CN1711701A - 用于在移动通信终端设备中补偿发射功率的方法和用于实施该方法的通信终端设备 - Google Patents

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Abstract

在一种用于在移动通信终端设备中补偿发射功率的方法中，该移动终端设备配备有一个功率放大器、一个高频HF连接器、一个内部天线和一个用于外部天线的端口，该功率放大器的输出信号幅度取决于该功率放大器的输入信号的频率，并且该移动通信终端设备被设计用于在至少一个标准移动无线电频率范围上工作，对SAR值进行有效的优化的任务通过以下方式来解决，即将至少一个标准移动无线电频率范围分为多个频率间隔，并且针对这些频率间隔中的至少一部分分别进行功率补偿。此外还描述了一种被设计用于实施该方法的通信终端设备。

Description

用于在移动通信终端设备中补偿发射功率的方法 和用于实施该方法的通信终端设备
本发明涉及一种用于在移动通信终端设备中补偿发射功率的方法，该移动通信终端设备配备有一个功率放大器，其输出信号幅度取决于该功率放大器的输入信号的频率，一个HF连接器，一个内部天线和一个用于外部天线的端口，并且被设计用于在至少一个标准移动无线电频率范围上工作。此外，本发明还涉及一个通信终端设备，利用该通信终端设备能够实施所述的用于补偿发射功率的方法。
为了借助移动无线电设备、例如移动通信终端设备来建立通信连接，需要将电磁波经由通信终端设备的天线发射出去。随着电磁波的发射而出现的电磁场例如在通信终端设备的用户在其耳边持有该设备的情况下也进入人体组织。这导致人体组织的热负荷，该热负荷应保持在允许的界限内。用于评估热负荷的量度是所谓的“SAR值”，其中，缩写“SAR”表示“specific absorption rate(特定吸收率)”。有关的界限值记录在诸如EN 50361、IEEE Std 1528-200X之类的标准中。
因为移动通信终端设备的尺寸变得越来越小，所以功率辐射集中在越来越小的区域，因此特别是在根据目的使用通信终端设备时也可能对用户产生越来越大的热负荷。
具体地，得到最大热负荷的区域(“Hot Spots”)，这些区域确定SAR值。
为了减小SAR值，迄今主要采取这种方式，即在通信终端设备中使用一种诸如吸收膜之类的吸收辐射的元件。替代地，移动通信终端设备也可能从其尺寸上增大，其中，然而该设备的设计受到影响。
例如在GSM规范中规定了，在移动通信终端设备中在HF连接器上必须存在的最小HF输出功率是多少，该终端设备既具有一个内部天线，也被设计用于通过HF连接器连接到外部天线上。为此重要的是，移动通信终端设备的功率放大器在其输出信号幅度方面取决于该功率放大器的输入信号的频率，也就是说，移动通信终端设备的天线输出功率依赖于频率或信道。现在为了满足这里示例性地列举的GSM规范的要求，迄今用具有最小功率的信道进行补偿，从而对于所有信道来说能够从以下事实出发，即它们拥有GSM规定的最小功率。这种做法导致，当以辐射功率对频率的依赖性的典型特征曲线为出发点时，例如位于频谱中心的信道的SAR值特别高。
与此相对地，迄今还未考虑，有目的地进行功率补偿以便优化SAR值。
以此为出发点，本发明所基于的任务是，给出一种用于在移动通信终端设备中补偿功率的方法，其中，能够有效地优化SAR值。此外，应提供一种用于实施该方法的通信终端设备。
上述的任务在方法方面通过一种用于在移动通信终端设备中补偿发射功率的方法来解决，该移动通信终端设备配备有一个功率放大器，其输出信号幅度取决于该功率放大器的输入信号的频率，一个HF连接器，一个内部天线和一个用于外部天线的端口，并且该移动通信终端设备被设计用于在至少一个标准移动无线电频率范围上工作，其中，将至少一个标准移动无线电频率范围分为多个频率间隔，并且针对这些频率间隔的至少一部分分别进行功率补偿。
按照该新方法得出，不像迄今为止那样只能对整个频率范围进行功率补偿，而是附加地针对频率间隔进行功率补偿。这些频率间隔的宽度可以是相同的或者可变的。
以这种方式，可以正好对中间的频率间隔同样进行功率补偿，这导致，正好能够减小并由此优化这些中间频率间隔的SAR值。
在此，或者可以针对由标准移动无线电频率范围所划分出的所有频率间隔、或者可以例如只针对一些频率间隔来进行功率补偿，在这些频率间隔中天线的辐射功率由于其频率依赖性而特别高。以这种方式既能够满足可能的移动无线电标准的规范，同时又能够满足对尽可能小的SAR值的要求。
功率补偿能够针对频率间隔借助于对参考表的访问来实现，在该参考表中为每个频率间隔分配一个补偿系数。这些补偿系数反映功率放大器和必要时天线特性的频率特性曲线，也就是说，参考表中的输入项可以对应于功率放大器的归一化的频率特性曲线的倒数。以这种方式能够减小针对正好当前的频率间隔的SAR值。
优选地，针对HF连接器的功率补偿的实现取决于，该移动通信终端设备是以其内部天线工作还是以一个外部天线工作。在后一种情况下，可以设置一个参考表，该参考表保证，在HF连接器的输入端有一个幅度依赖于频率的输入信号。在此，考虑有关规范。
