ＴＤ基站電磁輻射的相關問題

劉桂蓮　程福宇

摘 要：針對目前人們對TD基站所產生的電磁輻射的恐懼和誤解，本文從專業角度客觀地對TD無線網絡的電磁輻射進行分析和研究，讓使用者和TD基站附近的居民有理性的認識，從而對移動通信基站電磁輻射的擔憂會逐漸緩解。

關鍵詞：TD；基站；移動通信；電磁輻射

隨著北京綠色奧運會的成功舉辦，TD-SCDMA網絡建設將會全面鋪開。基站數量增多了，天線體積變大了，特色服務豐富了，然而問題也隨之而來了，那就是部分市民所擔心的基站輻射問題。擔心的原因有以下幾點：一是TD-SCDMA等3G技術是一項新生事物，是高新技術的產物，市民對此相對陌生；二是輻射本身是“看不到，摸不著”的，市民自身無法評估；三是TD基站的智能天線體積較GSM天線大很多，從而使輻射的恐懼有增無減；四是人們的環保意識增強了，渴望人類與環境的和諧相處。那么TD基站的電磁輻射究竟有多大？會對我們的生活造成影響嗎？本文將從以下幾方面進行分析論述。

1 基站輻射的定義

基站輻射，指移動通訊基站設施放射出的輻射。移動通信系統中，空間無限信號的發射和接收都是依靠移動基站發射天線來實現的，在傳輸信號時，基站的發射天線有一定強度的電磁輻射量，這就產生了我們通常所說的基站輻射。

2 電磁輻射的衡量

電磁輻射是指能量以電磁波的形式在空間中傳播的現象。電場和磁場相互作用決定電磁輻射的效應。這種電磁交互作用的研究是一個物理學的重要分支。

由于電磁波是一種能量波，其被生物體吸收后必然會造成機體的不同層面反應，其中有一些反應會破壞生物機體從而導致疾病，而另一些反應甚至對機體有利。這些反應同生物吸收電磁波的劑量、時間十分相關。

大多數研究表明，當電磁波劑量高過一定程度，且照射時間高過一定程度后，其對人體會產生影響。為此，國際國內的政府和標準化組織通過研究確定了公眾暴露于不同波段電磁輻射的限制值，當輻射劑量低于該限制值時，則認為不會對公眾健康構成危害。

各個國家通信運營商、設備制造商在進行設備制造、網絡建設、網絡運營之前都須進行環境評估和環境監測，以保證其網絡的電磁輻射低于上述限制值。同時，世界衛生組表明：截止到目前為止，沒有研究證明手機或移動通信基站在安全劑量范圍內的無線電波輻射會引起任何健康問題。

3 TD基站與GSM基站的電磁輻射的比較

3.1 頻段因素比較

自1987年GSM標準提出以來，GSM網絡已經覆蓋全球移動通信網絡的70%以上，并沒有出現因輻射而危害用戶身體健康的情況。ICNIRP(國際非電離輻射保護協會)給出的功率強度安全值為：在現行的900MHzGSM移動電話頻率范圍內每平方米4.5W；在GSM1800頻段，這一指標可以放寬至每平方米9W；對于使用2000MHz頻段的3G基站而言，這一指導性標準進一步放寬為每平方米10W。這一參考性指標說明，3G基站的輻射強度低于現行GSM900與GSM1800移動基站。TD-SCDMA系統屬于3G移動通信系統，其工作頻率在1880MHz到2300MHz左右，根據通信頻率輻射特性，頻率越高其輻射特性越差，理論上，TD-SCDMA系統電磁輻射應小于GSM系統電磁輻射。

3.2 天線因素比較

TD-SCDMA采用了智能天線，其天線尺寸為之前2G天線的兩倍左右。由于智能天線尺寸的增大使得人們易形成新的擔憂和恐慌。人們普遍認為，天線尺寸的增加必然帶來發射功率的增大，也就會導致電磁輻射的增大，然而事實恰恰相反。智能天線與普通天線的最大區別是，天線以多個高增益窄波束動態地跟蹤多個期望用戶，接收模式下，來自窄波束之外的信號被抑制，發射模式下，能使期望用戶接收的信號功率最大，同時使窄波束照射范圍以外的非期望用戶受到的干擾最小。智能天線是利用用戶空間位置的不同來區分用戶，在相同時隙、相同頻率或相同地址碼的情況下，仍然可以根據信號不同的空間傳播路徑來區分。因此，必須采用多個天線陣子的聯合檢測和計算方能實現系統的連續覆蓋。而不同于普通天線的是，這多個天線陣子并不輻射同一方向，而是分散輻射，這樣非但不會增加對某一方向的電磁輻射強度，而由于形成不同波束的輻射，反而會在平均輻射范圍內減少輻射強度。

