¿Cuándo transmite el teléfono móvil la mayor potencia y a qué altura?
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Descripción del problema:
¿Cuándo transmite un teléfono móvil a su máxima potencia? ? Escuché que la potencia de transmisión es alta cuando el teléfono apenas suena y la señal es débil, ¿es correcto? ¿Qué tan grande es? ¿Qué tan dañino es para las personas?
Análisis:
Una breve discusión sobre la potencia de transmisión de teléfonos móviles
El autor ha estado involucrado en la integración del sistema de calibración de pruebas de teléfonos móviles durante algún tiempo y cree que la potencia de transmisión del teléfono móvil varía en diferentes sistemas y hay muchas diferencias según el acuerdo. El autor está profundamente interesado en esto, por lo que he enumerado aquí las regulaciones sobre la potencia de transmisión de teléfonos móviles bajo PHS, GSM, cdma2000 1x y wcdma. Espero que pueda servir como referencia para mis colegas y corregir mis errores.
1. Dos aspectos de la potencia de transmisión de los teléfonos móviles
La potencia de transmisión de los teléfonos móviles está diseñada para volverse cada vez más compleja en PHS, GSM, cdma2000 1x, wcdma y otros protocolos. Es evidente que ¿qué teléfono móvil tiene una potencia de transmisión mayor o una potencia de transmisión menor? De hecho, decir simplemente que más grande o más pequeño es mejor no es una respuesta inteligente, porque al diseñar la potencia de un teléfono móvil se deben considerar los siguientes dos aspectos:
1. Cuándo se puede garantizar una comunicación normal Cuanto menor sea la potencia de transmisión del teléfono móvil, mejor
* Cuanto menor sea la potencia de transmisión del teléfono móvil, menor será el consumo de energía del teléfono móvil y mayor será el tiempo de espera y de conversación;
*, Cuanto menor sea la potencia de transmisión del teléfono móvil, menor será la interferencia con otros teléfonos móviles del mismo sistema. Esto no sólo crea un buen entorno inalámbrico para otros teléfonos móviles del mismo sistema, sino también para cdma2000 1x y wcdma. esto significa que cuanto mayor sea la capacidad de la celda;
*. Cuanto menor sea la potencia de transmisión del teléfono móvil, menor será la interferencia con otros dispositivos inalámbricos, lo que crea un buen entorno inalámbrico para otros dispositivos inalámbricos. p> 2. En algunos casos, para garantizar la calidad de la comunicación, se espera que la potencia de transmisión del teléfono móvil se pueda ajustar cada vez más grande...
*. en el otro extremo de la comunidad, para garantizar que después de que la señal del teléfono móvil llegue a la estación base después de una transmisión de larga distancia, la señal del teléfono móvil aún se pueda demodular correctamente, es decir, la potencia de transmisión del teléfono móvil debe ser grande. suficiente para superar la atenuación de la señal después de la transmisión de larga distancia;
*, el teléfono móvil está en edificios u otras obstrucciones, en el área de sombra inalámbrica, la potencia de transmisión del teléfono móvil debe ser lo suficientemente grande como para superar la atenuación de la señal del teléfono móvil que debe sufrir múltiples reflexiones, refracciones y transmisión a larga distancia;
*, teléfono móvil en el caso de interferencias relativamente grandes, como canales adyacentes, interferencias cocanal, bloqueo , etc., la potencia de transmisión del teléfono móvil debe ser lo suficientemente grande como para superar la interferencia de ruido.
En resumen, la potencia de transmisión del teléfono móvil tiene dos lados: por un lado, cuando se puede garantizar una comunicación normal, cuanto menor sea la potencia de transmisión del teléfono móvil, mejor; en algunos casos, para garantizar la calidad de la comunicación, la potencia de transmisión del teléfono móvil debe ser mayor o incluso mayor. Estos dos aspectos parecen contradictorios, pero en realidad están unificados. La afirmación precisa es: el teléfono móvil debe emitir suficiente energía para garantizar la calidad de la comunicación. Bajo la premisa de garantizar la calidad de la comunicación, cuanto menor sea la potencia de transmisión del teléfono móvil, mayor será la potencia de transmisión del teléfono móvil. mejor. En otras palabras, es mejor controlar la potencia de transmisión del teléfono móvil de acuerdo con la situación real. Si es mayor, será mayor y si es menor, será menor.
