ＴＤ基站电磁辐射的相关问题
刘桂莲 程福宇
摘 要：针对目前人们对TD基站所产生的电磁辐射的恐惧和误解，本文从专业角度客观地对TD无线网络的电磁辐射进行分析和研究，让使用者和TD基站附近的居民有理性的认识，从而对移动通信基站电磁辐射的担忧会逐渐缓解。
关键词：TD；基站；移动通信；电磁辐射
随着北京绿色奥运会的成功举办，TD-SCDMA网络建设将会全面铺开。基站数量增多了，天线体积变大了，特色服务丰富了，然而问题也随之而来了，那就是部分市民所担心的基站辐射问题。担心的原因有以下几点：一是TD-SCDMA等3G技术是一项新生事物，是高新技术的产物，市民对此相对陌生；二是辐射本身是“看不到，摸不着”的，市民自身无法评估；三是TD基站的智能天线体积较GSM天线大很多，从而使辐射的恐惧有增无减；四是人们的环保意识增强了，渴望人类与环境的和谐相处。那么TD基站的电磁辐射究竟有多大？会对我们的生活造成影响吗？本文将从以下几方面进行分析论述。
1 基站辐射的定义
基站辐射，指移动通讯基站设施放射出的辐射。移动通信系统中，空间无限信号的发射和接收都是依靠移动基站发射天线来实现的，在传输信号时，基站的发射天线有一定强度的电磁辐射量，这就产生了我们通常所说的基站辐射。
2 电磁辐射的衡量
电磁辐射是指能量以电磁波的形式在空间中传播的现象。电场和磁场相互作用决定电磁辐射的效应。这种电磁交互作用的研究是一个物理学的重要分支。
由于电磁波是一种能量波，其被生物体吸收后必然会造成机体的不同层面反应，其中有一些反应会破坏生物机体从而导致疾病，而另一些反应甚至对机体有利。这些反应同生物吸收电磁波的剂量、时间十分相关。
大多数研究表明，当电磁波剂量高过一定程度，且照射时间高过一定程度后，其对人体会产生影响。为此，国际国内的政府和标准化组织通过研究确定了公众暴露于不同波段电磁辐射的限制值，当辐射剂量低于该限制值时，则认为不会对公众健康构成危害。
各个国家通信运营商、设备制造商在进行设备制造、网络建设、网络运营之前都须进行环境评估和环境监测，以保证其网络的电磁辐射低于上述限制值。同时，世界卫生组表明：截止到目前为止，没有研究证明手机或移动通信基站在安全剂量范围内的无线电波辐射会引起任何健康问题。
3 TD基站与GSM基站的电磁辐射的比较
3.1 频段因素比较
自1987年GSM标准提出以来，GSM网络已经覆盖全球移动通信网络的70%以上，并没有出现因辐射而危害用户身体健康的情况。ICNIRP(国际非电离辐射保护协会)给出的功率强度安全值为：在现行的900MHzGSM移动电话频率范围内每平方米4.5W；在GSM1800频段，这一指标可以放宽至每平方米9W；对于使用2000MHz频段的3G基站而言，这一指导性标准进一步放宽为每平方米10W。这一参考性指标说明，3G基站的辐射强度低于现行GSM900与GSM1800移动基站。TD-SCDMA系统属于3G移动通信系统，其工作频率在1880MHz到2300MHz左右，根据通信频率辐射特性，频率越高其辐射特性越差，理论上，TD-SCDMA系统电磁辐射应小于GSM系统电磁辐射。
3.2 天线因素比较
TD-SCDMA采用了智能天线，其天线尺寸为之前2G天线的两倍左右。由于智能天线尺寸的增大使得人们易形成新的担忧和恐慌。人们普遍认为，天线尺寸的增加必然带来发射功率的增大，也就会导致电磁辐射的增大，然而事实恰恰相反。智能天线与普通天线的最大区别是，天线以多个高增益窄波束动态地跟踪多个期望用户，接收模式下，来自窄波束之外的信号被抑制，发射模式下，能使期望用户接收的信号功率最大，同时使窄波束照射范围以外的非期望用户受到的干擾最小。智能天线是利用用户空间位置的不同来区分用户，在相同时隙、相同频率或相同地址码的情况下，仍然可以根据信号不同的空间传播路径来区分。因此，必须采用多个天线阵子的联合检测和计算方能实现系统的连续覆盖。而不同于普通天线的是，这多个天线阵子并不辐射同一方向，而是分散辐射，这样非但不会增加对某一方向的电磁辐射强度，而由于形成不同波束的辐射，反而会在平均辐射范围内减少辐射强度。
