2008年05月21日 03:02 P.M.
作為一個(gè)通信行業(yè)中的混混，我經(jīng)常搞不清一些常識(shí)性的問題。故特開此版，給自己補(bǔ)課。
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手機(jī)參數(shù)中總會(huì)提到dbm這個(gè)單位，一直就對(duì)這些單位搞得不清不楚，此次遇到實(shí)在是被尷尬所逼，查了查資料，貼出來備忘。
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Tx是發(fā)射（ Transmits ）的簡(jiǎn)稱。 無線電波的發(fā)射功率是指在給定頻段范圍內(nèi)的能量，通常有兩種衡量或測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)：
功率（ W ） － 相對(duì) 1 瓦（ Watts ）的線性水準(zhǔn)。例如， WiFi 無線網(wǎng)卡的發(fā)射 功率 通常為 0.036W ，或者說 36mW 。
增益（ dBm ） － 相對(duì) 1 毫瓦（ milliwatt ）的比例水準(zhǔn)。例如 WiFi 無線網(wǎng)卡的發(fā)射 增益 為 15.56dBm 。
兩種表達(dá)方式可以互相轉(zhuǎn)換：
dBm = 10 x log[ 功率 mW]
mW = 10 [ 增益 dBm / 10 dBm]
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在無線系統(tǒng)中，天線被用來把電流波轉(zhuǎn)換成電磁波，在轉(zhuǎn)換過程中還可以對(duì)發(fā)射和接收的信號(hào)進(jìn)行“放大”，這種能量放大的度量成為 “增益（Gain）”。 天線增益的度量單位為“ dBi ”。
由于無線系統(tǒng)中的電磁波能量是由發(fā)射設(shè)備的發(fā)射能量和天線的放大疊加作用產(chǎn)生，因此度量發(fā)射能量最好同一度量－增益（ dB ），例如，發(fā)射設(shè)備的功率為 100mW ，或 20dBm ；天線的增益為 10dBi ，則：
發(fā)射總能量＝發(fā)射功率（ dBm ）＋天線增益（ dBi ）
＝ 20dBm ＋ 10dBi
＝ 30dBm
或者： ＝ 1000mW ＝ 1W
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在“小功率”系統(tǒng)中（例如無線局域網(wǎng)絡(luò)設(shè)備）每個(gè) dB 都非常重要，特別要記住“ 3 dB 法則”。
每增加或降低 3 dB ，意味著增加一倍或降低一半的功率：
-3 dB = 1/2 功率
-6 dB = 1/4 功率
+3 dB = 2x 功率
+6 dB = 4x 功率
例如， 100mW 的無線發(fā)射功率為 20dBm ，而 50mW 的無線發(fā)射功率為 17dBm ，而 200mW 的發(fā)射功率為 23dBm 。
我們平時(shí)一般會(huì)說AP的輸出功率為20dbm 或是以100mW來標(biāo)稱的;那么這個(gè)Dbm的全稱是db-milliWatt; 既是以毫瓦特為單位的數(shù)字;比如你在測(cè)試儀器屏幕看到0dbm,那就意味著這個(gè)AP的信號(hào)輸出強(qiáng)度為1mW;
一般無線AP發(fā)射輸出的射頻信號(hào)，通過饋線（電纜）輸送到天線，由天線以電磁波形式輻射出去。電磁波到達(dá)接收地點(diǎn)后，由天線接收下來（僅僅接收很小很小一部分功率），并通過饋線送到無線電接收機(jī)。因此在無線網(wǎng)絡(luò)的工程中，計(jì)算發(fā)射裝置的發(fā)射功率與天線的輻射能力非常重要。
Tx是發(fā)射（ Transmits ）的簡(jiǎn)稱。無線電波的發(fā)射功率是指在給定頻段范圍內(nèi)的能量，通常有兩種衡量或測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)：1、功率（ W ）: 相對(duì) 1 瓦（ Watts ）的線性水準(zhǔn)。例如，WiFi 無線網(wǎng)卡的發(fā)射功率通常為 0.036W ，或者說36mW 。
