CN113273051A - 用于无线功率传输的定时采集模块 - Google Patents

Abstract

被配置为在WTPS中使用或与其相关联的定时采集模块(TAM)以及相关方法、装置和系统。所述TAM被配置成接收由请求按需供电的无线功率接收器客户端广播的编码信标。所述TAM解码所述编码信标以识别哪个客户端广播所述信标，并通知所述WPTS客户端正在请求功率以及所述客户端的标识符。作为响应，所述WPTS向所述客户端发送无线功率信号以服务所述功率请求。所述WPTS和客户端可以使用单独的信标或信号来命令所述客户端广播其WPTS信标，由此，所述信标信号的相位由所述WPTS天线阵列中的天线检测并处理，以将所述无线功率信号从所述WPTS导向到所述客户端。包括WPTS和TAM的组合的多个装置可以在无线功率环境中以协作方式实现，使得客户端能够在环境中移动，同时支持按需供电。

Description

用于无线功率传输的定时采集模块

背景技术

在当今的环境中，无线通信的使用是无处不在的。似乎每个人都至少有一个“智能”无线设备，比如智能手机或平板计算机(tablet)，而且很多人都有其他类型的移动计算设备，比如支持无线通信的膝上型计算机、笔记本计算机、Chromebook等。除了蜂窝(cellular)和移动计算之外，无线通信技术还用于其他目的，例如音频系统、便携式电话系统、屏幕播放和点对点通信等等。

基本上所有上述无线设备都是或可以由可充电电池供电。传统的可充电电池充电器需要接入交流(AC)电源插座的电源，而交流电源插座并非总是可用或方便的。最近引入了使用基于磁性或感应充电的解决方案的所谓“无线”充电的技术，其中，无线设备被放置在靠近充电单元的位置。但是，在充电过程中，无线设备必须(通常)放置在充电座上。

远距离的无线功率传输通常使用更先进的机制，例如，通过射频(RF)信号、超声波传输和激光供电等进行的传输，每种机制都为商业成功带来了许多独特的障碍。其中，最可行的商业部署是采用射频信号的无线功率传输系统(wireless power transmissionsystem(WPTS))。此类WPTS可(通常)利用许可和未许可RF频谱的部分，包括但不限于2.4GHz和5/5.8GHz无线电频带。

在公共住宅、商业建筑或其他有人居住的环境中进行RF传输时，有许多原因限制了传输信号的RF暴露电平。因此，经由RF信号的功率传送被限制为相对低的功率电平。由于这种低能量传输率，系统必须是高效的。

使用RF信号向客户端提供功率的一种技术是使用基于时隙(time-slot)的方案，其中，RF功率信号在相应的时隙期间被导向到特定客户端。这种方法包括主总线控制器，其引导客户端何时信标(beacon)，以及引导WPTS的天线元件何时对传入的信标进行采样并确定从客户端接收的信标的复相位(complex phase)。然后，主总线控制器通知天线单元计算复共轭(complex conjugate)，并将结果存储为返回到客户端的路径，以便向客户端提供功率信号。然后，主总线控制器将下一个时隙导向到下一个客户端。虽然此系统可以使客户端能够在指定的时隙接收功率信号，但是此技术需要主总线控制器、天线板和客户端之间的大量通信，因为客户端通信的定时必须由主总线控制器单独协调。因此，所述技术减少了可用于额外功率的可用时隙。

其他典型技术可包括主总线控制器，主总线控制器预先计算用于后续时间间隔的客户端功率计划表(client power schedule)，并将所述计划表发送到客户端和天线板两者。在这种方法中，主总线控制器分配一个开始时间和预先安排的信标计划表，以确定哪些客户端接收功率信号和在哪个时隙接收。虽然这种方法比以前的功率信标模型更具时间效率，但是可能用于发送功率信号的时隙被分配给包括预先安排的计划表的发送通信。此外，此技术不允许客户端对其可从哪个传输系统接收功率有任何控制，因此，客户端在监听信标或接收功率信标(power beacon)时无法移动或漫游。本质上，客户端成为有源功率接收器，因为它们需要知道何时传输通信信标，以便能够随后基于时间计划表获得可用的功率。

因此，需要一种技术来克服以上已概述的问题，并提供额外的好处。本文提供的一些先前的或相关的系统及其相关限制的示例旨在说明性而非排他性。在阅读以下详细描述后，现有或先前系统的其它限制对于本领域技术人员将变得显而易见。

附图说明

通过参考以下具体实施方式并结合附图，可以更好地理解本发明的前述方面和许多伴随优点，其中，除非另有规定，否则相同的附图标记用于标识各种视图的相同部分：

图1为根据一些实施例所示的示例性无线功率传送环境，示出了从一个或多个无线功率传输系统到无线功率传送环境内的各种无线设备的无线功率输送；

图2为根据一些实施例所示的在无线功率传输系统和无线接收器客户端之间用于开始无线功率传送的示例操作的序列图；

图3为根据一些实施例所示的无线功率传输系统的示例性组件的框图；

图4为根据一些实施例所示的无线功率接收器客户端的示例性组件的框图；

图5A和5B为根据一些实施例所示的示例性多路径无线功率传送环境的示意图；

图6为根据一些实施例所示的波前入射角的示例性确定的图；

图7为根据一些实施例所示的示例性最小全向波前角检测器的示意图；

图8为根据一个实施例的定时采集模块(TAM)和主机/CCB接口的示意图；

图9为根据一个实施例所示的图8的TAM的接收器和发射器电路的进一步细节的示意图；

图10为根据一个实施例所示的用于建立与无线功率接收器客户端的通信并提供在广播其编码TAM信标时由客户端使用的码的操作的流程图；

图11为根据一个实施例所示的包括集成TAM的WPTS瓷砖的示意图；

图12为根据一个实施例所示的为在WPTS和无线功率接收器客户端之间建立通信而执行的操作和相关配置操作的流程图；

图13为根据一个实施例所示的在WPTS瓷砖的初始化期间在WPTS和TAM之间交换的消息的消息流程图；

图14为根据一个实施例所示的与无线按需供电方案的实现相关联的操作和消息流的消息/信号流图；以及

图15为无线功率传送环境的示意图，所述无线功率传送环境包括两个WPTS瓷砖，其向三个示例性无线设备中的无线功率接收器客户端提供功率。

具体实施方式

本文描述被配置用于WTPS中或与WTPS相关联的定时采集模块(TimingAcquisition Module(TAM))的实施例以及相关的方法、装置和系统。在以下描述中，阐述了许多具体细节以提供对本发明实施例的透彻理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，本发明可以在没有一个或多个具体细节，或者使用其他方法、组件、材料等的情况下实施。在其它实例中，未详细示出或描述公知结构、材料或操作以避免模糊本发明的各个方面。

