TWI811482B - Signal processing apparatuses and method for controlling exposure to wireless communication and terminal capable of connecting to multiple wireless communication systems - Google Patents
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Abstract
Description
本發明概念是有關於無線通訊,且更具體而言,是有關於一種用於控制使用者在用於無線通訊的電磁波中的曝露的設備及方法。 The present inventive concept relates to wireless communications, and more particularly, to an apparatus and method for controlling a user's exposure to electromagnetic waves used in wireless communications.
本申請案主張分別於2018年11月27日及2019年4月9日在韓國智慧財產局提出申請的韓國專利申請案第10-2018-0148762號及第10-2019-0041493號的權益,所述韓國專利申請案的揭露內容全部併入本文中供參考。 This application claims the rights and interests of Korean Patent Application Nos. 10-2018-0148762 and 10-2019-0041493, which were filed with the Korean Intellectual Property Office on November 27, 2018 and April 9, 2019 respectively. The entire disclosure of the Korean patent application is hereby incorporated by reference.
無線通訊系統中的訊號傳輸可能容易受到路徑損耗、陰 影衰落(shadow fading)等的影響,且因此,可使用高傳輸功率來防止或降低無線通訊服務品質(quality of service,QoS)的劣化。特別地,在使用容易衰減的高頻帶(例如毫米波(millimeter wave,mmWave))訊號進行無線通訊的情形中,可使用高傳輸功率。然而,隨著傳輸功率增加,無線通訊裝置中的熱量產生可能增加。此外,隨著傳輸功率增加,在傳輸期間可能產生具有高密度的電磁波。因此,可期望降低無線通訊裝置(例如終端機)的使用者由於電磁波而吸收的能量。 Signal transmission in wireless communication systems may be susceptible to path loss, Therefore, high transmission power can be used to prevent or reduce the degradation of wireless communication quality of service (QoS). In particular, in the case of wireless communication using high-frequency band (eg, millimeter wave (mmWave)) signals that are easily attenuated, high transmission power may be used. However, as transmission power increases, heat generation in wireless communication devices may increase. Furthermore, as transmission power increases, electromagnetic waves with high density may be generated during transmission. Therefore, it is desirable to reduce the energy absorbed by a user of a wireless communication device (eg, a terminal) due to electromagnetic waves.
本發明概念提供一種用於在保持無線通訊品質的同時有效地降低使用者在電磁波中的曝露的方法及設備。 The inventive concept provides a method and device for effectively reducing a user's exposure to electromagnetic waves while maintaining wireless communication quality.
根據本發明概念的態樣,提供一種用於控制在無線通訊中的曝露的訊號處理設備,所述訊號處理設備包括處理電路系統,所述處理電路系統被配置成基於第二天線模組的反射係數來控制藉由第一天線模組進行的傳輸,所述第一天線模組被配置成在第一頻帶中進行無線通訊,所述第二天線模組被配置成在第二頻帶中進行無線通訊,所述第二頻帶是較所述第一頻帶低的頻帶。 According to an aspect of the inventive concept, a signal processing device for controlling exposure in wireless communications is provided, the signal processing device includes a processing circuit system configured to be based on a second antenna module The reflection coefficient controls transmission by a first antenna module configured to perform wireless communication in a first frequency band, and the second antenna module is configured to perform wireless communication in a second frequency band. Wireless communication is performed in a frequency band, and the second frequency band is a lower frequency band than the first frequency band.
根據本發明概念的態樣,提供一種用於控制在無線通訊中的曝露的訊號處理設備,所述訊號處理設備包括處理電路系統,所述處理電路系統被配置成:自多個第一天線模組接收多個功率位準,所述多個第一天線模組被配置成在第一頻帶中進行無 線通訊,所述多個第一天線模組中每一相應的第一天線模組包括相應的天線及相應的功率感測器,所述相應的功率感測器被配置成偵測經由所述相應的天線接收的訊號的相應的功率位準,所述相應的功率位準是所述多個功率位準之一,且當所述多個功率位準中的最低功率位準與所述多個功率位準中的第二最低功率位準之差大於第一參考值時,降低藉由所述多個第一天線模組中的低功率第一天線模組輸出的傳輸功率,所述低功率第一天線模組對應於所述最低功率位準。 According to an aspect of the inventive concept, a signal processing device for controlling exposure in wireless communications is provided. The signal processing device includes a processing circuit system configured to: from a plurality of first antennas The module receives a plurality of power levels, and the plurality of first antenna modules are configured to perform wireless operation in a first frequency band. Line communication, each corresponding first antenna module among the plurality of first antenna modules includes a corresponding antenna and a corresponding power sensor, the corresponding power sensor is configured to detect via A corresponding power level of a signal received by the corresponding antenna, the corresponding power level is one of the plurality of power levels, and when the lowest power level of the plurality of power levels is the same as the When the difference between the second lowest power level among the plurality of power levels is greater than the first reference value, the transmission power output by the low-power first antenna module among the plurality of first antenna modules is reduced. , the low-power first antenna module corresponds to the lowest power level.
根據本發明概念的態樣,提供一種能夠連接至多個無線通訊系統的終端機,所述終端機包括:多個第一天線模組,被配置成使用第一頻帶連接至第一無線通訊系統;多個第二天線模組,被配置成使用第二頻帶連接至第二無線通訊系統,所述第二頻帶是較所述第一頻帶低的頻帶;以及處理電路系統,被配置成:計算所述多個第二天線模組的多個所計算反射係數,且基於所述多個所計算反射係數來控制藉由所述多個第一天線模組進行的傳輸。 According to aspects of the concept of the present invention, a terminal capable of connecting to multiple wireless communication systems is provided. The terminal includes: a plurality of first antenna modules configured to connect to the first wireless communication system using a first frequency band. ; A plurality of second antenna modules configured to connect to a second wireless communication system using a second frequency band, the second frequency band being a lower frequency band than the first frequency band; and a processing circuit system configured to: A plurality of calculated reflection coefficients of the plurality of second antenna modules are calculated, and transmission by the plurality of first antenna modules is controlled based on the plurality of calculated reflection coefficients.
根據本發明概念的態樣,提供一種控制在毫米波(mmWave)無線通訊中的曝露的方法,所述方法包括:計算多個第二天線模組的多個所計算反射係數,所述多個第二天線模組被配置成使用低於毫米波頻帶的頻帶連接至低頻帶無線通訊系統;基於所述多個所計算反射係數來估計外部物體與多個第一天線模組之間的多個所估計距離,所述多個第一天線模組被配置成使用 毫米波連接至毫米波無線通訊系統;以及基於所述多個所估計距離來控制藉由所述多個第一天線模組進行的傳輸。 According to aspects of the inventive concept, a method of controlling exposure in millimeter wave (mmWave) wireless communications is provided, the method comprising: calculating a plurality of calculated reflection coefficients of a plurality of second antenna modules, the plurality of The second antenna module is configured to connect to the low-frequency band wireless communication system using a frequency band lower than the millimeter wave frequency band; and estimate multiplexed reflection coefficients between the external object and the plurality of first antenna modules based on the plurality of calculated reflection coefficients. estimated distance, the plurality of first antenna modules are configured to use Millimeter waves are connected to a millimeter wave wireless communication system; and transmission by the plurality of first antenna modules is controlled based on the plurality of estimated distances.
