中心議題：

• PHS手機發射功率詳解
• GSM手機發射功率詳解
• CDMA手機發射功率詳解

一
、手機發射功率的兩個方麵
　　
手機發射功率在PHS、GSM、cdma20001x、wcdma等協議中，被設計得越來越複雜
，它的重要性已不言而喻，哪手機發射功率是大些好哪，還是小些好哪?事實上單純的說大些好或者小些好，都實在不是一個明智的回答，因為在設計手機功率時，要考慮以下兩個方麵：
　　
1
、在能保證正常通信情況下，手機發射功率越小越好
　　*、手機發射功率越小,手機的耗電量就越小,待機時間
、通話時間越長;
　　*
、手機發射功率越小
，對同係統別的手機的幹擾越小，這不僅給同係統別的手機創造了好的無線環境
，同時對於cdma20001x
、wcdma來說，這就意味著小區容量越大;
　　*

、手機發射功率越小，對別的無線設備幹擾越小,這就給別的無線設備創造了好的無線環境;
　　
2、在有些情況下
，為了能保證通信質量
，手機發射功率希望能被調整的大些，再大些,再大些......
　　*、手機在小區的遠端時,為了保證手機信號經過長距離傳輸到達基站後,手機信號仍能被正確解調,也就是手機發射功率要足夠大，以克服信號經過長距離傳輸的衰減;
　　*
、手機被建築物或其它遮擋，在無線陰影區內，手機發射功率也要足夠大，以克服手機信號必須經過多次的反射、折射及長距離傳輸的衰減;
　　*、手機在幹擾比較大的情況下，如鄰信道
、同信道幹擾，阻塞等等，手機發射功率也要足夠大
，以克服噪聲的幹擾。
　　綜上所述
，手機發射功率存在著兩麵性，一方麵在能保證正常通信情況下
，手機發射功率越小越好;另ling一yi方fang麵mian
，在zai有you些xie情qing況kuang下xia
，為wei了le能neng保bao證zheng通tong信xin質zhi量liang，手shou機ji發fa射she功gong率lv必bi須xu要yao大da一yi些xie
，甚shen至zhi要yao再zai大da一yi些xie。這zhe兩liang方fang麵mian看kan似si矛mao盾dun，實shi為wei統tong一yi
，準zhun確que表biao述shu為wei：手shou機ji必bi須xu發fa出chu足zu夠gou大da的de功gong率lv，以yi保bao證zheng通tong信xin質zhi量liang，在zai保bao證zheng通tong信xin質zhi量liang的de前qian提ti下xia，手shou機ji發fa射she功gong率lv越yue小xiao越yue好hao。換huan言yan之zhi，手shou機ji發fa射she功gong率lv最zui好hao根gen據ju實shi際ji情qing況kuang能neng夠gou被bei控kong製zhi，該gai大da則ze大da，該gai小xiao則ze小xiao。
　　
二、PHS手機發射功率
　　
PHS(PersonalHandyphonesystem的縮寫)為日本獨立開發出的第三代數字無繩電話係統——個人攜帶電話係統,它具有很多突出的優點：建設費用低、係統擴充方便,超低的資費標準,因協議簡單，而使手機製造成本降低

，最終導致手機擁有價格上的優勢等等。PHS在中國被稱為小靈通，在有些地方也稱為“個人通信接入係統PAS(PersonalAccessSystem)”
　　
PHS采用日本RCR-STD28xieyizuoweikongzhongwuxianjiekoubiaozhun，caiyongweifengwojishu，yincitabixujianzhijiaomijidejizhan。youyujizhanfugaifanweijiaoxiao，qipushejiubixubigaogonglvdeyidongdianhuajizhanmi，shiyudisuzhuangtaixiadeyidong。buguo

，xinyidaidePHS基站範圍已擴大至500米。
　　
基於以上的情況，特別是采用微蜂窩技術

，RCR-STD28規定手機的發射平均功率≤10mW，峰值功率≤80mW
，發射功率不可控。除此之外，有關PHS手機發射功率的測量還有
　　1、載波關斷泄漏功率≤80nW
　　2

