專利名稱：一種控制射頻輸出功率的通信系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制射頻輸出功率的通信系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
近年來，無線通訊技術(shù)突飛猛進(jìn)，無線局域網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用日益普遍并獲得越來越的用戶群體，如Wifi的應(yīng)用，越來越多的移動終端兼容使用，可以說不久將來世界每一個角落都將會有一個無線局域的網(wǎng)絡(luò)。這些網(wǎng)絡(luò)都是采用射頻信號來進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，但由于射頻通訊易受環(huán)境影響、通訊距離不易受控制的特點，用戶無法判斷應(yīng)用的局限范圍，所以各射頻應(yīng)用需嚴(yán)格制定接入訪問權(quán)限的管理或針對安全保密性要求不高場合采用完全對外開放式的應(yīng)用模式，這無疑增加了用戶使用的復(fù)雜度并降低了數(shù)據(jù)安全性。另外，無線通訊設(shè)備如手機等越向低功耗趨勢發(fā)展，一滿足節(jié)省能源的要求，二能 通過降低功耗來達(dá)到優(yōu)化待機時間等性能，并因為溫度降低達(dá)到延長設(shè)備老化壽命的目的。無線通訊設(shè)備若能滿足根據(jù)射頻傳輸?shù)木嚯x來調(diào)整最佳的射頻輸出功率，則可避免功率的浪費，解決上述功耗問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能實時地根據(jù)通信距離調(diào)整射頻輸出功率的通信系統(tǒng)及方法。作為本發(fā)明技術(shù)方案的一方面，提供一種控制射頻輸出功率的通信系統(tǒng)，包括第一射頻裝置和第二射頻裝置；其中，
所述第一射頻裝置和所述第二射頻裝置通過低頻信號的強度確定所述第一射頻裝置和所述第二射頻裝置之間的通信距離，并根據(jù)該通信距離確定所述第一射頻裝置和所述第二射頻裝置的射頻輸出功率；
所述第一射頻裝置和所述第二射頻裝置按照所述射頻輸出功率發(fā)射射頻信號，進(jìn)行通 目。進(jìn)一步地，所述第一射頻裝置包括第一控制器、第一射頻信號收發(fā)器、第一低頻信號收發(fā)器，所述第一控制器分別與所述第一射頻信號收發(fā)器、所述第一低頻信號收發(fā)器相連；
所述第一射頻信號收發(fā)器，用于根據(jù)所述第一控制器的指令收發(fā)射頻信號；
所述第一低頻信號收發(fā)器，用于根據(jù)所述第一控制器的指令收發(fā)低頻信號；
所述第一控制器，用于根據(jù)所述低頻信號的強度判斷所述第一射頻裝置與所述第二射頻裝置之間的通信距離；并根據(jù)所述通信距離設(shè)定所述第一射頻裝置與所述第二射頻裝置進(jìn)行射頻通信的射頻輸出功率。進(jìn)一步地，所述第一控制器，還用于控制所述第一射頻信號收發(fā)器的開關(guān)狀態(tài)。進(jìn)一步地，所述第一控制器內(nèi)保存有所述低頻信號強度與所述通信距離以及所述射頻輸出功率之間的對應(yīng)關(guān)系表；所述對應(yīng)關(guān)系表，用于根據(jù)所述低頻信號強度，確定所述通信距離，并設(shè)定所述射頻輸出功率。進(jìn)一步地，所述第二射頻裝置包括第二控制器、第二射頻信號收發(fā)器、第二低頻信號收發(fā)器，所述第二控制器分別與所述第二射頻信號收發(fā)器、所述第二低頻信號收發(fā)器相連；
所述第二射頻信號收發(fā)器，用于根據(jù)所述第二控制器的指令收發(fā)射頻信號；
所述第二低頻信號收發(fā)器，用于根據(jù)所述第二控制器的指令收發(fā)低頻信號；
