CN113678386A - 用于最大允许暴露接近传感器故障检测的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

提供了可以使用移动设备中的各种方法和/或装置来处理最大允许暴露(MPE)接近传感器故障的技术。移动设备可以包括最大允许暴露(MPE)传感器控制单元，以主动监控与MPE接近传感器的正常操作相关联的信号。一旦检测到这些信号中的任何一个的异常，例如值下降到给定阈值以下，MPE传感器控制单元将通知AP(应用处理器或其它处理器或控制器)，该AP进而触发在移动设备的显示器上显示警告消息或发出其它警告，例如可听或触觉警告，以通知终端用户关于最大允许暴露(MPE)接近传感器失灵和/或通知终端用户导致5G新无线电收发器去激活的状况。

Description

用于最大允许暴露接近传感器故障检测的方法和装置
相关申请
本申请要求于2019年4月16日提交的题为“Maximum Permissible ExposureDetection and Faulty MPE proximity sensor Detection”的美国临时申请62/834,593号的权益，其被转让给本申请的受让人，并通过引用结合于本文。本申请还要求于2019年8月23日提交的题为“Maximum Permissible Exposure Detection and Faulty MPE SensorDetection”的美国非临时申请第16/549,162号的权益，其被转让给本申请的受让人，并通过引用结合于本文。
背景技术
1.领域
本文公开的主题涉及移动设备，并且更具体地，涉及在移动设备中或与移动设备一起使用的用来监控最大允许暴露检测并检测故障的最大允许暴露传感器的方法、消息传递和装置。
2.信息
下一代5G蜂窝系统利用频谱中的毫米波(mmW)部分来发挥大带宽的可用性，以实现数十Gbps/sec的前所未有的数据速率。mmW谱(即28GHz)中的无线电发送需要满足对活体和人体组织的严格暴露要求。FCC规定在28GHz下实施1mW/cm2的最大允许暴露(MPE)。当移动设备以高Tx功率和高波束成形增益进行发送时，可能会超过该暴露极限。因此，知道生物、动物和其它关注对象何时在附近是很重要的。
发明内容
在一个实施例中，最大允许暴露(MPE)传感器控制单元可以利用硬件和/或软件来检测从调制解调器处理中推断的接收器故障。在各种实施例中，接收机故障检测算法可以监控在发送器输出处的TxPwr，测量相互耦合信号能量的功率水平，监控H和/或V极化分量的接收信号水平，或者监控电容传感器以控制跨电容传感器两端的电压信号，以确保传感器正确工作。应当理解，这些实施例不是限制性的，并且可以利用其它接收器故障检测实施例。
在一个实施例中，移动设备可以执行检测最大允许暴露(MPE)接近传感器中的故障的方法，包括：测量对MPE接近传感器的操作的指示；确定对MPE接近传感器的操作的指示是否小于阈值；响应于确定对MPE接近传感器的操作的指示小于阈值，向应用处理器发送对用户消息传递的请求；以及发出MPE接近传感器故障警示。
在一个实施例中，一种用于检测最大允许暴露(MPE)接近传感器中的故障的移动设备可以包括：至少一个存储器；至少一个无线收发器；MPE接近传感器；以及处理器，其通信地耦合到所述至少一个存储器、所述至少一个无线收发器和所述MPE接近传感器，被配置为：测量对所述MPE接近传感器的操作的指示；确定对MPE接近传感器的操作的指示是否小于阈值；响应于确定对MPE接近传感器的操作的指示小于阈值，向应用处理器发送对用户消息传递的请求；并发出MPE接近传感器故障警示。
在一个实施例中，一种用于检测最大允许暴露(MPE)接近传感器中的故障的移动设备可以包括：用于测量对MPE接近传感器的操作的指示的部件；用于确定对MPE接近传感器的操作的指示是否小于阈值的部件；用于响应于确定对所述MPE接近传感器的操作的指示小于所述阈值，向应用处理器发送对用户消息传递的请求的部件；和用于发出MPE接近传感器故障警示的部件。
一实施例可以包括非暂时性计算机可读介质，其上存储有计算机可读指令，以使移动设备上的处理器：测量对最大允许暴露(MPE)接近传感器的操作的指示；确定对MPE接近传感器的操作的指示是否小于阈值；响应于确定对MPE接近传感器的操作的指示小于阈值，向应用处理器发送对用户消息传递的请求；并发出MPE接近传感器故障警示。
附图说明
参考以下附图描述了非限制性和非穷尽性的方面，其中除非另有说明，否则在各个附图中相同的附图标记指代相同的部分。
图1是示出配备有最大允许暴露(MPE)传感器和MPE控制单元的移动设备的示例性实施例的设备图。MPE单元可以用硬件、软件或其组合来实现。
图2是示出使能MPE接近传感器的设备的示例性实施例的设备图，该设备能够在检测到状态信号中的故障时生成警告消息或警示。
图3是示出移动设备的示例性实施例的设备图，该移动设备包含能够检测MPE接近传感器中的故障的基于RADAR的MPE接近传感器控制单元。
图4示出了检测最大允许暴露接近传感器中的操作故障的过程。
具体实施方式
当移动设备以高Tx功率和高波束成形增益进行发送时，可能会超过功率限制。为了防止人类和其它生物暴露于超过监管功率限制的发送，诸如5G移动设备之类的移动设备可以利用MPE接近传感器来检测附近的活体，使得当设备检测到人或其它活体在附近时，移动设备能够降低功率和/或切换到其它协议，诸如4G。检测活人和其它活体的能力增强了设备的安全性和合规性。此外，检测活体何时接近设备的能力使得设备能够在不接近活体时利用更高的功率。多种类型的传感器可以用于身体接近检测；例如，基于声学的声纳(SONAR)、基于电磁(EM-based)的雷达(RADAR)、基于红外(IR-based)的传感器、超声波探测器或其它物体探测技术。在一些实施例中，移动设备还可以利用现有的毫米波射频硬件(mmW RF-HW)来生成基于RADAR的检测方案。