10:第一基地台 10:The first base station
20:第二基地台 20: Second base station
61、61'、334、534:功率放大器(PA) 61, 61', 334, 534: Power amplifier (PA)
62、62':耦合器 62, 62': coupler
63、63'、310、320、510、520、710、720:天線 63, 63', 310, 320, 510, 520, 710, 720: Antenna
100、200、400、600、600'、800:使用者裝備(UE) 100, 200, 400, 600, 600', 800: User Equipment (UE)
111、112、210、300、500、410、700、810:第一天線模組 111, 112, 210, 300, 500, 410, 700, 810: first antenna module
121、122、220、421、422、621、621'、820:第二天線模組 121, 122, 220, 421, 422, 621, 621', 820: second antenna module
150、250、650、650'、850:訊號處理器 150, 250, 650, 650', 850: signal processor
155、255、655、655'、855:控制器 155, 255, 655, 655', 855: Controller
251、851:第一處理電路 251, 851: first processing circuit
252、652、652'、852:第二處理電路 252, 652, 652', 852: Second processing circuit
330、340、530、540、730、740:前端射頻(RF)電路 330, 340, 530, 540, 730, 740: Front-end radio frequency (RF) circuit
331、370、531、570、770:開關 331, 370, 531, 570, 770: switch
332、532:低雜訊放大器(LNA) 332, 532: Low Noise Amplifier (LNA)
333、533:接收(RX)移相器 333, 533: Receive (RX) phase shifter
335、535:發射(TX)移相器 335, 535: Transmit (TX) phase shifter
336:功率偵測器/功率感測器 336:Power detector/power sensor
350、550、560、750、760:緩衝器 350, 550, 560, 750, 760: buffer
360:TX緩衝器 360:TX buffer
537:溫度感測器 537:Temperature sensor
657、657':查找表 657, 657': lookup table
658:人工類神經網路(ANN) 658:Artificial Neural Network (ANN)
736、746:功率偵測器 736, 746: Power detector
737、747:溫度感測器 737, 747: Temperature sensor
780:資料處理器 780:Data processor
900:通訊裝置 900: Communication device
910:應用專用積體電路(ASIC) 910: Application Specific Integrated Circuit (ASIC)
930:應用專用指令集處理器(ASIP) 930: Application Specific Instruction Set Processor (ASIP)
950:記憶體 950:Memory
970:主處理器 970: Main processor
990:主記憶體 990: Main memory
C1、......、CK:組合 C 1 ,...,C K : combination
C_TX:控制訊號 C_TX: control signal
D、di、D1、D2、......、DN:距離 D, di , D 1 , D 2 ,..., D N : distance
D1:第一距離 D 1 : first distance
D2:第二距離 D 2 : second distance
d11、d12、......、d1N、......、dK1、dK2、......、dKN:距離的組合值 d 11 , d 12 ,..., d 1N ,..., d K1 , d K2 ,..., d KN : combination value of distance
P_MIN1:第一最小功率 P_MIN1: first minimum power
P_MIN2:第二最小功率 P_MIN2: The second minimum power
R、R1、R2、......、RM:反射係數 R, R 1 , R 2 ,..., R M : Reflection coefficient
r11、r12、......、r1M、......、rK1、rK2、......、rKM:反射係數 的值組合 r 11 , r 12 ,..., r 1M ,..., r K1 , r K2 ,..., r KM : combination of reflection coefficient values
RAT1:第一無線通訊系統 RAT1: The first wireless communication system
RAT2:第二無線通訊系統 RAT2: The second wireless communication system
REF1:第一參考值 REF1: first reference value
S10、S20、S30、S30'、S31、S33、S35、S37、S39、S40、S50、S50'、S52、S54、S56、S58、S60、S70:操作 S10, S20, S30, S30', S31, S33, S35, S37, S39, S40, S50, S50', S52, S54, S56, S58, S60, S70: Operation
S_FC、S_FC1:正向耦合訊號 S_FC, S_FC1: forward coupling signal
S_RC、S_RC1:反向耦合訊號 S_RC, S_RC1: reverse coupled signal
S_RF:RF訊號 S_RF: RF signal
S_STA:狀態訊號 S_STA: status signal
X、Y、Z:軸 X, Y, Z: axis
結合附圖閱讀以下詳細說明,將更清楚地理解本發明概念的實施例,附圖中:本文所附圖式可能未按比例繪製以便於說明,且可能在尺寸上被放大或縮小。 Embodiments of the inventive concepts will be more clearly understood by reading the following detailed description in conjunction with the accompanying drawings, in which the figures appended herein may not be drawn to scale for ease of illustration and may be exaggerated or reduced in size.
圖1是示出根據本發明概念實施例包括無線通訊裝置的無線通訊系統的方塊圖。 FIG. 1 is a block diagram illustrating a wireless communication system including a wireless communication device according to an embodiment of the present invention.
圖2是示出根據本發明概念實施例的使用者裝備(user equipment,UE)的方塊圖。 FIG. 2 is a block diagram illustrating user equipment (UE) according to an embodiment of the present invention.
圖3是根據本發明概念實施例用於控制在無線通訊中的曝露的方法的流程圖。 3 is a flowchart of a method for controlling exposure in wireless communications according to an embodiment of the present invention.
圖4是根據本發明概念實施例的UE的示意性立體圖。 Figure 4 is a schematic perspective view of a UE according to an embodiment of the present invention.
圖5是示出根據本發明概念實施例的第二天線模組的反射係數的實例的圖表。 5 is a graph showing an example of a reflection coefficient of a second antenna module according to an embodiment of the present invention.
圖6是示出根據本發明概念實施例包括查找表的UE的方塊圖。 FIG. 6 is a block diagram illustrating a UE including a lookup table according to an embodiment of the present inventive concept.
圖7是示出根據本發明概念實施例的UE中所包括的查找表的實例的圖。 FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a lookup table included in a UE according to an embodiment of the present concept.
圖8是示出根據本發明概念實施例包括人工類神經網路 (artificial neural network)的UE的方塊圖。 Figure 8 is a diagram illustrating an artificial neural network according to a conceptual embodiment of the present invention. (artificial neural network) block diagram of UE.
圖9是示出根據本發明概念實施例的圖3所示操作S30的實例的流程圖。 FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of operation S30 shown in FIG. 3 according to an embodiment of the present invention.
圖10是示出根據本發明概念實施例包括控制器的UE的方塊圖,所述控制器被配置成接收狀態訊號S_STA。 FIG. 10 is a block diagram illustrating a UE including a controller configured to receive a status signal S_STA according to an embodiment of the present invention.
圖11是示出根據本發明概念實施例包括功率偵測器的第一天線模組的方塊圖。 FIG. 11 is a block diagram illustrating a first antenna module including a power detector according to an embodiment of the present invention.
圖12是根據本發明概念實施例用於藉由控制包括圖11所示第一天線模組在內的多個第一天線模組的傳輸來控制在無線通訊中的曝露的方法的流程圖。 FIG. 12 is a flowchart of a method for controlling exposure in wireless communications by controlling transmission of a plurality of first antenna modules including the first antenna module shown in FIG. 11 according to a conceptual embodiment of the present invention. Figure.
圖13是示出根據本發明概念實施例的圖12所示操作S50的實例的流程圖。 FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of operation S50 shown in FIG. 12 according to an embodiment of the present invention.
圖14是示出根據本發明概念實施例包括溫度感測器的第一天線模組的方塊圖。 FIG. 14 is a block diagram illustrating a first antenna module including a temperature sensor according to an embodiment of the present invention.
圖15是根據本發明概念實施例用於藉由控制包括圖14所示第一天線模組在內的多個第一天線模組的傳輸來控制在無線通訊中的曝露的方法的流程圖。 FIG. 15 is a flowchart of a method for controlling exposure in wireless communications by controlling transmission of a plurality of first antenna modules including the first antenna module shown in FIG. 14 according to a conceptual embodiment of the present invention. Figure.
圖16是示出根據本發明概念實施例包括資料處理器的第一天線模組的方塊圖。 16 is a block diagram illustrating a first antenna module including a data processor according to an embodiment of the present invention.
圖17是示出根據本發明概念實施例的通訊裝置的方塊圖。 FIG. 17 is a block diagram illustrating a communication device according to an embodiment of the present invention.
圖1是示出根據本發明概念實施例包括無線通訊裝置的無線通訊系統的方塊圖。詳細而言,圖1示出作為支援多個無線通訊系統(如第一無線通訊系統RAT1及第二無線通訊系統RAT2)的無線通訊裝置的使用者裝備(UE)100。 FIG. 1 is a block diagram illustrating a wireless communication system including a wireless communication device according to an embodiment of the present invention. In detail, FIG. 1 shows a user equipment (UE) 100 as a wireless communication device that supports multiple wireless communication systems (such as the first wireless communication system RAT1 and the second wireless communication system RAT2).
無線通訊系統可包括但不限於使用蜂巢式網路的無線通訊系統,如第五代(5th generation,5G)無線系統、長期演進(long term evolution,LTE)系統、高級LTE系統、分碼多重存取(code division multiple access,CDMA)系統、全球行動通訊系統(global system for mobile communications,GSM)系統、無線區域網路(wireless local area network,WLAN)系統及/或任何其他無線通訊系統。在下文中,將主要參照使用蜂巢式網路的無線通訊系統來闡述無線通訊系統,但應理解,示例性實施例並非僅限於此。 Wireless communication systems may include but are not limited to wireless communication systems using cellular networks, such as fifth generation (5G) wireless systems, long term evolution (LTE) systems, advanced LTE systems, and code-fractionated multiplex memory systems. (code division multiple access, CDMA) system, global system for mobile communications (GSM) system, wireless local area network (WLAN) system and/or any other wireless communication system. In the following, the wireless communication system will be mainly explained with reference to a wireless communication system using a cellular network, but it should be understood that the exemplary embodiments are not limited thereto.
