CN104601297B - 协作无线能量传输方法和系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种协作无线能量传输方法和系统，其中，方法包括：在大规模MIMO网络中，进行协作的每个基站之间交互本基站统计的所有能量请求用户的大尺度衰落因子，每个基站根据所述大尺度衰落因子，确定上行导频发送功率，并通知给所述能量请求用户；所有能量请求用户按照所述导频发送功率，同时利用相同的频率资源广播发送同一导频序列；每个基站根据导频序列的接收信号，进行所有能量请求用户的组合信道估计；每个基站根据所述组合信道估计的结果进行预编码；每个基站根据所述预编码的结果，确定本基站用于进行传输能量的射频信号，并发送给能量请求用户；每个能量请求用户，将接收到的所述射频信号，转化为电流进行存储。本发明适用于协作多小区通信系统且传输距离远、传输效率高。

Description

协作无线能量传输方法和系统

技术领域

本发明涉及移动通信技术，特别是涉及一种协作无线能量传输方法和系统。

背景技术

目前，无线传输资源主要可以分为时间、频率和空间三大类。相应的无线通信系统可以划分为时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)和空分多址(SDMA)三种。由于频率资源相对于用户的需求日渐短缺，空间资源在无线通信领域中得到极大重视，而时间资源主要用于区分上下行传输，即时分双工(TDD)模式。

空分多址依赖于多天线技术已经应用于实际通信系统中，目前LTE和LTE-Advanced系统用户端和基站端最多分别采用4根和8根天线。研究已经表明MIMO技术可以提高系统的谱效率、可靠性和能效。为了进一步开采空间资源的巨大潜力，大规模MIMO技术于2010年正式提出，并且成为5G移动通信系统的候选技术。大规模MIMO技术利用成百上千根天线同时同频服务几十用户。由于其波束极其窄，可以将能量集中对准用户终端，进而成倍的提高系统谱效率或可靠性或能效。

为了延长终端电池的工作时间，无线能量传输技术已经得到越来越广泛的应用。目前无线能量传输技术主要分为两大类：一类是基于线圈耦合，可以在波长范围内以70％的效率进行能量传输；另一类是基于射频的长距离能量传输。由于基于射频的无线能量传输与无限通信技术相近且效率更高，容易整合到无线通信系统之中，因此成为未来延长终端电池工作时间的重要技术。同时，它可以消除无线通信网络最后的有线链接，使得目前的通信网络成为真正的“无线”通信网络。另外，由于基站业务的波动和绿色时变能源的提供，使得能量资源的效率较低。而当能量资源富裕情况下，利用无线能量传输将能量转移到能量饥饿的用户端，可以进一步提高能量的利用率。

目前基于射频的大多数能量传输系统均是基于单能量源进行无线能量传输，无线能量传输效率比较低，传输范围不能达到无线通信系统的要求，不适用于信息系统中协作多小区通信场景。此外，由于信息传输与能量传输存在一定差异，不能简单地基于无线信息传输理论进行能量传输系统设计。

目前尚未提出一种适用于协作多小区通信系统且传输距离远、传输效率高的无线能量传输方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种协作无线能量传输方法和系统，适用于协作多小区通信系统且传输距离远、传输效率高。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：

一种协作无线能量传输方法，包括：

a、在大规模MIMO网络中，进行协作的每个基站之间交互本基站统计的所有能量请求用户的大尺度衰落因子，每个所述基站根据所述大尺度衰落因子，确定上行导频发送功率，并通知给本基站对应小区中的所述能量请求用户；

