CN113966634A - 针对用户设备区分人类抓握与保护罩的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

用于区分用户设备(UE)的天线是被覆盖物(例如，保护性橡胶或塑料外壳)阻挡还是被人体组织(例如，手指或手掌)阻挡的方法和装置。上行链路(UL)信号的传输功率可以相应地被调节，对于开放空间或覆盖物，使用相对较高的传输功率，而对于人体组织，使用相对较低的传输功率。用于由UE进行无线通信的一个示例方法通常包括从UE传输第一信号，在UE处基于所传输的第一信号接收多个信号，基于所接收的多个信号确定至少两种不同类型的参数的值，基于至少两种不同类型的参数的值确定UE的环境场景，以及使用基于所确定的环境场景的传输功率来传输第二信号。

Description

针对用户设备区分人类抓握与保护罩的方法和装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年6月11日提交的美国申请号16/898,746的优先权，该申请要求于2019年6月12日提交的美国临时专利申请号62/860,608的优先权和权益，这两个申请均明确地整体并入本文。
技术领域
本公开的某些方面总体上涉及无线设备，并且更具体地涉及区分人类抓握和在无线设备上的保护罩。
背景技术
现代无线设备(诸如蜂窝电话)通常需要满足由国内和国际标准和法规制定的射频(RF)暴露限制。为了确保符合标准，这样的设备目前必须在上市之前经过广泛的认证过程。为了确保无线设备符合RF暴露限制，已经开发了各种技术以使得无线设备能够实时评估来自无线设备的RF暴露并且相应地调节无线设备的传输功率以符合RF暴露限制。
发明内容
本公开的系统、方法和设备每个具有若干方面，没有一个方面单独负责其期望属性。在不限制如所附权利要求所表达的本公开的范围的情况下，现在将简要讨论一些特征。在考虑该讨论之后，尤其是在阅读题为“具体实施方式”的部分之后，将能够理解本公开的特征如何提供包括用于评估来自无线设备的RF暴露的改进系统和方法的优点。
本公开的某些方面提供了一种用于由用户设备(UE)进行无线通信的方法。该方法通常包括从UE传输第一信号，在UE处基于所传输的第一信号接收多个信号，基于所接收的多个信号确定至少两种不同类型的参数的值，基于至少两种不同类型的参数的值确定UE的环境场景，并且使用基于所确定的环境场景的传输功率来传输第二信号。
本公开的某些方面涉及一种用于无线通信的装置。该装置包括传输器、接收器和处理系统。传输器被配置为从该装置传输第一信号，并且接收器被配置为基于所传输的第一信号接收多个信号。处理系统被配置为基于所接收的多个信号确定至少两种不同类型的参数的值，并且基于至少两种不同类型的参数的值确定该装置的环境场景。传输器还被配置为使用基于所确定的环境场景的传输功率来传输第二信号。
本公开的某些方面涉及一种用于无线通信的装置。该装置通常包括用于传输第一信号的部件、用于基于所传输的第一信号接收多个信号的部件、用于基于所接收的多个信号确定至少两种不同类型的参数的值的部件、用于基于至少两种不同类型的参数的值确定该装置的环境场景的部件、以及用于使用基于所确定的环境场景的传输功率来传输第二信号的部件。
本公开的某些方面涉及一种具有指令的非瞬态计算机可读介质，该指令在由处理系统执行时使处理系统执行用于由UE进行无线通信的操作。该操作通常包括：控制第一信号从UE的传输，控制基于所传输的第一信号对多个信号的接收，基于所接收的多个信号确定至少两种不同类型的参数的值，基于至少两种不同类型的参数的值确定UE的环境场景，以及控制使用基于所确定的环境场景的传输功率对第二信号的传输。
本公开的某些方面提供了一种用于由UE进行无线通信的方法。该方法通常包括从UE传输第一信号；在UE处基于所传输的第一信号接收多个信号；基于所接收的多个信号确定一个或多个参数中的每个参数的值；基于一个或多个参数中的每个参数的值确定与UE的天线阵列相邻的覆盖物的类型；基于所确定的覆盖物的类型选择天线阵列码本；以及基于所选择的天线阵列码本传输第二信号。
本公开的某些方面涉及一种用于无线通信的装置。该装置包括天线阵列、传输器、接收器和处理系统。传输器耦合到天线阵列并且被配置为经由天线阵列传输第一信号。接收器耦合到天线阵列并且被配置为基于所传输的第一信号经由天线阵列接收多个信号。处理系统耦合到接收器并且被配置为基于所接收的多个信号确定一个或多个参数中的每个参数的值，基于一个或多个参数中的每个参数的值确定与该装置的天线阵列相邻的覆盖物的类型，并且基于所确定的覆盖物的类型选择天线阵列码本。传输器还被配置为基于所选择的天线阵列码本经由天线阵列传输第二信号。
本公开的某些方面涉及一种用于无线通信的装置。该装置通常包括用于从该装置传输第一信号的部件；用于基于所传输的第一信号接收多个信号的部件；用于基于所接收的多个信号确定一个或多个参数中的每个参数的值的部件；用于基于一个或多个参数中的每个参数的值来确定与该装置的天线阵列相邻的覆盖物的类型的部件；用于基于所确定的覆盖物的类型选择天线阵列码本的部件；以及用于基于所选择的天线阵列码本传输第二信号的部件。
本公开的某些方面涉及一种具有指令的非瞬态计算机可读介质，该指令在由处理系统执行时使处理系统执行用于由UE进行无线通信的操作。该操作通常包括：控制来自UE的第一信号的传输；控制基于所传输的第一信号对多个信号的接收；基于所接收的多个信号确定一个或多个参数中的每个参数的值；基于一个或多个参数中的每个参数的值，确定与UE的天线阵列相邻的覆盖物的类型；基于所确定的覆盖物的类型选择天线阵列码本；以及控制根据所选择的天线阵列码本对第二信号进行的传输。
为了实现上述和相关的目的，一个或多个方面包括在下文中充分描述并且在权利要求中特别指出的特征。以下描述和附图详细阐述了一个或多个方面的某些说明性特征。然而，这些特征仅指示可以采用各个方面的原理的各种方式中的几种，并且本描述旨在包括所有这些方面及其等同物。
附图说明
为了能够详细理解本公开的上述特征的方式，可以通过参考各方面进行上面简要概括的内容的更具体的描述，其中一些在附图中示出。然而，应当注意，附图仅示出了本公开的某些典型方面并且因此不应当被认为是对其范围的限制，因为该描述可以允许其他同样有效的方面。
图1是概念性地示出根据本公开的某些方面的示例电信系统的框图。
图2是概念性地示出根据本公开的某些方面的基站(BS)和示例用户设备(UE)的示例的设计的框图。
图3是示出根据本公开的某些方面的示例收发器前端的框图。
图4A示出了根据本公开的某些方面的由UE进行的毫米波(mmW)感测。
图4B示出了根据本公开的某些方面的使用交叉极化(Xpol)的mmW感测。
图4C示出了根据本公开的某些方面的使用调频连续波(FMCW)雷达的mmW感测。
图5示出了根据本公开的某些方面的来自Xpol检测的示例快速傅立叶变换(FFT)符号值。
图6是根据本公开的某些方面的用于检测天线前面的物体的、同相/正交(IQ)平面中的交叉极化比(K)的示例图表。
图7是根据本公开的某些方面的用于无线通信的示例操作的流程图。
图8是根据本公开的某些方面的针对不同场景的以分贝(dB)为单位的、垂直极化分量和水平极化分量的信噪比(SNR)的示例图。
图9示出了根据本公开的某些方面的针对不同场景的K值的标准偏差(σK)与垂直极化分量和水平极化分量的均值信噪比(SNRm)之间的示例相关性。
图10示出了根据本公开的某些方面的针对不同场景的σK与SNRm之间的示例线性关系，其中线表示开放空间(OS)与检测边界之间的边界。
图11是根据本公开的某些方面的基于σK和SNRm确定针对OS的参数的流程图。
图12是根据本公开的某些方面的基于天线阵列码本选择进行无线通信的示例操作的流程图。
各个附图中相同的附图标记和名称表示相同的元素。
具体实施方式
本公开的某些方面提供了用于区分用户设备(UE)的天线是被覆盖物(例如，保护性橡胶或塑料盖)还是被人体组织(例如，手指或手掌)阻挡的技术和装置。上行链路(UL)信号的传输功率可以相应地被调节，对于开放空间或覆盖物，使用相对较高的传输功率，而对于人体组织，使用相对较低的传输功率。
以下描述提供了示例，而不限制权利要求中阐述的范围、适用性或示例。在不脱离本公开的范围的情况下，可以对所讨论的元素的功能和布置进行改变。各种示例可以酌情省略、替代或添加各种过程或组件。例如，所描述的方法可以以不同于所描述的顺序的顺序来执行，并且可以添加、省略或组合各种步骤。此外，关于一些示例描述的特征可以在一些其他示例中组合。例如，装置可以使用本文中阐述的任何数目的方面来实现，方法或者可以使用本文中阐述的任何数目的方面来实践。此外，本公开的范围旨在覆盖这样的装置或方法，该装置或方法可以使用除本文中阐述的本公开的各个方面之外的其他结构、功能或结构和功能来实践。应当理解，本文中公开的本公开的任何方面可以由权利要求的一个或多个要素体现。“示例性”一词在本文中用于表示“用作示例、实例或说明”。本文中描述为“示例性”的任何方面不一定被解释为优选于或优于其他方面。
