CN1052074C - 控制射频发射暴露的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种监测并控制手提便携式通信装置(2)从天线(1)到用户(3)的RF发射暴露的方法和装置。由装置(2)连续监测预定时间窗内发射的总能量。如果累加的发射能量超过预定阈值，则装置(2)采取措施，控制装置天线(1)对用户的RF辐射。

Description

控制射频发射暴露的方法和装置

                     发明背景

I.发明领域

本发明涉及天线辐射靠近用户的通信系统。更确切地说，本发明涉及用来监测与使用手提式发射机相关的射频(RF)暴露水平(exposure level)并且当RF暴露超过预定阈值时提供响应措施的新方法和装置。

II.相关领域的描述

由于手提式个人通信装置方便且可移动，常希望拥有自己携带的这种装置。手提式通信装置的上述特性使得其需求量大为增加。为了满足这些需求，产业界要求落实一系列预防措施，以监测和控制用户的RF暴露。

                     发明概述

本发明是一种控制用户RF暴露水平的新颖的、改进的方法和装置。按照本发明，测量总的发射能量，直到在某一固定时间内达到预定暴露水平为止，并在这时起动一系列自动防止措施。

手提式电话的发射电路主要是由天线和与天线相连的功率放大器组成的。通常，功率放大器响应于判定天线发射功率的功率电平请求信号。

本发明中，在电话工作的整个过程中，通过监测功率电平请求信号或者通过监测功率放大器的输出来监测发射能量。在固定的时间间隔内，由积分器累加发射的能量。该积分器可以是漏泄积分器或滑移窗累加器，这取决于被监测的信号是模拟的还是数字格式的。将发射能量的累加值与一预定阈值比较。当累加值超过预定阈值时，向RF暴露控制处理器传送一个信号，并启动预防步骤。

在本发明的一个更加完善的装置中，将累加的发射能量与一个中间电平或一系列中间电平比较，当累加的能量超过所述的中间阈值中的每一个时，起用新的预防步骤，直至发射功率降低，或直至超过最后阈值，此时发射功率减小或消除。

                     附图说明

在结合附图对本发明作了详细说明以后，本发明的特征、目的和优点将变得更加清楚，其中，

图1描述的是与使用便携式通信装置相关的RF暴露；

图2是RF暴露监测和控制系统的步骤流程图；

图3是RF暴露监测和控制装置的典型实施例。

              较佳实施例的详细描述

参见附图，图1描述的是与便携式个人通信装置(如蜂窝电话或类似装置)的使用相关的RF暴露。便携式电话2的天线1靠近用户身体3的部分是我们感兴趣的。从电话2的天线1发射的电磁能量4是我们感兴趣的辐射源。对RF暴露的控制和监测是本发明的目的。

在便携式通信装置中，增大或降低发射机功率，以保持高质量的通信链路。在衰落环境中或者在传输路径受阻的状态下，便携式通信装置提高发射功率以保持链路质量。应当监测发射能量的电平及其变化。所以，需要恰当的控制处理和电路来限制RF辐射电平。

图2描述的是本发明RF发射暴露水平控制中包含的步骤流程图。获取累加的能量(方框11)并将其与当前能量阈值比较(方框12)。如果在方框12中，判定累加能量值低于当前阈值，则系统检验该阈值是否调至其最小值(方框13)。如果在方框13中，判定该阈值不是处在其最小值，则阈值递减一个减量(方框14)。

如果在方框12中，判定超过了当前能量阈值，则进行检验，判定该阈值是否为中间阈值或最大阈值(方框15)。如果在方框15中，判定该阈值是一中间阈值，则启动下述预防步骤。通知用户(方框16)，将能量阈值增加到一较大值(方框17)。

上述过程一直进行到判定阈值不再是中间值，而是一个将不再增大的最大值(方框15)为止。此时，通知用户(方框18)，并减小或消除辐射的能量(方框19)。

图3描述的是本发明的通信装置的一个典型实施例。在将控制发射功率的功率电平请求传送到功率放大器21作为功率电平请求信号之前，通过RF暴露控制处理器20来处理该请求。功率放大器21响应功率电平请求信号，以放大输入信息信号，为天线22提供预定发射功率电平的发射信号。信息信号可以是模拟格式的也可以是数字格式的。输入的信息信号可以是模拟形式的，也可以是数字格式的，并用TDMA、CDMA、FM或其他本领域中所熟知的调制方式来调制，供发射。

在基于卫星的便携式电话系统中，典型的发射频率处在近似为1610-1626.5MHz的范围内。将这些电话设计成在100mW和1W的功率范围内工作。应该指出的是，本发明同样适用于基于卫星或基于地面的通信系统的任何发射频率或功率范围。

