在无线设备中使用电容式传感器和传输占空比控制的sar控制的制作方法
【专利说明】在无线设备中使用电容式传感器和传输占空比控制的SAR控制
[0001]相关申请案的交叉参考
[0002]本发明要求2012年I月4日由石平(Ping Shi)递交的发明名称为“在无线设备中使用电容式传感器和传输占空比控制的SAR控制(SAR Control Using Capacitive Sensorand Transmiss1n Duty Cycle Control in a Wireless Device)，，的第 13/343281 号美国专利申请的在先申请优先权，该在先申请的内容以引用的方式并入本文本中，如同全文再现一般。
[0003]关于由联邦政府赞助的
[0004]研宄或开发的声明
[0005]不适用。
[0006]参考缩微胶片附录
[0007]不适用。
技术领域
[0008]无
【背景技术】
[0009]无线通信技术的发展产生了多种无线设备，这些无线设备可用于减少成本和提高性能。通用串行总线(USB)数据卡、无线路由器、平板电脑、电子阅读器或手机(包括智能手机)等无线设备的一项特征在于它们可以使用射频(RF)通信信号与其它无线设备通信，这些RF通信信号可以包括频率范围为约三千赫兹(kHz)到约300千兆赫(GHz)的电磁波。然而，充分接触RF信号可能对人体有害。因此，美国联邦通信委员会(FCC)规定各种无线设备的RF能量输出以限制公众对RF能量的接触。一些FCC规则和/或遵从标准在标题为“处于3kHZ至300GHz射频电磁场的人体的IEEE安全水平标准(IEEE Standard forSafety Levels with Respect to Human Exposure to Rad1 Frequency ElectromagneticFields, 3khz to300GHz)”的电气和电子工程协会(IEEE)/美国国家标准学会(ANSI)出版刊物C95.1-2005和标题为“人体处于10kHz至300GHz磁场时射频电磁场的测量和计算的IEEE 推荐实施规程(IEEE Recommended Practice for Measurements and Computat1nsof Rad1 Frequency Electromagnetic Fields with Respect to Human Exposure toSuch Fields, 100kHz_300GHz) ”的IEEE C95.3-2002中进行概述，这些出版刊物均以引用的方式并入本文本中，如全文再现一般。具体而言，各项规则基于多种因素指定RF设备的最大射频能量吸收比率(SAR)，其中SAR可视为吸收体中某点处的每单位质量的RF能量吸收率。进入市场的无线设备必须符合这些规则。因此，为了确保用户安全，需要满足多种SAR要求且尽可能降低SAR。还需要使用用于满足简化开发以及降低成本和开发时间的SAR要求的系统和方法。
【发明内容】
[0010]一方面，本发明包括一种提供SAR控制的无线设备，所述无线设备包括无线发射器、电容传感器以及耦合到所述无线发射器和所述电容传感器的处理器，其中所述处理器用于从所述电容传感器接收第一电容测量、基于所述测量估计人体相对所述装置的相对邻近度、基于所述估计确定一个时间段内所述无线发射器的目标传输时间以及如果在所述时间段内所述无线发射器的传输时间大于所述目标传输时间，在一部分所述时间段关闭所述无线发射器。
[0011]另一方面，本发明包括一种提供SAR控制的方法，所述方法包括从电容传感器接收第一电容器的第一电容测量，其中所述电容传感器耦合到无线设备，且所述无线设备包括无线发射器；基于所述测量估计人体相对所述无线设备的相对邻近度；基于所述估计在一个时间段内确定所述无线发射器的目标传输时间；以及如果在所述时间段内所述无线发射器的传输时间大于所述目标传输时间，在一部分所述时间段关闭所述无线发射器。
[0012]又一方面，本发明包括一种无线设备，所述无线设备包括无线发射器、用于测量第一电容值和第二电容值的电容传感器以及耦合到所述无线发射器和所述电容传感器的处理器，其中所述处理器用于确定人体邻近所述无线设备、基于所述第一电容值和所述第二电容值识别所述人体位于的多个邻近区域的第一区域、监控一段时间内所述无线发射器的传输时间以及如果所述传输时间大于目标传输时间，禁止一部分所述时间段内由所述无线发射器进行的传输，其中传输时间大于所述目标传输时间无法满足针对位于所述第一邻近区域的人体的一个或多个SAR遵从标准。
