要說(shuō)3G網(wǎng)絡(luò )，現今國內的三大運營(yíng)商均采取不同的3G網(wǎng)絡(luò )制式，中國移動(dòng)為T(mén)D-SCDMA，中國聯(lián)通為WCDMA，中國電信為CDMA2000，三種制式均是基于CDMA技術(shù)。而中國移動(dòng)與中國聯(lián)通2G時(shí)代以GSM網(wǎng)絡(luò )為基礎，而中國電信則為CDMA（1X）。一直以來(lái)，手機輻射都是人們的關(guān)注所在，雖然人們知道過(guò)強的輻射會(huì )危害健康，但是手機輻射是怎樣的一個(gè)情況？不同網(wǎng)絡(luò )制式的輻射的差異如何？接下來(lái)一起來(lái)了解。


GSM/CDMA發(fā)射功率要求

首先我們需要看看2G網(wǎng)絡(luò )下，GSM與CDMA網(wǎng)絡(luò )的發(fā)射功率差異，了解它們的各自輻射狀況，進(jìn)而再進(jìn)一步延伸到3G網(wǎng)絡(luò )中。從CDMA和GSM相關(guān)技術(shù)規范對手機發(fā)射功率的要求中可以知道，目前普遍使用的GSM手機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），低頻段的最大發(fā)射功率更高。同時(shí)規范要求，對于GSM900和1800頻段，通信過(guò)程中手機最小發(fā)射功率分別不能低于5dBm和0dBm。CDMA IS-95A規范對手機最大發(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CDMA手機的最大發(fā)射功率為23dBm (0.2W)，規范對CDMA手機最小發(fā)射功率沒(méi)有要求。因此CDMA網(wǎng)絡(luò )所規范的最大發(fā)射功率要小于GSM網(wǎng)絡(luò )。
當然，規范中只是理論的數值，實(shí)際通信的過(guò)程中，手機的實(shí)際發(fā)射功率還要取決于當時(shí)的環(huán)境，包括基站密度、信號強度、系統對通信質(zhì)量要求等等。GSM系統要求到達基站的手機信號的載干比通常為9dB左右，由于CDMA系統采用擴頻技術(shù)， 擴頻增益對全速率編碼的增益為21dB， 所以對解擴前信號的等效載干比的要求小于-14dB(CDMA系統通常要解擴后信號的 值為7dB左右），因此CDMA只需更小的信號發(fā)射便可以維持較高的通信質(zhì)量，這也是為什么CDMA基站密度較弱的原因之一。
手機與系統的通信可分為兩個(gè)階段，一是接入階段，二是話(huà)務(wù)通信階段。GSM和CDMA手機發(fā)射功率的初始值的取定及功率控制機制是不同的。對于GSM系統，手機在隨機接入階段沒(méi)有進(jìn)入專(zhuān)用模式以前，是沒(méi)有功率控制的，為保證接入成功，手機以系統能允許的最大功率發(fā)射 (通常是手機的最大發(fā)射功率)。在分配專(zhuān)用信道（SDCCH或TCH）后，手機會(huì )根據基站的指令調整手機的發(fā)射功率，調整的步長(cháng)通常為2dB。調整的頻率為60ms一次。

對于CDMA系統，在隨機接入狀態(tài)下，手機會(huì )根據接收到的基站信號電平估計一個(gè)較小的值作為手機的初始發(fā)射功率,，發(fā)送第一個(gè)Access Probe，如果在規定的時(shí)間內沒(méi)有得到基站的應答信息，手機會(huì )加大發(fā)射功率，發(fā)送第二個(gè)Access Probe，如果在規定時(shí)間內還沒(méi)有得到基站的應答信息，手機會(huì )再加大發(fā)射功率。這個(gè)過(guò)程重復下去，直到收到基站的應答或者到達設定的最多嘗試次數為止。在通話(huà)狀態(tài)下，每1.25ms 基站會(huì )向手機發(fā)送一個(gè)功率控制命令信息，命令手機增大或減少發(fā)射功率，步長(cháng)為1dB。

CDMA系統具有獨特的技術(shù)，如軟切換、RAKE接收機對多徑的分集作用、強有力的前向糾錯算法對對上行鏈路預算的改善等，CDMA系統對手機的發(fā)射功率的要求比GSM系統對手機發(fā)射功耗要小。由于且GSM手機在接入過(guò)程中以最大的功率發(fā)射，在通話(huà)過(guò)程中功率控制速度較慢，所以手機以大功率發(fā)射的機率較大；而CDMA手機獨特的隨機接入機制和快速的反向功率控制，可以使手機平均發(fā)射功率維持在一個(gè)較低的水平。
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手機安全輻射標準與發(fā)射功率

