




下載本文檔
版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
1、GSM與CDMA手機(jī)輻射的比較【摘要】 本文分為四部分,第一部分從CDMA和GSM的技術(shù)體制上對CDMA和GSM手機(jī)的發(fā)射功率的要求作了比較;第二部分詳細(xì)介紹了路測實驗的過程和結(jié)果;第三部分討論了目前國際上普遍采用的手機(jī)輻射標(biāo)準(zhǔn)(SAR值)與手機(jī)發(fā)射功率的關(guān)系;第四部分是全文的結(jié)論?!娟P(guān)鍵字】 無線通信 CDMA 輻射 GSM眾所周知,由于CDMA (IS-95)系統(tǒng)中采用快速的反向功率控制、軟切換、語音激活等技術(shù),以及IS-95規(guī)范對手機(jī)最大發(fā)射功率的限制,使CDMA手機(jī)在通信過程中輻射功率很小而享有“綠色手機(jī)”的美譽(yù)。但最近有一些報導(dǎo)對“綠色手機(jī)”提出了質(zhì)疑,認(rèn)為GSM手機(jī)與CDMA手機(jī)幅
2、射相當(dāng),其基本觀點是GSM手機(jī)只有八分之一的時間產(chǎn)生幅射,因此GSM手機(jī)與CDMA手機(jī)的SAR值(人體單位質(zhì)量吸收的射頻功率)大體相當(dāng)。到底GSM手機(jī)和CDMA手機(jī)輻射功率誰大誰小或相差多少,為得出實際的客觀的比較結(jié)果, 由一家國際著名的CDMA技術(shù)權(quán)威公司和國內(nèi)某知名的GSM網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化公司工程技術(shù)人員于2001年12月上旬沿北京市二環(huán)路全線進(jìn)行了CDMA和GSM現(xiàn)網(wǎng)中手機(jī)發(fā)射功率的測試。測試結(jié)果表明,在二環(huán)路上CDMA手機(jī)平均發(fā)射功率為2.4 dBm(1.72毫瓦),GSM手機(jī)平均發(fā)射功率為28.9 dBm(773毫瓦),考慮到GSM手機(jī)只在八分之一時間內(nèi)發(fā)射,GSM 手機(jī)在時間上的等效平均發(fā)
3、射功率可減少到96.63mW(19.85dBm)。由此而見,CDMA手機(jī)的平均發(fā)射功率相當(dāng)于GSM手機(jī)在時間上的等效平均發(fā)射功率的1.78%。本文分為四部分,第一部分從CDMA和GSM的技術(shù)體制上對CDMA和GSM手機(jī)的發(fā)射功率的要求作了比較;第二部分詳細(xì)介紹了路測實驗的過程和結(jié)果;第三部分討論了目前國際上普遍采用的手機(jī)輻射標(biāo)準(zhǔn)(SAR值)與手機(jī)發(fā)射功率的關(guān)系;第四部分是全文的結(jié)論。一CDMA和GSM系統(tǒng)對手機(jī)發(fā)射功率要求比較我們先來了解一下CDMA和GSM相關(guān)技術(shù)規(guī)范對手機(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
4、為1W(30dBm),同時規(guī)范要求,對于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)范對手機(jī)最大發(fā)射功率要求為0.2W-1W(23dBm-30dBm),實際上目前網(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CDMA手機(jī)最小發(fā)射功率沒有要求。在實際通信過程中,在某個時刻某個地點,手機(jī)的實際發(fā)射功率取決于環(huán)境、系統(tǒng)對通信質(zhì)量的要求、語音激活等諸多因素,實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)計和規(guī)劃中,對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)信號的載干比通常為9dB左右,由于CDMA系統(tǒng)采用擴(kuò)頻技
5、術(shù),擴(kuò)頻增益對全速率編碼的增益為21dB(對其他低速率編碼的增益更大),所以對解擴(kuò)前信號的等效載干比的要求小于 -14dB!(CDMA系統(tǒng)通常要解擴(kuò)后信號的值為7dB左右)。我們再來比較一下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)的通信可分為兩個階段,一是接入階段,二是話務(wù)通信階段。對于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)4。在分配專用信道(SDCCH或TCH)后,手機(jī)會根據(jù)基站的指令調(diào)整手機(jī)的發(fā)射功率,調(diào)整的步長通常為2dB。調(diào)整的頻率為60ms一次。對于C
