5G手机的发射功率，到底能有多大

来源：RF技术社区

本文来自Qorvo半导体

随着 5G 网络的建设，5G 基站成本高，尤其是能耗大的问题已广为人知。

以中国移动为例，为了下行支持高速率，其 2.6GHz 的射频模块就要求 64 通道，最大 320 瓦发射功率。

而与基站通信的 5G 手机，由于和人体的接触过于密切，「辐射危害」的底线必须严防死守，因此只能戴着镣铐起舞，发射功率严格受限。

4G 手机的发射功率，就被协议限制为最大 23dBm（0.2 瓦），这个功率虽说不大，但 4G 的主流频段（FDD 1800MHz）频率较低，传播损耗相对较小，用起来倒也问题不大。

5G 的情况就复杂一些。

首先，5G 主流的频段是 3.5GHz，频率较高，传播路损大，穿透能力差，同时手机能力弱，发射功率小，因此上行容易成为系统瓶颈。

再者，5G 以 TDD 模式为主，上下行是分时发送的。一般情况下，为了保证下行容量，分给上行的时隙较少，约占 30% 左右。也就是说，TDD 模式下的 5G 手机仅有 30% 的时间发送数据，这就进一步降低了平均发射功率。

并且，5G 的部署模式灵活，组网复杂。

在 NSA 模式下，5G 和 4G 通过双连接的方式同时发送数据，一般 5G 为 TDD 模式，4G 为 FDD 模式，如此一来，手机的发射功率应该为多大？

在 SA 模式下，5G 不但能以 TDD 或者 FDD 单载波发射，还可以把这两种模式的载波聚合起来，和 NSA 的情况类似，手机就要在两个不同频段，TDD 和 FDD 两种模式下同时发送数据，发射功率应该为多大呢？

另外，如果是 5G 的两个 TDD 载波聚合，手机发射功率又应该多大呢？

3GPP 考虑地很周到，为终端定义了多个功率等级。

在 Sub6G 频谱上，功率等级 3，大小为 23dBm；功率等级 2，大小为 26dBm；功率等级 1，理论上功率更大，目前还没有定义。

毫米波频段因频率高，传播特性和 Sub6G 不同，使用场景更多考虑固定接入或者非手机使用，标准为毫米波定义了 4 个功率等级，且对于辐射的指标限制较宽。

目前 5G 商用以 Sub6G 频段下的手机 eMBB 业务为主，下文将主要聚焦于此场景，针对主流的 5G 频段（如 FDD n1，n3，n8 等，TDD n41，n77，n78 等），分六种类型来描述。

5G FDD （SA 模式）：最大发射功率为等级 3，即 23dBm；

5G TDD（SA 模式）：最大发射功率为等级 2，即 26dBm；

5G FDD + 5G TDD CA（SA 模式）：最大发射功率为等级 3，即 23dBm；

5G TDD + 5G TDD CA（SA 模式）：最大发射功率为等级 3，即 23dBm；

4G FDD + 5G TDD DC（NSA 模式）：最大发射功率为等级 3，即 23dBm；

4G TDD + 5G TDD DC（NSA 模式）：R15 定义的最大发射功率为等级 3，即 23dBm，R16 版本可支持的最大发射功率为等级 2，即 26dBm。

通过上述 6 种类型，我们可以看出以下特点：只要手机的工作模式出现 FDD，则最大发射功率只能为 23dBm，而在独立组网 TDD 模式下，或者非独立组网 4G 和 5G 都是 TDD

模式时，最大发射功率可以放宽到 26dBm。

那么，协议为什么对 TDD 如此关爱？

众所周知，无线通信对人体所造成的电磁辐射是否有害，业界一直众说纷纭，但为了安全起见，手机发射功率必须严格限制。

目前，各个国家和组织制定了相关的电磁辐射暴露健康标准，将手机的辐射严格限制在一个很小的范围内。只要手机遵守这些标准，就可以认为是安全的。

这些健康标准都指向了一个指标：SAR，专门用于手机等便携通信设备近场辐射对人体健康影响。

SAR 的全称是 Specific Absorption Ratio，中文意为「比吸收率」。其定义为「人体的一部分组织，平均一秒钟时间会吸收多少手机发出的电磁波能量」，单位为 W/kg。

中国的国标借鉴了欧洲的标准，明确规定：「任意 10 克生物组织、任意连续 6 分钟内的平均比吸收率（SAR）值不得超过 2.0W/kg」。

也就是说，这些标准评估的是一段时间内手机产生电磁辐射的平均值，短时间功率内高一点，但只要平均值不超标就问题不大。

如果在 TDD 模式和 FDD 模式最大发射功率均为 23dBm，但 FDD 模式的手机是一直在发射功率的，而 TDD 模式的手机一般只有 30% 的时间发射功率，因此 TDD 的总体发射功率要比 FDD 小约 5dB。

因此，给 TDD 模式的发射功率补偿 3dB ，正是在满足 SAR 标准的前提下，拉齐 TDD 和 FDD 之间的差异，它们最终平均下来的发射功率都可达到 23dBm。

5G 手机的发射功率到底有多大？看到这里，相信已经有了答案。

审核编辑黄昊宇