b、所有所述能量请求用户按照所述上行导频发送功率，同时利用相同的频率资源广播发送同一导频序列；

c、每个所述基站根据所述导频序列的接收信号，进行所有能量用户的组合信道估计；

d、每个所述基站根据所述组合信道估计的结果进行预编码；

e、每个所述基站根据所述预编码的结果，确定本基站用于进行传输能量的射频信号，并发送给所述能量请求用户；

f、每个所述能量请求用户，将接收到的所述射频信号，转化为电流进行存储。

一种协作无线能量传输系统，包括：

基站，用于在大规模MIMO网络中与进行协作的其他基站交互所有能量请求用户的大尺度衰落因子，根据所述大尺度衰落因子，确定上行导频发送功率，并通知给本基站对应小区中的所述能量请求用户的用户设备；根据所述能量请求用户发送的导频序列的接收信号，进行所有能量用户的组合信道估计；根据所述组合信道估计的结果进行预编码；根据所述预编码的结果，确定本基站用于进行传输能量的射频信号，并发送给所述能量请求用户；

用户设备，用于按照所述上行导频发送功率，与所有所述基站中的其他用户设备，同时利用相同的频率资源广播发送同一导频序列；将接收到的所述射频信号，转化为电流进行存储。

综上所述，本发明提出的协作无线能量传输方法和系统，利用进行协作的多个基站进行协作功率传输，这样，由于传输能量的能量源数量大大增加，MIMO系统中布置大规模天线的基站可以利用很窄的波束进行能量传输，从而可以大幅度提高能量传输的效率和距离。另外，所有用户共享相同的导频，不仅可以简化基站信道估计，还可以提高信道估计精度，从而改善能量传输的增益。因此，本发明适用于协作多小区通信系统且传输距离远、传输效率高。

附图说明

图1为本发明的多能量源能量传输模型示意图；

图2为本发明实施例一的方法流程示意图；

图3为本发明实施例一的系统结构示意图；

图4为本发明仿真时的多小区场景示意图；

图5为本发明仿真时的多能量源协作功率传输与单能量源功率传输对比图；

图6为本发明仿真时的用户共享导频与小区间用户正交导频对比图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。

本发明的核心思想是：首先，利用多能量源协作给多个能量请求用户进行能量传输，利用多能量源的增益提高能量传输的效率。其次，为了进一步提高无线能量传输的距离和效率，将大规模MIMO技术引入无线能量传输系统，利用大规模MIMO技术的高增益，使得传输的能量对准终端用户，提高能量传输的有效性。

在对本发明的实施例进行说明之前，首先对本发明的发明原理说明如下：

如图1所示，在一个基于大规模MIMO的多小区无线能量传输网络中，有L个相互协作的小区采用时分双工模式工作。所有基站利用空分复用同时同频协作服务个能量请求用户，根据路径损失最小原则，有K_l个用户接入到第l个小区。其中，每个基站端都配有M根天线，每个能量请求用户都配置单根能量接收天线。从第j个小区的第k个用户到第l个基站M根天线的信道衰落表示为且所有小区的所有用户信道之间是相互独立的。其中，实数θ_l,jk是大尺度衰落因子，与网络中的天线增益、系统的载波频率以及用户与基站间的距离和阴影衰落有关；复向量是小尺度衰落向量，其中每个元素都独立服从均值为0及方差为1的复高斯分布。

为了利用时分双工系统信道互易性得到下行的信道信息，进而构造下行无线能量传输的预编码，所有基站首选需要利用上行导频传输来估计得到上行的信道信息。在用户进行上行导频传输的过程中，本发明提出所有小区中的所有用户共享一个导频序列，即所有小区中的所有用户发送相同的导频序列。具体如下：

假设，所有用户的上行导频功率矩阵为导频矩阵包含所有用户的导频向量，κ是所有导频向量的长度，且有φ^Hφ＝1。此时，第l基站的接收信号可以表示为：

Y_l＝G_lQ^1/2Φ^H+N_l,l＝1,2,…,L，

其中：G_l＝[g_l,11,…,g_l,1K1；…；g_l,L1,…,g_l,LKL]是所有用户到第l个基站的上行信道矩阵，矩阵是均值为0，方差为的高斯白噪声矩阵。从导频矩阵Φ可以看出所有小区中的所有用户导频序列相同，即采用共享导频方案。

