专利名称：一种控制射频输出功率的通信系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种控制射频输出功率的通信系统及方法。
背景技术：
近年来，无线通讯技术突飞猛进，无线局域网络等应用日益普遍并获得越来越的用户群体，如Wifi的应用，越来越多的移动终端兼容使用，可以说不久将来世界每一个角落都将会有一个无线局域的网络。这些网络都是采用射频信号来进行数据交互，但由于射频通讯易受环境影响、通讯距离不易受控制的特点，用户无法判断应用的局限范围，所以各射频应用需严格制定接入访问权限的管理或针对安全保密性要求不高场合采用完全对外开放式的应用模式，这无疑增加了用户使用的复杂度并降低了数据安全性。另外，无线通讯设备如手机等越向低功耗趋势发展，一满足节省能源的要求，二能 通过降低功耗来达到优化待机时间等性能，并因为温度降低达到延长设备老化寿命的目的。无线通讯设备若能满足根据射频传输的距离来调整最佳的射频输出功率，则可避免功率的浪费，解决上述功耗问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能实时地根据通信距离调整射频输出功率的通信系统及方法。作为本发明技术方案的一方面，提供一种控制射频输出功率的通信系统，包括第一射频装置和第二射频装置；其中，
所述第一射频装置和所述第二射频装置通过低频信号的强度确定所述第一射频装置和所述第二射频装置之间的通信距离，并根据该通信距离确定所述第一射频装置和所述第二射频装置的射频输出功率；
所述第一射频装置和所述第二射频装置按照所述射频输出功率发射射频信号，进行通 目。进一步地，所述第一射频装置包括第一控制器、第一射频信号收发器、第一低频信号收发器，所述第一控制器分别与所述第一射频信号收发器、所述第一低频信号收发器相连；
所述第一射频信号收发器，用于根据所述第一控制器的指令收发射频信号；
所述第一低频信号收发器，用于根据所述第一控制器的指令收发低频信号；
所述第一控制器，用于根据所述低频信号的强度判断所述第一射频装置与所述第二射频装置之间的通信距离；并根据所述通信距离设定所述第一射频装置与所述第二射频装置进行射频通信的射频输出功率。进一步地，所述第一控制器，还用于控制所述第一射频信号收发器的开关状态。进一步地，所述第一控制器内保存有所述低频信号强度与所述通信距离以及所述射频输出功率之间的对应关系表；所述对应关系表，用于根据所述低频信号强度，确定所述通信距离，并设定所述射频输出功率。进一步地，所述第二射频装置包括第二控制器、第二射频信号收发器、第二低频信号收发器，所述第二控制器分别与所述第二射频信号收发器、所述第二低频信号收发器相连；
所述第二射频信号收发器，用于根据所述第二控制器的指令收发射频信号；
所述第二低频信号收发器，用于根据所述第二控制器的指令收发低频信号；
所述第二控制器，用于根据所述低频信号的强度判断所述第二射频装置与所述第一射频装置之间的通信距离；并根据所述通信距离设定所述第二射频装置与所述第一射频装置进行射频通信的射频输出功率。
进一步地，所述第二控制器，还用于控制所述第二射频信号收发器的开关状态。进一步地，所述第二控制器内保存有所述低频信号强度与所述通信距离以及所述射频输出功率之间的对应关系表；
所述对应关系表，用于根据所述低频信号强度，确定所述通信距离，并设定所述射频输出功率。进一步地，所述第一射频装置和所述第二射频装置发射的低频信号的频率为500kHz IOOMHz。作为本发明技术方案的另一方面，提供一种控制射频输出功率的方法，按照以下步骤完成输出功率的设定
第二射频装置获取第一射频装置发送的低频信号的强度，并判断所述第一射频装置与所述第二射频装置之间的通信距离；
所述第二射频装置依据所述通信距离设定所述第一射频装置与所述第二射频装置之间进行通信的射频输出功率；
所述第一射频装置与所述第二射频装置按照所述射频输出功率发射射频信号，进行通 目。进一步地，所述第二射频装置按照以下步骤调控所述第一射频装置与所述第二射频装置的射频输出功率，
所述第二射频装置通过所述通信距离设定所述第二射频装置的射频输出功率；
所述第二射频装置将设定的所述射频输出功率发送至所述第一射频装置；
