專利名稱：控制射頻發(fā)射暴露的方法和裝置的制作方法
背景技術(shù)：
I.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及天線輻射靠近用戶的通信系統(tǒng)。更確切地說，本發(fā)明涉及用來監(jiān)測與使用手提式發(fā)射機(jī)相關(guān)的射頻(RF)暴露電平(ex-posure level)并且當(dāng)RF暴露超過預(yù)定閾值時(shí)提供響應(yīng)措施的新方法和裝置。
II.相關(guān)領(lǐng)域的描述由于手提式個(gè)人通信裝置方便且可移動(dòng)，常希望擁有自己攜帶的這種裝置。手提式通信裝置的上述特性使得其需求量大為增加。為了滿足這些需求，產(chǎn)業(yè)界要求落實(shí)一系列預(yù)防措施，以監(jiān)測和控制用戶的RF暴露。
發(fā)明概述本發(fā)明是一種控制用戶RF暴露電平的新穎的、改進(jìn)的方法和裝置。按照本發(fā)明，測量總的發(fā)射能量，直到在某一固定時(shí)間內(nèi)達(dá)到預(yù)定暴露電平為止，并在這時(shí)起動(dòng)一系列自動(dòng)防止措施。
手提式電話的發(fā)射電路主要是由天線和與天線相連的功率放大器組成的。通常，功率放大器響應(yīng)于判定天線發(fā)射功率的功率電平請求信號(hào)。
本發(fā)明中，在電話工作的整個(gè)過程中，通過監(jiān)測功率電平請求信號(hào)或者通過監(jiān)測功率放大器的輸出來監(jiān)測發(fā)射能量。在固定的時(shí)間間隔內(nèi)，由積分器累加發(fā)射的能量。該積分器可以是漏泄積分器或滑移窗累加器，這取決于被監(jiān)測的信號(hào)是模擬的還是數(shù)字格式的。將發(fā)射能量的累加值與一預(yù)定閾值比較。當(dāng)累加值超過預(yù)定閾值時(shí)，向危險(xiǎn)控制處理器傳送一個(gè)信號(hào)，并啟動(dòng)預(yù)防步驟。
在本發(fā)明的一個(gè)更加完善的裝置中，將累加的發(fā)射能量與一個(gè)中間電平或一系列中間電平比較，當(dāng)累加的能量超過所述的中間閾值中的每一個(gè)時(shí)，起用新的預(yù)防步驟，直至發(fā)射功率降低，或直至超過最后閾值，此時(shí)發(fā)射功率減小或消除。


在結(jié)合附圖對本發(fā)明作了詳細(xì)說明以后，本發(fā)明的特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚，其中，圖1描述的是與使用便攜式通信裝置相關(guān)的RF暴露；圖2是RF暴露監(jiān)測和控制系統(tǒng)的步驟流程圖；圖3是RF暴露監(jiān)測和控制裝置的典型實(shí)施例。
較佳實(shí)施例的詳細(xì)描述參見附圖，圖1描述的是與便攜式個(gè)人通信裝置(如蜂窩電話或類似裝置)的使用相關(guān)的RF暴露。便攜式電話2的天線1靠近用戶身體3的部分是我們感興趣的。從電話2的天線1發(fā)射的電磁能量4是我們感興趣的輻射源。對RF暴露的控制和監(jiān)測是本發(fā)明的目的。
在便攜式通信裝置中，增大或降低發(fā)射機(jī)功率，以保持高質(zhì)量的通信鏈路。在衰落環(huán)境中或者在傳輸路徑受阻的狀態(tài)下，便攜式通信裝置提高發(fā)射功率以保持鏈路質(zhì)量。應(yīng)當(dāng)監(jiān)測發(fā)射能量的電平及其變化。所以，需要恰當(dāng)?shù)目刂铺幚砗碗娐穪硐拗芌F輻射電平。
圖2描述的是本發(fā)明RF發(fā)射暴露電平控制中包含的步驟流程圖。獲取累加的能量(方框11)并將其與當(dāng)前能量閾值比較(方框12)。如果在方框12中，判定累加能量值低于當(dāng)前閾值，則系統(tǒng)檢驗(yàn)該閾值是否調(diào)至其最小值(方框13)。如果在方框13中，判定該閾值不是處在其最小值，則閾值遞減一個(gè)減量(方框14)。
如果在方框12中，判定超過了當(dāng)前能量閾值，則進(jìn)行檢驗(yàn)，判定該閾值是否為中間閾值或最大閾值(方框15)。如果在方框15中，判定該閾值是一中間閾值，則啟動(dòng)下述預(yù)防步驟。通知用戶(方框16)，將能量閾值增加到一較大值(方框17)。
上述過程一直進(jìn)行到判定閾值不再是中間值，而是一個(gè)將不再增大的最大值(方框15)為止。此時(shí)，通知用戶(方框18)，并減小或消除輻射的能量(方框19)。