UE 100可連接至可彼此不同的第一無線通訊系統RAT1及第二無線通訊系統RAT2,且第一無線通訊系統RAT1可使用較第二無線通訊系統RAT2高的頻帶。例如,第一無線通訊系統RAT1(例如毫米波無線通訊系統)可為使用毫米波(mmWave)的無線通訊系統(例如5G系統),而第二無線通訊系統RAT2(例如低頻帶無線通訊系統)可為使用低於毫米波的頻帶的無線通訊系統(例如LTE系統)。第二無線通訊系統RAT2亦可被稱為舊式(legacy)無線通訊系統。如圖1所示,UE 100可在第一無線通訊系統RAT1中與第一基地台10通訊,且在第二無線通訊系統RAT2中與第二
基地台20通訊。在一些實施例中,不同於圖1所示的實施例,UE 100可根據二或更多個不同無線通訊系統(例如,經由第一無線通訊系統RAT1及第二無線通訊系統RAT2)與一個基地台通訊。此外,在一些實施例中,UE 100可支援與三或更多個不同無線通訊系統的連接。
The
基地台(base station,BS)(如第一基地台10及第二基地台20)可泛指與UE及/或其他基地台通訊的固定站台,且可藉由與UE及/或其他基地台通訊來交換資料及/或控制資訊。例如,基地台可被稱為節點B、演進節點B(evolved-Node B,eNB)、下一代節點B(generation Node B,gNB)、扇區(sector)、站點(site)、基地收發器系統(base transceiver system,BTS)、存取點(access point,AP)、中繼節點、遠端無線電頭(remote radio head,RRH)、無線電單元(radio unit,RU)、小型小區等。在本說明書中,基地台或小區可被理解為指示由CDMA中的基地台控制器(base station controller,BSC)、寬頻分碼多重存取(wideband code division multiple access,WCDMA)中的節點B、LTE中的eNB、5G中的gNB、及/或扇區(站點)涵蓋的一部分及/或功能的綜合性用語,且可包括各種覆蓋區域,如巨型小區(megacell)、大型小區(macrocell)、微型小區(microcell)、微微小區(picocell)、毫微微小區(femtocell)、RRH、RU及/或小型小區通訊範圍。
A base station (BS) (such as the
UE 100可指固定型或行動型的任何裝備,且可與基地台(例如,第一基地台10及/或第二基地台20)通訊,以發射及/或
接收資料及/或控制資訊。例如,UE 100可被稱為終端機、終端機裝備、行動站台(mobile station,MS)、行動終端機(mobile terminal,MT)、使用者終端機(user terminal,UT)、用戶站台(subscriber station)、無線裝置、手持式裝置等。在下文中,將主要參照作為無線通訊裝置的UE 100來闡述示例性實施例,但應理解,示例性實施例並非僅限於此。
The
UE 100與第一基地台10或第二基地台20之間的無線通訊網路可支援多個使用者之間藉由共享可用網路資源而進行的通訊。例如,在無線通訊網路中,可以各種多連接方案來發射資訊,如分碼多重存取(CDMA)、分頻多重存取(frequency division multiple access,FDMA)、分時多重存取(time division multiple access,TDMA)、正交分頻多重存取(orthogonal frequency division multiple access,OFDMA)、單載波分頻多重存取(single carrier frequency division multiple access,SC-FDMA)、OFDM-FDMA、OFDM-TDMA及/或OFDM-CDMA。如圖1所示,UE 100可經由上行鏈路及/或下行鏈路與第一基地台10及/或第二基地台20通訊。在一些實施例中,各UE可藉由側行鏈路(sidelink)(例如,裝置對裝置(device-to-device,D2D))彼此通訊。例如,UE 100可藉由側行鏈路與另一UE通訊。
The wireless communication network between the
如圖1所示,UE 100可包括多個第一天線模組111及112以及多個第二天線模組121及122。第一天線模組111及112以及第二天線模組121及122中的每一者可包括至少一個天線,
且可處理經由天線接收的訊號及/或欲藉由天線發射的訊號。例如,第一天線模組111及112以及第二天線模組121及122中的每一者可包括前端射頻積體電路(radio frequency integrated circuit,RFIC),且如下參照圖11所述,可包括功率放大器、低雜訊放大器、混頻器、RF開關等。第一天線模組111及112可由UE 100用於連接至第一無線通訊系統RAT1,而第二天線模組121及122可由UE 100用於連接至第二無線通訊系統RAT2。此外,為能夠與基地台(即,第一基地台10及/或第二基地台20)通訊,儘管由於如使用者身體部分等的障礙物及/或UE 100的取向而導致藉由一些天線模組進行的發射及/或接收中斷,第一天線模組111及112以及第二天線模組121及122可被佈置成與UE 100分隔開(例如,在UE 100外部及/或遠離UE 100某一距離)。在一些實施例中,不同於圖1所示,UE 100可包括三或更多個第一天線模組,且可包括三或更多個第二天線模組。
As shown in FIG. 1 , the
UE 100可包括訊號處理器150。訊號處理器150可與第一天線模組111及112及/或第二天線模組121及122通訊。例如,訊號處理器150可藉由第一天線模組111及112中的至少一者與第一基地台10通訊,及/或可藉由第二天線模組121及122中的至少一者與第二基地台20通訊。訊號處理器150可被稱為訊號處理設備,且如圖1所示,訊號處理器150可包括控制器155。
在如毫米波(mmWave)頻帶等的高頻帶中,短波長訊號可具有強直度(straightness),且可能容易地被障礙物衰減,並
且因此,訊號可依據天線的取向而提供變化的接收比(reception ratio)。因此,在使用高頻帶來增加通量(throughput)的無線通訊系統中,發射機可使用高傳輸功率。例如,用於使用相對高的頻帶連接至第一無線通訊系統RAT1的第一天線模組111及112可使用較第二天線模組121及122更高的傳輸功率,且因此,UE 100的使用者可曝露於由第一天線模組111及112產生的電磁波。可使用如比吸收率(specific absorption rate,SAR)及/或最大許可曝露量(maximum permissible exposure,MPE)等度量(metric)來測量人體由於電磁波而吸收的能量,且如美國聯邦通訊委員會(Federal Communications and Commissions,FFC)等組織定義了無線通訊裝置應遵守的值。因此,對於例如UE 100等無線通訊裝置而言,可期望在保持與基地台(例如,第一基地台10)的無線通訊的品質的同時限制或降低使用者在電磁波中的曝露。
In high frequency bands such as millimeter wave (mmWave) bands, short wavelength signals may have straightness and may be easily attenuated by obstacles and
And therefore, the signal can provide varying reception ratios depending on the orientation of the antenna. Therefore, in wireless communication systems that use high frequency bands to increase throughput, the transmitter can use high transmission power. For example, the
控制器155可估計外部物體(例如使用者)相對於UE 100的相對位置,且可基於所估計的位置來控制第一天線模組111及112的傳輸功率,藉此控制使用者在電磁波中的曝露。在一些實施例中,控制器155可計算UE 100中所包括的用於連接至作為舊式無線通訊系統的第二無線通訊系統RAT2的第二天線模組121及122的反射係數,且基於所述反射係數來估計外部物體相對於UE 100的相對位置。在一些實施例中,控制器155可自第一天線模組111及112中的每一者獲得關於接收功率的資訊,且基於所述接收功率來估計外部物體相對於UE 100的相對位置。此外,在
一些實施例中,控制器155可自第一天線模組111及112中的每一者獲得溫度,且可基於溫度來限定第一天線模組111及112的傳輸功率。根據一些示例性實施例,本文中闡述為由UE 100、訊號處理器150及/或控制器155執行的操作可由處理電路系統執行。本發明中所使用的用語「處理電路系統(processing circuitry)」可例如指包括邏輯電路的硬體;硬體/軟體組合,例如執行軟體的處理器;或者其組合。例如,更具體而言,處理電路系統可包括但不限於中央處理單元(central processing unit,CPU)、算術邏輯單元(arithmetic logic unit,ALU)、數位訊號處理器、微型電腦、現場可程式化閘陣列(field programmable gate array,FPGA)、系統晶片(System-on-Chip,SoC)、可程式化邏輯單元、微處理器、應用專用積體電路(application-specific integrated circuit,ASIC)等。例如,在一些實施例中,控制器155可包括藉由邏輯合成(logic synthesis)等設計的硬體邏輯區塊,且可包括軟體區塊及用於執行所述軟體區塊的至少一個處理核心。
The
圖2是示出根據本發明概念實施例的UE 200的方塊圖,且圖3是根據本發明概念實施例用於控制在無線通訊中的曝露的方法的流程圖。在一些實施例中,圖3所示方法可由圖2所示UE 200(或控制器255)執行。在下文中,將參照圖1闡述圖2及圖3。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a
參照圖2,UE 200可包括多個第一天線模組210、多個第二天線模組220及/或訊號處理器250。如上參照圖1所述,第
一天線模組210可用於使用相對高的頻帶連接至第一無線通訊系統RAT1,而第二天線模組220可用於使用相對低的頻帶連接至第二無線通訊系統RAT2。在下文中,假設UE 200包括N個第一天線模組及M個第二天線模組(M及N是大於1的整數)。
Referring to FIG. 2 , the
如圖2所示,訊號處理器250可包括第一處理電路251、第二處理電路252及/或控制器255。第一處理電路251可與第一天線模組210通訊,及/或第二處理電路252可與第二天線模組220通訊。根據一些示例性實施例,本文中闡述為由UE 200、訊號處理器250、第一處理電路251、第二處理電路252及/或控制器255執行的操作可由處理電路系統執行。例如,第一處理電路251及第二處理電路252可被稱為RFIC及/或後端RFIC,且可經由RF頻帶或中頻(intermediate frequency,IF)頻帶中的訊號與第一天線模組210及第二天線模組220通訊。此外,第一處理電路251及第二處理電路252可各自包括混頻器、濾波器、放大器等。控制器255可自第二天線模組220接收正向耦合訊號S_FC及/或反向耦合訊號S_RC,且產生用於控制第一天線模組210的傳輸功率的控制訊號C_TX。