2. Potencia de transmisión del teléfono móvil PHS
PHS (abreviatura de Personal Handyphone system) es un sistema telefónico inalámbrico digital de tercera generación desarrollado independientemente por Japón: un sistema telefónico personal portátil. Hay muchas ventajas destacadas: bajos costos de construcción, fácil expansión del sistema, estándares de tarifas ultrabajas, acuerdos simples que reducen los costos de fabricación de teléfonos móviles, lo que en última instancia conduce a ventajas en los precios de los teléfonos móviles, etc. PHS se llama PHS en China y en algunos lugares también se llama "PAS (Sistema de acceso personal)".
PHS adopta el protocolo RCR-STD28 de Japón como estándar de interfaz inalámbrica aérea, utilizando tecnología microcelular, por lo que debe construir estaciones base más densas. Dado que el área de cobertura de las estaciones base es menor, su despliegue debe ser más denso que el de las estaciones base de telefonía móvil de alta potencia y son adecuadas para movimientos a bajas velocidades. Sin embargo, el alcance de la nueva generación de estaciones base PHS se ha ampliado a 500 metros.
Basado en la situación anterior, especialmente cuando se utiliza tecnología de microceldas, RCR-STD28 estipula que la potencia de transmisión promedio de los teléfonos móviles es ≤10 mW, la potencia máxima es ≤80 mW y la potencia de transmisión es incontrolable . Además, existen otras mediciones relacionadas con la potencia de transmisión de los teléfonos móviles PHS
1. Potencia de fuga de apagado del operador ≤80nW
2. Características de respuesta transitoria de transmisión: aumento de pulso y tiempo de caída ≤13μS
3. La potencia de emisión no esencial relativa al nivel de la portadora (atenuación) es ≥50dB, o el nivel absoluto es ≤2,5μW.
A partir de la situación anterior, no es difícil ver que cuando un teléfono móvil PHS está en el otro extremo de una celda, o en un área de sombra, o es interferido, no puede aumentar la potencia de transmisión. para compensar la pérdida de transmisión de señales inalámbricas a larga distancia, o bloquear pérdidas de edificios, etc., o resistencia a interferencias. El resultado real de esto es que el enlace inalámbrico entre el teléfono móvil y la estación base es muy frágil, lo cual es una de las debilidades fundamentales del protocolo de telefonía móvil PHS.
A su vez, no es difícil ver en las disposiciones del acuerdo sobre la energía de transmisión de teléfonos móviles que PHS sólo puede utilizar tecnología de microcélulas para compensar el efecto cercano y lejano y el efecto sombra mediante la construcción de estaciones base más densas. De lo contrario, habrá problemas como una gran cantidad de áreas sin señal y mala calidad de la comunicación. Cuando la calidad de la comunicación se reduce debido a interferencias, el teléfono móvil no puede garantizar la calidad de la comunicación aumentando la potencia de transmisión.
Dado que la potencia de transmisión de los teléfonos móviles PHS es relativamente pequeña, interfiere poco con otros teléfonos móviles o dispositivos inalámbricos, y su tiempo de espera y tiempo de llamada son relativamente largos. Dado que la potencia de transmisión de los teléfonos móviles PHS es. No controlado y el protocolo es simple, los costos de fabricación de los teléfonos móviles también son relativamente bajos.
3. Potencia de transmisión del teléfono móvil GSM
El protocolo GSM estipula que la potencia de transmisión del teléfono móvil puede ser controlada por la estación base. La estación base emite comandos para controlar el nivel de potencia de transmisión del teléfono móvil a través del canal SACCH de enlace descendente. Cada nivel de potencia difiere en 2 dB. El nivel de potencia de transmisión máximo de un teléfono móvil GSM900 es 5 (33 dBm), el nivel de potencia de transmisión mínimo es 19 (. 5 dBm), y el nivel de potencia de transmisión máximo de un teléfono móvil DCS1800 es 0 (30 dBm) y el nivel de potencia de transmisión mínimo es 15 (0 dBm).