2、增益（ dBm ）:相對(duì) 1 毫瓦（ milliwatt ）的比例水準(zhǔn)。例如 WiFi 無線網(wǎng)卡的發(fā)射 增益 為 15.56dBm 。
兩種表達(dá)方式可以互相轉(zhuǎn)換：
1、dBm = 10 x log[ 功率 mW]
2、mW = 10[ 增益 dBm / 10 dBm]
在無線系統(tǒng)中，天線被用來把電流波轉(zhuǎn)換成電磁波，在轉(zhuǎn)換過程中還可以對(duì)發(fā)射和接收的信號(hào)進(jìn)行“放大”，這種能量放大的度量成為 “增益（Gain）”。 天線增益的度量單位為“ dBi ”。由于無線系統(tǒng)中的電磁波能量是由發(fā)射設(shè)備的發(fā)射能量和天線的放大疊加作用產(chǎn)生，因此度量發(fā)射能量最好同一度量－增益（ dB ），例如，發(fā)射設(shè)備的功率為 100mW ，或20dBm；天線的增益為 10dBi ，則:
發(fā)射總能量＝發(fā)射功率（ dBm ）＋天線增益（ dBi ）
＝ 20dBm ＋ 10dBi
＝ 30dBm
或者: ＝ 1000mW
＝ 1W
在“小功率”系統(tǒng)中（例如無線局域網(wǎng)絡(luò)設(shè)備）每個(gè) dB 都非常重要，特別要記住“ 3 dB 法則”。每增加或降低 3 dB ，意味著增加一倍或降低一半的功率：
-3 dB = 1/2 功率
-6 dB = 1/4 功率
+3 dB = 2x 功率
+6 dB = 4x 功率
例如， 100mW 的無線發(fā)射功率為 20dBm ，而 50mW 的無線發(fā)射功率為 17dBm ，而200mW 的發(fā)射功率為 23dBm 。
功率/電平（dBm）：放大器的輸出能力，一般單位為W、mW、dBm。dBm是取1mW作基準(zhǔn)值，以分貝表示的絕對(duì)功率電平。
換算公式：
電平（dBm）=10lgW
5W → 10lg5000 = 37dBm
10W → 10lg10000 = 40dBm
20W → 10lg20000 = 43dBm
天線增益的計(jì)算
hellocq.com 2006-9-16
增益是指：在輸入功率相等的條件下，實(shí)際天線與理想的輻射單元在空間同一點(diǎn)處所產(chǎn)生的信號(hào)的功率密度之比。它定量地描述一個(gè)天線把輸入功率集中輻射的程度。增益顯然與天線方向圖有密切的關(guān)系，方向圖主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。
可以這樣來理解增益的物理含義 ------ 為在一定的距離上的某點(diǎn)處產(chǎn)生一定大小的信號(hào)，如果用理想的無方向性點(diǎn)源作為發(fā)射天線，需要 100W 的輸入功率，而用增益為 G = 13 dB = 20 的某定向天線作為發(fā)射天線時(shí)，輸入功率只需 100 / 20 = 5W 。換言之，某天線的增益，就其最大輻射方向上的輻射效果來說，與無方向性的理想點(diǎn)源相比，把輸入功率放大的倍數(shù)。
半波對(duì)稱振子的增益為 G=2.15dBi。4 個(gè)半波對(duì)稱振子沿垂線上下排列，構(gòu)成一個(gè)垂直四元陣，其增益約為 G=8.15dBi( dBi 這個(gè)單位表示比較對(duì)象是各向均勻輻射的理想點(diǎn)源 )。
如果以半波對(duì)稱振子作比較對(duì)象，其增益的單位是 dBd 。
半波對(duì)稱振子的增益為 G=0dBd （因?yàn)槭亲约焊约罕?，比值?1 ，取對(duì)數(shù)得零值。）垂直四元陣，其增益約為 G=8.15 – 2.15=6dBd 。
天線增益的若干計(jì)算公式
1）天線主瓣寬度越窄，增益越高。對(duì)于一般天線，可用下式估算其增益：
G（dBi）=10Lg{32000/（2θ3dB,E×2θ3dB,H）}