所述第一射频装置接收所述射频输出功率，并按照所述射频输出功率设定其与所述第二射频装置进行通信的射频信号发射功率。进一步地，所述第二射频装置内保存有所述低频信号强度与所述通信距离以及所述射频输出功率之间的对应关系表；
所述第二射频装置感应所述低频信号，并获取所述低频信号的强度，再依据所述对应关系表确定所述通信距离；
所述第二射频装置确定所述通信距离，再依据所述对应关系表确定所述射频输出功率，并将所述射频输出功率发送至所述第一射频装置。进一步地，所述低频信号的频率为500kHz IOOMHz。本发明的有益效果是1.采用本发明技术方案就可实现射频输出功率的可调控性，实时地根据通信距离调整射频输出功率的大小，就可达到节省能源、降低射频功耗的目的，同时还可使射频功率的应用效率达到最大化。2.本实用新型技术方案在保证实现安全识别距离内进行射频通信的同时，还通过控制射频信号收发器的开关状态，达到进一步降低射频输出功耗的目的。
图1为本发明控制射频输出功率的通信系统的构成示意 图2为本发明控制射频输出功率方法的第一种实现方式的流程示意 图3为本发明控制射频输出功率方法的第二种实现方式的流程示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。作为本发明技术方案的一方面，提供一种控制射频输出功率的通信系统，参见图1，该通信系统包括第一射频装置I和第二射频装置2。第一射频装置I和第二射频装置2通过低频信号的强度确定第一射频装置I和第二射频装置2之间的通信距离，并根据该通信距离确定第一射频装置I和第二射频装置2的射频输出功率。第一射频装置I和第二射频装置2按照射频输出功率发射射频信号，进行通信。这样就实现了射频输出功率的可调控性，根据通信终端之间(即第一射频装置I和第二射频装置2之间)的距离实时地调整射频输出功率的大小，达到节省能源、降低射频功耗的目的。进一步地，第一射频装置I与第二射频装置2的构成结构相同。下面以第一射频装置I为例说明二者的构成结构。如图I所示，第一射频装置I包括第一控制器11、第一射频信号收发器12、第一低频信号收发器13，第一控制器11分别与第一射频信号收发器12、第一低频信号收发器13相连。其中，第一射频信号收发器12，用于根据第一控制器11的指令收发射频信号。第一低频信号收发器13，用于根据第一控制器11的指令收发低频信号。第一控制器11，还用于根据低频信号的强度判断第一射频装置I与第二射频装置2之间的通信距离；并根据通信距离设定第一射频装置I与第二射频装置2之间进行射频通信的射频输出功率。本发明中射频装置的上述技术方案就为通过低频信号判断通信距离，进而确定射频信号输出功率的实现提供了技术基础。进一步地，第一射频装置I内的第一控制器11还用于控制第一射频信号收12发器的开关状态，和/或第二射频装置2内的第二控制器21还用于控制第二射频信号收发器22的开关状态。控制器可以控制射频信号收发器一直处于打开状态，也可以仅在需要通过射频通道收发信号的时候，控制器才控制射频信号收发器打开发射通道或者接收通道，这样就可避免射频信号收发器不工作时产生的功耗，进一步降低射频输出功耗。在接收到低频信号并判断出第一射频装置I与第二射频装置2之间的通信距离之后，为了能准确地设定第一射频装置I与第二射频装置2进行射频通信的输出功率，第一控制器11以及第二控制器21内均保存有低频信号强度与通信距离以及射频输出功率之间的对应关系表。感应到低频信号后，判断该信号的强度，并对比关系表，进而可方便地确定通信距离以及射频输出功率。作为本发明技术方案的另一方面，还提供一种控制射频输出功率的方法，按照以下步骤完成输出功率的设定
首先，第二射频装置2获取第一射频装置I发送的低频信号的强度，并判断第一射频装置I与第二射频装置2之间的通信距离；
其次，第二射频装置2依据通信距离设定第一射频装置I与第二射频装置2之间进行通信的射频输出功率；