De lo anterior, es fácil ver que cuando el teléfono móvil está lejos de la estación base o en el área de sombra inalámbrica, la estación base puede ordenar al teléfono móvil que emita mayor potencia, hasta 33dBm (GSM900), para superar los problemas causados por la transmisión de larga distancia o la pérdida de señal del edificio. Si el teléfono móvil está muy cerca de la estación base y no hay obstrucciones, la estación base puede ordenar al teléfono móvil que emita una potencia menor, hasta 5 dBm (GSM900), para reducir la interferencia del teléfono móvil a otros usuarios GSM en El mismo canal o canales adyacentes y el daño a otras interferencias de dispositivos inalámbricos, y esto también puede extender efectivamente el tiempo de espera y el tiempo de conversación del teléfono móvil.
No es difícil ver en lo anterior que la potencia más baja emitida por un teléfono móvil GSM es de solo 5 dBm (GSM900), que es aproximadamente 3,2 mW, que es menor que la potencia promedio de PHS de 10 mW. Al mismo tiempo, la potencia máxima emitida por un teléfono móvil GSM es de 33 dBm (GSM900), aproximadamente 2 W. Si una señal tan grande no se regula estrictamente, su interferencia también será enorme. Por ello, GSM ha adoptado las regulaciones adecuadas en otros aspectos además de la potencia de transmisión de las señales de los teléfonos móviles. (Nota: estas son regulaciones apropiadas. Si las regulaciones son demasiado estrictas, sin duda aumentará el costo de fabricación de teléfonos móviles. Si son demasiado laxas, sin duda aumentará la interferencia). Los aspectos específicos son los siguientes:
1. Potencia versus tiempo de potencia
Dado que GSM es un sistema TDMA, el protocolo GSM limita estrictamente los cambios en la potencia de transmisión en el dominio del tiempo a través de una plantilla de potencia a tiempo para reducir la interferencia, especialmente a usuarios de otras franjas horarias en el mismo canal.
2. Espectro de RF de salida debido a la modulación
3. Espectro de RF de salida debido a la rampa
GSM utiliza el espectro de modulación y el espectro de conmutación de la transmisión del teléfono móvil Las regulaciones de señales limitan el ancho de banda del espectro y la forma de las señales de transmisión de teléfonos móviles para reducir la interferencia, especialmente la interferencia de los usuarios de canales adyacentes.
Comparando el protocolo GSM y el protocolo PHS, para garantizar la calidad de la comunicación, GSM estipula que la potencia de transmisión de los teléfonos móviles está controlada por la estación base y puede aumentar o disminuir según las necesidades, pero al mismo tiempo, estipula estrictamente la transmisión de señales por teléfonos móviles. La "forma" (PvT, ORFS) en el dominio del tiempo y la frecuencia sin duda limita en gran medida la interferencia externa de los teléfonos móviles. La potencia de transmisión de los teléfonos móviles PHS no se puede aumentar, por lo que el enlace inalámbrico entre los teléfonos móviles PHS y las estaciones base es muy frágil, lo que sólo puede solucionarse construyendo estaciones base más densas, lo que sin duda aumenta la inversión en el sistema. Por supuesto, debido a que su señal transmitida es siempre relativamente pequeña, los requisitos de señal en el dominio del tiempo y la frecuencia no necesitan ser muy estrictos, y los costos de fabricación y prueba también se han reducido.
De lo anterior no es difícil ver que ambos son sistemas de acceso múltiple por división de tiempo. Se puede ver solo por la potencia de transmisión de los teléfonos móviles que el sistema GSM es superior al sistema PHS.
4. cdma2000 1x potencia de transmisión de teléfono móvil
cdma, como su nombre lo indica, es acceso múltiple por división de código, por lo que todos los usuarios de una comunidad se comunican en la misma frecuencia al mismo tiempo. , por lo que cada usuario será interferido por otros usuarios en la misma celda, y cada usuario interferirá con otros usuarios en la misma celda. Por lo tanto, la gente también llama a cdma un sistema de autointerferencia.
Una de las tecnologías básicas de CDMA es el control de potencia. Debido a que el factor que limita la capacidad de un sistema CDMA es la potencia de interferencia total, controlar la potencia de cada estación móvil es la clave para obtener la máxima capacidad. En determinadas condiciones, la potencia de una estación móvil CDMA se controla hasta la potencia mínima que pueda garantizar la calidad de la voz recibida. El resultado es que el nivel de señal que llega a la estación base desde cada estación móvil es casi idéntico. De esta manera, se controla al mínimo la interferencia de cada estación móvil con otras estaciones móviles. Por lo tanto, la capacidad del sistema CDMA también se denomina "capacidad blanda", es decir, CDMA puede aumentar la capacidad del sistema al reducir la calidad de la comunicación.