由于上行所有小区中所有用户发送相同的导频序列，因此在第l基站处仅可以估计出所有用户信道的线性组合信道，具体可以表示为：

其中，向量是等效的高斯白噪声，其均值为0且方差为与其他噪声向量是相互独立的。而q_jk是第j小区中第k个用户的上行导频功率，此功率值决定不同用户的上行信道在基站估计得到的组合信道中的功率比例。

当所有基站(l＝1,2,…,L)获得系统上行的信道信息后，可以根据时分双工的信道互易性，得到基站到用户的下行信道。基于基站间的用户大尺度信息交互，可以构造能量传输的预编码，进而结合给用户发送的符号形成下行传输信号进行发送。其中预编码主要作用是匹配下行的信道，使得用户的接收信号增益达到最大化。具体步骤如下：

首先，考虑到用户仅在射频处收获能量，而不进行接收信号的解调与解码，因此，本发明提出所有基站给所有用户发送相同的常数已知信号，此处表示为s，此常数信号可以随着时间有规律的变化也可以不变。对于能量传输，最大比预编码是能量传输的最优预编码。然而由于每个基站仅估计得到所有用户上行信道的线性组合信道，结合所有用户发送相同的符号信息，提出所有能量用户信道的线性组合共轭作为能量传输的预编码，其等效为每个能量用户最大比预编码的线性组合，且仍然为最优预编码。此预编码是多能量源协作传输的全局最优预编码，且可以分布式执行。具体的，第l个基站的预编码可以表示为：

其中，(·)^*代表共轭操作，而实数是预编码的全局归一化系数，||.||表示二范数。根据大规模MIMO的信道极限正交和硬化现象，可以得到δ仅与所有用户的大尺度衰落信息{θ_l,jk}有关，具体表达式为：

由于归一化系数δ仅有大尺度衰落有关，因此基站间仅需要交互用户的大尺度衰落信息。

假设所有基站发送的总功率和为p_T，则第l个基站的发送信号可以表示为：

其中第l个基站的发射功率为：

从上式可以知道，所有用户上行导频的功率决定了下行基站给不同用户分配功率的比例，具体来说，基站l给第j个小区中的第k个用户分配的功率可以表示为：

根据上面所有基站的发送信号，第l小区中的第k个用户的接收射频信号可以表示为：

其中，变量n_lk为用户端均值为0和方差为σ²的加性高斯白噪声。

根据接收到的射频信号，用户直接将其通过整流电路转化成直流电流，进行能量收获，充入用户的电池。根据上面的表达式，第l个小区中的第k个用户单位时间内能量收获的统计平均值可以写为：

其中：因子η为用户端的能量收获效率，即从射频接收信号转化为电池直流的效转化率。

基于上述原理分析阐述，下面将结合本发明的实施例一对本发明的具体实施过程进行详细说明。

图2为本发明实施例一的流程示意图，如图2所示，该实施例主要包括：

步骤201、在大规模MIMO网络中，进行协作的每个基站之间交互本基站统计的所有能量请求用户的大尺度衰落因子，每个所述基站根据所述大尺度衰落因子，确定上行导频发送功率，并通知给本基站对应小区中的所述能量请求用户。

本步骤中，每个基站都需要将其在一定时间内统计到的大尺度衰落因子提供给其他协作基站，该大尺度衰落因子是进行协作的所有基站中的所有能量请求用户到本基站天线的大尺度衰落因子。大尺度衰落因子的具体统计方法为本领域技术人员所掌握，在此不再赘述。

