KR20140119060A

KR20140119060A - 용량 센서를 사용하는 ｓａｒ 제어 무선 기기에서의 전송 듀티 사이클 제어

Info

Publication number: KR20140119060A
Application number: KR1020147021198A
Authority: KR
Inventors: 핑 시
Original assignee: 후아웨이 테크놀러지 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2012-01-04
Filing date: 2013-01-03
Publication date: 2014-10-08
Also published as: EP2786501A1; CN104718708A; WO2013103690A1; KR101663146B1; US20130169348A1; CN104718708B; US8831528B2; JP2015517230A; EP2786501B1; JP5909830B2

Abstract

무선 전송기, 용량 센서, 및 상기 무선 전송기 및 상기 용량 센서에 결합되어 있는 프로세서를 포함하는 무선 기기에서, 상기 프로세서는, 상기 용량 센서로부터 제1 용량 측정치를 수신하고; 상기 측정치에 기초하여 상기 장치에 대한 인체의 상대적 근접을 추정하고; 상기 추정에 기초하여 시간 주기 내에 상기 무선 전송기에 대한 목표 전송 시간을 결정하며; 그리고 상기 시간 주기 동안 상기 무선 전송기의 전송 시간이 상기 목표 전송 시간을 초과하면 상기 시간 주기의 일부 동안 상기 무선 전송기를 스위치 오프하도록 구성되어 있다.

Description

용량 센서를 사용하는 ＳＡＲ 제어 무선 기기에서의 전송 듀티 사이클 제어{SAR CONTROL USING CAPACITIVE SENSOR AND TRANSMISSION DUTY CYCLE CONTROL IN A WIRELESS DEVICE}

본 출원은 핑 시에 의해 2012년 1월 4일에 출원되고 발명의 명칭이 "SAR Control Capacitive Sensor and Transmission Duty Cycle Control in a Wireless Device"인 미국특허출원 13/343,281에 대한 우선권을 주장하는 바이며, 상기 문헌은 본 명세서에 원용되어 병합된다.

무선 통신 기술의 발전에 따라 기능은 향상되고 저렴하게 구입할 수 있는 다양한 무선 기기를 생산하여 왔다.

범용 직렬 버스(universal serial bus: USB) 데이터-카드, 무선 라우터, 태블릿, 전자 리더, 또는 스마트폰을 포함한 휴대폰과 같은 무선 기기의 한 가지 특징은 이러한 기기들이 무선 주파수(RF) 통신 신호를 사용하여 다른 무선 기기들과 통신할 수 있다는 것인데, 이러한 통신 신호는 주파수 대역이 약 3 킬로헤르츠(kHz) 내지 약 300 기가헤르츠(GHz)인 전자파를 포함할 수 있다. 그렇지만, RF 신호는 많이 노출되면 인간에 해를 끼칠 수 있다. 그 결과, 연방통신위원회(Federal Communications Commission: FCC)에서는 일반 대중이 RF 에너지에 노출되는 것을 제한하기 위해 다양한 무선 기기의 RF 에너지 출력을 규제하였다. FCC의 규제 및/또는 준수 기준의 일부는 발명의 명칭이 "IEEE Standard for Safety Levels with Respect to Human Exposure to Radio frequency Electomagnetic fields, 3khz to 300 GHz" 및 "IEEE Recommended Practice for Measurements and Comutations of Radio Frequency Electromagnetic Fields with Respect to Huamn Exposure to Such Fields, 100 kHz-300 GHz"으로, 전기전자기술자협회(IEEE)/미국국립표준협회(ANSI) 공보 C95.1-2005에 개시되어 있으며, 이 두 문헌 모두는 본 명세서에 원용되어 병합된다. 구체적으로, 다양한 규제는 여러 요인에 따라 RF 기기에 대한 최대 전자파 흡수율(Specific Absorption Rates: SAR)을 명시하며, 여기서 SAR은 흡수체의 한 점에서 단위 질량당 RF 에너지 흡수율로 고려될 수 있다. 이러한 규제와의 양립성은 무선 기기를 시중에 판매하기 위한 의무사항일 수 있다.

그러므로 다양한 SAR 요건을 충족해야 하고 그렇지 않으면 사용자 안전을 보장하기 위해 가능한 SAR을 감소시켜야 하는 것이 요망된다. 개발을 단순화하고 비용을 절감하며 개발 시간을 단축하도록 SAR 요건을 충족하는 시스템 및 방법을 사용하는 것도 요망된다.

한 관점에서, 본 발명은 전자파 흡수율(specific absorption rate: SAR) 제어를 제공하는 무선 기기를 포함하며, SAR 제어를 제공하는 무선 기기는, 무선 전송기, 용량 센서, 및 상기 무선 전송기 및 상기 용량 센서에 결합되어 있는 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 용량 센서로부터 제1 용량 측정치를 수신하고, 상기 측정치에 기초하여 상기 장치에 대한 인체의 상대적 근접을 추정하고, 상기 추정에 기초하여 시간 주기 내에 상기 무선 전송기에 대한 목표 전송 시간을 결정하며, 그리고 상기 시간 주기 동안 상기 무선 전송기의 전송 시간이 상기 목표 전송 시간을 초과하면 상기 시간 주기의 일부 동안 상기 무선 전송기를 스위치 오프하도록 구성되어 있다.

다른 관점에서, 본 발명은 전자파 흡수율(SAR) 제어 제공 방법을 포함하며, 상기 방법은, 용량 센서로부터 제1 캐패시터의 제1 용량 측정치를 수신하는 단계 - 상기 용량 센서는 무선 기기에 결합되어 있고, 상기 무선 기기는 무선 전송기를 포함함 - ; 상기 측정치에 기초하여 상기 무선 기기에 대한 인체의 상대적 근접을 추정하는 단계; 상기 추정에 기초하여 시간 주기 내에 상기 무선 전송기에 대한 목표 전송 시간을 결정하는 단계; 및 상기 시간 주기 동안 상기 무선 전송기의 전송 시간이 상기 목표 전송 시간을 초과하면 상기 시간 주기의 일부 동안 상기 무선 전송기를 스위치 오프하는 단계를 포함한다.

또 다른 관점에서, 본 발명은 무선 기기를 포함하며, 상기 무선 기기는, 무선 전송기, 제1 용량값 및 제2 용량값을 측정하도록 구성되어 있는 용량 센서, 및 상기 무선 전송기 및 상기 용량 센서에 결합되어 있는 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 무선 기기에 인체가 근접 위치하는 것을 검출하고, 상기 제1 용량값 및 상기 제2 용량값에 기초하여 상기 인체가 위치하는 복수의 근접 영역 중 제1 영역을 식별하며, 상기 무선 전송기의 전송 시간을 시간 주기 동안 모니터링하며, 그리고 상기 전송 시간이 목표 전송 시간을 초과하면, 상기 시간 주기의 일부 동안 상기 무선 전송기에 의한 전송을 금지하도록 구성되어 있으며, 상기 목표 전송 시간을 초과하는 전송 시간은 상기 근접 영역에 위치하는 인체에 대한 하나 이상의 전자파 흡수율(SAR) 준수 기준을 충족하지 않는다.

이러한 특징 및 다른 특징은 첨부된 도면 및 특허청구범위와 결합하여 이하에 설명으로부터 더 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 개시의 더 완전하게 이해하기 위해, 첨부된 도면 및 상세한 설명과 결합하여, 이하의 간략한 설명을 참조하며, 도면 중 유사한 도면 부호는 유사한 부분을 나타낸다.
도 1은 RF 송수신기 회로의 실시예에 대한 개략도이다.
도 2는 복수의 캐패시터를 포함하는 구조체의 실시예에 대한 투시도이다.
도 3은 복수의 캐패시터를 포함하는 다른 구조체의 실시예에 대한 투시도이다.
도 4는 인체에 근접한 무선 기기를 나타내는 도면이다.
도 5는 무선 기기의 정면과 연관짓기 위한 적절한 듀티 사이클 및 용량 영역을 결정하는 방법의 실시예에 대한 흐름도이다.
도 6은 상이한 사용 경우에 대응하는 용량 영역의 예의 실시예 대한 그래프이다.
도 7은 듀티 사이클을 조정하고 무선 기기의 전력을 전송하는 방법의 실시예에 대한 흐름도이다.
도 8은 동기 통신 시스템에서의 전송의 실시예에 대한 시간선도이다.
도 9는 무선 기기에서 근접 검출을 제공하는 시스템의 실시예에 대한 개략도이다.