6、DMA系統(tǒng),在隨機(jī)接入狀態(tài)下,手機(jī)會根據(jù)接收到的基站信號電平估計一個較小的值作為手機(jī)的初始發(fā)射功率,發(fā)送第一個Access Probe,如果在規(guī)定的時間內(nèi)沒有得到基站的應(yīng)答信息,手機(jī)會加大發(fā)射功率,發(fā)送第二個Access Probe,如果在規(guī)定時間內(nèi)還沒有得到基站的應(yīng)答信息,手機(jī)會再加大發(fā)射功率。這個過程重復(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基站會向手機(jī)發(fā)送一個功率控制命令信息,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)對多徑的分集作用,強(qiáng)有力的前向糾錯算
7、法對對上行鏈路預(yù)算的改善,CDMA系統(tǒng)對手機(jī)的發(fā)射功率的要求比GSM系統(tǒng)對手機(jī)發(fā)射功的要求要小得多。而且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)射功率維持在一個較低的水平。上述的定性分析結(jié)論在后面的實際測量中得到了驗證。二路測試驗描述和結(jié)果分析路測實驗進(jìn)行了CDMA和GSM手機(jī)在實際通信過程中發(fā)射功率的測試。CDMA測試手機(jī)和GSM測試手機(jī)同時拔打1861,汽車內(nèi)收音機(jī)調(diào)整到適當(dāng)音量,摸擬雙向通話。車速40km左右。GSM手機(jī)每480ms抽樣一次,CDMA手機(jī)每2
8、0ms抽樣一次。試驗測得的GSM手機(jī)和CDMA手機(jī)的發(fā)射功率的統(tǒng)計分布如圖所示。GSM 手機(jī)在二環(huán)路上的發(fā)射功率分布圖CDMA 手機(jī)在二環(huán)路上的發(fā)射功率分布圖CDMA手機(jī)的線性平均發(fā)射功率為2.4dBm(1.72毫瓦),以最大功率 (23dBm,0.2瓦)發(fā)射的概率為0.2%;GSM手機(jī)的線性平均發(fā)射功率為28.9dBm(773毫瓦),以最大功率(2瓦)發(fā)射的概率為21.8%。值得注意的是目前北京市區(qū)的北京移動GSM網(wǎng)絡(luò)已相當(dāng)成熟,基站間距較小,GSM手機(jī)可以較小功率發(fā)射;而CDMA網(wǎng)絡(luò)處于發(fā)展階段,網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化后,對CDMA手機(jī)發(fā)功率的要求會更小。三手機(jī)安全輻射標(biāo)準(zhǔn)與手機(jī)發(fā)射功率手機(jī)輻射對人體的
9、影響尚在不斷的觀察與研究之中,國外有大量相互矛盾的研究報告,目前尚未有全面的科學(xué)的結(jié)論。目前國際上(包括美國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,可表示為:其中是人體組織的電導(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)生的場強(qiáng)。這三個參數(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,該器官也可指整個人體。由于手機(jī)在通話時靠近人的腦部(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,由于人體組織結(jié)構(gòu)的
10、復(fù)雜性,理論上計算天線輻射功率與人體內(nèi)場強(qiáng)分布的關(guān)系非常困難。但根據(jù)電磁場理論,有一點是可以肯定的,在天線結(jié)構(gòu)以及手機(jī)和人體相對位置一定的情況下,天線輸入功率越大,在人體內(nèi)形成的電場強(qiáng)度越高,人體吸收的射頻輻射功率越大。目前測量SAR值一個重要方法是使用人體組織等效模型,利用探頭來測量受射頻輻射的人體內(nèi)的實際場強(qiáng)值。對SAR要求較嚴(yán)的是FCC標(biāo)準(zhǔn),對30MHZ15GHZ頻段推薦了兩類輻射標(biāo)準(zhǔn):1. 受控制的輻射極限:0.4mw/g(人體平均值),峰值8mw/g(對任何1克人體組織平均),平均時間6分鐘;2. 非控制的輻射極限:0.08mw/g(人體平均值),峰值1.6mw/g(對任何1克人體組