该移动通信终端设备是以其内部天线还是以一个外部天线工作，可以优选地借助于一个天线检测器来确定，如果该内部天线开始运行，则该天线检测器例如起发应，存在一种情况，其中SAR值获得特别重要的意义。
在本方法的一个优选的实施形式中，在使用内部天线时可以这样实现功率补偿，使得该移动通信终端设备的输出功率基本上不依赖于该功率放大器的输入信号的频率。在这种情况下结果是，该移动通信终端设备的发射天线的输出功率不依赖于频率。其优点在于，例如在标准移动无线电频率范围的边缘处弱的信道在其功率方面被提高，因此得到改善的通向基站的上行链路连接的通信连接。
以特别优选的方式这样实现功率补偿，使得在至少一个标准移动无线电频率范围上产生对SAR值的优化。
需要强调的是，当然在能够在多个标准移动无线电频率范围之上工作的移动通信终端设备中也能够实施该方法来补偿发射功率。在这种情况，例如设置多个以上述方式使用的参考表。
上述任务在通信终端设备方面通过这样一种移动通信终端设备来解决，该移动通信终端设备具有一个功率放大器，其输出信号的幅度依赖于该功率放大器的输入信号的频率，并且具有一个用于通信终端设备的输出功率在至少一个标准移动无线电频率范围上的功率补偿的装置，其中这个用于功率补偿的装置被构建用于针对至少一个标准移动无线电频率范围的多个频率间隔来补偿输出功率。
通信终端设备的优选的实施形式由从属权利要求7至9给出。
该通信终端设备的主要特征在于，提供用于分别针对标准移动无线电频率范围的单个频率间隔的功率补偿的工具。这个工具可以是已经描述过的参考表。通过使用一个天线检测器，能够针对移动通信终端设备的不同工作条件应用不同的用于功率补偿的参考表，其中通过天线是位于外部还是位于内部来区分工作条件。
应指出的是，软件实现的使用参考表的解决方案极可能是成本较低的，因此总之是优选的。
下面根据附图来说明本发明的实施例。其中：
图1示出了具有相同输入信号幅度的移动通信终端设备天线的辐射功率的典型频率特性曲线；
图2示出了一个移动通信终端设备的发射末级的简化的框图，利用该发射末级能够实施针对单个频率间隔的功率补偿；以及
图3示出了三频带通信终端设备的参考表的一个例子。
如由图1可见，在功率放大器的输入信号幅度保持不变时，天线AI的输出功率I依赖于频率。为了举例说明，在图1中总共示出六个频率间隔，这些频率间隔分别示出不同的平均输出功率，其中，频率间隔4包含功率最大值。针对频率间隔1至6中的每一个，单独地实施功率补偿。这种功率补偿如此进行，使得针对所有的频率间隔1至6设置一个尽可能保持不变的SAR值。
在图1中同样、更确切地说借助一条点划线描述了在功率补偿之后得到的功率放大器PA的输出信号幅度的频率特性曲线。明显的是，对于表现为弱的频率间隔或移动无线电信道1和6来说，通过功率补偿引起其功率的提高，从而当在通向基站的上行链路连接中使用它们时，它们具有改善的信噪比。
此外，针对所有六个频率间隔的分开的功率补偿导致，对于如这里为信道或频率间隔3和4那样的特别强的信道来说由天线A所辐射的功率被减小，这随着所属的SAR值的减小而出现，该功率基本上以功率放大器PA的输出信号幅度为基础。就这方面来说，相对于现有技术，得到最强的信道或频率间隔的SAR值的减小，而移动通信终端设备工作在这些信道或频率间隔上。
对于弱的频率间隔1和6来说，能够将功率提高到那个程度，直到所属的SAR值略低于一个预先确定的最大SAR值，其中，作为边界条件，应考虑由有关移动无线电规范预先规定的信道功率的取值范围。总之，在移动无线电频谱上产生移动通信终端设备的更均匀的功率能力，其中正好在该移动无线电频谱上使用该移动通信终端设备。
在图2中描述了用于实施功率补偿的方法的一个实施形式。
功率放大器PA的输出信号到达一个HF连接器K，该HF连接器的输出信号被导入一个内部天线AI。在根据图2的实施形式中，天线AI与一个天线检测器D相连接，该天线检测器连续地检测由天线AI所辐射的功率。如果该天线检测器D确定，该移动终端设备在一个工作状态中以内部天线AI工作，那么它发送一个信号给参考表V2。该参考表V2选择依赖于频率的功率补偿。在参考表V1中保存有针对HF连接器K的值。
如果天线检测器D确定，移动通信终端设备的内部天线AI被使用，该天线的辐射功率鉴于SAR值是危险的，则访问参考表V2。参考表V1包含针对功率放大器PA的补偿值，这些补偿值结果导致，通信终端设备在正好使用的标准移动无线电频谱上的辐射功率基本上是恒定的。
如果与此相反地该无线监测器D确定，一个外部天线AE被使用，该外部天线经由一个合适的端口同样与HF连接器相连接，则访问参考表V1，其补偿值如此来测量，使得它们在HF连接器的输入端上导致不依赖于频率的HF功率，该HF功率由功率放大器PA提供。
参考表V2中的补偿系数如此来选择，以致对于所有的频率间隔来说SAR值略低于预先确定的最大SAR值。为此所需的补偿系数能够凭经验确定。
由图3可见参考表V2的一个例子，其中，该参考表V总共涉及三个标准移动无线电频率范围，也就是GSM900、DCS1800和PCS1900。这些频率范围中的每一个都总共被划分为十组，其中，针对每一组给出其起始频率、其终止频率、终止频率与起始频率之间的差频以及中心频率。为参考表V2中的每个单个的组分配了一个补偿值，该补偿值例如依赖于功率放大器和天线或其他电路元件的特性凭经验得到。