먼저, 하나 이상의 실시예에 대한 도해저인 실행이 이하에 제공되지만, 개시된 시스템 및/또는 방법은 현재 알려져 있거나 존재하는지 간에, 다른 임의 개수의 기술을 사용해서 실행될 수도 있음은 물론이다. 개시는 본 명세서에 도해되고 설명된 예시적 설계 및 실행을 포함한, 이하에 설명되는 도해적인 실행, 도면, 및 기술에 전혀 제한되지 않으며, 그 등가의 전체적인 범위와 함께 특허청구범위의 범위 내에서 변형될 수 있다.

무선 기기의 사용자가 경험하는 SAR 값은 무선 기기의 전송 전력, 전송 듀티 사이클, 및 무선 기기와 사용자 간의 거리와 관련 있을 뿐만 아니라, 다른 요인, 예를 들어, 안테나 설계 및 차폐와도 관련 있을 수 있다. ("전송 듀티 사이클" 또는 "듀티 사이클"이란 무선 기기의 안테나가, 시간의 주기 또는 시간 주기 내에 측정할 때, 전송하는 시간의 부분을 말할 수 있다. 그러므로 듀티 사이클은 0% 내지 100% 중 임의의 백분율일 수 있고 포함할 수 있다.) 예를 들어, 인체가 흡수하는 RF 에너지의 양은, 송수신기 출력 전력이 증가할 때, 전송 듀티 사이클이 증가할 때(SAR은 단위 시간당 흡수되는 총 에너지와 관련되어 있기 때문이다), 및/또는 분리 거리가 증가할 때 증가할 수 있다. 또한, 무선 기기의 설계 시에, 개발 주기를 가능한 짧게 하고 개발 비용을 최소화하는 것이 요망된다. 이러한 제약으로 인해, SAR 요건을 충족하기 위해 안테나를 복잡하게 다시 설계하거나 그외 하드웨어를 복잡하게 설계하는 것은 바람직하지 않다. 그 결과, SAR 준수 기준을 충족하기 위한 한가지 전략은, SAR 요건을 충족하는 조정을 필요로 할 정도로 인체가 무선 기기에 충분히 가까이 있을 때, 송수신기 출력 전력을 감소시키거나 및/또는 전송 듀티 사이클을 감소시키는 알고리즘을 개발하는 것일 수 있다. 듀티 사이클 또는 전송 전력을 감소시키는 알고리즘은 SAR을 감소시키기 위한 다른 잠재적 시스템 또는 방법보다는 덜 복잡할 수 있다.

SAR은 인체가 무선 기기에 너무 근접해 있을 때에만 문제가 될 수 있기 때문에, 무선 기기에 가까이 있는 인체의 존재 및 상대적 근접을 검출하는 것이 바람직할 수 있다. 용량 감지는 무선 기기에 대한 인체의 존재 및 상대적 근접을 신뢰성 있게 검출하는 한 방법일 수 있다. 용량 감지는 용량 센서를 무선 기기 내에 설치함으로써 적용될 수 있다. 용량 센서는 하나 이상의 캐패시터 내의 캐패시터 전극 간의 전계의 변동을 모니터링하고, 용량의 변화를 측정하여, 무선 기기에 대한 인체의 존재 및 상대적 근접을 결정할 수 있다. 또한, 다른 유형의 센서, 예를 들어, 광 센서, 적외선 센서, 또는 음향 센서와는 달리, 용량 센서는 유전 특성(dielectric property)에 기초하여 다양한 대상을 구별할 수 있는데, 이에 의해 용량 센서는, 인체의 유전 특성에 기초해서, 인체의 조직과 무생물, 예를 들어, 책 또는 목재 테이블을 구별할 수 있게 된다. "용량성 센서" 및 "용량 센서"를 혼용할 수 있다.

SAR 제어가 필요한지를 판단할 때의 한 요인은 무선 기기의 안테나가 작동 가능한지이다. 도 1은 안테나(110)가 작동 가능한지를 나타낼 수 있는 RF 송수신기 회로(100)의 일부의 실시예에 대한 개략도이다. 안테나(110) 외에, RF 송수신기 회로(100)는 도 1에 배열된 바와 같이 안테나 매칭 회로(115), 네트워크 매칭 회로(125), 포트(130 및 150), 및 안테나 상태 회로(140)를 포함할 수 있다. RF 송수신기 회로(100)는 무선 전송기의 일부일 수 있는데, 이 무선 전송기는 기저대역 프로세서 및 전력 증폭기를 포함하고, 정보를 포맷하고 RF 신호를 통해 전송하도록 구성되어 있다.

안테나(110)는 수신 모드에서는 RF 신호를 전기 신호로 변환하고 전송 모드에서는 전기 신호를 RF 신호로 변환하는 임의의 형태의 안테나가 될 수 있다. 안테나는 전방향성 또는 방향성일 수 있다. 안테나 매칭 회로(115)는 예를 들어 임피던스 매칭을 통해 안테나 상태 회로(140)와 안테나(110) 사이를 이동하는 전기 신호의 효율성을 향상시키는 구성요소 또는 회로일 수 있다. 네트워크 매칭 회로(125)는 예를 들어 임피던스 매칭을 통해 안테나 포트(130)에 연결된 RF 수신기 회로와 검출 회로(140) 사이를 이동하는 전기 신호의 효율성을 향상시키는 구성요소 또는 회로일 수 있다. 본문에서 사용되는 "포트"는 하나의 회로를 다른 회로에 편리하게 연결하기 위한 임의 종류의 기기 또는 재료일 수 있다. 예를 들어, 포트는 전선 상의 한 위치를 포함할 수 있다.

안테나 상태 회로(140)는 안테나(110)가 RF 에너지를 방출할 수 있는지를 판단하도록 구성될 수 있다. 안테나 상태 회로(140)는 직류(DC) 전압원(141), 저항기(142), 복수의 인덕터(143 및 148) 및 RF 스위치 커넥터(144), 복수의 캐패시터(145 및 147), 및 접지(146)를 포함할 수 있다. DC 전압원(141)은 정 DC 전압을 안테나 상태 회로(140)에 공급하도록 구성된 임의의 구성요소일 수 있다. 접지(146)는 안테나 상태 회로(140)에서 전압 전위가 측정되는 임의의 공통 기준점일 수 있다. 저항기(142)는 안테나 상태 회로(140) 내의 전기 저항을 제공하도록 구성된 임의의 구성요소일 수 있다. 인덕터(143 및 148)는 자계에 에너지를 저장하도록 구성된 임의의 회로 구성요소일 수 있다. 캐패시터(145 및 147)는 전계에 에너지를 저장하도록 구성된 임의의 회로 구성요소일 수 있다.

RF 스위치 커넥터(144)는 동작 시 안테나 상태 회로(140) 내의 전기 회로가 작동 가능하게 또는 작동 불가능하게 되도록 구성된 임의의 기기일 수 있다. RF 스위치 커넥터(144)가 닫힘 상태에 있으면, 안테나(110)는 RF 신호를 방출할 수 있다(즉, 안테나는 작동 가능 또는 스위치 온이다). 다른 한편, RF 스위치 커넥터(144)가 열림 상태에 있으면, 안테나(110)는 RF 신호를 방출할 수 없다(즉, 안테나는 작동 불능 또는 스위치 오프이다). RF 스위치 커넥터(144)에 매칭 RF 플러그가 인가되면, RF 스위치 커넥터(144)는 열림 상태에 있게 되고, 이에 따라 안테나(110)는 작동 불능으로 된다. RF 신호는 안테나 대신 RF 플러그로/RF 플러그로부터 라우트될 것이다. RF 플러그가 인가되면, RF 스위치 커넥터(144)는 닫힘 상태에 있을 수 있다.

포트(150)에서 측정된 전압은 안테나(110)가 스위치 온 되는지를 판단하는 방법을 제공한다. RF 스위치 커넥터(144)가 열림 상태에 있으면, 포트(150)에서 측정된 전압은 DC 전압원(141)의 전압과 거의 같고, 반면 RF 스위치 커넥터(144)가 닫힘 상태에 있으면, 포트(150)에서 측정된 전압은 접지(146)와 거의 같다. SAR 제어는 안테나가 작동 불능이면 필요하지 않고, SAR 제어는 안테나가 작동 가능일 때만 필요하기 때문에, 따라서 포트(150)에서 측정된 전압은 SAR 제어 알고리즘에서 유용할 수 있다.

다른 실시예에서, RF 스위치(144) 및 RF 플러그는 제공되지 않지만 안테나(110)는 RF 핀 외에 접지 핀을 가질 수 있다. 이러한 안테나는, 반전 F 안테나, 플래너 반전 F 안테나, 및 루프 안테나를 포함한 예에서와 같이, 무선 기기에서 공통이다. 안테나 상태 회로는 RF 스위치(144) 및 대응하는 RF 플러그 없이도 실현될 수 있다. 실시예에서, 인덕터(148)가 제거되어, DC 경로와 접지를 단절시킬 수 있다. 캐패시터(145)는 우회되거나 0 ohm 저항기로 대체될 수 있고, 매칭 회로(115)는 안테나의 RF 핀으로의 (결국 접지로의) DC 경로가 가능하도록 재설계될 수 있다.

