[讨论] 关于手机发射功率技术的文章

笔者从事手机测试校准系统集成有段时间，感觉到手机发射功率在不同的系统、不同的协议下有很多的不同。笔者对此深感有意思，故把PHS、GSM、cdma2000 1x、wcdma下对手机发射功率的规定罗列于此，希望能给同行起到抛砖引玉的作用，斧正我的错误。
    一、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。
    二、PHS手机发射功率
    PHS(Personal Handyphone system的缩写)为日本独立开发出的第三代数字无绳电话系统——个人携带电话系统,它具有很多突出的优点：建设费用低、系统扩充方便,超低的资费标准,因协议简单，而使手机制造成本降低，最终导致手机拥有价格上的优势等等。PHS在中国被称为小灵通，在有些地方也称为“个人通信接入系统PAS(Personal Access System)”。
    PHS采用日本RCR-STD28协议作为空中无线接口标准，采用微蜂窝技术，因此它必须建置较密集的基站。由于基站覆盖范围较小，其铺设就必须比高功率的移动电话基站密，适于低速状态下的移动。不过，新一代的PHS基站范围已扩大至500米。
    基于以上的情况，特别是采用微蜂窝技术，RCR-STD28规定手机的发射平均功率≤10mW，峰值功率≤80mW，发射功率不可控。除此之外，有关PHS手机发射功率的测量还有
    1、载波关断泄漏功率≤80nW
    2、发射瞬态响应特性：脉冲上升、下降时间≤13μS
    3、杂散发射功率相对载波电平（衰减量）≥50dB，或绝对电平≤2.5μW。
    从以上的情况不难看出，PHS手机在小区远端，或阴影区，或受到干扰，是不能以再提高发射功率，以抵消无线信号的长距离传输的损耗，或建筑物等的遮挡损耗，或抵御干扰。这实际上导致的结果就是手机与基站之间的无线链路很脆弱，这是PHS手机协议上的根本弱点之一。
    反过来从协议对手机发射功率的规定中我们也不难看出，PHS只能采用微蜂窝技术，通过建置较密集的基站抵消远近效应和阴影效应，否则就会出现大量的无信号区域和通信质量差等问题。在受到干扰，通信质量降低的情况下，手机也无法通过提高发射功率的办法，来保证通信质量。
    由于PHS手机发射功率比较小,对别的手机或无线设备干扰也小，它的待机时间、通话时间都比较长，由于PHS手机发射功率不受控制，协议简单，手机制造成本也相对较低。
    三、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。