11、織平均),平均時間30分鐘。手機(jī)輻射屬于人不能控制射頻源的非控制輻射。需要特別指出的是,目前進(jìn)行的手機(jī)SAR測試得到的結(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的時間發(fā)射,而SAR值的測定是一個較長時間的平均,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。我們不能因為在這種極限情況下CDMA手機(jī)和GSM手機(jī)SAR值相當(dāng)而武斷地認(rèn)為在實際的通信過程中CDMA手機(jī)和GSM手機(jī)輻射也相近。因為在實際通信過程中,GSM手機(jī)和CDMA手機(jī)都不會總是以最大功率發(fā)射,特別是CDMA手機(jī)
12、以全速率,最大功率發(fā)射的概率極小。從前面路測的統(tǒng)計結(jié)果來看,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,在實際通信過程中的CDMA手機(jī)對人體輻射的實際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)實際的SAR值。另一方面,客觀地說,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)輻射對人體的影響。因為該標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)電磁輻射對人體的熱效應(yīng)制定的。事實上,電磁波,特別是低頻脈沖電磁波對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,是否對人體也有害,目前尚無定論。為避免GSM手機(jī)的上述缺陷,第三代移動通信系統(tǒng)的終端設(shè)備發(fā)射的將都是像CDMA手機(jī)一樣連續(xù)的無線電波而非脈沖電波。四結(jié)論由于CDMA和GSM的技術(shù)體制對CDMA和GSM手機(jī)的發(fā)射功率的要求以及初始發(fā)射功率值的取定以及功率控制機(jī)制不同,在通信過程中,CDMA手機(jī)的平均發(fā)射功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于GSM手機(jī)的平均發(fā)射功率?,F(xiàn)網(wǎng)實測證實,CDMA手機(jī)的平均發(fā)射功率比GSM手機(jī)的發(fā)射功率小500多倍,考慮到GSM手機(jī)只在八分之一時間內(nèi)發(fā)射,在同等時間內(nèi),CDMA輻射的能量比GSM手機(jī)輻射的
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 新解讀《CB-T 3915 - 1999船用交流電動起貨絞車控制設(shè)備技術(shù)條件》新解讀
- 物理●海南卷丨2022年海南省普通高中學(xué)業(yè)水平選擇性考試高考物理真題試卷及答案
- 質(zhì)量管理機(jī)構(gòu)及職責(zé)
- DBJ04-T262-2025 《城市道路綠化養(yǎng)護(hù)管理標(biāo)準(zhǔn)》
- 工業(yè)氫、燃料氫、高純氫、食品氫產(chǎn)品指標(biāo)
- 【結(jié)算管理】鋼筋精管優(yōu)化手冊(一)
- 地鐵監(jiān)理安全管理制度
- 華為銷售團(tuán)隊管理制度
- 地質(zhì)博物館礦物晶體類和特色礦物類展品采購
- 物理中考一輪復(fù)習(xí)教案 第二講 溫度的測量、汽化和液化
- 醫(yī)務(wù)人員職業(yè)道德規(guī)范
- ZYJ電液轉(zhuǎn)轍機(jī)機(jī)械故障處理信號基礎(chǔ)設(shè)備課件
- 福建事業(yè)單位考試心理健康教育試題及答案
- 2025年新高考“八省聯(lián)考”語文試題及參考答案解析版
- 室內(nèi)裝修施工方案范文
- 電梯安全宣傳
- 銀幣收藏與投資指南
- 2025年貴州安順市黃果樹旅游集團(tuán)股份有限公司招聘筆試參考題庫附帶答案詳解
- 教師輪崗申請書
- 2025年陜西中考數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)題型專練:小幾何壓軸題(含答案)
- 小學(xué)數(shù)學(xué)命題培訓(xùn)
評論
0/150
提交評論