CN107528957A

CN107528957A - 一种测试td‑lte手机比吸收率的方法

Info

Publication number: CN107528957A
Application number: CN201610454386.2A
Authority: CN
Inventors: 梁学俊; 武斌; 水利民
Original assignee: Jiangsu Supervision and Inspection Institute for Product Quality
Current assignee: Jiangsu Supervision and Inspection Institute for Product Quality
Priority date: 2016-06-21
Filing date: 2016-06-21
Publication date: 2017-12-29

Abstract

本发明提供了一种应用于TD‑LTE手机比吸收率测试的方法，通过对在非最大占空比下测得的SAR值进行线性缩放处理，能够科学、准确地评估TD‑LTE手机的SAR值水平。本发明在最大程度上利用了现有测试系统和测试方法标准，避免了大规模的系统升级和标准修订。同时，采用本发明提出的测试方法，避免了TD‑LTE手机在极限工作条件下进行SAR测试导致误差较大的缺陷，提升了SAR测试精度，从而有效降低了TD‑LTE手机检测认证风险。

Description

一种测试TD-LTE手机比吸收率的方法

技术领域

本发明涉及手机比吸收率(SAR)测试，更具体地说涉及一种应用于TD-LTE手机SAR测试的方法。

背景技术

随着无线通信技术的发展，人们日益暴露于各种频率各种强度的电磁场之中，电磁辐射已成为一种新型、特殊的环境污染，特别是手机的电磁辐射对人类健康的影响已经引起人们的极大关注。这类设备使用时贴近人的脸或身体，当人体吸收的电磁辐射功率超过一定限值时，便会产生不良影响。

目前，很多国家和科研组织普遍采用比吸收率(SAR)来评估电磁辐射对人体的影响。SAR定义为单位时间内单位质量的物质吸收的电磁辐射能量，表示为：式中，σ是人体组织的电导率(Siemens/m)，E是电场强度(RMS)能量(Volts/m)，ρ是人体组织的质量密度(Kg/m³)。

国内外检测机构都在积极建设测试系统来检测人体对移动通信设备电磁辐射的SAR值，以期望发现关键的影响因素以及降低SAR值的措施，从而保证人们在获得移动通信设备带来便捷的同时，身体健康不受到电磁辐射的损害。我国为了限制电磁辐射对人体的健康影响，在国标GB 21288-2007《移动电话电磁辐射局部暴露限值》中，规定了手机电磁辐射比吸收率不得超过2.0W/Kg。

目前，国内外对于SAR的测试方法研究已形成的技术规范包括：

IEC 62209-1-2005《手持和身体佩戴使用的无线通信设备对人体的电磁照射—人体模型、仪器和规程,第一部分:紧贴耳朵使用的手持式无线通信设备的SAR评估规程(频率范围300MHz～3GHz)》；

IEC 62209-2-2010《人体暴露于手持和体载无线通信装置产生的射频场.人体模型，仪器和规程.紧贴耳朵(频率范围30MHz～3GHz)使用手持装置的比吸收率(SAR)的测定规程》；

YD/T 1644.1-2007：手持和身体佩戴使用的无线通信设备对人体的电磁照射-人体模型、仪器和规程第1部分：靠近耳边使用的手持式无线通信设备的SAR评估规程(频率范围300MHz～3GHz)；

YD/T 1644.2-2011：手持和身体佩戴使用的无线通信设备对人体的电磁照射-人体模型、仪器和规程第2部分：靠近身体使用的无线通信设备的比吸收率(SAR)评估规程(频率范围30MHz～6GHz)；

以及由此衍生出的标准。

这些标准对SAR测试系统和测试方法进行了详细的规定，包括人体模型参数、电子测量仪器、扫描定位等方面，并明确了测试应通过自动定位的小型场强探头测量模型内部的电场分布来进行，根据测得的场强分布可以计算出SAR的分布以及峰值空间平均SAR值。然而，上述标准规范只是对手机SAR测试的一般通用原则，未对各种不同制式手机的测试条件和测试方法等有详细的规定。因此，我国在制定标准YD/T2194.1-2010《无线通信设备电磁照射符合性要求(30MHz～6GHz)-第1部分：靠近耳边使用的无线通信设备》中，以附录的形式分别给出了3GCDMA2000、WCDMA和TD-SCDMA手机的测试条件。然而，目前国内还没有专门针对4G TD-LTE手机的SAR测试规范。