本文中描述的技术可以用于各种无线通信技术，诸如LTE、CDMA、TDMA、FDMA、OFDMA、SC-FDMA和其他网络。术语“网络”和“系统”经常互换使用。CDMA网络可以实现诸如通用陆地无线电接入(UTRA)、cdma2000等无线电技术。UTRA包括宽带CDMA(WCDMA)和CDMA的其他变体。cdma2000涵盖IS-2000、IS-95和IS-856标准。TDMA网络可以实现诸如全球移动通信系统(GSM)等无线电技术。OFDMA网络可以实现诸如NR(例如，5G RA)、演进型UTRA(E-UTRA)、超移动宽带(UMB)、IEEE 802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.16(WiMAX)、IEEE 802.20、Flash-OFDMA等无线电技术。UTRA和E-UTRA是全球移动电信系统(UMTS)的一部分。
新无线电(NR)是与5G技术论坛(5GTF)一起开发的新兴无线通信技术。3GPP长期演进(LTE)和高级LTE(LTE-A)是使用E-UTRA的UMTS版本。UTRA、E-UTRA、UMTS、LTE、LTE-A和GSM在来自名为“第三代合作伙伴计划”(3GPP)的组织的文档中有描述。cdma2000和UMB在来自名为“第三代合作伙伴计划2”(3GPP2)的组织的文档中有描述。本文中描述的技术可以用于上述无线网络和无线电技术以及其他无线网络和无线电技术。为清楚起见，虽然本文中可以使用通常与3G和/或4G无线技术相关联的术语来描述各方面，但本公开的各方面可以应用于诸如5G及更高版本等基于其他代的通信系统，包括NR技术。
NR接入(例如，5G技术)可以支持各种无线通信服务，诸如针对宽带宽(例如，80MHz或以上)的增强型移动宽带(eMBB)、针对高载波频率(例如，24GHz至53GHz或以上)的毫米波(mmW)、针对非向后兼容机器类型通信(MTC)技术的大规模MTC(mMTC)、和/或针对超可靠低延迟通信(URLLC)的关键任务。这些服务可能包括延迟和可靠性要求。这些服务也可能具有不同传输时间间隔(TTI)以满足相应服务质量(QoS)要求。此外，这些服务可以共存于同一子帧中。
示例无线通信系统
图1示出了可以在其中执行本公开的方面的示例无线通信网络100。无线网络100中的无线设备可以执行如本文中进一步描述的用于确定无线设备的天线(或天线阵列)的环境场景的方法。如本文中使用的，“环境场景”通常是指无线设备的天线(或天线阵列)是被物体(诸如保护罩或人类抓握)阻挡或未被物体阻挡(这种情况称为“开放空间”)。
如图1所示，无线网络100可以包括多个基站(BS)110和其他网络实体。BS可以是与用户设备(UE)通信的站。每个BS 110可以针对特定地理区域提供通信覆盖。在3GPP中，术语“小区”可以是指节点B(NB)的覆盖区域和/或为该覆盖区域提供服务的节点B子系统，具体取决于使用该术语的上下文。在NR系统中，术语“小区”和下一代节点B(gNB)、新无线电基站(NR BS)、5G NB、接入点(AP)或传输接收点(TRP)可以互换。在一些示例中，小区可能不一定是静止的，并且小区的地理区域可以根据移动BS的位置而移动。在一些示例中，基站可以使用任何合适的传输网络通过各种类型的回程接口(诸如直接物理连接、无线连接、虚拟网络等)彼此互连和/或互连到无线通信网络100中的一个或多个其他基站或网络节点(未示出)。
通常，可以在给定地理区域中部署任何数目的无线网络。每个无线网络可以支持特定无线电接入技术(RAT)，并且可以在一个或多个频率上操作。RAT也可以称为无线电技术、空中接口等。频率也可以称为载波、子载波、频率信道、音调、子带等。每个频率在给定地理区域内可以支持单个RAT，以避免不同RAT的无线网络之间的干扰。在某些情况下，可以部署NR或5G RAT网络。
基站(BS)可以为宏小区、微微小区、毫微微小区和/或其他类型的小区提供通信覆盖。宏小区可以覆盖相对较大的地理区域(例如，半径几公里)并且可以允许具有服务订阅的UE不受限制地接入。微微小区可以覆盖相对较小的地理区域并且可以允许具有服务订阅的UE不受限制地接入。毫微微小区可以覆盖相对较小的地理区域(例如，家庭)并且可以允许与毫微微小区具有关联的UE(例如，封闭订户组(CSG)中的UE、家庭中的用户的UE等)的受限接入。用于宏小区的BS可以被称为宏BS。用于微微小区的BS可以被称为微微BS。用于毫微微小区的BS可以被称为毫微微BS或家庭BS。在图1所示的示例中，BS 110a、110b和110c可以分别是宏小区102a、102b和102c的宏BS。BS 110x可以是微微小区102x的微微BS。BS 110y和110z可以分别是毫微微小区102y和102z的毫微微BS。一个BS可以支持一个或多个(例如，三个)小区。
无线通信网络100还可以包括中继站。中继站是从上游站(例如，BS或UE)接收数据和/或其他信息的传输并且将数据和/或其他信息的传输发送到下游站(例如，UE或BS)的站。中继站也可以是为其他UE中继传输的UE。在图1所示的示例中，中继站110r可以与BS110a和UE 120r通信以促进BS 110a与UE 120r之间的通信。中继站也可以称为中继BS、中继等。
无线网络100可以是异构网络，该异构网络包括不同类型的BS，例如宏BS、微微BS、毫微微BS、中继等。这些不同类型的BS可以具有不同传输功率电平、不同覆盖区域、以及对无线网络100中的干扰的不同影响。例如，宏BS可以具有高传输功率电平(例如，20瓦特(W))，而微微BS、毫微微BS和中继可以具有较低传输功率电平(例如，1瓦)。
无线通信网络100可以支持同步或异步操作。对于同步操作，BS可以具有相似的帧时序，并且来自不同BS的传输可以在时间上大致对准。对于异步操作，BS可以具有不同帧时序，并且来自不同BS的传输可以在时间上不对准。本文中描述的技术可以用于同步和异步操作。
网络控制器130可以耦合到BS集并且为这些BS提供协调和控制。网络控制器130可以经由回程与BS 110通信。BS 110还可以经由无线或有线回程(例如，直接或间接)彼此通信。
UE 120(例如，120x、120y等)可以分散在整个无线网络100中，并且每个UE可以是固定的或移动的。UE也可以被称为移动台(MS)、终端、接入终端、订户单元、台、客户驻地设备(CPE)、蜂窝电话、智能电话、个人数字助理(PDA)、无线调制解调器、无线通信设备、手持设备、膝上型计算机、无绳电话、无线本地环路(WLL)站、平板电脑、相机、游戏设备、上网本、智能本、超极本、电器、医疗设备或医疗仪器、生物标识传感器/设备、可穿戴设备(例如，智能手表、智能服装、智能眼镜、智能手环、智能珠宝(例如，智能戒指、智能手环等))、娱乐设备(例如，音乐设备、视频设备、卫星收音机等)、车载组件或传感器、智能仪表/传感器、工业制造设备、全球定位系统(GPS)设备、或被配置为经由无线或有线介质进行通信的任何其他合适的设备。一些UE可以被认为是机器类型通信(MTC)设备或演进型MTC(eMTC)设备。MTC和eMTC UE包括例如可以与BS、另一设备(例如，远程设备)或某个其他实体通信的机器人、无人机、远程设备、传感器、仪表、监视器、位置标签等。例如，无线节点可以通过有线或无线通信链路为网络(例如，诸如互联网或蜂窝网络等广域网)提供连接性。一些UE可以被视为物联网(IoT)设备，它们可以是窄带IoT(NB-IoT)设备。
某些无线网络(例如，LTE)在下行链路上使用正交频分复用(OFDM)，而在上行链路上使用单载波频分复用(SC-FDM)。OFDM和SC-FDM将系统带宽划分为多个(K个)正交子载波，该子载波通常也称为音调、区间(bin)等。每个子载波可以用数据进行调制。通常，调制符号在频域中使用OFDM发送，而在时域中使用SC-FDM发送。相邻子载波之间的间隔可以是固定的，并且子载波的总数(K)可以取决于系统带宽。例如，子载波的间隔可以是15kHz，并且最小资源分配(称为“资源块”(RB))可以是12个子载波(或180kHz)。因此，对于1.25、2.5、5、10或20兆赫(MHz)的系统带宽，标称快速傅立叶变换(FFT)大小可以分别等于128、256、512、1024或2048。系统带宽也可以划分为子带。例如，一个子带可以覆盖1.08MHz(即，6个资源块)，并且对于1.25、2.5、5、10或20MHz的系统带宽，可以分别有1、2、4、8或16个子带。