贯穿本说明书对“一个实施例”或“实施例”的引用意味着结合所述实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”在各个地方的出现不一定都指向同一实施例。此外，在一个或多个实施例中，可以以任何适当的方式组合特定特征、结构或特性。

为清楚起见，本文附图中的各个组件也可通过其在附图中的标签而不是通过特定的附图标记来引用。此外，引用特定类型的组件(相对于特定组件)的附图标记可以用附图标记后跟着“(typ)”表示“典型”。应理解，这些组件的配置将是可能存在，但为了简单和清楚起见，未在附图中示出的类似组件的典型配置，或者是未标记有单独附图标记的类似组件的典型配置。相反地，“(typ)”不应被解释为意味着组件、元件等通常用于其公开的功能、实现、目的等。

本说明书中使用的术语通常在本领域、在本发明的上下文中以及在使用每个术语的特定上下文中具有其普通含义。用于描述本发明的某些术语在下文或说明书中的其它地方讨论，以向从业者提供关于本发明的描述的附加指导。为方便起见，可以突出显示某些术语，例如使用斜体和/或引号。突出显示的使用不影响术语的范围和含义；在相同的上下文中，一个术语的范围和意义是相同的，无论它是否突出显示。应该了解的是，同样的事情可以用不止一种方式说明。

因此，替代语言和同义词可用于本文所讨论的任何一个或多个术语，对于本文中是否详细阐述或讨论术语没有任何特殊意义。提供了某些术语的同义词。列举一个或多个同义词并不排除使用其他同义词。本说明书中任何地方的示例的使用，包括本文讨论的任何术语的示例，仅是说明性的，并且不打算进一步限制本发明或任何示例术语的范围和含义。同样，本发明不限于本说明书中给出的各种实施例。

在不打算进一步限制本发明的范围的情况下，下面给出根据本发明的实施例的工具、装置、方法及其相关结果的示例。注意，为了方便读者，可以在示例中使用标题或副标题，这不应限制本发明的范围。除非另有定义，否则本文中使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。如有冲突，以本文件(包括定义)为准。

根据本文描述的实施例的各个方面，公开了用于与WPTS一起实现或集成在WPTS中的TAM。TAM为增强WPTS的特性和能力提供了便利。例如，在一些实施例中，无线功率接收器客户端可以使用TAM请求“按需供电(power on demand)”，其中TAM与WPTS一起用于控制向请求电力的无线功率接收器客户端的无线功率信号的传送。此外，这些增强可以在共享无线介质环境中实现，诸如Wi-Fi^TMWLAN，並且以与现有设备共存的方式实现。

为了更好地理解如何实现本文公开的TAM和相关创新的实施例，现在呈现示例性WPTS的操作和架构的概述。

无线功率传输系统概述/架构

图1描绘了包括示例性无线功率传送环境100的框图，说明了根据一些实施例的从一个或多个无线功率传输系统((wireless power transmission system)WPTS)101a-n(也称为“无线功率传送系统”、“天线阵列系统”和“无线充电器”)到无线功率传送环境100内的各种无线设备102a-n的无线功率传送。更具体地，图1示出了示例性无线功率传送环境100，其中，无线功率和/或数据可以传送到具有一个或多个无线功率接收器客户端103a-103n(在本文中也称为“客户端”和“无线功率接收器”)的可用无线设备102a-102n。无线功率接收器客户端被配置成从一个或多个无线功率传输系统101a-101n接收和处理无线功率。参考图4更详细地示出和讨论示例性无线功率接收器客户端103的组件。

如图1的示例所示，无线设备102a-102n可包括移动电话设备和无线游戏控制器。然而，无线设备102a-102n可以是需要功率并且能够经由一个或多个集成功率接收器客户端103a-103n接收无线功率的任何设备或系统。如本文所讨论的，一个或多个集成功率接收器客户端从一个或多个无线功率传输系统101a-101n接收和处理功率，并将功率提供给无线设备102a-102n(或无线设备的内部电池)以供其操作。

每个无线功率传输系统101可以包括多个天线104a-n，例如，包括数百个或数千个天线的天线阵列，其能够向无线设备102传送无线功率。在一些实施例中，天线是自适应相位射频(RF)天线。无线功率传输系统101能够确定用于向功率接收器客户端103传送相干(coherent)功率传输信号的适当相位。阵列被配置成在相对于彼此的特定相位处从多个天线发射信号(例如，连续波或脉冲功率传输信号)。应当理解，术语“阵列”的使用不一定将天线阵列限制到任何特定的阵列结构。也就是说，天线阵列不需要以特定的“阵列”形式或几何形状来构造。此外，如本文所使用的，术语“阵列”或“阵列系统”可包括用于信号生成、接收和传输的相关和外围电路，例如无线电、数字逻辑和调制解调器。在一些实施例中，无线功率传输系统101可以具有用于经由一个或多个天线或收发器进行数据通信的嵌入式Wi-Fi集线器。

无线设备102可以包括一个或多个接收功率客户端103。如图1的示例所示，示出了功率传送天线104a-104n。功率传送天线104a被配置为在无线功率传送环境中提供无线射频功率的传送。在一些实施例中，功率传送天线104a-104n中的一个或多个可替换地或附加地被配置为用于除了无线功率传送之外或代替无线功率传送的数据通信。一个或多个数据通信天线被配置成向功率接收器客户端103a-103n和/或无线设备102a-102n发送数据通信和从其接收数据通信。在一些实施例中，数据通信天线可以经由Bluetooth^TM,Wi-Fi^TM(包括但不限于电气与电子工程师协会(IEEE)802.11a、802.11b、802.11g、802.11n、802.11ac)、ZigBee^TM等进行通信。其他数据通信协议也是可能的。

