[发明专利]一种基于多入多出无线充电系统的并行反馈通信方法

说明书

一种基于多入多出无线充电系统的并行反馈通信方法，所述该方法包括碰撞感知并行译码方案：RXs的多个Qi规范将并发地响应TX模拟ping，并反馈它们必要的数据，在拟议的MRC‑WPT系统中，RX通过将振荡电路切换到两种可能的状态来编码其数据，本发明对MIMO MRC‑WPT系统的两个重要问题做了深入研究，一是并行的带内反馈通信，二是能量传输信道的测算。

技术领域

本发明涉及的基于多入多出无线充电系统的并行反馈通信方法，属于数无线充电和无线通信领域。

背景技术

无线充电技术在近些年来得到了广泛的发展和使用，各种无线充电产品也开始进入消费者的视野。究其原因，一是需求所致，二是技术适用性。所谓需求，进入21世纪以来大量的无线电力设备开始进入千家万户，手机、平板、手环、无线键鼠等等，为了给这些设备供电，传统的有线充电显得累赘，用户往往需要因此顾虑设备的电量问题；所谓技术适应性，无线充电实现了无线能源传输，使得即放即充成为可能，同时无线的电能传输更加有利于产品的封闭式设计，并提高了使用的安全性。以上这些原因共同促成了无线充电技术的发展。

当前市场上的无线充电产品主要分成两大类，一是给汽车供电的无线大功率传输系统，二是针对小电量设备(手机、手环等)的无线充电器。然而，从市场上的使用程度来看，目前的无线充电还存在较大的局限性，最主要的问题表现在无线充电距离上。以针对小功率设备的无线充电器来说，几乎所有知名产品都需要用电器按位置摆在无线充电器上，最远充电距离一般低于1cm。这样的无线充电器多多少少与无线充电的定义不符，仅仅是让使用者摆脱了插拔接头的烦恼，限制了无线充电的使用和推广。

针对这一硬性缺陷，近些年来，科研学者对无线电能传输(Wireless PowerTransmission)系统展开了深入研究，磁谐振技术[1]和多入多出技术(MIMO) [2]被应用于无线充电中，用以解决距离过短和功率过小等问题。

然而，MIMO系统下的无线充电系统还存在较大的问题，其有一核心问题在于接收端通信和磁场能量传输的信道测算之上。在基于磁共振的多入多出无线充电系统中，接收端反馈和能量传输信道的估测对于系统的环境感知能力十分重要，通过实现发收通信并测算信道，可以按需对设备供电[3]，同时可靠的信道系数有利于更好的波束成形[4]。目前基于MIMO的MRC-WPT系统的解决方案既不高效也不成熟，现有的研究大多集中于发射端电流(电流)调整的优化算法，采用简单的反馈通信和信道估计方案。包括省略通信和忽视接收端能量需求差异的信道估计方案都简单地假设通信链路的存在或者预先知道的信道条件，又或者使用基础的方法实现一对一的发收两端的通信。

在我们的工作中，发现了发射端的电流集合与接收端的开关状态簇之间存在千丝万缕的联系。基于此现象，我们提出了依靠识别每个簇联合开关状态的并行多阶解码方案，在状态聚类阶段，我们引入了两层聚类机制来解决导致分类结果不准确的“显性RXs”挑战；在聚类识别阶段，我们通过基于能量传输信道估计的校准来解决“模糊识别候选对象”的挑战。最终，我们利用现有的材料制作了测试原型，并获得了预期效果。

发明内容

本发明解决无线充电系统中接收端的反馈通信问题，并且识别多接收端状态，并测算出对应的能量传输信道本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种基于多入多出无线充电系统的并行反馈通信方法，所述该方法包括：

步骤1：碰撞感知并行译码方案

RXs的多个Qi规范将并发地响应TX模拟ping，并反馈它们必要的数据，在拟议的MRC-WPT系统中，RX通过将振荡电路切换到两种可能的状态来编码其数据:“开路(O)”和“闭合(S)”。当Q个RXs同时传输时，碰撞信号将有2^Q个合并状态，通过测量TX电流，在所有TXs之间进行坐标协调，识别出RXs的组合状态，同时估算出TXRX/RX-RX的互感系数，TX电压固定为恒定值，并将TX电流作为测量变量，

步骤2：现象观察