不同于2G、3G手机，4G TD-LTE手机采用了时分双工帧结构、正交频分复用(OFDM)等新技术，工作时出现了高峰均比、高动态、模式多样、配置丰富等新特性，OFDM这种大带宽、类随机噪声信号给传统的SAR测量系统和测试方法提出了新要求，也给传统的探头校准方法带来了困难。另外，传统的SAR测试要求被测手机信号占空比设置为最大，一般要趋近于100％，即要求产品能够保持发射连续周期性数据帧，并且以最大功率发射。但TD-LTE手机产品不支持连续发射，也会因占空比的变化而使输出功率变为非线性(一般在占空比较大的区域容易出现非线性现象)，这种情况会导致SAR测量结果误差增大，从而影响SAR值的稳妥性和一致性。

因此，需要寻找一种替代检测方法，该方法是在被测TD-LTE手机正常工作状态下的评估，然后将SAR测量结果进行后处理，以科学评估TD-LTE手机极限状态下的真实SAR值。

发明内容

本发明提供了一种测试TD-LTE手机比吸收率的方法，其包括：

(1)确定TD-LTE手机信号的最大占空比β；

(2)在非最大占空比状态下，对TD-LTE手机的比吸收率γ进行测量，

(3)计算线性缩放因子δ_n,m,i，对测得的比吸收率γ进行后处理，

(4)确定手机的最终比吸收率值。

TD-LTE手机采用类随机噪声OFDM信号和时分复用技术，发射占空比不可能到达100％，其占空比会随着不同的帧结构上下行及特殊子帧配置而有所差异。传统SAR测试要求被测手机必须工作在能支持固定周期内最大占空比状态，但这种情况下TD-LTE手机往往达不到最大功率输出。理论上，当占空比与功率之间具有线性关系时，SAR值和占空比之间亦具有线性关系。在TD-LTE手机能够支持的最大占空比的25％、50％和100％验证SAR值和占空比之间的线性关系。在确认了SAR值和占空比之间的线性关系后，就可以在线性范围内使用非最大占空比进行SAR测量，然后按比例线性放大到设备可支持的最大占空比的情况。因此本发明提出在保证被测TD-LTE手机最大功率输出的前提下，可在非最大占空比下按照传统SAR检测方法进行测试，然后将SAR测量结果乘以线性缩放因子获得最终的SAR值，线性缩放因子的计算依据帧结构中上下行及特殊子帧配置。

如图1所示，TD-LTE每帧(frame)由307200个时隙组成，T_f＝307200T_s＝10ms，每一帧分成两个半帧(half-frame)，每个半帧又分成五个子帧(subframe)，每个子帧的长度是1ms。TD-LTE帧结构所有支持的上下行配置如下表1所示，表中“D”代表其对应的子帧分配给了下行传输，“U”代表其对应的子帧分配给了上行传输，“S”代表由下行导频时隙DwPTS、保护间隔GP和上行导频时隙UpPTS三部分组成的特殊的子帧，DwPTS和UpPTS的长度由表2所示。

表1 TD-LTE帧结构上下行配置

表2 TD-LTE特殊子帧结构配置

根据本发明，计算TD-LTE信号占空比的公式为：

占空比＝(上行导频时隙数×T_s×特殊子帧数+上行子帧数×子帧长度)/帧长度 (1)

假设用α_n,m,i表示帧结构上下行配置为n，特殊子帧序号为m，上行循环前缀为i时的信号占空比，设i为0时表示普通上行循环前缀，设i为1时表示上行循环前缀(扩展)。根据公式1，在不同的帧结构上下行配置，特殊子帧序号和上行循环前缀下，可计算出一组代表TD-LTE信号占空比的数值{α_n,m,i}_{n＝0,1,2,3,4,5,6；m＝0,1,2,3,4,5,6,7,8,9；i＝0,1}，找出该组数值中的最大值，表示为：