虽然本文中描述的示例的方面可以与LTE技术相关联，但是本公开的方面可以适用于诸如NR等其他无线通信系统。NR可以在上行链路和下行链路上使用带有循环前缀(CP)的OFDM，并且包括对使用时分双工(TDD)的半双工操作的支持。可以支持波束成形，并且可以动态配置波束方向。还可以支持具有预编码的多输入多输出(MIMO)传输。下行链路(DL)中的MIMO配置可以支持多达8个传输天线，具有多达8个流的多层DL传输，每个UE多达2个流。可以支持多达8个服务小区的多个小区的聚合。
在一些示例中，可以调度对空中接口的访问，其中调度实体(例如，基站)为其服务区域或小区内的一些或所有设备(device)和设备(仪器)之间的通信分配资源。调度实体可以负责为一个或多个下级实体调度、分配、重新配置和释放资源。即，对于调度通信，下级实体利用由调度实体分配的资源。基站不是唯一可以用作调度实体的实体。在一些示例中，UE可以用作调度实体并且可以为一个或多个下级实体(例如，一个或多个其他UE)调度资源，并且其他UE可以利用由该UE调度的资源进行无线通信。在一些示例中，UE可以用作对等(P2P)网络和/或网状网络中的调度实体。在网状网络示例中，除了与调度实体通信，UE还可以彼此直接通信。
在图1中，双箭头实线指示UE与服务BS之间的期望传输，服务BS是被指定在下行链路和/或上行链路上为UE服务的BS。带有双箭头的虚线指示UE与BS之间的干扰传输。
图2示出了可以用于实现本公开的方面的BS 110和UE 120(如图1中描绘的)的示例组件。例如，UE 120的天线252、收发器(TX/RX)前端电路254、处理器258、264、和/或控制器/处理器280可以用于执行本文中描述的各种技术和方法(例如，图7的操作700或图12的操作1200)。
在BS 110处，传输处理器220可以从数据源212接收数据并且从控制器/处理器240接收控制信息。控制信息可以用于物理广播信道(PBCH)、物理控制格式指示符信道(PCFICH)、物理混合ARQ指示符信道(PHICH)、物理下行链路控制信道(PDCCH)、组公共PDCCH(GC PDCCH)等。数据可以是针对物理下行共享信道(PDSCH)等的。处理器220可以处理(例如，编码和符号映射)数据和控制信息以分别获取数据符号和控制符号。处理器220还可以生成参考符号，例如用于主同步信号(PSS)、辅同步信号(SSS)和小区特定参考信号(CRS)。传输(TX)多输入多输出(MIMO)处理器230可以对数据符号、控制符号和/或参考符号执行空间处理(例如，预编码)(如果适用)，并且可以向传输(TX)前端电路232a至232t提供输出符号流。每个TX前端电路232可以处理相应的输出符号流(例如，用于OFDM等)以获取输出样本流。每个TX前端电路232可以进一步处理(例如，转换为模拟、放大、滤波和上变频)输出样本流以获取下行链路信号。来自TX前端电路232a至232t的下行链路信号可以分别经由天线234a至234t进行传输。
在UE 120处，天线252a至252r可以从BS 110接收下行链路信号并且可以分别将接收到的信号提供给接收(RX)前端电路254a至254r。每个RX前端电路254可以调节(例如，滤波、放大、下变频和数字化)相应的接收信号以获取输入样本。每个RX前端电路254可以进一步处理输入样本(例如，用于OFDM等)以获取接收符号。MIMO检测器256可以从所有RX前端电路254a至254r获取接收符号，对接收符号执行MIMO检测(如果适用)，并且提供检测到的符号。接收处理器258可以处理(例如，解调、解交织和解码)检测到的符号，向数据宿260提供用于UE 120a的解码数据，并且向控制器/处理器280提供解码控制信息。存储器282可以存储UE 120的数据和程序代码并且可以与控制器/处理器280接口。
在上行链路上，在UE 120处，传输处理器264可以接收和处理来自数据源262的数据(例如，用于物理上行链路共享信道(PUSCH))以及来自控制器/处理器280的控制信息(例如，用于物理上行链路控制信道(PUCCH))。传输处理器264还可以为参考信号(例如，为探测参考信号(SRS))生成参考符号。如果适用，来自传输处理器264的符号可以由TX MIMO处理器266预编码，以由RX前端电路254a至254r进一步处理(例如，用于SC-FDM等)，并且传输到BS 110。在BS 110处，来自UE 120的上行链路信号可以由天线234接收，由TX前端电路232处理，由MIMO检测器236检测(如果适用)，并且由接收处理器238进一步处理以获取由UE 120发送的解码数据和控制信息。接收处理器238可以将解码数据提供给数据宿239并且将解码控制信息提供给控制器/处理器240。存储器242可以存储BS 110的数据和程序代码并且可以与控制器/处理器240接口。
控制器/处理器240和280可以分别指导BS 110和UE 120处的操作。BS 110处的处理器240和/或其他处理器和模块可以执行或指导用于本文中描述的技术的过程的执行。存储器242和282可以分别存储用于BS 110和UE 120的数据和程序代码。调度器244可以调度UE以用于下行链路和/或上行链路上的数据传输。
图3是根据本公开的某些方面的示例收发器前端300(诸如图2中的TX/RX前端电路232、254等)的框图。收发器前端300包括用于经由一个或多个天线传输信号的至少一个传输(TX)路径302(也称为“传输链”)和用于经由天线接收信号的至少一个接收(RX)路径304(也称为“接收链”)。当TX路径302和RX路径304共享天线303时，路径可以经由RF接口306与天线连接，RF接口306可以包括各种合适的RF设备中的任何一种，诸如双工器(duplexer)、交换机、双工器(diplexer)等。
为了从数模转换器(DAC)308接收同相(I)或正交(Q)基带模拟信号，TX路径302可以包括基带滤波器(BBF)310、混频器312、驱动放大器(DA)314和功率放大器(PA)316。BBF310、混频器312和DA 314可以被包括在射频集成电路(RFIC)中，而PA 316可以被包括在RFIC中或在RFIC外部。BBF 310对从DAC 308接收的基带信号进行滤波，并且混频器312将滤波后的基带信号与传输本地振荡器(LO)信号混频以将感兴趣的基带信号转换为不同频率(例如，从基带上变频到RF)。这种频率转换过程产生了LO频率与感兴趣的基带信号的频率之间的和频和差频。和频和差频被称为拍频。拍频通常在RF范围内，使得由混频器312输出的信号通常是RF信号，RF信号可以在由天线303传输之前由DA 314和/或PA 316放大。
RX路径304可以包括低噪声放大器(LNA)322、混频器324和基带滤波器(BBF)326。LNA 322、混频器324和BBF 326可以被包括在射频集成电路(RFIC)中，该RFIC可以是也可以不是包括TX路径组件的相同RFIC。经由天线303接收的RF信号可以由LNA 322放大，并且混频器324将放大后的RF信号与接收到的本地振荡器(LO)信号混频以将感兴趣的RF信号转换为不同的基带频率(即，下变频)。由混频器324输出的基带信号可以由BBF 326滤波，然后由模数转换器(ADC)328转换成用于数字信号处理的数字I或Q信号。
虽然希望LO的输出在频率上保持稳定，但是调谐到不同频率可以指示使用可变频率振荡器，这可以涉及稳定性与可调谐性之间的折衷。现代系统可以采用带有压控振荡器(VCO)的频率合成器，来生成稳定的具有特定调谐范围的可调谐LO。因此，传输LO可以由TX频率合成器318产生，传输LO在在混频器312中与基带信号混频之前可以由放大器320缓冲或放大。类似地，接收LO可以由RX频率合成器330产生，接收LO在在混频器324中与RF信号混频之前可以由放大器332缓冲或放大。
示例RF暴露评估
RF暴露可以用比吸收率(SAR)来表示，SAR测量人体组织每单位质量的能量吸收，并且单位可以是每公斤瓦特(W/kg)。备选地，RF暴露可以用功率密度(PD)表示，PD测量每单位面积的能量吸收，并且单位可以是mW/cm2。
SAR可以用于评估小于6GHz的传输频率的RF暴露，该传输频率涵盖无线通信技术，诸如3G(例如，CDMA)、4G(例如，LTE)、5G(例如，6GHz频带中的NR)、IEEE 802.11ac等。PD可以用于评估高于10GHz的传输频率的RF暴露，该传输频率涵盖无线通信技术，例如IEEE802.11ad、802.11ay、5G等。因此，不同的指标可以被用于评估不同无线通信技术的RF暴露。