最后，第一射频装置I接收第二射频装置2设定的射频输出功率，并按照射频输出功率发射射频信号，与第二射频装置2进行通信。 下面对本发明的控制射频输出功率的通信系统的工作过程进行简单介绍，如图2所示。步骤一，第一射频装置I内的第一控制器11控制第一低频信号收发器13发送低频信号，该低频信号的频率可为500kHz IOOMHz。第二射频装置2内的第二控制器21控制第二低频信号收发器23感应该低频信号产生的磁场，并判断该磁场的大小，确定通信距离。其中，第一低频信号收发器13发射低频磁场的方式可以采用线圈驱动型，也可以采用线圈谐振型。而发射的低频磁场可以是将预设数字信号调制上去的磁场信号，也可以是频率、周期一定或者幅值一定或者变化序列特征(变化序列特征即为能体现信号频率、周期的数字信号)一定的交变磁场。第二低频信号收发器23通过判断低频信号的强度来判断第一射频装置I与第二射频装置2之间的通信距离，即通过判断低频磁场的大小来确定通信距离，例如，可以通过获取磁场的幅值或者其它会随距离变化的特征值来确定通信距离。若发射低频信号的载体为圆形低频线圈，则低频信号强度与通信距离之间的关系(即低频场强在其线圈中心轴上的磁场强度与通信距离之间的关系)如下
H=iNa2/2(a2+r2) 3/2，其中，
H为磁场强度；i为电流，单位为A ；N为圆形低频线圈的阻数；a为圆形低频线圈的半径，单位为m ；r为距离线圈中心点的长度，即通信距离，单位为m。当然，发射低频信号的载体除了可以是圆形线圈，也可以是其他形状或者其他形式的载体(如巨磁阻器件)，可以根据选择的载体形式来选择相应的低频场强的磁场强度与通信距离之间的计算公式。步骤二，第二控制器21判断出低频磁场的大小后，依据其内部保存的低频信号强度与通信距离以及射频输出功率之间的对应关系表，设定射频输出功率的大小。其中，射频输出功率与通信距尚之间的关系如下
射频输出功率=接收灵敏度+Los，Los为传播损耗。Los=32. 44+201ogD (km) +201ogf (MHz), D 为通信距离，f 为工作频率。这样就可依据上述提及的低频磁场强度与通信距离之间的关系、以及射频输出功率与通信距离之间的关系，来确定低频信号强度与射频输出功率之间的对应关系。进一步地，为了避免第一射频装置I和第二射频装置2在通信过程中移动而导致信号强度不稳定的情况出现，第二控制器21可以将设定好的射频输出功率放大η倍后再输出给第一射频装置I。其中，η可以为大于I的任意数值。这就可保证第一射频装置I和第二射频装置2之间进行通信的稳定性。步骤三，第二控制器21通过第二低频信号收发器23和/或第二射频信号收发器22将设定好的射频输出功率信息发送至第一射频装置I。步骤四，第一射频装置I接收第二射频装置2发送来的射频输出功率信息，由第一控制器11依据该信息设定第一射频装置I发射射频信号的功率。若第二射频装置2通过第二低频信号收发器23发送设定好的射频输出功率信息，则第一射频装置I通过其内部的第一低频信号收发器13接收，并传送至第一控制器11。若第二射频装置2通过第二射频信号收发器22发送设定好的射频输出功率信息，则第一射频装置I通过其内部的第一射频信号收发器12接收，并传送至第一控制器11。
步骤五，第一射频装置I和第二射频装置2按照设定好的射频功率，在安全距离内通信，完成二者之间的信息传递工作。例如本发明的通信系统用于交易时，二者就可在安全可控的距离内通信，确保交易正常进行以及交易合法性的同时，还通过实时地监测通信终端之间的距离，调整射频输出功率，达到降低射频功耗的目的。在上述工作过程中，第一射频信号收发器12和第二射频信号收发器22可以一直处于打开的工作状态，即第一射频信号收发器12和第二射频信号收发器22的发射链路和接收链路始终处于可工作的状态。而为了最大程度地降低射频功耗，还可通过第一控制器11控制第一射频信号收发器12的开关状态，通过第二控制器21控制第二射频信号收发器22的开关状态。如图3所示，例如，第一射频装置I内的第一低频信号收发器13发送低频信号后，第一控制器11再控制第一射频信号收发器12打开接收链路，关闭发射链路。在第二控制器21设定好射频输出功率后，第二控制器21再控制第二射频信号收发器22打开发送链路，关闭接收链路。这样就可避免无需射频信号收发器工作时其产生的不必要的功耗，达到进一步降低功耗的目的。以上仅为本发明的较佳实施例子，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种控制射频输出功率的通信系统，其特征在于，包括第一射频装置和第二射频装置；其中，所述第一射频装置和所述第二射频装置通过低频信号的强度确定所述第一射频装置和所述第二射频装置之间的通信距离，并根据该通信距离确定所述第一射频装置和所述第二射频装置的射频输出功率；所述第一射频装置和所述第二射频装置按照所述射频输出功率发射射频信号，进行通 目。