在各种实施例中，5G毫米波(mmW)移动设备将配备某种形式的接近或身体检测传感器(本文称为最大允许暴露(MPE)传感器)，以确保在诸如移动设备用户的人体上测量的发送功率和相关功率密度不会超过由诸如FCC的各种监管机构施加的监管限制。无论使用基于mmW的、基于声学的还是基于电容的传感器，都存在MPE接近传感器因机械或电气故障而停止工作的具体的可能性。可以检测这样的故障，使得移动设备不超过监管限制。
为了解决MPE接近传感器故障并使移动设备保持在暴露的监管限制内，移动设备可以包括最大允许暴露(MPE)传感器控制单元，以主动监控与MPE接近传感器相关联的发送和接收信号，以验证MPE接近传感器是否正常操作。一旦检测到这些信号中的任何一个的异常，例如值下降到给定阈值以下或其它MPE接近传感器未正常工作的指示，MPE接近传感器控制单元280将通知AP(应用处理器，或其它处理器或控制器)，AP将控制设备上的显示器来示出关于通知终端用户传感器失灵、请求不使用设备和/或请求修理设备的警告消息。在一个实施例中，消息可以包括例如显示器上的可视消息和/或警示(警告文本消息、闪耀的屏幕、闪烁的LED)、振动警示或可听的警示(嘟嘟声、警报、口头警告)或其任意组合，以通知用户MPE接近传感器故障状况。在一些实施例中，移动设备可以响应于检测到的MPE阈值违规而切换到4G或WiFi链路。在收发器的不同阶段有几个级别的验证/控制，可以执行这些验证/控制来评估MPE接近传感器的正确功能，如下面详细描述的。
在一个实施例中，MPE接近传感器控制单元可以利用硬件和/或软件来检测MPE接近传感器发送器电路故障。可以通过监控在发送器功率放大器输出处的TxPwr，来检测MPE接近传感器发送器中的故障。如果它低于某个值或阈值(TH)，那么它指示在功率放大器(PA)225输出处没有或存在降低的发送信号功率，并且因此，物体检测能力已经被降低或被禁用。可以被数字采样或由模数转换器提供或以其它方式测量的对Tx_Pwr的测量可以被发送到MPE接近传感器控制单元280，其可以触发对应用处理器的警示，并因此触发对用户的警示。
在一个实施例中，MPE接近传感器控制单元可以利用硬件和/或软件来检测MPE接近传感器接收器故障，例如，如可以从调制解调器或其它处理中推断出来那样。在一个实施例中，接收器故障检测算法可以被增强，以还测量MPE接近传感器的发送天线220和接收天线230之间的相互耦合(也称为Tx到Rx天线耦合)信号能量的功率水平，以检测MPE接近传感器是否正常发送。由于发送(Tx)到接收(Rx)天线耦合，每当Tx天线220发送时，耦合能量应该可以经由接收(Rx)天线检测到。在一个实施例中，由于天线非常接近，与相互耦合相关的能量水平非常高。在一个实施例中，由于耦合机制的物理特性，相互耦合信号可以被预期(例如，随着时间的推移是永久的；或者只要存在Tx信号就存在)。在故障与接收器电路相关联的情况下，Tx-Rx耦合信号的能量水平将长期低于某个阈值。这种行为可以很容易地被检测到，并且信息被传递到MPE接近传感器控制单元，该单元将采取相应的动作。此外，在一个实施例中，MPE接近传感器信号生成器可以直接或经由处理器向MPE接近传感器控制单元提供操作状态或电源状态，使得每当MPE接近传感器信号生成器正在操作并生成信号时，MPE接近传感器控制单元可以检查Tx-Rx耦合信号。
在一个实施例中，MPE接近传感器控制单元可以利用硬件和/或软件进行H/V(水平/垂直)监控，以增加传感器健康状态的进一步覆盖。对于一些MPE接近传感器实施例，例如一些类型的RADAR，信号的水平和垂直分量两者对于正常和精确的物体检测操作都应该是可操作的。在一些实施例中，还可以监控H(水平)和/或V(垂直)极化分量的发送/接收信号水平，以确定是否已经发生MPE接近传感器的故障。
在一个实施例中，MPE接近传感器控制单元可以利用硬件和/或软件进行电容传感器监控，以监控检测器处的环境电流，以检查操作电流中的异常。在一个实施例中，交流电压被施加到电容传感器，导致在MPE接近传感器处的相应电流响应，其可以被监控以确定其相对于电流的幅度和方向是否在操作界限内。在一个实施例中，MPE接近传感器诊断例程还可以修改跨电容传感器两端的电压信号，以验证是否产生了相称的电流响应，以及电容MPE接近传感器是否在正确操作。例如，可以施加DC偏置以生成电流响应，或者可以改变施加到MPE电容传感器的交流电压的幅度，以确定MPE电容传感器电流是否与施加的电压成比例地类似变化。
图1示出了配备有最大允许暴露(MPE)传感器和MPE控制单元的移动设备的一个实施例。该单元可以用硬件、软件或其组合来实现。可以利用各种技术来实现接近或其它MPE接近传感器，例如RADAR、红外(IR)、超声波、声纳、基于激光、基于照相机和基于电容的传感器系统。
取决于应用，本文描述的方法可以通过各种手段来实现。例如，这些方法可以在硬件、固件、软件或其组合中实现。对于涉及硬件的实现，处理单元可以在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、电子设备、被设计为执行本文描述的功能的其它电子单元或其任意组合中实现。本文中，术语“控制逻辑”涵盖由软件、硬件、固件或其组合实现的逻辑。移动设备实施例可以包括音频输出115、显示器125和/或振动单元135或它们的组合，或者其它具有输出或警示能力的机制，例如外部可见的LED，其可以被用来输出响应于MPE接近传感器故障状况或其它状况而生成的警告消息，这些状况可能导致移动设备不能满足规定的最大允许暴露(MPE)发送功率限制。MPE接近传感器控制以及MPE接近传感器故障检测和警告消息或其它警告通知的生成可以由通用目的处理器110来控制，通用目的处理器110可以是移动设备上的应用处理器、调制解调器处理器或其它处理器。信号和数据的处理或其它处理也可以发生在DSP 120中。在一个实施例中，信号可以经由各种无线收发器(或接收器)130在(一个或多个)天线132上与信号134一起发出和接收。