專利名稱：比吸收率的發(fā)射功率管理的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及移動站中的發(fā)射功率管理。
背景技術：
比吸收率(specificabsorptio n rate, SAR)是人體暴露在射頻(radiofrequency，RF)場中時吸收能量的比率的測量。RF場由許多常見的設備產生，包括移動站，例如蜂窩電話。比吸收率衡量每公斤人體組織吸收的能量，通常單位為瓦每公斤(W/kg)。SAR可以是整個人體的平均值，或是一個小樣本量上的值，例如Ig組織上的值。各監(jiān)管機構，例如，美國的聯(lián)邦通信委員會(Federal CommunicationCommission, FCC)和歐盟的歐洲電子技術標準委員會(European Committee forElectrotechnical Standardization, CENELEC)，建立了暴露在靠近人頭部的RF能量中的比吸收率限制(limit)。例如，F(xiàn)CC要求，任何移動手機的SAR值在Ig組織的質量上等于或小于I. 6W/kg。類似的，CENELEC要求，移動手機的SAR值在IOg組織的質量上等于或小于2W/kg。通常利用可模擬人體頭部的仿真(phantom)頭部來測量設備的SAR。測試中，將設備置于仿真頭部兩邊的各個位置，然后在各個位置測量SAR。此外，通常在設備的最大發(fā)射功率下測量SAR。對于設備不持續(xù)發(fā)射電磁波的情況，可測量SAR在工作周期(dutycycles)上的平均值以確定設備的SAR值。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種用于管理移動站中的發(fā)射功率以使其遵守SAR限制的系統(tǒng)和方法。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，移動站包括發(fā)射器、近程傳感器和處理器。所述發(fā)射器用于在由第一發(fā)射功率限制控制的發(fā)射功率下進行操作。所述近程傳感器用于確定所述移動站是否接近人的頭部。在所述處理器中實施的發(fā)射功率調節(jié)器用于計算由所述發(fā)射器在指定數(shù)量的幀上發(fā)射的累計能量值。所述發(fā)射功率調節(jié)器確定由所述發(fā)射器所發(fā)射的所述累計能量是否超過能量限制。如果所述累計能量超過所述能量限制，所述發(fā)射功率調節(jié)器基于所述累計能量值和所述能量限制的差額，及衰減因子，計算第二功率限制。所述第二發(fā)射功率限制低于所述第一發(fā)射功率限制。當所述近程傳感器確定所述移動設備接近人體頭部時，所述發(fā)射功率調節(jié)器使所述發(fā)射器在由所述第二發(fā)射功率限制控制的發(fā)射功率下進行操作。根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，提供一種方法，所述方法包括，計算由移動站中的發(fā)射器在指定數(shù)量的幀上發(fā)射的累計能量值。所述發(fā)射器在先前設置的由第一發(fā)射功率限制控制的發(fā)射功率下進行操作。根據(jù)SAR限制，可確定所述累計能量是否大于能量限制。如果所述累計能量大于所述限制，基于所述累計能量值和所述能量限制的差額以及基于衰減因子，可計算第二發(fā)射功率限制。所述第二發(fā)射功率限制低于所述第一發(fā)射功率限制。如果所述移動站的近程傳感器被激活，且所述累計能量大于所述能量限制，將使所述發(fā)射器在由所述第二發(fā)射功率限制控制的發(fā)射功率下進行操作。本發(fā)明的其它實施例、特征和優(yōu)點，以及本發(fā)明的各種實施例的結構和操作，將在以下結合附圖進行詳細介紹。


將參照附圖描述本發(fā)明的實施例。附圖中，相同的標號表明相同的或功能相似的元件。通常以相應的標號中最左邊的數(shù)字表明元件首次出現(xiàn)的附圖。圖I根據(jù)本發(fā)明實施例的移動站的框圖；圖2根據(jù)本發(fā)明實施例的方法的流程圖。