无线设备(例如，UE 120)可以使用多种无线通信技术同时来传输信号。例如，无线设备可以使用在6GHz或以下操作的第一无线通信技术(例如，3G、4G、5G等)和在6GHz以上操作的第二无线通信技术(例如，在24至60GHz频带中的5G、IEEE 802.11ad或802.11ay)同时传输信号。在某些方面，无线设备可以使用第一无线通信技术(例如，6GHz频带中的3G、4G、5G、IEEE 802.11ac等)和第二无线通信技术(例如，24至60GHz频带中的5G、IEEE 802.11ad、802.11ay等)同时传输信号，在第一无线通信技术中，根据SAR来测量RF暴露，在第二无线通信技术中，根据PD来测量RF暴露。
为了评估来自使用第一技术(例如，6GHz频带中的3G、4G、5G、IEEE 802.11ac等)的进行传输的RF暴露，无线设备可以包括存储在存储器(例如，图2的存储器282或图3的存储器336)中的针对第一技术的多个SAR分布。每个SAR分布可以对应于针对第一技术的无线设备所支持的多个传输场景中的相应传输场景。传输场景可以对应于天线(例如，图2的天线252a至252r或图3的天线303)、频带、信道和/或身体位置的各种组合，如下文进一步讨论的。
每个传输场景的SAR分布(也称为“SAR图”)可以基于使用人体模型在测试实验室中进行的测量(例如，电场测量)来生成。在生成SAR分布之后，SAR分布可以存储在存储器中以使得处理器(例如，图2的处理器266)能够实时评估RF暴露。每个SAR分布包括SAR值的集合，其中每个SAR值可以对应不同的位置(例如，在人体的模型上)。每个SAR值可以包括在相应位置处的在1g或10g的质量上平均的SAR值。
每个SAR分布中的SAR值对应于特定的传输功率电平(例如，在测试实验室中测量到SAR值时的传输功率电平)。由于SAR随传输功率电平缩放，因此处理器可以通过将SAR分布中的每个SAR值乘以以下传输功率缩放因子来缩放任何传输功率电平的SAR分布：
Figure BDA0003400964220000151
其中Txc是相应传输场景的当前传输功率电平，TxSAR是与所存储的SAR分布中的SAR值相对应的传输功率电平(例如，在测试实验室中测量到SAR值时的传输功率电平)。
如上所述，无线设备可以支持针对第一技术的多个传输场景。在某些方面，传输场景可以由参数集指定。该参数集可以包括以下中的一项或多项：(a)指示用于传输的一个或多个天线(即，活动天线)的天线参数，(b)指示用于传输的一个或多个频带(即，活动频带)的频带参数，(c)指示用于传输的一个或多个信道(即，活动信道)的信道参数，(d)指示无线设备相对于用户身体位置(头部、躯干、远离身体等)的位置的身体位置参数，和/或(e)其他参数。在无线设备支持大量传输场景的情况下，在测试设置(例如，测试实验室)中针对每个传输场景执行测量可能非常耗时且昂贵。为了减少测试时间，可以对传输场景的子集执行测量以生成传输场景的子集的SAR分布。在该示例中，如下文进一步讨论的，可以通过组合传输场景的子集的两个或更多个SAR分布，来生成剩余传输场景中的每个传输场景的SAR分布。
例如，可以执行针对每个天线的SAR测量以生成每个天线的SAR分布。在该示例中，可以通过组合两个或更多个活动天线的SAR分布来生成其中两个或更多个天线活动的传输场景的SAR分布。
在另一示例中，可以执行针对多个频带中的每个频带的SAR测量以生成多个频带中的每个频带的SAR分布。在该示例中，可以通过组合两个或更多个活动频带的SAR分布，来生成其中两个或更多个活动频带处于活动状态的传输场景的SAR分布。
在某些方面，通过将SAR分布中的每个SAR值除以SAR限值，可以将SAR分布相对于SAR限值进行归一化。在这种情况下，当归一化SAR值大于1时，归一化SAR值超过SAR限值，而当归一化SAR值小于1时，归一化SAR值低于SAR限值。在这些方面，存储在存储器中的每个SAR分布可以相对于SAR限值被归一化。
在某些方面，可以通过组合两个或更多个归一化SAR分布来生成传输场景的归一化SAR分布。例如，可以通过组合两个或更多个活动天线的归一化SAR分布，来生成其中两个或更多个天线活动的传输场景的归一化SAR分布。对于其中针对活动天线使用不同传输功率电平的情况，在组合活动天线的归一化SAR分布之前，可以将每个活动天线的归一化SAR分布以相应传输功率电平进行缩放。从多个活动天线同时传输的归一化SAR分布可以由下式给出：
Figure BDA0003400964220000161
其中SARlim是SAR限值，SARnorm_combined是从活动天线同时传输的组合归一化SAR分布，i是活动天线的索引，SARi是第i活动天线的SAR分布，Txi是第i活动天线的传输功率电平，TxSARi是第i活动天线的SAR分布的传输功率电平，K是活动天线的数目。
等式(2)可以被改写如下：
Figure BDA0003400964220000162
其中SARnorm_i是第i活动天线的归一化SAR分布。在使用多个活动天线以相同传输频率同时传输(例如，多输入多输出(MIMO))的情况下，通过对个体归一化SAR分布的平方根求和并且计算总和的平方来获取组合归一化SAR分布，如下所示：
Figure BDA0003400964220000163
在另一示例中，不同频带的归一化SAR分布可以被存储在存储器中。在该示例中，可以通过组合两个或更多个活动频带的归一化SAR分布，来生成其中两个或更多个频带活动的传输场景的归一化SAR分布。对于其中活动频带的传输功率电平不同的情况，在组合活动频带的归一化SAR分布之前，可以将每个活动频带的归一化SAR分布以相应传输功率电平进行缩放。在该示例中，组合SAR分布也可以使用等式(3a)来计算，其中i是活动频带的索引，SARnorm_i是第i活动频带的归一化SAR分布，Txi是第i活动频带的传输功率电平，TxSARi是第i活动频带的归一化SAR分布的传输功率电平。
为了评估来自使用第二技术(例如，24至60GHz频带中的5G、IEEE 802.11ad、802.11ay等)进行传输的RF暴露，无线设备可以包括存储在存储器(例如，图2的存储器282或图3的存储器336)中的针对第二技术的多个PD分布。每个PD分布可以对应于针对第二技术的无线设备所支持的多个传输场景中的相应传输场景。传输场景可以对应于天线(例如，图2的天线252a至252r或图3的天线303)、频带、信道和/或身体位置的各种组合。
每个传输场景的PD分布(也称为“PD图”)可以基于使用人体模型在测试实验室中进行的测量(例如，电场测量)来生成。在生成PD分布之后，PD分布可以存储在存储器中以使得处理器(例如，图2的处理器266)能够实时评估RF暴露，如下文进一步讨论的。每个PD分布包括PD值的集合，其中每个PD值可以对应于不同的位置(例如，在人体的模型上)。
每个PD分布中的PD值对应于特定的传输功率电平(例如，在测试实验室中测量到PD值时的传输功率电平)。由于PD随传输功率电平缩放，处理器可以通过将PD分布中的每个PD值乘以以下传输功率缩放因子来缩放任何传输功率电平的PD分布：
Figure BDA0003400964220000171
其中Txc是相应传输场景的当前传输功率电平，TxPD是与PD分布中的PD值相对应的传输功率电平(例如，在测试实验室中测量到PD值时的传输功率电平)。
如上所述，无线设备可以支持针对第二技术的多个传输场景。在某些方面，传输场景可以由参数集指定。该参数集可以包括以下中的一项或多项：(a)指示用于传输的一个或多个天线(即，活动天线)的天线参数，(b)指示用于传输的一个或多个频带(即，活动频带)的频带参数，(c)指示用于传输的一个或多个信道(即，活动信道)的信道参数，(d)指示无线设备相对于用户身体位置(头部、躯干、远离身体等)的位置的身体位置参数，和/或(e)其他参数。在无线设备支持大量传输场景的情况下，在测试设置(例如，测试实验室)中针对每个传输场景执行测量可能非常耗时且昂贵。为了减少测试时间，可以对传输场景的子集执行测量以生成传输场景的子集的PD分布。在该示例中，如下文进一步讨论的，可以通过组合传输场景的子集的两个或更多个PD分布来生成剩余传输场景中的每个传输场景的PD分布。
例如，可以针对每个天线执行PD测量以生成每个天线的PD分布。在该示例中，可以通过组合两个或更多个活动天线的PD分布来生成其中两个或更多个天线活动的传输场景的PD分布。
在另一示例中，可以针对多个频带中的每个频带执行PD测量以生成多个频带中的每个频带的PD分布。在该示例中，可以通过组合两个或更多个活动频带的PD分布，来生成其中两个或更多个活动频带处于活动状态的传输场景的PD分布。
在某些方面，通过将PD分布中的每个PD值除以PD限值，可以将PD分布相对于PD限值进行归一化。在这种情况下，当归一化PD值大于1时，归一化PD值超过PD限值，而当归一化PD值小于1时，归一化PD值低于PD限值。在这些方面，存储在存储器中的每个PD分布可以相对于PD限值而被归一化。