As shown in FIG. 2 , the
參照圖3,在操作S10中,可執行用於計算第二天線模組220的反射係數的操作。例如,控制器255可基於自第二天線模組220接收的正向耦合訊號S_FC及反向耦合訊號S_RC來計算第二天線模組220中所包括的天線的反射係數。在本說明書中,天線的反射係數(或阻抗)可被稱為包括對應天線的天線模組的
反射係數(或阻抗)。如下參照圖6所述,第二天線模組220可包括雙向耦合器,且雙向耦合器可藉由將自第二處理電路252提供的訊號耦合至第二天線模組220來將正向耦合訊號S_FC提供至控制器255。此外,雙向耦合器可藉由耦合自第二天線模組220中所包括的天線反射及返回的訊號來將反向耦合訊號S_RC提供至控制器255。控制器255可根據成對的彼此對應的正向耦合訊號S_FC與反向耦合訊號S_RC來計算當前天線的阻抗,且天線的所計算阻抗可用於天線阻抗調諧(antenna impedance tuning,AIT)。例如,可如以下方程式1所示來計算反射係數Γ。
Referring to FIG. 3 , in operation S10 , an operation for calculating the reflection coefficient of the
在方程式1中,rfwd表示藉由正向耦合獲得的訊號,且rrev表示藉由反向耦合獲得的訊號。控制器255可基於天線的當前阻抗及天線的設計阻抗來計算當前天線的反射係數。在一些實施例中,可基於駐波(standing wave,SW)比來計算天線的反射係數。根據一些示例性實施例,天線的設計阻抗可指藉由經驗研究而確定的設計參數。
In
在操作S20中,可執行用於估計第一天線模組210與外部物體之間的距離的操作。如上參照圖1所述,第二天線模組220可被佈置成與UE 200分隔開,且如下參照圖4及圖5所述,第二天線模組220中所包括的天線的反射係數可依據外部物體相對於
UE 200的相對位置而變化。因此,控制器255可基於在操作S10中計算的第二天線模組220的反射係數的模式來偵測外部物體相對於UE 200的相對位置,且估計第一天線模組210與外部物體之間的距離。以下將參照圖6及圖7闡述操作S20的實例。
In operation S20, an operation for estimating a distance between the
在操作S30中,可執行用於控制藉由第一天線模組210進行的傳輸的操作。例如,控制器255可基於在操作S20中估計的距離來控制藉由第一天線模組210進行的傳輸。例如,控制器255可降低第一天線模組210中被估計為靠近外部物體的第一天線模組的傳輸功率。控制器255可增加第一天線模組210中被估計為遠離外部物體的第一天線模組的傳輸功率。因此,在不使無線通訊品質劣化的情況下,可降低外部物體(例如使用者)在電磁波的曝露。以下將參照圖9闡述操作S30的實例。
In operation S30, operations for controlling transmission through the
圖4是示意性示出根據本發明概念實施例的UE 400的立體圖,且圖5是示出根據本發明概念實施例的第二天線模組的反射係數的實例的圖表。
FIG. 4 is a perspective view schematically illustrating a
參照圖4,UE 400可包括第一天線模組410。第一天線模組410可發射及/或接收如毫米波(mmWave)頻帶等高頻帶的訊號,且如圖4所示,可包括:至少一個貼片天線(patch antenna),可形成朝向UE 400的前表面(即,垂直於Z軸的表面)的波束(例如,前側波束);及/或至少一個偶極天線(dipole antenna),可形成朝向UE 400的側表面(即,垂直於X軸的表面)的波束(例如,端射波束(end-fire beam))。儘管為了便於說明,圖4中僅示出一
個第一天線模組410,但如上參照圖式所述,UE 400可包括多個第一天線模組。
Referring to FIG. 4 ,
UE 400可包括多個第二天線模組421及422。如圖4所示,包括主天線(primary antenna)的第二天線模組421可設置於UE 400的一端處,即,在-X軸方向上的一端處,而包括分集天線(diversity antenna)的第二天線模組422可設置於另一端處,即,在+X軸方向上的一端處。
The
參照圖5,當在鄰近第二天線模組422處不存在外部物體時,第二天線模組422的阻抗可為設計阻抗,例如50歐(Ω),且因此,第二天線模組422的反射係數可對應於圖5所示極座標中的中心點。另一方面,當外部物體位於靠近UE 400的前表面處時,第二天線模組422的反射係數可移動至圖5所示極座標(例如,阻抗極座標圖)中的左下部。此外,當外部物體位於靠近UE 400的側表面處時,第二天線模組422的反射係數可移動至圖5所示極座標中的右下部。就此而言,所述多個第二天線模組421及422的反射係數可根據外部物體相對於UE 400的相對位置而變化,且因此,可估計外部物體的位置。圖5示出其中反射係數變化的實例,且應瞭解,在一些實施例中,反射係數可依據外部物體的位置以與圖5所示方式不同的方式變化。
Referring to FIG. 5 , when there is no external object adjacent to the
圖6是示出根據本發明概念實施例的UE 600的方塊圖。具體而言,圖6示出作為圖2所示訊號處理器250的實例的訊號處理器650及作為多個第二天線模組之一的實例的第二天線
模組621。在下文中,將省略與以上參照圖2給出的說明相同或相似的說明。
Figure 6 is a block diagram illustrating a
參照圖6,訊號處理器650可包括第二處理電路652、控制器655及/或查找表657。第二處理電路652可與第二天線模組621通訊。控制器655可自第二天線模組621接收正向耦合訊號S_FC1及反向耦合訊號S_RC1,且參考查找表657中所儲存的資訊來產生用於控制多個第一天線模組(例如,圖2所示210)的傳輸功率的控制訊號C_TX。例如,控制器655可確定所述多個第二天線模組的多個所計算反射係數,藉由參考查找表657中所儲存的資訊(例如,藉由確定與由所計算反射係數表示的組合相關聯的多個距離)基於所計算反射係數來獲得與外部物體的多個所獲得距離,且基於與外部物體的所獲得距離來產生控制訊號C_TX。根據一些示例性實施例,本文中闡述為由UE 600、訊號處理器650、第二處理電路652及/或控制器655執行的操作可由處理電路系統執行。
Referring to FIG. 6 , the
第二天線模組621可包括功率放大器(power amplifier,PA)61、耦合器62及/或天線63。耦合器62包括(例如,可為)雙向耦合器,且在傳輸週期期間,可藉由正向耦合(即,藉由將自功率放大器61傳送的訊號耦合(例如,輸出)至天線63)將正向耦合訊號S_FC1提供至控制器655,且藉由反向耦合(即,耦合(例如,輸出)由天線63反射的訊號)將反向耦合訊號S_RC1提供至控制器655。在一些實施例中,耦合器62可被包含於第二
天線模組621中以用於(例如,可被用於)調諧天線63的阻抗,且如上參照圖式所述,耦合器62可由控制器655用於偵測外部物體相對於UE 600的相對位置。因此,不需要如鄰近感測器(proximity sensor)、陀螺儀感測器、觸控感測器等附加組件,便可估計UE 600與外部物體之間的距離,且因此,UE 600可展現出低成本及/或高空間效率。
The
查找表657可包含包括第二天線模組621在內的多個第二天線模組的反射係數(例如,參考反射係數)的組合、以及關於與相應組合對應的外部物體位置的資訊(例如,參考距離)。因此,控制器655可存取查找表657,且偵測與基於包括正向耦合訊號S_FC1在內的正向耦合訊號(例如,圖2所示S_FC)及包括反向耦合訊號S_RC1在內的反向耦合訊號(例如,圖2所示S_RC)而計算的反射係數對應的外部物體位置。查找表657可包括記憶體(例如,可儲存於記憶體中,及/或可構成記憶體及/或資料結構),且當製造UE 600及/或訊號處理器650時,可將資訊(例如,查找表657中所包含的資訊)儲存於記憶體中。例如,查找表657可包括非揮發性記憶體,且可包括但不限於電可抹除可程式化唯讀記憶體(electrically erasable programmable read-only memory,EEPROM)、快閃記憶體、相變隨機存取記憶體(phase change random access memory,PRAM)、電阻隨機存取記憶體(resistance random access memory,RRAM)、奈米浮閘記憶體(nano floating gate memory,NFGM)、聚合物隨機存取記憶體(polymer random
access memory,PoRAM)、磁性隨機存取記憶體(magnetic random access memory,MRAM)及/或鐵電隨機存取記憶體(ferroelectric random access memory,FRAM)。以下將參照圖7闡述查找表657的實例。
The lookup table 657 may include combinations of reflection coefficients (e.g., reference reflection coefficients) of a plurality of second antenna modules including the
圖7是示出根據本發明概念實施例的UE中所包括的查找表的實例的圖。詳細而言,圖7所示查找表657'可為圖6所示查找表657的實例。如上參照圖6所述,查找表657'可包含多個第二天線模組的反射係數的組合、以及關於與相應組合對應的外部目標位置的資訊。在下文中,將參照圖6闡述圖7。 FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a lookup table included in a UE according to an embodiment of the present concept. In detail, the lookup table 657' shown in FIG. 7 may be an example of the lookup table 657 shown in FIG. 6 . As described above with reference to FIG. 6 , the lookup table 657 ′ may include combinations of reflection coefficients of multiple second antenna modules, and information about external target locations corresponding to the corresponding combinations. In the following, FIG. 7 will be explained with reference to FIG. 6 .