每个功率接收器客户端103a-103n包括用于接收来自无线功率传输系统101a-101n的信号的一个或多个天线(未示出)。类似地，每个无线功率传输系统101a-101n包括具有一个或多个天线和/或天线组的天线阵列，所述天线阵列能够在相对于彼此的特定相位处发射连续波或离散(脉冲)信号。如上所述，无线功率传输系统101a-101n中的每一个能够确定用于将相干信号传送到功率接收器客户端102a-102n的适当相位。例如，在一些实施例中，可以通过计算在阵列的每个天线处接收的信标(beacon)(或校准(calibration))信号的复共轭来确定相干信号，使得相干信号被相位化(phased)，以便将功率传送到传送信标(或校准)信号的特定功率接收器客户端。

尽管未示出，环境的每个组件(例如，无线设备、无线功率传输系统等)可以包括控制和同步机制(例如，数据通信同步模块)。无线功率传输系统101a-101n可以连接到电源，例如，将无线功率传输系统连接到建筑物中的标准或主交流(AC)电源的电源插座或电源。替代地或附加地，无线功率传输系统101a-101n中的一个或多个可以由电池或经由诸如太阳能电池等其他机制供电。

功率接收器客户端102a-102n和/或无线功率传输系统101a-101n被配置为在多路径无线功率传送环境中操作。即，功率接收器客户端102a-102n和无线功率传输系统101a-101n被配置为利用反射物体106，例如，墙壁或范围内的其他射频反射障碍物，在无线功率传送环境中传输信标(或校准)信号和/或接收无线功率和/或数据。反射物体106可用于多向信号通信，而不管阻挡物体是否在无线功率传输系统和功率接收器客户端之间的视线中。

如本文所述，每个无线设备102a-102n可以是任何系统和/或设备，和/或可以与示例环境100内的另一设备、服务器和/或其他系统建立连接的设备/系统的任何组合。在一些实施例中，无线设备102a-102n包括用于向用户呈现数据的显示器或其他输出功能和/或用于从用户接收数据的输入功能。举例来说，无线设备102可以是但不限于视频游戏控制器、服务器桌面、台式计算机、计算机集群、诸如笔记本、膝上型计算机、手持计算机、移动电话、智能电话、平板计算机、PDA、黑莓设备、Treo和/或iPhone等的移动计算设备。作为示例而非限制，无线设备102还可以是任何可穿戴设备，例如手表、项链、戒指或甚至嵌入在客户身上或内部的设备。无线设备102的其他示例包括但不限于安全传感器(例如，火灾或一氧化碳)、电动牙刷、电子门锁/把手、电灯开关控制器、电动剃须刀等。

尽管在图1的示例中未示出，但是无线功率传输系统101和功率接收器客户端103a-103n各自可以包括用于经由数据信道进行通信的数据通信模块。替代地或附加地，功率接收器客户端103a-103n可以引导无线设备102.1-102.n经由现有数据通信模块与无线功率传输系统通信。在一些实施例中，信标信号(在本文中主要称为连续波形)可以替代地或附加地采取调制信号的形式。

图2是示出根据使用时隙的传统方法的无线功率传输系统(例如WPTS 101)和无线功率接收器客户端(例如无线功率接收器客户端103)之间用于在多路径无线功率传送中建立无线功率传送的示例操作的序列图200。首先，在无线功率传输系统101和功率接收器客户端103之间建立通信。初始通信可以是例如经由无线功率传输系统101的一个或多个天线104建立的数据通信链路。如所讨论的，在一些实施例中，天线104a-104n中的一个或多个可以是数据天线、无线功率传输天线或两用数据/功率天线。可以通过所述数据通信信道在无线功率传输系统101和无线功率接收器客户端103之间交换各种信息。例如，无线功率信令(signaling)可以在无线功率传送环境中的各个客户端之间进行时间分片(time sliced)(例如，使用时隙)。在这种情况下，无线功率传输系统101可以发送信标计划信息，例如信标节拍计划(Beacon Beat Schedule(BBS))周期、功率周期信息等，使得无线功率接收器客户端103知道何时发送(广播)其信标信号以及何时监听功率等。

继续图2的示例，无线功率传输系统101选择一个或多个用于接收功率的无线功率接收器客户端，并将信标计划信息发送到所选择的功率接收器客户端103。无线功率传输系统101还可以发送功率传输计划信息，使得功率接收器客户端103知道何时期望(例如，时间窗口)来自无线功率传输系统的无线功率。然后，功率接收器客户端103生成信标(或校准)信号，并在由信标计划信息(例如信标节拍计划(BBS)周期)指示的指定信标传输窗口(或时间片)期间广播所述信标。如本文所讨论的，无线功率接收器客户端103包括一个或多个天线(或收发器)，其在靠近嵌入功率接收器客户端103的无线设备102的三维空间中具有辐射和接收图形。

无线功率传输系统101从功率接收器客户端103接收信标，并且检测和/或以其他方式测量从多个天线接收信标信号的相位(或方向)。然后，无线功率传输系统101基于在每个相应天线处检测到或测量到的接收信标的相位(或方向)从多个天线103向功率接收器客户端103传送无线功率。在一些实施例中，无线功率传输系统101确定信标的测量相位的复共轭，并使用所述复共轭来确定发射相位，所述发射相位配置天线，以经由从功率接收器客户端103接收信标信号的相同路径，将无线功率传送和/或以其他方式导向到功率接收器客户端103。

在一些实施例中，无线功率传输系统101包括许多天线；其中一个或多个用于向功率接收器客户端103传送功率。无线功率传输系统101可以检测和/或以其他方式确定或测量在每个天线处接收到的信标信号的相位。大量天线可导致在无线功率传输系统101的每个天线处接收信标信号的不同相位。如上所述，无线功率传输系统101可以确定在每个天线处接收的信标信号的复共轭。使用复共轭，一个或多个天线可以发射考虑无线功率传输系统101中大量天线的影响的信号。换句话说，无线功率传输系统101可以以这样的方式从一个或多个天线发射无线功率传输信号，以便从一个或多个天线中创建大致在相反方向上再现信标的波形的聚合信号。换句话说，无线功率传输系统101可以经由在无线功率传输系统101处接收信标信号的相同路径将无线RF功率传送到客户端设备。这些路径可以利用环境中的反射物体106。另外，可以从无线功率传输系统101同时发送无线功率传输信号，使得无线功率传输信号在靠近客户端设备的三维(3D)空间中共同匹配客户端设备的天线辐射和接收图形。