在某些方面，可以通过组合两个或更多个归一化PD分布来生成传输场景的归一化PD分布。例如，可以通过组合两个或更多个活动天线的归一化PD分布，来生成其中两个或更多个天线活动的传输场景的归一化PD分布。对于其中针对活动天线使用不同传输功率电平的情况，在组合活动天线的归一化PD分布之前，可以将每个活动天线的归一化PD分布以相应传输功率电平进行缩放。多个活动天线的同时传输的归一化PD分布可以由下式给出：
Figure BDA0003400964220000191
其中PDlim是PD限值，PDnorm_combined是从活动天线同时传输的组合归一化PD分布，i是活动天线的索引，PDi是第i活动天线的PD分布，Txi是第i活动天线的传输功率电平，TxPDi是第i活动天线的PD分布的传输功率电平，L是活动天线的数目。
等式(5)可以改写如下：
Figure BDA0003400964220000192
其中PDnorm_i是第i活动天线的归一化PD分布。在使用多个活动天线以相同传输频率同时传输(例如，MIMO)的情况下，通过对个体归一化PD分布的平方根求和并且计算总和的平方来获取组合归一化PD分布，如下所示：
Figure BDA0003400964220000193
在另一示例中，不同频带的归一化PD分布可以存储在存储器中。在该示例中，可以通过组合两个或更多个活动频带的归一化PD分布来生成其中两个或更多个频带活动的传输场景的归一化PD分布。对于其中活动频带的传输功率电平不同的情况，在组合活动频带的归一化PD分布之前，可以将每个活动频带的归一化PD分布以相应传输功率电平进行缩放。在该示例中，组合PD分布也可以使用等式(6a)来计算，其中i是活动频带的索引，PDnorm_i是第i活动频带的归一化PD分布，Txi是第i活动频带的传输功率电平，TxPDi是第i活动频带的归一化PD分布的传输功率电平。
用于区分覆盖物与人类抓握的示例方法
如上所述，在无线通信中，存在来自包括美国非电离辐射保护国际委员会(ICNIRP)和联邦通信委员会(FCC)在内的国际监管机构的最大允许暴露(MPE)限制，该MPE限制指定被认为安全的电磁源的最高功率或能量密度(以W/cm2或J/cm2为单位)。在一些情况下，(多个)MPE限制可以转换为与一个或多个设备的最大传输功率相关的约束(例如，取决于每个设备的实现)，并且因此，由设备传输的上行链路(UL)信号由于MPE合规性而可能会受到限制。
一些UE可以包括传感器(例如，毫米波(mmW)传感器)，如果传感器输出示出没有检测到阻挡(多个)UE天线的物体，则该传感器允许更高的UL传输功率电平，潜在地在如此高的功率电平下提高传输的UL吞吐量。例如，图4A示出了由UE 120使用这种物体检测传感器进行的mmW感测。在图4A中，UE 120包括具有多个天线402a-d(本文中统称为“天线402”)的至少一个天线阵列400。为了检测物体404(图4B和图4C所示)或开放空间(OS)条件，UE 120可以从阵列400中的天线402中具有特定检测角度406的一个天线(例如，从天线402a)输出信号(例如，连续波(CW)、频带外信号)，并且阵列中的另一天线(例如，天线402d)可以接收从附近物体404(诸如保护罩或人类手部或手指)的表面反射的信号。对于反射信号，UE 120可以利用如图4B所示的交叉极化(Xpol)确定交叉极化比(K＝kV/kH)并且检测是否存在物体404，其中在电路图420中的两个极化接收路径，一个极化接收路径用于水平极化分量(标记为“H-pol”)，另一极化接收路径用于垂直极化分量(标记为“V-pol”)。附加地或备选地，UE120可以采用调频连续波(FMCW)雷达来进行物体检测，如图4C所示，示出了示例频率扫描和电路图460。如图4A所示，Xpol可以具有与UE 120相距在0到大约4cm的范围的物体检测半径408，而FMCW雷达可以具有与UE相距在大约4cm到大约60cm的范围的物体检测半径。
如上所述，图4B示出了根据本公开的某些方面的使用交叉极化(Xpol)来检测UE附近的物体404或检测OS条件的mmW感测。在图4B中，天线阵列400包括四个天线402，但是可以使用任何合适数目的天线。在电路图420中，传输路径(例如，传输路径302)包括频率合成器(例如，TX频率合成器318)和放大器421。频率合成器用于生成频率(fCW)在频带外(例如，在第一分量载波频带(CC1)与第二分量载波频带(CC2)之间)的CW信号。在该示例中，fCW为28GHz。放大器421可以放大CW信号并且驱动天线402a无线地传输信号(例如，以特定检测角度406)。
如果在UE附近有物体404，则物体的表面可以反射传输信号，并且天线阵列400中的另一天线(例如，天线402d)可以接收从物体的表面反射的信号。对于Xpol检测，接收路径(例如，接收路径304)可以包括两个极化接收路径，在电路图420中，一个极化接收路径用于水平极化分量(标记为“H-pol”)，另一极化接收路径用于垂直极化分量(标记为“V-pol”)。H-pol接收路径包括放大器(例如，低噪声放大器332H)、混频器324H、滤波器(例如，基带滤波器326H)和ADC 328H。类似地，V-pol接收路径包括放大器(例如，低噪声放大器332V)、混频器324V、滤波器(例如，基带滤波器326V)和ADC 328V。频率合成器(例如，RX频率合成器330)可以生成本地振荡器(LO)信号(例如，具有28.001GHz的频率，从传输信号偏移100MHz)作为H-pol混频器324H和V-pol混频器324V中的每个的输入。图4B中的这些接收链组件可以如上文关于图3描述的那样起作用，以放大所接收的RF信号，将放大后的RF信号与LO信号混频以对信号进行下变频，对混频信号进行滤波以聚焦于基带信号，并且对基带信号进行数字化。
来自ADC的H-pol数字化信号和V-pol数字化信号可以被发送到处理器422，处理器422可以由数字信号处理器(DSP)或任何其他合适的处理系统来实现。处理器422可以包括快速傅立叶变换(FFT)模块424和频域同相/正交(FD-IQ)模块426。FFT模块424可以用于将时域数字化信号转换为频域数据，这可以产生最大H-pol FFT值(kH)和最大V-pol FFT值(kV)，如下面关于图5解释的。使用频域数据，FD-IQ模块426可以用于绘制I/Q平面中的交叉极化比(K＝kV/kH)，如图430所示。开放空间(即，附近没有物体)在I/Q平面中的位置可以与各种物体不同，并且以这种方式，Xpol可以用于确定物体是否存在。
如上所述，图4C示出了根据本公开的某些方面的使用FMCW雷达来检测UE附近的物体404或检测OS条件的mmW感测。在图4C中，天线阵列400包括四个天线402，但是可以使用任何合适数目的天线。在电路图460中，传输路径(例如，传输路径302)包括DAC 308、基带滤波器310、混频器312和放大器421，它们可以表示DA 314和/或PA 316。频率合成器462可以用于生成用于输入到混频器312的LO信号。频率合成器462与传输路径的其他组件结合可以用于生成频率扫描(例如，从25到29GHz)，例如，该频率扫描可以在从天线402a输出的无线传输信号中包括CC1和CC2频带，如图所示。
如果在UE附近有物体404，则物体的表面可以反射传输信号，并且天线阵列400中的另一天线(例如，天线402d)可以接收从物体的表面反射的信号。对于FMCW雷达检测，接收路径(例如，接收路径304)可以包括低噪声放大器332、混频器324、基带滤波器326)和ADC328。图4C的电路图460中的这些接收路径组件可以如上文关于图3描述的那样起作用，以放大所接收的RF信号，将放大后的RF信号与来自频率合成器462的LO信号混频以对信号进行下变频，对混频信号进行滤波以聚焦于基带信号，并且对基带信号进行数字化。来自ADC328的FMCW数字化信号可以被发送到处理器464，处理器464可以由DSP或任何其他合适的处理系统来实现。处理器464可以处理FMCW数字化信号以检测物体或开放空间条件。
图5示出了根据本公开的某些方面的来自Xpol检测的示例FFT符号值。FFT符号值包括基于来自H-pol接收路径的数字化信号的水平极化FFT值510和基于来自V-pol接收路径的数字化信号的垂直极化FFT值520。水平极化FFT值610的最大值指示kH，而垂直极化FFT值620的最大值指示kV。交叉极化比(K)由K＝kV/kH确定。
K(I+jQ)的复数值提供了物体在天线前面的存在的指示。kV/kH划分(其可以实现为kVkH*)可以消除每次测量期间传输增益/相位随机性的校准。图6是针对两个不同场景(开放空间和手指抓握(或保护壳))的同相/正交(IQ)平面中K的多个样本的示例图600。