、發射瞬態響應特性：脈衝上升、下降時間≤13μS
　　3
、雜散發射功率相對載波電平(衰減量)≥50dB，或絕對電平≤2.5μW。
　　
從以上的情況不難看出，PHS手(shou)機(ji)在(zai)小(xiao)區(qu)遠(yuan)端(duan)
，或(huo)陰(yin)影(ying)區(qu)
，或(huo)受(shou)到(dao)幹(gan)擾(rao)
，是(shi)不(bu)能(neng)以(yi)再(zai)提(ti)高(gao)發(fa)射(she)功(gong)率(lv)，以(yi)抵(di)消(xiao)無(wu)線(xian)信(xin)號(hao)的(de)長(chang)距(ju)離(li)傳(chuan)輸(shu)的(de)損(sun)耗(hao)
，或(huo)建(jian)築(zhu)物(wu)等(deng)的(de)遮(zhe)擋(dang)損(sun)耗(hao)，或(huo)抵(di)禦(yu)幹(gan)擾(rao)。這(zhe)實(shi)際(ji)上(shang)導(dao)致(zhi)的(de)結(jie)果(guo)就(jiu)是(shi)手(shou)機(ji)與(yu)基(ji)站(zhan)之(zhi)間(jian)的(de)無(wu)線(xian)鏈(lian)路(lu)很(hen)脆(cui)弱(ruo)，這(zhe)是(shi)PHS手機協議上的根本弱點之一。
　　
反過來從協議對手機發射功率的規定中我們也不難看出，PHS隻zhi能neng采cai用yong微wei蜂feng窩wo技ji術shu
，通tong過guo建jian置zhi較jiao密mi集ji的de基ji站zhan抵di消xiao遠yuan近jin效xiao應ying和he陰yin影ying效xiao應ying，否fou則ze就jiu會hui出chu現xian大da量liang的de無wu信xin號hao區qu域yu和he通tong信xin質zhi量liang差cha等deng問wen題ti。在zai受shou到dao幹gan擾rao，通tong信xin質zhi量liang降jiang低di的de情qing況kuang下xia，手shou機ji也ye無wu法fa通tong過guo提ti高gao發fa射she功gong率lv的de辦ban法fa，來lai保bao證zheng通tong信xin質zhi量liang。
　　
由於PHS手機發射功率比較小,對別的手機或無線設備幹擾也小，它的待機時間、通話時間都比較長
，由於PHS手機發射功率不受控製，協議簡單，手機製造成本也相對較低。
　　
三
、GSM手機發射功率
　　
GSM協議規定，手機發射功率是可以被基站控製的。基站通過下行SACCH信道，發出命令控製手機的發射功率級別
，每個功率級別差2dB，GSM900手機最大發射功率級別是5(33dBm)，最小發射功率級別是19(5dBm)
，DCS1800手機最大發射功率級別是0(30dBm)，最小發射功率級別是15(0dBm)。
　　
從以上不難看出當手機遠離基站

，或者處於無線陰影區時
，基站可以命令手機發出較大功率
，直至33dBm(GSM900)，yikefuyuanjulichuanshuhuojianzhuwuzhedangsuozaochengdexinhaosunhao。ruguoshoujilijizhanhenjin，qiewurenhezhedangwushi，jizhankeyiminglingshoujifachujiaoxiaogonglv，zhizhi5dBm(GSM900)，以減少手機對同信道、相鄰信道的其它GSM用戶的幹擾和其它無線設備的幹擾
，而且這樣還可以有效延長手機待機時間、通話時間。
　　
從以上不難看出GSM手機發出的最低功率僅為5dBm(GSM900)，約為3.2mW，這比PHS的平均功率10mW要小，同時GSM手機發出的最大功率33dBm(GSM900)

