5Gミリ波の送信電力はどれくらいですか？

モバイル通信が解決すべき課題は、通信エリアの拡大と通信容量の確保に他なりません。これらの課題を解決するために、5Gはあらゆる周波数帯に対応し、それぞれの強みを活かしながら多様な周波数帯を活用しています。
今号でMayflyが皆さんと議論したいのは、カバレッジと容量の両方を実現するための基礎となる、異なる周波数帯域における機器の送信電力の表現方法です。

   EIRPはミリ波送信電力に使用されますか？
送信電力はワットで表されるのではないでしょうか？それでは、マクロステーションを例にとり、数名の出場者をマクロステーションに招いて講演してもらいましょう。700M私の周波数は低く、カバレッジ問題の解決が得意です。送信電力4×40＝160ワットの4T4R RRUを使用しています。2100M私の周波数は高すぎず低すぎず、カバレッジと容量の両方に優れています。また、送信出力4×60＝240ワットの4T4R RRUを使用しています。
3500M私の周波数は少し高めで、通信範囲は狭いですが、帯域幅と容量は大きいです！送信出力320ワットの64T64R AAUを使用しています！ミリ波私の名前はハイフリークエンシーです。通信範囲は弱いですが、帯域幅は広く、容量は超高です！768アンテナを搭載した4T4R AAUを使用しており、EIRPは65dBmです！えっと？この新しいクラスメート、君はすごく流行に敏感だね。送信電力は送信電力だよ。EIRPって一体何？65dBmの値は理解できるから、ワットに換算してあげるよ。65dBm = 3162瓦！
5G基地局が電力消費量が多いと言われるのも無理はない。ミリ波AAUの送信出力がそれほど高いのだから！

     EIRP を使用するには?
ミリ波皆さん、驚かないでください。EIRPの正式名称は有効等方放射電力、または等価等方放射電力とも呼ばれます。皆さんもこの指標を持っていますが、あまり一般的に使われていないだけです。
信号を送信するにはアンテナが必要です。一般的に、アンテナは周囲に均等に信号を送信するのではなく、主ローブの方向にエネルギーを集中させます。EIRPはアンテナの主ローブ方向における信号強度を表し、点光源アンテナのパワーに相当します。
点源アンテナとは、信号を連続的かつ均一に周囲に拡散する仮想的な点状アンテナのことです。等方性アンテナとも呼ばれます。

下の図に示すように、緑色の球は点状アンテナが信号を全方向に均等に送信することを意味し、中央の柱は指向性アンテナが信号を一方向に集中して送信することを意味します。  

指向性アンテナは、より少ない電力で点光源アンテナと同程度の距離まで信号を送信できることがわかります。したがって、EIRPの値は大きく見えても、実際の放射電力はそれほど大きくありません。
700M/2100M/3500Mちょっと待ってください。私たちはRRUまたはAAUの送信電力について話しています。あなたはアンテナのゲインについて話しているようですが、それは理解しています。単位はdBiです。EIRPと何の関係があるのですか？ミリ波下の写真を見ればわかるでしょう！

アンテナ利得の単位であるdBiは、アンテナの主ローブの信号が、同じ電力の点光源アンテナの信号よりも何倍強いかを示します。しかし、これは相対値であり、アンテナがRRUに接続されていない場合は信号を送信できないため、その電力について語ることはできません。
送信される電力量を把握するには、RRU（リモート無線ユニット）を考慮に入れる必要があります。結果は概ね次のようになります。RRUの送信電力はx dBm、アンテナの主ローブ方向の集中度はy dBiです。これらを合わせると、x + y dBmの点光源アンテナに相当します。つまり、EIRP = RRU 送信電力 + アンテナ ゲイン。
問題点は非常に明確です。従来のRRU（リモート無線ユニット）にはアンテナがないため、送信電力によってのみ測定でき、送信電力は通常ワットで表されます。

したがって、ミリ波AAUでは、アンテナから空気伝搬によって放出される信号強度しか測定できず、当然ながらEIRPでしか表現できません。この測定方法は、論理的にOTA（Over The Air）テストとも呼ばれます。