可以有多个无线收发器或接收器130寻址不同的协议和用途，包括广域网(WAN)、无线局域网(WLAN)、个人区域网(PAN)和全球导航卫星系统(GNSS)。这些可以包括5G收发器和信号以及其它无线技术，例如4G/LTE、3G、CDMA、GSM、WCDMA、WiFi、蓝牙和GNSS和/或诸如GPS、Galileo、GLONASS、BeiDou、NAVIC、QZSS的卫星定位系统(SPS)以及其它无线技术。移动设备的运动和用户使用可以经由各种传感器140来检测，例如加速度计、陀螺仪、磁力计、RADAR、SONAR、电容式触摸、触摸传感器、超声波检测器、红外(IR)传感器和可以用于检测附近的生物实体的其它身体或物体检测技术。存储器160可以包括最大允许暴露(MPE)传感器信号检测和信号后处理软件和传感器控制单元软件和/或各种检测算法和例程，以与各种检测硬件结合使用，例如上面描述的和如图2和图3所示的那些。移动设备100还可以包含用于最大允许暴露(MPE)信号检测的专用或共享硬件和信号后处理硬件以及传感器控制单元硬件。
图2示出了移动设备100的实施例，其包括用于MPE接近传感器和MPE接近传感器控制系统的部件、以及处理部件和警示生成部件和输出部件。图2的实施例最适用于依赖于发送的和反射/接收的信号来检测活物体(或其它物体)接近度的MPE接近传感器实现。依赖于发送的和反射/接收的信号的MPE接近传感器实现的示例包括RADAR、SONAR、IR、超声波和基于光的系统。下面描述的一些实施例，例如那些依赖于RF天线耦合的实施例，专用于基于RF的系统，而其它实施例，例如那些验证输出功率的实施例，也可以应用于非RF技术。
如图2所示，在一个实施例中，对从最大允许暴露(MPE)传感器发送的信号的发送功率的测量Tx_Pwr被路由到MPE接近传感器控制单元280，该控制单元280连续检查这些信号的状态，以验证MPE接近传感器正在适当地操作。在一个实施例中，MPE接近传感器控制单元验证从最大允许暴露(MPE)传感器发送的信号的发送功率Tx_Pwr没有降至低于阈值功率水平。阈值功率水平被选择为低于正常操作的MPE接近传感器发送水平。如果/当从最大允许暴露(MPE)传感器发送的信号的发送功率Tx_Pwr降至低于低信号阈值水平(TL)时，如上所述，MPE接近传感器控制单元将向应用处理器(AP)或其它处理器发出消息，该处理器进而在显示器上显示警告消息或以其它方式生成用户警示。警告消息可以是以闪耀的灯、文本消息、可听的警示或任何其它类型的光/声音/振动的形式。功率输出可以在功率放大器的输出处测量；或者对于SONAR，在扬声器或其它发声设备处测量；或者对于IR，在红外发送器/LED/灯或其它红外发光设备处测量；或者对于超声，在超声波发送器处测量；或者对于基于光的系统，在LASER二极管或其它发光设备处测量。应当理解，输出功率可以指信号功率、光强、声音幅度和/或输出功率的其它度量。还应当理解，在基于光的系统中，接收天线可以由照相机或光检测组件来代替，并且在基于声音的系统中，可以由麦克风或其它(一个或多个)声音接收设备来代替。
在一个实施例中，设备200包括收发器215、MPE接近传感器控制单元280、MPE信号检测和后处理单元270、应用处理器290和显示器295。应当理解，在一个实施例中，信号检测和后处理可以由专用硬件和/或处理器110和存储器160的组合来执行。还应当理解，接收的信号可以在存储器160中被存储和处理，并且可以由通用目的处理器110和/或DSP 120处理。
设备200可以是移动设备，例如移动电话、平板计算机、膝上型计算机、便携式设备、车辆或其它移动无线设备。移动设备200可以使用发送(Tx)天线220发出信号，并且使用(一个或多个)接收(Rx)天线230从诸如人、另一个活体或非活体的反射物体(R)210接收反射信号。应当理解，(一个或多个)(Rx)天线230可以包括一个以上的天线或者可以包括接收器阵列。类似地，(Tx)天线220可以包括一个或多个发送器。收发器215包括各种组件，例如功率放大器225、发送混频器240、发送(Tx)天线220、接收(Rx)天线230、接收混频器245和电容传感器260。MPE接近传感器还可以包括其它组件，例如时钟和调制电路和/或IF电路(例如，作为到发送混频器240的另一个输入)，这些组件没有示出，但是本领域技术人员将认识到可以包括这些组件。在一个实施例中，MPE接近传感器可以用基于EM的RADAR实现，以用于紧密接近检测。在一个实施例中，MPE接近传感器也可以使用基于声学的SONAR来实现，也包括基于超声波的实施例。应当理解，如果选择非基于EM的实现方式，例如基于声学的SONAR实现方式，发送(Tx)天线220和接收(Rx)天线230可以分别由例如一个或多个扬声器和麦克风来代替。类似地，在基于光的实施例中，Tx天线220可以由诸如红外LED发射器的发光元件来代替，并且接收天线230可以由光传感器或照相机传感器来代替。
发送天线220发送由功率放大器(PA)225提升的信号，功率放大器225从发送混频器240接收信号。接收(Rx)天线230从反射器(R)210接收信号，反射器210可以是人、活体或其它物体。使用线性放大器(LNA)235放大接收的信号，并将其输入接收混频器245。应当理解，在不同的实施例中，这些元件中的一些可以存在或不存在，或者可以被不同地配置。例如，混频器和/或输入混频器的中频(IF)中的任一个可以不存在。
在一个实施例中，可能发生MPE接近传感器的发送(Tx)天线220和接收(Rx)天线230之间的相互耦合，并且可以测量与相互耦合相关联的功率水平。例如，在一个实施例中，可以在MPE信号检测和后处理单元270中检测和测量经由发送链发送的MPE接近传感器信号的耦合导致的、来自接收链的输出。在一个实施例中，来自发送天线220的发送数据信号导致接收天线230中的相互耦合信号能量。可以监控发送天线220和接收天线230之间的相互耦合信号能量，以基于接收的耦合信号能量水平的下降来检测与接收器电路相关联的故障。此外，在一个实施例中，可以监控发送天线220和接收天线230之间的相互耦合信号能量，以验证发送(TX)天线220也是可操作的。如果发送链或接收链出现故障，设备可能无法检测到人或其它活体的接近度，并且因此，检测到发送故障或接收故障将导致通知用户和/或关闭5G新无线电或其它通信。