在一些實施例中,查找表657'可包含多個第一天線模組(例如,所述多個第一天線模組210)與外部物體之間的距離(例如,參考距離),作為分別與第二天線模組的反射係數的組合對應的外部物體位置。在一些實施例中,在製造UE 600期間,可藉由測試UE 600來產生查找表657'並將查找表657'佈建(provision)至UE 600中。例如,如圖7所示,查找表657'可包含K個組合C1至CK(K是大於1的整數),作為自M個第二天線模組獲得的M個反射係數R1至RM(例如,參考反射係數)的值組合(例如,r11至rKM)(例如,係數R1至RM中的每一者可自M個第二天線模組中的對應一者獲得)。在一些實施例中,查找表657'中所包含的反射係數的值可指示反射係數的範圍(例如,可能的及/或預測的反射係數的完整範圍)。因此,查找表657'包含分別與K個組合C1至CK對應的N個第一天線模組與外部物體之間的N個距離D1
至DN的組合值(例如d11至dKN)(例如,距離D1至DN中的每一者可表示外部物體與N個第一天線模組中的對應一者之間的距離)。在一些實施例中,查找表657'中所包含的距離值可指示距離範圍,且可指示與外部物體分隔開的程度,例如非常靠近、靠近或遠離。
In some embodiments, the lookup table 657' may include distances (eg, reference distances) between a plurality of first antenna modules (eg, the plurality of first antenna modules 210) and external objects, as The positions of external objects respectively correspond to the combinations of reflection coefficients of the second antenna module. In some embodiments, lookup table 657' may be generated and provisioned into
圖8是示出根據本發明概念實施例的UE 600'的方塊圖。具體而言,圖8示出作為圖6所示訊號處理器650的實例的訊號處理器650'以及作為多個第二天線模組(例如,所述多個第二天線模組220)之一的實例的第二天線模組621'。在下文中,將省略與以上參照圖6給出的說明相同或相似的說明。
Figure 8 is a block diagram illustrating a UE 600' according to an embodiment of the present concept. Specifically, FIG. 8 illustrates a signal processor 650' as an example of the
參照圖8,訊號處理器650'可包括第二處理電路652'、控制器655'及/或人工類神經網路(artificial neural network,ANN)658。此外,第二天線模組621'可包括功率放大器61'、耦合器62'及/或天線63',且可將正向耦合訊號S_FC1及反向耦合訊號S_RC1提供至控制器655'。與圖6所示訊號處理器650相較,圖8所示訊號處理器650'可包括ANN 658,而非查找表657。根據一些示例性實施例,本文中闡述為由UE 600'、訊號處理器650'、第二處理電路652'、控制器655'及/或ANN 658執行的操作可由處理電路系統執行。
Referring to FIG. 8 , the signal processor 650' may include a second processing circuit 652', a controller 655', and/or an artificial neural network (ANN) 658. In addition, the second antenna module 621' may include a power amplifier 61', a coupler 62' and/or an antenna 63', and may provide the forward coupling signal S_FC1 and the reverse coupling signal S_RC1 to the controller 655'. Compared with the
ANN 658可自控制器655'接收包括第二天線模組621'在內的多個第二天線模組的反射係數R且因應於反射係數R而輸出多個第一天線模組(例如,圖2所示210)與外部物體之間的距
離D。ANN 658可指其中將人工神經元(或神經元模型)的集合相互連接的結構(例如,經過訓練的特徵向量)。人工神經元可藉由對輸入資料執行簡單操作來產生輸出資料,且輸出資料可被傳遞至其他人工神經元。可利用多個第二天線模組(例如,多個參考第二天線模組)的反射係數(例如,參考反射係數)來訓練ANN 658,且因此,ANN 658可因應於由控制器655'提供的反射係數R而輸出距離D。
The
圖9是示出根據本發明概念實施例的圖3所示操作S30的實例的流程圖。如上參照圖3所述,可在圖9所示操作S30'中執行用於控制藉由多個第一天線模組(例如,圖2所示210)進行的傳輸的操作。詳細而言,圖9示出基於N個第一天線模組中的特定第一天線模組與外部物體之間的距離di(1iN)來控制藉由所述特定第一天線模組進行的傳輸的方法,且可針對所述N個第一天線模組中的每一者重複圖9所示操作S30'。如圖9所示,操作S30'可包括多個操作S31、S33、S35、S37及S39,且在一些實施例中,圖9所示操作S30'可由圖2所示控制器255執行。下文中,將參照圖2闡述圖9。
FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of operation S30 shown in FIG. 3 according to an embodiment of the present invention. As described above with reference to FIG. 3 , operations for controlling transmission through a plurality of first antenna modules (eg, 210 shown in FIG. 2 ) may be performed in operation S30 ′ shown in FIG. 9 . In detail, FIG. 9 shows a diagram based on the distance di (1 i N) to control transmission by the specific first antenna module, and operation S30' shown in FIG. 9 may be repeated for each of the N first antenna modules. As shown in FIG. 9 , operation S30 ′ may include a plurality of operations S31 , S33 , S35 , S37 and S39 , and in some embodiments, operation S30 ′ shown in FIG. 9 may be performed by the
參照圖9,在操作S31中,可執行用於將距離di與第一距離D1進行比較的操作。第一距離D1可小於以下闡述的第二距離D2,且可具有用以確定如下狀態的小值(例如,5毫米(mm)或10毫米):外部物體非常靠近第一天線模組。因此,當距離di小於第一距離D1時,可確定外部物體非常靠近第一天線模組。如 圖9所示,當距離di小於第一距離D1時,可隨後執行操作S33。另一方面,當距離di不小於第一距離D1時,可隨後執行操作S37。 Referring to FIG. 9 , in operation S31 , an operation for comparing the distance di with the first distance D 1 may be performed. The first distance D 1 may be less than the second distance D 2 explained below, and may have a small value (eg, 5 millimeters (mm) or 10 mm) to determine a state in which an external object is very close to the first antenna module . Therefore, when the distance d i is less than the first distance D 1 , it can be determined that the external object is very close to the first antenna module. As shown in FIG. 9 , when the distance di is smaller than the first distance D 1 , operation S33 may be subsequently performed. On the other hand, when the distance d i is not less than the first distance D 1 , operation S37 may be subsequently performed.