所述第二控制器，用于根據(jù)所述低頻信號的強度判斷所述第二射頻裝置與所述第一射頻裝置之間的通信距離；并根據(jù)所述通信距離設(shè)定所述第二射頻裝置與所述第一射頻裝置進(jìn)行射頻通信的射頻輸出功率。
進(jìn)一步地，所述第二控制器，還用于控制所述第二射頻信號收發(fā)器的開關(guān)狀態(tài)。進(jìn)一步地，所述第二控制器內(nèi)保存有所述低頻信號強度與所述通信距離以及所述射頻輸出功率之間的對應(yīng)關(guān)系表；
所述對應(yīng)關(guān)系表，用于根據(jù)所述低頻信號強度，確定所述通信距離，并設(shè)定所述射頻輸出功率。進(jìn)一步地，所述第一射頻裝置和所述第二射頻裝置發(fā)射的低頻信號的頻率為500kHz IOOMHz。作為本發(fā)明技術(shù)方案的另一方面，提供一種控制射頻輸出功率的方法，按照以下步驟完成輸出功率的設(shè)定
第二射頻裝置獲取第一射頻裝置發(fā)送的低頻信號的強度，并判斷所述第一射頻裝置與所述第二射頻裝置之間的通信距離；
所述第二射頻裝置依據(jù)所述通信距離設(shè)定所述第一射頻裝置與所述第二射頻裝置之間進(jìn)行通信的射頻輸出功率；
所述第一射頻裝置與所述第二射頻裝置按照所述射頻輸出功率發(fā)射射頻信號，進(jìn)行通 目。進(jìn)一步地，所述第二射頻裝置按照以下步驟調(diào)控所述第一射頻裝置與所述第二射頻裝置的射頻輸出功率，
所述第二射頻裝置通過所述通信距離設(shè)定所述第二射頻裝置的射頻輸出功率；
所述第二射頻裝置將設(shè)定的所述射頻輸出功率發(fā)送至所述第一射頻裝置；
所述第一射頻裝置接收所述射頻輸出功率，并按照所述射頻輸出功率設(shè)定其與所述第二射頻裝置進(jìn)行通信的射頻信號發(fā)射功率。進(jìn)一步地，所述第二射頻裝置內(nèi)保存有所述低頻信號強度與所述通信距離以及所述射頻輸出功率之間的對應(yīng)關(guān)系表；
所述第二射頻裝置感應(yīng)所述低頻信號，并獲取所述低頻信號的強度，再依據(jù)所述對應(yīng)關(guān)系表確定所述通信距離；
所述第二射頻裝置確定所述通信距離，再依據(jù)所述對應(yīng)關(guān)系表確定所述射頻輸出功率，并將所述射頻輸出功率發(fā)送至所述第一射頻裝置。進(jìn)一步地，所述低頻信號的頻率為500kHz IOOMHz。本發(fā)明的有益效果是1.采用本發(fā)明技術(shù)方案就可實現(xiàn)射頻輸出功率的可調(diào)控性，實時地根據(jù)通信距離調(diào)整射頻輸出功率的大小，就可達(dá)到節(jié)省能源、降低射頻功耗的目的，同時還可使射頻功率的應(yīng)用效率達(dá)到最大化。2.本實用新型技術(shù)方案在保證實現(xiàn)安全識別距離內(nèi)進(jìn)行射頻通信的同時，還通過控制射頻信號收發(fā)器的開關(guān)狀態(tài)，達(dá)到進(jìn)一步降低射頻輸出功耗的目的。


圖1為本發(fā)明控制射頻輸出功率的通信系統(tǒng)的構(gòu)成示意 圖2為本發(fā)明控制射頻輸出功率方法的第一種實現(xiàn)方式的流程示意 圖3為本發(fā)明控制射頻輸出功率方法的第二種實現(xiàn)方式的流程示意圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。作為本發(fā)明技術(shù)方案的一方面，提供一種控制射頻輸出功率的通信系統(tǒng)，參見圖1，該通信系統(tǒng)包括第一射頻裝置I和第二射頻裝置2。第一射頻裝置I和第二射頻裝置2通過低頻信號的強度確定第一射頻裝置I和第二射頻裝置2之間的通信距離，并根據(jù)該通信距離確定第一射頻裝置I和第二射頻裝置2的射頻輸出功率。