5G手機的發射功率 到底能有多大？
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文/蜉蝣采采
來源：無線深海（ID:wuxian_shenhai）
隨著5G網絡的建設，5G基站成本高，尤其是能耗大的問題已廣為人知。
以中國移動為例，為了下行支持高速率，其2.6GHz的射頻模塊就要求64通道，最大320瓦發射功率。
而與基站通信的5G手機，由于和人體的接觸過于密切，“輻射危害”的底線必須嚴防死守，因此只能戴著鐐銬起舞，發射功率嚴格受限。
4G手機的發射功率，就被協議限制為最大23dBm（0.2瓦），這個功率雖說不大，但4G的主流頻段（FDD 1800MHz）頻率較低，傳播損耗相對較小，用起來倒也問題不大。
5G的情況就復雜一些。
首先，5G主流的頻段是3.5GHz，頻率較高，傳播路損大，穿透能力差，同時手機能力弱，發射功率小，因此上行容易成為系統瓶頸。
再者，5G以TDD模式為主，上下行是分時發送的。一般情況下，為了保證下行容量，分給上行的時隙較少，約占30%左右。也就是說，TDD模式下的5G手機僅有30%的時間發送數據，這就進一步降低了平均發射功率。
并且，5G的部署模式靈活，組網復雜。
在NSA模式下，5G和4G通過雙連接的方式同時發送數據，一般5G為TDD模式，4G為FDD模式，如此一來，手機的發射功率應該為多大？
在SA模式下，5G不但能以TDD或者FDD單載波發射，還可以把這兩種模式的載波聚合起來，和NSA的情況類似，手機就要在兩個不同頻段，TDD和FDD兩種模式下同時發送數據，發射功率應該為多大呢？
另外，如果是5G的兩個TDD載波聚合，手機發射功率又應該多大呢？
3GPP考慮地很周到，為終端定義了多個功率等級。
在Sub6G頻譜上，功率等級3，大小為23dBm；功率等級2，大小為26dBm；功率等級1，理論上功率更大，目前還沒有定義。
毫米波頻段因頻率高，傳播特性和Sub6G不同，使用場景更多考慮固定接入或者非手機使用，標準為毫米波定義了4個功率等級，且對于輻射的指標限制較寬。
目前5G商用以Sub6G頻段下的手機eMBB業務為主，下文將主要聚焦于此場景，針對主流的5G頻段（如FDD n1，n3，n8等，TDD n41，n77，n78等），分六種類型來描述。
1.5G FDD （SA模式）：最大發射功率為等級3，即23dBm；
2.5G TDD（SA模式）：最大發射功率為等級2，即26dBm；
3.5G FDD + 5G TDD CA（SA模式）：最大發射功率為等級3，即23dBm；
4.5G TDD + 5G TDD CA（SA模式）：最大發射功率為等級3，即23dBm；
5.4G FDD + 5G TDD DC（NSA模式）：最大發射功率為等級3，即23dBm；
6.4G TDD + 5G TDD DC（NSA模式）：R15定義的最大發射功率為等級3，即23dBm，R16版本可支持的最大發射功率為等級2，即26dBm。
通過上述6種類型，我們可以看出以下特點：只要手機的工作模式出現FDD，則最大發射功率只能為23dBm，而在獨立組網TDD模式下，或者非獨立組網4G和5G都是TDD模式時，最大發射功率可以放寬到26dBm。
那么，協議為什么對TDD如此關愛？
眾所周知，無線通信對人體所造成的電磁輻射是否有害，業界一直眾說紛紜，但為了安全起見，手機發射功率必須嚴格限制。
目前，各個國家和組織制定了相關的電磁輻射暴露健康標準，將手機的輻射嚴格限制在一個很小的范圍內。只要手機遵守這些標準，就可以認為是安全的。
這些健康標準都指向了一個指標：SAR，專門用于手機等便攜通信設備近場輻射對人體健康影響。
SAR的全稱是Specific Absorption Ratio，中文意為“比吸收率”。其定義為“人體的一部分組織，平均一秒鐘時間會吸收多少手機發出的電磁波能量”，單位為W/kg。
中國的國標借鑒了歐洲的標準，明確規定：“任意10克生物組織、任意連續6分鐘內的平均比吸收率（SAR）值不得超過2.0W/kg”。
也就是說，這些標準評估的是一段時間內手機產生電磁輻射的平均值，短時間功率內高一點，但只要平均值不超標就問題不大。
如果在TDD模式和FDD模式最大發射功率均為23dBm，但FDD模式的手機是一直在發射功率的，而TDD模式的手機一般只有30%的時間發射功率，因此TDD的總體發射功率要比FDD小約5dB。
因此，給TDD模式的發射功率補償3dB ，正是在滿足SAR標準的前提下，拉齊TDD和FDD之間的差異，它們最終平均下來的發射功率都可達到23dBm。
5G手機的發射功率到底有多大？看到這里，相信已經有了答案。
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