具體實施方式

盡管本發(fā)明通過特定應用的例證性實施例進行描述，應理解，本發(fā)明不是局限于其中的。在此處提供的教導的幫助下，本領域的技術人員應了解，其它修改、應用和實施例在本發(fā)明的范圍內，且可應用于其它領域使本發(fā)明產生顯著效用。實施例的詳細說明中針對“一個實施例”、“實施例”、“一個示例實施例”等的引用，指的是描述的該實施例可包括特定的特征、結構或特性，但是不是每個實施例必須包含這些特定特征、結構或特性。此外，這樣的表述并非指的是同一個實施例。進一步，在結合實施例描述特定的特定、結構或特性時，不管有沒有明確的描述，已經表明將這樣的特征、結構或特性結合到其它實施例中是屬于本領域技術人員的知識范圍內的。確保設備中的發(fā)射器遵守SAR限制，會產生多個問題。例如，蜂窩邊緣的發(fā)射通常要求所述發(fā)射器工作在高發(fā)射功率。以高數(shù)據(jù)傳輸率發(fā)射數(shù)據(jù)也要求所述發(fā)射器工作在高發(fā)射功率。發(fā)射器從移動站(例如蜂窩手機或其它設備)發(fā)射信號所采用的功率直接影響移動站的SAR，所述移動站在接近人的頭部時必須總是遵循SAR限制。發(fā)射器發(fā)射信號所采用的功率由發(fā)射功率限制進行控制。確保遵循SAR限制的一種方式是保持移動站中的發(fā)射器的發(fā)射功率限制處于低水平。但是，如果發(fā)射功率限制過低，與移動站通信的基站會接收或報告錯誤，且數(shù)據(jù)傳輸會變得不可靠。最大化發(fā)射器的發(fā)射功率限制可確保移動站與基站間的無線電鏈路是可靠的，這是由于發(fā)射器工作在高發(fā)射功率。然而，如上所述，最大化發(fā)射功率限制可能會產生超過建立的SAR限制的后果。因此，在一實施例中，調節(jié)發(fā)射器的發(fā)射功率限制，從而在最大化發(fā)射功率和優(yōu)化無線電鏈路的工作性能的同時遵循SAR限制。圖I是根據(jù)本發(fā)明實施例的移動站100的框圖。移動站100包括發(fā)射器110。在一實施例中，發(fā)射器110是依照IEEE802. 16系列標準進行操作的WiMAX發(fā)射器。在另一實施例中，發(fā)射器110是LTE或長期演進發(fā)射器(Long Term Evolution transmitter)、3G發(fā)射器、4G發(fā)射器、或其它類型的發(fā)射器。在一典型實施例中，使用的是時分雙工配置。發(fā)射器110可連接到一個或多個天線。在一實施例中，移動站100包括多個發(fā)射器110。發(fā)射器110可用于在由發(fā)射功率限制控制的發(fā)射功率下進行操作。移動站100還包括處理器120。處理器120可以是通用處理器或專用處理器，且可作為發(fā)射器Iio的一部分包括進其中。移動站100還包括存儲器130，在一些實施例中，存儲器130包含可由處理器120執(zhí)行的指令。
移動站100進一步包括近程傳感器140。近程傳感器140可用于確定移動站100到人體或人體頭部的物理接近性。例如，近程傳感器140可以是紅外、聲學、電容、或電感式近程傳感器。在一實施例中，提供了多個近程傳感器。根據(jù)本發(fā)明一實施例，處理器120執(zhí)行發(fā)射功率調節(jié)器121以控制發(fā)射器110的發(fā)射功率。發(fā)射功率調節(jié)器121可計算由發(fā)射器在指定數(shù)量的幀上發(fā)射的累計能量值。所述累計能量值基于建立的SAR限制與裕度因子(margin factor)而與能量限制進行比較。如果所述能量限制超過限制，且如果移動站接近人體頭部(例如，由近程傳感器確定)，則降低所述發(fā)射功率限制以遵守SAR限制。在一實施例中，發(fā)射功率限制的降低量是基于衰減因子的。在另一實施例中，多個近程傳感器可用于控制多個單獨的或聯(lián)合的天線系統(tǒng)的發(fā)射能量。在一實施例中，所述衰減因子與計算累計能量值所基于的幀的數(shù)量成正比。