受比吸收率約束的多天線傳輸方案

徐旭東++吳尚++梁學俊

1 引言

隨著無線通信技術的發展，人們日益暴露于各種頻率、各種強度的電磁場之中，電磁輻射已成為一種新型、特殊的環境污染，特別是貼近人的臉或身體使用的無線設備，當人體吸收的電磁輻射功率超過一定限值時，便會產生不良影響。國內外普遍采用比吸收率（SAR）來評估電磁輻射對人體的影響。SAR定義為單位時間內單位質量的人體組織所吸收的電磁輻射能量，公式表示如下：

（1）

其中，σ是組織的電導率（Siemens/m）；E是電場強度（RMS）能量（Volts/m）；ρ是組織的質量密度（kg/m）。我國制定的國標GB 21288-2007《移動電話電磁輻射局部暴露限值》規定，電磁輻射比吸收率不得超過2.0W/kg。

然而，新一代無線通信設備為了提高數據傳輸速率和可靠性，大多采用了多天線（MIMO）技術，如第四代移動通信LTE/LTE-Advanced系統上行最多可支持四根天線[1]。MIMO技術根據預編碼方式可劃分為兩類：一是利用收發兩端多天線配置實現空分復用，從而提高傳輸速率，典型的有BLAST和基于奇異值分解的并行方式等；二是利用收發兩端的多天線配置來對抗信道衰落，從而改善傳輸可靠性，相應的包括波束成型、空時分組編碼、空時網格編碼等。但無論采用哪種預編碼方式，與單天線設備相比，多個天線在同一時間工作會不可避免地增加設備的電磁輻射，對SAR的約束提出了更高的挑戰。另外，在多天線預編碼設計時，往往以優化頻譜效率或可靠性為目標，而忽視了SAR約束的影響，直到設備測試階段才進行最后評估，這樣會存在較大的風險。……