在一个实施例中，所测量的相互耦合接收功率MC_Rx_Pwr可以被输入到MPE接近传感器控制单元280中，该控制单元280可以确定功率水平是否在阈值水平之内(并且因此，MPE接近传感器是可操作的)，或者阈值功率水平是否已经降低，以及是否应该向应用处理器(AP)290或其它处理单元发出表示MPE接近传感器故障的警示。在另一个实施例中，发送功率Tx_Pwr可以在PA或其它输出设备的输出处直接测量；例如使用模数转换或其它采样电路，其中对发送功率的测量Tx_Pwr可以被发送到MPE接近传感器控制单元280，以确定发送功率是高于较高阈值功率(即，可操作)还是低于较低阈值功率(即，不可操作)，在一个实施例中，这可能意味着基于接近度的MPE接近传感器不工作。如果Tx_Pwr下降到低于较低阈值功率，则基于接近度的MPE接近度传感器控制单元280将发出应当发给应用处理器(AP)290或其它处理单元的警示，以指出MPE接近度传感器不起作用。注意，诸如调制解调器处理器、应用处理器110和/或通用目的处理器110和DSP 120的各种处理器可以单独或组合使用。
在一个实施例中，发送混频器240可以用于将中频(IF)信号与来自MPE接近传感器信号生成器250的输出混合。MPE接近传感器信号生成器250可用于生成信号，该信号被发送以检测诸如人和其它活体的反射物体。在一个实施例中，可以在PA 225的输出处监控这些信号，或者使用在接收(RX)链处测量的发送到接收链耦合来验证接近传感是活动的和/或起作用的。
在一个实施例中，诸如电容传感器260的电容传感器可用于确定移动设备是否与人体或其它活体接触。可以通过向电容传感器施加交流电流并监控电容传感器处的所得电流以确定电容电流在预期水平内，来监控电容传感器的正常操作。如果电容电流低于较低阈值(TL)，则可能表示电容传感器故障。如果电容电流高于较高阈值(TH)，则可能表示人类或其它生物存在。
在一个实施例中，诸如通过使用照相机、运动检测器(诸如加速度计和/或陀螺仪)以及测量来自已知源的rf场阻塞来检测与人体的接近度的其它技术也可用于检测人体或其它活体的存在。当MPE接近传感器控制单元280检测到接近人体时，MPE接近传感器控制单元280将触发对5G NR或其它发送信号功率水平的监控和/或调节和/或降低，以满足政府规定的最大允许暴露(MPE)水平。类似地，如果检测到MPE接近传感器的故障，例如通过低TX_Pwr功率水平和/或低互相耦合接收功率(MC_Rx_Pwr)水平，MPE接近传感器控制单元可以触发5G NR或其它高功率信号发射的消除或阻塞。
在一个实施例中，如果Tx_Pwr水平和/或MC_Rx_Pwr水平低于基于接近度的MPE阈值功率水平，应用处理器(AP)290或其它处理器将生成用户通知消息。用户警告通知可以显示在显示器295上，和/或在各种实施例中，通知可以包括闪烁的LED、设备振动、发送功率回退和/或设备关闭或其各种组合。
在现有MPE接近传感器设备失灵或崩溃的情况下，应检测该失灵或崩溃，以避免在人或其它活体存在时，5G NR或其它通信功率水平超过最大允许发射水平的状况，这可以通过通信发送器关闭或发送功率回退以及用户通知(一个或多个)故障状况来实现。
在一个实施例中，可以通过监控发送器输出处的Tx_Pwr来检测发送器电路故障。在一个实施例中，如果Tx_Pwr降至低于某个较低阈值(TL)，则它可以指示在AP输出处没有发送信号功率，并且类似地，如果Tx_Pwr高于较高阈值(TH)，则它可以表示MPE接近传感器系统的故障，其中传感器系统自身发射太多功率(诸如在系统的发射类似地受到规定的最大功率限制的雷达系统中)。在一个实施例中，可以基于测量的Tx_Pwr来检测任一个或两个状况，从而触发MPE接近传感器控制单元280向应用处理器(AP)290发送关于以下各项的警示：MPE接近传感器故障，和/或在超过最大发送功率(TH)的实施例中，回退传感器的发送功率或关闭无线操作，这取决于故障的严重程度以及是否可以自适应地处理故障。各种电路实施例可用于测量收发器的发送功率。
在一个实施例中，可以从调制解调器处理中推断出接收器故障。检测算法可以被增强以测量Tx天线220和Rx天线230之间的相互耦合的功率水平。由于天线非常接近，与Tx天线220和Rx天线230之间的相互耦合相关联的能量水平非常高，并且由于耦合机制的物理特性，随着时间的推移将保持较高。在一个实施例中，如果故障与接收器电路相关联，则该信号的能量水平将在很长一段时间内(通常在故障持续期间)降至低于某个阈值(THL)。MPE信号检测和后处理单元270测量相互耦合接收功率能量水平(MC_Rx_Pwr)，并将测量的MC_Rx_Pwr发送到MPE接近传感器控制单元。如果MC_Rx_Pwr测量的功率水平降至低于由MPE接近传感器控制单元280检测到的接收阈值(TRL)，则接收器故障状况可导致MPE接近传感器控制单元280生成MPE接近传感器故障警示，MPE接近传感器控制单元280将采取相应的动作，诸如用户通知(经由屏幕、LED闪耀、振动和/或可听的警示。如果没有检测到接收器故障，并且如果MPE接近传感器接近检测依赖于经由接收天线230接收的信号，则接收器故障可能导致未检测到的人类或其它生物的接近状况，并且潜在地导致在5G NR发送期间没有检测到超过最大允许暴露(MPE)。
在一个实施例中，可以监控在接收(Rx)天线230接收的水平和垂直信号分量，并将测量的信号分量的水平与(一个或多个)阈值水平进行比较。适当的水平和垂直信号分量水平有助于精确测量距离/接近度。监控信号的水平和垂直分量(H/V监控)能够验证基于MPE的接近检测的正常操作，其中水平和/或垂直极化分量的接收信号水平都被监控，以验证基于MPE接近传感器的接近检测的正常操作和用户的通知和/或5G NR无线电的关闭。
