Nieuws
Nieuws

Wat is het zendvermogen van 5G millimetergolven?

2021-12-28 511

De grootste uitdaging voor mobiele communicatie is dekking en capaciteit. Om deze twee problemen op te lossen, is 5G toegankelijk voor alle netwerken en maakt het gebruik van verschillende frequentiebanden om van elkaars sterke punten te profiteren.
Wat Mayfly in dit nummer met u wil bespreken, is de basis voor het bereiken van zowel dekking als capaciteit: de uitdrukking van het zendvermogen van apparatuur in verschillende frequentiebanden.

   Wordt EIRP gebruikt voor het zendvermogen van millimetergolven?
Wordt het zendvermogen niet in watt uitgedrukt? Laten we nu een aantal deelnemers uitnodigen om te spreken bij Macro Station (waarbij we Macro Station als voorbeeld nemen).700MMijn frequentie is laag en ik ben goed in het oplossen van dekkingsproblemen. Ik gebruik een 4T4R RRU met een zendvermogen van 4 x 40 = 160 watt!2100MMijn frequentie is niet hoog en niet laag, en ik heb een goed bereik en een goede capaciteit. Ik gebruik ook een 4T4R RRU met een zendvermogen van 4 x 60 = 240 watt!
3500MMijn frequentie is iets hoger en het bereik is beperkt, maar de bandbreedte en capaciteit zijn hoog! Ik gebruik een 64T64R AAU met een zendvermogen van 320 watt!millimetergolfMijn naam is High Frequency. Hoewel het bereik zwak is, is de bandbreedte enorm en de capaciteit superhoog! Ik gebruik een 4T4R AAU, die een 768-antenne bevat, en de EIRP is 65 dBm!Ehm? Deze nieuwe klasgenoot, jij bent wel erg hip. Zendvermogen is zendvermogen. Wat is EIRP in vredesnaam? We snappen de waarde van 65 dBm nog wel, laat ik het even voor je omrekenen naar watt.65dBm = 3162 dB!
Geen wonder dat iedereen zegt dat 5G-basisstations veel stroom verbruiken. Het blijkt dat het zendvermogen van millimetergolf-AAU's enorm hoog is!

     Wat is EIRP?
millimetergolfWees niet verbaasd, iedereen. De volledige naam van EIRP is Effective Isotropic Radiated Power, ook wel equivalent isotropic radiated power genoemd. Jullie hebben deze indicator ook, maar hij wordt gewoon niet zo vaak gebruikt.
Antennes zijn nodig om signalen te verzenden. Over het algemeen zenden antennes niet gelijkmatig uit, maar concentreren ze de energie in de richting van de hoofdlob.EIRP staat voor de signaalsterkte in de richting van de hoofdlob van de antenne, wat overeenkomt met het vermogen van een puntbronantenne.
Een puntbronantenne is een denkbeeldige puntvormige antenne die signalen continu en gelijkmatig verspreidt. Het wordt ook wel een isotrope antenne genoemd.

 
 
 

Zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding, betekent de groene bol dat de puntbronantenne het signaal gelijkmatig in alle richtingen uitzendt, en de kolom in het midden betekent dat de richtantenne het signaal geconcentreerd in één richting uitzendt.  

Het blijkt dat directionele antennes met minder vermogen signalen over een even grote afstand kunnen verzenden als puntbronantennes. Hoewel de EIRP-waarde dus hoog lijkt, is het werkelijke uitgezonden vermogen niet zo groot.
700M/2100M/3500MWacht even, we hebben het over het zendvermogen van de RRU of AAU. U lijkt het te hebben over de antenneversterking. Dat begrijpen we. De eenheid is dBi. Wat heeft dat met EIRP te maken?millimetergolfKijk eens naar de afbeelding hieronder, dan begrijp je het!