這可確保發(fā)射器的發(fā)射功率限制或發(fā)射功率不會大大地或突然地降低以遵守SAR限制。這樣的劇烈的變化可影響數(shù)據(jù)傳輸，且擾亂(confuse)與發(fā)射器通信的基站。劇烈的變換還可使 基站主動纟^!錯(initiate corrections)。圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的、調節(jié)移動站中的發(fā)射器的發(fā)射功率限制的方法200的流程圖。方法200的各個步驟可由移動站100的發(fā)射功率調節(jié)器121、處理器120和近程傳感器140執(zhí)行。在步驟210，計算由發(fā)射器在指定數(shù)量的幀上發(fā)射的累計能量值。在一實施例中，計算在50幀上發(fā)射的累計能量值。幀的數(shù)量取決于特定國家或司法管轄區(qū)的SAR測試和幀的長度。例如，SAR測試可確定5秒內吸收的輻射量。每個幀可以是10毫秒的長度。在這樣的情況下，在50幀上發(fā)射的累計能量可用于步驟210。在一實施例中，幀的數(shù)量在50到100之間。在另一實施例中，幀的數(shù)量可由SAR要求指定的單位測量時間上的平均總能量限制確定。在判定方框220 (block)，根據(jù)建立的SAR限制，將步驟210中所確定的累計能量值與該數(shù)量的幀的能量限制進行比較。確定塊220中使用的能量限制是基于建立的SAR值乘以裕度。如果在判定方框220，步驟210計算的累計能量值小于該數(shù)量的幀的能量限制，方法200推進到步驟230。在步驟230，計算增加的發(fā)射功率。所述增加的功率基于所述累計能量值和所述能量限制間的差額，再乘以衰減因子。所述增加的功率等于這個數(shù)額(差額乘衰減因子)，加上最后一幀的發(fā)射功率限制。如上所述，增加發(fā)射功率限制可使發(fā)射器的發(fā)射功率允許更高的數(shù)據(jù)傳輸率或更可靠的數(shù)據(jù)傳輸。如果在步驟220，步驟210計算的累計能量值大于該數(shù)量的幀的能量限制，方法200推進到步驟240。在步驟240，計算降低的發(fā)射功率。所述降低的發(fā)射功率可基于所述累計能量值和所述能量限制的差額，再乘以衰減因子。所述降低的發(fā)射功率等于最后一幀的發(fā)射功率限制減去這個數(shù)額(差額乘衰減因子)。步驟230或240后，方法200推進到判定方框250。在判定方框250，確定近程傳感器的輸出。如果近程傳感器被激活，意味著移動站被確定接近人體頭部，方法200推進到步驟260。如果近程傳感器沒有被激活。方法200推進到步驟270。在步驟260，由于移動站接近人體頭部，下一幀的發(fā)射功率限制被修改到步驟230或240中計算的發(fā)射功率限制。例如，如果在步驟210計算的累計能量限制值大于所述能量限制，則下一幀的發(fā)射功率限制降低到在步驟230中計算的發(fā)射功率限制。降低下一幀的發(fā)射功率限制可使隨后的指定數(shù)量的幀的累計能量值下降到低于所述能量限制，且使該設備低于建立的SAR限制。如果在步驟210中計算的累計能量值沒有大于所述能量限制，則下一幀的發(fā)射功率限制增加到在步驟240中計算的發(fā)射功率限制。如果近程傳感器沒有被激活，方法270推進到步驟270。在步驟270，發(fā)射功率限制設置到發(fā)射器的最大發(fā)射功率。由于移動站沒有接近人體頭部，所以不需要遵守SAR限制,且移動站的發(fā)射功率可以最大化。步驟250或270后，方法200通過轉回到步驟210以重復執(zhí)行。以這種方式，發(fā)射器輻射的總能量總是被檢測且調整以使其遵守SAR限制。在一實施例中，方法200可由移動設備100的發(fā)射功率調節(jié)器執(zhí)行。方法200可在工作于時分雙工配置中的移動設備的每一幀中執(zhí)行。在另一實施例中，確定近程傳感器的輸出(如關于判定方框250所述)，可在判定 方框220報告累計能量大于所述能量限制后執(zhí)行。例如，在確定累計能量大于所述能量限制后，可確定近程傳感器的輸出。