5G毫米波發(fā)射功率究竟有多大？

移動通信要解決的，無外乎是覆蓋和容量。為了解決好這倆難題，5G是海納百川，用上了各種頻段來取長補(bǔ)短。本期蜉蝣君要和大家一起探討的，正是實現(xiàn)覆蓋和容量這兩者的基礎(chǔ)：不同頻段設(shè)備發(fā)射功率的表達(dá)。

毫米波的發(fā)射功率竟然用EIRP？發(fā)射功率，難道不是用瓦特來表示嗎？下面請幾位選手宏站發(fā)言（以宏站為例）。

700M：我的頻率低，是解決覆蓋的好手，采用4T4R的RRU，發(fā)射功率4x40=160瓦！

2100M：我的頻率不高不低，覆蓋和容量都拿手，也采用4T4R的RRU，發(fā)射功率4x60=240瓦！3500M：我的頻率稍微高了些，覆蓋差點但帶寬大，容量高！我采用64T64R的AAU，發(fā)射功率320瓦！

毫米波：我叫高頻，覆蓋雖弱但帶寬超大，容量超高！我采用4T4R的AAU，內(nèi)含768天線，EIRP為65dBm！嗯？這位新同學(xué)，你很是新潮啊，發(fā)射功率就是發(fā)射功率，用EIRP是什么鬼？65dBm這個值我們還是懂的，給你換算成瓦吧。65dBm = 3162瓦！怪不得大家都要說5G基站費(fèi)電了，原來毫米波AAU的發(fā)射功率這么高！

為什么用EIRP？毫米波：大家莫怪，EIRP的全稱是Effective Isotropic Radiated Power，又叫等效全向輻射功率，你們也都是有這個指標(biāo)的，只是不常用而已。發(fā)射信號必然會用到天線，一般的天線并不是向四周均勻發(fā)射，而是把能量定向集中在主瓣方向。

EIRP，就是表示在天線主瓣方向的信號強(qiáng)度，等效于多大功率的點源天線。點源天線就是一個假想的點狀的天線，會把信號源源不斷地向四周均勻散播，也叫各向同性天線。

如下圖所示，那個綠色的球，就表示點源天線把信號向各個方向均勻發(fā)射，而中間那個柱狀物，就表示定向天線發(fā)射把信號集中在一個方向發(fā)射。

由此可見，只需較小的功率，定向天線就能把信號發(fā)射地跟點源天線一樣遠(yuǎn)。因此，EIRP的值雖然看著大，實際上發(fā)射的功率并不大。

700M/2100M/3500M：且慢，我們說的是RRU或者AAU的發(fā)射功率，你說的好像就是天線的增益啊，這個我們懂，單位是dBi，跟EIRP有什么關(guān)系？

毫米波：且看下圖，你們就明白了！

天線的增益dBi這個單位，指的是天線主瓣的信號，比同功率的點源天線強(qiáng)多少倍。但這是個相對值，并且天線不接RRU的話，也沒法發(fā)射信號，多大功率更是無從談起。

要看發(fā)射多少功率，就得把RRU考慮進(jìn)來，結(jié)果大概就是這樣的：RRU發(fā)射功率是 x dBm，天線在主瓣方向的集中度是 y dBi，綜合起來相當(dāng)于 x + y dBm的點源天線！

也就是說，EIRP = RRU發(fā)射功率 + 天線增益。

現(xiàn)在問題已經(jīng)很清楚了，對于傳統(tǒng)RRU來說，它自身又沒有接天線，所以只能用發(fā)射功率來衡量，習(xí)慣上用多少瓦來表示。

比如前面的，700M RRU有4個端口，每個端口的發(fā)射功率最大40瓦，我們就說這個RRU的發(fā)射功率是4x40瓦。

對于中頻（2600M或者3500M）的AAU來說，設(shè)備雖然是RRU跟天線合體的，但天線能拆下來，后面的射頻接口的發(fā)射功率也能測量，因此發(fā)射功率用瓦來表示也沒毛病，把天線的增益分開說也行。

但毫米波就不同了，它的頻段高波長小，因此天線尺寸非常小，一個AAU內(nèi)部能塞下768個，甚至1024個天線，每個天線跟背后的功放單元都被波束賦形芯片集成在一起了，完全沒法分開。

因此，毫米波AAU就只能通過空中傳播來測試從天線發(fā)射出來的信號強(qiáng)度，當(dāng)然就只能用EIRP來表示了。這種測試方法也順理成章地叫做OTA（Over The Air）測試。

3GPP對基站類型的定義

由于毫米波和其他頻段的差異，3GPP早就定義了一串代碼，用來區(qū)分不同類型基站功率的表達(dá)和測試方式。

粗略一看，里面的“BS”表示基站，“type”則毫無疑問是類型的意思。因此這串代碼大體的含義是基站類型：1-C，1-H，1-O，2-O。

后面的1和2則代表不同的頻段。1代表FR1，也就是Sub6G頻段，2代表FR2，也就是毫米波頻段。

剩下的就是最后一位的核心代碼，其中C代表Conduct，意為傳導(dǎo)，也就是傳統(tǒng)RRU測試可以通過線纜連接來進(jìn)行發(fā)射功率的測試。

H代表Hybrid，意為混合的，也就是中頻（2600M或3500M）的AAU既可以把天線拆下來，像普通RRU一樣測試功率，也要把天線裝上，測試其他指標(biāo)。

O則代表Over the air或者OTA，就是毫米波AAU的方式了，射頻和天線密不可分，只能通過空中傳播來測試所有指標(biāo)（最重要的就是EIRP）。

最后，我們再回到最初的問題，毫米波AAU的發(fā)射功率到底有多大？

其實毫米波內(nèi)部的功放發(fā)射功率很小，宏站AAU一般是2瓦（33dBm）左右，再加天線陣列增益，波束賦形增益等，對外表現(xiàn)的EIRP（等效全向輻射功率）就達(dá)到了65dBm。

但這個2瓦沒法測試，對外無法體現(xiàn)，也沒有展示意義，因此毫米波的發(fā)射功率只體現(xiàn)EIRP。

好了，本期的內(nèi)容就到這里，希望對大家有所幫助。

編輯：jq