무선 기기는 용량 센서를 사용하여 인체의 존재 및 근접을 검출할 수 있다. 용량 센서는 하나 이상의 캐패시터를 포함하여 존재 및 근접을 검출하는 것에 일조한다. 일부의 실시예에서, 하나 이상의 캐패시터는, 인쇄회로기판(PCB) 또는 연성의 인쇄회로기판(FPC)에서 사용되는 재료와 같이, 한 편의 절연 재료로 에칭될 수 있다. 도 2는 복수의 캐패시터(210, 220, 230)를 포함하는 구조체(200)의 실시예에 대한 투시도이다. 캐패시터(210, 220, 230)는 한 블록의 절연 재료(240)에 부착될 수 있다. 캐패시터는 절연 재료의 상이한 표면에 설치될 수 있다. 예를 들어, 캐패시터(210 및 220)는 표면(250 및 260)에 부착되고, 캐패시터(230)는 표면(250)에 부착된다. 구조체(200)는 용량 센서의 일부일 수 있는데, 무선 기기 안에 설치될 수 있고, 표면(250 및 260)은 무선 기기의 표면에 정렬될 수 있다. 캐패시터는 일반적으로 하나의 전극만을 포함하는 싱글-엔드 유형이거나, 2개의 전극을 포함하는 차동 유형(differential type)일 수 있다. 예를 들어, 캐패시터(210)는 에어 및/또는 절연 재료(240)에 의해 분리된 2개의 전극(패턴으로 도시되어 있다)을 포함한다.

캐패시터에 사용되는 전극은, 복수의 캐패시터(330 및 340)를 포함하는 다른 구조체(300)의 실시예에 대한 투시도에 의해 도 3에 추가로 도시된 바와 같이, 임의의 형상일 수 있다. 구조체(300)는 도 3에 도시된 바와 같이 제1 안테나(310), 제2 안테나(320), 제1 캐패시터(330), 및 절연 재료(350)에 부착된 제2 캐패시터(340)를 포함할 수 있다. 구조체(300)는 데이터 카드의 일부이거나 근접 검출을 위해 구성된 다른 무선 통신 기기일 수 있다. 제1 안테나(310) 및/또는 제2 안테나(320)는 안테나(310 및 320)가 무선 접속을 에칭할 목적으로 RF 신호를 전송할 수 있다는 점에서 위에서 논의된 안테나(110)와 유사할 수 있다. 제1 안테나(310) 및 제2 안테나(320)는 서로 독립적으로 신호를 전송할 수 있거나 협동 방식으로 전송할 수 있으며 하나의 안테나를 통해 한 번에 또는 동시에 신호를 전송할 수 있다. 일반적으로, 무선 기기는 임의 개수의 안테나를 포함할 수 있으며, 무선 기기는 다른 안테나와 독립적으로 또는 협동 방식으로 임의의 안테나를 통해 전송할 수 있고 임의 개수의 안테나를 통해 동시에 또는 하나의 안테나만을 통해 신호를 전송할 수 있다.

제1 캐패시터(330) 및 제2 캐패시터(340)는 구조체(300) 상에 전략적으로 위치할 수 있고, 구조체(300)는 스마트폰과 같은 무선 통신 기기의 형태 요인(form factor) 안에 설치되어, 상당히 정확하게 및/또는 의미 있는 인체 존재 및 근접 검출을 허용한다. 예를 들어, 제1 캐패시터(330) 및 제2 캐패시터(340)의 위치선정은 표면(360 및 370)과 정렬된 무선 통신 기기의 표면과 관련해서 상대적으로 우수한 근접 검출을 제공할 수 있다.

실시예에서, 도 3의 제1 캐패시터(330) 및 제2 캐패시터(340)와 같이, 복수의 캐패시터의 용량의 측정을 사용하여, 도 3의 구조체(300)를 포함하는 무선 기기에 대한 인체의 존재를 결정하고 근접을 추정할 수 있다. 각각의 캐패시터의 용량을 측정하는 표준 테스트 방법이 적용될 수 있다. 예를 들어, 용량-디지털 변환기(capacitance-to-digital converter: CDC)는 하나 이상의 캐패시터의 용량을 측정하고, 프로세서에 의해 판독될 수 있는 하나 이상의 출력을 생성하는 데 적용될 수 있다. 인체의 존재는 캐패시터의 용량을 변화시킬 수 있는데, 캐패시터에 인가되는 전압에 의해 생성되는 전계를 가변시킴으로써 용량이 변화한다.

SAR을 측정하는 종래에 사용되는 유형의 인체 팬텀(즉, 모조 인체)를 사용하여 실험 과정이 수행될 수 있다. SAR을 측정하는 종래의 과정은 사람 머리의 팬텀을 사용할 수 있는데, 이는 인체 조직을 모조한다. 무선 기기는 팬텀과 관련해서 위치하고 SAR 값은 그 위치에 대해 결정된다. 팬텀 안쪽에 있는 SAR의 팁을 이동시키고 용적-평균 SAR을 결정하는 측정 결과를 사용하여, SAR 값을 결정할 수 있다. 무선 기기는 SAR을 측정하는 데 사용되는 인체 팬텀과 관련해서 다양한 환경, 방향, 및 위치에 설치될 수 있다. 예를 들어, 팬텀은 무선 기기의 "전면(face)"으로부터 지정된 분리 거리(예를 들어, 5mm)에 설치될 수 있다. 전면은 표면이라고도 하는데, 도해의 예에 따라, 큐브는 6개의 전면 또는 표면을 가진다. SAR가 측정되는 주어진 위치에, 무선 기기 내의 용량 센서 내의 캐패시터의 용량값이 측정되어, 팬텀에 대한 무선 기기의 위치 및 가장 근접한 표면과 연관될 수 있다.

도 4는 인체(380)에 근접 내에 있는 무선 기기(351)를 도시하고 있다. 무선 기기(351)는 제1 전면(352) 상에 위치하는 주 안테나(365) 및 제2 전면(353) 상에 위치하는 부 안테나(375)뿐만 아니라 2 이상의 용량 센서(356)를 포함할 수 있다. 실시예에서, 주 안테나(365), 부 안테나(375), 및 용량 센서(356)는 구조체(300)의 제1 안테나(310), 제2 안테나(320), 및 용량 센서(330/340)와 유사하게 구성될 수 있다. 여기서 논의되는 바와 같이, 용량 센서(356)는 무선 기기 상에 전략적으로 위치할 수 있는데, 적절한 용량 데이터, 예를 들어, 제1 표면(352) 및/또는 제2 표면(353)에 대한 인체(380)의 상대적 근접을 결정할 수 있게 하고 용이하게 하는 데이터를 수집할 수 있도록 위치할 수 있다.

도 5는 무선 기기의 표면과 연관되는 적절한 듀티 사이클 및 용량 영역을 결정하는 방법(400)의 실시예에 대한 흐름도이다. 방법(400)은 하나 이상의 안테나를 가지는 무선 기기에 있어서 용량 영역 및 관련 SAR 값을 결정하는 데 적용될 수 있다. 방법(400)은 안테나 단위로 적용되어 각각의 안테나에 대한 용량 영역 및 관련 SAR 값을 생성할 수 있다. 방법(400)에서는, 2개의 캐패시터가 도해의 목적으로 존재 및 근접 검출에 사용되며, 이에 따라 각각의 캐패시터마다 하나씩, 2개의 용량값이 측정될 수 있다. 대안으로, 존재 및 근접 검출을 위해 하나의 캐패시터가 사용될 수 있거나 3개 이상의 캐패시터가 사용될 수 있다. 하나의 캐패시터는 어느 정도의 정확성으로 인체의 존재 및 근접을 검출하는 데 유용하지만 2 이사의 캐패시터의 측정이 더 정확한 근접 검출에 유용할 수 있다. 근접 측정의 정확도는 일반적으로 캐패시터의 수에 따라 증가한다.

