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5G em ondas milimétricas: qual é a potência de transmissão?

2021-12-28 511

O que as comunicações móveis precisam resolver nada mais é do que cobertura e capacidade. Para solucionar esses dois problemas, o 5G é aberto a todas as regiões e utiliza diversas faixas de frequência para aprender com os pontos fortes de cada uma.
O que a Mayfly deseja discutir com vocês nesta edição é a base para alcançar tanto cobertura quanto capacidade: a expressão da potência de transmissão dos equipamentos em diferentes faixas de frequência.

   A EIRP é usada para medir a potência de transmissão em ondas milimétricas?
A potência de transmissão não é expressa em watts? Agora, vamos convidar vários participantes para discursar na Macro Station (tomando a Macro Station como exemplo).700MMinha frequência é baixa e sou bom em resolver problemas de cobertura. Uso uma RRU 4T4R com uma potência de transmissão de 4x40=160 watts!2100MMinha frequência não é alta nem baixa, e tenho boa cobertura e capacidade. Também uso uma RRU 4T4R com potência de transmissão de 4x60=240 watts!
3500MMinha frequência é um pouco mais alta e a cobertura é ruim, mas a largura de banda e a capacidade são altas! Eu uso uma antena AAU 64T64R com potência de transmissão de 320 watts!onda milimetradaMeu nome é High Frequency. Embora a cobertura seja fraca, a largura de banda é enorme e a capacidade é altíssima! Eu uso um AAU 4T4R, que contém uma antena 768, e o EIRP é de 65dBm!Hum? Esse seu colega novo é muito moderno. Potência de transmissão é potência de transmissão. Que diabos é EIRP? A gente ainda entende o valor de 65 dBm, deixa eu converter para watts pra você.65dBm = 3162瓦!
Não é à toa que todos dizem que as estações base 5G consomem muita eletricidade. Acontece que a potência de transmissão de ondas milimétricas da AAU é realmente muito alta!

     为什么用EIRP?
onda milimetradaNão se surpreendam, pessoal. O nome completo de EIRP é Potência Isotrópica Radiada Efetiva, também chamada de potência isotrópica radiada equivalente. Vocês também têm esse indicador, mas ele simplesmente não é usado com frequência.
As antenas são necessárias para transmitir sinais. Geralmente, as antenas não transmitem uniformemente, mas concentram a energia na direção do lóbulo principal.O EIRP representa a intensidade do sinal na direção do lóbulo principal da antena, o que equivale à potência de uma antena de fonte pontual.
Uma antena de fonte pontual é uma antena imaginária em forma de ponto que espalha sinais de forma contínua e uniforme. Também é chamada de antena isotrópica.

 
 
 

Conforme ilustrado na figura abaixo, a esfera verde representa que a antena de fonte pontual transmite o sinal uniformemente em todas as direções, enquanto a coluna central indica que a antena direcional transmite o sinal concentrado em uma única direção.  

Pode-se observar que, com menor potência, as antenas direcionais conseguem transmitir sinais a distâncias tão longas quanto as antenas de fonte pontual. Portanto, embora o valor da PIRE (Potência Isotrópica Radiada Equivalente) pareça alto, a potência emitida real não é tão grande.
700M/2100M/3500MEspere um minuto, estamos falando da potência de transmissão da RRU ou da AAU. Você parece estar falando do ganho da antena. Entendemos isso. A unidade é dBi. O que isso tem a ver com EIRP?onda milimetradaDê uma olhada na imagem abaixo e você entenderá!