[0013]结合附图和权利要求书，可从以下的详细描述中更清楚地理解这些和其他特征。
【附图说明】
[0014]为了更完整地理解本发明，现在参考以下结合附图和详细描述进行的简要描述，其中相同参考标号表不相同部分。
[0015]图1为一部分RF收发器电路的实施例的示意图。
[0016]图2为包括多个电容器的结构的实施例的透视图。
[0017]图3为包括多个电容器的另一结构的实施例的透视图。
[0018]图4示出了邻近人体的无线设备的图。
[0019]图5为一种用于确定适当的占空比和与无线设备的一面关联的电容区域的方法的实施例的流程图。
[0020]图6为对应于不同用例的电容区域的示例的实施例的图。
[0021]图7为一种用于调整无线设备的占空比和传输功率的方法的实施例的流程图。
[0022]图8为同步通信系统中的传输的实施例的时序图。
[0023]图9为一种用于在无线设备中提供邻近度检测的系统的实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0024]最初应理解，尽管下文提供一个或多个实施例的说明性实施方案，但可使用任意数目的当前已知或现有的技术来实施所公开的系统和/或方法。本发明决不应限于下文所说明的所述说明性实施方案、图式和技术，包含本文所说明并描述的示范性设计和实施方案，而是可以在所附权利要求书的范围以及其均等物的完整范围内修改。
[0025]用户设备的用户经历的SAR值可能与以下信息有关:无线设备的传输功率、传输占空比、无线设备和用户之间的距离以及天线设计和屏蔽等其它因素。(术语“传输占空比”或简称“占空比”可能指无线设备的天线传输的一小部分时间，如一段时间或时间段内所测量的。因此，占空比可以是0%到100%的任意百分比。)例如，当收发器输出功率增加，传输占空比增加(因为SAR与每单位时间的总吸收能量相关)，和/或间距缩小时，人体吸收的RF能量增加。另外，在无线设备的设计中，需要尽可能地缩短开发周期并且最大程度地减少开发成本。这些限制表明满足SAR要求的复杂天线再设计或其它复杂硬件再设计是不可取的。因此，如果人体足够邻近无线设备需要调整以满足SAR要求，一种满足SAR遵从标准的策略可以是开发算法用以减少收发器输出功率和/或减少传输占空比。实施减少占空比或传输功率的算法可比其它用于降低SAR的可能系统或方法更加简单。
[0026]由于仅当人体足够邻近无线设备时SAR才可能成为问题，所以可能需要检测人体相对于无线设备的存在和相对邻近度。电容式传感可以是一种用于可靠地检测人体相对于无线设备的存在和相对邻近度的方法。可以通过将电容式传感器放置在无线设备内来采用电容式传感。电容传感器可以通过电容中经测量的变化来监控一个或多个电容器中的电容器电极之间的电场中的变化以确定人体相对于无线设备的存在和相对邻近度。另外，不同于光学、红外线或声学传感器等其它类型的传感器，电容式传感器可以基于其介电性来区分各种对象，从而可允许电容式传感器基于人体的介电性来区分人体组织和书本或木桌等非生物体。术语“电容式传感器(capacitive sensor) ”和“电容传感器(capacitancesensor)”可以互换使用。
[0027]确定SAR控制是否可取的一个因素在于是否启用了无线设备中的天线。图1为一部分RF收发器电路100的实施例的示意图，RF收发器电路100能够指示是否启用了天线110。除天线110外，RF收发器电路100可包括天线匹配电路115、网络匹配电路125、端口130和150以及天线状态电路140，如图1所示进行布置。RF收发器电路100可以是无线发射器的一部分，所述无线收发器包括基带处理器和功率放大器并用于通过RF信号格式化和传输信息。
[0028]天线110可以是任意类型的天线，该天线在接收模式时将RF信号转换为电信号并在传输模式时将电信号转换为RF信号。该天线可为单向或双向。天线匹配电路115可以是任意用于(例如，通过阻抗匹配)提高在天线状态电路140和天线11