Si la estación móvil transmite demasiada energía, causará interferencias a otros usuarios. Existirá como ruido de fondo para otros receptores. Si un usuario aumenta la potencia de la señal de transmisión sin restricción para obtener una voz perfecta, no sólo afectará las llamadas de otros usuarios de la red, sino que también afectará el uso de otros usuarios del sistema de comunicación en la banda de frecuencia.
A continuación se toma cdma2000 1x (similar a cdma95) como ejemplo para presentar en detalle el control de potencia y las pruebas. El enlace inverso cdma2000 1x utiliza dos formas de control de potencia: control de potencia de bucle abierto y control de potencia de bucle cerrado.
Veamos primero el control de potencia de bucle abierto: se supone que la pérdida de ruta directa y la pérdida de ruta inversa son vínculos similares. Establezca la suma de la potencia de transmisión y la potencia de recepción en una constante, generalmente -73 dB. [La estación móvil se basa en la energía total de la señal recibida en toda la banda de frecuencia de 1.2288MHz (es decir, la potencia en los canales piloto, de búsqueda, de sincronización y de tráfico, que incluye la señal de la estación base de servicio y la suma de la señales de estaciones base adyacentes de la misma frecuencia)) para ajustar su potencia de transmisión]
Por ejemplo: si la potencia de la señal recibida por la estación móvil es -85 dBm, entonces su potencia de transmisión debe ser: -73- (-85) = 12 dBm
Control de potencia de circuito cerrado: la estación base monitorea la potencia recibida de cada estación móvil y ordena a la estación móvil que aumente o disminuya la potencia en un paso fijo de 1 dB (0,5 dB). , 0,25dB) (no puede permanecer sin cambios). Este proceso ocurre cada 1,25 ms (se repite 800 veces por segundo)
No es difícil ver en la información anterior que cdma2000 1x controla de manera continua y precisa la potencia de transmisión del teléfono móvil para lograr la mejor calidad de recepción. Mientras se garantiza la potencia mínima, a continuación se ofrece una introducción detallada a las normas de prueba de potencia de cdma2000 1x para lograr este propósito.
1. Salida de bucle abierto
Esta parte prueba principalmente si el teléfono móvil puede estimar correctamente la potencia de salida de bucle abierto en tres condiciones: señal grande, señal media y señal pequeña enviada. por la estación base y el rango de potencia de salida de bucle abierto.
2. Respuesta de tiempo de bucle abierto
Esta parte garantiza principalmente que cuando el teléfono móvil se mueve constantemente o por otras razones, la señal recibida desde la estación base continúa cambiando, si el teléfono móvil puede responder en consecuencia. Este cambio permite un ajuste rápido y continuo de la potencia de salida de bucle abierto.
3. Rango de potencia de circuito cerrado
Para el control de potencia de circuito cerrado, la estación base ordena al teléfono móvil que ajuste la potencia de salida para optimizar la salida de energía. Según los niveles recibidos, la estación base ordena al teléfono que aumente y disminuya la potencia de salida en 1 dB cada 1,25 ms (800 veces/segundo). Los métodos estándar para probar el rendimiento de la energía de circuito cerrado incluyen la verificación de la linealidad en todo el rango de potencia y el rango de control de potencia de circuito cerrado del teléfono. Los teléfonos CDMA deben demostrar un rango de control de potencia de circuito cerrado de ±24 dB y una velocidad definida de cambio de potencia para determinar si el teléfono puede seguir el ritmo de los comandos de la estación base.