3.3 覆盖因素比较
3 G基站覆盖范围小，发射功率低，比2G基站更健康、更安全。
目前，移动基站大致分为宏蜂窝(macrocell)、微蜂窝(microcell)与微微蜂窝(picocell)三种类型。其中，宏蜂窝主要用于实现大面积的覆盖，基站天线置于相对高的地方，发射功率较强，覆盖半径可达25公里左右。一般情况下，这种类型的基站大多部署于城区之外，距离居民区较远。
微蜂窝主要用于解决热点或盲点问题，基站天线置于相对低的地方，发射功率较小，一般在1W-2W之间，覆盖半径大多在300米以内。微微蜂窝实际上是发射功率与覆盖范围更小的一种微蜂窝，覆盖半径一般只有几十米。部署于居民区的3G基站主要为微蜂窝与微微蜂窝，基站的密度大，但发射功率小，辐射强度相对较低。
4 TD基站电磁辐射分析
4.1 发射功率因素分析
从基站的发射功率来看，TD基站一般为8瓦，这要比其他移动通信系统30瓦的发射功率低3～5dB(3倍左右)。
4.2 多址方式因素分析
由于TD-SCDMA系统是TDD方式的，系统和终端均是一半时间在接收信号，另一半时间在发送信号，因此，TD-SCDMA的平均辐射功率又减少了一半。
4.3 智能天线因素分析
TD-SCDMA系统使用的是智能天线，智能天线的一个特点就是将功率只发给正在使用的用户，这有些像聚光灯的使用。没有使用的用户只接收公共信道和导频信道的信号，而这部分信号是不计算智能天线增益的，接收时间相对较短、场强相对较小。因此，TD-SCDMA系统的辐射比其他移动通信系统还要低7～9dB。
4.4 实验分析
为了验证TD基站的电磁辐射情况，有关部门特在TD-SCDMA试验网中针对TD-SCDMA进行了电磁辐射测试。在测试条件、测试方法均符合《移动通信基站电磁辐射环境监测方法》的要求条件下，选择了两个基站进行了测试，一个基站为单独建设TD-SCDMA基站，一个基站为TD-SCDMA与GSM共站。测试点也选择在了基站周围公众能够到达的区域。
根据测试结果显示，TD-SCDMA基站周边所有点的电磁辐射流通密度都小于0.1μw/cm2，远低于GSM的电磁辐射流通密度，更远低于国家电磁辐射限制值。而且测试都是在基站满功率发射的情况下进行的，而在实际应用中，TD的辐射会更低。
4.5 TD建站有法可依
根据《电磁辐射环境保护管理办法》(国家环境保护总局令第18号)规定,无线通信基站属于电磁辐射建设项目。因此,各地运营商在建设基站前需向当地环保部门提交相应的环评报告,并正式提出项目申请。所以，TD-SCDMA基站的建设严格执行了基站辐射控制的国家标准。无论是TD-SCDMA单独建站还是TD/GSM共站的情形，均符合国家标准GB8702-88《电磁辐射防护规定》的限值标准(40μw/cm2)。
事实上，国家标准规定的移动基站的辐射强度不及一台电视机或一台电脑的辐射强度。一些专家认为，3G基站辐射强度远远低于手机。而且，大部分基站距地面高度为15米到50米，基站形成的辐射场对人而言，属于远场辐射范围。我们习惯于使用电视机、电脑和手机等电子产品，而顾虑3G基站的辐射污染，问题就出在人们对3G技术还比较陌生。
5 结论
从以上分析可见，只要移动运营商、设备制造商、地方环保部门在设备购置、基站建设时遵守国家标准限制值，服从环境监测程序，并更有效地与公众进行沟通和普及宣传，相信人们对移动通信基站电磁辐射的担忧会逐渐缓解。且随着3G知识的进一步普及，3G技术也将逐渐被人们所了解，TD-SCDMA低辐射的特性也将会为更多的人所接受， 3G终端和3G基站也将成为社会生活的和谐伴侣，人们对基站辐射的担心必将成为“笑谈”。