式中， 2θ3dB,E與2θ3dB,H分別為天線在兩個(gè)主平面上的波瓣寬度；
32000 是統(tǒng)計(jì)出來的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
2）對(duì)于拋物面天線，可用下式近似計(jì)算其增益：
G（dBi）=10Lg{4.5×（D/λ0）2}
式中， D 為拋物面直徑；
λ0為中心工作波長(zhǎng)；
4.5 是統(tǒng)計(jì)出來的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
3）對(duì)于直立全向天線，有近似計(jì)算式
G（dBi）=10Lg{2L/λ0}
式中， L 為天線長(zhǎng)度；
λ0 為中心工作波長(zhǎng)；
關(guān)于天線的db, dBi，dBd等單位
有些朋友往往比較容易混淆這些單位，dB取的都是以對(duì)數(shù)值為基礎(chǔ)的。
(1)dB，這單純是一個(gè)相對(duì)值，也就是說A比B的值的對(duì)數(shù)。常常用于說A比B高或低多少dB, 但是單獨(dú)說A的增益是多少dB，是不合理的，因?yàn)槲覀儾恢繠是什么。只是我們?cè)S多同好有時(shí)為了簡(jiǎn)省就口頭說多少dB了，但這樣是不夠確切的，不過常常也就將錯(cuò)就錯(cuò)，默認(rèn)理解為dBi吧，要么您就再問問清楚。
(2)dBd，這是有標(biāo)準(zhǔn)參考值的，即B規(guī)定為自由空間的半波偶極子天線，這樣A與B的值比起來就有來統(tǒng)一的參照物，您告訴同好這個(gè)天線10dBd,他就明白您的天線比半波偶極子天線在主輻射方向上能聚集10倍的能量，即好10倍。
(3)dBi，這個(gè)單位的含義相對(duì)復(fù)雜了點(diǎn)，但是它最能表達(dá)實(shí)際環(huán)境情況的比值單位，這里參照物B是以點(diǎn)源振子（實(shí)際不存在此物，可以看作是相對(duì)波長(zhǎng)很短的一小段振子，或叫微分段吧），在標(biāo)準(zhǔn)的定義中這個(gè)點(diǎn)源振子應(yīng)該是理想球狀的全方向性輻射，這時(shí)與dBd就有一定的數(shù)學(xué)關(guān)系了， 即 1dBd=2.14dBi。 然而實(shí)際上絕大多數(shù)的天線都會(huì)受安裝高度的影響，其中最重要的就是地面影響，由于地面的鏡像作用，常常使波束形狀改變，在某些方向常常會(huì)高出2-5dB。到這里您應(yīng)該明白19dBi了吧。 許多正規(guī)的天線產(chǎn)家常常喜歡用dBi來標(biāo)天線的增益值，他們通常都會(huì)表明安裝高度或?qū)?biāo)出數(shù)值的計(jì)算方法，或者他所生產(chǎn)的就是大家通常知道的安裝環(huán)境，如車頂載天線，往往省略說明。
發(fā)射功率與增益
無線電發(fā)射機(jī)輸出的射頻信號(hào)，通過饋線（電纜）輸送到天線，由天線以電磁波形式輻射出去。電磁波到達(dá)接收地點(diǎn)后，由天線接收下來（僅僅接收很小很小一部分功率），并通過饋線送到無線電接收機(jī)。因此在無線網(wǎng)絡(luò)的工程中，計(jì)算發(fā)射裝置的發(fā)射功率與天線的輻射能力非常重要。
Tx是發(fā)射（Transmits）的簡(jiǎn)稱。無線電波的發(fā)射功率是指在給定頻段范圍內(nèi)的能量，通常有兩種衡量或測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)：
功率（W） － 相對(duì)1瓦（Watts）的線性水準(zhǔn)。
增益（dBm） － 相對(duì)1毫瓦（Milliwatt）的比例水準(zhǔn)。
兩種表達(dá)方式可以互相轉(zhuǎn)換：
dBm = 10 x log[ 功率 mW]
mW = 10 [ 增益 dBm / 10 dBm]
在無線系統(tǒng)中，天線被用來把電流波轉(zhuǎn)換成電磁波，在轉(zhuǎn)換過程中還可以對(duì)發(fā)射和接收的信號(hào)進(jìn)行“放大”，這種能量放大的度量成為 “增益（Gain）”。 天線增益的度量單位為“dBi”。