如图所示，信标(或校准)信号可由功率接收器客户端103在功率传送环境内根据例如BBS周期性地发送，使得无线功率传输系统101可以掌握和/或以其他方式跟踪功率接收器客户端103在无线功率传送环境中的位置。在无线功率传输系统处接收来自无线功率接收器客户端的信标信号，以及接着，用导向到所述特定客户端的无线功率进行对应的过程在本文中被称为反向无线功率传送(retrodirective wireless power delivery)。

此外，如本文所讨论的，无线功率可以在由功率计划信息定义的功率周期传送。现在参考图3描述开始无线功率传送所需的信令的更详细示例。

图3为根据一些实施例所示的无线功率传输系统300的示例组件的框图。如图3的示例所示，无线功率传输系统300包括共同构成天线阵列的计算机控制器板(computercontroller board(CCB))和多个夹层板。CCB包括控制逻辑310、外部数据接口(I/F)315、外部电源接口320、TAM接口325、通信块330、代理器340和信号发生器350。每个天线阵列板360包括开关362a-362n、移相器364a-364n、功率放大器366a-366n和天线阵列368a-368n。

图3所示的无线功率传输系统300的配置是示例性和非限制性的，并且可以包括为简单和清楚起见而后未示出的附加组件。此外，可以省略一些组件。例如，在一些实施例中，可以仅包括通信块330或代理器340中的一个。

控制逻辑310被配置为向阵列组件提供控制和智能。控制逻辑310可以包括一个或多个处理器(例如，处理器312)、FPGA、存储单元(例如，如存储器314)等，并且定向和控制各种数据和功率通信。一般而言，控制逻辑可以使用配置为实现本文中针对控制逻辑描述的功能的嵌入式逻辑来实现，包括基于硬件的嵌入式逻辑(例如，FPGA、一个或多个数字信号处理器(DSP)、一个或多个特殊应用集成电路(ASIC)，以及基于硬件和软件的嵌入式逻辑的组合，例如配置为执行软件和/或固件的一个或多个处理元件，以实现本文中针对控制逻辑描述的功能。

信号发生器350可以计算在数据载波频率上包括功率或数据通信的信号波。信号波可以是Bluetooth^TM,Wi-Fi^TM,ZigBee^TM,等，包括其组合或变化，以及专有的信号波。在一些实施例中，逻辑310还可基于从接收器设备370接收的编码信标信号来确定包括相移的传输配置。

通信块330可以在数据载波频率上引导数据通信，例如用于时钟同步的基本信号时钟。数据通信可以是Bluetooth^TM,Wi-Fi^TM,ZigBee^TM等，包括其组合或变体。类似地，代理器340可以如本文所讨论的那样经由数据通信与客户端通信。作为示例而非限制，数据通信可以是Bluetooth^TM,Wi-Fi^TM,ZigBee^TM,其他通信协议是可能的。

在一些实施例中，控制逻辑310还可以促进和/或以其他方式实现物联网(IoT)设备的数据聚合。在一些实施例中，无线功率接收器客户端可以访问、跟踪和/或以其他方式获得关于嵌入无线功率接收器客户端的设备的IoT信息，并通过数据连接将IoT信息提供给无线功率传输系统300。所述物联网信息可经由外部数据接口315提供给中央或基于云的系统(未示出)，其中数据可聚合、处理等。例如，中央系统可处理数据以识别跨地理位置、无线功率传输系统、环境、设备等的各种趋势。在一些实施例中，聚合数据和/或趋势数据可用于通过远程更新等改进设备的操作。替代地或附加地，在一些实施例中，聚合数据可提供给第三方数据消费者。以这种方式，无线功率传输系统充当物联网的网关(Gateway)或使能器(Enabler)。作为示例而非限制，物联网信息可以包括嵌入无线功率接收器客户端的设备的能力、设备的使用信息、设备的功率电平、由设备或无线功率接收器客户端自身(例如，经由传感器)获得的信息等。

外部电源接口320被配置为接收外部电源并向各种组件提供电力。在一些实施例中，外部电源接口320可以配置为接收标准的外部24伏电源。在其他实施例中，外部电源接口320可以是例如120/240伏AC电源(mains)到嵌入式DC电源，所述嵌入式DC电源提供所需的12/24/48伏DC以向各种组件提供电力。或者，外部电源接口可以是直流电源，提供所需的12/24/48伏直流电。也可以采用替代的配置。

开关362a-362n可被激活以在开关闭合时发射功率和接收客户端信标信号，此可由每个开关362a-362n内的连接线路看到。另一方面，当开关打开时，开关362a-362n可被停用以用于功率传输和客户端信标接收，此可由每个开关362a-362n内的断开线路看到。也可以使用附加的组件。例如，在一些实施例中，包括移相器364a-364n以在向接收器设备370发射功率时改变频率的相位。移相器364a-364n可基于来自接收器设备370的编码信标信号中包括的相位的复共轭而将功率信号发射到接收器设备370。还可以通过处理从接收器设备370接收的编码信标信号并识别接收器设备370来确定相移。然后，无线功率传输系统300可以确定与接收器设备370相关联的相移以传输功率信号。

在操作中，控制无线功率传输系统300的CCB从电源接收功率并被激活。CCB随后激活无线功率传输系统上的代理天线元件，并且代理天线元件进入默认的“发现”模式以识别无线功率传输系统范围内的可用无线接收器客户端。例如，控制逻辑310可以通过在天线368a-368n处接收由无线接收器客户端370发起的编码信标信号来识别无线功率传输系统范围内的无线接收器客户端，例如客户端370。在一个实施例中，当识别无线接收器客户端370时(例如，基于对客户端独特的信标信号的使用)，无线功率传输系统上的一组天线元件通电、列举(enumerate)和(可选地)校准以用于无线功率传输。此时，控制逻辑310还可以同时从天线368a-368n处的其他无线接收器客户端接收附加的信标信号。

一旦已经生成传输配置并且已经从控制逻辑310接收到指令，信号发生器350生成功率波并将其传输到天线板350。基于所述指令和生成的信号，电源开关362a-362n被打开或关闭，并且移相器364a-364n被设置到与传输配置相关联的相位。然后，功率信号由功率放大器366a-366n放大并以导向接收器设备370的角度发射。如本文所讨论的，一组天线368a-368n同时从附加的接收器客户端接收信标信号。

