手机发射功率

zhangbin_0608

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手机发射功率

手机发射功率的两个方面 手机发射功率在PHS、GSM、cdma2000 1x、wcdma等协议中，被设计得越来越复杂，它的重要性已不言而喻，哪手机发射功率是大些好哪，还是小些好哪？事实上单纯的说大些好或者小些好，都实在不是一个明智的回答，因为在设计手机功率时，要考虑以下两个方面： 1、在能保证正常通信情况下，手机发射功率越小越好 *、手机发射功率越小,手机的耗电量就越小,待机时间、通话时间越长； *、手机发射功率越小，对同系统别的手机的干扰越小，这不仅给同系统别的手机创造了好的无线环境，同时对于cdma2000 1x、wcdma来说，这就意味着小区容量越大； *、手机发射功率越小，对别的无线设备干扰越小,这就给别的无线设备创造了好的无线环境； 2、在有些情况下，为了能保证通信质量，手机发射功率希望能被调整的大些，再大些,再大些...... *、手机在小区的远端时,为了保证手机信号经过长距离传输到达基站后,手机信号仍能被正确解调,也就是手机发射功率要足够大，以克服信号经过长距离传输的衰减； *、手机被建筑物或其它遮挡，在无线阴影区内，手机发射功率也要足够大，以克服手机信号必须经过多次的反射、折射及长距离传输的衰减； *、手机在干扰比较大的情况下，如邻信道、同信道干扰，阻塞等等，手机发射功率也要足够大，以克服噪声的干扰。 综上所述，手机发射功率存在着两面性，一方面在能保证正常通信情况下，手机发射功率越小越好；另一方面，在有些情况下，为了能保证通信质量，手机发射功率必须要大一些，甚至要再大一些。这两方面看似矛盾，实为统一，准确表述为：手机必须发出足够大的功率，以保证通信质量，在保证通信质量的前提下，手机发射功率越小越好。换言之，手机发射功率最好根据实际情况能够被控制，该大则大，该小则小。 GSM手机发射功率 GSM协议规定，手机发射功率是可以被基站控制的。基站通过下行SACCH信道，发出命令控制手机的发射功率级别，每个功率级别差2dB，GSM900 手机最大发射功率级别是5（33dBm），最小发射功率级别是19（5dBm），DCS1800手机最大发射功率级别是0（30dBm），最小发射功率级别是15（0dBm）。 从以上不难看出当手机远离基站，或者处于无线阴影区时，基站可以命令手机发出较大功率，直至33dBm（GSM900），以克服远距离传输或建筑物遮挡所造成的信号损耗。如果手机离基站很近，且无任何遮挡物时，基站可以命令手机发出较小功率，直至5dBm（GSM900），以减少手机对同信道、相邻信道的其它GSM用户的干扰和其它无线设备的干扰，而且这样还可以有效延长手机待机时间、通话时间。 从以上不难看出GSM手机发出的最低功率仅为5dBm（GSM900），约为3.2mW，这比PHS的平均功率10mW要小，同时GSM手机发出的最大功率33dBm（GSM900），约为2W，这个信号相对来说是巨大的，对这种大信号不加以严格规定，其干扰也是巨大的。因此GSM就手机发射信号除了发射功率的规定以外，在其它方面也作了适当的规定。（注意：这里是适当的规定，如果规定偏严无疑会加大手机制造成本，如果偏松，无疑会加大干扰。）具体有如下几个方面： 1、Power versus Time 由于GSM是TDMA系统，因此GSM协议通过一个功率对时间的模板来严格限制发射功率在时间域的变化情况，以减少干扰，尤其是对同信道其他时隙的用户的干扰。 2、Output RF Spectrum Due to Modulation 3、Output RF Spectrum Due to Ramping GSM通过对手机发射信号的调制谱和切换谱的规定，来限制手机发射信号时的频谱带宽和形状，以减少干扰，尤其是邻信道用户的干扰。 拿GSM协议和PHS协议对比来看，GSM为保证通信质量，规定了手机的发射功率是受基站控制的，根据需要可大可小，但同时又严格规定手机发射信号在时间域和频率域的“形状”(PvT,ORFS)，这无疑又极大的限制了手机对外的干扰。而PHS手机的发射功率不可再增大，因此PHS手机与基站之间的无线链路很脆弱的弱点，只能通过建置较密集的基站来解决，这无疑又加大了系统的投资。当然由于它的发射信号始终比较小，信号在时域和频域上的要求也不用很严，生产制造成本、测试成本也都跟着降了下来。 从以上不难看出，同为时分多址系统，单从手机发射功率这点就能看出来，GSM系统优于PHS系统。 结束语 前面所述仅是把各个标准里对手机发射功率的有关规定拿出来罗列和对比，挂一漏万。但管中窥豹，足见技术的发展和通信协议的进步。 PHS和GSM同为时分多址系统，协议就手机输出功率方面的规定具有可比性，它们与cdma2000 1x、wcdma这些码分多址系统，在手机输出功率方面不具有可比性。码分多址近似的可以认为是在实时的（1．25ms一次），精确的（以0.25 dB）控制手机发射功率，而手机也要实时的、精确的相应控制（具体测试方法见上文），以保证系统的需要。由于多址方式的不同，这就决定了GSM没有必要搞码分多址哪种实时的、精确的、很复杂的功率控制（以节省制造、测试成本），当然也不能像PHS那样，不控制手机输出功率，即便是在微蜂窝内。 在上文中，也是简单介绍了码分多址技术对手机发射功率的控制，事实上码分多址技术对基站和手机的发射功率的规定远不止这些，如接入试探功率、发射开/关控制，呼吸技术等等。现实的情况是，如果没有功率控制等无线资源管理技术的支持，码分多址的性能比时分多址更差。而这些笔者在本文都将其省略了，并不是说这些不重要，而是笔者认为这些与本文着眼点不太一致。 总之，手机发射功率实在是个重要的指标，也是一柄锋利的双刃剑，一方面人们希望它足够大，以克服无线电波传播路径的损耗、发射、折射的损耗，克服其他无线电波的干扰，另一方面又希望它足够小，尽可能小的干扰别人，这点在码分多址系统中尤显突出。解决的办法就是要根据需要控制手机发射功率，在保证所有人的正常通信的情况下，尽可能的把所有手机的发射功率都降下来。当然，这些无疑会加大协议的复杂性，提高手机的制造成本，但这可以保证更多的人同时拥有更多的带宽，这是符合人们一直在追求的提高无线资源利用率这一目标的，毕竟频率资源是不可再生的资源，而手机的制造成本会通过手机的批量生产，最终会降下来。