本步骤中，当系统对所有能量用户的导频功率进行约束时，较佳地，可以采用下述方法来确定导频发送功率：

按照确定所述上行导频发送功率，其中，q_lk为进行协作的所述基站中第l个基站对应小区的第k个能量请求用户的上行导频发送功率，q_max为预设的上行最大导频发送功率，L为所述进行协作的基站数量，K_x为第x个基站对应小区中的所述能量请求用户数量，θ_j,xy为从第x个基站对应小区的第y个能量请求用户到第j个基站的所有天线的大尺度衰落因子，θ_j,lk为从第l个基站对应小区的第k个能量请求用户到第j个基站的所有天线的大尺度衰落因子，l＝1,2,…,L。

步骤202、所有所述能量请求用户按照所述上行导频发送功率，同时利用相同的频率资源广播发送同一导频序列。

本步骤中，与现有系统的导频发送所不同的是，所有用户要共享同一导频序列，而传统信息传输系统中是发送正交的导频。这样，无论是相同小区还是不同小区，所有能量请求用户上行采用同时同频发送相同的导频序列，以便基站处可以一次性估计出所有用户信道的线性组合信道，简化了基站信道估计，另外，信道估计精度也可以大幅度提高，从而改善能量传输的增益。

步骤203、每个所述基站根据所述导频序列的接收信号，进行所有能量请求用户的组合信道估计。

本步骤用于对所有协作基站覆盖范围内的能量请求用户进行组合信道估计。

较佳地，本步骤可以采用下述方法进行组合信道估计：

每个所述基站按照进行所述组合信道估计，其中，为进行协作的所述基站中第l个基站的组合信道估计结果，Y_l为第l个基站的接收信号，l为基站编号，φ为单个用户发送的所述导频序列对应的导频向量，l＝1,2,…,L，L为所述进行协作的基站数量。

步骤204、每个所述基站根据所述组合信道估计的结果进行预编码。

较佳地，本步骤可以采用下述方法实现：

每个所述基站按照进行所述预编码，其中，w_l为进行协作的所述基站中第l个基站的所述预编码结果，l＝1,2,…,L，为进行协作的所述基站中第l个基站的组合信道估计结果，(·)^*表示共轭操作，δ是所有所述预编码结果的全局归一化系数，(·)^H表示共轭转置操作。

步骤205、每个所述基站根据所述预编码的结果，确定本基站用于进行传输能量的射频信号，并发送给所述能量请求用户。

较佳地，本步骤可以采用下述方法实现：

每个所述基站按照确定本基站用于进行传输能量的射频信号，其中，x_l为进行协作的所述基站中第l个基站确定的所述射频信号，p_T为预设的进行协作的所有所述基站的发送功率总和，w_l为进行协作的所述基站中第l个基站的所述预编码结果，l＝1,2,…,L，s为预设的用于发送给所有所述能量请求用户的常数信号。

上述方法中，采用常数信号即已知的符号或序列进行能量传输，这样，基站只需要产生并使用一个固定的用于进行能量传输的符号，可以大大降低每次基站产生射频信号的复杂度，有利于基站符号的产生。

步骤206、每个所述能量请求用户，将接收到的所述射频信号，转化为电流进行存储。

图3为与上述方法相对应的协作无线能量传输系统，如图3所示，该系统包括：

基站，用于在大规模MIMO网络中与进行协作的其他基站交互所有能量请求用户的大尺度衰落因子，根据所述大尺度衰落因子，确定上行导频发送功率，并通知给本基站对应小区中的所述能量请求用户的用户设备；根据所述能量请求用户发送的导频序列的接收信号，进行所有能量请求用户的组合信道估计；根据所述组合信道估计的结果进行预编码；根据所述预编码的结果，确定本基站用于进行传输能量的射频信号，并发送给所述能量请求用户；