，約為2W，這個信號相對來說是巨大的，對這種大信號不加以嚴格規定，其幹擾也是巨大的。因此GSM就手機發射信號除了發射功率的規定以外，在其它方麵也作了適當的規定。(注意：這裏是適當的規定，如果規定偏嚴無疑會加大手機製造成本，如果偏鬆
，無疑會加大幹擾。)具體有如下幾個方麵：
　　
1、PowerversusTime
　　
由於GSM是TDMA係統，因此GSM協議通過一個功率對時間的模板來嚴格限製發射功率在時間域的變化情況
，以減少幹擾，尤其是對同信道其他時隙的用戶的幹擾。
　　
2、OutputRFSpectrumDuetoModulation
　　
3、OutputRFSpectrumDuetoRamping
　　
GSM通過對手機發射信號的調製譜和切換譜的規定
，來限製手機發射信號時的頻譜帶寬和形狀，以減少幹擾
，尤其是鄰信道用戶的幹擾。
　　
拿GSM協議和PHS協議對比來看
，GSM為保證通信質量
，規定了手機的發射功率是受基站控製的
，根據需要可大可小
，但同時又嚴格規定手機發射信號在時間域和頻率域的“形狀”(PvT,ORFS)，這無疑又極大的限製了手機對外的幹擾。而PHS手機的發射功率不可再增大，因此PHS手shou機ji與yu基ji站zhan之zhi間jian的de無wu線xian鏈lian路lu很hen脆cui弱ruo的de弱ruo點dian，隻zhi能neng通tong過guo建jian置zhi較jiao密mi集ji的de基ji站zhan來lai解jie決jue，這zhe無wu疑yi又you加jia大da了le係xi統tong的de投tou資zi。當dang然ran由you於yu它ta的de發fa射she信xin號hao始shi終zhong比bi較jiao小xiao，信xin號hao在zai時shi域yu和he頻pin域yu上shang的de要yao求qiu也ye不bu用yong很hen嚴yan，生sheng產chan製zhi造zao成cheng本ben、測試成本也都跟著降了下來。
　　
從以上不難看出，同為時分多址係統，單從手機發射功率這點就能看出來

，GSM係統優於PHS係統。
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四
、cdma20001x手機發射功率
　　
cdma顧(gu)名(ming)思(si)義(yi)是(shi)碼(ma)分(fen)多(duo)址(zhi)
，因(yin)此(ci)在(zai)一(yi)個(ge)小(xiao)區(qu)內(nei)的(de)所(suo)有(you)用(yong)戶(hu)，都(dou)是(shi)同(tong)時(shi)在(zai)同(tong)一(yi)個(ge)頻(pin)率(lv)上(shang)通(tong)訊(xun)，因(yin)此(ci)每(mei)個(ge)用(yong)戶(hu)都(dou)回(hui)受(shou)到(dao)同(tong)小(xiao)區(qu)的(de)其(qi)它(ta)用(yong)戶(hu)的(de)幹(gan)擾(rao)
，每(mei)個(ge)用(yong)戶(hu)都(dou)會(hui)幹(gan)擾(rao)同(tong)小(xiao)區(qu)的(de)其(qi)它(ta)用(yong)戶(hu)，因(yin)此(ci)人(ren)們(men)也(ye)把(ba)cdma稱之為自幹擾係統。
　　
CDMA的基本技術之一是功率控製。因為限製CDMA係統容量的因素是總幹擾功率
，所以控製每個移動台的功率是獲得最大容量的關鍵。在給定條件下，CDMA移yi動dong台tai的de功gong率lv被bei控kong製zhi到dao能neng夠gou保bao證zheng接jie收shou話hua音yin質zhi量liang的de最zui小xiao功gong率lv。結jie果guo是shi每mei個ge移yi動dong台tai到dao達da基ji站zhan的de信xin號hao電dian平ping幾ji乎hu相xiang同tong。這zhe樣yang，每mei台tai移yi動dong台tai對dui其qi他ta移yi動dong台tai的de幹gan擾rao被bei控kong製zhi到dao最zui小xiao。因yin此ciCDMA係統容量也被稱為“軟容量”
，也就是CDMA可以通過降低通信質量來提高係統容量。
　　
ruguoyidongtaifashegonglvguoda，huiduiqitayonghudailaiganrao。tahuizuoweiqitajieshouzhedebeijingzaoshengcunzai。ruguomouyonghuweilehuodewanmeidehuayinermeiyouxianzhideshenggaofashexinhaogonglv，nametajiangbujinyingxiangdaobenwangluodeqitayonghudetonghua
，erqiehuiyingxiangdaogaipinduanshangqitatongxinxitongyonghudeshiyong。
　　
下麵以cdma20001x(cdma95類似)為例
，詳細介紹有關功率控製與測試。cdma20001x反向鏈路采用兩種形式的功率控製：開環功率控製和閉環功率控製。
　　
先看開環功率控製：它是假定前向路徑損耗與反向路徑損耗是相似的鏈路為前提的。將發射功率與接收功率的總和設置為一個常數，通常為-73dB。[移動台根據在整個1.2288MHz頻段接收到的總信號能量(就是在導頻
、尋呼、同步和業務信道的功率，其中含有從服務基站來的信號與相同頻率相鄰基站的信號總和來)來調整它的發射功率]
　　
例如：如果移動台接收到的信號功率為-85dBm，這時它的發射功率應當為：-73-(-85)=12dBm
　　
閉環功率控製：基站監視從每個移動台接收的功率並命令移動台以固定的步長1dB(0.5dB、0.25dB)增加或降低功率(不能保持不變)。這個過程每1.25ms一次(每秒鍾重複800次)
　　
從以上資料不難看出，cdma20001x不斷精確控製手機的發射功率，以達到在能夠保證接收質量的情況下的最小功率