手機輻射對人體的影響尚在不斷的觀(guān)察與研究之中， 國外有大量相互矛盾的研究報告，目前尚未有全面的科學(xué)的結論。目前國際上（包括美國FCC，NCRP，歐洲的CENEIEC）普遍采用的標準是SAR值（SPECIFIC ABSORPTION RATE），它指的是人體單位質(zhì)量吸收的射頻功率。

其中σ是人體組織的電導率，為人體組織的密度，E為人體組織內因受電磁輻射產(chǎn)生的場(chǎng)強。這三個(gè)參數都是人體位置的函數。如果要求某一器官吸收的射頻功率，則可由積分關(guān)系得出，M是器官的質(zhì)量，也可指整個(gè)人體。

由于手機在通話(huà)時(shí)靠近人的腦部（不帶耳機），手機輻射天線(xiàn)與人腦的距離通常小于15cm。人腦處于天線(xiàn)輻射的近場(chǎng)，由于人體組織結構的復雜性，理論上計算天線(xiàn)輻射功率與人體內場(chǎng)強分布的關(guān)系非常困難。但根據電磁場(chǎng)理論，有一點(diǎn)是可以肯定的，在天線(xiàn)結構以及手機和人體相對位置一定的情況下，天線(xiàn)輸入功率越大，在人體內形成的電場(chǎng)強度越高，人體吸收的射頻輻射功率越大。目前測量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(lái)測量受射頻輻射的人體內的實(shí)際場(chǎng)強值。

手機輻射屬于人不能控制射頻源的非控制輻射。需要說(shuō)明的是，目前進(jìn)行的手機SAR測試得到的結果，均是在手機以最大發(fā)射功率和全速率的情況下得到的。CDMA手機最大發(fā)射功率為0.2W，GSM手機最大發(fā)射功率為2W，但GSM手機只在1/8的時(shí)間發(fā)射，而SAR值的測定是一個(gè)較長(cháng)時(shí)間的平均，因此，GSM手機和CDMA手機在這種情況下的SAR值相近是不足為奇的。

不過(guò)我們不能因為在這種極限情況下CDMA手機和GSM手機SAR值相當而武斷地認為在實(shí)際的通信過(guò)程中CDMA手機和GSM手機輻射也相近。因為在實(shí)際通信過(guò)程中，GSM手機和CDMA手機都不會(huì )總是以最大功率發(fā)射，特別是CDMA手機以全速率，最大功率發(fā)射的概率極小。GSM手機以大功率發(fā)射的概率遠遠大于CDMA手機大功率發(fā)射的概率，CDMA手機的平均發(fā)射功率遠遠小于CDMA手機的最大發(fā)射功率，也遠遠小于GSM手機的平均發(fā)射功率，因此，在實(shí)際通信過(guò)程中的CDMA手機對人體輻射的實(shí)際SAR值將大大低于CDMA手機標稱(chēng)的SAR值，也遠低于GSM手機實(shí)際的SAR值。

此外，目前廣泛采用的SAR標準可能不能夠全面反應手機輻射對人體的影響。因為該標準是根據電磁輻射對人體的熱效應制定的。事實(shí)上，電磁波，特別是低頻脈沖電磁波對人體輻射的非熱效應也日益引起人們的關(guān)注。GSM手機發(fā)射產(chǎn)生的低頻脈沖電磁波已經(jīng)影響到精密醫療設備、助聽(tīng)設備的正常使用，是否對人體也有害目前尚無(wú)定論。因此為避免GSM手機的缺陷，第三代移動(dòng)通信系統（以CDMA技術(shù)為技術(shù)）的終端設備發(fā)射的將都是跟CDMA手機一樣采用連續的無(wú)線(xiàn)電波而非脈沖電波。

系統測試

究竟GSM手機和CDMA手機輻射功率相差多少？為得出實(shí)際的客觀(guān)的比較結果，一家國際著(zhù)名的CDMA技術(shù)權威公司和國內某知名的GSM網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化公司技術(shù)人員進(jìn)行了一個(gè)系統式的發(fā)射功率測試，沿北京市二環(huán)路全線(xiàn)進(jìn)行了CDMA和GSM現網(wǎng)中手機發(fā)射功率的測試。測試結果表明，在二環(huán)路上CDMA手機平均發(fā)射率為1.72毫瓦，GSM手機平均發(fā)射率為773毫瓦，兩者相差449倍。
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CDMA測試手機和GSM測試手機同時(shí)拔打1861，汽車(chē)內收音機調整到適當音量，摸擬雙向通話(huà)。車(chē)速40km左右。GSM手機每480ms抽樣一次，CDMA手機每20ms抽樣一次。

