CN112526514A - 对于组合式5g和lte rf设备的sar测量 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及对于组合式5G和LTE RF设备的SAR测量。公开了一种用于测量针对组合式LTE RF和5G RF传输启用的被测移动设备(DUT)的比吸收率(SAR)的方法，所述方法包括以下步骤：a)提供在LTE RF和5G标准下可操作的被测移动设备(DUT)，b)将所述DUT设置为根据所述5G标准以最大功率级进行传输且同时以LTE RF标准的较低功率级进行传输的模式，c)执行SAR扫描并测量5G信号，而不考虑来自LTE RF信号的任何贡献，d)将所述DUT设置为在LTE RF标准中的最大功率下以最大功率进行传输而不根据所述5G标准进行传输的模式，e)执行SAR扫描并测量LTE RF标准信号，f)组合步骤c)和步骤e)的结果以获得组合的SAR值。

Description

对于组合式5G和LTE RF设备的SAR测量
技术领域
本发明总体涉及测量比吸收率(Specific Absorption Rate，SAR)的领域。
背景技术
SAR是人体从被测移动设备(例如手机)对RF(Radio Frequency，射频)能量吸收率的测量。SAR测量是按照以下定义的协议执行的，例如：
-IEC 62209-1Ed.2.0：人体暴露于来自手持式无线通信设备和安装在身体上的无线通信设备的射频场中–人体模型、仪器和程序–第1部分：用于确定靠近耳朵所使用的手持式设备(频率范围为300MHz至3GHz)的比吸收率(SAR)的程序；
-IEC 62209-2Ed.1.0：人体暴露于来自手持式无线通信设备和安装在身体上的无线通信设备的射频场中–人体模型、仪器和程序–第2部分：用于确定靠近人体所使用的无线通信设备(频率范围为30MHz至6GHz)的比吸收率(SAR)的程序；以及
-IEC 62209-2:2010用于能够以制造商描述的方式发射意图用在人体附近位置的电磁场(Electromagnetic Field，EMF)的任一无线通信设备，其中，该无线通信设备的(一个或多个)辐射部分与人体的距离最高达200mm(包括200mm)，即，当握在手中或放在脸的前面、携带在人体上、与其它发射或非发射设备或附件(例如皮带夹、照相机或蓝牙附件)组合、或嵌入衣服中时。对于紧靠人耳所使用的发射器，IEC 62209-1:2005的程序是适用的。IEC62209-2:2010用于在30MHz至6GHz频率范围内的射频暴露，并可用于测量来自靠近人体所使用的多个射频源的同时暴露。针对以下一般类别的设备类型提供了定义和评估程序：身体安装式、身体支撑式、桌上型、面部前式、手持式、膝上型、肢体安装式、多频段式、按压通话式、和衣服集成式。所考虑的设备类型包括但不限于移动电话、无线麦克风、辅助广播设备和个人计算机中的无线电发射器。IEC 62209-2:2010给出了用于确定无线设备是否符合SAR限制的可重复且保守的测量方法的指南。
预计5G新无线电(New Radio，NR)的首次发布主要基于非独立(Non-StandAlone，NSA)模式下的操作。5G NR NSA需要LTE作为锚点来支持NR信令和控制，且5G NR主要用于高速用户数据传输。
作为5G NR部署的过渡步骤，3GPP使用UE与NR基站(gNB-5G)和LTE基站(eNB-4G)之间的双连接(Dual Connectivity，DC)，指定了非独立配置。EPC核心网连接到eNB。所有控制面功能由LTE处理，且NR仅用于用户面中的数据。仅在需要更高的数据速率时才激活5G。
预计NR的初始部署主要在TDD模式下以优化吞吐量。尽管一些部署可以将TDD DL：UL传输比限制为较低的值(例如，25％至30％)，但是3GPP Rel.15对上行/下行传输占空比没有限制。执行SAR测量所需的传输占空因数应根据各个产品的操作特性和能力来确定。假如设备能够在上行中支持100％占空因数，则所有SAR测量都应在100％占空因数下来执行。在DUT硬件不支持100％占空比的特殊情况下，需要以最大可能的占空比进行测试。3GPPRel.15指定了CP-OFDM和DFTS-OFDM为5G NR支持的OFDM波形。除了最大输出功率外，对于子载波的信号调制、聚合信道带宽、资源块(Resource Block，RB)配置和最大功率回退(Maximum Power Reduction，MPR)等也可影响NR信号的PAPR(Peak to Average PowerRatio，峰值平均功率比)，这将需要考虑确定SAR测量所需的适用无线模式。