，下麵詳細介紹cdma20001x為實現這個目的所作的有關功率方麵的測試規定。
　　
1、OpenLoopOutput
　　
這部分主要以基站發出大信號、中信號
、小信號三種狀況下
，來檢測手機是否能正確估算出開環輸出功率，以及開環輸出功率範圍。
　　
2、TimeResponseofOpenLoop
　　
這部分主要保證
，手機在不斷運動，或者其他原因

，導致接受到基站的信號持續變化時
，手機是否能根據這種變化能快速、持續調整開環輸出功率。
　　
3、ClosedLoopPowerRange
　　
對於閉環功率控製，基站命令手機進行輸出功率調整以優化功率輸出。基於收到的電平，基站命令手機增加和降低輸出功率，每1.25ms變化1dB(800次/秒)。測試閉環功率性能的標準方法包括驗證整個功率範圍及手機閉環功率控製範圍的線性。CDMA手機必須演示±24dB的閉環功率控製範圍以及定義的改變功率的速度
，以確定手機是否能跟上基站的命令。
　　
4

、MaximumOutputPower和MinimumOutputPower
　　
genjuyishangdejieshao
，qishijizhanduishoujifashedejueduigonglvbingbushihenzhongshi
，tajinjinshiyaoqiushoujinenggenjuzijifachudegonglvshangshengzhilinghuogonglvxiajiangzhilingzidongtiaozhengshuchugonglvjike，qiezuihaoshoujinengfachuwuxiandahuowuxianxiaodegonglvlai，danzhegeyaoqiuduishoujizhizaoshanglaishuo，shizaishikeke，qiehuiwuxianzhidetigaoshoujizhizaochengben，yincizhezhongdefanganshijiangshoujianfashegonglvfenlei
，butongleideshoujizuidagonglvbixudadaogeziyaoqiu
，yejiushizhishaoyaodayubiaozhunguidingdezuidagonglvdexiaxian
，xiaoyubiaozhunguidingdezuidagonglvdeshangxian，shiqizaixiaoquyuanduanhuowuxianyinyingzhongyenengjiaohaotongxun。tongshiyaoqiushoujibixunenggoushuchuxiaoyuzuixiaogonglvdegonglvzhilai，yejiushizaiwuxianhuanjingbijiaohao，qieshoujiyujizhanhenjinshi，shoujinengbazijideshuchugonglvjiangdehendi
，yiquebaoduiqitashoujidezuixiaoganraoheduidianchidezuixiaoxiaohao。
　　
5、StandbyPower
　　
cdma20001x規定手機待機功率要小於-61dBm