當在操作S31中確定距離di小於第一距離D1時,可在操作S33中執行用於降低與距離di對應的第一天線模組(例如,所述特定第一天線模組)的傳輸功率的操作。例如,控制器255可基於距離di小於第一距離D1來確定外部物體非常靠近與距離di對應的第一天線模組,且因此,控制器255可藉由控制訊號C_TX來降低對應的第一天線模組的傳輸功率或者將對應的第一天線模組去能(disable),以降低外部物體對電磁波的能量吸收。
When it is determined that the distance di is smaller than the first distance D 1 in operation S31 , lowering the first antenna module corresponding to the distance di (eg, the specific first antenna module) may be performed in operation S33 ) transmission power operation. For example, the
在操作S35中,可執行用於增加與期望距離(desirable distance)對應的至少一個第一天線模組(例如,不同於與距離di對應的第一天線模組的第一天線模組)的傳輸功率的操作。例如,控制器255可藉由控制訊號C_TX來增加多個第一天線模組中的至少一個第一天線模組的傳輸功率,其中所述至少一個第一天線模組與外部物體相距期望距離。期望距離可指未偵測到外部物體或者對外部物體的影響很微小的距離。在一些實施例中,期望距離可被定義為大於第一距離D1及第二距離D2的距離。因此,可在操作S33中降低靠近外部物體的第一天線模組的傳輸功率,而可在操作S35中增加遠離外部物體的至少一個第一天線模組的傳輸功率。因此,在可保持無線通訊品質的同時,可降低使用者在電磁波中的曝露。
In operation S35, adding at least one first antenna module corresponding to a desirable distance (eg, a first antenna module different from the first antenna module corresponding to the distance di ) may be performed. Group) transmission power operation. For example, the
當在操作S31中確定距離di不小於第一距離D1時,可 在操作S37中執行用於將距離di與第二距離D2進行比較的操作。第二距離D2可大於第一距離D1,且可具有用於確定如下狀態的值(例如,50毫米或100毫米):外部物體靠近但不是非常靠近第一天線模組。因此,當距離di小於第二距離D2時,距離di可介於第一距離D1與第二距離D2之間,且可確定外部物體靠近第一天線模組。如圖9所示,當距離di小於第二距離D2時,可隨後執行操作S39。當距離di不小於第二距離D2時,可針對第一天線模組及/或所述多個第一天線模組中不同的第一天線模組重複操作S30'。 When it is determined that the distance di is not smaller than the first distance D1 in operation S31, an operation of comparing the distance di with the second distance D2 may be performed in operation S37. The second distance D 2 may be greater than the first distance D 1 and may have a value (eg, 50 mm or 100 mm) for determining a state in which an external object is close to but not very close to the first antenna module. Therefore, when the distance d i is less than the second distance D 2 , the distance d i may be between the first distance D 1 and the second distance D 2 , and it may be determined that the external object is close to the first antenna module. As shown in FIG. 9 , when the distance di is smaller than the second distance D 2 , operation S39 may be subsequently performed. When the distance d i is not less than the second distance D 2 , the operation S30 ′ may be repeated for the first antenna module and/or different first antenna modules among the plurality of first antenna modules.
當在操作S37中確定距離di小於第二距離D2時,可在操作S39中執行用於擴展與距離di對應的第一天線模組的波束寬度的操作。例如,控制器255可經由控制訊號C_TX來擴展由與距離di對應的第一天線模組形成的波束的寬度,且因此,可降低由使用者吸收的能量密度。根據一些示例性實施例,第一距離D1及/或第二距離D2可為藉由經驗研究而確定的設計參數。
When it is determined that the distance di is smaller than the second distance D2 in operation S37, an operation for extending the beam width of the first antenna module corresponding to the distance di may be performed in operation S39. For example, the
圖10是示出根據本發明概念實施例的UE 800的方塊圖。參照圖10,UE 800可包括第一天線模組810、第二天線模組820及/或訊號處理器850,且訊號處理器850可包括第一處理電路851、第二處理電路852及/或控制器855。在下文中,將省略與以上參照圖2給出的說明相同或相似的說明。根據一些示例性實施例,本文中闡述為由UE 800、訊號處理器850、第一處理電路851、第二處理電路852及/或控制器855執行的操作可由處理電路系統執行。
Figure 10 is a block diagram illustrating a
控制器855可接收指示多個第一天線模組810的狀態的狀態訊號S_STA,且可基於狀態訊號S_STA來產生用於控制第一天線模組810的傳輸功率的控制訊號C_TX。儘管在圖10中未示出,但在一些實施例中,控制器855可自多個第二天線模組820接收圖2所示正向耦合訊號S_FC及反向耦合訊號S_RC,且基於正向耦合訊號S_FC及反向耦合訊號S_RC連同狀態訊號S_STA來產生控制訊號C_TX。
The
在一些實施例中,如下參照圖11及圖12所述,控制器855可接收包含關於由第一天線模組810偵測到的接收功率的資訊的狀態訊號S_STA,且基於第一天線模組810的接收功率來產生控制訊號C_TX。此外,在一些實施例中,如下參照圖14及圖15所述,控制器855可接收包含關於第一天線模組810的溫度的資訊的狀態訊號S_STA,且基於第一天線模組810的溫度來產生控制訊號C_TX。
In some embodiments, as described below with reference to FIGS. 11 and 12 , the
圖11是示出根據本發明概念實施例的第一天線模組300的方塊圖,且圖12是根據本發明概念實施例控制在無線通訊中的曝露的方法的流程圖。詳細而言,圖11所示第一天線模組300可為圖10所示第一天線模組810之一的實例,且圖12所示方法是控制包括圖11所示第一天線模組300在內的多個第一天線模組的傳輸的方法。在一些實施例中,圖12所示方法可由圖10所示控制器855執行。在下文中,將參照圖10闡述圖11及圖12。
FIG. 11 is a block diagram illustrating a
參照圖11,第一天線模組300可包括天線310至320、
前端RF電路330至340、緩衝器350及360及/或開關370。前端RF電路330可連接至天線310以及緩衝器350及360,且可包括開關331、低雜訊放大器(low-noise amplifier,LNA)332、接收(RX)移相器333、功率放大器334、發射(TX)移相器335及/或功率偵測器336(本文中亦稱為功率感測器336)。根據接收模式及/或發射模式,開關331可將天線310連接至低雜訊放大器332或功率放大器334。低雜訊放大器332可放大在接收模式中藉由開關331接收的訊號,且將經放大訊號提供至RX移相器333。RX移相器333可將自低雜訊放大器332輸出的訊號的相位移位,且將經相移訊號提供至RX緩衝器350。TX移相器335可將自TX緩衝器360接收的訊號的相位移位,且將經相移訊號提供至功率放大器334。功率放大器334可放大在發射模式中自TX移相器335接收的訊號,且將經放大訊號提供至開關331。開關331可在發射模式中將自功率放大器334輸出的訊號提供至天線310。RX緩衝器350可自前端RF電路330至340接收訊號,且可在接收模式中將訊號提供至開關370。TX緩衝器360可將在發射模式中自開關370接收的訊號提供至前端RF電路330至340。開關370可將在接收模式中自RX緩衝器350接收的訊號作為RF訊號S_RF提供至外部(例如圖10所示第一處理電路851),且將在發射模式中自第一處理電路851接收的RF訊號S_RF提供至TX緩衝器360。根據一些示例性實施例,前端RF電路330至340中的每一者可與前端RF電路330相同或相似。
Referring to FIG. 11 , the
功率偵測器336可偵測經由天線310接收的訊號的功率(例如,功率位準)。例如,在接收模式中,功率偵測器336可偵測行進穿過包括天線310、開關331、低雜訊放大器332及RX移相器333的路徑的訊號的功率。根據一些示例性實施例,功率偵測器336可包括電壓感測器及/或電流感測器。前端RF電路330至340可各自包括功率偵測器(與功率偵測器336相同或相似),且功率偵測器可將包含關於所偵測接收功率的資訊的圖10所示狀態訊號S_STA提供至控制器855(例如,藉由與控制器855的連接,例如有線連接,未示出)。在一些實施例中,可藉由狀態訊號S_STA將關於由前端RF電路330至340偵測到的所有傳輸功率的資訊提供至控制器855,且可藉由狀態訊號S_STA將根據由前端RF電路330至340偵測到的傳輸功率計算(例如,藉由結合圖16所論述的資料處理器780)的值(例如平均值)提供至控制器855作為由第一天線模組300偵測到的傳輸功率。根據一些示例性實施例,本文中闡述為由功率偵測器336執行的操作可由處理電路系統執行。根據一些示例性實施例,第一天線模組300可具有與圖11所示者不同數目的天線及對應的前端RF電路。
參照圖12,在操作S40中,可執行用於獲得關於第一天線模組810的接收功率的資訊的操作。例如,如上參照圖11所述,圖10所示控制器855可接收包含關於由第一天線模組810中所包括的功率偵測器偵測到的接收功率的資訊的狀態訊號S_STA。
Referring to FIG. 12 , in operation S40 , an operation for obtaining information about the received power of the
在操作S50中,可執行用於確定與最低或低接收功率對
應的第一天線模組的傳輸功率的操作。當由第一天線模組810中的特定第一天線模組偵測到的接收功率顯著低於由其他第一天線模組偵測到的接收功率時,可估計外部物體位於靠近偵測到低接收功率的第一天線模組處。因此,控制器855可判斷是否降低與在操作S40中獲得的接收功率中的最低接收功率對應的第一天線模組的傳輸功率並增加與期望接收功率(desirable reception power)對應的第一天線模組的傳輸功率。因此,可在保持無線通訊品質的同時降低使用者在電磁波中的曝露。以下將參照圖13闡述操作S50的實例。
In operation S50, determining the relationship with the lowest or low received power may be performed
corresponding to the operation of the transmission power of the first antenna module. When the received power detected by a specific first antenna module in the
圖13是示出根據本發明概念實施例的圖12所示操作S50的實例的流程圖。如上參照圖12所述,在圖13所示操作S50'中,可執行用於確定與最低接收功率對應的第一天線模組的傳輸功率的操作。如圖13所示,操作S50'可包括多個操作S52、S54、S56及S58,且在一些實施例中,圖13所示操作S50'可由圖10所示控制器855執行。在下文中,將參照圖10闡述圖13。
FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of operation S50 shown in FIG. 12 according to an embodiment of the present invention. As described above with reference to FIG. 12 , in operation S50 ′ shown in FIG. 13 , an operation for determining the transmission power of the first antenna module corresponding to the lowest received power may be performed. As shown in FIG. 13 , operation S50 ′ may include a plurality of operations S52 , S54 , S56 and S58 , and in some embodiments, operation S50 ′ shown in FIG. 13 may be performed by the
在操作S52中,可執行用於提取第一最小功率P_MIN1(例如,第一最小功率位準)及第二最小功率P_MIN2(例如,第二最小功率位準)的操作。第一最小功率P_MIN1可對應於第一天線模組810的接收功率中的最低一者(例如,最低功率位準),且第二最小功率P_MIN2可對應於第一天線模組810的接收功率中的第二最低一者(例如,第二最低功率位準)。換言之,可如以下方程式2所示來提取第一最小功率P_MIN1及第二最小功率
P_MIN2。
In operation S52, operations for extracting the first minimum power P_MIN1 (eg, the first minimum power level) and the second minimum power P_MIN2 (eg, the second minimum power level) may be performed. The first minimum power P_MIN1 may correspond to the lowest one (eg, the lowest power level) of the receiving powers of the
在方程式2中,P_RXi可表示由所述N個第一天線模組之一偵測到的接收功率。 In Equation 2, P_RX i may represent the received power detected by one of the N first antenna modules.