단계 410에서, 무선 기기는 인간 팬텀으로부터 가능 근접한 가능한 분리 거리에 위치한다. 무선 기기는 특정한 표면이 인간 팬텀에 가장 가까이 있도록 배향될 수 있다. 다음 단계 420에서, 제1 복수의 용량 - C_X1 및 C_Y1 - 이 측정될 수 있다. 다음 단계 430에서, 무선 기기는 FCC와 같은 하나 이상의 규제 단체(regulatory body)에 의해 정해진 바와 같은 위치(팬텀에 대한 거리 및 상대적 방향)로 이동된다(예를 들어, 무선 기기와 팬텀 간의 5mm 분리 거리). 즉, 사용 케이스에는 인체에 대한 무선 기기의 위치 및 방향을 고려할 수 있다. 전송 전력은 최대 전력 P_MAX에 설정될 수 있고 전송 듀티 사이클은 100%에 설정될 수 있는데, 이는 최악의 SAR 시나리오를 나타낸다. 다음 단계 440에서, S0과 같은 위치에서 SAR을 측정한다.

다음 단계 441에서, S0은 목표 SAR 값 SAR_TARGET과 비교되고, 이것은 예를 들어 사용 케이스에 있어서의 목표 SAR 값이며, 다른 예로서는, FCC에 의해 일부의 설계 마진으로 지정된 바와 같은 SAR 노출 제한이 있다. S0≤SAR_TARGET이면, SAR 제어는 이러한 특정한 구성에 대해 필요하지 않다. S0≥SAR_TARGET이면, S0<=SAR_TARGET일 때까지 전송 전력을 감소시킨다(단계 442). 단계 445에서 전송 전력을 P0로서 기록 전송 전력을 최대 전력으로 리셋한다. 인간 팬텀에 대한 무선 기기의 동일한 방향을 적당히 유지하면서 무선 기기는 인간 팬텀으로부터의 거리를 증가시키도록 이동할 수 있다. 단계 460에서, SAR은 그 위치에서 측정되고, SAR의 값은 S1로서 표시된다. 단계 470에서, S1≤SAR_TARGET인지를 결정한다. S1이 SAR_TARGET보다 작지 않거나 같으면, 방법은 단계 450으로 복귀한다. S1이 SAR_TARGET보다 작거나 같으면, 방법은 단계 480으로 진행하고, 2개의 캐패시터 각각에 대해 하나씩, 제2 복수의 CX2 및 CY2가 측정될 수 있다.

방법(400)은 다음과 같은 파라미터를 생성하는데, 이는 특정한 사용 케이스 - P0, C_X1, C_Y1, C_X2, 및, C_Y2 - 에 대응한다. 용량 영역은 이러한 측정치에 기초하여 C_X1과 C_X2 간에 있는 제1 캐패시터의 측정 용량 C₁ 및 C_Y1과 C_Y2 간에 있는 제2 캐패시터의 측정 용량 C₂와 같이 사용 케이스를 연관시킬 수 있다. 수학적으로 설명하면, 영역 R은 R = {C₁∈(C_X1, C_X2) C2∈(C_Y1, C_Y2)}과 같이 정해질 수 있다.

P0가 엄격하게 P_MAX보다 작은 것으로 가정하면, 무선 기기의 듀티 사이클 및/또는 전송 전력은 SAR이 근접 영역에 있어서 SAR_TARGET보다 작거나 같도록 감소될 수 있다. 예를 들어, 듀티 사이클은 P0/P_MAX와 같게 설정될 수 있으며, 이것은 SAR_TARGET이 사용 케이스에 대해 초과하지 않도록 할 수 있다. 대안으로, 전송 전력은 인자 P0/P_MAX에 의해 감소될 수 있으며, 이것은 또한 이것은 SAR_TARGET이 사용 케이스에 대해 초과하지 않도록 할 수 있다.

각각의 가능한 사용 케이스 및 대응하는 SAR 테스트 구성에 있어서, 한 세트의 파라미터(P0, C_X1, C_Y1, C_X2, 및, C_Y2)가 안테나마다 획득될 수 있다. 하나 이상의 안테나를 가진 무선 기기에 있어서, 전송 전력 P0은 전력의 벡터(P_0A, P_0B, ...)로 대체될 수 있다. 안테나는 동시 전송을 위한 SAR 값을 획득하도록 동시에 전송하면서 검사받을 수 있거나, 대안으로, 동시 전송을 위한 SAR 값은 안테나가 단독으로 전송하는 동안 획득된 각각의 안테나로부터의 SAR 값을 부가함으로써 추정될 수도 있다. 동시 전송 케이스에 있어서, 단계 442에서, 하나 이상의 전송기의 전력은, 각각의 전송기의 우선순위 및 실제의 설계 요건에 따라 감소될 수 있다.

많은 데이터 애플리케이션에서, 무선 기기는 버스티(bursty)일 수 있고, 데이터가 짧은 버스트로 전송되고 이어서 무음 주기가 뒤따른다. 예를 들어, Wi-Fi 데이터 전송이라고 할 수도 있는 IEEE 802.11 표준에서는, 웹 브라우징과 관련된 전송과 같이, 버스티일 수도 있다. 듀티 사이클 제어는 연속적인 또는 주기적인 방식으로 전송하도록 구성되어 있는 통신 시스템과는 반대로, 예를 들어 음성 전송과는 반대로, 버스티 방식으로 전송하도록 구성되어 있는 통신 시스템에 바람직할 수 있다. 버스티 전송에 있어서는, 전력이 감소하여도 최고 등급의 변조가 사용될 수 있는 무선 채널 조건이 충분히 호의적이면 전력 철회가 사용될 수 있다. 예를 들어, 802.11 시스템에서, 수신 신호 강도 인디케이터(Recieved Signal Strength Indicator: RSSI)가 충분히 크면, 처리량에 악영향을 주지 않으면서 전력 철회가 사용될 수 있다. 이하에 설명되는 바와 같이, 일반적으로 듀티 사이클 제어는 채널 품질 메트릭이 임계값보다 작을 때 사용될 수 있고, 전력 철회는 채널 품질 메트릭이 임계값을 초과할 때 사용될 수 있다.

도 6은 상이한 사용 케이스에 대응한 용량 영역(500)의 예의 실시예에 대한 차트이다. 그래프의 x축은 제1 캐패시터의 측정된 값을 나타내고, y축은 제2 캐패시터의 측정된 값을 나타낸다. 용량 영역 R₁-R₄는 무선 장치에 대한 상이한 사용 케이스에 대응하고, 각각의 영역은 x축 상의 값으로 표시된, 제1 캐패시터의 용량의 범위, 및 y축 상의 값으로 표시된, 제2 캐패시터의 용량의 범위에 의해 규정될 수 있다. 용량 영역 R₁-R₄는, 예를 들어, 무선 기기의 4개의 상이한 표면과 관련해서 인체(예를 들어, 사용자)에 대한 무선 기기의 방향에 대한 사용 케이스에 대응한다. 무선 기기가 스마트폰이면, 예를 들어, 표면 중 하나는 터치 스크린을 포함하는 표면일 수 있고, 영역 R₁은 예를 들어 터치 스크린에 대한 인간의 근접을 나타낼 수 있다.

용량 영역 R_FS는 무선 기기가 본질적으로 자유 공간에 있는 케이스에 대응하는데, 즉 기기의 근접에 있을 수 있는 임의의 대상은 측정된 용량에 대한 영향을 무시할 수 있다. 이 케이스의 용량 영역 R_FS는, 다양한 랩톱에 있는 USB 동글 및 상이한 USB 슬롯과 같이, 무선 기기를 다양한 구성에 설치함으로써 결정될 수 있다. 각각의 위치에서의 복수의 측정치를 취하고 평균하여 결과를 생성할 수 있다. 용량 영역 R_FS는 C_X1, C_X2, C_Y1, 및 C_Y2에 의해 규정될 수 있으며, 이것들은 측정의 결과로서 획득된다. 측정된 용량이 인체가 존재하지 않고 따라서 SAR가 발생되지 않아야 한다는 것을 나타낼 때, 듀티 사이클은 100%일 수 있고 전송 전력은 기기가 이 영역에서 동작하면 최대 전력일 수 있다.

용량 영역 R_NU는 무선 기기의 "정상 용도(normal usage)"에 대응하고, 이상적인 구성에서, R_FS와 같이, 동일한 영역이 될 것이다. 그렇지만, R_NU와 R_FS 간에 변동이 존재할 수 있다. 예를 들어, 정상 용도는 목제 책상 위에 놓인 무선 라우터, 또는 액정 디스플레이에 가까운 위치에 대해 회전된 데이터 카드를 포함할 수 있다.

R₁-R₄와 같이, R_NU와 사용자 케이스 간에 오버래핑도 있을 수 있다. R₁-R₄와 같이, R_NU와 사용자 케이스 간에 상당한 오버래핑이 있으면, 용량 센서는 오버래핑을 감소시키기 위해 무선 기기 내의 다른 것과 관련해서 재위치되어야 한다.