CDMA手機的線(xiàn)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手機的線(xiàn)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%。測試的環(huán)境中，北京移動(dòng)GSM網(wǎng)絡(luò )已相當成熟，基站間距較小，GSM手機可以較小功率發(fā)射；而CDMA網(wǎng)絡(luò )處于發(fā)展階段，基站密度與信號都沒(méi)有GSM要來(lái)得好，如果加以?xún)?yōu)化后，相信CDMA網(wǎng)絡(luò )的發(fā)射功率應該會(huì )更加低。實(shí)際上，GSM即使在信號比較好的情況下，發(fā)射功率也沒(méi)有做到很小，而且不太穩定，信號稍一波動(dòng)容易回到最大的發(fā)射功率33dBm上。

動(dòng)手實(shí)際測試

我們也進(jìn)行了相關(guān)的簡(jiǎn)單測試，采用Estack ES-305A型電子輻射檢測儀，第一階段將手機撥號，使其為通話(huà)狀態(tài)，但尚未接通，此刻來(lái)使用輻射測試儀測試手機周?chē)椛?，找到平均輻射值最大的地方。第二階段用手機撥號，接通五秒后，利用輻射測試儀在手機四周檢測，同樣是找到平均輻射值最大的地方。


Estack ES-305A型電子輻射檢測儀是一臺精密的智能電子儀器，輻射測量范圍，低頻在0-200伏/米（低頻輻射電場(chǎng)強度），高頻在0-2000微瓦/平方厘米（高頻輻射功率密度）。精確度方面，電場(chǎng)強度為0.1伏/米，而功率密度在1微瓦/平方厘米。頻率范圍在20HZ-3000MHZ，感應軸為單軸。


由于手機輻射的大小除卻與所處信號強度環(huán)境有關(guān)，還與手機內部設計有關(guān)，因此我們以聯(lián)通的網(wǎng)絡(luò )作為對比，看看電信與聯(lián)通、移動(dòng)與聯(lián)通的網(wǎng)絡(luò )輻射對比。機型方面的組合為CDMA與WCDMA版的HTC One，TD-SCDMA與WCDMA版的vivo Xplay。測試中我們會(huì )分別進(jìn)行2G與3G網(wǎng)絡(luò )的輻射對比，所處環(huán)境中網(wǎng)絡(luò )信號都滿(mǎn)格，盡量保證三大運營(yíng)商都有較好的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境。（單位：微瓦/平方厘米）
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測試中我們采用單反翻拍的形式，由于輻射數值是不斷變化的，因此儀表顯示中的瞬時(shí)輻射數值只是代表某一時(shí)刻的，并不代表平均的輻射數值。最大值直接在儀器顯示，平均值通過(guò)觀(guān)察30S左右的數值記錄起來(lái)計算得到。


中國聯(lián)通與中國電信的網(wǎng)絡(luò )對比中，在2G網(wǎng)絡(luò )下，聯(lián)通轉為GSM網(wǎng)絡(luò )，不論是撥號未接通還是接通中，其突發(fā)的發(fā)射強度都會(huì )比較大，一般最大值到400多。未接通下，其發(fā)射強度維持在較高的水平，約在200-300之間；接通后，發(fā)射強度逐漸降低，不過(guò)都維持在100-200左右。
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聯(lián)通WCDM網(wǎng)絡(luò )下，發(fā)射強度大幅降低，最大值維持在100以下，平均只有0-30左右，接通后其輻射基本可以忽略；中國電信通話(huà)會(huì )自動(dòng)轉為CDMA 1X網(wǎng)絡(luò )，而它的表現最佳，最大發(fā)射強度只是在30左右，而不論是未接通還是接通下，發(fā)射強度只在個(gè)位數徘徊。接下來(lái)看看聯(lián)通與移動(dòng)的比較：


前面已經(jīng)說(shuō)到，手機的發(fā)射強度除了跟網(wǎng)絡(luò )環(huán)境有關(guān)，還與手機的電路設計有關(guān)。vivo Xplay的信號最強的地方在底部位置，很有可能便是天線(xiàn)設計的地方，雖然并不在聽(tīng)筒附近，對人地的傷害并沒(méi)有太大，但與HTC One相比，其信號屏蔽還需加強。


說(shuō)回網(wǎng)絡(luò )的狀況，聯(lián)通GSM網(wǎng)絡(luò )與前面的測試情況較為相似，未接通與已接通狀況下的發(fā)射強度都較強，平均達到了300以上。在聯(lián)通WCDMA下，發(fā)射強度有了很大的改善，基本與HTC One測試的狀況保持一致，平均能夠維持在30以下的較低水平（突發(fā)有達到100以上的狀況）。