第一射頻裝置I和第二射頻裝置2按照射頻輸出功率發(fā)射射頻信號，進(jìn)行通信。這樣就實現(xiàn)了射頻輸出功率的可調(diào)控性，根據(jù)通信終端之間(即第一射頻裝置I和第二射頻裝置2之間)的距離實時地調(diào)整射頻輸出功率的大小，達(dá)到節(jié)省能源、降低射頻功耗的目的。進(jìn)一步地，第一射頻裝置I與第二射頻裝置2的構(gòu)成結(jié)構(gòu)相同。下面以第一射頻裝置I為例說明二者的構(gòu)成結(jié)構(gòu)。如圖I所示，第一射頻裝置I包括第一控制器11、第一射頻信號收發(fā)器12、第一低頻信號收發(fā)器13，第一控制器11分別與第一射頻信號收發(fā)器12、第一低頻信號收發(fā)器13相連。其中，第一射頻信號收發(fā)器12，用于根據(jù)第一控制器11的指令收發(fā)射頻信號。第一低頻信號收發(fā)器13，用于根據(jù)第一控制器11的指令收發(fā)低頻信號。第一控制器11，還用于根據(jù)低頻信號的強度判斷第一射頻裝置I與第二射頻裝置2之間的通信距離；并根據(jù)通信距離設(shè)定第一射頻裝置I與第二射頻裝置2之間進(jìn)行射頻通信的射頻輸出功率。本發(fā)明中射頻裝置的上述技術(shù)方案就為通過低頻信號判斷通信距離，進(jìn)而確定射頻信號輸出功率的實現(xiàn)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。進(jìn)一步地，第一射頻裝置I內(nèi)的第一控制器11還用于控制第一射頻信號收12發(fā)器的開關(guān)狀態(tài)，和/或第二射頻裝置2內(nèi)的第二控制器21還用于控制第二射頻信號收發(fā)器22的開關(guān)狀態(tài)?？刂破骺梢钥刂粕漕l信號收發(fā)器一直處于打開狀態(tài)，也可以僅在需要通過射頻通道收發(fā)信號的時候，控制器才控制射頻信號收發(fā)器打開發(fā)射通道或者接收通道，這樣就可避免射頻信號收發(fā)器不工作時產(chǎn)生的功耗，進(jìn)一步降低射頻輸出功耗。在接收到低頻信號并判斷出第一射頻裝置I與第二射頻裝置2之間的通信距離之后，為了能準(zhǔn)確地設(shè)定第一射頻裝置I與第二射頻裝置2進(jìn)行射頻通信的輸出功率，第一控制器11以及第二控制器21內(nèi)均保存有低頻信號強度與通信距離以及射頻輸出功率之間的對應(yīng)關(guān)系表。感應(yīng)到低頻信號后，判斷該信號的強度，并對比關(guān)系表，進(jìn)而可方便地確定通信距離以及射頻輸出功率。作為本發(fā)明技術(shù)方案的另一方面，還提供一種控制射頻輸出功率的方法，按照以下步驟完成輸出功率的設(shè)定
首先，第二射頻裝置2獲取第一射頻裝置I發(fā)送的低頻信號的強度，并判斷第一射頻裝置I與第二射頻裝置2之間的通信距離；
其次，第二射頻裝置2依據(jù)通信距離設(shè)定第一射頻裝置I與第二射頻裝置2之間進(jìn)行通信的射頻輸出功率；
最后，第一射頻裝置I接收第二射頻裝置2設(shè)定的射頻輸出功率，并按照射頻輸出功率發(fā)射射頻信號，與第二射頻裝置2進(jìn)行通信。 下面對本發(fā)明的控制射頻輸出功率的通信系統(tǒng)的工作過程進(jìn)行簡單介紹，如圖2所示。步驟一，第一射頻裝置I內(nèi)的第一控制器11控制第一低頻信號收發(fā)器13發(fā)送低頻信號，該低頻信號的頻率可為500kHz IOOMHz。第二射頻裝置2內(nèi)的第二控制器21控制第二低頻信號收發(fā)器23感應(yīng)該低頻信號產(chǎn)生的磁場，并判斷該磁場的大小，確定通信距離。其中，第一低頻信號收發(fā)器13發(fā)射低頻磁場的方式可以采用線圈驅(qū)動型，也可以采用線圈諧振型。