如果近程傳感器被激活，可根據(jù)方法200的步驟240計算降低的發(fā)射功率限制。如果近程傳感器沒有被激活，可根據(jù)方法200的步驟270將發(fā)射功率限制設置到最大功率限制。根據(jù)方法200的步驟210 (結合發(fā)射器的上行鏈路發(fā)射功率和上行鏈路發(fā)射器的占空比(duty cycle))，可確定在指定數(shù)量的幀上發(fā)射的累計能量值。當確定SAR限制是否被超過或確定是否增加或降低發(fā)射器的功率限制時，將考慮發(fā)射器發(fā)射的頻率或發(fā)射器的位置。如上面參照步驟240所述，降低的發(fā)射功率限制是基于計算的累計能量和衰減因子。在一實施例中，所述降低的發(fā)射功率是基于最后一幀的發(fā)射功率、衰減因子、在步驟210確定的累計能量、SAR限制和SAR限制裕度。所述衰減因子可逐步地降低發(fā)射器的下一幀的發(fā)射功率限制，以確保下一幀的發(fā)射功率限制不會大大降低。在一實施例中，用于計算降低的發(fā)射功率限制的衰減因子是2除以用于計算累計能量值的幀的數(shù)量。在一實施例中，如果必須大幅降低所述發(fā)射功率限制以遵循SAR限制，則發(fā)射功率調節(jié)器指示發(fā)射器停止發(fā)射一段時間。例如，如果發(fā)射功率限制(按分貝(dB)計算)，必需降低到臨界值(例如，3dB)以下，則發(fā)射功率調節(jié)器指示發(fā)射器停止發(fā)射。這可以防止出現(xiàn)上行鏈路錯誤或其它不良影響。在一實施例中，如果必需降低指定數(shù)量的幀上的發(fā)射功率限制到臨界值以下，則發(fā)射功率調節(jié)器指示發(fā)射器停止發(fā)射。因此，如果發(fā)射功率限制降低到五個幀上的3dB以下，則發(fā)射功率調節(jié)器指示發(fā)射器停止發(fā)射。如上面參照步驟230所述，如果累計功率限制沒有超過所述能量限制，則增加發(fā)射器的發(fā)射功率限制。在一實施例中，發(fā)射器的增加的發(fā)射功率限制是基于前一幀的發(fā)射功率限制、增加的發(fā)射功率限制的衰減因子、SAR限制和SAR限制裕度。增加發(fā)射功率限制的衰減因子與降低發(fā)射功率限制的衰減因子可以是不同的。用于增加發(fā)射功率限制的衰減因子可逐步地增加發(fā)射器的發(fā)射功率到發(fā)射器的最大發(fā)射功率。逐步地增加發(fā)射功率限制可確保發(fā)射功率限制中的增加不會使發(fā)射器的測量的SAR超過能量限制。在一實施例中，用于增加發(fā)射功率限制的衰減因子可以是I除以用于計算累計能量值的幀的數(shù)量。
在一些實施例中，移動站包括多個發(fā)射器。在這樣的移動站中，每個發(fā)射器具有相關近程傳感器。發(fā)射功率調節(jié)器可為每個發(fā)射器而實施，且可確定每個發(fā)射器在指定數(shù)量的幀上的累計能量值。如果一個發(fā)射器的累計能量值超過所述數(shù)量的幀的能量限制，則發(fā)射功率調節(jié)器使發(fā)射器降低其發(fā)射功率限制，同時不影響其它發(fā)射器的發(fā)射功率限制?；蛘撸晒餐卣{節(jié)每個發(fā)射器(及相關天線)的發(fā)射功率。在一些實施例中，由于發(fā)射功率限制沒有降低(除非完全遵守SAR限制)，發(fā)射質量不會收到影響。再者，在一些實施例中，如上所述，停止發(fā) 射可防止上行鏈路或發(fā)射能力的浪費。在一些實施例中，關于停止發(fā)射的決定被傳送到基站。換而言之，如果發(fā)射采用的最優(yōu)的發(fā)射功率違背SAR要求，則通知基站停止進一步的發(fā)射以節(jié)省系統(tǒng)帶寬和防止干擾。盡管通過移動設備或手機對本發(fā)明的實施例進行了描述，本發(fā)明的實施例可在包含移動設備100的元件的其它設備中實現(xiàn)。例如，其它手持式電子設備，例如，平板電腦、數(shù)字音樂播放器、或其它必須遵循SAR限制的可實施方法200以確保由該設備所發(fā)射的能量不超過SAR限制的設備?？