用户设备，用于按照所述上行导频发送功率，与所有所述基站中的其他用户设备，同时利用相同的频率资源广播发送同一导频序列；将接收到的所述射频信号，转化为电流进行存储。

较佳地，所述基站，进一步用于按照确定所述上行导频发送功率，其中，q_lk为进行协作的所述基站中第l个基站对应小区的第k个能量请求用户的上行导频发送功率，q_max为预设的上行最大导频发送功率，L为所述进行协作的基站数量，K_x为第x个基站对应小区的所述能量请求用户数量，θ_j,xy为从第x个基站对应小区的第y个能量请求用户到第j个基站的所有天线的大尺度衰落因子，θ_j,lk为从第l个基站对应小区的第k个能量请求用户到第j个基站的所有天线的大尺度衰落因子，l＝1,2,…,L。

较佳地，所述基站，进一步用于按照进行所述组合信道估计，其中，为进行协作的所述基站中第l个基站的组合信道估计结果，Y_l为第l个基站的接收信号，l为基站编号，φ为单个用户发送的所述导频序列对应的导频向量，l＝1,2,…,L，L为所述进行协作的基站数量。

较佳地，所述基站，进一步用于按照进行所述预编码，其中，w_l为进行协作的所述基站中第l个基站的所述预编码结果，l＝1,2,…,L，L为所述进行协作的基站数量，为进行协作的所述基站中第l个基站的组合信道估计结果，(·)^*表示共轭操作，δ是所有所述预编码结果的全局归一化系数，(·)^H表示共轭转置操作。

较佳地，所述基站，进一步用于按照确定本基站用于进行传输能量的射频信号，其中，x_l为进行协作的所述基站中第l个基站确定的所述射频信号，p_T为预设的进行协作的所有所述基站的发送功率总和，w_l为进行协作的所述基站中第l个基站的所述预编码结果，l＝1,2,…,L，L为所述进行协作的基站数量，s为预设的用于发送给所有所述能量请求用户的常数信号。

通过上述技术方案可以看出，本发明不仅将大规模MIMO技术引入无线能量传输系统，利用其高增益提高能量传输的距离或者效率，更重要的是提出了多能量源协作无线能量传输，利用多个基站联合同时同频给多个能量请求用户进行能量传输。在基站端，以用户信道的线性组合的共轭作为能量用户的预编码，进行分布式能量传输。且在TDD工作模式下(即上行先发导频，然后在传输能量)，提出所有小区中所有用户共享导频序列的方案，以提高能量传输增益减小系统复杂度。

其主要优点可以总结如下：

1、大规模MIMO技术利用成百上千根天线可以形成极其窄的波束，将能量集中对准到服务的用户，从而提高无线能量传输的距离或者效率。且可以简化协作传输基站间信息交互的信息量。

2、多个能量源协作共同给多个用户进行无线能量传输，可以利用系统增益提高能量传输的有效性，改善系统的传输距离和传输效率。

3、上行所有用户共享相同的导频序列方案，避免了大规模MIMO导频稀缺的问题。同时网络所能容纳的用户个数不受到导频个数的限制，理论上用户数量可以趋于无穷。

4、协作的每个基站，仅对所有用户的组合上行信道进行估计，相对于单独信道估计来说，一方面系统复杂度有所降低，另一方面，引入的信道误差也成倍减小。从而可以提高能量传输的效率。

总体来说，与传统的小规模MIMO、单能量源和不同小区用户采用正交导频方案相比，本发明所提出的多能量源协作方案不仅可以大幅度提高能量传输效率或传输距离，在系统复杂度和基站间信息交互方面也有一定的好处。

下面通过仿真分析来进一步阐述本发明的上述技术效果。在仿真中将评估不同数量协作能量源对能量传输效率的影响，即不同数量基站协作传输对终端延长工作时间的影响。其次，考察与不同小区用户发送正交导频方案相比，共享导频方案的用户终端延长工作时间的增益。

如图4所示，仿真中假设每个小区内有10个用户，即K_l＝10(l＝1,2,…,L)，所有用户均匀分布在最小半径为1m，边长为10m的六边形小区内，基站处于小区中心，基站和用户端的噪声功率谱密度均为-120dBm/Hz，系统带宽为100KHz，大尺度衰落为d_l,jk为小区j的第k用户与基站l的距离，ξ_l,jk为标准差为8dB的对数阴影衰落，下行发射实际功率与天线个数乘积为Mp_T＝36dBW，所有用户平均功率消耗速率为1万焦耳每天，记为p。