在电话亭支持可用之前，5G产品制造商将需要为SAR测量提供NR测试模式支持。在测试模式中使用的无线传输配置应等同于认证机构进行一致性测试所需的无线传输配置；例如，信道带宽、子载波间隔、RB分配配置等。无论用于TDD的DL:UL配置是静态的还是动态的，最高的传输占空因数都将需要根据产品能力进行考虑，以确定合适的测试配置。
发明内容
因此，目的是提供一种对用于组合式5G和LTE RF设备的SAR测量的改进方法。
本发明的目的通过所附独立权利要求中提供的方案来实现。在从属权利要求中进一步定义了本发明的有利实现方式。
根据第一方面，本发明涉及一种用于测量针对组合式LTE RF和5G RF传输启用的被测移动设备(DUT)的比吸收率(SAR)的方法，所述方法包括以下步骤：a)提供在LTE RF和5G标准下能够操作的DUT，b)将所述DUT设置为根据所述5G标准以最大功率级进行传输且同时以LTE RF标准的较低功率级进行传输的模式，c)执行SAR扫描并测量5G信号，而不考虑来自LTE RF信号的任何贡献，d)将所述DUT设置为在LTE RF标准中的最大功率下以最大功率进行传输而不根据所述5G标准进行传输的模式，e)执行SAR扫描并测量LTE RF标准信号，f)组合步骤c)和步骤e)的结果以获得针对LTE和5G组合的SAR值。
这提供了以下优点：提供了一种简单的方法来测量SAR值。
在第一方面的方法的一个实施方式中，所述5G标准是以LTE RF为锚点的5G NRNSA模式。
这提供了以下优点：使用众所周知的标准和模式来执行SAR值的测量。
在第一方面的方法的另一实施方式中，在步骤b)中使所述DUT以5G标准建立与通信收发器基站的链路，其中，以5G标准执行所有数据传输，且以LTE RF标准执行所有非数据传输，所述非数据传输诸如信令和同步。
在第一方面的方法的另一实施方式中，在步骤b)中以维持LTE RF链路所需的最小功率级进行所述LTE RF标准传输。
在第一方面的方法的另一实施方式中，在步骤b)中以比所述LTE RF标准传输的功率级低至少10dB、优选地至少20dB、更优选地至少30dB的功率级执行所述LTE RF标准传输。
在第一方面的方法的另一实施方式中，在步骤c)和e)中使用基于二极管的检测器探针。
这提供了以下优点：使用众所周知的检测器探针来提供SAR值。
根据第二方面，本发明涉及一种可存储在计算机可读介质上的指令程序，所述程序用于使计算机执行根据第一方面或其任一种实现形式的方法的步骤。
附图说明
在下文中将结合附图对本发明进行说明。
图1示出了根据本发明的用于测量被测移动设备的比吸收率(SAR)的方法的实施方式；
图2示出了用于执行根据实施方式的用于测量被测移动设备的比吸收率(SAR)的方法的实验装置；以及
图3示出了根据本发明的用于测量被测移动设备的比吸收率(SAR)的方法的实施方式。
具体实施方式
本文中在用于测量被测移动设备的比吸收率(SAR)的方法的背景下描述本发明的各个方面。
在下文中参照附图更充分地描述本发明，在附图中示出了本发明的各个方面。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施，并且不应被解释为受限于通过本公开呈现的本发明的各个方面。而是，提供这些方面以使得本公开将是透彻的且完整的，并将向本领域技术人员充分传达本发明的范围。附图中所示的本发明的各个方面可能未按比例绘制。相反，为了清楚起见，各种特征的尺寸可以扩大或减小。另外，为了清楚起见，可以简化一些附图。因此，附图可能未示出给定装置的所有组件。
将呈现用于测量被测移动设备的比吸收率(SAR)的方法的各个方面。然而，本领域技术人员将很容易理解，这些方面可以扩展到用于测量被测移动设备的比吸收率(SAR)的方法的各个方面，而不脱离本发明。
现在参照图1，示出了根据一实施方式的用于测量被测移动设备(DUT)的比吸收率(SAR)的方法100，其中，该被测移动设备(DUT)是针对组合式LTE RF和5G RF传输而启用的。
方法100包括以下步骤：
a)提供(101)在LTE RF和5G标准下可操作的被测移动设备(DUT)；