图4为根据一些实施例所示的无线功率接收器客户端的示例组件的框图。如图4的示例所示，接收器400包括控制逻辑410、电池420、IoT控制模块425、通信块430和相关联的天线470、功率计440、整流器450、组合器455、信标信号发生器460、信标编码单元462和相关联的天线480，以及将整流器450或信标信号发生器460连接到一个或多个相关联的天线490a-n的开关465。在一些实施例中，可以省略某些或全部组件。例如，在一些实施例中，无线功率接收器客户端不包括其自己的天线，而是利用和/或以其他方式共享其中嵌入无线功率接收器客户端的无线设备的一个或多个天线(例如，Wi-Fi天线)。此外，在一些实施例中，无线功率接收器客户端可以包括提供数据传输功能以及功率/数据接收功能的单个天线。也可以使用附加的组件。

在接收器400具有多于一个天线的情况下，组合器455接收并组合来自功率发射器的所接收到的功率发射信号。组合器可以是配置成在保持匹配条件的同时实现输出端口之间的隔离的任何组合器或分配器电路(divider circuit)。例如，组合器455可以是威尔金森功率分配器电路(Wilkinson Power Divider circuit)。整流器450从组合器455(如果存在)接收组合功率传输信号，其被馈送通过功率计440到电池420以进行充电。在其他实施例中，每个天线的功率路径可以具有其自己的整流器450，并且在馈送功率计440之前组合来自整流器的DC功率。功率计440可以测量接收到的功率信号强度，并向控制逻辑410提供此测量。

电池420可包括保护电路和/或监视功能。另外，电池420可以包括一个或多个特征，包括但不限于限流、温度保护、过压/欠压警报和保护以及库仑监测(coulombmonitoring)。

控制逻辑410可以从电池420本身接收电池功率电平。控制逻辑410还可以经由通信块430发送/接收数据载波频率上的数据信号，例如用于时钟同步的基本信号时钟。信标信号发生器460生成信标信号或校准信号，并在信标信号被编码之后，使用天线480或490发射信标信号。

可以注意到，尽管电池420被示为由接收器400充电并向接收器400提供电力，但是接收器也可以直接从整流器450接收其电力。这可以是除了整流器450向电池420提供充电电流之外的，或者代替提供充电。另外，可以注意到，多个天线的使用是实现的一个示例，并且可以将结构缩减为一个共享天线。

在一些实施例中，控制逻辑410和/或IoT控制模块425可以与嵌入了无线功率接收器客户端400的设备通信和/或以其他方式从嵌入了无线功率接收器客户端400的设备中导出IoT信息。尽管未示出，但在一些实施例中，无线功率接收器客户端400可以与嵌入无线功率接收器客户端400的设备具有一个或多个数据连接(有线或无线)，通过所述设备可以获得IoT信息。替代地或附加地，可以由无线功率接收器客户端400例如经由一个或多个传感器来确定和/或推断物联网信息。如上所述，物联网信息可包括但不限于关于嵌入无线功率接收器客户端的设备的能力的信息、嵌入无线功率接收器客户端的设备的使用信息、嵌入无线功率接收器客户端的设备的一个或多个电池的功率电平、和/或由嵌入无线功率接收器客户端的设备或无线功率接收器客户端本身(例如，通过传感器等)获得或推断的信息。

在一些实施例中，客户端标识符(ID)模块415存储可在无线功率传送环境中唯一标识功率接收器客户端的客户端ID。例如，当建立通信时，可以将ID发送到一个或多个无线功率传输系统。在一些实施例中，功率接收器客户端还可以基于客户端ID在无线功率传送环境中接收和识别其他功率接收器客户端。

可选的运动传感器495可检测运动并向控制逻辑410发送信号以相应地动作。例如，接收功率的设备可以集成诸如加速计之类的运动检测机构或等效机构来检测运动。一旦设备检测到它正在运动，就可以假设它正在被用户处理，且将触发信号到阵列以停止发送功率，或者降低发送到设备的功率。在一些实施例中，当在诸如汽车、火车或飞机之类的移动环境中使用设备时，除非设备的功率极低，否则功率可能仅间歇地或以降低的电平传输。

图5A和5B分别根据一些实施例所示的示例性多路径无线功率传送环境500的示意图。多路径无线功率传送环境500包括操作具有一个或多个无线功率接收器客户端503的无线设备502的用户。无线设备502和一个或多个无线功率接收器客户端503可分别是图1的无线设备102和图1的无线功率接收器客户端103或图4的无线功率接收器客户端400，但是替代配置是可能的。同样，无线功率传输系统501可以是图1的无线功率传输系统101或图3的无线功率传输系统300，但是替代配置是可能的。多路径无线功率传送环境500包括反射物体506和各种吸收物体，例如，用户或人、家具等。

无线设备502包括在靠近无线设备102的三维空间中具有辐射和接收图形510的一个或多个天线(或收发器)。所述一个或多个天线(或收发器)可全部或部分被包括作为无线设备102和/或无线功率接收器客户端(未示出)的一部分。例如，在一些实施例中，无线设备502的一个或多个天线(例如Wi-Fi、Bluetooth等)可被使用和/或以其他方式共享用于无线功率接收。如图5A和5B的示例所示，辐射和接收图形510包括具有主波瓣和多个副波瓣的波瓣图形。其他图形也是可能的。

无线设备502通过多个路径将信标(或校准)信号发送到无线功率传输系统501。如在此讨论的，无线设备502沿着辐射和接收图形510的方向发送信标，使得由无线功率传输系统(例如RSSI)接收的信标信号的强度取决于辐射和接收图形510。例如，在辐射和接收图形510中存在空值(null)并且信标信号在辐射和接收图形510中的峰值(例如，主波瓣的峰值)处最强的情况下，不发送信标信号。如图5A的示例所示，无线设备502通过五条路径P1-P5发送信标信号。路径P4和P5被反射和/或吸收物体506阻挡。无线功率传输系统501经由路径P1-P3接收强度增加的信标信号。粗线表示较强的信号。在一些实施例中，信标信号以这种方式定向发送，以例如避免使用户暴露于不必要的RF能量中。