圖3描述的是本發(fā)明的通信裝置的一個(gè)典型實(shí)施例。在將控制發(fā)射功率的功率電平請求傳送到功率放大器21作為功率電平請求信號(hào)之前，通過RF暴露控制處理器20來處理該請求。功率放大器21響應(yīng)功率電平請求信號(hào)，以放大輸入信息信號(hào)，為天線22提供預(yù)定發(fā)射功率電平的發(fā)射信號(hào)。信息信號(hào)可以是模擬格式的也可以是數(shù)字格式的。輸入的信息信號(hào)可以是模擬形式的，也可以是數(shù)字格式的，并用TDMA、CDMA、FM或其他本領(lǐng)域中所熟知的調(diào)制方式來調(diào)制，供發(fā)射。
在基于衛(wèi)星的便攜式電話系統(tǒng)中，典型的發(fā)射頻率處在近似為1610—1626.5MHz的范圍內(nèi)。將這些電話設(shè)計(jì)成在100mW和1W的功率范圍內(nèi)工作。應(yīng)該指出的是，本發(fā)明同樣適用于基于衛(wèi)星或基于地面的通信系統(tǒng)的任何發(fā)射頻率或功率范圍。
在一較佳實(shí)施例中，積分器13從RF暴露控制處理器20中分出功率電平請求信號(hào)。在另一實(shí)施例中，積分器可以分出功率放大器的輸出，用作發(fā)射能量的測量(如圖3中用虛線描繪的那樣)。當(dāng)功率請求信號(hào)本質(zhì)上是模擬的時(shí)候，積分器的形式可以是漏泄積分器，當(dāng)功率請求信號(hào)本質(zhì)上是數(shù)字的時(shí)候，積分器的形式可以是滑移窗累加器。理想情況下，可以用下列式(1)或式(2)來計(jì)算發(fā)射的能量Et=∫tt+ΔtPower(t)dt---(1)]]>其中，Et是發(fā)射功率，Power(t)是作為時(shí)間的函數(shù)的發(fā)射功率；Et=Σi=nn+mPower(i)Δt----(2)]]>式中，Et是發(fā)射能量，Power(i)是作為取樣號(hào)i的函數(shù)的發(fā)射功率。
式(1)的計(jì)算可以用模擬積分器來完成，這在本領(lǐng)域中是人們熟知的；式(2)的計(jì)算可以用數(shù)字累加電路來實(shí)現(xiàn)，這在本領(lǐng)域中也是人們所熟知的。還可以用簡化的結(jié)構(gòu)來近似式(1)和(2)的函數(shù)。例如，簡單的RC網(wǎng)絡(luò)可以近似式(1)所示的模擬積分。在典型的實(shí)施例中所采用的積分或累加時(shí)間可以是6秒，或其他選擇的時(shí)間。積分時(shí)間是一個(gè)可以由程序控制的量，并可以按照當(dāng)?shù)氐囊?guī)定或不同的需要來改變。
另外，積分不必是一個(gè)線性過程。相反，可以根據(jù)任意給定時(shí)間內(nèi)RF發(fā)射的特征對累加或積分的速率加權(quán)。目前，通常認(rèn)為有效的輻射暴露簡單地與總的累加暴露量成正比。然而，可以期望，在本發(fā)明的另一種模式中，如果用戶感興趣的是其他一些RF發(fā)射特征，則可以按照這些特征對積分進(jìn)行加權(quán)。實(shí)際可以采用并加權(quán)的特征包括電磁輻射的頻率、輻射強(qiáng)度或者其他可測的輻射特征。
通過比較器24，將發(fā)射的能量(Et)與RF暴露控制處理器20提供的當(dāng)前閾值(T)比較。在這種典型的實(shí)施例中，將當(dāng)前閾值存儲(chǔ)在與RF暴露控制處理器20相關(guān)的ROM或RAM存儲(chǔ)裝置中。該閾值也可以由程序控制，并按照當(dāng)?shù)氐囊?guī)定或不同的需要來改變。一種建議采用的最大暴露閾值是在6分鐘的時(shí)間內(nèi)發(fā)射能量為180焦耳。所以在本典型實(shí)施例中，初始閾值可以設(shè)定成在6分鐘時(shí)間內(nèi)發(fā)射能量為90焦耳。如果超過了如RF暴露控制處理器20提供的初始閾值，則比較器24將超過了閾值的信號(hào)送回RF暴露控制處理器20。
此時(shí)，RF暴露控制處理器20發(fā)送控制通知信號(hào)，并提醒用戶注意這一情況。比如，通信裝置響應(yīng)于控制通知信號(hào)，可以提供聲音告警或圖像告警，或者二者兼而有之。例如，圖像告警可以是通信裝置數(shù)字顯示器上的文字告警，或者是指示燈的閃亮。用戶響應(yīng)于這一告警，可以采取措施，通過減小同信道干擾來減小所需的發(fā)射能量。然后，RF暴露控制處理器20增大閾值，使用戶能夠繼續(xù)操作。
增大閾值的過程一直進(jìn)行到閾值已達(dá)到其最大值的某點(diǎn)，此時(shí)，RF暴露控制處理器20修正功率電平請求信號(hào)，以減小或消除發(fā)射暴露。另一方面，如果在某一預(yù)定時(shí)間內(nèi)累加值低于當(dāng)前閾值，則減小閾值。減小閾值的過程一直進(jìn)行到閾值降至最小值。