3.3 覆蓋因素比較

3 G基站覆蓋范圍小，發射功率低，比2G基站更健康、更安全。

目前，移動基站大致分為宏蜂窩(macrocell)、微蜂窩(microcell)與微微蜂窩(picocell)三種類型。其中，宏蜂窩主要用于實現大面積的覆蓋，基站天線置于相對高的地方，發射功率較強，覆蓋半徑可達25公里左右。一般情況下，這種類型的基站大多部署于城區之外，距離居民區較遠。

微蜂窩主要用于解決熱點或盲點問題，基站天線置于相對低的地方，發射功率較小，一般在1W-2W之間，覆蓋半徑大多在300米以內。微微蜂窩實際上是發射功率與覆蓋范圍更小的一種微蜂窩，覆蓋半徑一般只有幾十米。部署于居民區的3G基站主要為微蜂窩與微微蜂窩，基站的密度大，但發射功率小，輻射強度相對較低。

4 TD基站電磁輻射分析

4.1 發射功率因素分析

從基站的發射功率來看，TD基站一般為8瓦，這要比其他移動通信系統30瓦的發射功率低3～5dB(3倍左右)。

4.2 多址方式因素分析

由于TD-SCDMA系統是TDD方式的，系統和終端均是一半時間在接收信號，另一半時間在發送信號，因此，TD-SCDMA的平均輻射功率又減少了一半。

4.3 智能天線因素分析

TD-SCDMA系統使用的是智能天線，智能天線的一個特點就是將功率只發給正在使用的用戶，這有些像聚光燈的使用。沒有使用的用戶只接收公共信道和導頻信道的信號，而這部分信號是不計算智能天線增益的，接收時間相對較短、場強相對較小。因此，TD-SCDMA系統的輻射比其他移動通信系統還要低7～9dB。

4.4 實驗分析

為了驗證TD基站的電磁輻射情況，有關部門特在TD-SCDMA試驗網中針對TD-SCDMA進行了電磁輻射測試。在測試條件、測試方法均符合《移動通信基站電磁輻射環境監測方法》的要求條件下，選擇了兩個基站進行了測試，一個基站為單獨建設TD-SCDMA基站，一個基站為TD-SCDMA與GSM共站。測試點也選擇在了基站周圍公眾能夠到達的區域。

根據測試結果顯示，TD-SCDMA基站周邊所有點的電磁輻射流通密度都小于0.1μw/cm2，遠低于GSM的電磁輻射流通密度，更遠低于國家電磁輻射限制值。而且測試都是在基站滿功率發射的情況下進行的，而在實際應用中，TD的輻射會更低。

4.5 TD建站有法可依

根據《電磁輻射環境保護管理辦法》(國家環境保護總局令第18號)規定,無線通信基站屬于電磁輻射建設項目。因此,各地運營商在建設基站前需向當地環保部門提交相應的環評報告,并正式提出項目申請。所以，TD-SCDMA基站的建設嚴格執行了基站輻射控制的國家標準。無論是TD-SCDMA單獨建站還是TD/GSM共站的情形，均符合國家標準GB8702-88《電磁輻射防護規定》的限值標準(40μw/cm2)。

事實上，國家標準規定的移動基站的輻射強度不及一臺電視機或一臺電腦的輻射強度。一些專家認為，3G基站輻射強度遠遠低于手機。而且，大部分基站距地面高度為15米到50米，基站形成的輻射場對人而言，屬于遠場輻射范圍。我們習慣于使用電視機、電腦和手機等電子產品，而顧慮3G基站的輻射污染，問題就出在人們對3G技術還比較陌生。

5 結論

從以上分析可見，只要移動運營商、設備制造商、地方環保部門在設備購置、基站建設時遵守國家標準限制值，服從環境監測程序，并更有效地與公眾進行溝通和普及宣傳，相信人們對移動通信基站電磁輻射的擔憂會逐漸緩解。且隨著3G知識的進一步普及，3G技術也將逐漸被人們所了解，TD-SCDMA低輻射的特性也將會為更多的人所接受， 3G終端和3G基站也將成為社會生活的和諧伴侶，人們對基站輻射的擔心必將成為“笑談”。