随时间变化的连续K个测量的标准偏差(σK)提供了在天线前面的物体的稳定性的度量。换言之，相对较大的σK表示较小的物体稳定性(即，较多的物体运动)，而相对较小的σK表示较大的稳定性(即，较少的物体运动)。开放空间(即，没有反射器)提供相对较小的σK。人类手指或手部未在天线前面抓握UE提供了相对较大的σK，但是手指抓握UE提供了相对较小的σK，因为在部分抓握时，手指不会移动那么多。与具有抓握的手指类似，保护壳(例如，由塑料和/或玻璃制成)也提供较小的σK，因此很难仅使用σK来区分保护罩和人类抓握。例如，如图6的示例图600所示，开放空间的σK可以类似于保护壳(或手指抓握)的σK。
当天线被保护壳阻挡时，UE可以使用较高的传输功率，但是当天线被手指或其他人体组织阻挡时，由于MPE的限制，应当使用较低的传输功率，如上所述。因此，需要能够通过UE的物体检测传感器来区分保护罩和人类抓握的技术和装置。
此外，不同保护壳可以在IQ平面中提供不同交叉极化比中心{均值(K)}。用于确定传输功率的算法可以周期性地调节UE的开放空间参数，当结合不同保护壳的不同K中心时，这也可能使得能够区分保护壳和手指抓握变得更加困难。
本公开的某些方面提供了用于使用至少两种不同类型的参数来区分UE的天线是被覆盖物(例如，保护性橡胶或塑料外壳)还是被人体组织(例如，手指或手掌)阻挡的技术和装置，如下文更详细描述的。
图7是示出根据本公开的某些方面的用于无线通信的示例操作700的流程图。操作700可以例如由无线设备(例如，图1的UE 120)并且更具体地由无线设备的接收器、处理器和传输器来执行。
操作700可以在框701处开始于无线设备传输第一信号(例如，使用TX前端电路254-254r或UE 120的传输路径302)，并且在框702处，基于所传输的第一信号(例如，所传输的第一信号的反射)接收多个信号(例如，使用RX前端电路254-254r或UE 120的接收路径304)。在框704处，无线设备基于所接收的多个信号确定至少两种不同类型的参数的值(例如，使用接收处理器258、控制/处理器280和/或传输处理器264或使用UE 120的处理器422)。在框706处，无线设备基于至少两种不同类型的参数的值确定设备的环境场景(例如，使用接收处理器258、控制/处理器280和/或传输处理器264或使用UE 120的处理器422)。在框708处，无线设备使用基于所确定的环境场景的传输功率来传输第二信号(例如，使用TX前端电路254-254r或UE 120的传输路径302)。操作700在下面更详细地描述并且在各个附图中示出。
如上所述，σK可能不足以区分保护罩和人类抓握。因此，本公开的某些方面提供了除σK之外的另一信息维度。对于某些方面，该附加信息可以根据两个极化接收路径已经提供的FFT数据来确定。
例如，经验研究表明，来自H-pol和V-pol的FFT的信噪比(SNR)随着不同类型的物体而波动。垂直极化分量(SNRV)的SNR可以表示为SNRV＝10*log10(kV/σ2 FFTV)，其中σ2 FFTV是垂直极化FFT值(例如，FFT值520)的方差。水平极化分量(SNRH)的SNR可以表示为SNRH＝10*log10(kH/σ2 FFTH)，其中σ2 FFTH是水平极化FFT值(例如，FFT值510)的方差。这两个SNR的均值SNR(SNRm)可以表示为SNRm＝SNRV-(SNRH-SNRV)。计算FFT值的处理器(例如，处理器422)可以计算与kH或kV峰值相邻的多个区间的噪声功率(例如，20个相邻区间，在峰值的任一侧有10个区间)。对于某些方面，处理器可以移除或以其他方式有效地忽略具有杂散的区间。
电磁(EM)模拟表明，近场耦合电场随着模拟人类手指的电介质而变化。观察到的SNR波动的假定是，耦合信号功率相对于固定接收器本底噪声波动(例如，根据kTBFG，其中k是玻尔兹曼常数，T是绝对温度，F是噪声系数，B是接收带宽，G是增益)并且由于材料的反射系数而与材料类型相关。
图8是不同场景的垂直极化分量和水平极化分量的以分贝(dB)为单位的SNR的示例图800，包括开放空间(OS)、抓握和保护壳。因此，有了这些附加信息，产生相同σK的不同环境场景也可以通过查看SNRm来区分。
图9示出了IQ平面中不同场景的K的示例图900。在IQ图900中，按压在UE上的正交人类手指具有相对非常大的σK，如K值的分布所示。相比之下，开放空间和压在UE上的人类手掌具有相似的相对较小的σK，橡胶保护壳和压在UE上的垂直人类手指具有相似的但显著更大的σK。因此，仅考虑σK可能难以区分开放空间、保护壳或人体组织条件。
图9还示出了图950，图950示出了根据本公开的某些方面的IQ图900中呈现的相同场景的σK与SNRm之间的示例相关性。使用回归或任何其他各种合适的技术，可以找到线性方程来区分可以归类为OS(例如，OS或保护罩)的场景和可以归类为物体检测(例如，人体组织的存在)的场景，以用于确定传输功率。图950中由该线性方程表示的线952可以被认为是分隔两个区域(OS区域与物体检测区域)的边界。该OS/检测边界线952的阈值标准偏差(σTH)可以表示为σTH＝m*SNRm+c，其中m是该线的斜率，c是σK偏移。
图10是示出根据本公开的某些方面的不同场景(例如，不同材料)的σK与SNRm之间的示例线性关系的图1000，其中具有方程σTH＝m*SNRm+c的线1002表示开放空间(OS)与物体检测区域之间的边界。注意，空气、橡胶保护壳和塑料电话后壳如何在OS区域中、而按下的水平人类手指、按下的人类手掌、按下的正交人类手指和按下的垂直人类手指如何在检测区域中。线性方程可以是频率或频带相关的。附加地或备选地，线性方程可以取决于特定UE，并且在类型、品牌和型号之间变化。
图11是根据本公开的某些方面的用于基于σK和SNRm确定OS的参数的流程图1100。OS的参数可以包括OS的半径(ROS)和中心(COS)。如流程图1100所示，如果σK<σTH(指示OS区域)，则可以更新OS参数，其中ROS＝3*σK并且其中COS＝均值(K)。否则，不会更新OS参数，并且捕获更多样本。更具体地，在框1102处捕获样本(例如，Xpol样本)，并且在框1104处对所捕获的样本执行FFT以将采样数据从时域转换到频域。如上所述，根据FFT，可以在框1106处确定σK，并且可以在框1108处确定SNRm。在框1110处，可以确定用于开放空间与物体检测区域(例如，线952或线1002)之间的边界的线性方程的变量(例如，m和c)(例如，从存储器中读取，诸如从存储器282中读取)。在框1112，可以使用线性方程的变量和SNRm来计算σTH。如果在框1114处确定σK<σTH(指示OS区域)，则在框1116处更新OS参数，其中ROS＝3*σK并且其中COS＝均值(K)。否则，如果在框1114处确定σK≥σTH，则不更新OS参数，并且在框1102处捕获更多样本。
如上所述，本公开的某些方面涉及一种用于由UE进行无线通信的方法。该方法通常包括在UE处接收多个信号，基于所接收的多个信号确定至少两种不同类型的参数的值，基于至少两种不同类型的参数的值确定UE的环境场景，以及使用基于所确定的环境场景的传输功率来传输信号。
根据某些方面，所接收的多个信号包括垂直极化分量信号和水平极化分量信号。对于某些方面，至少两种不同类型的参数包括垂直极化分量信号与水平极化分量信号之间的交叉极化比的统计数据。例如，交叉极化率的统计数据可以是交叉极化率的标准偏差。对于某些方面，至少两种不同类型的参数还包括基于垂直极化分量信号和水平极化分量信号的信噪比的统计数据。例如，信噪比的统计数据可以是基于垂直极化分量信号的方差和水平极化分量信号的方差而计算的信噪比的均值。
根据某些方面，至少两种不同类型的参数包括基于垂直极化分量信号和水平极化分量信号的信噪比的统计数据。
根据某些方面，接收多个信号需要经由UE的垂直极化接收路径接收垂直极化分量信号，并且经由UE的水平极化接收路径接收水平极化分量信号。
根据某些方面，该方法还包括从UE传输测试信号。在某些情况下，测试信号可以是连续波(CW)信号或调频连续波(FMCW)雷达信号。对于某些方面，测试信号是从UE的天线阵列中的天线传输的，并且多个信号由天线阵列中的另一天线接收。
根据某些方面，确定环境场景需要区分UE的天线被覆盖物还是被人体组织阻挡。例如，覆盖物可以包括用于UE的保护壳。
根据某些方面，确定环境场景涉及从UE的天线确定开放空间的中心和半径。
根据某些方面，确定环境场景包括基于至少两种类型的参数之间的线性关系确定线(例如，线，诸如线952或线1002)并且确定至少两种类型的参数中的一种参数是否在线上方。在这种情况下，如果至少两种类型的参数中的一种参数在线上方，则可以使用相对较低传输功率来传输信号，而如果至少两种类型的参数中的一种参数没有在线上方，则可以使用相对较高传输功率来传输信号。对于某些方面，线的参数(例如，斜率和偏移)可以存储在存储器中。