，這既保證了對外幹擾很小，又保證了在待機時間對電池的小消耗，延長了手機的待機時間。
　　
五

、wcdma手機發射功率
　　
GSM和wcdma雖然同為歐洲標準
，但wcdma畢竟是碼分多址的
，它采納，也必須采納cdma中很多穩定成熟的技術和方案，至少在對手記發射功率控製這塊，wcdma和cdma20001x就非常類似，隻是wcdma對手機功率控製要求更精準

、更嚴格。
　　
筆者認為這裏的原因是wcdma畢竟是碼分多址的技術
，它需要采用功率控製技術
，來平衡用戶功率，以保證係統每個用戶的通信質量和係統的最大容量。雖然GSM和wcdma同為歐洲標準，而且GSM是第二代標準
，wcdma是第三代標準
，GSM盡管也采用了功率控製技術，但區別還是巨大的：
　　
(1)GSM功率控製速率要慢得多，對功率控製升多少
、降多少要求並不是很精準,也不是很嚴格;
　　
(2)GSM對功率控製依賴程度要低，而CDMA沒有了功率控製將幾乎無法工作。
　　
事實上在W—CDMA中zhong
，上shang行xing鏈lian路lu采cai用yong開kai環huan功gong控kong和he閉bi環huan功gong控kong兩liang種zhong方fang式shi。當dang上shang行xing鏈lian路lu沒mei有you建jian立li時shi，開kai環huan功gong控kong用yong來lai調tiao節jie物wu理li隨sui機ji接jie入ru信xin道dao的de發fa射she功gong率lv。鏈lian路lu建jian立li之zhi後hou
，使shi用yong閉bi環huan功gong控kong。閉bi環huan功gong控kong包bao括kuo內nei環huan功gong控kong和he外wai環huan功gong控kong。外wai環huan功gong控kong以yi誤wu碼ma率lv或huo者zhe誤wu幀zhen率lv作zuo為wei控kong製zhi目mu標biao，內nei環huan功gong控kong以yi信xin幹gan比bi作zuo為wei控kong製zhi目mu標biao。下xia行xing鏈lian路lu隻zhi有you閉bi環huan功gong控kong。
　　
1
、OpenLoopPower
　　
這部分主要以基站發出大信號、中信號、小信號三種狀況下，來檢測手機是否能正確估算出開環輸出功率
，以及開環輸出功率範圍。具體計算公式為：PRACHPreambleInitialPower=(P-CPICHDLTXPower)-(CPICH_RSCP)+(ULInterference)+(ConstantValue)
　　
2、InnerLoopPowerwcdma
　　
關於手機在內環功控方麵作了較好的功率控製位的形式和算法的規定，手機在內環功控下
，必須能發出–50dBm到+24dBm範圍內的信號，而且還要求手機能夠很好相應基站所發出的功率控製位，當基站發出升(或降)1dB命令時
，手機必須升(或降)1dB+/-0.5dB，當基站發出升(或降)10dB命令時
，手機必須升(或降)10dB+/-2dB。同時wcdma還規定了A,B,C,D,E,F,G,H8段區域，來測試手機。將這部分與cdma20001x的閉環功率控製相比，可以看出雖然異曲同工
，但wcdma的規定更嚴謹，更細致。
　　
3、MaximumOutputPower和MinimumOutputPower
　　
wcdma與cdma20001x在這方麵非常類似，故不再贅述。
　　
通過以上的介紹，不難看出WCDMA與IS-95、CDMA20001x沒有本質不同，撇開IPR問題
，所有的不同點無非是怎樣才能更好發揮CDMA的優勢、提高係統的性能如係統容量、通信質量和網絡覆蓋等。
　　
前(qian)麵(mian)所(suo)述(shu)僅(jin)是(shi)把(ba)各(ge)個(ge)標(biao)準(zhun)裏(li)對(dui)手(shou)機(ji)發(fa)射(she)功(gong)率(lv)的(de)有(you)關(guan)規(gui)定(ding)拿(na)出(chu)來(lai)羅(luo)列(lie)和(he)對(dui)比(bi)，掛(gua)一(yi)漏(lou)萬(wan)。但(dan)管(guan)中(zhong)窺(kui)豹(bao)，足(zu)見(jian)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)和(he)通(tong)信(xin)協(xie)議(yi)的(de)進(jin)步(bu)。
　　
PHS和GSM同為時分多址係統，協議就手機輸出功率方麵的規定具有可比性
，它們與cdma20001x、wcdma這些碼分多址係統，在手機輸出功率方麵不具有可比性。碼分多址近似的可以認為是在實時的(1.25ms一次)
，精確的(以0.25dB)控製手機發射功率，而手機也要實時的
、精確的相應控製(具體測試方法見上文)，以保證係統的需要。由於多址方式的不同，這就決定了GSM沒有必要搞碼分多址哪種實時的、精確的、很複雜的功率控製(以節省製造、測試成本)，當然也不能像PHS那樣，不控製手機輸出功率
，即便是在微蜂窩內。
　　
在zai上shang文wen中zhong，也ye是shi簡jian單dan介jie紹shao了le碼ma分fen多duo址zhi技ji術shu對dui手shou機ji發fa射she功gong率lv的de控kong製zhi，事shi實shi上shang碼ma分fen多duo址zhi技ji術shu對dui基ji站zhan和he手shou機ji的de發fa射she功gong率lv的de規gui定ding遠yuan不bu止zhi這zhe些xie
，如ru接jie入ru試shi探tan功gong率lv、發射開/關guan控kong製zhi，呼hu吸xi技ji術shu等deng等deng。現xian實shi的de情qing況kuang是shi