在一个实施例中，可以控制跨(一个或多个)电容传感器260两端的电压信号，以确保传感器正在操作，并因此正确地选通MPE信号检测和后处理单元270和/或MPE接近传感器控制单元280的工作。例如，当交流电压被施加到电容传感器260时，它基于跨电容器的两个极板上的电荷迁移产生交流电流。当物体或人接近/靠近电容传感器260时，将导致电容增加和电流增加。交流电流由电容传感器260检测。类似地，如果电容传感器260正常操作，增加或减少交流电压的幅度将分别导致电流量的增加或减少，从而能够验证电容传感器260的正常操作。如果由环境操作电压产生的电流下降到电容电流的阈值电流水平(TCFL)以下，则MPE信号检测和后处理单元270将向MPE接近传感器控制单元280转发MC_TX_PWR测量值，MPE接近传感器控制单元280可以确定电容传感器可能被禁用，并向应用处理器AP 290发出警示，这将导致在显示器上、经由音频、振动或其它警示机制生成警示消息和/或关闭5G NR操作。
图3示出了在一个实施例中的基于EM DADAR的MPE接近传感器系统的示例实现，该系统可用于移动设备100中，以检测活体和/或其它物体的接近度，从而关闭5G NR发射功率操作，或者以其它方式回退5G NR发射功率。应当理解，后处理可以在DSP 120、通用目的处理器110和存储器160或者在它们的任意组合中执行，或在专用或共享硬件、处理器和软件的各种组合中执行。在图3中，移动设备300利用基于EM雷达的多点电磁接近传感器。基于EM雷达的MPE接近传感器包括收发器305，收发器305包括Tx天线320、PA 325、Rx天线330、低噪声放大器、LNA 335、发送混频器(图中的上混频器)、混频器340、接收混频器345、斜坡生成器310、VCO 315、IF链350、LPF(低通滤波器)：360和365、下变频到I和Q 370和375、复音调生成器380、后处理390和伪随机频率偏移生成395。
图4示出了流程图400，示出了包括检测MPE接近传感器故障并发出故障警示的MPE接近传感器的移动设备的示例实现。在各种实施例中，MPE接近传感器可以使用RADAR、SONAR、超声波物体检测、红外传感器、电容传感器、照相机、测距仪、光传感器、照相机、LIDAR接收器或运动传感器以及其它距离检测或运动检测设备。在步骤410中，移动设备测量对最大允许暴露(MPE)接近传感器的操作的指示。在最大允许暴露(MPE)接近传感器的各种实施例中，对最大允许暴露(MPE)接近传感器的操作的指示可以是对发送和/或输出功率、发送和/或输出电压、接收和/或输入功率(例如发送和接收链之间的相互耦合功率、或者与在接收链处接收的反射的发送信号功率相关联的功率)的指示，或者对电流(例如电容传感器的不同侧之间的电流)的测量，或者对反射光、或处于特定频率或频带的反射光的光强度的测量，或者对反射声音的测量(幅度或音量)、或者处于特定频带的反射声音的幅度。也可以利用对接近检测信号的反射功率的各种其它指示或者对接近检测传感器的操作的其它指示。
在步骤420中，在一个实施例中，确定对MPE接近传感器的操作的指示是否小于阈值。在一个实施例中，将所测量的对最大允许暴露(MPE)接近传感器的操作的指示与阈值水平进行比较。阈值水平可以基于一功率来确定，低于该功率，最大允许暴露(MPE)接近传感器可能不操作或者至少不正常操作。在一些实施例中，阈值水平可以是预定的。在一些实施例中，阈值水平可以被编程到移动设备上的非暂时性存储器中。在一些实施例中，可以基于观察到的操作水平来校准阈值水平。
在一个实施例中，在图2中，高于阈值水平的Tx_Pwr是对发送信号正被MPE接近传感器发射的指示，并且缺少Tx_Pwr或Tx_Pwr低于阈值功率水平指示最大允许暴露(MPE)接近传感器的发送信号没有正被发送或者没有以适当的功率水平正被发送。在一个实施例中，相互耦合接收功率MC_Rx_Pwr(对发送链和接收链之间的功率耦合的测量)也可以用作对发送功率的测量，并因此用作对MPE接近传感器的操作的指示。低于功率阈值的MC_Rx_Pwr可以表示MPE接近传感器没有在操作，并且可以是发送功率的替代或冗余测量。在各种实施例中，可以利用与MPE接近传感器的操作相关的其它指示，诸如输出电压或接收电压和电压阈值。在一些实施例中，低于阈值功率的功率或低于电压阈值的电压将指示MPE接近传感器没有在操作或没有在正常操作。类似地，在一些实施例中，可以利用对电流的测量，其中低于阈值的电流或低于阈值的峰值电流指示MPE接近传感器没有在正常操作。例如，在电容性MPE接近传感器中，对在电容器的相反充电侧之间的电流的测量指示电容性MPE接近传感器正在操作。如果在电容器的相反充电侧之间没有电流或电流很小，因为交流电压被施加到电容式MPE接近传感器，则电容式MPE接近传感器没有在操作或没有在正常操作。在红外MPE接近传感器中，在发射红外二极管处测量的发射光是对红外MPE接近传感器的操作的测量。类似地，在基于激光的测距实现中，在激光输出处测量的发射光将是对基于激光的MPE接近传感器的操作的测量。在基于声音的最大允许暴露(MPE)接近传感器中，例如超声波最大允许暴露(MPE)接近传感器或可听最大允许暴露(MPE)接近传感器，在扬声器处测量的声音水平或在接收器/麦克风处测量的由麦克风或其它声音接收器直接接收的声音水平(相对于来自诸如人或其它活体的“反射器”的反射信号)都是对基于声音和/或基于超声波的接近检测器正在操作的指示。在一个实施例中，多个最大允许暴露(MPE)接近传感器技术可以在相同移动设备中使用。例如，移动设备可以具有电容传感器和可变最大允许暴露(MPE)接近传感器，例如RADAR、IR、超声波、LIDAR、光或其它可变最大允许暴露(MPE)接近传感器。在一个实施例中，如果在移动设备中使用多个最大允许暴露(MPE)接近传感器，则在通信发送被终止或者应用处理器290或其它处理器经由各种输出设备发出用户警告消息之前，如所测量的对操作的指示所指示的，可能需要所有或多个MPE接近传感器的故障。