而發(fā)射的低頻磁場可以是將預(yù)設(shè)數(shù)字信號調(diào)制上去的磁場信號，也可以是頻率、周期一定或者幅值一定或者變化序列特征(變化序列特征即為能體現(xiàn)信號頻率、周期的數(shù)字信號)一定的交變磁場。第二低頻信號收發(fā)器23通過判斷低頻信號的強度來判斷第一射頻裝置I與第二射頻裝置2之間的通信距離，即通過判斷低頻磁場的大小來確定通信距離，例如，可以通過獲取磁場的幅值或者其它會隨距離變化的特征值來確定通信距離。若發(fā)射低頻信號的載體為圓形低頻線圈，則低頻信號強度與通信距離之間的關(guān)系(即低頻場強在其線圈中心軸上的磁場強度與通信距離之間的關(guān)系)如下
H=iNa2/2(a2+r2) 3/2，其中，
H為磁場強度；i為電流，單位為A ；N為圓形低頻線圈的阻數(shù)；a為圓形低頻線圈的半徑，單位為m ；r為距離線圈中心點的長度，即通信距離，單位為m。當(dāng)然，發(fā)射低頻信號的載體除了可以是圓形線圈，也可以是其他形狀或者其他形式的載體(如巨磁阻器件)，可以根據(jù)選擇的載體形式來選擇相應(yīng)的低頻場強的磁場強度與通信距離之間的計算公式。步驟二，第二控制器21判斷出低頻磁場的大小后，依據(jù)其內(nèi)部保存的低頻信號強度與通信距離以及射頻輸出功率之間的對應(yīng)關(guān)系表，設(shè)定射頻輸出功率的大小。其中，射頻輸出功率與通信距尚之間的關(guān)系如下
射頻輸出功率=接收靈敏度+Los，Los為傳播損耗。Los=32. 44+201ogD (km) +201ogf (MHz), D 為通信距離，f 為工作頻率。這樣就可依據(jù)上述提及的低頻磁場強度與通信距離之間的關(guān)系、以及射頻輸出功率與通信距離之間的關(guān)系，來確定低頻信號強度與射頻輸出功率之間的對應(yīng)關(guān)系。進(jìn)一步地，為了避免第一射頻裝置I和第二射頻裝置2在通信過程中移動而導(dǎo)致信號強度不穩(wěn)定的情況出現(xiàn)，第二控制器21可以將設(shè)定好的射頻輸出功率放大η倍后再輸出給第一射頻裝置I。其中，η可以為大于I的任意數(shù)值。這就可保證第一射頻裝置I和第二射頻裝置2之間進(jìn)行通信的穩(wěn)定性。步驟三，第二控制器21通過第二低頻信號收發(fā)器23和/或第二射頻信號收發(fā)器22將設(shè)定好的射頻輸出功率信息發(fā)送至第一射頻裝置I。步驟四，第一射頻裝置I接收第二射頻裝置2發(fā)送來的射頻輸出功率信息，由第一控制器11依據(jù)該信息設(shè)定第一射頻裝置I發(fā)射射頻信號的功率。若第二射頻裝置2通過第二低頻信號收發(fā)器23發(fā)送設(shè)定好的射頻輸出功率信息，則第一射頻裝置I通過其內(nèi)部的第一低頻信號收發(fā)器13接收，并傳送至第一控制器11。若第二射頻裝置2通過第二射頻信號收發(fā)器22發(fā)送設(shè)定好的射頻輸出功率信息，則第一射頻裝置I通過其內(nèi)部的第一射頻信號收發(fā)器12接收，并傳送至第一控制器11。
步驟五，第一射頻裝置I和第二射頻裝置2按照設(shè)定好的射頻功率，在安全距離內(nèi)通信，完成二者之間的信息傳遞工作。例如本發(fā)明的通信系統(tǒng)用于交易時，二者就可在安全可控的距離內(nèi)通信，確保交易正常進(jìn)行以及交易合法性的同時，還通過實時地監(jiān)測通信終端之間的距離，調(diào)整射頻輸出功率，達(dá)到降低射頻功耗的目的。在上述工作過程中，第一射頻信號收發(fā)器12和第二射頻信號收發(fā)器22可以一直處于打開的工作狀態(tài)，即第一射頻信號收發(fā)器12和第二射頻信號收發(fā)器22的發(fā)射鏈路和接收鏈路始終處于可工作的狀態(tài)。而為了最大程度地降低射頻功耗，還可通過第一控制器11控制第一射頻信號收發(fā)器12的開關(guān)狀態(tài)，通過第二控制器21控制第二射頻信號收發(fā)器22的開關(guān)狀態(tài)。