蓪嵤┰诖颂幣兜膶嵤├脑O備可預料SAR限制將被超過，并在所述限制被超過前采取校正措施。可以預期，可降低發(fā)射功率限制，以遵守根據(jù)發(fā)射器所接近的身體的其它部分而確定的SAR限制。本發(fā)明的實施例可由包括存儲在任何計算機可用介質上的軟件的計算機產品實現(xiàn)。當這樣的軟件在一個或多個數(shù)據(jù)處理設備中執(zhí)行時，可使數(shù)據(jù)處理設備按如上所述方法進行操作。本發(fā)明的實施例可在硬件、軟件、固件、或其中的組合中實現(xiàn)。發(fā)明內容介紹部分和摘要部分展示了本發(fā)明的一個或多個而不是所有的示范性實施例。本發(fā)明的實施例由發(fā)明者擬定，且實施例并不意味著以任何方式限制本發(fā)明和權利要求。以上在闡述特定功能和其關系的實現(xiàn)的功能構件的幫助下已經描述實施例。此處，為了描述的便利，這些功能構件的邊界已經確定。只要適當?shù)貓?zhí)行特定的功能和其關系，可以確定替代性的邊界。特定實施例的前述描述將充分揭示本發(fā)明的一般性，以致于通過應用本領域技術人員的知識，在沒有過多的實驗的情況下、其他人可以為各種應用容易地修改和/或適應性調整上述特定的實施例，而不背離本發(fā)明的一般概念。因此，基于此處呈現(xiàn)的教導和引導，這些調整和修改應該在公開實施例的含義和等效變換范圍內。應該理解的是，此處的措辭和術語用于說明目的而不是限制目的，從而本說明書的術語或措辭將由技術人員根據(jù)教導和引導作出解釋。本發(fā)明的實施例的寬度和范圍不應該受任一上述示范性實施例的限制。
權利要求
1.一種移動設備，其特征在于，所述移動設備包括 發(fā)射器，用于在由第一發(fā)射功率限制控制的發(fā)射功率下進行操作； 近程傳感器，用于確定所述移動設備何時接近人的頭部； 處理器；及 發(fā)射功率調節(jié)器，所述發(fā)射功率調節(jié)器在所述處理器中實施，所述發(fā)射功率調節(jié)器用于進行如下操作 計算由所述發(fā)射器在指定數(shù)量的幀上發(fā)射的累計能量值； 確定所述累計能量值是否超過能量限制； 當所述累計能量值超過所述能量限制時，計算第二發(fā)射功率限制，所述第二發(fā)射功率限制是基于所述累計能量值和所述能量限制間的差額，且進一步基于衰減因子，所述第二發(fā)射功率限制低于所述第一發(fā)射功率限制；及 當所述近程傳感器確定所述移動設備接近所述移動設備的用戶時，使所述發(fā)射器在由所述第二功率限制控制的發(fā)射功率下進行操作。
2.根據(jù)權利要求I所述的移動設備，其特征在于，所述能量限制是基于預先建立的SAR限制。
3.根據(jù)權利要求I所述的移動設備，其特征在于，所述發(fā)射功率調節(jié)器進一步用于進行如下操作 當所述累計的能量值沒有超過所述能量限制時，計算第三發(fā)射功率限制，所述第三發(fā)射功率限制基于所述累計能量值和所述能量限制間的差額，且進一步基于衰減因子，所述第三發(fā)射功率限制大于所述第一功率限制；及 當所述累計能量值沒有超過所述能量限制時，使所述發(fā)射器在由所述第三發(fā)射功率限制控制的發(fā)射功率下進行操作。
4.根據(jù)權利要求I所述的移動設備，其特征在于，所述發(fā)射功率調節(jié)器進一步用于進行如下操作 當所述近程傳感器確定所述移動站沒有接近所述移動設備的用戶時，使所述發(fā)射器在由所述發(fā)射器的最大功率限制控制的發(fā)射功率下進行操作。
5.根據(jù)權利要求I所述的移動設備，其特征在于，所述發(fā)射功率調節(jié)器進一步用于進行如下操作 確定所述第二發(fā)射功率限制和所述第一發(fā)射功率限制間的差額超過臨界值；及 使所述發(fā)射器停止發(fā)射。
6.根據(jù)權利要求I所述的移動設備，其特征在于，所述指定數(shù)量的幀由SAR要求所指定的單位測量時間上的平均聚集能量限制確定。
7.根據(jù)權利要求I所述的移動設備，其特征在于，所述移動設備進一步包括利用第二近程傳感器，所述發(fā)射功率調節(jié)器用于控制多個天線的發(fā)射能量。