2.根据权利要求I所述的控制射频输出功率的通信系统，其特征在于，所述第一射频装置包括第一控制器、第一射频信号收发器、第一低频信号收发器，所述第一控制器分别与所述第一射频信号收发器、所述第一低频信号收发器相连；所述第一射频信号收发器，用于根据所述第一控制器的指令收发射频信号；所述第一低频信号收发器，用于根据所述第一控制器的指令收发低频信号；所述第一控制器，用于根据所述低频信号的强度判断所述第一射频装置与所述第二射频装置之间的通信距离；并根据所述通信距离设定所述第一射频装置与所述第二射频装置进行射频通信的射频输出功率。
3.根据权利要求2所述的控制射频输出功率的通信系统，其特征在于，所述第一控制器，还用于控制所述第一射频信号收发器的开关状态。
4.根据权利要求2或3所述的控制射频输出功率的通信系统，其特征在于，所述第一控制器内保存有所述低频信号强度与所述通信距离以及所述射频输出功率之间的对应关系表；所述对应关系表，用于根据所述低频信号强度，确定所述通信距离，并设定所述射频输出功率。
5.根据权利要求I所述的控制射频输出功率的通信系统，其特征在于，所述第二射频装置包括第二控制器、第二射频信号收发器、第二低频信号收发器，所述第二控制器分别与所述第二射频信号收发器、所述第二低频信号收发器相连；所述第二射频信号收发器，用于根据所述第二控制器的指令收发射频信号；所述第二低频信号收发器，用于根据所述第二控制器的指令收发低频信号；所述第二控制器，用于根据所述低频信号的强度判断所述第二射频装置与所述第一射频装置之间的通信距离；并根据所述通信距离设定所述第二射频装置与所述第一射频装置进行射频通信的射频输出功率。
6.根据权利要求5所述的控制射频输出功率的通信系统，其特征在于，所述第二控制器，还用于控制所述第二射频信号收发器的开关状态。
7.根据权利要求5或6所述的控制射频输出功率的通信系统，其特征在于，所述第二控制器内保存有所述低频信号强度与所述通信距离以及所述射频输出功率之间的对应关系表；所述对应关系表，用于根据所述低频信号强度，确定所述通信距离，并设定所述射频输出功率。
8.—种控制射频输出功率的方法，其特征在于，第二射频装置获取第一射频装置发送的低频信号的强度，并判断所述第一射频装置与所述第二射频装置之间的通信距离； 所述第二射频装置依据所述通信距离设定所述第一射频装置与所述第二射频装置的射频输出功率；所述第一射频装置与所述第二射频装置按照所述射频输出功率发射射频信号，进行通 目。
9.根据权利要求8所述的控制射频输出功率的方法，其特征在于，所述第二射频装置按照以下步骤调控所述第一射频装置与所述第二射频装置的射频输出功率所述第二射频装置通过所述通信距离设定所述第二射频装置的射频输出功率；所述第二射频装置将设定的所述射频输出功率发送至所述第一射频装置；所述第一射频装置接收所述射频输出功率，并按照所述射频输出功率设定其与所述第二射频装置进行通信的射频信号发射功率。
10.根据权利要求9所述的控制射频输出功率的方法，其特征在于，所述第二射频装置内保存有所述低频信号强度与所述通信距离以及所述射频输出功率之间的对应关系表；所述第二射频装置感应所述低频信号，并获取所述低频信号的强度，再依据所述对应关系表确定所述通信距离；所述第二射频装置确定所述通信距离，再依据所述对应关系表确定所述射频输出功率，并将所述射频输出功率发送至所述第一射频装置。
全文摘要
本发明的控制射频输出功率的通信系统包括第一射频装置和第二射频装置。第一射频装置和第二射频装置通过低频信号的强度确定二者之间的通信距离，并根据该通信距离设定二者之间进行射频通信的射频输出功率。第一射频装置和第二射频装置按照射频输出功率发射射频信号，进行通信。此外，还提供一种控制射频输出功率的方法。采用本发明技术方案就可实现射频输出功率的可调控性，实时地根据通信距离调整射频输出功率的大小，就可达到节省能源、降低射频功耗的目的，同时还可使射频功率的应用效率达到最大化。此外，还可通过控制射频信号收发器的开关状态，达到最大程度降低射频输出功耗的目的。
文档编号H04W52/24GK102932894SQ20111022711
公开日2013年2月13日 申请日期2011年8月9日 优先权日2011年8月9日
发明者王根平 申请人:国民技术股份有限公司