由于無線系統(tǒng)中的電磁波能量是由發(fā)射設(shè)備的發(fā)射能量和天線的放大疊加作用產(chǎn)生，因此度量發(fā)射能量最好同一度量－增益（dB），例如，發(fā)射設(shè)備的功率為100mW ，或 20dBm；天線的增益為10dBi，則：
發(fā)射總能量＝發(fā)射功率（dBm）＋天線增益（dBi）
＝ 20dBm ＋ 10dBi
＝ 30dBm
或者： ＝ 1000mW
＝ 1W
在“小功率”系統(tǒng)中每個(gè)dB都非常重要，特別要記住“3dB法則”。
每增加或降低3dB，意味著增加一倍或降低一半的功率：
-3 dB = 1/2 功率
-6 dB = 1/4 功率
+3 dB = 2x 功率
+6 dB = 4x 功率
例如，100mW的無線發(fā)射功率為20dBm，而50mW的無線發(fā)射功率為17dBm，而200mW的發(fā)射功率為23dBm。
dB 就是分貝，是一個(gè)比值表述形式，與此類似的還有ppm（百萬分之一），都不是單位，但工程上有以此標(biāo)定物理測(cè)定量大小的習(xí)慣。
dB 有兩個(gè)定義方式——1.描述能量，即 dB = 10lg（P/Po）表明功率P相對(duì)于基本功率Po的分貝數(shù)；2.描述幅度，即 dB = 20lg(A/Ao)，表明幅度A相對(duì)于基本幅度Ao的分貝數(shù)。
天線增益顯然可以描述成輸出電壓與輸入感應(yīng)電壓之比，可以采用分貝(dB)描述，還有聲強(qiáng)也使用分貝描述。
實(shí)際上，電路的放大倍數(shù)、衰減率、傳輸系數(shù)....都是使用分貝描述。
工程上一般使用db來表示較大的倍數(shù)值，因?yàn)檩^大的倍數(shù)值不好記憶，更不好用曲線圖來表示。比如用橫坐標(biāo)軸表示電壓，豎坐標(biāo)軸表示電流，電壓的變化范圍為幾十萬伏特，而電流的變化在大多數(shù)電壓值上保持較小的變化，在某個(gè)階段上的變化很大，如果使用電壓的實(shí)際數(shù)值來表示的話，那么這個(gè)變化就不是容易被觀察到，使用db來對(duì)電壓值進(jìn)行壓縮后，就可以圖示出這一關(guān)系了。如電壓為10000伏 就可以表示為40dB了 40dB = 10lg（10000/1）
不同的工程領(lǐng)域內(nèi)使用db，都是一個(gè)放大倍數(shù)的意思，比如你的股票漲了100倍，20db=10lg100如果你覺得方便，你也可以說漲了20個(gè)db。呵呵，不過我相信股票上用db來表示股票上漲的程度，簡(jiǎn)直是在拿著米尺給原子量直徑呢。
描述能量的時(shí)候有專門的表示 有dbW和dbmW,表示發(fā)射功率與接收功率之間的損耗功率
0dbW=10lg(1W/1W)表示無損耗
-20dbW=10lg(1W/100W)，
dbW=30+dbmW.
http://www.moonblinkwifi.com/dbm_to_watt_conversion.cfmhttp://hi.baidu.com/baidonlin無線增益天線介紹：
目前市場(chǎng)上的無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，天線的增益一般為2dBi和3dBi，為了無線信號(hào)的擴(kuò)展，一些用戶喜歡更換高增益的天線，比如5dBi和9dBi。(dB是個(gè)比值，不是單位；dBm是功率的單位；dBc常用互調(diào)方面，不常用；dBi是增益單位。)
無線路由器的說明書，一般都會(huì)標(biāo)有天線增益和RF(射頻功率)。一般來說，17dBm=10logP，p=10的1.7次方毫瓦，也就是50毫瓦。天線增益指的是它的主瓣功率比全向天線在同角度的功率高2dB(比值)。天線是無源器件，不會(huì)增加功率，不管加多大增益的天線，它發(fā)射的功率都不會(huì)比50mw更高，功率主要取決于發(fā)射熱點(diǎn)，即無線路由器、無線AP本身，只要它們的功率符合要求，大家就可以放心更換高增益的天線。
什么是dBi、dBd、dB、dBm、dBc?
