi. Il nome completo di EIRP è Potenza Isotropica Radiata Efficace, detta anche potenza isotropica irradiata equivalente. Anche voi avete questo indicatore, ma non viene utilizzato di frequente.
Per trasmettere i segnali è necessario utilizzare delle antenne. Generalmente, le antenne non diffondono il segnale in modo uniforme, ma concentrano l'energia nella direzione del lobo principale.L'EIRP rappresenta l'intensità del segnale nella direzione del lobo principale dell'antenna, che equivale alla potenza di un'antenna puntiforme.
Un'antenna puntiforme è un'antenna immaginaria a forma di punto che diffonde i segnali in modo continuo e uniforme. Viene anche chiamata antenna isotropica.

 
 
 

Come mostrato nella figura sottostante, la sfera verde indica che l'antenna puntiforme trasmette il segnale in modo uniforme in tutte le direzioni, mentre la colonna centrale indica che l'antenna direzionale trasmette il segnale concentrato in una direzione.  

Si può notare che, con una potenza inferiore, le antenne direzionali possono trasmettere segnali a distanze pari a quelle delle antenne puntiformi. Pertanto, sebbene il valore dell'EIRP sembri elevato, la potenza effettivamente emessa non è elevata.
700M/2100M/3500MAspetta un attimo, stiamo parlando della potenza di trasmissione dell'RRU o dell'AAU. Sembra che tu stia parlando del guadagno dell'antenna. Questo lo capiamo. L'unità di misura è dBi. Cosa c'entra con l'EIRP?onda millimetrica: Dai un'occhiata all'immagine qui sotto e capirai!


L'unità di misura del guadagno dBi dell'antenna indica quante volte il segnale del lobo principale dell'antenna è più forte rispetto a quello di un'antenna puntiforme della stessa potenza. Tuttavia, si tratta di un valore relativo e, se l'antenna non è collegata all'RRU, non sarà in grado di trasmettere segnali, quindi è impossibile stabilire con precisione quanta potenza avrà.
Per calcolare la potenza trasmessa, è necessario considerare l'RRU (Remote Radio Unit). Il risultato è approssimativamente il seguente: la potenza di trasmissione dell'RRU è x dBm e la concentrazione dell'antenna nella direzione del lobo principale è y dBi. Nel complesso, ciò equivale a un'antenna puntiforme con una potenza di x + y dBm!Vale a dire,EIRP = potenza di trasmissione RRU + guadagno dell'antenna.
Ora il problema è molto chiaro. Nel caso delle RRU tradizionali, non essendoci un'antenna propria, la misurazione può essere effettuata solo tramite la potenza di trasmissione, che di solito viene espressa in watt.

 

Ad esempio, l'RRU 700M ha 4 porte e la potenza di trasmissione massima di ciascuna porta è di 40 watt. Supponiamo che la potenza di trasmissione di questo RRU sia 4x40 watt.
Per le AAU a media frequenza (2600M o 3500M), sebbene l'apparecchiatura sia una combinazione di RRU e antenna, quest'ultima può essere rimossa e la potenza di trasmissione dell'interfaccia a radiofrequenza posteriore può essere misurata. Pertanto, non c'è nulla di sbagliato nell'esprimere la potenza di trasmissione in watt. È anche corretto separare il guadagno dell'antenna.

 

Ma le onde millimetriche sono diverse. La loro banda di frequenza è elevata e la lunghezza d'onda è piccola, quindi le dimensioni dell'antenna sono molto ridotte. Un'unità AAU può contenere al suo interno 768 o addirittura 1024 antenne. Ciascuna antenna e l'unità di amplificazione di potenza ad essa collegata sono integrate nel chip di beamforming e non possono essere separate in alcun modo.

Pertanto, l'AAU a onde millimetriche può testare solo l'intensità del segnale emesso dall'antenna attraverso la propagazione nell'aria e, naturalmente, può essere espressa solo tramite EIRP. Questo metodo di test viene anche logicamente chiamato test OTA (Over The Air).

 

   Definizione dei tipi di stazione base secondo 3GPP
A causa delle differenze tra le onde millimetriche e le altre bande di frequenza, il 3GPP ha da tempo definito una serie di codici per distinguere le modalità di espressione e di prova dei diversi tipi di potenza delle stazioni base.

A prima vista, la sigla "BS" all'interno indica la stazione base, e "type" indica indubbiamente il tipo. Pertanto, il significato generale di questa sequenza di codici è il tipo di stazione base: 1-C, 1-H, 1-O, 2-O.
I seguenti numeri 1 e 2 rappresentano bande di frequenza diverse. 1 rappresenta FR1, ovvero la banda di frequenza Sub6G, e 2 rappresenta FR2, ovvero la banda di frequenza a onde millimetriche.Ciò che rimane è l'ultima parte del codice sorgente, dove C sta per Conduct (conduzione), il che significa che i test RRU tradizionali possono testare la potenza di trasmissione attraverso le connessioni via cavo.La H sta per Hybrid, che significa misto, ovvero, per le AAU a media frequenza (2600M o 3500M), l'antenna può essere rimossa e la potenza viene testata come una normale RRU, mentre l'antenna deve essere installata per testare altri indicatori.La O sta per Over the air o OTA, che è il metodo AAU a onde millimetriche. RF e antenna sono inseparabili e tutti gli indicatori (il più importante è l'EIRP) possono essere testati solo tramite propagazione aerea.

 

Infine, torniamo alla domanda iniziale: qual è la potenza di trasmissione dell'AAU a onde millimetriche?In realtà, la potenza di trasmissione dell'amplificatore di potenza nella banda delle onde millimetriche è molto bassa. L'AAU di una stazione macro è generalmente di circa 2 watt (33 dBm). Aggiungendo il guadagno dell'array di antenne, il guadagno del beamforming, ecc., la EIRP esterna (potenza isotropica irradiata equivalente) raggiunge i 65 dBm.
Tuttavia, questi 2 watt non possono essere testati, non possono essere riflessi esternamente e non hanno alcun significato di visualizzazione, quindi la potenza di trasmissione delle onde millimetriche riflette solo l'EIRP.
Bene, per questo argomento è tutto, spero sia stato utile a tutti.