在操作S54中,可執行用於將第一最小功率P_MIN1與第二最小功率P_MIN2之差與第一參考值REF1進行比較的操作(例如,判斷第一最小功率P_MIN1與第二最小功率P_MIN2之差是否大於第一參考值REF1)。由於第二最小功率P_MIN2等於或大於第一最小功率P_MIN1,如圖13所示,當藉由自第二最小功率P_MIN2減去第一最小功率P_MIN1而獲得的值P_MIN2-P_MIN1大於作為正值的第一參考值REF1時,可隨後執行操作S56。否則,操作S50'可終止。 In operation S54, an operation for comparing the difference between the first minimum power P_MIN1 and the second minimum power P_MIN2 with the first reference value REF1 may be performed (for example, determining the difference between the first minimum power P_MIN1 and the second minimum power P_MIN2 Whether it is greater than the first reference value REF1). Since the second minimum power P_MIN2 is equal to or greater than the first minimum power P_MIN1, as shown in FIG. 13, when the value P_MIN2-P_MIN1 obtained by subtracting the first minimum power P_MIN1 from the second minimum power P_MIN2 is greater than the first minimum power P_MIN1 which is a positive value When a reference value REF1 is reached, operation S56 may be performed subsequently. Otherwise, operation S50' may terminate.
在操作S56中,可執行用於降低與第一最小功率P_MIN1對應的第一天線模組的傳輸功率的操作。換言之,當第一最小功率P_MIN1與第二最小功率P_MIN2之差大於第一參考值REF1時,控制器855可確定外部物體靠近與第一最小功率P_MIN1對應的第一天線模組,且因此,控制器855可藉由控制訊號C_TX來降低對應的第一天線模組的傳輸功率。根據一些示例性實施例,第一參考值REF1可為藉由經驗研究而確定的設計參數。
In operation S56, an operation for reducing the transmission power of the first antenna module corresponding to the first minimum power P_MIN1 may be performed. In other words, when the difference between the first minimum power P_MIN1 and the second minimum power P_MIN2 is greater than the first reference value REF1, the
在操作S58中,可執行用於增加與期望接收功率對應的
至少一個第一天線模組的傳輸功率的操作。期望接收功率可指示訊號自另一使用者的無線通訊裝置(例如,圖1中的10)在無障礙物的情況下到達第一天線模組。在一些實施例中,期望接收功率可基於由多個第一天線模組偵測到的接收功率的統計特性來加以確定(例如,藉由控制器855及/或結合圖16所論述的資料處理器780),且可被定義為各第一天線模組的接收功率的平均值或者以與平均值的標準偏差的倍數增加的值。
In operation S58, increasing the amount corresponding to the desired reception power may be performed.
Operation of at least one first antenna module to transmit power. The expected received power may indicate that a signal from another user's wireless communication device (eg, 10 in FIG. 1 ) reaches the first antenna module without obstacles. In some embodiments, the desired received power may be determined based on statistical characteristics of the received power detected by the plurality of first antenna modules (e.g., via
圖14是示出根據本發明概念實施例的第一天線模組500的方塊圖,且圖15是根據本發明概念實施例控制在無線通訊中的曝露的方法的流程圖。詳細而言,圖14所示第一天線模組500可為圖10所示第一天線模組810之一的實例,且圖15所示方法是控制包括圖14所示第一天線模組500在內的多個第一天線模組的傳輸的方法。在一些實施例中,圖15所示方法可由圖10所示控制器855執行。在下文中,將參照圖10闡述圖14及圖15。在下文中,將省略與以上參照圖11給出的說明相同或相似的說明。
FIG. 14 is a block diagram illustrating a
參照圖14,第一天線模組500可包括天線510至520、前端RF電路530至540、緩衝器550及560及/或開關570。前端RF電路530可包括開關531、低雜訊放大器532、RX移相器533、功率放大器534、TX移相器535及/或溫度感測器537。溫度感測器537可偵測前端RF電路530的溫度。例如,前端RF電路530至540可各自包括溫度感測器(例如,與溫度感測器537相同或相似),且溫度感測器可將包含關於所偵測溫度的資訊的圖10所
示狀態訊號S_STA提供至控制器855(例如,藉由與控制器855的連接,例如有線連接,未示出)。在一些實施例中,可藉由狀態訊號S_STA將關於由前端RF電路530至540偵測到的所有溫度的資訊提供至控制器855,且可藉由狀態訊號S_STA將根據由前端RF電路530至540偵測到的溫度計算(例如,藉由結合圖16所論述的資料處理器780)的值(例如平均值)提供至控制器855作為由第一天線模組500偵測到的溫度。根據一些示例性實施例,前端RF電路530至540中的每一者可與前端RF電路530相同或相似。根據一些示例性實施例,本文中闡述為由溫度感測器537執行的操作可由處理電路系統執行。根據一些示例性實施例,第一天線模組500可具有與圖14所示者不同數目的天線及對應的前端RF電路。
Referring to FIG. 14 , the
參照圖15,在操作S60中,可執行用於獲得關於第一天線模組810的溫度的資訊的操作。例如,如上參照圖14所述,圖10所示控制器855可接收包含關於由第一天線模組810中所包括的溫度感測器偵測到的溫度的資訊的狀態訊號S_STA。
Referring to FIG. 15 , in operation S60 , an operation for obtaining information about the temperature of the
在操作S70中,可執行用於確定多個第一天線模組的傳輸功率的操作。在增加第一天線模組的傳輸功率的情形中,第一天線模組中所包括的元件(例如圖14所示功率放大器534)可能由於功率消耗增加而發熱。第一天線模組的溫度升高可使第一天線模組中所包括的元件(例如,低雜訊放大器532、RX移相器533、功率放大器534及/或TX移相器535)出現故障,且亦可使UE 800
的溫度升高。因此,控制器855可降低多個第一天線模組中被偵測到等於或高於第二參考值的溫度的第一天線模組的傳輸功率。例如,在圖9所示操作S35及圖13所示操作S58中,可增加多個第一天線模組中一些第一天線模組的傳輸功率。然而,當對應的第一天線模組的溫度由於傳輸功率的增加而變得高於第二參考值時,可再次降低對應的第一天線模組的傳輸功率。根據一些示例性實施例,第二參考值可為藉由經驗研究而確定的設計參數。
In operation S70, an operation for determining transmission powers of the plurality of first antenna modules may be performed. In the case of increasing the transmission power of the first antenna module, components included in the first antenna module (such as the
圖16是示出根據本發明概念實施例的第一天線模組700的方塊圖。詳細而言,圖16所示第一天線模組700可為圖10所示第一天線模組810之一的實例。在下文中,將省略與以上參照圖11及圖14給出的說明相同或相似的說明。
FIG. 16 is a block diagram illustrating a
如圖16所示,第一天線模組700可包括天線710至720、前端RF電路730至740、緩衝器750及760、開關770及/或資料處理器780。前端RF電路730可包括功率偵測器736及/或溫度感測器737。相似地,前端RF電路740可包括功率偵測器746及/或溫度感測器747。根據一些示例性實施例,前端RF電路730至740中的每一者可與前端RF電路730相同或相似。根據一些示例性實施例,本文中闡述為由資料處理器780、功率偵測器736、功率偵測器746、溫度感測器737及/或溫度感測器747執行的操作可由處理電路系統執行。根據一些示例性實施例,第一天線模組700可具有與圖16所示者不同數目的天線及對應的前端RF電路。
As shown in FIG. 16 , the
資料處理器780可接收由第一天線模組700中所包括的前端RF電路730至740的功率偵測器736及/或746及/或溫度感測器737及/或747輸出的訊號,且可藉由處理所接收的訊號來產生狀態訊號S_STA。例如,資料處理器780可計算自功率偵測器736及/或746提供的接收功率的平均值、最大或最高值以及最小或最低值,且產生包含所計算值的狀態訊號S_STA作為關於第一天線模組700的接收功率的資訊。此外,資料處理器780可計算自溫度感測器737及/或747提供的溫度的平均值、最大或最高值以及最小或最低值,且產生包含所計算值的狀態訊號S_STA作為關於第一天線模組700的溫度的資訊。根據一些示例性實施例,資料處理器780可藉由連接(例如,有線連接,未示出)將狀態訊號S_STA傳送至控制器855。在一些實施例中,不同於圖16所示,前端RF電路730至740可各自僅包括功率偵測器或溫度感測器。
The
圖17是示出根據本發明概念實施例的通訊裝置900的方塊圖。在一些實施例中,通訊裝置900可包含於圖1所示UE 100中,且可執行控制器155的操作。
FIG. 17 is a block diagram illustrating a
如圖17所示,通訊裝置900可包括應用專用積體電路(ASIC)910、應用專用指令集處理器(application specific instruction set processor,ASIP)930、記憶體950、主處理器970及/或主記憶體990。ASIC 910、ASIP 930及/或主處理器970中的二或更多者可彼此(相互)通訊。此外,ASIC 910、ASIP 930、
記憶體950、主處理器970及/或主記憶體990中的至少二者可嵌入一個晶片中。
As shown in Figure 17, the