分類:
通訊技術(shù)************************************************************************************************************************************************
我們?cè)诳吹较嚓P(guān)的技術(shù)資料時(shí)候，經(jīng)常遇到dB和dBm的概念。dB，就是分貝，是一個(gè)以十為底的對(duì)數(shù)概念。注意，分貝只用來評(píng)價(jià)一個(gè)物理量和另一個(gè)物理量之間的比例關(guān)系，它本身并沒有物理量綱。兩個(gè)量之間的比例每增加10倍，則它們的差可以表示為10個(gè)分貝。
比如說：A="100"，B="10"，C="5"，D="1"則
A/D＝20dB；B/D="10dB"；C/D="7dB"；B/C＝3dB。
也就是說，兩個(gè)量差10分貝就是差10倍，差20分貝就是差100倍，依此類推。通常還需要記住差3分貝就是兩個(gè)量之間差2倍。
dBm是分貝毫瓦的意思。就是說，固定1毫瓦的功率為0dBm，用以確定系統(tǒng)的功率。比如我們常見的讀卡器的數(shù)據(jù)功率大多是27dBm和30dBm。27dBm就是500毫瓦；30dBm就是1000毫瓦（1瓦）。別看只差3dBm，實(shí)際功率差兩倍！
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問：請(qǐng)問dBi、dBd、dB、dBm、dBc之間的區(qū)別。
答：它們都是功率增益的單位，不同之處如下：
dBi和dBd是功率增益的單位，兩者都是相對(duì)值，但參考基準(zhǔn)不一樣。dBi的參考基準(zhǔn)為全方向性天線；dBd的參考基準(zhǔn)為偶極子。一般認(rèn)為dBi和dBd表示同一個(gè)增益，用dBi表示的值比用dBd表示的要大2.15 dBi。例如：對(duì)于一增益為16 dBd的天線，其增益折算成單位為dBi時(shí)，則為18.15dBi，一般忽略小數(shù)位，為18dBi。
dB也是功率增益的單位，表示一個(gè)相對(duì)值。當(dāng)計(jì)算A的功率相比于B大或小多少個(gè)dB時(shí)，可按公式10 lg A/B計(jì)算。例如：A功率比B功率大一倍，那么10 lg A/B = 10 lg 2 = 3dB。也就是說，A的功率比B的功率大3dB；如果A的功率為46dBm，B的功率為40dBm，則可以說，A比B大6dB；如果A天線為12dBd，B天線為14dBd，可以說A比B小2dB。
dBm是一個(gè)表示功率絕對(duì)值的單位，計(jì)算公式為：10lg功率值/1mW。例如：如果發(fā)射功率為1mW，按dBm單位進(jìn)行折算后的值應(yīng)為：10 lg 1mW/1mW = 0dBm；對(duì)于40W的功率,則10 lg(40W/1mW)=46dBm。
dBc也是一個(gè)表示功率相對(duì)值的單位，與dB的計(jì)算方法完全一樣。一般來說，dBc相對(duì)于載波(Carrier)功率而言。在許多情況下，用來度量載波功率的相對(duì)值，如度量干擾（同頻干擾、互調(diào)干擾、交調(diào)干擾、帶外干擾等）以及耦合、雜散等的相對(duì)量值。在采用dBc的地方，原則上也可以使用dB替代。
實(shí)用資料——關(guān)于天線增益及其考量
在無線通訊的實(shí)際應(yīng)用中，為有效提高通訊效果，減少天線輸入功率，天線會(huì)做成各種帶有輻射方向性的結(jié)構(gòu)以集中輻射功率，由此就引申出“天線增益”的概念。簡(jiǎn)單說，天線增益就是指一個(gè)天線把輸入的射頻功率集中輻射的程度，顯然，天線的增益與其方向圖的關(guān)系很大，主瓣越窄、副瓣越小的天線其增益就越高，而不同結(jié)構(gòu)的天線，其方向圖的差別是很大的。
在通訊技術(shù)領(lǐng)域，與其它考量功率、電平等參數(shù)的量值同樣，天線增益也采用相對(duì)比較并取對(duì)數(shù)的簡(jiǎn)化法來表示，具體計(jì)算方法為：在某一方向向某一位置產(chǎn)生相同輻射場(chǎng)強(qiáng)的時(shí)，對(duì)無損耗理想基準(zhǔn)天線的輸入功率與待考量天線的輸入功率的比值取對(duì)數(shù)后乘以10 （G＝10lg(基準(zhǔn)Pin/考量Pin)），即稱為該天線在該點(diǎn)方向的增益。常用衡量天線增益的單位是dBi和dBd。對(duì)于dBi，其基準(zhǔn)為理想的點(diǎn)源天線，即一個(gè)真正意義上的“點(diǎn)”來作天線增益的對(duì)比基準(zhǔn)。理想點(diǎn)源天線的輻射是全向的，其方向圖是個(gè)理想的球，同一球面上所有點(diǎn)的電磁波輻射強(qiáng)度均相同；對(duì)于dBd，其基準(zhǔn)則為理想的偶極子天線。因偶極子天線是帶有方向性的，故二者有個(gè)固定的恒差2.15即0dBd="2".15dBi。
需要說明的是，通常所說的“全向天線”不是嚴(yán)格的說法，全向天線應(yīng)指在三維立體空間的全向，但工程界也往往把某個(gè)平面內(nèi)方向圖為圓周的天線稱為全向天線，如鞭狀天線，它在徑向的主瓣是圓，但仍有軸向的副瓣。
常見天線的增益：鞭狀天線6－9dBi，GSM基站用八木天線15－17dBi，拋物面定向天線則很容易做到24dBi。