应当理解，在一个实施例中，发送输出可以是脉冲的或者以其它方式改变值，并且接收输入值可以相应地改变。类似地，可以基于交流或其它变化的电压或其它刺激来感应所测量的电流，并且在一个实施例中，对操作的指示可以是峰值电流或平均电流或RMS电流或其它随时间变化的对操作的测量。在一个实施例中，对最大允许暴露(MPE)接近传感器的操作的指示可以是峰值，或者在一个实施例中，对最大允许暴露(MPE)接近传感器的操作的指示可以是平均值或RMS值、或者其他随时间变化的对功率和/或操作的指示。
在步骤430中，响应于对最大允许暴露(MPE)接近传感器的操作的指示下降到阈值以下，MPE传感器控制单元或其它传感器监控和/或控制单元向应用处理器290或其它处理设备发送对用户消息传递的请求。如上所述，如果所测量的对操作的指示值低于或小于阈值，则指示MPE接近传感器没有在操作或者没有在正常操作。
在步骤440中，已经接收到通知或以其它方式确定对最大允许暴露(MPE)接近传感器的操作的指示低于阈值的应用处理器290或其它处理器将发出MPE接近传感器故障警示，输出MPE接近传感器没有在正常操作的通知。警示可以经由显示器可视地显示，例如书面消息；或者警示可以经由扬声器可听地发出，例如口头警示或可听的音调或音调序列；或者经由闪烁的LED或其它光可视地发出；或者经由触觉通知发出，例如振动；或者它们的某种组合。在一些实施例中，移动设备可以结合对用户的通知或者取代对用户的通知，关闭或禁用5G新无线电收发器或其它无线通信收发器。在一些实施例中，移动设备可以结合对用户的通知或者取代对用户的通知，将来自5G新无线电收发器或其它无线收发器的发送功率降低至、或降低至低于在紧邻处有人的情况下操作时所规定的最大发送功率水平。在一些实施例中，当移动设备禁用5G新无线电收发器或降低5G新无线电收发器处的发送功率时，移动设备可以激活或以其它方式利用非5G新无线电收发器，例如4G LTE WAN收发器或3G WAN收发器或WiFi收发器或蓝牙收发器或其组合，以维持通信。在一些实施例中，通信会话和/或会话带宽从5G到非5G新无线电(NR)收发器的转移可以被实现为硬切换或软切换，或者可以被实现为降低5G NR上的数据转移速率，并协调跨多个无线电接入网络的多个同步会话的数据流。在一个实施例中，MPE接近传感器故障和/或检测到移动设备附近的人或其它活体可以触发移动设备降低5G NR上的数据转移速率，并协调跨多个无线电接入网络的多个同步会话之间的数据流。
如果在步骤420中，对最大允许暴露(MPE)接近传感器的操作的指示指示MPE接近传感器正在操作(例如，对最大允许暴露(MPE)接近传感器的操作的指示高于阈值和/或高于更高的操作阈值)，则利用MPE接近传感器来检测人类和/或其它活体的接近度。在一个实施例中，响应于MPE接近传感器检测到人类和/或其它活体的接近，移动设备可以切换到不同的通信模式，例如从5G NR到4G LTE或者到WiFi或蓝牙。在一个实施例中，作为替代，如果所有最大允许暴露(MPE)接近传感器失效，则移动设备可以关闭发送能力。
流程图400中执行的方法和/或操作可以用硬件、软件和各种部件及其组合来实现。应当理解，图1-3中的设备图是示例实施例，并且本领域技术人员可以使用图1-3中的部件或者使用其所示实施例的其它部件和/或变型来实现流程图400中执行的方法和/或操作。
对于涉及固件和/或软件的实现，方法可以用执行本文描述的功能的模块(例如，过程、功能等)来实现。任何有形地包含指令的机器可读介质都可以用于实现本文描述的方法。例如，软件代码可以存储在存储器中并由处理单元执行。存储器可以在处理单元内部或处理单元外部实现。本文使用的术语“存储器”指的是任何类型的长期、短期、易失性、非易失性或其它存储设备，并且不限于任何特定类型的存储器或存储器数量、或者存储存储器的介质类型。
在涉及固件和/或软件的实现中，函数可以作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上。示例包括用数据结构编码的计算机可读介质和用计算机程序编码的计算机可读介质。计算机可读介质可以采取制造商产品的形式。计算机可读介质包括物理计算机存储介质。存储介质可以是可由计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限制，这种计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁存储设备，或者可以用于以指令或数据结构的形式存储期望的程序代码并且可以由计算机访问的任何其它介质；本文使用的磁盘和光盘包括光盘(CD)、激光盘、光学光盘、数字多功能盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，其中磁盘通常以磁性方式再现数据，而光盘用激光以光学方式再现数据。以上的组合也应该包括在计算机可读介质的范围内。
除了存储在计算机可读介质上之外，指令和/或数据可以作为信号提供在包括在通信装置中的发送介质上。例如，通信装置可以包括具有指示指令和数据的信号的收发器。指令和数据被配置成使一个或多个处理器实现权利要求中概述的功能。也就是说，通信装置包括发送介质，该发送介质具有指示用来执行所公开的功能的信息的信号。在第一时间，通信装置中包括的发送介质可以包括信息的第一部分以执行所公开的功能，而在第二时间，通信装置中包括的发送介质可以包括信息的第二部分以执行所公开的功能。