b)将DUT设置(102)为根据5G标准以最大功率级进行传输且同时以LTE RF标准的较低功率级进行传输的模式；
c)执行(103)SAR扫描并测量5G信号，而不考虑来自LTE RF信号的任何贡献；
d)将DUT设置(104)为在LTE RF标准中的最大功率下以最大功率进行传输而不根据5G标准进行传输的模式；
e)执行(105)SAR扫描并测量LTE RF标准信号；以及
f)组合(106)步骤c)和步骤e)的结果以获得组合的SAR值。
在一个实施方式中，由于5G NR引入的操作灵活性以及上文针对NSA所述的某些特定需求，使得LTE和NR的独立暴露测试适合克服SAR测量困难并简化测试考虑。通过使4GLTE和5G NR SAR测量保持分离，可以根据每种无线技术专用的操作参数对独立评估的SAR进行缩放，以适应5G NR支持的多样化灵活性；例如，不同技术(NR、LTE、Wi-Fi和蓝牙)的同时传输。当不同的传输占空因数或最大输出功率可以适用于NR配置(信号调制、信道带宽和频带中的RB分配)时，则可以根据输出功率和传输占空因数对SAR结果进行缩放。
图2示出了用于执行根据实施方式的用于测量被测移动设备(DUT)的比吸收率(SAR)的方法100的实验装置200。
如本发明的背景中所提到的，通常根据IEC 62209-1/-2/-3标准、IEEE 1528或IEC/IEEE 63195来评估无线设备是否符合监管暴露限度。在低于10GHz的频率下，比吸收率(SAR)为测定量。在高于10GHz的频率下，相关指标为近场功率密度(Power Density，PD)。
这两种量的基准符合性测量系统通常由6轴机器人201组成，该机器人201在限定的网格上移动二极管检测探针201a，从而至少测量DUT近场中的两个或三个部件的电场强度。在SAR的情况下，在人体模型202中移动探针，该人体模型202在与人的头部或身体相同的范围内再现介电特性。对于PD，在空气中进行测量。
二极管检测探针201a不能区分处于不同频率或来自不同通信标准的不同能量贡献。在LTE链路和5G NR传输并行发生的5G NR NSA模式的情况下，这可能会出现问题。实际上，通常针对每个频率或频带以100MHz的间隔以及针对每种信号类型(例如，调制、资源块分配等)对二极管检测探针201a进行校准。当探针201a整合同时传输的两个信号时，将这两个信号的贡献混合在一起，并且由于缺少相位信息使得难以再应用正确的探针校准系数。
在一个实施方式中，利用RF探针代替二极管检测探针进行频谱分析。
本发明的实施方式适用于二极管检测探针201a，该二极管检测探针201a由于其很小的尺寸和金属含量(在DUT附近使用时的RF影响低)以及精确且可追溯的校准而被认为是人体暴露测量中的参照物。
在近场暴露测量期间，如图2所示，可以执行以下步骤：
1、将设备DUT放置在头部或人体模型202附近，以进行低于10GHz的测量(在空气中进行高于10GHz的测量)；
2、将DUT设置为在各种测试模式下以最大功率进行传输，为此测量SAR(低于10GHz)或NF功率密度(高于10GHz)。DUT是经由通信收发器基站(Base TransceiverStation,BTS)203进行控制的；
3、通常，6轴机器人使二极管检测探针201a在人体模型202中移动，该人体模型202包含模拟组织的流体；
4、假设DUT在5G NR NSA中进行传输，则将5G NR信号和LTE链路信号在传输中混合在一起；
5、二极管检测探针201a需要针对通常间隔100MHz的频率以及针对所有类型的信号波形进行校准；以及
6、当像在5G NR NSA中那样混合两个信号时，二极管传送一种不易与电场相关联的电压，这是由于LTE和5G NR在检测后可能未被分离，因此无法应用正确的校准系数。
在本发明的实施方式中，假定DUT以5G NR NSA模式操作。通信BTS 203控制DUT，以使传输的LTE RF信号最小化而不丢失链路。通常，将LTE FR信号设置为比5G NR DUT RF信号低至少10dBm。这样，被测的SAR不会受到LTE信号的显著影响，因此可以应用正确的5G NR二极管校准系数。LTE的影响可以被认为是不确定性因素。
在下文中给出了用于在5G NSA中确定SAR值的方法100的一些步骤：
1)在5G NR NSA模式下建立DUT与通信BTS之间的链路，即在5G中执行数据传输，而在LTE中执行所有非数据传输；