A unidade de ganho de antena (dBi) refere-se a quantas vezes o sinal do lóbulo principal da antena é mais forte do que o de uma antena pontual de mesma potência. No entanto, esse é um valor relativo, e se a antena não estiver conectada à RRU (Unidade de Resposta Rápida), ela não será capaz de transmitir sinais, sendo impossível determinar quanta potência ela terá.
Para determinar quanta potência é transmitida, é preciso levar em consideração a RRU (Unidade de Resposta Rápida). O resultado é aproximadamente o seguinte: a potência de transmissão da RRU é x dBm, e a concentração da antena na direção do lóbulo principal é y dBi. Juntas, elas equivalem a uma antena de fonte pontual de x + y dBm!Quer dizer,EIRP = potência de transmissão RRU + ganho da antena.
Agora o problema está muito claro. Para RRUs tradicionais, não há antena própria, então a medição só pode ser feita pela potência de transmissão, que normalmente é expressa em watts.

 

Por exemplo, a RRU de 700M possui 4 portas, e a potência máxima de transmissão de cada porta é de 40 watts. Digamos que a potência de transmissão dessa RRU seja de 4 x 40 watts.
Para AAUs de média frequência (2600M ou 3500M), embora o equipamento seja uma combinação de RRU e antena, a antena pode ser removida e a potência de transmissão da interface de radiofrequência traseira também pode ser medida. Portanto, não há problema em expressar a potência de transmissão em watts. Também é aceitável separar o ganho da antena.

 

Mas as ondas milimétricas são diferentes. Sua faixa de frequência é alta e o comprimento de onda é pequeno, portanto o tamanho da antena é muito pequeno. Uma AAU pode acomodar 768 ou até mesmo 1024 antenas. Cada antena e a unidade amplificadora de potência atrás dela são integradas pelo chip de formação de feixe e não podem ser separadas de forma alguma.

Portanto, o teste de ondas milimétricas AAU só pode medir a intensidade do sinal emitido pela antena através da propagação pelo ar, e, obviamente, essa intensidade só pode ser expressa em EIRP (Potência Isotrópica Radiada Equivalente). Esse método de teste também é conhecido como teste OTA (Over The Air).

 

   Definição de tipos de estação base do 3GPP
Devido às diferenças entre ondas milimétricas e outras faixas de frequência, o 3GPP definiu há muito tempo uma série de códigos para distinguir a expressão e os métodos de teste de diferentes tipos de potência de estação base.

À primeira vista, o "BS" dentro indica a estação base, e o "type" indica o tipo. Portanto, o significado geral dessa sequência de códigos é o tipo de estação base: 1-C, 1-H, 1-O, 2-O.
Os números 1 e 2 representam diferentes faixas de frequência. 1 representa FR1, que é a faixa de frequência Sub6G, e 2 representa FR2, que é a faixa de frequência de ondas milimétricas.O que resta é a última parte do código principal, onde C significa Condução, o que quer dizer que os testes tradicionais de RRU podem testar a potência de transmissão através de conexões de cabo.H significa Híbrido, que quer dizer misto, ou seja, para AAU de frequência média (2600M ou 3500M), a antena pode ser removida e a potência testada como em uma RRU comum, e a antena deve ser instalada para testar outros indicadores.O "O" significa Over the Air ou OTA, que é o método AAU de ondas milimétricas. RF e antena são inseparáveis, e todos os indicadores (o mais importante é o EIRP) só podem ser testados por meio de propagação aérea.

 

Finalmente, voltemos à pergunta original: qual é a potência de transmissão de uma AAU de ondas milimétricas?Na verdade, a potência de transmissão do amplificador de potência dentro da faixa de ondas milimétricas é muito pequena. A potência de saída de uma macroestação é geralmente de cerca de 2 watts (33 dBm). Somando-se o ganho do conjunto de antenas, o ganho de formação de feixe, etc., a potência isotrópica irradiada equivalente (EIRP) externa atinge 65 dBm.
No entanto, esses 2 watts não podem ser testados, não podem ser refletidos externamente e não têm significado visual, portanto, a potência de transmissão de ondas milimétricas reflete apenas a EIRP (Potência Isotrópica Radiada Equivalente).
Ok, por hoje é só, espero que seja útil para todos.