可以支持无线收发器130的网络技术的示例是全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)、宽带CDMA(WCDMA)、长期演进(LTE)、第五代无线(5G)或新无线电接入技术(NR)、高速分组数据(HRPD)。GSM、WCDMA和LTE是由3GPP定义的技术。CDMA和HRPD是由第三代合作计划2(3GPP2)定义的技术。WCDMA也是通用移动电信系统(UMTS)的一部分，并且可以由HNB支持。WAN无线收发器可以包括提供用于服务(例如，根据服务合同)的对无线电信网络的订户接入的设备的部署。这里，WAN无线收发器可以执行广域网(WAN)或小区基站的功能，以服务于至少部分基于WAN无线收发器能够提供接入服务的范围而确定的小区内的订户设备。WAN基站的示例包括GSMTM、WCDMATM、LTETM、CDMATM、HRPDTM、WiFiTM、BT、WiMaxTM和/或第五代(5G)基站。在一个实施例中，进一步的无线收发器130可以包括无线LAN(WLAN)和/或PAN收发器。在一个实施例中，移动设备100可以包含多个无线收发器，包括WAN、WLAN和/或PAN收发器。在一个实施例中，可以支持一个或多个无线通信链路的无线电技术可以进一步包括无线局域网(例如，WLAN，例如，IEEE 802.11)、蓝牙TM(BT)和/或ZigBeeTM。
移动设备(例如，MS或STA或SET)是指诸如蜂窝或其它无线通信设备和/或物联网(IoT)设备、个人通信系统(PCS)设备、个人导航设备(PND)、个人信息管理器(PIM)、个人数字助理(PDA)、膝上型计算机、平板计算机、上网本、智能书、智能手机或能够接收无线通信和/或导航信号的其它合适的移动设备之类的设备。术语“移动站”还旨在包括与个人导航设备(PND)通信的设备，例如通过短程无线、红外、有线连接或其它连接通信，而不管卫星信号接收、辅助数据接收和/或位置相关处理是发生在设备处还是PND处。此外，“移动站”旨在包括能够例如经由互联网、WiFi或其它网络与服务器通信的所有设备，包括无线通信设备、计算机、笔记本计算机等，而不管卫星信号接收、辅助数据接收和/或位置相关处理是发生在设备处、服务器处还是与网络相关联的另一设备处。上述任何可操作的组合也被认为是“移动站”。术语“移动站”和“移动设备”经常互换使用。
本公开包括示例实施例；然而，也可以使用其它实现方式。指定某事物被“优化”、“需要”或其它的指定并不表示当前公开仅适用于被优化的系统，或其中存在“需要”的元素的系统(或由于其它指定的其它限制)。这些指定仅指具体描述的实现方式。当然，许多实现方式都是可能的。这些技术可以与本文讨论的协议之外的协议一起使用，包括正在开发或将要开发的协议。
在前面的详细描述中，阐述了许多具体细节，以提供对所要求保护的主题的透彻理解。然而，本领域技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践所要求保护的主题。在其它情况下，没有详细描述本领域普通技术人员已知的方法和装置，以免混淆所要求保护的主题。
本文使用的术语“和”、“或”和“和/或”可以包括多种含义，这些含义也至少部分取决于使用这些术语的上下文。通常，“或”如果用于关联一个列表，如A、B或C，其意在表示A、B和C，这里以包容性的意义来使用；并且意在表示A、B或C，这里以排他性的意义来使用。此外，本文中使用的术语“一个或多个”可以用于描述单数形式的任何特征、结构或特性，或者可以用于描述特征、结构或特性的多个或一些其它组合。然而，应当注意，这仅仅是说明性示例，并且所要求保护的主题不限于该示例。
虽然已经图示和描述了目前被认为是示例性特征的内容，但是本领域技术人员将理解，在不脱离所要求保护的主题的情况下，可以进行各种其它修改，并且可以替换等同物。此外，在不脱离本文描述的中心概念的情况下，可以进行许多修改以使特定情况适应要求保护的主题的教导。
因此，所要求保护的主题不旨在限于所公开的特定示例，而是这种所要求保护的主题还可以包括落入所附权利要求及其等同物的范围内的所有方面。
对于涉及固件和/或软件的实现方式，方法可以用执行本文描述的功能的模块(例如，过程、功能等)来实现。任何有形地包含指令的机器可读介质都可以用于实现本文描述的方法。例如，软件代码可以存储在存储器中并由处理器单元执行。存储器可以在处理器单元内部或处理器单元外部实现。如本文所使用的，术语“存储器”指的是任何类型的长期、短期、易失性、非易失性或其它存储器，并且不限于任何特定类型的存储器或存储器数量，或者存储存储器的介质的类型。
如果以固件和/或软件实现，函数可以作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读存储介质上。示例包括用数据结构编码的计算机可读介质和用计算机程序编码的计算机可读介质。计算机可读介质包括物理计算机存储介质。存储介质可以是可由计算机访问的任何可用介质。作为示例而非限制，这种计算机可读介质可以包括RAM、ROM、FLASH、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储、半导体存储或其它存储设备，或者可以用于以指令或数据结构的形式存储期望的程序代码并且可以由计算机访问的任何其它介质；本文使用的磁盘和光盘包括光盘(CD)、激光盘、光学光盘、数字多功能盘(DVD)、软盘和蓝光光盘，其中磁盘通常磁性地再现数据，而光盘用激光光学地再现数据。以上的组合也应该包括在计算机可读介质的范围内。
除了存储在计算机可读存储介质上之外，指令和/或数据可以作为信号提供在包括在通信装置中的发送介质上。例如，通信装置可以包括具有指示指令和数据的信号收发器。指令和数据被配置成使一个或多个处理器实现权利要求中概述的功能。也就是说，通信装置包括发送介质，该发送介质具有指示用来执行所公开的功能的信息的信号。在第一时间，通信装置中包括的发送介质可以包括信息的第一部分以执行所公开的功能，而在第二时间，通信装置中包括的发送介质可以包括信息的第二部分以执行所公开的功能。

Claims (30)

1.一种检测最大允许暴露(MPE)接近传感器中的故障的方法，包括：
测量对MPE接近传感器的操作的指示；
确定对所述MPE接近传感器的操作的指示是否小于阈值；
响应于确定对所述MPE接近传感器的操作的指示小于阈值，向应用处理器发送对用户消息传递的请求；和