De eenheid voor antenneversterking dBi verwijst naar hoeveel keer sterker het signaal van de hoofdlob van de antenne is dan dat van een puntbronantenne met hetzelfde vermogen. Dit is echter een relatieve waarde, en als de antenne niet is aangesloten op de RRU, kan deze geen signalen verzenden en is het onmogelijk om te zeggen hoeveel vermogen deze zal hebben.
Om te zien hoeveel vermogen er wordt uitgezonden, moet je rekening houden met de RRU. Het resultaat is ongeveer als volgt: het zendvermogen van de RRU is x dBm, en de concentratie van de antenne in de richting van de hoofdlob is y dBi. Samen komt dit overeen met een puntbronantenne van x + y dBm!Het is te zeggen,EIRP = RRU-zendvermogen + antenneversterking.
Het probleem is nu heel duidelijk. Een traditionele RRU heeft geen eigen antenne, dus het vermogen kan alleen worden gemeten aan de hand van het zendvermogen, dat doorgaans in watt wordt uitgedrukt.

 

De 700M RRU heeft bijvoorbeeld 4 poorten, en het maximale zendvermogen van elke poort is 40 watt. Laten we zeggen dat het zendvermogen van deze RRU 4 x 40 watt is.
Voor AAU's met een middelhoge frequentie (2600M of 3500M) is de antenne, hoewel het apparaat een combinatie is van een RRU en een antenne, verwijderbaar. Het zendvermogen van de achterste radiofrequentie-interface kan dan ook worden gemeten. Het is daarom geen probleem om het zendvermogen in watt uit te drukken. Ook het apart weergeven van de antenneversterking is geen probleem.

 

Maar millimetergolven zijn anders. De frequentieband is hoog en de golflengte klein, waardoor de antennes erg klein zijn. Een antenne-antenne-eenheid (AAU) kan 768 of zelfs 1024 antennes bevatten. Elke antenne en de bijbehorende eindversterker zijn geïntegreerd door de beamforming-chip en kunnen niet van elkaar worden gescheiden.

Daarom kan een millimetergolf-AAU alleen de signaalsterkte meten die door de lucht wordt uitgezonden, en die uiteraard alleen kan worden uitgedrukt in EIRP. Deze testmethode wordt ook wel OTA (Over The Air) testen genoemd.

 

   De definitie van basisstationtypen volgens 3GPP.
Vanwege de verschillen tussen millimetergolven en andere frequentiebanden heeft 3GPP al lange tijd een reeks codes gedefinieerd om de expressie en testmethoden van verschillende soorten basisstationvermogen te onderscheiden.

Op het eerste gezicht betekent "BS" in de code het basisstation, en "type" verwijst ongetwijfeld naar het type. De algemene betekenis van deze reeks codes is dus het type basisstation: 1-C, 1-H, 1-O, 2-O.
De getallen 1 en 2 vertegenwoordigen verschillende frequentiebanden. 1 staat voor FR1, de Sub6G-frequentieband, en 2 staat voor FR2, de millimetergolffrequentieband.Wat overblijft is het laatste stukje van de kerncode, waarbij C staat voor Conduct, wat betekent dat traditionele RRU-tests het zendvermogen via kabelverbindingen kunnen testen.H staat voor Hybrid, wat gemengd betekent. Dat wil zeggen dat bij een AAU voor middelhoge frequenties (2600M of 3500M) de antenne kan worden verwijderd en het vermogen kan worden getest zoals bij een gewone RRU, maar dat de antenne moet worden geïnstalleerd om andere indicatoren te testen.O staat voor Over the Air of OTA, wat de millimetergolf AAU-methode is. RF en antenne zijn onlosmakelijk met elkaar verbonden en alle indicatoren (de belangrijkste is EIRP) kunnen alleen via luchtpropagatie worden getest.

 

Laten we tot slot terugkeren naar de oorspronkelijke vraag: hoe hoog is het zendvermogen van een millimetergolf-AAU?In werkelijkheid is het zendvermogen van de eindversterker in de millimetergolf erg klein. De antenne-array-versterker (AAU) van een macrostation heeft doorgaans een vermogen van ongeveer 2 watt (33 dBm). Wanneer we de antenne-array-versterking, de beamforming-versterking, enzovoort, hierbij optellen, bereikt het externe EIRP (equivalent isotropisch uitgestraald vermogen) 65 dBm.
Deze 2 watt kan echter niet worden getest, kan niet extern worden gereflecteerd en heeft geen weergave-indicatie. Daarom weerspiegelt het zendvermogen van de millimetergolf alleen de EIRP.
Oké, dat was het voor dit onderwerp. Ik hoop dat het voor iedereen nuttig is geweest.