一、协作能量源个数的影响：

从前面所提出的方案，可以计算得到在所有小区的所有用户上行发送相同导频下，和所有用户终端在多能量源协作能量传输下，所收获的能量相同，记为E_C，因而得到每个终端电池延长工作时间为而对于非协作的单个能量源传输情况，仅需在协作能量传输的基础上假设L＝1，即可得到用户终端的收获能量，记为E_NC，因而得到终端电池延长的工作时间为

为了对比多能量源协作能量传输与单能量源能量传输的差别，当上行导频最大功率为q_max＝-5dBm时，图5给出了T_C/T_NC与不同小区个数间的关系。在仿真过程过，小区按照图4中所标序号进行逐个添加。图中理论值是在假设基站天线个数无线多得到的，而仿真中采用天线个数为M＝300。理想信道估计情况下的结果是根据基站已知上行信道，无需进行信道估计得到的。从图中可以看出，随着协作能量源个数的增加，相对于单个能量源来说，多能量源系统能量传输增益逐渐增加，而理论值与仿真值也几近吻合。而在加入第8个小区时，增益有所下降，其原因如下：由于协作传输的增益主要来源于邻区协作，相隔较远小区由于大尺度衰落严重使得协作增益非常小，在加入第7个小区时，平均邻区个数为4.43，而加入第8个小区时平均邻区个数为4.25，故能量增益有所下降。

二、用户电池延长工作时间增益：

进一步，为了明显的给出所提出的共享导频方案的优势，假设所给出方案终端用户接收能量为因而得到每个终端电池延长的工作时间为而当用户处于相同小区采用相同导频，用户处于不同小区时采用正交导频下，同样可以计算得到终端用户收获能量，记为进而得到每个终端电池延长的工作时间为

从而可以得到本发明所提方案与正交导频方案用户终端的延长工作时间之比，如图6所示，其中横轴为上行导频功率的最大值。仿真中小区个数L＝7。从图中可以看出，因此本发明所提出的上行所有小区所有用户采用共享导频方案好于不同小区用户采用正交导频方案。而且随着基站端天线个数的增加，所提出方案的增益越来越大。在最好的情况下，所提出共享导频方案终端用户延长工作时间与正交导频方案终端用户延长工作时间比值为系统中多能量源协作的个数，即L。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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。

Claims (10)

1.一种协作无线能量传输方法，其特征在于，包括：

a、在大规模多入多出MIMO网络中，进行协作的每个基站之间交互本基站统计的所有能量请求用户的大尺度衰落因子，每个所述基站根据所有协作基站对应的小区内的所有能量请求用户的大尺度衰落因子，确定上行导频发送功率，并通知给本基站对应小区中的所述能量请求用户；