发出MPE接近传感器故障警示。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述MPE接近传感器的操作的指示包括发送功率、发送电压、接收功率、接收电压、电流、光强或声音幅度或其组合。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定对所述MPE接近传感器的操作的指示小于所述阈值与所述MPE接近传感器的非操作状态相关联。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述MPE接近传感器的操作的指示是平均值。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述MPE接近传感器的操作的指示是峰值。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括降低5G新无线电收发器的发送功率或去激活5G新无线电收发器。
7.根据权利要求6所述的方法，激活非5G新无线电收发器。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述非5G新无线电收发器是4G LTE收发器或3GWAN收发器或WiFi收发器或蓝牙收发器或其组合。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述MPE接近传感器故障警示是显示器上的消息、可听的语言序列、可听的警报或振动、或其它触觉警示、或其组合。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述MPE接近传感器包括RADAR传感器、SONAR传感器、超声波传感器、红外传感器、光传感器、照相机、LIDAR接收器或运动传感器或其任意组合。
11.一种用于检测最大允许暴露(MPE)接近传感器中的故障的移动设备，包括：
至少一个存储器；
至少一个无线收发器；
MPE接近传感器；和
处理器，通信地耦合到所述至少一个存储器、所述至少一个无线收发器和所述MPE接近传感器，被配置为：
测量对所述MPE接近传感器的操作的指示；
确定对所述MPE接近传感器的操作的指示是否小于阈值；
响应于确定对所述MPE接近传感器的操作的指示小于阈值，向应用处理器发送对用户消息传递的请求；和
发出MPE接近传感器故障警示。
12.根据权利要求11所述的移动设备，其中，对所述MPE接近传感器的操作的指示包括发送功率、发送电压、接收功率、接收电压、电流、光强或声音幅度或其组合。
13.根据权利要求11所述的移动设备，其中，所述确定对所述MPE接近传感器的操作的指示小于所述阈值与所述MPE接近传感器的非操作状态相关联。
14.根据权利要求11所述的移动设备，其中，对所述MPE接近传感器的操作的指示是平均值。
15.根据权利要求11所述的移动设备，其中，对所述MPE接近传感器的操作的指示是峰值。
16.根据权利要求11所述的移动设备，其中，所述处理器还被配置为降低5G新无线电收发器的发送功率或者去激活所述5G新无线电收发器。
17.根据权利要求16所述的移动设备，其中，所述处理器还被配置为激活非5G新无线电收发器。
18.根据权利要求17所述的移动设备，其中，所述非5G新无线电收发器是4G LTE收发器或3G WAN收发器或WiFi收发器或蓝牙收发器或其组合。
19.根据权利要求11所述的移动设备，其中，所述MPE接近传感器故障警示是显示器上的消息、可听的语言序列、可听的警报或振动、或其它触觉警示、或其组合。
20.根据权利要求11所述的移动设备，其中，所述MPE接近传感器包括RADAR传感器、SONAR传感器、超声波传感器、红外传感器、光传感器、照相机、LIDAR接收器或运动传感器或其任意组合。
21.一种用于检测最大允许暴露(MPE)接近传感器中的故障的移动设备，包括：
用于测量对MPE接近传感器的操作的指示的部件；
用于确定对所述MPE接近传感器的操作的指示是否小于阈值的部件；
用于响应于确定对所述MPE接近传感器的操作的指示小于所述阈值，向应用处理器发送对用户消息传递的请求的部件；和
用于发出MPE接近传感器故障警示的部件。
22.根据权利要求21所述的移动设备，其中，对所述MPE接近传感器的操作的指示包括发送功率、发送电压、接收功率、接收电压、电流、光强或声音幅度或其组合。
23.根据权利要求21所述的移动设备，其中，所述确定对所述MPE接近传感器的操作的指示小于所述阈值与所述MPE接近传感器的非操作状态相关联。
24.根据权利要求21所述的移动设备，还包括用于降低5G新无线电收发器的发送功率或去激活5G新无线电收发器的部件。
25.根据权利要求24所述的移动设备，还包括用于激活非5G新无线电收发器的部件。
26.一种非暂时性计算机可读介质，其上存储有计算机可读指令，以使移动设备上的处理器：
测量对最大允许暴露(MPE)接近传感器的操作的指示；
确定对所述MPE接近传感器的操作的指示是否小于阈值；
响应于确定对所述MPE接近传感器的操作的指示小于阈值，向应用处理器发送对用户消息传递的请求；和
发出MPE接近传感器故障警示。
27.根据权利要求26所述的非暂时性计算机可读介质，其中，对所述MPE接近传感器的操作的指示包括发送功率、发送电压、接收功率、接收电压、电流、光强或声音幅度或其组合。
28.根据权利要求26所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述确定对所述MPE接近传感器的操作的指示小于所述阈值与所述MPE接近传感器的非操作状态相关联。
29.根据权利要求26所述的非暂时性计算机可读介质，还包括用来降低5G新无线电收发器的发送功率或去激活5G新无线电收发器的计算机可读指令。
30.根据权利要求29所述的非暂时性计算机可读介质，还包括用来激活非5G新无线电收发器的计算机可读指令。
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