如圖3所示，例如，第一射頻裝置I內(nèi)的第一低頻信號收發(fā)器13發(fā)送低頻信號后，第一控制器11再控制第一射頻信號收發(fā)器12打開接收鏈路，關(guān)閉發(fā)射鏈路。在第二控制器21設(shè)定好射頻輸出功率后，第二控制器21再控制第二射頻信號收發(fā)器22打開發(fā)送鏈路，關(guān)閉接收鏈路。這樣就可避免無需射頻信號收發(fā)器工作時其產(chǎn)生的不必要的功耗，達(dá)到進(jìn)一步降低功耗的目的。以上僅為本發(fā)明的較佳實施例子，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種控制射頻輸出功率的通信系統(tǒng)，其特征在于，包括第一射頻裝置和第二射頻裝置；其中，所述第一射頻裝置和所述第二射頻裝置通過低頻信號的強度確定所述第一射頻裝置和所述第二射頻裝置之間的通信距離，并根據(jù)該通信距離確定所述第一射頻裝置和所述第二射頻裝置的射頻輸出功率；所述第一射頻裝置和所述第二射頻裝置按照所述射頻輸出功率發(fā)射射頻信號，進(jìn)行通 目。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制射頻輸出功率的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述第一射頻裝置包括第一控制器、第一射頻信號收發(fā)器、第一低頻信號收發(fā)器，所述第一控制器分別與所述第一射頻信號收發(fā)器、所述第一低頻信號收發(fā)器相連；所述第一射頻信號收發(fā)器，用于根據(jù)所述第一控制器的指令收發(fā)射頻信號；所述第一低頻信號收發(fā)器，用于根據(jù)所述第一控制器的指令收發(fā)低頻信號；所述第一控制器，用于根據(jù)所述低頻信號的強度判斷所述第一射頻裝置與所述第二射頻裝置之間的通信距離；并根據(jù)所述通信距離設(shè)定所述第一射頻裝置與所述第二射頻裝置進(jìn)行射頻通信的射頻輸出功率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制射頻輸出功率的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述第一控制器，還用于控制所述第一射頻信號收發(fā)器的開關(guān)狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的控制射頻輸出功率的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述第一控制器內(nèi)保存有所述低頻信號強度與所述通信距離以及所述射頻輸出功率之間的對應(yīng)關(guān)系表；所述對應(yīng)關(guān)系表，用于根據(jù)所述低頻信號強度，確定所述通信距離，并設(shè)定所述射頻輸出功率。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的控制射頻輸出功率的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述第二射頻裝置包括第二控制器、第二射頻信號收發(fā)器、第二低頻信號收發(fā)器，所述第二控制器分別與所述第二射頻信號收發(fā)器、所述第二低頻信號收發(fā)器相連；所述第二射頻信號收發(fā)器，用于根據(jù)所述第二控制器的指令收發(fā)射頻信號；所述第二低頻信號收發(fā)器，用于根據(jù)所述第二控制器的指令收發(fā)低頻信號；所述第二控制器，用于根據(jù)所述低頻信號的強度判斷所述第二射頻裝置與所述第一射頻裝置之間的通信距離；并根據(jù)所述通信距離設(shè)定所述第二射頻裝置與所述第一射頻裝置進(jìn)行射頻通信的射頻輸出功率。