ASIP 930可為針對特定用途而客製化的積體電路,可支援用於特定應用的專用指令集,且執行指令集中所包含的指令。記憶體950可與ASIP 930通訊,且可為儲存欲由ASIP 930執行的多個指令的非揮發性儲存裝置。例如,記憶體950可包括可由ASIP 930存取的任何類型的記憶體,其可為但不限於隨機存取記憶體(random access memory,RAM)、唯讀記憶體(read only memory,ROM)、磁帶、磁碟、光碟、揮發性記憶體、非揮發性記憶體及其組合。
主處理器970可藉由執行多個指令來控制通訊裝置900。例如,主處理器970可控制ASIC 910及/或ASIP 930,處理經由無線通訊網路接收的資料,及/或處理關於通訊裝置900的使用者輸入。主記憶體990可與主處理器970通訊,且可為儲存欲由主處理器970執行的多個指令的非揮發性儲存裝置。例如,主記憶體990可包括可由主處理器970存取的任何類型的記憶體,其可為但不限於隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、磁帶、磁碟、光碟、揮發性記憶體、非揮發性記憶體及其組合。
The
控制在無線通訊中的曝露的方法可由圖17所示通訊裝置900中所包括的組件中的至少一者執行。在一些實施例中,圖1所示控制器155的操作可被實施為記憶體950中所儲存的多個指令,且ASIP 930可藉由執行記憶體950中所儲存的指令來執行控
制在無線通訊中的曝露的方法的操作中的至少一者。在一些實施例中,控制在無線通訊中的曝露的方法的操作中的至少一者可由藉由邏輯合成等設計的硬體區塊來執行,且此種硬體區塊可包含於ASIC 910中。在一些實施例中,控制在無線通訊中的曝露的方法的操作中的至少一者可被實施為主記憶體990中所儲存的多個指令,且主處理器970可藉由執行主記憶體990中所儲存的指令來執行控制在無線通訊中的曝露的方法的操作中的至少一者。
The method of controlling exposure in wireless communication may be performed by at least one of the components included in the
使用高頻電磁波(例如毫米波)的傳統無線通訊裝置併入有附加組件(例如距離感測器、陀螺儀感測器、觸控感測器等),以判斷使用者何時鄰近無線通訊裝置,且因應於此種判斷來降低無線通訊裝置的傳輸功率。此類傳統無線通訊裝置因併入有附加組件而涉及過高成本且浪費有限的實體空間。此外,當無線通訊裝置的傳輸功率降低時,傳統無線通訊裝置中的無線通訊品質會過度降低。 Traditional wireless communication devices that use high-frequency electromagnetic waves (such as millimeter waves) incorporate additional components (such as distance sensors, gyroscope sensors, touch sensors, etc.) to determine when the user is close to the wireless communication device. And in response to this judgment, the transmission power of the wireless communication device is reduced. Such conventional wireless communication devices involve excessive costs and waste limited physical space due to the incorporation of additional components. In addition, when the transmission power of the wireless communication device is reduced, the wireless communication quality in the traditional wireless communication device will be excessively reduced.
然而,一些示例性實施例提供改善型無線通訊裝置,其能夠在無需併入有附加組件的情況下判斷使用者何時鄰近無線通訊裝置。因此,改善型無線通訊裝置可具有更低成本及/或更少浪費有限的實體空間(例如,更節省空間)。此外,當確定使用者鄰近天線模組時,改善型無線通訊裝置能夠降低所述天線模組的傳輸功率並增加不同天線模組的傳輸功率。因此,改善型無線通訊裝置可在保持無線通訊品質的同時降低使用者在高頻電磁波中的曝露。 However, some exemplary embodiments provide improved wireless communications devices that are capable of determining when a user is proximate to the wireless communications device without incorporating additional components. Therefore, the improved wireless communication device may have lower costs and/or waste less limited physical space (eg, be more space-saving). In addition, when it is determined that the user is adjacent to the antenna module, the improved wireless communication device can reduce the transmission power of the antenna module and increase the transmission power of different antenna modules. Therefore, the improved wireless communication device can reduce the user's exposure to high-frequency electromagnetic waves while maintaining wireless communication quality.
上述方法的各種操作可由能夠執行所述操作的任何適合的裝置(例如處理電路系統)來執行。例如,上述方法的操作可由各種硬體及/或以某種形式的硬體(例如,處理器、ASIC等)實施的軟體來執行。 The various operations of the methods described above may be performed by any suitable apparatus (eg, processing circuitry) capable of performing the operations. For example, the operations of the above methods may be performed by various hardware and/or software implemented in some form of hardware (eg, processor, ASIC, etc.).
所述軟體可包括用於實施邏輯功能的可執行指令的有序列表,且可在任何「處理器可讀取介質」中實施,以供指令執行系統、設備或裝置(例如單核心或多核心處理器或者包含處理器的系統)使用或結合所述指令執行系統、設備或裝置而使用。 The software may include an ordered list of executable instructions for implementing logical functions, and may be implemented on any "processor-readable medium" for instruction execution system, apparatus or device (e.g., single-core or multi-core A processor or a system containing a processor) is used by or in connection with the instruction execution system, apparatus or device.
結合本文所揭露的一些示例性實施例闡述的方法或演算法及功能的區塊或操作可直接以硬體、以由處理器執行的軟體模組或以此二者的組合來實施。若以軟體實施,所述功能可作為一或多個指令或碼儲存於有形非暫時性電腦可讀取介質上或者藉由有形非暫時性電腦可讀取介質傳輸。軟體模組可駐存於隨機存取記憶體(RAM)、快閃記憶體、唯讀記憶體(ROM)、電可程式化ROM(EPROM)、電可抹除可程式化ROM(EEPROM)、暫存器、硬碟、可抽換式磁碟、光碟唯讀記憶體(CD ROM)或此項技術中已知的任何其他形式的儲存介質中。 Blocks or operations of methods or algorithms and functions described in conjunction with some of the exemplary embodiments disclosed herein may be implemented directly in hardware, in software modules executed by a processor, or in a combination of the two. If implemented in software, the functions may be stored on or transmitted over a tangible non-transitory computer-readable medium as one or more instructions or code. Software modules can reside in random access memory (RAM), flash memory, read only memory (ROM), electrically programmable ROM (EPROM), electrically erasable programmable ROM (EEPROM), In a register, a hard disk, a removable disk, a compact disk read-only memory (CD ROM), or any other form of storage medium known in the art.
雖然已參照本發明概念的實施例具體示出及闡述了本發明概念,但應理解,在不背離以下申請專利範圍的精神及範圍的條件下,可在形式及細節上作出各種改變。 While the inventive concepts have been specifically shown and described with reference to embodiments thereof, it will be understood that various changes may be made in form and details without departing from the spirit and scope of the claims below.
10:第一基地台 10:The first base station
20:第二基地台 20: Second base station
100:使用者裝備(UE) 100: User equipment (UE)
111、112:第一天線模組 111, 112: First antenna module
121、122:第二天線模組 121, 122: Second antenna module
150:訊號處理器 150:Signal processor
155:控制器 155:Controller
RAT1:第一無線通訊系統 RAT1: The first wireless communication system
RAT2:第二無線通訊系統 RAT2: The second wireless communication system
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