CDMA和GSM系統(tǒng)對(duì)手機(jī)發(fā)射功率要求比較

我們先來(lái)了解一下CDMA和GSM相關(guān)技術(shù)規(guī)范對(duì)手機(jī)發(fā)射功率的要求。目前普遍使用的GSM手機(jī)900MHz頻段最大發(fā)射功率為2W（33dBm),1800MHz頻段最大發(fā)射功率為1W（30dBm），同時(shí)規(guī)范要求，對(duì)于GSM900和1800頻段，通信過(guò)程中手機(jī)最小發(fā)射功率分別不能低于5dBm和0dBm。CDMA IS-95A規(guī)范對(duì)手機(jī)最大發(fā)射功率要求為0.2W-1W（23dBm-30dBm），實(shí)際上目前網(wǎng)絡(luò)上允許手機(jī)的最大發(fā)射功率為23dBm（0.2W），規(guī)范對(duì)CDMA手機(jī)最小發(fā)射功率沒(méi)有要求。

在實(shí)際通信過(guò)程中，在某個(gè)時(shí)刻某個(gè)地點(diǎn)，手機(jī)的實(shí)際發(fā)射功率取決于環(huán)境，系統(tǒng)對(duì)通信質(zhì)量的要求，語(yǔ)音激活等諸多因素，實(shí)際上就是取決于系統(tǒng)的鏈路預(yù)算。在通常的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和規(guī)劃中，對(duì)于基本相同的誤幀率要求，GSM系統(tǒng)要求到達(dá)基站的手機(jī)信號(hào)的載干比通常為9dB左右，由于CDMA系統(tǒng)采用擴(kuò)頻技術(shù)，擴(kuò)頻增益對(duì)全速率編碼的增益為21dB，（對(duì)其他低速率編碼的增益更大），所以對(duì)解擴(kuò)前信號(hào)的等效載干比的要求小于-14dB！。

我們?cè)賮?lái)比較一下GSM和CDMA手機(jī)發(fā)射功率的初始值的取定及功率控制機(jī)制。手機(jī)與系統(tǒng)的通信可分為兩個(gè)階段，一是接入階段，二是話務(wù)通信階段。對(duì)于GSM系統(tǒng)，手機(jī)在隨機(jī)接入階段沒(méi)有進(jìn)入專用模式以前，是沒(méi)有功率控制的，為保證接入成功，手機(jī)以系統(tǒng)能允許的最大功率發(fā)射（通常是手機(jī)的最大發(fā)射功率）。在分配專用信道（SDCCH或TCH）后，手機(jī)會(huì)根據(jù)基站的指令調(diào)整手機(jī)的發(fā)射功率，調(diào)整的步長(zhǎng)通常為2dB。調(diào)整的頻率為60ms一次。

對(duì)于CDMA系統(tǒng)，在隨機(jī)接入狀態(tài)下，手機(jī)會(huì)根據(jù)接收到的基站信號(hào)電平估計(jì)一個(gè)較小的值作為手機(jī)的初始發(fā)射功率，發(fā)送第一個(gè)Access Probe,如果在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)還沒(méi)有得到基站的應(yīng)答信息，手機(jī)會(huì)再加大發(fā)射功率。這個(gè)過(guò)程重復(fù)下去，直到收到基站的應(yīng)答或者到達(dá)設(shè)定的最多嘗試次數(shù)為止。在通話狀態(tài)下，每1.25ms基站會(huì)向手機(jī)發(fā)送一個(gè)功率控制命令信息，命令手機(jī)增大或減少發(fā)射功率，步長(zhǎng)為1dB。
由上面的比較可以看出，總體而言，考慮到CDMA系統(tǒng)其他獨(dú)有的技術(shù)，如軟切換，RAKE接收機(jī)對(duì)多徑的分集作用，強(qiáng)有力的前向糾錯(cuò)算法對(duì)對(duì)上行鏈路預(yù)算的改善，CDMA系統(tǒng)對(duì)手機(jī)的發(fā)射功率的要求比GSM系統(tǒng)對(duì)手機(jī)發(fā)射功的要求要小得多，而且GSM手機(jī)在接入過(guò)程中以最大的功率發(fā)射，在通話過(guò)程中功率控制速度較慢，所以手機(jī)以大功率發(fā)射的機(jī)率較大；而CDMA手機(jī)獨(dú)特的隨機(jī)接入機(jī)制和快速的反向控制，可以使手機(jī)平均發(fā)射功率維持在一個(gè)較低的水平。

手機(jī)安全輻射標(biāo)準(zhǔn)與手機(jī)發(fā)射功率

手機(jī)輻射對(duì)人體的影響尚在不斷的觀察與研究之中，國(guó)外有大量相互矛盾的研究報(bào)告，目前尚未有全面的科學(xué)的結(jié)論。目前國(guó)際上（包括美國(guó)FCC，NCRP，歐洲的CENEIEC）普遍采用的標(biāo)準(zhǔn)是SAR值（SPECIFIC ABSORPTIOM RATE），它指的是人體單位質(zhì)量吸收的射頻功率�？杀硎緸�:
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其中σ是人體組織的電導(dǎo)率，ρ為人體組織的密度，.E為人體組織內(nèi)因受電磁輻射產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)。這三個(gè)參數(shù)都是人體位置的函數(shù)。