영역 R₁-R₄ 각각은 방법(400)에서의 이하의 단계에 의해 생성될 수 있으며 관련 듀티 사이클 및 전력 철회를 가질 것이며, 이것들 중 하나는 채널 조건에 따라 사용될 수 있다. 영역 중 일부는 서로 오버랩된다. 예를 들어, 영역 R₃ 및 R₄는 도 6에 도시된 바와 같이 오버랩된다. 오버래핑 영역은 측정된 용량값으로부터 사용자 케이스의 결정에서의 불명확성을 나타낸다. 예를 들어, 측정된 용량이 도 6에서의 오버랩 영역에 있으면, 두 영역 R₃ 및 R₄ 중 어느 영역을 적용할지를 판단하는 것이 곤란하다. 2 이상의 영역이 서로 오버랩되면, 최저 듀티 사이클 및 상이한 영역으로부터의 전력 철회는 오버랩 영역과 관련되어야 한다. 최저 듀티 사이클은 최저 SAR 값으로 될 것이기 때문에 최저 듀티 사이클이 선택될 수 있으며, 이것은 상이한 영역에 대응하는 상이한 사용자 케이스 중 어느 것이 발생하든 간에, SAR 요건이 충족되는 것을 보장한다. 대안으로, 채널 조건이 충분히 우호적이면, 상이한 오버랩 영역에 대응하는 최고 전력 철회를 선택할 수 있으며, 이것은 최저 SAR 값으로 될 것이다.

상이한 용량 영역 및 대응하는 듀티 사이클 및 전력 철회가 전술한 경험적 과정을 통해 결정되면, 영역 및 대응하는 듀티 사이클/전력 철회는 정보의 테이블 및 데이터베이스로 해서 무선 기기 내의 정적 메모리로 로딩될 수 있다. 이 정보는 무선 기기의 듀티 사이클 및 전송 전력을 조정하기 위한 방법(600)의 실시예에서 적용될 수 있으며, 이것은 도 7의 흐름도로서 도시되어 있다. 방법(600)은 단일의 안테나를 통한 전송에 적용되고, 단지 하나의 안테나만을 가지는 무선 기기 또는 전송을 위한 안테나 중 단지 하나의 안테나만을 사용하도록 선택하는 복수의 안테나를 가진 무선 기기에서 발생할 수 있는 상황에 적용된다. 동시에 전송하는 2 이상의 안테나에 대한 전송 듀티 사이클 및 전력 철회에 대한 과정은 더 복잡할 수 있고 이러한 과정에 대해서는 후술한다.

방법(600)은 단계 610에서 시작해서 각각의 "제어 주기"의 종료에서 단계 610으로 복귀한다. 제어 주기의 지속 기간은 사용자에게 중요하지 않게 되도록 하기 위해 가능한 짧게 되도록 선택될 수 있고, 지속 기간은 SAR 테스트 동안 SAR 값을 결정하는 데 사용되는 시간의 양보다 더 길어서는 안 된다. 방법(600)의 단계들은 각각의 제어 주기에 대해 다음과 같이 듀티 사이클 및 전력 레벨을 선택한다. 단계 610에서, 장치 상태 및 인체에 대한 근접이 결정될 수 있다. 장치 상태는 예를 들어 안테나가 작동 가능한지, 전화기가 열림 또는 닫힘 상태인지(장치가 플립 폰인 경우), 및/또는 키보드가 슬라이딩 위치에 있는지(기기가 슬라이딩 키보드를 가지고 있는 경우)를 포함할 수 있다. 안테나 상태는 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이 안테나 상태 회로(140)를 사용해서 결정될 수 있으며 이에 대해서는 위에서 설명하였다. 인체에 대한 근접의 결정은, 인체가 근처에 있는지를 판단하고, 근처에 있으면, 기기와 인체 간의 거리를 결정하고 기기에 대한 인체의 위치를 정하는 것(예를 들어, 사용자 케이스를 식별한다)을 포함한다. 이러한 결정은 용량 센서에서의 용량의 측정치를 사용하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 2개의 캐패시터가 사용되면, 도 6에 도시된 바와 같이, 측정치를 용량 영역과 비교하고, 용량 영역과 연관된 전송 듀티 사이클을 선택할 수 있다.

다음 단계 615에서, SAR 제어가 필요한지의 결정이 이루어질 수 있다. 이 결정은 단계 610에서 결정된 기기 상태 정보에 기초할 수 있다. 예를 들어, 안테나가 단계 610에서 동작 불능인 것으로 결정되면, SAR 제어는 필요하지 않다. 다른 예로서, 측정된 용량이 용량 영역 R_FS에 있는 것으로 결정되면, 도 6에 도시된 바와 같이, 예를 들어, 기기는 자유 공간에 있는 것으로 추정되기 때문에 SAR 제어는 필요하지 않을 수 있다. 그렇지만, 단계 610에서, 측정된 용량이 용량 영역 R₁에 있는 것으로 결정되면, 도 6에 도시된 바와 같이, 예를 들어 인체는 근처에 있는 것으로 추정되고 그러므로 SAR 제어는 전력 철회의 듀티 사이클 제어의 형태가 바람직할 수 있다.

단계 615에서 SAR 제어가 필요한 것으로 결정이 이루어지면, 단계 625에서 채널 품질 메트릭이 임계값보다 작은지의 결정이 이루어진다. 채널 품질 메트릭은 수신된 신호 강도일 수 있는데, 이것은 무선 기기와 기지국/액세스 포인트 간의 경로 손실과 관련 있으며, 또는 SNR/SNIR, 신호대잡음비 또는 신호대잡음비 플러스 간섭비, 또는 무선 기기와 의도된 수신기 간의 채널 조건의 우호의 표시를 제공하는 임의의 다른 메트릭일 수 있다. 채널 품질 메트릭은 제어 주기당 1회와 같이, 진행에 근거해서 모니터링될 수 있다. 본질적으로, 채널 조건이 단계 625에서 결정된 바와 같이 충분히 우호적이면, 전력 철회는 단계 665-680에서 적용될 수 있다. 그렇지 않으면, 전송 듀티 사이클이 단계 630-660에서 적용될 수 있다. 전력 철회와 전송 듀티 사이클 간의 빈번한 전환을 피하기 위해, 히스테리시스가 실행될 수 있다. 예를 들어, 복수의 채널 품질 메트릭 임계값이 선택될 수 있으며, 이에 따라 일단 전송 듀티 사이클 제어가 선택되면, 다음번의 반복에서 전력 철회를 선택하는 것이 곤란하게 될 수 있으며, 그 반대도 마찬가지이다. 이하의 예에서는 하나의 도해를 제공한다. 방법(600)의 1회 반복에서, 채널 품질 메트릭이 제1 임계값보다 작으면, 전송 듀티 사이클이 단계 630-660에서 적용될 수 있다. 다음번의 반복에서는, 제1 임계값보다 높은 제2 임계값이 사용될 수 있다. 이것은 전송 듀티 사이클 제어가 전력 철회와는 반대로 제2 반복에서 적용될 가능성이 더 높게 되는 것을 보장할 것이다. 전력 철회가 후속의 반복에서 선택될 가능성이 더 높게 되는 것을 보장하기 위해 제1 반복에서 전력 철회가 선택되면 2개의 임계값을 가지는 유사한 과정이 사용될 수 있다.

단계 625에서 채널 품질 메트릭이 임계값보다 작은 것으로 결정이 이루어지면, 방법(600)은 단계 630으로 진행하고 여기에서 단계 610에서 결정된 장치 상태 및 추정된 인간 근접에 기초해서 전송 시간 쿼터가 결정된다. 전송 시간 쿼터는 듀티 사이클을 제어 주기로 승산하여 결정될 수 있다.

다음 단계 635에서, 타이머는 개시되고 전송 시간 카운터는 초기화될 수 있다. 전송 시간 타이머는 안테나가 얼마나 전송하였는지를 나타내는 전체 러닝 타임을 계산하고, 타이머는 전체 러닝 타임을 계속 추적한다. 단계 640에서, 전송 시간 카운터는 안테나가 데이터를 얼마 동안 전송하는가를 계속 추적한다. 결정 블록(645)에서는, 타이머가 만료되었는지의 결정이 이루어진다. 타이머가 만료되었으면, 이것은 제어 주기가 종료되었음을 의미하며, 방법(600)은 단계 610에서 다시 시작한다. 타이머가 만료되지 않았으면, 방법(600)은 결정 블록(650)으로 이동하고 여기서 전송 시간 쿼터가 초과하였는지의 결정이 이루어진다.