Claims (10)

1.用于在移动通信终端设备中补偿发射功率的方法，所述移动通信终端设备配备有一个功率放大器、一个HF连接器、一个内部天线和一个用于外部天线的端口，所述功率放大器的输出信号幅度取决于所述功率放大器的输入信号的频率，并且所述移动通信终端设备被设计用于在至少一个标准移动无线电频率范围上工作，
其特征在于，
所述至少一个标准移动无线电频率范围被划分为多个频率间隔，并且针对这些频率间隔中的至少一部分分别进行功率补偿。
2.按照权利要求1的方法，
其特征在于，
借助对至少一个参考表的访问来实现针对所述频率间隔的功率补偿，在所述参考表中为每个频率间隔分配一个补偿系数。
3.按照权利要求1的方法，
其特征在于，
所述功率补偿基于天线的测量而实现，所述测量确定，是所述内部天线还是所述外部天线被使用。
4.按照权利要求3的方法，
其特征在于，
在使用所述内部天线时，如此实现所述功率补偿，以致所述移动通信终端设备的辐射功率基本上不依赖于所述功率放大器的输入信号的频率。
5.按照权利要求4的方法，
其特征在于，
如此实现所述功率补偿，以致在所述至少一个标准移动无线电频率范围上进行对SAR值的优化。
6.按照权利要求3至5之一的方法，
其特征在于，
在使用所述外部天线时，如此实现所述功率补偿，以致施加在HF连接器上的HF功率基本上不依赖于所述功率放大器的输入信号的频率。
7.移动通信终端设备，其具有一个功率放大器、一个HF连接器、一个内部天线和一个用于外部天线的端口，并且具有一个用于在至少一个标准移动无线电频率范围内对所述通信终端设备的输出功率进行功率补偿的装置，所述功率放大器的输出信号幅度取决于所述功率放大器的输入信号的频率，
其特征在于，
所述用于功率补偿的装置被构建用于针对所述至少一个标准移动无线电频率范围的多个频率间隔(1；2；3；4；5；6)来补偿输出功率。
8.按照权利要求7的通信终端设备，
其特征在于，
所述用于功率补偿的装置具有至少一个软件实现的参考表(V1；V2)，在所述参考表中为每个频率间隔(1；2；3；4；5；6)分配一个补偿系数。
9.按照权利要求8的通信终端设备，
其特征在于，
所述用于功率补偿的装置包含所述通信终端设备的HF连接器(K)，在所述HF连接器(K)上进行所述功率补偿。
10.按照权利要求7的通信终端设备，
其特征在于，
所述用于功率补偿的装置与所述移动通信终端设备的天线检测器(D)相连接，所述天线检测器确定，是所述内部天线还是所述外部天线被使用。
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