8.一種方法，其特征在于，所述方法包括 計算由移動站中的發(fā)射器在特定數(shù)量的幀上發(fā)射的累計能量值，所述發(fā)射器在由第一發(fā)射功率限制控制的發(fā)射功率下進行操作； 確定所述累計能量值是否超過能量限制； 當所述累計能量值超過所述能量限制時，計算第二發(fā)射功率限制，所述第二發(fā)射功率限制是基于所述累計能量值和所述能量限制的差額，且進一步基于衰減因子，所述第二發(fā)射功率限制低于所述第一發(fā)射功率限制； 確定所述移動站是否接近所述移動設備的用戶；及 當所述移動站接近所述移動設備的用戶時且所述累計能量值超過所述能量限制時，使所述發(fā)射器在由所述第二發(fā)射功率限制控制的發(fā)射功率下進行操作。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，所述能量限制是基于先前建立的由SAR要求所指定的能量限制。
10.根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法包括 當所述累計能量值沒有超過所述能量限制時，計算第三發(fā)射功率限制，所述第三發(fā)射功率限制是基于所述累計能量值和所述能量限制間的差額，及進一步基于衰減因子，所述第三發(fā)射功率限制大于所述第一發(fā)射功率限制；及 當所述累計能量值沒有超過所述能量限制時，使所述發(fā)射器在由第三功率限制控制的發(fā)射功率下進行操作。
11.根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法包括 當所述近程傳感器確定所述移動站沒有接近所述移動設備的用戶時，使所述發(fā)射器在由所述發(fā)射器的最大功率限制控制的發(fā)射功率下進行操作。
12.根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法包括 確定所述第二發(fā)射功率限制和所述第一發(fā)射功率限制間的差額超過臨界值；及 使所述發(fā)射器停止發(fā)射。
13.根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，所述指定數(shù)量的幀由SAR要求所指定的單位測量時間上的平均聚集能量限制確定。
14.根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，上行鏈路發(fā)射的占空比用于計算發(fā)射的所述累計能量值。
15.根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法進一步包括修改上行鏈路發(fā)射以調節(jié)發(fā)射的所述累計能量值。
16.根據(jù)權利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法進一步包括，通知基站暫停進一步發(fā)射。
全文摘要
一種用于管理移動站中的發(fā)射功率以使其遵守SAR限制的系統(tǒng)和方法。移動站包括處理器、發(fā)射器和近程傳感器。所述發(fā)射器用于在由第一發(fā)射功率限制控制的發(fā)射功率下進行操作。所述近程傳感器可識別所述移動站離人體頭部有多接近。在所述處理器中實施的發(fā)射功率調節(jié)器可確定由所述發(fā)射器在指定數(shù)量的幀上輻射的累計能量。如果所述累計能量超過基于SAR限制的能量限制，且所述近程傳感器表明所述移動站接近人體頭部時，所述發(fā)射功率調節(jié)器降低所述發(fā)射器的發(fā)射功率限制。
文檔編號H04B7/00GK102835036SQ201180004016
公開日2012年12月19日 申請日期2011年9月21日 優(yōu)先權日2010年9月21日
發(fā)明者索門·查克拉博蒂, 利?！ぬm詹, 卡姆利什·拉思, 馬尼士·阿里 申請人:美國博通公司, 索門·查克拉博蒂, 利?！ぬm詹, 卡姆利什·拉思, 馬尼士·阿里