手机发射功率浅析

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。

四、cdma2000 1x手机发射功率
cdma顾名思义是码分多址，因此在一个小区内的所有用户，都是同时在同一个频率上通讯，因此每个用户都回受到同小区的其它用户的干扰，每个用户都会干扰同小区的其它用户，因此人们也把cdma称之为自干扰系统。

　　CDMA的基本技术之一是功率控制。因为限制CDMA系统容量的因素是总干扰功率，所以控制每个移动台的功率是获得最大容量的关键。在给定条件下，CDMA移动台的功率被控制到能够保证接收话音质量的最小功率。结果是每个移动台到达基站的信号电平几乎相同。这样，每台移动台对其他移动台的干扰被控制到最小。因此CDMA系统容量也被称为"软容量"，也就是CDMA可以通过降低通信质量来提高系统容量。

　　如果移动台发射功率过大，会对其他用户带来干扰。它会作为其他接收者的背景噪声存在。如果某用户为了获得完美的话音而没有限制的升高发射信号功率，那么他将不仅影响到本网络的其他用户的通话，而且会影响到该频段上其他通信系统用户的使用。

　　下面以cdma2000 1x（cdma95类似）为例，详细介绍有关功率控制与测试。cdma2000 1x反向链路采用两种形式的功率控制：开环功率控制和闭环功率控制。

　　先看开环功率控制：它是假定前向路径损耗与反向路径损耗是相似的链路为前提的。将发射功率与接收功率的总和设置为一个常数，通常为－73dB。[移动台根据在整个1．2288MHz频段接收到的总信号能量（就是在导频、寻呼、同步和业务信道的功率，其中含有从服务基站来的信号与相同频率相邻基站的信号总和来）来调整它的发射功率]

　　例如：如果移动台接收到的信号功率为－85dBm，这时它的发射功率应当为：－73－（－85）＝12dBm

　　闭环功率控制：基站监视从每个移动台接收的功率并命令移动台以固定的步长1dB（0.5 dB、0.25dB）增加或降低功率（不能保持不变）。这个过程每1．25ms一次（每秒钟重复800次）

　　从以上资料不难看出，cdma2000 1x不断精确控制手机的发射功率，以达到在能够保证接收质量的情况下的最小功率，下面详细介绍 cdma2000 1x为实现这个目的所作的有关功率方面的测试规定。

1、Open Loop Output
这部分主要以基站发出大信号、中信号、小信号三种状况下，来检测手机是否能正确估算出开环输出功率，以及开环输出功率范围。

2、Time Response of Open Loop
这部分主要保证，手机在不断运动，或者其他原因，导致接受到基站的信号持续变化时，手机是否能根据这种变化能快速、持续调整开环输出功率。

3、Closed Loop Power Range
对于闭环功率控制，基站命令手机进行输出功率调整以优化功率输出。基于收到的电平，基站命令手机增加和降低输出功率，每1.25 ms变化 1 dB（800次/秒）。测试闭环功率性能的标准方法包括验证整个功率范围及手机闭环功率控制范围的线性。CDMA手机必须演示±24dB的闭环功率控制范围以及定义的改变功率的速度，以确定手机是否能跟上基站的命令。

4、Maximum Output Power和Minimum Output Power
根据以上的介绍，其实基站对手机发射的绝对功率并不是很重视，它仅仅是要求手机能根据自己发出的功率上升指令或功率下降指令自动调整输出功率即可，且最好手机能发出无限大或无限小的功率来，但这个要求对手机制造商来说，实在是苛刻，且会无限制的提高手机制造成本，因此折中的方案是将手机按发射功率分类，不同类的手机最大功率必须达到各自要求，也就是至少要大于标准规定的最大功率的下限，小于标准规定的最大功率的上限，使其在小区远端或无线阴影中也能较好通讯。同时要求手机必须能够输出小于最小功率的功率值来，也就是在无线环境比较好，且手机与基站很近时，手机能把自己的输出功率降得很低，以确保对其它手机的最小干扰和对电池的最小消耗。