[发明专利]无线携能接收设备和无线携能信号接收方法

权利要求书

1.一种无线携能接收设备，其特征在于，包括：

功率分配模块，用于接收基带信号，根据功率分配系数对所述基带信号进行功率分配，并输出第一分配信号和第二分配信号，所述基带信号含有信息与能量；

控制模块，与所述功率分配模块相连接，用于对所述功率分配模块的功率分配系数进行调整；

能量采集模块，分别与所述功率分配模块和所述控制模块相连接，用于在所述控制模块的控制下对所述第一分配信号进行能量采集；

信息解调模块，分别与所述功率分配模块和所述控制模块相连接，用于在所述控制模块的控制下对所述第二分配信号进行信息解调；

所述功率分配模块包括第一链路单元和第二链路单元，所述第一链路单元包括多个可控电阻电路，所述第二链路单元也包括多个可控电阻电路；

所述第一链路单元中各个可控电阻电路的输入端均连接所述功率分配模块的输入端，所述第一链路单元中各个可控电阻电路的输出端均连接所述第一链路单元的输出端；所述第一链路单元中的各个可控电阻电路还与所述控制模块相连接；

所述第二链路单元中各个可控电阻电路的输入端均连接所述功率分配模块的输入端，所述第二链路单元中各个可控电阻电路的输出端均连接所述第二链路单元的输出端；所述第二链路单元中的各个可控电阻电路还与所述控制模块相连接；

所述功率分配模块的输入端用于接收所述基带信号；所述第一链路单元的输出端用于输出第一分配信号，所述第二链路单元的输出端用于输出第二分配信号；

所述控制模块通过控制所述第一链路单元中各个可控电阻电路和所述第二链路单元中各个可控电阻电路的通断来调整所述功率分配模块的功率分配系数。

2.根据权利要求1所述的无线携能接收设备，其特征在于，所述可控电阻电路包括第一电阻和开关器件，

所述第一电阻的一端与所述开关器件的第一端相连接，所述第一电阻的另一端与所述可控电阻电路的输入端相连接；所述开关器件的第二端与所述控制模块相连接，所述开关器件的第三端与所述可控电阻电路的输出端相连接。

3.根据权利要求2所述的无线携能接收设备，其特征在于，所述可控电阻电路中还包括第二电阻，所述第二电阻的一端与所述开关器件的第二端相连接，所述第二电阻的另一端与所述控制模块相连接。

4.根据权利要求2所述的无线携能接收设备，其特征在于，所述开关器件包括双极性结型晶体管。

5.根据权利要求1所述的无线携能接收设备，其特征在于，所述第一链路单元包括三个可控电阻电路，所述第二链路单元也包括三个可控电阻电路。

6.根据权利要求1所述的无线携能接收设备，其特征在于，所述能量采集模块包括：

开关单元，分别与所述功率分配模块和所述控制模块相连接，用于在所述控制模块的控制下接收所述第一分配信号；

能量收集器，与所述开关单元相连接，用于对所述第一分配信号进行能量采集。

7.一种无线携能信号接收方法，其特征在于，应用于权利要求1-6中任意一项所述的无线携能接收设备，所述方法包括：

接收基带信号；所述基带信号含有信息与能量；

调整功率分配系数；

根据所述功率分配系数对所述基带信号进行功率分配，获取第一分配信号和第二分配信号；

对所述第一分配信号进行能量采集，获取所述基带信号的能量；

获取所述第二分配信号；

对当前时刻的所述第二分配信号依次进行匹配滤波处理、滑动平滑处理和位同步处理，获取当前时刻的位同步信号；

将当前时刻的所述位同步信号的幅值与预设数值进行比较，获取当前时刻的判决结果；

将当前时刻的所述判决结果与之前时刻的所述判决结果组成判决数据，并对所述判决数据进行帧头检测；

若检测到帧头，则对之后时刻的所述第二分配信号进行译码得到无线携能发射设备发送的数据信息；

否则，获取下一个所述第二分配信号。

8.根据权利要求7所述的无线携能信号接收方法，其特征在于，采用Gardner算法进行位同步处理，

所述采用Gardner算法进行位同步处理包括：

将所述第二分配信号输入内插滤波器；

将所述内插滤波器处理后的所述第二分配信号输入环路滤波器，以滤除所述第二分配信号中的噪声及高频成分；

将滤波处理后的所述第二分配信号送入数字控制振荡器中，对所述第二分配信号经过内插滤波器处理后得到的结果进行采样，计算出整数采样时刻和内插滤波器插值点位置，从而得到最新的定时输出，所述最新的定时输出即为所述位同步信号；

所述整数采样时刻的计算方法为：

式中，m_k为整数采样时刻，k为正整数，T_i为重采样周期，所述重采样周期T_i与所述第二分配信号的码元速率T的比值为整数，T_s为无线携能接收设备的采样时钟周期，所述无线携能接收设备的采样时钟周期是无线携能发射设备发送的的码元速率T的四倍，int[ ]表示取整函数，即获取不超过函数的输入数据的最大整数部分；

所述内插滤波器插值点位置的计算方法为：

式中，μ_k为内插滤波器插值点位置，k为正整数，T_i为重采样周期，T_s为无线携能接收设备的采样时钟周期，m_k为整数采样时刻；

所述定时输出的计算方法为：

式中，FI1、FI2、FI3是内插滤波器的内插系数，x(n)表示当前无线携能接收设备采样时刻计算得到的零均值信号，x(n-1)表示无线携能接收设备一个采样周期之前计算得到的零均值信号，x(n-2)表示无线携能接收设备两个采样周期之前时刻计算得到的零均值信号，x(n-3)表示无线携能接收设备三个采样周期之前时刻计算得到的零均值信号，yI是内插滤波器的定时输出，μ_k是内插滤波器插值点位置。