전송 시간 쿼터가 초과하였으면, 단계 655 및 단계 660에서 나머지 제어 주기 동안 전송은 금지된다. 단계 655에서 전송을 금지하는 것이 달성될 수 있는 2가의 실행이 있을 수 있다. 제1 실행에서, 데이터 스로틀링(data throttling)이 적용될 수 있다. 예를 들어, 데이터 큐(data queue)로부터 데이터를 받아들이는 속도가 충분히 감소되어 목표 듀티 사이클을 달성할 충분한 시간 주기 동안 데이터 전송이 금지될 수 있는 것을 보장한다. 데이터 스로틀링에서, 데이터 속도는 드로핑 패킷(dropping packet) 없이도 감소될 수 있다. 제2 실행에서, 수신기가 전송기로부터 데이터를 예상하고 있어도 전송기를 강제로 오프시키는 신호가 사용될 수 있다. "오프" 주기 동안 전송에 예약되어 있는 데이터 패킷은 건너뛰게 될 것이다. 이러한 실행은 데이터 패킷이 손실되어 버릴 수 있는데, 이것은 예를 들어, 하이브리드 자동 반복 요구 방식과 같은 재전송 방식에 의해 복구될 수 있다. 기존의 통신 표준을 사용하여 제2 실행을 수행할 수도 있다. 예를 들어, IEEE 802.11 a/b/g/n은 전력 절감 모드를 실행하는데, 이는 일부의 시간 동안만 전송하도록 송수신기를 구성하는 데 사용될 수 있다. 고속 업링크 패킷 액세스(High Speed Uplink Packet Access: HSUPA), 진화된 고속 액세스(Evolved High Speed Access: HSPA+), 롱텀에볼루션(LTE) 시스템에서는, 무선 기기에 대해 불연속 전송이 규정될 수 있고 구성될 수 있다. 저레벨 소프트웨어를 수정하고 통신 표준의 표준 특성을 사용함으로써, 패킷 손실 및 재전송을 피하기 위해 통신 전략의 수신 기기에 적절한 통지가 송신될 수 있다. 단계 660에서 타이머가 만료되면, 이것은 제어 주기가 종료되었다는 것을 의미하고, 방법(600)은 단계 610에서 다시 시작한다.

단계 615로 되돌아가서, SAR 제어가 필요하지 않으면, 방법(600)은 단계 620에서 계속하고, 여기서 제어 주기의 지속기간 도안 100%의 듀티 사이클을 사용하여 전송이 허용된다. 제어 주기가 만료되면, 프로세스는 단계 610에서 다시 시작한다.

단계 625로 되돌아가서, 채널 품질 메트릭이 임계값을 초과하면, 방법(600)은 단계 665로 진행하고 여기서 단계 610에서 결정된 바와 같은 추정된 인간 근접 및 기기 상태에 기초해서 전송 전력 철회가 결정된다. 단계 670에서, 타이머가 시작될 수 있다. 다음 단계 765에서, 무선 기기는 선택된 전력 레벨로 임의의 이용 가능한 데이터를 전송한다. 결정 블록(680)에서, 타이머가 만료되었는지의 결정이 이루어진다. 만료되지 않았으면, 무선 기기는 선택된 전력 레벨로 계속해서 전송한다. 타이머가 만료되었으면, 이는 제어 주기가 종료되었다는 것을 의미하고, 프로세스는 단계 610에서 다시 시작된다.

동시에 전송할 수 있는 복수의 안테나를 가지는 시스템에 있어서는, 듀티 사이클 및 전력 철회를 선택하는 방법이 더 복잡할 수 있다. 예를 들어, 하나의 안테나가 제1 유형의 트래픽(예를 들어, 음성)을 전송하고 제2 안테나가 제2 유형의 트래픽(예를 들어, 데이터)을 전송하면, SAR을 제어할 때 한 가지 유형의 트래픽이 다른 유형에 대해 우선순위가 정해질 수 있고, 어느 경우이든 SAR 요건을 충족시키기 위해 낮은 우선순위 트래픽은 높은 우선순위 트래픽보다 낮은 전력 레벨 또는 낮은 듀티 사이클로 전송될 수 있다. 두 안테나가 특별한 유형의 트래픽(예를 들어, 복수입력 복수출력 데이터 전송)을 협동해서 전송하면, 각각의 안테나의 전력 레벨 또는 듀티 사이클은 동일한 값에 설정될 수 있다.

방법(600)은 듀티 사이클의 계산 시에 시그널링 또는 기준 신호 전송을 위해 보류된 타임슬롯을 명시적으로 고려하지 않을 수 있다. 예를 들어, HSPA+ 및 LTE와 같이, 특정한 통신 표준에 따라 실행되는 시스템은 시그널링, 기준, 및/또는 제어 전송을 위해 보류된 특정한 프레임 및/또는 서브프레임(일반적으로 타임슬롯이라 한다)과의 동기 전송을 사용한다. 무선 기기는 보류된 타임슬롯 동안 정보를 전송해야 할 수도 있다. 이러한 시스템에서, 타이머 및 제어 주기는 시스템 클록 및/또는 시스템 프레임 경계와 동기화될 수 있다. 보류된 전송은 전송 시간 쿼터가 초과하였는지에 관계없이 허용될 수 있다. 대안으로, 전송 듀티 사이클 제어는 예를 들어 보류된 전송이 일어나기 전에 그 보류된 전송을 위한 전송 시간을 누산된 전송 시간에 부가함으로써 이러한 필요한 전송을 고려할 수 있고, 이에 따라 알고리즘은 보류되지 않은 전송을 미리 차단함으로써 보류된 전송을 위한 공간을 만들어낸다. 이 방식에서, 방법(600)은 동기 및 비동기 시스템 및 보류된 전송을 가진 그리고 가지지 않은 타임슬롯을 수용할 수 있다.

도 8은 동기 통신 시스템에서의 전송의 실시예에 대한 시간선도(700)이며, 주기적, 보류된 전송을 가진다. 시간선도는 목표 듀티 사이클이 50%인 경우에 전송 듀티 사이클 제어를 도시한다. 다이어그램에서, 2가지 유형의 전송이 있으며, 한 가지 유형은 적절한 시스템 동작에 필요한 주기적, 보류된 전송을 포함하며, 제2 유형은 랜덤 데이터 전송을 포함한다. 주기적, 보류된 전송은 시스템 정보 또는 제어 정보를 포함할 수 있다. 10개의 타임슬롯을 포함하는 고정 프레임 또는 서브프레임에 대응하는 시간 지속기간이 도시되어 있다. 3개의 프레임/서브프레임이 710, 720, 및 730으로 도시되어 있다. 타임슬롯 715는 랜덤 데이터 전송의 예이고 타임슬롯 735는 주기적, 보류된 전송의 예이다. 50% 듀티 사이클은 프레임/서브프레임당 10개의 타임슬롯 중 5개 동안의 전송에 대응한다. 주기적, 보류된 전송은 본 예에서의 설계에 의해 5개의 타임슬롯마다 일어날 수 있고 매 프레임/서브프레임마다 제1 및 제5 타임슬롯은 본 예에서의 제어 전송과 같이, 주기적, 보류된 전송 동안 보류될 수 있다.

제1 프레임/서브프레임(710)에서, 5개의 타임슬롯의 쿼터가 도달되기 때문에(주기적, 보류된 전송을 위해 2개의 슬롯 그리고 랜덤 데이터를 위해 3개의 슬롯), 제3 랜덤 데이터 전송 후에 전송은 금지된다. 데이터는 금지 동안 대기행렬로 되거나 드롭될 수 있다. 제2 프레임/서브프레임(720)에서는, 5개의 타임슬롯의 쿼터가 결코 도달하지 않기 때문에(주기적, 보류된 전송을 위해 2개의 슬롯이 있고 그리고 랜덤 데이터를 위해서는 단지 하나의 슬롯이 있다), 전송을 금지하지 않을 수도 있다. 프레임/서브프레임(710) 동안 대기행렬로 되어 있는 임의의 데이터는 제2 프레임/서브프레임(720) 동안 전송될 수 있다. 제3 프레임/서브프레임(730)에서, 타임슬롯(735)에서 일어날 수 있는 하나의 부가적인 주기적, 보류된 전송이 있는 것으로 예상될 수 있기 때문에 제4 타임슬롯 후에 랜덤 데이터의 전송은 금지되며, 이는 5개의 타임슬롯에서의 전체 전송을 제공한다(주기적, 보류된 전송을 위해 2개의 슬롯 그리고 랜덤 데이터를 위해 3개의 슬롯). 제5 타임슬롯에 이용될 수 있는 임의의 데이터는 프레임/서브프레임(730)의 제6 타임슬롯에서 주기적, 보류된 전송을 위한 공간을 만들기 위해 미리 차단된다. 대안으로, 일부의 애플리케이션에서, 제어 전송을 위해 보류된 타임슬롯(예를 들어, 도 8에서 각각의 프레임/서브프레임에서의 제1 및 제5 타임슬롯) 동안, 예를 들어, 제어 전송과 같이, 주기적, 보류된 전송 대신 데이터가 전송되도록 허용될 수 있다.