，如ru果guo沒mei有you功gong率lv控kong製zhi等deng無wu線xian資zi源yuan管guan理li技ji術shu的de支zhi持chi，碼ma分fen多duo址zhi的de性xing能neng比bi時shi分fen多duo址zhi更geng差cha。而er這zhe些xie筆bi者zhe在zai本ben文wen都dou將jiang其qi省sheng略lve了le，並bing不bu是shi說shuo這zhe些xie不bu重zhong要yao，而er是shi筆bi者zhe認ren為wei這zhe些xie與yu本ben文wen著zhe眼yan點dian不bu太tai一yi致zhi。
　　
總之，手機發射功率實在是個重要的指標，也是一柄鋒利的雙刃劍
，一方麵人們希望它足夠大，以克服無線電波傳播路徑的損耗
、發射、zheshedesunhao，kefuqitawuxiandianbodeganrao，lingyifangmianyouxiwangtazugouxiao，jinkenengxiaodeganraobieren
，zhedianzaimafenduozhixitongzhongyouxiantuchu。jiejuedebanfajiushiyaogenjuxuyaokongzhishoujifashegonglv
，zaibaozhengsuoyourendezhengchangtongxindeqingkuangxia，jinkenengdebasuoyoushoujidefashegonglvdoujiangxialai。dangran


，zhexiewuyihuijiadaxieyidefuzaxing，tigaoshoujidezhizaochengben，danzhekeyibaozhenggengduoderentongshiyongyougengduodedaikuan，zheshifuherenmenyizhizaizhuiqiudetigaowuxianziyuanliyonglvzheyimubiaode，bijingpinlvziyuanshibukezaishengdeziyuan
，ershoujidezhizaochengbenhuitongguoshoujidepiliangshengchan
，zuizhonghuijiangxialai。