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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(shí)際的客觀的比較結(jié)果，由一家國(guó)際著名的CDMA技術(shù)權(quán)威公司和國(guó)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(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明，在二環(huán)路上CDMA手機(jī)平均發(fā)射功率為2.4dBm（1.72毫瓦），GSM手機(jī)平均發(fā)射功率為28.9dBm（773毫瓦），考慮GSM手機(jī)只在八分之一時(shí)間內(nèi)發(fā)射，GSM手機(jī)在時(shí)間上的等效平均發(fā)射功率可減少到96.63mW（19.85dBm）。由此可見，CDMA手機(jī)的平均發(fā)射功率相當(dāng)于GSM手機(jī)在時(shí)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(duì)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(cè)實(shí)驗(yàn)的過程和結(jié)果；第三部分討論了目前國(guó)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(duì)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(duì)手機(jī)發(fā)射功率的要求[2，3]。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），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。
在實(shí)際通信過程中，在某個(gè)時(shí)刻某個(gè)地點(diǎn)，手機(jī)的實(shí)際發(fā)射功率取決于環(huán)境，系統(tǒng)對(duì)通信質(zhì)量的要求，語音激活等諸多因素，實(shí)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(jì)和規(guī)劃中，對(duì)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(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，（對(duì)其他低速率編碼的增益更大），所以對(duì)解擴(kuò)前信號(hào)的等效載干比的要求小于-14dB?。–DMA系統(tǒng)通常要解擴(kuò)后信號(hào)的~E/N值為7dB左右，）。
我們?cè)賮肀容^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(gè)階段，一是接入階段，二是話務(wù)通信階段。
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）[4]。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)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。
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(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，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。上述的定性分析結(jié)論在后面的實(shí)際測(cè)量中得到了驗(yàn)證。
二、路測(cè)試驗(yàn)描述和結(jié)果分析
路測(cè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了CDMA和GSM手機(jī)在實(shí)際通信過程中發(fā)射功率的測(cè)試。CDMA測(cè)試手機(jī)和GSM測(cè)試手機(jī)同時(shí)撥打1861，汽車內(nèi)收音機(jī)調(diào)整到適當(dāng)音量，模擬雙向通話。車速40km左右。GSM手機(jī)每480ms抽樣一次，CDMA手機(jī)每20ms抽樣一次。試驗(yàn)測(cè)得的GSM手機(jī)和CDMA手機(jī)的發(fā)射功率的統(tǒng)計(jì)分布如圖所示。
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(dòng)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(duì)CDMA手機(jī)發(fā)功率的要求會(huì)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(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 ABSORPTIOM RATE）[5]，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，.珽為人體組織內(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)系戶 ~ 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。
對(duì)SAR要求較嚴(yán)的是FCC標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)30MHZ-15GHZ頻段推薦了兩類輻射標(biāo)準(zhǔn)[5]：
受控制的輻射極限：
0.4mw/g(人體平均值),峰值8mw/g(對(duì)任何1克人體組織平均),平均時(shí)間6分鐘;
非控制的輻射極限
0.08mw/g(人體平均值),峰值1.6mw/g(對(duì)任何1克人體組織平均),平均時(shí)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。