도 9는 무선 기기에서 근접 검출을 제공하는 시스템(800)의 실시예에 대한 개략도이다. 시스템(800)은 m개의 캐패시터 C_X1(820) 내지 C_XM(830)을 포함하는 용량 센서(810)(단, m은 정수), 및 아날로그 용량을 측정하고 측정된 용량을 디지털 형태로 출력하는 CDC(840)를 포함한다.

적어도 하나의 실시예에 대해 설명하였으며, 당업자가 수행하는 실시예(들) 및/또는 실시예(들)의 특징에 대한 변형, 조합, 및/또는 수정은 본 개시의 범위 내에 있다. 실시예(들)의 특징들을 조합, 통합, 및/또는 생략함으로써 생기는 대안의 실시예도 본 개시의 범위 내에 있다. 수치상의 범위 또는 한계를 명시적으로 나타내는 경우, 그러한 표현 범위 또는 한계는 명시적으로 설명된 범위 또는 한계 내에 부합하는 정도의 반복적인 범위 또는 한계를 포함하는 것으로 파악되어야 한다(예를 들어, 약 1부터 약 10까지는 2, 3, 4 등을 포함하고; 0.10보다 크다는 것은 0.11, 0.12, 0.13 등을 포함한다). 예를 들어, 하한 R_l과 상한 R_u를 가지는 수치상의 범위를 설명할 때마다, 그 범위에 부합하는 임의의 수치는 구체적으로 개시된다. 특히, 범위 내에서 이어지는 수치는 구체적으로 개시된다: R = R_l + k*(R_u - R_l)이고, 여기서 k는 1 퍼센트부터 100 퍼센트까지 1 퍼센트씩 증가하는 변수이고, 즉 k는 1 퍼센트, 2 퍼센트, 3 퍼센트, 4 퍼센트, 7 퍼센트, ..., 70 퍼센트, 71 퍼센트, 72 퍼센트, ..., 95 퍼센트, 96 퍼센트, 97 퍼센트, 98 퍼센트, 99 퍼센트, 또는 100 퍼센트이다. 또한, 위에서 규정한 바와 같이 2개의 R 숫자로 규정된 임의의 수치 범위 역시 구체적으로 개시된다. 청구의 범위의 임의의 요소와 관련해서 "선택적으로"란 용어의 사용은, 그 요소가 필요하거나, 또는 대안으로 그 요소가 필요하지 않으며, 양자의 대안이 청구의 범위 내의 범위에 있다는 의미이다. 포함하는, 구비하는, 및 가지는과 같이 넓은 용어를 사용하는 것은 이루어져 있는 필수적으로 이루어져 있는, 및 실질적으로 이루어져 있는과 같이 좁은 용어를 지원하는 것으로 파악되어야 한다. 따라서, 보호의 범위는 위에서 설정된 설명에 의해 제한되는 것이 아니라, 청구의 범위의 요지에 대한 모든 등가를 포함하는 그 범위를 따르는 청구의 범위에 의해 규정된다. 각각의 모든 청구항은 명세서에의 추가의 개시로서 통합되며 청구의 범위는 본 발명의 실시예(들)이다. 본 개시에서 참고문헌에 대한 논의는 종래기술이므로 허용되지 않으며, 특히 본 출원의 우선일 이후의 공개일을 가지는 참고문헌은 특히 그러하다. 본 개시에 언급된 모든 특허, 특허 어플리케이션, 및 공개문헌에 대한 설명은 본 명세서로써 참고문헌에 의해 예시, 과정, 또는 그외 본 개시에 대한 상세한 보충을 제공하는 정도로 통합된다.

몇몇 실시예에 대해 본 개시에 제공되었으나, 개시된 시스템 및 방법은 본 개시의 정신 및 범위를 벗어남이 없이 많은 다른 특정한 형태로 구현될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 제공된 예는 설명으로서 파악되어야지 제한으로서 파악되어서는 안 되며, 그 의도는 여기에 주어진 상세한 설명에 대한 제한이 아니다는 것이다. 예를 들어, 다양한 요소 및 구성요소는 다른 시스템에 결합 또는 통합될 수 있거나 소정의 특징은 생략될 수 있거나 실현되지 않을 수도 있다.

또한, 다양한 실시예에 독립 또는 별도로 설명되고 도해된 기술, 시스템, 서브시스템 및 방법은 본 개시의 범위를 벗어남이 없이 다른 시스템, 모듈, 기술 또는 방법과 결합되거나 통합될 수 있다. 결합되거나 직접 결합되거나 서로 통신하는 것으로 도시되고 설명된 다른 항목들은 전기적으로, 기계적으로, 또는 그렇지 않은 다른 방식으로든 간에 일부의 인터페이스, 장치, 또는 중간의 구성요소를 통해 직접적으로 결합 또는 통신될 수 있다. 변경, 대체, 및 대안의 다른 예들은 당업자에 의해 확인될 수 있으며 여기에 개시된 정신 및 범위를 벗어남이 없이 이루어질 수 있다.