4. Potencia de salida máxima y potencia de salida mínima
Según la introducción anterior, de hecho, la estación base no concede mucha importancia a la potencia absoluta transmitida por el teléfono móvil. Solo requiere que el teléfono móvil pueda emitir según su propia potencia de salida. Se puede ajustar automáticamente según el comando de encendido o apagado. Lo mejor es que el teléfono móvil pueda emitir una potencia infinitamente grande o infinitamente pequeña. El requisito es realmente severo para los fabricantes de teléfonos móviles y aumentará sin límite los costos de fabricación de teléfonos móviles, por lo que una solución de compromiso es clasificar los teléfonos móviles según su potencia de transmisión. La potencia máxima de los diferentes tipos de teléfonos móviles debe cumplir con sus respectivos requisitos. es decir, debe ser al menos mayor que el límite inferior de potencia máxima estipulado en la norma, y menor que el límite superior de potencia máxima estipulada en la norma. Esto permite una mejor comunicación en el otro extremo de la comunidad o en la comunidad. sombra inalámbrica. Al mismo tiempo, se requiere que el teléfono móvil pueda generar un valor de potencia inferior a la potencia mínima. Es decir, cuando el entorno inalámbrico es relativamente bueno y el teléfono móvil está muy cerca de la estación base, el teléfono móvil puede hacerlo. reduzca su potencia de salida a un nivel muy bajo para garantizar una interferencia mínima con otros teléfonos móviles y un consumo mínimo de batería.
5. Energía en espera
cdma2000 1x estipula que la energía en espera de los teléfonos móviles debe ser inferior a -61 dBm, lo que no solo garantiza pocas interferencias externas, sino que también garantiza un bajo consumo de batería. durante el tiempo de espera, ampliando el tiempo de espera del teléfono.
5. Potencia de transmisión de teléfonos móviles Wcdma
Aunque GSM y wcdma son estándares europeos, después de todo, wcdma es un acceso múltiple por división de código. Adopta y debe adoptar muchos aspectos estables y maduros. cdma. Tecnologías y soluciones, al menos en términos de control de potencia de transmisión de teléfonos móviles, wcdma y cdma2000 1x son muy similares, excepto que wcdma tiene requisitos más precisos y estrictos para el control de energía de teléfonos móviles.
El autor cree que la razón aquí es que, después de todo, wcdma es una tecnología de acceso múltiple por división de código que necesita utilizar tecnología de control de energía para equilibrar la potencia del usuario y garantizar la calidad de la comunicación de cada usuario del sistema. la capacidad máxima del sistema. Aunque GSM y wcdma son estándares europeos, GSM es un estándar de segunda generación y wcdma es un estándar de tercera generación, aunque GSM también utiliza tecnología de control de energía, la diferencia sigue siendo enorme:
(1) GSM La velocidad de control de potencia es mucho más lenta y los requisitos sobre cuánto aumentar o disminuir el control de potencia no son muy precisos o estrictos;
(2) GSM depende menos del control de potencia, mientras que CDMA no El control de energía apenas funcionará.
De hecho, en W-CDMA, el enlace ascendente adopta dos métodos: control de potencia de bucle abierto y control de potencia de bucle cerrado. Cuando no se establece el enlace ascendente, se utiliza el control de potencia de bucle abierto para ajustar la potencia de transmisión del canal físico de acceso aleatorio. Una vez establecido el enlace, se utiliza el control de potencia de circuito cerrado. El control de potencia de circuito cerrado incluye el control de potencia de circuito interno y el control de potencia de circuito externo. El control de potencia del bucle externo utiliza la tasa de error de bits o la tasa de error de trama como objetivo de control, y el control de potencia del bucle interno utiliza la relación señal-interferencia como objetivo de control. El enlace descendente sólo tiene control de potencia de circuito cerrado.
1. Potencia de bucle abierto
Esta parte prueba principalmente si el teléfono móvil puede estimar correctamente la potencia de salida de bucle abierto en tres condiciones: señal grande, señal media y señal pequeña enviada por la estación base y el rango de potencia de salida de bucle abierto.
La fórmula de cálculo específica es: Potencia inicial del preámbulo de PRACH = (Potencia P-CPICH DL TX) - (CPICH_RSCP)+ (Interferencia UL) + (Valor constante)
2. Potencia del bucle interno wcdma
Con respecto al control de potencia del bucle interno de los teléfonos móviles, se han estipulado mejores formas de bits y algoritmos de control de potencia. Bajo el control de potencia del bucle interno, los teléfonos móviles deben poder emitir señales en el rango de –50 dBm a +24 dBm. y también hay requisitos: el teléfono móvil puede responder bien a los bits de control de potencia enviados por la estación base. Cuando la estación base envía un comando de aumento (o disminución) de 1 dB, el teléfono móvil debe aumentar (o disminuir) 1 dB +/-0,5. dB Cuando la estación base envía un comando de subida (o bajada) de 10 dB, el teléfono debe subirse (o bajarse) 10 dB +/-2 dB. Al mismo tiempo, wcdma también estipula áreas de 8 segmentos A, B, C, D, E, F, G y H para probar teléfonos móviles. Comparando esta parte con el control de potencia de circuito cerrado de cdma2000 1x, se puede ver que aunque son similares, las regulaciones de wcdma son más rigurosas y detalladas.