在一较佳实施例中，积分器23从RF暴露控制处理器20中分出功率电平请求信号。在另一实施例中，积分器可以分出功率放大器的输出，用作发射能量的测量(如图3中用虚线描绘的那样)。当功率请求信号本质上是模拟的时候，积分器的形式可以是漏泄积分器，当功率请求信号本质上是数字的时候，积分器的形式可以是滑移窗累加器。理想情况下，可以用下列式(1)或式(2)来计算发射的能量： $\mathrm{Et}=\underset{t}{\overset{t+\mathrm{\Δt}}{\∫}}\mathrm{Power}\left(t\right)\mathrm{dt}----\left(1\right)$

其中，Et是发射功率，Power(t)是作为时间的函数的发射功率； $\mathrm{Et}=\underset{i=n}{\overset{n+m}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Power}\left(i\right)\mathrm{\Δt}----\left(2\right)$

式中，Et是发射能量，Power(i)是作为取样号i的函数的发射功率。

式(1)的计算可以用模拟积分器来完成，这在本领域中是人们熟知的；式(2)的计算可以用数字累加电路来实现，这在本领域中也是人们所熟知的。还可以用简化的结构来近似式(1)和(2)的函数。例如，简单的RC网络可以近似式(1)所示的模拟积分。在典型的实施例中所采用的积分或累加时间可以是6秒，或其他选择的时间。积分时间是一个可以由程序控制的量，并可以按照当地的规定或不同的需要来改变。

另外，积分不必是一个线性过程。相反，可以根据任意给定时间内RF发射的特征对累加或积分的速率加权。目前，通常认为有效的辐射暴露简单地与总的累加暴露量成正比。然而，可以期望，在本发明的另一种模式中，如果用户感兴趣的是其他一些RF发射特征，则可以按照这些特征对积分进行加权。实际可以采用并加权的特征包括电磁辐射的频率、辐射强度或者其他可测的辐射特征。

通过比较器24，将发射的能量(Et)与RF暴露控制处理器20提供的当前阈值(T)比较。在这种典型的实施例中，将当前阈值存储在与RF暴露控制处理器20相关的ROM或RAM存储装置中。该阈值也可以由程序控制，并按照当地的规定或不同的需要来改变。一种建议采用的最大暴露阈值是在6分钟的时间内发射能量为180焦耳。所以在本典型实施例中，初始阈值可以设定成在6分钟时间内发射能量为90焦耳。如果超过了如RF暴露控制处理器20提供的初始阈值，则比较器24将超过了阈值的信号送回RF暴露控制处理器20。

此时，RF暴露控制处理器20发送控制通知信号，并提醒用户注意这一情况。比如，通信装置响应于控制通知信号，可以提供声音告警或图像告警，或者二者兼而有之。例如，图像告警可以是通信装置数字显示器上的文字告警，或者是指示灯的闪亮。用户响应于这一告警，可以采取措施，通过减小同信道干扰来减小所需的发射能量。然后，RF暴露控制处理器20增大阈值，使用户能够继续操作。

增大阈值的过程一直进行到阈值已达到其最大值的某点，此时，RF暴露控制处理器20修正功率电平请求信号，以减小或消除发射暴露。另一方面，如果在某一预定时间内累加值低于当前阈值，则减小阈值。减小阈值的过程一直进行到阈值降至最小值。

可以加到本发明中去的另一个特征是系统截接子系统。正如图3中所描述的那样，如果必须保持高发射功率，可以由用户向RF暴露控制处理器20提供截接信号。RF暴露控制处理器20的截接子系统会响应该截接信号，中断RF暴露控制处理器，并使功率请求信号可通过RF暴露控制处理器20不变。例如，在指令必须进行发射的紧急情况下，可以调用这种类型的子系统。这种截接系统的设计在本领域中是人们熟知的。

尽管在附图以及上文中，将系统描述成受其自身处理器控制的自动系统，但是，在本发明中，也可以将它们部分或全部包括在便携式通信装置已有的处理部分中。

上文中给出的较佳实施例的描述使得本领域的技术人员可以制造或者使用本发明。很明显，本领域的技术人员可以对这些实施例作各种改进，并且可以将其基本原理应用于其他实施例，而无需利用发明才能。因此，本发明并非仅限于这些实施例，而应当在最宽的范围内理解上文中所揭示的原理和特征。

Claims (24)

1.一种在具有发射机和天线的通信装置中用来控制所述通信装置对用户的RF发射暴露水平的装置，其特征在于，它包含：

在预定的时间长度内判定所述天线发射的能量以产生累加能量值的装置；

将所述累加值与阈值比较以产生比较结果信号的比较装置；

响应于所述比较结果信号的响应装置，并且当所述比较结果信号指示所述累加能量值超过所述阈值时，限制所述发射机的发射功率。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述用来判定的装置包含滑移窗累加器。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述用来判定的装置包含漏泄积分器。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述响应装置还用来当所述比较结果信号指示所述累加值超过所述阈值时，将高发射暴露的状况通知用户。