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制射頻輸出功率的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述第二控制器，還用于控制所述第二射頻信號收發(fā)器的開關(guān)狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的控制射頻輸出功率的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述第二控制器內(nèi)保存有所述低頻信號強度與所述通信距離以及所述射頻輸出功率之間的對應(yīng)關(guān)系表；所述對應(yīng)關(guān)系表，用于根據(jù)所述低頻信號強度，確定所述通信距離，并設(shè)定所述射頻輸出功率。
8.—種控制射頻輸出功率的方法，其特征在于，第二射頻裝置獲取第一射頻裝置發(fā)送的低頻信號的強度，并判斷所述第一射頻裝置與所述第二射頻裝置之間的通信距離； 所述第二射頻裝置依據(jù)所述通信距離設(shè)定所述第一射頻裝置與所述第二射頻裝置的射頻輸出功率；所述第一射頻裝置與所述第二射頻裝置按照所述射頻輸出功率發(fā)射射頻信號，進(jìn)行通 目。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制射頻輸出功率的方法，其特征在于，所述第二射頻裝置按照以下步驟調(diào)控所述第一射頻裝置與所述第二射頻裝置的射頻輸出功率所述第二射頻裝置通過所述通信距離設(shè)定所述第二射頻裝置的射頻輸出功率；所述第二射頻裝置將設(shè)定的所述射頻輸出功率發(fā)送至所述第一射頻裝置；所述第一射頻裝置接收所述射頻輸出功率，并按照所述射頻輸出功率設(shè)定其與所述第二射頻裝置進(jìn)行通信的射頻信號發(fā)射功率。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制射頻輸出功率的方法，其特征在于，所述第二射頻裝置內(nèi)保存有所述低頻信號強度與所述通信距離以及所述射頻輸出功率之間的對應(yīng)關(guān)系表；所述第二射頻裝置感應(yīng)所述低頻信號，并獲取所述低頻信號的強度，再依據(jù)所述對應(yīng)關(guān)系表確定所述通信距離；所述第二射頻裝置確定所述通信距離，再依據(jù)所述對應(yīng)關(guān)系表確定所述射頻輸出功率，并將所述射頻輸出功率發(fā)送至所述第一射頻裝置。
全文摘要
本發(fā)明的控制射頻輸出功率的通信系統(tǒng)包括第一射頻裝置和第二射頻裝置。第一射頻裝置和第二射頻裝置通過低頻信號的強度確定二者之間的通信距離，并根據(jù)該通信距離設(shè)定二者之間進(jìn)行射頻通信的射頻輸出功率。第一射頻裝置和第二射頻裝置按照射頻輸出功率發(fā)射射頻信號，進(jìn)行通信。此外，還提供一種控制射頻輸出功率的方法。采用本發(fā)明技術(shù)方案就可實現(xiàn)射頻輸出功率的可調(diào)控性，實時地根據(jù)通信距離調(diào)整射頻輸出功率的大小，就可達(dá)到節(jié)省能源、降低射頻功耗的目的，同時還可使射頻功率的應(yīng)用效率達(dá)到最大化。此外，還可通過控制射頻信號收發(fā)器的開關(guān)狀態(tài)，達(dá)到最大程度降低射頻輸出功耗的目的。
文檔編號H04W52/24GK102932894SQ20111022711
公開日2013年2月13日 申請日期2011年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月9日
發(fā)明者王根平 申請人:國民技術(shù)股份有限公司