可以加到本發(fā)明中去的另一個(gè)特征是系統(tǒng)截接子系統(tǒng)。正如圖3中所描述的那樣，如果必須保持高發(fā)射功率，可以由用戶向RF暴露控制處理器20提供截接信號(hào)。RF暴露控制處理器20的截接子系統(tǒng)會(huì)響應(yīng)該截接信號(hào)，中斷危險(xiǎn)控制處理器，并使功率請求信號(hào)可通過RF暴露控制處理器20不變。例如，在指令必須進(jìn)行發(fā)射的緊急情況下，可以調(diào)用這種類型的子系統(tǒng)。這種截接系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在本領(lǐng)域中是人們熟知的。
盡管在附圖以及上文中，將系統(tǒng)描述成受其自身處理器控制的自動(dòng)系統(tǒng)，但是，在本發(fā)明中，也可以將它們部分或全部包括在便攜式通信裝置已有的處理部分中。
上文中給出的較佳實(shí)施例的描述使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以制造或者使用本發(fā)明。很明顯，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對這些實(shí)施例作各種改進(jìn)，并且可以將其基本原理應(yīng)用于其他實(shí)施例，而無需利用發(fā)明才能。因此，本發(fā)明并非僅限于這些實(shí)施例，而應(yīng)當(dāng)在最寬的范圍內(nèi)理解上文中所揭示的原理和特征。
權(quán)利要求
1.一種在具有發(fā)射機(jī)和天線的通信裝置中用來控制RF發(fā)射暴露電平的裝置，其特征在于，它包含在預(yù)定的時(shí)間長度內(nèi)判定所述天線發(fā)射的能量以提供累加能量值的裝置；將所述累加值與閾值比較以產(chǎn)生比較結(jié)果信號(hào)的比較裝置；響應(yīng)于所述比較結(jié)果信號(hào)的響應(yīng)裝置，用來當(dāng)所述比較結(jié)果信號(hào)指示所述累加能量值超過所述閾值時(shí)，提供指示高發(fā)射暴露狀況的預(yù)防響應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述用來判定的裝置包含滑移窗累加器。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述用來判定的裝置包含漏泄積分器。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述預(yù)防響應(yīng)包含將情況通知用戶。
5.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述預(yù)防響應(yīng)包含將情況通知用戶。
6.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述預(yù)防響應(yīng)包含將情況通知用戶。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述預(yù)防響應(yīng)包含限制所述發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率。
8.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述預(yù)防響應(yīng)包含限制所述發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率。
9.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述預(yù)防響應(yīng)包含限制所述發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率。
10.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述預(yù)防響應(yīng)還包含限制所述發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率。
11.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述預(yù)防響應(yīng)還包含限制所述發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率。