Claims

전자파 흡수율(specific absorption rate: SAR) 제어를 제공하는 무선 기기에 있어서,
무선 전송기;
용량 센서; 및
상기 무선 전송기 및 상기 용량 센서에 결합되어 있는 프로세서
를 포함하며,
상기 프로세서는,
상기 용량 센서로부터 제1 용량 측정치를 수신하고;
상기 측정치에 기초하여 상기 장치에 대한 인체의 상대적 근접을 추정하고;
상기 추정에 기초하여 시간 주기 내에 상기 무선 전송기에 대한 목표 전송 시간을 결정하며; 그리고
상기 시간 주기 동안 상기 무선 전송기의 전송 시간이 상기 목표 전송 시간을 초과하면 상기 시간 주기의 일부 동안 상기 무선 전송기를 스위치 오프하도록 구성되어 있는, 전자파 흡수율 제어를 제공하는 무선 기기.
제1항에 있어서,
상기 용량 센서는 제1 캐패시터 및 제2 캐패시터에 결합되어 있고,
상기 제1 캐패시터는 제1 용량 측정치에 대응하고,
상기 용량 센서는 상기 제2 캐패시터의 제2 용량 측정치를 상기 프로세서에 제공하도록 구성되어 있으며,
상기 프로세서는 상기 제2 용량 측정치를 수신하도록 추가로 구성되어 있으며;
상대적 근접을 추정하는 것은 상기 제2 용량 측정치에 추가로 기초하는, 전자파 흡수율 제어를 제공하는 무선 기기.
제2항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 제1 용량 측정치 및 상기 제2 용량 측정치에 기초하여 상기 장치와 관련된 인체의 존재를 결정하고;
인체가 존재하는 것으로 결정되면, 상기 상대적 근접을 추정하고 상기 상대적 근접의 추정에 기초하여 SAR 제어가 필요한지를 판단하며;
SAR 제어가 필요하면, 채널 품질 메트릭과 임계치를 비교하고 상기 채널 품질 메트릭이 임계치보다 작으면 상기 목표 전송 시간을 결정하며; 그리고
상기 채널 품질 메트릭이 임계치보다 크면, 전력 철회 인자(power backoff factor)를 결정하고 상기 시간 주기 동안 상기 전력 철회 인자만큼 최대 전력 레벨로부터 감소된 전력 레벨로 전송하도록 추가로 구성되어 있는, 전자파 흡수율 제어를 제공하는 무선 기기.
제3항에 있어서,
용량 영역 및 대응하는 목표 전송 듀티 사이클의 테이블을 저장하도록 구성되어 있는 메모리를 더 포함하며,
상기 프로세서는 상기 메모리에 결합되어 있고,
상기 목표 전송 시간을 결정하는 것은 상기 제1 용량 측정치 및 상기 제2 용량 측정치를 사용하여 상기 테이블에서 목표 전송 듀티 사이클을 검색하는 것을 포함하며,
상기 목표 전송 시간은 상기 시간 주기를 승산한 상기 목표 전송 듀티 사이클과 동일한, 전자파 흡수율 제어를 제공하는 무선 기기.
제2항에 있어서,
상기 무선 전송기는 안테나를 포함하고,
상기 장치는 상기 안테나가 작동 가능한지를 나타내는 신호를 생성하도록 구성되어 있는 안테나 상태 회로를 더 포함하며,
상기 프로세서는 상기 신호를 수신하도록 구성되어 있으며,
상기 프로세서는 상기 안테나가 작동 가능할 때에만 상기 시간 주기의 일부 동안 상기 무선 전송기를 스위치 오프하도록 구성되어 있는, 전자파 흡수율 제어를 제공하는 무선 기기.
제5항에 있어서,
제2 안테나를 포함하는 제2 무선 전송기를 더 포함하며,
목표 전송 시간을 결정하는 것은, 상기 제2 무선 전송기를 통한 제2 전송과 관련된 상기 제1 전송기를 통한 제1 전송의 우선순위에 추가로 기초하며,
상기 프로세서는 상기 추정 및 상기 우선순위에 기초하여 상기 제2 무선 전송기에 대한 제2 목표 전송 시간을 결정하도록 추가로 구성되어 있는, 전자파 흡수율 제어를 제공하는 무선 기기.
제4항에 있어서,
상기 시간 주기의 시작 및 종료는 프레임/수퍼프레임의 시작 및 종료에 각각 동기화되어 있고,
상기 프로세서는 제어 전송을 위해 보류된 타임슬롯 동안 제어 전송 대신 데이터 전송을 허용하도록 추가로 구성되어 있는, 전자파 흡수율 제어를 제공하는 무선 기기.
전자파 흡수율(SAR) 제어 제공 방법에 있어서,
용량 센서로부터 제1 캐패시터의 제1 용량 측정치를 수신하는 단계 - 상기 용량 센서는 무선 기기에 결합되어 있고, 상기 무선 기기는 무선 전송기를 포함함 - ;
상기 측정치에 기초하여 상기 무선 기기에 대한 인체의 상대적 근접을 추정하는 단계;
상기 추정에 기초하여 시간 주기 내에 상기 무선 전송기에 대한 목표 전송 시간을 결정하는 단계; 및
상기 시간 주기 동안 상기 무선 전송기의 전송 시간이 상기 목표 전송 시간을 초과하면 상기 시간 주기의 일부 동안 상기 무선 전송기를 스위치 오프하는 단계
를 포함하는 전자파 흡수율 제어 제공 방법.
제8항에 있어서,
상기 용량 센서로부터 제2 캐패시터의 제2 용량 측정치를 수신하는 단계
를 더 포함하며,
상기 상대적 근접을 추정하는 단계는 상기 제2 용량 측정치에 추가로 기초하는, 전자파 흡수율 제어 제공 방법.
제9항에 있어서,
상기 제1 용량 측정치 및 상기 제2 용량 측정치에 기초하여 상기 장치와 관련된 인체의 존재를 결정하는 단계;
상기 인체가 존재하는 것으로 결정되면, 상기 상대적 근접을 추정하고 상기 상대적 근접의 추정에 기초하여 SAR 제어가 필요한지를 판단하는 단계;
SAR 제어가 필요하면, 채널 품질 메트릭과 임계치를 비교하는 단계;
상기 채널 품질 메트릭이 임계치보다 작으면 상기 목표 전송 시간을 결정하고, 상기 시간 주기 동안 상기 무선 전송기의 전송 시간이 상기 목표 전송 시간을 초과하면 상기 시간 주기의 일부 동안 상기 무선 전송기를 스위치 오프하는 단계; 및
상기 채널 품질 메트릭이 임계치보다 작지 않으면, 전력 철회 인자를 결정하고 제1 시간 주기 동안 상기 전력 철회 인자만큼 최대 전력 레벨로부터 감소된 전력 레벨로 전송하는 단계
를 포함하는 전자파 흡수율 제어 제공 방법.
제10항에 있어서,
상기 목표 전송 시간을 결정하는 단계는,
상기 제1 용량 측정치 및 상기 제2 용량 측정치를 사용하여 용량 영역 및 대응하는 목표 전송 듀티 사이클의 테이블에서 목표 전송 듀티 사이클을 검색하는 단계
를 포함하는, 전자파 흡수율 제어 제공 방법.
제9항에 있어서,
상기 무선 전송기는 안테나를 포함하고,
상기 방법은,
상기 안테나가 작동 가능한지를 나타내는 신호를 안테나 검출 회로로부터 수신하는 단계
를 더 포함하며,
상기 안테나가 작동 가능할 때에만 상기 무선 전송기를 스위치 오프하는, 전자파 흡수율 제어 제공 방법.
제12항에 있어서,
상기 무선 기기는 제2 안테나를 포함하는 제2 무선 전송기를 더 포함하며,
상기 목표 전송 시간을 결정하는 단계는 상기 제2 무선 전송기를 통한 제2 전송과 관련된 상기 제1 전송기를 통한 제1 전송의 우선순위에 추가로 기초하며,
상기 방법은,
상기 추정 및 상기 우선순위에 기초하여 상기 제2 무선 전송기에 대한 제2 목표 전송 시간을 결정하는 단계
를 더 포함하는 전자파 흡수율 제어 제공 방법.
무선 기기에 있어서,
무선 전송기;
제1 용량값 및 제2 용량값을 측정하도록 구성되어 있는 용량 센서; 및
상기 무선 전송기 및 상기 용량 센서에 결합되어 있는 프로세서
를 포함하며,
상기 프로세서는,
상기 무선 기기에 인체가 근접 위치하는 것을 검출하고;
상기 제1 용량값 및 상기 제2 용량값에 기초하여 상기 인체가 위치하는 복수의 근접 영역 중 제1 근접 영역을 식별하며;
상기 무선 전송기의 전송 시간을 시간 주기 동안 모니터링하며; 그리고
상기 전송 시간이 목표 전송 시간을 초과하면, 상기 시간 주기의 일부 동안 상기 무선 전송기에 의한 전송을 금지하도록 구성되어 있으며,
상기 목표 전송 시간을 초과하는 전송 시간은 상기 근접 영역에 위치하는 인체에 대한 하나 이상의 전자파 흡수율(SAR) 준수 기준을 충족하지 않는, 무선 기기.
제14항에 있어서,
상기 제1 근접 영역과 연관된 제1 표면 및 상기 복수의 근접 영역 중 제2 근접 영역과 연관된 제2 표면을 더 포함하는, 무선 기기.
제15항에 있어서,
상기 프로세서는,
채널 품질 메트릭과 임계치를 비교하고 상기 채널 품질 메트릭이 임계치보다 작으면 상기 목표 전송 시간을 결정하며; 그리고 상기 채널 품질 메트릭이 임계치보다 크면, 전력 철회 인자를 결정하고 상기 시간 주기 동안 상기 전력 철회 인자만큼 최대 전력 레벨로부터 감소된 전력 레벨로 전송하도록 추가로 구성되어 있는, 무선 기기.
제16항에 있어서,
용량 영역 및 대응하는 목표 전송 듀티 사이클의 테이블을 저장하도록 구성되어 있는 메모리를 더 포함하며,
상기 프로세서는 상기 메모리에 결합되어 있고,
상기 목표 전송 시간을 결정하는 것은 상기 제1 용량 측정치 및 상기 제2 용량 측정치를 사용하여 상기 테이블에서 목표 전송 듀티 사이클을 검색하는 것을 포함하며,
상기 목표 전송 시간은 상기 시간 주기를 승산한 상기 목표 전송 듀티 사이클과 동일한, 무선 기기.
제15항에 있어서,
상기 무선 전송기는 안테나를 포함하고,
상기 장치는 상기 안테나가 작동 가능한지를 나타내는 신호를 생성하도록 구성되어 있는 안테나 상태 회로를 더 포함하며,
상기 프로세서는 상기 신호를 수신하도록 구성되어 있으며,
상기 프로세서는 상기 안테나가 작동 가능할 때에만 상기 시간 주기의 일부 동안 상기 무선 전송기를 스위치 오프하도록 구성되어 있는, 무선 기기.
제18항에 있어서,
제2 안테나를 포함하는 제2 무선 전송기를 더 포함하며,
목표 전송 시간을 결정하는 것은, 상기 제2 무선 전송기를 통한 제2 전송과 관련된 상기 제1 전송기를 통한 제1 전송의 우선순위에 추가로 기초하며,
상기 프로세서는 상기 추정 및 상기 우선순위에 기초하여 상기 제2 무선 전송기에 대한 제2 목표 전송 시간을 결정하도록 추가로 구성되어 있는, 무선 기기.
제17항에 있어서,
상기 시간 주기의 시작 및 종료는 프레임/수퍼프레임의 시작 및 종료에 각각 동기화되어 있고,
상기 프로세서는 제어 전송을 위해 보류된 타임슬롯 동안 제어 전송 대신 데이터 전송을 허용하도록 추가로 구성되어 있는, 무선 기기.