TDD/FDD不同模式下，手机的发射功率能达到多少？
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。
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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。
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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。
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