12.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述預(yù)防響應(yīng)還包含限制所述發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率。
13.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，當(dāng)所述響應(yīng)裝置還用來當(dāng)所述比較結(jié)果信號(hào)指示所述的累加能量值超過所述閾值時(shí)，將所述閾值與預(yù)定的最大閾值比較，并且當(dāng)所述閾值小于所述最大閾值時(shí)，增大所述閾值。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，當(dāng)所述響應(yīng)裝置還用來當(dāng)所述比較結(jié)果信號(hào)指示所述累加能量值低于所述閾值時(shí)，減小所述閾值。
15.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述響應(yīng)裝置還用來當(dāng)所述比較結(jié)果信號(hào)指示所述累加能量值低于所述閾值時(shí)，將所述閾值與預(yù)定的最小閾值比較，并且僅當(dāng)所述閾值大于該最小閾值時(shí)，減小所述閾值。
16.如權(quán)利要求14所述的響應(yīng)裝置，其特征在于，所述響應(yīng)裝置還用來僅當(dāng)所述閾值大于最小閾值時(shí)，減小所述閾值。
17.一種在具有發(fā)射機(jī)和天線的手提式電話中控制RF發(fā)射暴露電平的方法，其特征在于，它包含在預(yù)定的時(shí)間長度內(nèi)判定所述天線發(fā)射的能量，以產(chǎn)生累加能量值；將所述累加的能量值與預(yù)定的閾值比較；產(chǎn)生比較結(jié)果信號(hào)，并且如果所述比較結(jié)果信號(hào)指示所述累加能量值超過所述閾值，則提供響應(yīng)于所述比較結(jié)果信號(hào)的預(yù)防響應(yīng)。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，判定所述天線發(fā)射的能量值的所述步驟包含對預(yù)定個(gè)數(shù)的發(fā)射碼元的發(fā)射功率求和。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，判定所述天線發(fā)射的能量值的所述步驟包含在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)對發(fā)射功率取積分。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述提供預(yù)防響應(yīng)的步驟包含將情況通知用戶。
21.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述提供預(yù)防響應(yīng)的步驟包含將情況通知用戶。
22.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述提供預(yù)防響應(yīng)的步驟包含將情況通知用戶。
23.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述提供預(yù)防響應(yīng)的步驟包含限制所述發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率。
24.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述提供預(yù)防響應(yīng)的步驟包含限制所述發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率。
25.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述提供預(yù)防響應(yīng)的步驟包含限制所述發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率。
26.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述提供預(yù)防響應(yīng)的步驟還包含限制所述發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率。