天线的一个基本特性是，用于接收时天线的接收图形(作为方向函数的灵敏度)与用于发射时天线的远场辐射图形相同。这是电磁学中互易定理(reciprocity theorem)的结果。如图5A和5B的示例所示，辐射和接收图形510是三维波瓣形状。然而，取决于天线设计中使用的一种或多种类型，例如喇叭天线、简单垂直天线等，辐射和接收图形510可以是任意数目的形状。例如，辐射和接收图形510可以包括各种定向图形。对于无线功率传送环境中的多个客户端设备中的每一个，可以有任意数量的不同天线辐射和接收图形。

再次参考图5A，无线功率传输系统501在多个天线或收发器处透过多个路径P1-P3接收信标(或校准)信号。如图所示，路径P2和P3是笔直的视线路径，而路径P1是非视线路径。一旦通过无线功率传输系统501接收到信标(或校准)信号，该功率传输系统501处理该信标(或校准)信号以确定多个天线中的每一个天线处的该信标信号的一个或多个接收特性。例如，在其它操作中，无线功率传输系统501可以测量在多个天线或收发器中的每一个天线或收发器处接收到的信标信号的相位。

无线功率传输系统501处理多个天线中的每一个天线处的信标信号的一个或多个接收特性，以基于在相应的天线或收发器处测量的信标(或校准)信号的一个或多个接收特性来确定或测量多个RF收发器中的每一个RF收发器的一个或多个无线功率传输特性。作为示例而非限制，无线功率发射特性可以包括每个天线或收发器的相位设置、发射功率设置等。

如本文所讨论的，无线功率传输系统501确定无线功率传输特性，使得一旦配置了天线或收发器，多个天线或收发器可操作以在靠近客户端设备的三维空间中传输与客户端辐射和接收图形匹配的无线功率信号。图5B示出了无线功率传输系统501经由路径P1-P3向无线设备502传输无线功率。有利地，如本文所讨论的，无线功率信号在靠近客户端设备的三维空间中匹配客户端辐射和接收图形510。换句话说，无线功率传输系统将在无线功率接收器具有最大增益的方向上传输无线功率信号，例如，将接收最多的无线功率。因此，不会在无线功率接收器不能接收的方向上发送任何信号，例如，空值和阻塞(blockage)。在一些实施例中，无线功率传输系统501测量接收到的信标信号的RSSI，并且如果信标小于阈值，则无线功率传输系统将不通过所述路径发送无线功率。

为了简单起见，示出了图5A和5B的示例中所示的三条路径，应当理解，除其他因素外，取决于无线功率传送环境中的反射和吸收物体，可以利用任意数量的路径将功率传输到无线设备502。

在反向无线功率传输环境中，无线功率接收器产生并发送由无线功率传输系统的天线阵列接收的信标(或校准)信号。信标信号为充电器提供无线功率传输的定时信息，还指示输入信号的方向性。如本文所讨论的，当发射时使用所述方向性信息以便将能量(例如，功率波传送)集中在各个无线功率接收器客户端上。此外，方向性有助于其他应用，例如跟踪设备移动。

在一些实施例中，无线功率传送环境中的无线功率接收器客户端通过无线功率传输系统来跟踪，该无线功率传输系统使用RF信号(在任何极性)的三维入射角与通过使用RF信号强度或任何其他方法确定的距离配对。如本文所讨论的，能够测量相位的天线阵列(例如，无线功率传输系统阵列)可用于检测波前入射角。可以基于来自多个阵列分段的角度来确定到无线功率接收器客户端的距离。替代地或附加地，可以基于功率计算来确定到无线功率接收器客户端的距离。

在一些实施例中，确定RF信号入射角的准确度取决于天线阵列的大小、天线的数量、相位阶跃(phase step)的数量、相位检测方法、距离测量方法的精度、环境中的RF噪声电平等。在一些实施例中，可以要求用户同意由管理员定义的用于跟踪其在环境中的位置和移动的隐私策略。此外，在一些实施例中，系统可以使用位置信息来修改设备之间的信息流并优化环境。此外，所述系统还可跟踪历史无线设备位置信息，并开发移动模式信息、配置文件信息(profile information)和偏好信息。

图6为根据一些实施例所示的波前入射角的示例性确定的示意图。作为示例而非限制，波前的入射角可以使用换能器阵列基于用于全向检测的例如四个天线的接收相位测量来确定，，或者可以使用三个天线来检测一个半球上的波前角。在这些示例中，假设发射设备(即，无线设备)位于从三个或更多天线的中心向外延伸到无穷远处的线上。如果至少三个不同的天线位于足够远的已知距离并且也用于确定入射波角度，则从相位检测天线绘制的两条线的会聚即为设备的位置。在图6的示例中，

其中，λ为传输信号的波长，Δφ为以弧度表示的相位偏移，s为接收天线的元件间距。

如果在两个天线之间使用小于一个波长的天线间距，则可以确定半球的明确的二维(2D)波前角。如果使用三个天线，则可以为半球确定明确的三维(3D)角度。在一些实施例中，如果使用指定数量的天线(例如，四个天线)，则可以为球体确定明确的3D角度。例如，在一个实现中，可以使用天线之间的0.25到0.75波长间距。然而，可以使用其他天线间距和参数。上述天线是全向天线，每个全向天线都覆盖所有极性。在一些实施例中，为了在每个极性处提供全向覆盖，根据天线类型/形状/方向，可能需要更多的天线。

图7为根据一些实施例所示的最小全向波前角检测器的示意图。如上所述，可以基于相较于已知功率(例如，用于发射的功率)的接收功率或利用其他距离确定技术来计算到发射器的距离。到发射设备的距离可以与根据上述过程确定的角度组合以确定设备位置。另外，或者替代地，到发射器的距离可以通过任何其他方式测量，包括测量发送和接收信号之间的信号强度差、声纳、信号定时等。

在确定入射角时，必须进行大量计算以确定接收器方向性。接收器方向性(例如，接收信标信号的方向)可以包括在阵列的多个天线中的每个天线处测量的信号的相位。在具有数百个甚至数千个天线元件的阵列或天线元件中，这些计算可能会变得很繁重，或者需要更长的时间来计算。为了解决在多个天线元件上对单个信标进行采样并确定波的方向性的问题，提出了一种利用先前计算的值来简化一些接收器采样事件的方法。