β＝max{α_n,m,i}_{n＝0,1,2,3,4,5,6；m＝0,1,2,3,4,5,6,7,8,9；i＝0,1}

计算线性缩放因子为：

{δ_n,m,i}＝{β/α_n,m,i}_{n＝0,1,2,3,4,5,6；m＝0,1,2,3,4,5,6,7,8,9；i＝0,1}

则在进行TD-LTE手机SAR测试时，可按照非最大占空比α_n,m,i配置被测手机，从而确保最大功率输出，按照传统方法测试得到一个SAR值，表示为γ，则被测手机最终的SAR值为δ_n,m,iγ。

本发明提供了一种应用于TD-LTE手机比吸收率测试的方法，通过对在非最大占空比下测得的SAR值进行线性缩放处理，能够科学、准确地评估TD-LTE手机的SAR值水平。本发明在最大程度上利用了现有测试系统和测试方法标准，避免了大规模的系统升级和标准修订。同时，采用本发明提出的测试方法，避免了TD-LTE手机在极限工作条件下进行SAR测试导致误差较大的缺陷，提升了SAR测试精度，从而有效降低了TD-LTE手机检测认证风险。

附图说明

下面将结合附图及具体实施方式对本发明进行更详细的描述。需要注意的是，这些描述仅仅是示例性的，并非用于限制本发明。

图1显示了TD-LTD的帧结构。

图2显示了线性缩放法的流程。

具体实施方式

为了简便，以特殊子帧序号为7，采用扩展上行循环前缀为例说明本发明的具体实施过程。本实例中UpPTS有5120个上行导频时隙，则帧结构上下行配置0时，一帧中有2个下行子帧、2个特殊子帧和6个上行子帧。代入式(1)得出：

[5120×(1/30720)×2+6×1]/10＝63.3％

以此类推，可以得出TD-LTE帧结构所有支持的上下行配置对应的信号占空比，如下表3所示：

帧配置	0	1	2	3	4	5	6
								占空比	63.3％	43.3％	23.3％	31.7％	21.7％	11.7％	53.3％

表3 TD-LTE信号占空比

则占空比的最大值β＝63.3％。假设对TD-LTE手机进行SAR测试时帧结构配置为1，测试结果为0.15W/kg，则对该结果进行线性缩放处理，缩放因子为δ＝63.6％/43.3％＝1.47，则TD-LTE手机最终的SAR值为0.15×1.47＝0.22W/kg。

需要说明的是，以上本发明的说明书及附图中给出了本发明的较佳实施例，但这些实施例仅仅是示例性的，用于帮助理解本发明的内容，并不构成对本发明内容的任何限制。本领域技术人员根据本发明公开内容所进行的各种改变/变换，均落入本发明要求保护的范围之内。

Claims

1.一种测试TD-LTE手机比吸收率的方法，其包括：

(1)确定TD-LTE手机信号的最大占空比β；

(4)确定手机的最终比吸收率值。

2.权利要求1的方法，其中步骤(1)是根据TD-LTE帧结构的不同配置计算TD-LTE信号的占空比{α_n,m,i}_{n＝0,1,2,3,4,5,6；m＝0,1,2,3,4,5,6,7,8,9；i＝0,1}，来确定其最大值β，其中n表示帧结构的上下行配置序号，m表示特殊子帧序号，i＝0表示上行循环前缀，i＝1表示扩展的上行循环前缀。

3.权利要求2的方法，其中TD-LTE信号的占空比{α_n,m,i}_{n＝0,1,2,3,4,5,6；m＝0,1,2,3,4,5,6,7,8,9；i＝0,1}按下式(1)计算。

占空比＝(上行导频时隙数×T_s×特殊子帧数+上行子帧数×子帧长度)/帧长度(1)。

4.权利要求2的方法，其中线性缩放因子δ_n,m,i按下式计算：

{δ_n,m,i}＝{β/α_n,m,i}_{n＝0,1,2,3,4,5,6；m＝0,1,2,3,4,5,6,7,8,9；i＝0,1}。