27.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述提供預(yù)防響應(yīng)的步驟還包含限制所述發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率。
28.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，所述提供預(yù)防響應(yīng)的步驟還包含限制所述發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率。
29.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，它還包含如果所述比較結(jié)果指示所述累加能量值超過所述閾值，則增大響應(yīng)于所述比較結(jié)果信號(hào)的所述閾值的步驟。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，它還包含如果所述比較結(jié)果指示所述累加能量值低于所述閾值，則降低響應(yīng)于所述比較結(jié)果信號(hào)的所述閾值的步驟。
31.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，它還包含將所述閾值與預(yù)定的最小閾值比較，并且僅當(dāng)所述閾值大于所述最小閾值時(shí)，減小所述閾值的步驟。
32.如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，它還包含僅當(dāng)所述閾值大于最小閾值時(shí)減小所述閾值的步驟。
33.一種在具有發(fā)射機(jī)和天線的手提式通信裝置中用來控制RF發(fā)射暴露電平的電路，其特征在于，它包含RF暴露控制處理器，它有兩個(gè)輸入端，其中一個(gè)輸入端用來接收功率請求信號(hào)；以及兩個(gè)輸出端，其中第一輸出端用來提供射頻發(fā)射暴露閾值，第二輸出端用來提供修正的功率請求信號(hào)；放大器，它有兩個(gè)輸入端，其中第一輸入端用來接收信息信號(hào)，第二輸入端用來接收所述修正的功率請求信號(hào)，還有一個(gè)提供經(jīng)放大的信息信號(hào)的輸出端；漏泄積分器，它有一個(gè)與所述修正的功率請求信號(hào)耦連的輸入端，和一個(gè)輸出端；具有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端的比較器，第一輸入端與所述漏泄積分器的輸出端耦連，第二輸入端與所述危險(xiǎn)控制處理器的所述第一輸出端耦連，所述輸出端與所述危險(xiǎn)控制處理器的第二輸入端耦連。
34.如權(quán)利要求33所述的電路，其特征在于，所述危險(xiǎn)控制處理器還包含提供控制通知信號(hào)的第三輸出端。
35.一種在具有天線的手提式電話中用來控制RF暴露電平的電路，其特征在于，它包含RF暴露控制處理器，它有兩個(gè)輸入端，第一輸入端用來接收功率請求信號(hào)，還有兩個(gè)輸出端，其中第一輸出端用來提供射頻發(fā)射暴露閾值，第二輸出端用來提供修正的功率請求信號(hào)；放大器，它有兩個(gè)輸入端，第一輸入端用來接收信息信號(hào)，第二輸入端用來接收所述修正的功率請求信號(hào)，還有提供經(jīng)放大的信息信號(hào)的輸出端；滑移窗累加器，它有一個(gè)與所述修正的功率請求信號(hào)耦連的輸入端和一個(gè)輸出端；具有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端的比較器，第一輸入端與所述漏泄積分器的輸出端耦連，第二輸入端與所述危險(xiǎn)控制處理器的所述第一輸出端耦連，所述輸出端與所述危險(xiǎn)控制處理器的第二輸入端耦連。
36.如權(quán)利要求35所述的電路，其特征在于，所述危險(xiǎn)控制處理器還包含提供控制通知信號(hào)的第三輸出端。
全文摘要
一種監(jiān)測并控制手提便攜式通信裝置(2)從天線(1)到用戶(3)的RF發(fā)射暴露的方法和裝置。由裝置(2)連續(xù)監(jiān)測預(yù)定時(shí)間窗內(nèi)發(fā)射的總能量。如果累加的發(fā)射能量超過預(yù)定閥值，則裝置(2)采取措施，控制裝置天線(1)對用戶的RF輻射。
文檔編號(hào)H04B1/38GK1127552SQ94192849
公開日1996年7月24日 申請日期1994年7月26日 優(yōu)先權(quán)日1993年7月26日
發(fā)明者史蒂夫·卡特, 克萊因·S·吉爾豪森 申請人:夸爾柯姆股份有限公司