CDMA手机“绿色”的奥秘

【业界动态】
2001年12月22日09:37

众所周知，由于CDMA（IS—95）系统中采用快速的反向功率控制、软切换、语音激活等技术，以及IS—95规范对手机最大发射功率的限制，使CDMA手机在通信过程中辐射功率很小而享有“绿色手机”的美誉。 　　

在实际通信过程中，在某个时刻某个地点，手机的实际发射功率取决于环境、系统对通信质量的要求，语音激活等诸多因素，实际上就是取决于系统的链路预算。在通常的网络设计和规划中，对于基本相同的误帧率要求，GSM系统要求到达基站的手机信号的载干比通常为9dB左右，由于CDMA系统采用扩频技术，扩频增益对全速率编码的增益为21dB，（对其他低速率编码的增益更大），所以对解扩前信号的等效载干比的要求小于14dB！（CDMA系统通常要解扩后信号的值为7dB左右）。 　　

手机与系统的通信可分为两个阶段，一是接入阶段，二是话务通信阶段。对于CDMA系统，在随机接入状态下，手机会根据接收到的基站信号电平估计一个较小的值作为手机的初始发射功率，发送第一个Access　Probe，如果在规定的时间内没有得到基站的应答信息，手机会加大发射功率，发送第二个Access　Probe，如果在规定时间内还没有得到基站的应答信息，手机会再加大发射功率。这个过程重复下去，直到收到基站的应答或者到达设定的最多尝试次数为止。在通话状态下，每1.25ms基站会向手机发送一个功率控制命令信息，命令手机增大或减少发射功率，步长为1dB。 　　

总体而言，考虑到CDMA系统其它独有的技术，如软切换、RAKE接收机对多径的分集作用，强有力的前向纠错算法对上行链路预算的改善，CDMA系统对手机的发射功率的要求比GSM系统对手机发射功率的要求要小得多。而且GSM手机在接入过程中以最大的功率发射，在通话过程中功率控制速度较慢，所以手机以大功率发射的机率较大；而CDMA手机独特的随机接入机制和快速的反向功率控制，可以使手机平均发射功率维持在一个较低的水平。上述的定性分析结论在实际测量中得到了验证。 　　

手机辐射对人体的影响尚在不断地观察与研究之中，国外有大量相互矛盾的研究报告，目前尚未有全面的科学的结论。目前国际上（包括美国FCC、NCRP，欧洲的CENEIEC）普遍采用的标准是SAR值（SPECIFICABSORPTION　RATE），它指的是人体单位质量吸收的射频功率。 　　

由于手机在通话时靠近人的脑部（不带耳机），手机辐射天线与人脑的距离通常小于15cm。人脑处于天线辐射的磁场，由于人体组织结构的复杂性，理论上计算天线辐射功率与人体内场强分布的关系非常困难。但根据电磁场理论，有一点是可以肯定的，在天线结构以及手机和人体相对位置一定的情况下，天线输入功率越大，在人体内形成的电场强度越高，人体吸收的射频辐射功率越大。目前测量SAR值一个重要方法是使用人体组织等效模型，利用探头来测量受射频辐射的人体内的实际场强值。 　　

需要特别指出的是，目前进行的手机SAR测试得到的结果，均是在手机以最大发射功率和全速率的情况下得到的。CDMA手机最大发射功率为0.2W，GSM手机最大发射功率为2W，但GSM手机只在1／8的时间发射，而SAR值的测定是一个较长时间的平均，因此，GSM手机和CDMA手机在这种情况下的SAR值相近是不足为奇的。 　　

另一方面，客观地说，目前广泛采用的SAR标准可能不能够全面反应手机辐射对人体的影响。因为该标准是根据电磁辐射对人体的热效应制定的。事实上，电磁波特别是低频脉冲电磁波对人体辐射的非热效应也日益引起人们的关注，GSM手机发射产生的低频脉冲电磁波已经影响到精密医疗设备、助听设备的正常使用，是否对人体也有害，目前尚无定论。

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