2)通过通信BTS迫使LTE链路处于比5G NR低的功率；以及
3)执行SAR测量。
通过通信BTS迫使LTE链路处于比5G NR低至少10dB、20dB等的功率。
可以在没有5G连接的情况下，单独评估LTE SAR，即SA LTE。LTE SA SAR和5G NSALTE SAR(在LTE中的功率低)之间的组合也可以发生，最坏情况暴露对应于强LTE和强5G的情况。
图3示出了根据本发明的用于测量被测移动设备(DUT)的比吸收率(SAR)的方法100的实施方式。
方法100还包括以下步骤：
-将DUT设置为在考虑的具有最小级LTE RF信号的5G NR NSA模式下以最大功率进行传输(S1)；
-通过将相应的探针系数应用于5G NR，进行完整的SAR扫描并针对5G NR NSA信号测量SAR，忽略LTE信号(S2)；
-将DUT设置为在锚点的最大允许功率下以类似于单独锚点信号(无5NR)来传输LTE RF信号(S3)；
-通过将相应的探针系数应用于LTE RF，进行完整的SAR扫描并针对LTE RF信号测量SAR(S4)；以及
-通过将用于计算的组合式SAR的标准方法之一应用于多个传输，组合这两个SAR测量(S5)。
本文中所描述、示出和/或请求保护的所有实施方式的所有特征可以彼此组合。
尽管上文已经描述了本发明的各种实施方式，但是应当理解，仅通过示例而非限制的方式呈现了这些实施方式。可以根据本文中的公开内容对所公开的实施方式进行多种改变，而不脱离本发明的范围的精神。因此，本发明的广度和范围不应受上述实施方式中的任一实施方式限制。相反，本发明的范围应根据所附权利要求及其等同物来限定。
尽管关于一个或多个实现方式示出和描述了本发明，但是对于本领域的技术人员来说，在阅读并理解本说明书和附图之后，将想到等同的改变和修改。另外，尽管可以关于多个实现方式中的仅一个实现方式公开本发明的特定特征，但是这类特征可以与其它实现方式的一个或多个其它特征组合，这对于任一给定或特定应用可以为期望的且有利的。

Claims (7)

1.一种用于测量针对组合式LTE RF和5G RF传输启用的被测移动设备(DUT)的比吸收率(SAR)的方法(100)，所述方法(100)包括以下步骤：
a)提供(101)在LTE RF和5G标准下能够操作的被测移动设备(DUT)；
b)将所述被测移动设备(DUT)设置(102)为根据5G标准以最大功率级进行传输且同时以LTE RF标准的较低功率级进行传输的模式；
c)执行(103)比吸收率(SAR)扫描并测量5G信号，而不考虑来自LTE RF信号的任何贡献；
d)将所述被测移动设备(DUT)设置(104)为在LTE RF标准中的最大功率下以最大功率进行传输而不根据所述5G标准进行传输的模式；
e)执行(105)比吸收率(SAR)扫描并测量LTE RF标准信号；
f)组合(106)步骤c)和步骤e)的结果以获得组合的比吸收率(SAR)值。
2.根据权利要求1所述的方法(100)，
其中，所述5G标准是5G NR NSA模式。
3.根据权利要求1或2所述的方法(100)，
其中，在步骤b)中使所述被测移动设备(DUT)以5G标准建立与通信收发器基站(203)的链路，
其中，以5G标准执行所有数据传输，且以LTE RF标准执行所有非数据传输，所述非数据传输诸如为信令和同步。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法(100)，
其中，在步骤b)中以维持LTE RF链路所需的最小功率级进行所述LTE RF标准的传输。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法(100)，
其中，在步骤b)中以比所述LTE RF标准的传输的功率级低至少10dB、优选地至少20dB、更优选地至少30dB的功率级执行所述LTE RF标准的传输。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法(100)，
其中，在步骤c)和步骤e)中使用基于二极管的检测器探针。
7.一种计算机可读介质，所述计算机可读介质上能够存储指令程序，所述指令程序用于使计算机执行根据权利要求1至6中任一项所述的方法(100)的步骤。
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