5.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述响应装置还用来当所述比较结果信号指示所述累加值超过所述阈值时，将高发射暴露的状况通知用户。

6.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述响应装置还用来当所述比较结果信号指示所述累加值超过所述阈值时，将高发射暴露状况通知用户。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，当所述比较结果信号指示所述的累加能量值超过所述阈值时，所述响应装置还将所述阈值与预定的最大阈值比较，并且当所述阈值小于所述最大阈值时，增大所述阈值。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，当所述比较结果信号指示所述累加能量值低于所述阈值时，所述响应装置还用来减小所述阈值。

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，当所述比较结果信号指示所述累加能量值低于所述阈值时，所述响应装置还用来将所述阈值与预定的最小阈值比较，并且仅当所述阈值大于最小阈值时，减小所述阈值。

10.如权利要求8所述的响应装置，其特征在于，所述响应装置还用来仅当所述阈值大于最小阈值时，减小所述阈值。

11.一种在具有发射机和天线的手提式电话中控制所述电话对用户的RF发射暴露水平的方法，其特征在于，它包含：

在预定的时间长度内判定所述天线发射的能量，以产生累加能量值；

将所述累加的能量值与一预定阈值比较；

产生比较结果信号，并且

如果所述比较结果信号指示所述累加能量值超过所述阈值时，则限制所述发射机的发射功率。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，判定所述天线发射的能量值的所述步骤包含对预定个数的发射码元的发射功率求和。

13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，判定所述天线发射的能量值的所述步骤包含在预定时间间隔内对发射功率取积分。

14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，它还包含当所述比较结果指示所述累加能量值超过所述阈值时通知用户的步骤。

15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，它还包含当所述比较结果指示所述累加能量值超过所述阈值时通知用户的步骤。

16.如权利要求13所述的方法，其特征在于，它还包含当所述比较结果指示所述累加能量值超过所述阈值时通知用户的步骤。

17.如权利要求11所述的方法，其特征在于，它还包含当所述比较结果指示所述累加能量值超过所述阈值时，增大响应于所述比较结果信号的所述阈值的步骤。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，它还包含当所述比较结果指示所述累加能量值低于所述阈值时，降低响应于所述比较结果信号的所述阈值的步骤。

19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，它还包含将所述阈值与预定的最大阈值比较，并且仅当所述阈值小于所述最大阈值时，增大所述阈值的步骤。

20.如权利要求18所述的方法，其特征在于，它还包含将所述阈值与预定的最小阈值比较，并且仅当所述阈值大于所述预定的最小阈值时减小所述阈值的步骤。

21.一种在具有发射机和天线的手提式通信装置中用来控制RF发射暴露水平的电路，其特征在于，它包含：

RF暴露控制处理器，它有两个输入端，其中一个输入端用来接收功率请求信号，还有两个输出端，其中第一输出端用来提供射频发射暴露阈值，第二输出端用来提供修正的功率请求信号；

放大器，它有两个输入端，其中第一输入端用来接收信息信号，第二输入端用来接收所述修正的功率请求信号，还有一个提供经放大的信息信号的输出端；

漏泄积分器，它有一个与所述修正的功率请求信号耦连的输入端，和一个输出端；

具有两个输入端和一个输出端的比较器，其中第一输入端与所述漏泄积分器的输出端耦连，第二输入端与所述RF暴露控制处理器的所述第一输出端耦连，所述输出端与所述RF暴露控制处理器的第二输入端耦连。

22.如权利要求21所述的电路，其特征在于，所述RF暴露控制处理器还包含提供控制通知信号的第三输出端。

23.一种在具有天线的手提式电话中用来控制RF发射暴露水平的电路，其特征在于，它包含：

RF暴露控制处理器，它有两个输入端，第一输入端用来接收功率请求信号，还有两个输出端，其中第一输出端用来提供射频发射暴露阈值，第二输出端用来提供修正的功率请求信号；

放大器，它有两个输入端，其中第一输入端用来接收信息信号，第二输入端用来接收所述修正的功率请求信号，还有提供经放大的信息信号的输出端；

滑移窗累加器，它有一个与所述修正的功率请求信号耦连的输入端和一个输出端；

具有两个输入端和一个输出端的比较器，其中第一输入端与所述漏泄积分器的输出端耦连，第二输入端与所述RF暴露控制处理器的所述第一输出端耦连，所述输出端与所述RF暴露控制处理器的第二输入端耦连。

24.如权利要求23所述的电路，其特征在于，所述RF暴露控制处理器还包含提供控制通知信号的第三输出端。

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