技術(shù)分析:運(yùn)營(yíng)商3G網(wǎng)絡(luò)輻射情況對(duì)比解析

　　【手機(jī)評(píng)測(cè)】要說3G網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)今國(guó)內(nèi)的三大運(yùn)營(yíng)商均采取不同的3G網(wǎng)絡(luò)制式，中國(guó)移動(dòng)為TD-SCDMA，中國(guó)聯(lián)通為WCDMA，中國(guó)電信為CDMA2000，三種制式均是基于CDMA技術(shù)。而中國(guó)移動(dòng)與中國(guó)聯(lián)通2G時(shí)代以GSM網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，而中國(guó)電信則為CDMA（1X）。一直以來，手機(jī)輻射都是人們的關(guān)注所在，雖然人們知道過強(qiáng)的輻射會(huì)危害健康，但是手機(jī)輻射是怎樣的一個(gè)情況？不同網(wǎng)絡(luò)制式的輻射的差異如何？接下來一起來了解。

技術(shù)分析:運(yùn)營(yíng)商3G網(wǎng)絡(luò)輻射情況對(duì)比解析

GSM/CDMA發(fā)射功率要求

　　首先我們需要看看2G網(wǎng)絡(luò)下，GSM與CDMA網(wǎng)絡(luò)的發(fā)射功率差異，了解它們的各自輻射狀況，進(jìn)而再進(jìn)一步延伸到3G網(wǎng)絡(luò)中。從CDMA和GSM相關(guān)技術(shù)規(guī)范對(duì)手機(jī)發(fā)射功率的要求中可以知道，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），低頻段的最大發(fā)射功率更高。同時(shí)規(guī)范要求，對(duì)于GSM900和1800頻段，通信過程中手機(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CDMA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)射功率沒有要求。因此CDMA網(wǎng)絡(luò)所規(guī)范的最大發(fā)射功率要小于GSM網(wǎng)絡(luò)。

CDMA/GSM發(fā)射功率比較

　　當(dāng)然，規(guī)范中只是理論的數(shù)值，實(shí)際通信的過程中，手機(jī)的實(shí)際發(fā)射功率還要取決于當(dāng)時(shí)的環(huán)境，包括基站密度、信號(hào)強(qiáng)度、系統(tǒng)對(duì)通信質(zhì)量要求等等。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， 所以對(duì)解擴(kuò)前信號(hào)的等效載干比的要求小于-14dB(CDMA系統(tǒng)通常要解擴(kuò)后信號(hào)的 值為7dB左右），因此CDMA只需更小的信號(hào)發(fā)射便可以維持較高的通信質(zhì)量，這也是為什么CDMA基站密度較弱的原因之一。

電話周圍形成輻射磁場(chǎng)

　　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。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)制是不同的。對(duì)于GSM系統(tǒng)，手機(jī)在隨機(jī)接入階段沒有進(jìn)入專用模式以前，是沒有功率控制的，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)沒有得到基站的應(yīng)答信息，手機(jī)會(huì)加大發(fā)射功率，發(fā)送第二個(gè)Access Probe，如果在規(guī)定時(shí)間內(nèi)還沒有得到基站的應(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。

　　CDMA系統(tǒng)具有獨(dú)特的技術(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)算的改善等，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)射功耗要小。由于且GSM手機(jī)在接入過程中以最大的功率發(fā)射，在通話過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)制和快速的反向功率控制，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 ABSORPTION RATE），它指的是人體單位質(zhì)量吸收的射頻功率。

　　其中σ是人體組織的電導(dǎo)率，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)。如果要求某一器官吸收的射頻功率，則可由積分關(guān)系得出，M是器官的質(zhì)量，該器官也可指整個(gè)人體。

　　由于手機(jī)在通話時(shí)靠近人的腦部（不帶耳機(jī)），手機(jī)輻射天線與人腦的距離通常小于15cm。人腦處于天線輻射的近場(chǎng)，由于人體組織結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，理論上計(jì)算天線輻射功率與人體內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)分布的關(guān)系非常困難。但根據(jù)電磁場(chǎng)理論，有一點(diǎn)是可以肯定的，在天線結(jié)構(gòu)以及手機(jī)和人體相對(duì)位置一定的情況下，天線輸入功率越大，在人體內(nèi)形成的電場(chǎng)強(qiáng)度越高，人體吸收的射頻輻射功率越大。目前測(cè)量SAR值一個(gè)重要方法是使用人體組織等效模型，利用探頭來測(cè)量受射頻輻射的人體內(nèi)的實(shí)際場(chǎng)強(qiáng)值。

　　手機(jī)輻射屬于人不能控制射頻源的非控制輻射。需要說明的是，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。

　　不過我們不能因?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。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。

　　此外，目前廣泛采用的SAR標(biāo)準(zhǔn)可能不能夠全面反應(yīng)手機(jī)輻射對(duì)人體的影響。因?yàn)樵摌?biāo)準(zhǔn)是根據(jù)電磁輻射對(duì)人體的熱效應(yīng)制定的。事實(shí)上，電磁波，特別是低頻脈沖電磁波對(duì)人體輻射的非熱效應(yīng)也日益引起人們的關(guān)注。GSM手機(jī)發(fā)射產(chǎn)生的低頻脈沖電磁波已經(jīng)影響到精密醫(yī)療設(shè)備、助聽設(shè)備的正常使用，是否對(duì)人體也有害目前尚無定論。因此為避免GSM手機(jī)的缺陷，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)（以CDMA技術(shù)為技術(shù)）的終端設(shè)備發(fā)射的將都是跟CDMA手機(jī)一樣采用連續(xù)的無線電波而非脈沖電波。