中國移動(dòng)的測試受網(wǎng)絡(luò )環(huán)境的影響，GSM網(wǎng)絡(luò )的狀況與聯(lián)通GSM狀況基本是一樣的，都達到了300以上的數值；TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò )下，進(jìn)行撥號通話(huà)其會(huì )自動(dòng)轉換為2G E網(wǎng)承載（Xplay信號顯示仍然為H），因此發(fā)射強度與GSM網(wǎng)絡(luò )是相似的。首先我們推測由于我們所處的地點(diǎn)雖然TD信號不錯，但是可能通話(huà)承載被劃定由E網(wǎng)承擔，這就造成TD不走語(yǔ)音通話(huà)的線(xiàn)路，所以我們找了其他TD信號的地方重新測試，果然在TD承載通話(huà)的狀況下，發(fā)射強度也會(huì )大幅度下降，甚至比與WCDMA要低。
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小結

從測試可以看出，三大運營(yíng)商雖然所采用的網(wǎng)絡(luò )制式不同，但是其本質(zhì)都是屬于CDMA技術(shù)，因此相比GSM網(wǎng)絡(luò )有著(zhù)較大的輻射優(yōu)勢。我們可以確定GSM網(wǎng)絡(luò )在各方面環(huán)境與CDMA網(wǎng)絡(luò )相近的情況下，前者的輻射強度要大于后者。日常如果我們通話(huà)、短信、上網(wǎng)等操作走的是3G網(wǎng)絡(luò )，那么輻射強度會(huì )維持在較低的水平，當然CDMA這里仍然是具有優(yōu)勢的，但相比2G網(wǎng)絡(luò )，3G時(shí)代的優(yōu)勢沒(méi)有太過(guò)明顯。


不過(guò)我們需要留意的是，三大運營(yíng)商中，中國移動(dòng)與中國聯(lián)通雖然在3G覆蓋上已經(jīng)有長(cháng)足的發(fā)展，但一些網(wǎng)絡(luò )盲點(diǎn)或信號較弱的地方仍然會(huì )轉為2G E網(wǎng)，這里中國電信CDMA網(wǎng)絡(luò )的優(yōu)勢便會(huì )突顯出來(lái)。

3G網(wǎng)絡(luò )輻射

3G時(shí)代下，三大運營(yíng)商雖然都采取了不同的網(wǎng)絡(luò )制式，但其與CDMA技術(shù)并沒(méi)有本質(zhì)上的區別，因此手機的發(fā)射功率能夠得到有效的控制。理論上，TD-SCDMA、WCDMA與CDMA2000的發(fā)射功率均是處在同一等級上，輻射也能夠大幅度減小。

前面我們已經(jīng)了解到GSM/CDMA網(wǎng)絡(luò )的輻射情況對比，2G網(wǎng)絡(luò )下，在大多數的環(huán)境中（假定網(wǎng)絡(luò )信號穩定、基站密度較高），CDMA網(wǎng)絡(luò )無(wú)疑在發(fā)射功率與輻射上要小于GSM網(wǎng)絡(luò )。3G網(wǎng)絡(luò )下，由于三大運營(yíng)商均采取了CDMA技術(shù)的制式，因此能夠減少手機的輻射。話(huà)雖如此，中國移動(dòng)與中國聯(lián)通2G時(shí)代下采用GSM網(wǎng)絡(luò )，雖然經(jīng)過(guò)了多年的3G建網(wǎng)后，3G網(wǎng)絡(luò )覆蓋與信號都有大幅度的提高，但仍然存在很多3G信號的盲區或者信號弱的地方，這就導致手機會(huì )自動(dòng)切換為2G的GSM網(wǎng)絡(luò )。

由于CDMA和GSM的技術(shù)體制對CDMA和GSM手機的發(fā)射功率的要求以及初始發(fā)射功率值的取定以及功率控制機制不同，在通信過(guò)程中，CDMA手機的平均發(fā)射功率遠遠低于GSM手機的平均發(fā)射功率。從測試中可知CDMA手機的平均發(fā)射功率比GSM手機的發(fā)射功率小500多倍，考慮到GSM手機只在八分之一時(shí)間內發(fā)射，在同等時(shí)間內，CDMA輻射的能量比GSM手機輻射的能量小60倍以上。

總括來(lái)說(shuō)，中國電信的3G網(wǎng)絡(luò )覆蓋是較為不錯的，不論是2G或者3G網(wǎng)絡(luò )，通話(huà)、上網(wǎng)等操作的發(fā)射功率與輻射都較小，而中國移動(dòng)與中國聯(lián)通的3G網(wǎng)絡(luò )覆蓋仍有待加強，2G下的GSM網(wǎng)絡(luò )的輻射較強。當然這個(gè)輻射強度仍然在安全的范圍，消費者不用過(guò)分擔心，建議在信號弱的地方，還是盡量避免在GSM網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行長(cháng)時(shí)間通話(huà)。

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