SAR的準(zhǔn)確定義：給定物質(zhì)密度（ρ）下的一體積單元（dV）中單位物質(zhì)（dm）吸收（耗損）的單位電磁能量（dW）相對(duì)于時(shí)間的導(dǎo)數(shù)。
Ei為細(xì)胞組織中的電場(chǎng)強(qiáng)度有效值，以V/m表示；
　　σ為人體組織的電導(dǎo)率，以S/m表示；
　　ρ為人體組織密度，以kg/m3表示；
　　Ci為人體組織的熱容量，以J/kg表示
　　T為組織細(xì)胞的起始溫度時(shí)間導(dǎo)數(shù)，以K /s表示

SAR值一般指手機(jī)產(chǎn)品中電磁波所產(chǎn)生的熱能，它是對(duì)人體產(chǎn)生影響的衡量數(shù)據(jù)，單位是W/Kg（瓦/公斤）。 目前美國(guó)聯(lián)邦傳播委員會(huì)（FCC）所公布行動(dòng)電話的安全標(biāo)準(zhǔn)值為1.6，因此只要行動(dòng)電話的SAR值在1.6以下，都是在安全標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的產(chǎn)品。 目前美國(guó)聯(lián)邦傳播委員會(huì)（FCC）所公布行動(dòng)電話的安全標(biāo)準(zhǔn)值為1.6，因此只要行動(dòng)電話的SAR值在1.6以下，都是在安全標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的產(chǎn)品。 SAR值表示行動(dòng)電話的熱能會(huì)對(duì)人體會(huì)造成多少影響，數(shù)值越大，表示對(duì)人體的影響越大；反之則影響較小。 SAR值表示行動(dòng)電話的熱能會(huì)對(duì)人體會(huì)造成多少影響，數(shù)值越大，表示對(duì)人體的影響越大；反之則影響較小。

　　關(guān)于手機(jī)對(duì)人體的輻射SAR(Specific Absorption Rate，電磁波能量吸收比)，美國(guó)和歐洲已經(jīng)有了規(guī)定，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)為1.6 W/kg(1克)，歐洲標(biāo)準(zhǔn)為2.0 W/kg(10克)

　　國(guó)際科學(xué)界用“SAR”值來(lái)對(duì)手機(jī)輻射進(jìn)行量化和測(cè)量。對(duì)于測(cè)量手機(jī)產(chǎn)品的“SAR”，通俗地講，就是測(cè)量手機(jī)輻射對(duì)人體的影響是否符合標(biāo)準(zhǔn)。目前國(guó)際通用的標(biāo)準(zhǔn)為：以6分鐘計(jì)時(shí)，每公斤腦組織吸收的電磁輻射能量不得超過(guò)2瓦。這一標(biāo)準(zhǔn)作為國(guó)際業(yè)界的通用標(biāo)準(zhǔn)

需要特別指出的是，目前進(jìn)行的手機(jī)SAR測(cè)試得到的結(jié)果，均是在手機(jī)以最大發(fā)射功率和全速率的情況下得到的。CDMA手機(jī)最大發(fā)射功率為0.2W,GSM手機(jī)最大發(fā)射功率為2W，但GSM手機(jī)只在1/8的時(shí)間發(fā)射，而SAR值的測(cè)定是一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)間的平均，因此，GSM手機(jī)和CDMA手機(jī)在這種情況下的SAR值相近是不足為奇的。我們不能因?yàn)樵谶@種極限情況下CDMA手機(jī)和GSM手機(jī)SAR值相當(dāng)而武斷地認(rèn)為在實(shí)際的通信過(guò)程中CDMA手機(jī)和GSM手機(jī)輻射也相近。因?yàn)樵趯?shí)際通信過(guò)程中，GSM手機(jī)和CDMA手機(jī)都不會(huì)總是以最大功率發(fā)射，特別是CDMA手機(jī)以全速率，最大功率發(fā)射的概率極小。從前面路測(cè)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果來(lái)看，GSM手機(jī)以大功率發(fā)射的概率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于CDMA手機(jī)大功率發(fā)射的概率，CDMA手機(jī)的平均發(fā)射功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于CDMA手機(jī)的最大發(fā)射功率，也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于GSM手機(jī)的平均發(fā)射功率，因此，在實(shí)際通信過(guò)程中的CDMA手機(jī)對(duì)人體輻射的實(shí)際SAR值將大大低于CDMA手機(jī)標(biāo)稱的SAR值，也遠(yuǎn)低于GSM手機(jī)實(shí)際的SAR值。

請(qǐng)各位C友繼續(xù)補(bǔ)充 W/TD和GSM、CDMA手機(jī)的發(fā)射功率比較

[ 本帖最后由 billow2009 于 2011-5-12 15:39 編輯 ]