b、所有所述能量请求用户按照所述上行导频发送功率，同时利用相同的频率资源广播发送同一导频序列；

c、每个所述基站根据所述导频序列的接收信号，进行所有能量请求用户的组合信道估计；

d、每个所述基站根据所述组合信道估计的结果进行预编码；

e、每个所述基站根据所述预编码的结果，确定本基站用于进行传输能量的射频信号，并发送给所述能量请求用户；

f、每个所述能量请求用户，将接收到的所述射频信号，转化为电流进行存储。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a中，按照确定所述上行导频发送功率，其中，q_lk为进行协作的所述基站中第l个基站对应小区的第k个能量请求用户的上行导频发送功率，q_max为预设的上行最大导频发送功率，L为所述进行协作的基站数量，K_x为第x个基站对应小区中的所述能量请求用户数量，θ_j,xy为从第x个基站对应小区的第y个能量请求用户到第j个基站的所有天线的大尺度衰落因子，θ_j,lk为从第l个基站对应小区的第k个能量请求用户到第j个基站的所有天线的大尺度衰落因子，l＝1,2,…,L。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤c中每个所述基站按照进行所述组合信道估计，其中，为进行协作的所述基站中第l个基站的组合信道估计结果，Y_l为第l个基站的接收信号，l为基站编号，φ为单个用户发送的所述导频序列对应的导频向量，l＝1,2,…,L，L为所述进行协作的基站数量。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤d中每个所述基站按照进行所述预编码，其中，w_l为进行协作的所述基站中第l个基站的所述预编码结果，l＝1,2,…,L，L为所述进行协作的基站数量，为进行协作的所述基站中第l个基站的组合信道估计结果，(·)^*表示共轭操作，δ是所有所述预编码结果的全局归一化系数，(·)^H表示共轭转置操作。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤e中每个所述基站按照确定本基站用于进行传输能量的射频信号，其中，x_l为进行协作的所述基站中第l个基站确定的所述射频信号，p_T为预设的进行协作的所有所述基站的发送功率总和，w_l为进行协作的所述基站中第l个基站的所述预编码结果，l＝1,2,…,L，L为所述进行协作的基站数量，s为预设的用于发送给所有所述能量请求用户的常数信号。

6.一种协作无线能量传输系统，其特征在于，包括：

基站，用于在大规模MIMO网络中与进行协作的其他基站交互所有能量请求用户的大尺度衰落因子，根据所有协作基站对应的小区内的所有能量请求用户的大尺度衰落因子，确定上行导频发送功率，并通知给本基站对应小区中的所述能量请求用户的用户设备；根据所述能量请求用户发送的导频序列的接收信号，进行所有能量请求用户的组合信道估计；根据所述组合信道估计的结果进行预编码；根据所述预编码的结果，确定本基站用于进行传输能量的射频信号，并发送给所述能量请求用户；

用户设备，用于按照所述上行导频发送功率，与所有所述基站中的其他用户设备，同时利用相同的频率资源广播发送同一导频序列；将接收到的所述射频信号，转化为电流进行存储。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述基站，进一步用于按照确定所述上行导频发送功率，其中，q_lk为进行协作的所述基站中第l个基站对应小区的第k个能量请求用户的上行导频发送功率，q_max为预设的上行最大导频发送功率，L为所述进行协作的基站数量，K_x为第x个基站对应小区的所述能量请求用户数量，θ_j,xy为从第x个基站对应小区的第y个能量请求用户到第j个基站的所有天线的大尺度衰落因子，θ_j,lk为从第l个基站对应小区的第k个能量请求用户到第j个基站的所有天线的大尺度衰落因子，l＝1,2,…,L。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述基站，进一步用于按照进行所述组合信道估计，其中，为进行协作的所述基站中第l个基站的组合信道估计结果，Y_l为第l个基站的接收信号，l为基站编号，φ为单个用户发送的所述导频序列对应的导频向量，l＝1,2,…,L，L为所述进行协作的基站数量。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述基站，进一步用于按照进行所述预编码，其中，w_l为进行协作的所述基站中第l个基站的所述预编码结果，l＝1,2,…,L，L为所述进行协作的基站数量，为进行协作的所述基站中第l个基站的组合信道估计结果，(·)^*表示共轭操作，δ是所有所述预编码结果的全局归一化系数，(·)^H表示共轭转置操作。

10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述基站，进一步用于按照确定本基站用于进行传输能量的射频信号，其中，x_l为进行协作的所述基站中第l个基站确定的所述射频信号，p_T为预设的进行协作的所有所述基站的发送功率总和，w_l为进行协作的所述基站中第l个基站的所述预编码结果，l＝1,2,…,L，L为所述进行协作的基站数量，s为预设的用于发送给所有所述能量请求用户的常数信号。