3. Potencia de salida máxima y potencia de salida mínima
wcdma y cdma2000 1x son muy similares en este sentido, por lo que no los describiremos nuevamente.
A través de la introducción anterior, no es difícil ver que WCDMA no es fundamentalmente diferente de IS-95 y CDMA 2000 1x. Dejando de lado la cuestión de los derechos de propiedad intelectual, todas las diferencias son simplemente cómo utilizar mejor las ventajas. de CDMA y mejorar la eficiencia del sistema, como la capacidad del sistema, la calidad de la comunicación y la cobertura de la red.
6. Conclusión
Lo anterior es solo una lista y comparación de las regulaciones relevantes sobre la potencia de transmisión de teléfonos móviles en varios estándares. Pero un vistazo al leopardo muestra el desarrollo de la tecnología y el progreso de los protocolos de comunicación.
PHS y GSM son sistemas de acceso múltiple por división de tiempo y los protocolos tienen disposiciones comparables en cuanto a potencia de salida de teléfonos móviles. No son comparables a los sistemas de acceso múltiple por división de código como cdma2000 1x y wcdma en términos de telefonía móvil. Potencia de salida del teléfono. Se puede considerar que el acceso múltiple por división de código es un control aproximadamente en tiempo real (1,25 ms una vez) y preciso (0,25 dB) de la potencia de transmisión del teléfono móvil, y el teléfono móvil también debe controlarse en tiempo real y con precisión (ver arriba para métodos de prueba específicos), para garantizar las necesidades del sistema. Debido a los diferentes métodos de acceso múltiple, se determina que GSM no necesita implementar un control de potencia complejo, preciso y en tiempo real del acceso múltiple por división de código (para ahorrar costos de fabricación y prueba, por supuesto, no puede ser como PHS). , que no controla la potencia de salida del teléfono celular, ni siquiera dentro de una microcelda.
En lo anterior, presentamos brevemente el control de la potencia de transmisión de los teléfonos móviles mediante la tecnología de acceso múltiple por división de código. De hecho, la tecnología de acceso múltiple por división de código tiene muchas más regulaciones sobre la potencia de transmisión de las estaciones base y los teléfonos móviles. , como acceder a Experimentar con potencia, transmitir controles de encendido/apagado, técnicas de respiración y más. La realidad es que sin el soporte de tecnologías de gestión de recursos inalámbricos, como el control de energía, el rendimiento del acceso múltiple por división de código es peor que el acceso múltiple por división de tiempo. El autor los ha omitido en este artículo. Esto no significa que no sean importantes, sino que cree que no son consistentes con el enfoque de este artículo.
En resumen, la potencia de transmisión de un teléfono móvil es realmente un indicador importante y también es un arma afilada de doble filo. Por un lado, la gente espera que sea lo suficientemente grande como para superar la pérdida. Por otro lado, para superar la interferencia de otras ondas de radio, esperamos que sea lo suficientemente pequeña como para interferir lo menos posible con otras. prominente en los sistemas de acceso múltiple por división de códigos. La solución es controlar la potencia de transmisión de los teléfonos móviles según sea necesario y reducir la potencia de transmisión de todos los teléfonos móviles tanto como sea posible, garantizando al mismo tiempo una comunicación normal para todos. Por supuesto, esto sin duda aumentará la complejidad del protocolo y aumentará el costo de fabricación de los teléfonos móviles, pero esto puede garantizar que más personas tengan más ancho de banda al mismo tiempo, lo que está en línea con el objetivo de mejorar la utilización de los recursos inalámbricos que las personas Después de todo, los recursos de frecuencia son recursos no renovables y el costo de fabricación de los teléfonos móviles eventualmente se reducirá mediante la producción en masa de teléfonos móviles.