根据某些方面，确定环境场景包括基于至少两种类型的参数之间的关系确定边界，并且确定至少两种类型的参数中的一种是在边界的第一侧还是在边界的第二边。在这种情况下，如果至少两种类型的参数中的一种在边界的第一侧，则可以使用相对较低传输功率来传输信号，而如果至少两种类型的参数中的一种在边界的第二侧，则可以使用相对较高传输功率来传输信号。
根据某些方面，确定环境场景包括确定覆盖UE的保护壳的材料。对于某些方面，所接收的多个信号包括垂直极化分量信号和水平极化分量信号，并且至少两种不同类型的参数包括垂直极化分量信号与水平极化分量信号之间的交叉极化比的统计数据。在这种情况下，确定覆盖UE的保护壳的材料可以至少部分基于交叉极化比的统计数据。例如，统计数据可以是交叉极化比的标准偏差。
示例覆盖物检测
如上所述，复数IQ域中的解调信号对于开放空间(没有物体)、人类物体或覆盖物(例如，保护壳)具有唯一值。相对于工厂校准或表征的开放空间，人类物体和覆盖物都可以被解释为触发检测的物体。然而，如果原始设备制造商(OEM)知道覆盖物的复数IQ域值，则可以将该值输入到UE检测算法中以进一步区分人类物体与覆盖物。
在不知道覆盖物的唯一值的情况下，可以采用检测技术。例如，如上所述，每种材料表现出复数IQ域值(例如，σK)的标准偏差(或方差)与水平和垂直极化分量之间的SNR差异之间的关系(如图6和图9所示)。对于某些方面，分类为具有覆盖物的开放空间和分类为具有覆盖物的检测物体也可以通过查询特征化材料和场景的数据库的检测算法来区分(例如，如图9和图10所示)。
覆盖mmW天线阵列(例如，阵列400)的保护罩的材料会对UE的性能产生负面影响。对于某些方面，在检测到覆盖物(或更具体地是构成覆盖物的材料)时可以选择覆盖物材料特定天线阵列码本(而不是旨在用于未覆盖UE的阵列码本)以提高性能。例如，可以用与已知覆盖物(例如，第一方覆盖物)的特定复数IQ值相关联的码本对UE进行预编程。在经由特定复数IQ值检测到覆盖物的材料之后，可以选择预编程码本，这可以提高mmW性能。
根据某些方面，如上所述，可以结合检测算法使用覆盖物特定检测方案(例如，基于射频识别(RFID)标签等)。例如，如果覆盖物包括标签中包含某种形式的无线ID，则可以进一步验证具有相似材料检测特性的覆盖物(例如，第一方保护壳和第三方“仿冒品”套，由具有相似尺寸的(多种)相同材料制成)。对于某些方面，标签还可以被预编程以包括覆盖物的材料特性，这可以通过本文中描述的检测算法来验证以用于选择适当阵列码本。增加的验证层可以例如有助于安全合规性和/或允许进一步定制的码本(例如，与覆盖物材料特定相比，是覆盖物特定的)。
图12是根据本公开的某些方面的基于天线阵列码本选择的无线通信的示例操作1200的流程图。操作1200可以例如由无线设备(例如，图1的UE 120)并且更具体地由无线设备的接收器、处理器和传输器来执行。
操作1200可以在框1201开始于无线设备传输第一信号(例如，来自天线阵列并且使用TX前端电路254-254r或UE 120的传输路径302)。在框1202处，无线设备基于所传输的第一信号接收多个信号(例如，使用RX前端电路254-254r或UE 120的接收路径304)。在框1204处，无线设备基于所接收的多个信号确定一个或多个参数中的每个参数的值(例如，使用处理器422)。在框1206处，无线设备基于一个或多个参数中的每个参数的值确定与设备的天线阵列相邻的覆盖物的类型(例如，使用处理器422)。在框1208处，无线设备基于所确定的覆盖物的类型来选择天线阵列码本(例如，使用处理器422)。在框1210处，无线设备根据所选择的天线阵列码本来传输第二信号(从天线阵列)(例如，使用TX前端电路254-254r或UE 120的传输路径302)。
根据某些方面，在框1206处确定覆盖物的类型需要确定覆盖物的材料。例如，覆盖物的材料可以包括塑料或橡胶中的至少一种。
根据某些方面，覆盖物包括用于UE的保护壳。
根据某些方面，所接收的多个信号包括垂直极化分量信号和水平极化分量信号。对于某些方面，一个或多个参数包括垂直极化分量信号与水平极化分量信号之间的交叉极化比的统计数据。例如，交叉极化率的统计数据可以是交叉极化率的标准偏差。对于某些方面，交叉极化比的值随时间绘制在同相/正交(IQ)平面中。对于某些方面，一个或多个参数还包括基于垂直极化分量信号和水平极化分量信号的信噪比的统计数据。在这种情况下，信噪比的统计数据可以是基于垂直极化分量信号的方差和水平极化分量信号的方差而计算的信噪的均值。对于某些方面，接收多个信号涉及经由UE的垂直极化接收路径接收垂直极化分量信号以及经由UE的水平极化接收路径接收水平极化分量信号。
根据某些方面，第一信号可以是从无线设备传输的测试信号。在这种情况下，所传输的测试信号可以被覆盖物反射以生成在设备处接收的多个信号。测试信号可以包括例如连续波信号或调频连续波(FMCW)雷达信号。
根据某些方面，操作1200还涉及无线地读取与覆盖物相关联的标识标签。例如，标识标签可以是射频识别(RFID)标签。对于某些方面，在框1206处确定覆盖物的类型需要将基于一个或多个参数中的每个参数的值而确定的覆盖物的类型与基于所读取的标识标签的覆盖物的类型进行比较。对于某些方面，覆盖物是UE的保护壳，在这种情况下，标识标签可以指示保护壳的特定型号。
结论
本公开的某些方面使用具有统计数据的信号处理算法，来区分用户设备(UE)的天线是被覆盖物(例如，保护性橡胶或塑料外壳)还是被人体组织(例如，手指或手掌)阻挡。这提供了增加的上行链路(UL)吞吐量，同时在物体不存在时满足监管RF暴露限制。如上所述，天线阵列可以从其中的天线中的一个天线传输微弱的CW信号。阵列中的相邻天线中的一个可以接收近场mmW电磁(EM)场，并且通过查看两个极化接收器(例如，H-pol和V-pol接收路径)的复数FFT值来监测EM场的扰动。通过分析两个极化接收器的CW峰值复数值的标准偏差和SNR比，本公开的方面可以确定在天线的表面处或附近呈现什么类型的材料或首部抓握，或者至少能够区分覆盖物和人体组织。
上述方法的各种操作可以通过能够执行对应功能的任何合适的装置来执行。该装置可以包括各种硬件和/或软件组件和/或模块，包括但不限于电路、专用集成电路(ASIC)或处理器。通常，在有图中所示的操作的地方，这些操作可以具有对应手段加功能。例如，用于接收的部件可以包括图2的RX前端电路254-254r或图3的接收路径304。用于传输的部件可以包括图2的TX前端电路254-254r或图3的传输路径302。用于确定的部件和/或用于选择的部件可以包括至少一个处理器，诸如图2的接收处理器258、控制器/处理器280和/或传输处理器264或图4B的处理器422。
如本文中使用的，术语“确定”包括多种动作。例如，“确定”可以包括计算(calculating)、计算(computing)、处理、推导、调查、查找(例如，在表、数据库或另一数据结构中查找)、确定等。此外，“确定”可以包括接收(例如，接收信息)、访问(例如，访问存储器中的数据)等。此外，“确定”可以包括解析、选择、挑选、建立等。
如本文中使用的，提及项目列表中的“至少一个”的短语是指这些项目的任何组合，包括单个成员。例如，“a、b或c中的至少一个”旨在涵盖：a、b、c、ab、ac、bc和abc、以及与多个相同元素的任何组合(例如，aa、aaa、aab、aac、abb、acc、bb、bbb、bbc、cc和ccc、或a、b和c的任何其他顺序)。
结合本公开描述的各种说明性逻辑块、模块和电路可以用旨在执行本文中描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、ASIC、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件(PLD)、分立的门或晶体管逻辑、分立的硬件组件、或其任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替代方案中，处理器可以是任何商用处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可以实现为计算设备的组合，例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器与DSP核结合、或者任何其他这样的配置。
本文中公开的方法包括用于实现所描述的方法的一个或多个步骤或动作。在不脱离权利要求的范围的情况下，该方法步骤和/或动作可以彼此互换。换言之，除非指定步骤或动作的特定顺序，否则在不脱离权利要求的范围的情况下，可以修改特定步骤和/或动作的顺序和/或使用。