此外，在某些情况下，确定充电环境中的接收器或环境中的某个其他元件是否正在移动或以其他方式处于暂停状态是极其有益的。因此，与上述确定实际或准确位置的尝试不同，可以利用预先计算的值来识别环境中的物体运动。每个天线单元自动和自主地计算传入信标的相位。然后，天线(或天线的代表子集)将检测到的相位(或测量到的相位，报告给主控制器进行分析)。为了检测移动，主控制器随时间的变化监视检测到的相位，寻找每个天线采样的方差。

定时采集模块

在现在描述的实施例中，定时采集模块(TAM)用于检测从无线功率接收器客户端和/或客户端主机设备发送的编码信标的存在，并生成关键定时信号和触发信号(例如，代理GO信号、编码信标检测、错误标志等)发送到WPTS使用的主机/CCB(计算机控制板)。图8示出了TAM 800的示例性实施例。在图8的说明性配置中，TAM 800包括四个天线802a-802d，本文也使用圆圈数字“1”、“2”、“3”、“4”标记。天线802a-802d中的每一个被配置成从其中安装或集成了无线功率接收器客户端的各种设备接收信号。在一些实施例中，使用Wi-Fi^TM(包括但不限于IEEE 802.11a、802.11b、802.11g、802.11n、802.11ac)实现数据链路。在一些实施例中，基于IEEE 802.11的标准的物理层(PHY)用于TAM信标，而不使用用于基于802.11的标准的MAC(媒体接入信道)协议(而是实现定制的第2层协议)。

无线传播信道可能非常嘈杂，通过无线通信链路传输的信号易受衰落、同信道干扰、阻塞、路径损耗效应和多径干扰的影响。这些问题可以通过使用多个天线提供空间分集(spatial diversity)来减少，与单信道天线系统相比，多个天线可提供对衰落、阻塞的更大免疫力，并且提供高质量的链路。因此，天线802a-802d被配置成提供这种空间分集。可以通过位置来实现某种程度的空间分集，即，通过将天线隔开来实现。额外的空间分集可以通过其他措施来实现，例如天线的方向，或者使用不同的天线极化。例如，在一个实施例中，两个天线水平极化，而另外两个天线垂直极化。然而，这仅仅是一个非限制性示例，因为也可以使用各种天线方向和间距。另外，可以使用多于或少于四个天线，这取决于特定实现和相关因素，例如，系统要支持多少个客户端以及系统将在其中操作的无线介质环境。

由天线接收的信号被描绘为RX(接收器)信号804。从每个天线接收单独的信号，如RX信号806、808、810和812。RX信号806、808、810和812分别在收发器XCRV1、XCRV2、XCRV3和XCRV4的接收器814、816、818和820处被接收。因此，RX信号806、808、810和812也被标记为XCRVn(I，Q，RSSI)，其中，n是天线号，I和Q表示调制RF信号的同相和正交分量I(t)和Q(t)，RSSI是接收信号强度指示符，其表示接收RF信号的功率。RSSI的使用在图8中用于说明性目的，因为RX信号806、808、810和812中的每一个将具有可以(通常)改变的信号强度(相关联的功率电平)，并且RSSI将通过适用硬件使用公知技术导出，此为无线通信领域的技术人员所熟知的。

接收器814、816、818和820中的每一个被配置成处理其接收的RX信号并以模拟形式输出I(t)和Q(t)RF分量。然后，I(t)和Q(t)RF分量由10MSPS(兆采样每秒)模数(ADC)调节电路822处理，其将模拟I(t)和Q(t)RF分量转换成数字波形。数字化的I(t)和Q(t)RF组件随后由现场可编程门阵列(FPGA)826接收作为输入824，在这里它们被处理，如下所述。

FPGA 826被编程来实现各种功能和算法，包括提供与无线功率接收器客户端设备的通信功能以及与主机/计算机控制板(CCB)828交互作用，这由主机/CCB接口830促成。主机/CCB接口830用于经由从FPGA826接收的命令/数据和信号和发送到FPGA 826的命令/数据和信号在WPTS中的主控制器/主机(描绘为主机/CCB 828)和TAM之间发送命令/数据和通知信号。这些命令/数据和信号包括来自TAM 832的Go消息、来自代理器834的Go消息、信标检测ID总线836、从主机/CCB 828接收的信标检测选通信号838和发送到主机/CCB 828的错误信号840。除了所示的信号/消息之外，主机/CCB接口830可以提供TAM和主机/CCB之间的通信信道，以使得各种类型的数据和消息能够在TAM和主机/CCB之间交换。

信标检测选通(BEACON_DETECT_STROBE)信号838是对编码信标的存在进行选通的单线。信标检测ID(BEACON_DETECT_ID)总线836是一种多位并行总线，用于传输二进制编码的客户端前导码和消息。在一个实施例中，信标检测ID总线836为6比特宽；然而，这仅仅是示范性的和非限制性的。错误信号840用于在给定特定规则时未检测到编码信标的情况下提供错误通知中断。可选的采集差分时钟(ACQUIRED_DIFFRENTIAL_CLOCK)(未示出)可被包括作为从定时信道导频(timing channel pilot)再生的主单元时钟。

除了图8所示的命令/数据和信号之外，主机/CCB接口830还包括未示出的各种其他信号/线。在一个实施例中，这些包括CCB-TAM-INT，其是从CCB到TAM的数字线路，用于定时关键请求；TAM_CCB_INT，其是从TAM到CCB的数字线路，用于通知中断和错误事件；输入到TAM的主输出从输入(Master Out Slave In(MOSI))；从TAM输出的主输入从输出(MasterIn Slave Out(MISO))，以及一个芯片/从选择信号来限定事务。还可以使用各种时钟信号，包括差分数字时钟和差分RF时钟。

FPGA 826还提供用于与客户端设备通信的输出842。输出842作为数字数据由10/100MSPS数模转换器(DAC)调节电路844接收。10/100MSPS DAC调节电路844提供四个输出，分别由收发器XCRV1、XCRV2、XCRV3和XCRV4的发射器(TX)846、848、850和852接收。发射器846、848、850和852分别输出发射器信号854、856、858和860，这些信号在天线802a-802d处被接收并通过天线802a-802d广播。