如果以硬件实现，则示例硬件配置可以包括无线节点中的处理系统。处理系统可以用总线架构来实现。取决于处理系统的特定应用和总体设计约束，总线可以包括任何数目的互连总线和桥接器。总线可以将包括处理器、机器可读介质和总线接口在内的各种电路链接在一起。总线接口可以用于通过总线将网络适配器等连接到处理系统。网络适配器可以用于实现物理(PHY)层的信号处理功能。在用户终端的情况下，用户接口(例如，键盘、显示器、鼠标、操纵杆等)也可以连接到总线。总线还可以链接本领域众所周知的并且因此将不再进一步描述的各种其他电路，例如定时源、外围设备、电压调节器、电源管理电路等。
处理系统可以被配置为具有提供处理器功能的一个或多个微处理器和提供机器可读介质的至少一部分的外部存储器的通用处理系统，所有这些都通过外部总线架构与其他支持电路系统链接在一起。备选地，处理系统可以用具有集成到单个芯片中的处理器、总线接口(在接入终端情况下的用户接口)、支持电路系统、和机器可读介质的至少一部分的ASIC来实现，或者用一个或多个FPGA、PLD、控制器、状态机、门控逻辑、分立硬件组件或任何其他合适的电路系统、或可以执行本公开通篇描述的各种功能的电路的任何组合来实现。本领域技术人员将认识到如何根据特定应用和强加在整个系统上的整体设计约束来最好地为处理系统实现所描述的功能。
应当理解，权利要求不限于上述的精确配置和组件。在不脱离权利要求的范围的情况下，可以对上述方法和装置的布置、操作和细节进行各种修改、改变和变化。

Claims (30)

1.一种用于由用户设备(UE)进行无线通信的方法，包括：
从所述UE传输第一信号；
在所述UE处基于所传输的第一信号接收多个信号；
基于所接收的所述多个信号确定至少两种不同类型的参数的值；
基于所述至少两种不同类型的参数的所述值确定所述UE的环境场景；以及
使用基于所确定的环境场景的传输功率来传输第二信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所接收的所述多个信号包括垂直极化分量信号和水平极化分量信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述至少两种不同类型的参数包括：所述垂直极化分量信号与所述水平极化分量信号之间的交叉极化比的统计数据。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述交叉极化比的所述统计数据包括所述交叉极化比的标准偏差。
5.根据权利要求3所述的方法，其中所述至少两种不同类型的参数还包括：基于所述垂直极化分量信号和所述水平极化分量信号的信噪比的统计数据。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述信噪比的所述统计数据包括：基于所述垂直极化分量信号的方差和所述水平极化分量信号的方差而计算出的所述信噪比的均值。
7.根据权利要求2所述的方法，其中所述至少两种不同类型的参数包括：基于所述垂直极化分量信号和所述水平极化分量信号的信噪比的统计数据。
8.根据权利要求2所述的方法，其中接收所述多个信号包括：
经由所述UE的垂直极化接收路径接收所述垂直极化分量信号；以及
经由所述UE的水平极化接收路径接收所述水平极化分量信号。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一信号包括来自所述UE的测试信号。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述测试信号包括连续波信号或调频连续波(FMCW)雷达信号。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述测试信号是从所述UE的天线阵列中的天线传输的，并且其中所述多个信号由所述天线阵列中的另一天线接收。
12.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述环境场景包括：区分所述UE的天线被覆盖物阻挡还是被人体组织阻挡。
13.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述环境场景包括：从所述UE的天线确定开放空间的中心和半径。
14.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述环境场景包括：
基于所述至少两种类型的参数之间的关系确定边界；以及
确定所述至少两种类型的参数中的一种参数是在所述边界的第一侧还是在所述边界的第二侧，其中：
如果所述至少两种类型的参数中的所述一种参数在所述边界的所述第一侧，则使用相对较低传输功率传输所述第二信号；以及
如果所述至少两种类型的参数中的所述一种参数在所述边界的所述第二侧，则使用相对较高传输功率传输所述第二信号。
15.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述环境场景包括确定覆盖所述UE的保护壳的材料。
16.根据权利要求15所述的方法，其中：
所接收的所述多个信号包括垂直极化分量信号和水平极化分量信号；
所述至少两种不同类型的参数包括所述垂直极化分量信号与所述水平极化分量信号之间的交叉极化比的统计数据；以及
至少部分基于所述交叉极化比的所述统计数据确定覆盖所述UE的所述保护壳的所述材料。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述统计数据包括所述交叉极化比的标准偏差。
18.根据权利要求1所述的方法，还包括：
基于所接收的所述多个信号确定一个或多个参数中的每个参数的值；
基于所述一个或多个参数中的每个参数的所述值，确定与所述UE的天线阵列相邻的覆盖物的类型；
基于所确定的所述覆盖物的类型选择天线阵列码本；以及
根据所选择的天线阵列码本传输第三信号。
19.根据权利要求18所述的方法，其中确定所述覆盖物的所述类型包括确定所述覆盖物的材料。
20.根据权利要求18所述的方法，其中所接收的所述多个信号包括垂直极化分量信号和水平极化分量信号，并且其中所述一个或多个参数包括所述垂直极化分量信号与所述水平极化分量信号之间的交叉极化比的统计数据。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述一个或多个参数还包括：基于所述垂直极化分量信号和所述水平极化分量信号的信噪比的统计数据。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述信噪比的所述统计数据包括：基于所述垂直极化分量信号的方差和所述水平极化分量信号的方差而计算出的所述信噪比的均值。
23.根据权利要求18所述的方法，还包括无线地读取与所述覆盖物相关联的标识标签。
24.根据权利要求23所述的方法，其中确定所述覆盖物的所述类型包括：将基于所述一个或多个参数中的每个参数的所述值而确定的所述覆盖物的所述类型、与基于所读取的标识标签的所述覆盖物的类型进行比较。
25.根据权利要求23所述的方法，其中所述覆盖物是用于所述UE的保护壳，并且其中所述标识标签指示所述保护壳的特定型号。
26.一种用于无线通信的装置，包括：
传输器，被配置为从所述装置传输第一信号；
接收器，被配置为基于所传输的第一信号接收多个信号；以及
处理系统，配置为：
基于所接收的所述多个信号确定至少两种不同类型的参数的值；以及
基于所述至少两种不同类型的参数的所述值确定所述装置的环境场景，所述传输器还被配置为使用基于所确定的环境场景的传输功率来传输第二信号。
27.根据权利要求26所述的装置，其中所接收的所述多个信号包括垂直极化分量信号和水平极化分量信号。
28.根据权利要求27所述的装置，其中：
所述接收器包括垂直极化接收路径和水平极化接收路径；
所述垂直极化接收路径被配置为接收所述垂直极化分量信号；以及
所述水平极化接收路径被配置为接收所述水平极化分量信号。
29.根据权利要求26所述的装置，还包括天线阵列，其中所述传输器被配置为从所述天线阵列中的第一天线传输所述第一信号，并且其中所述接收器被配置为经由所述天线阵列中的第二天线接收所述多个信号。
30.根据权利要求26所述的装置，还包括覆盖所述装置的保护壳，其中所述处理系统被配置为通过确定覆盖所述装置的所述保护壳的材料来确定所述环境场景。
CN202080042413.XA 2019-06-12 2020-06-12 针对用户设备区分人类抓握与保护罩的方法和装置 Pending CN113966634A (zh)

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