图9为根据一个实施例所示的由TAM执行的RF信号处理的进一步细节。在所述示例中，仅描绘了用于单个天线(802a)的信号；然而，应当理解，对于其他天线802b、802c和802d中的每一个都存在类似的组件和处理。

开关900可配置为使从天线802a接收的RF信号通过宽带(WB)SAW滤波器902、窄带(NB)SAW滤波器904或直通器(pass-through)906。或者，可以使用宽带或窄带SAW滤波器而不使用开关，或者不使用SAW滤波器。巴伦器(balun)908(平衡到不平衡)用于将单端RF信号耦合到由收发器芯片910接收作为输入的双端信号。

在所示实施例中，收发器芯片是IEEE 802.11g/b RF收发器芯片。或者，可以使用支持其他IEEE 802.11标准(单独或组合)的RF收发器芯片，包括802.11a、802.11b、802.11g、802.11n、802.11ac标准中的一个或多个。IEEE 802.11收发器芯片可从各种供应商处获得，包括Maxim、Cypress Semiconductor、Marvell和Texas Instruments(以及其他公司)。在一个实施例中，IEEE 802.11g/b RF收发器芯片910是Maxim系列2830RF收发器芯片。由于Maxim芯片为接收器和发射器提供片上单片滤波器(on-chip monolithicfilter)，因此，它可以在没有SAW滤波器的情况下使用。在一些实施例中，仅IEEE 802.11收发器芯片的PHY用于某些目的，例如信标。(注意，某些IEEE 802.11收发器芯片提供PHY和MAC层电路及相关功能，而其他IEEE 802.11收发器芯片，例如Maxim系列2830RF收发器芯片，仅提供PHY层电路。)

10MSPS ADC调节电路822通常可以使用可从各种供应商获得的10MSPS ADC芯片来实现。这种芯片还将包括适当的信号调节电路。在一个实施例中，使用线性技术(LinearTechnology)12或14位10MSPS ADC芯片。进一步注意，使用10MSPS ADC仅仅是示例性的，因为还可以使用包括更高采样率的其他采样率。

TAM和WPTS编码信标

在一些实施例中，编码信标由无线功率接收器客户端发送，以使用TAM和/或WPTS来识别无线功率接收器客户端。WPTS还可以广播信号和/或消息，这些信号和/或消息经编码以使信号和/或消息能够以特定无线功率接收器客户端为目标。在编码信标用于与TAM和(分别地)WPTS通信的实现下，用于相同客户端的编码信标可以在一些实施例中使用相同的码，或者在其他实施例中使用不同的码。另外，由客户端向WPST发送信标和向TAM发送信标所使用的信标可以使用不同的RF无线电频带和/或信道。

在IEEE 802.11实现的情况下，通常使用2.4Ghz(802.11b/g/n/ax)或5Ghz(802.11a/h/j/n/ac/ax)的中心频率(注意，IEEE 802.11标准定义了其他中心频率的使用)。使用奈奎斯特(Nyquist)速率，在1MBPS编码信标速率下，最小采样频率为2MSPS。使用支持更高采样率的组件(例如，10MSPS DAC)改进了在存在脉冲成形的情况下的采集处理。在一个实施例中，编码信标码长度可设置为16、32和64位。在另一实施例中，支持128位的编码信标码长度。

一般而言，可以使用各种类型的码；然而，最好使用更易检测的编码，特别是在恶劣的射频环境中。在一个实施例中，编码的信标码使用巴克(Barker)码构建，巴克码是已知其可检测性和互相关特性的码。例如，16位、32位、64位或128位码中的任何一个都可以使用链接的巴克码的组合来构建。可以使用穿插有非巴克码序列的巴克码序列来构建其他码。下面的表1列出了一些已知的巴克码。

表1

图10示出了流程图1000，所述流程图说明了用于建立与无线功率接收器客户端或主机设备的通信并提供客户端/设备在广播其编码信标时使用的码的操作。在框1002中，在多个TAM天线处接收从无线功率接收器客户端或主机设备发送的信号。此时，尚未建立与客户端/设备的通信；然而，可以检测信号的特性，例如信号强度。因此，在框1004中，使用与每个TAM天线/信道相关联的RF接收器电路来处理信号，并且获得在每个TAM天线处接收的信号的RSSI。在使用支持RSSI测量的IEEE 802.11收发器芯片的实施例中，可以从芯片上的接口获得RSSI。或者，可以使用各种已知方案中的任何一种来测量RSSI。

在框1006中，具有最大RSSI的天线/信道被选择用于与客户端或设备的通信。如返回到框1002的虚线循环所示，框1002、1004和1006的操作可以周期性地重复，以确保最佳通信信道正被用于与客户端/设备通信。例如，由于预期由WPTS供电的大多数设备是移动设备，因此，此类设备的位置可能会随着用户(连同所述设备)在WPTS的充电范围内移动而改变。

一旦在框1006中选择天线/信道，则在框1008中建立与无线功率接收器客户端或主机设备的通信会话。可以使用各种已知方案和/或协议来执行通信信道的建立。例如，如果与无线功率接收器客户端芯片或模块通信，则在一些实施例中可以使用标准化IEEE802.11协议，而其他实施例可以使用无线功率接收器客户端和TAM两者都支持的专有协议。

一旦建立了与无线功率接收器客户端或主机设备的通信，将被无线功率接收器客户端用于TAM信标的信标码被分配给无线功率接收器客户端或从无线功率接收器客户端获得。在使用无线功率接收器客户端芯片或模块的一个实施例中，TAM信标码被预先分配给芯片/模块，有点类似于MAC地址。与MAC地址一样，TAM信标码应该是唯一的，以避免两个无线功率接收器客户端芯片/模块具有相同的TAM信标码。

具有TAM的WPTS瓷砖

在一些实施例中，WPTS和TAM设施被组合或以其他方式集成在单个组件中，在本文中称为“瓷砖(tile)”。在WPTS瓷砖的一个示例性实现中，瓷砖被配置为替换办公大楼、商业或其他结构的假天花板中的天花板瓷砖，因此被称为“瓷砖”。此外，可以设想，在某些位置以协调的方式使用多个瓷砖以向大面积提供WPTS覆盖。

图11示出了WPTS瓷砖1100的示例性实施例，其包括WPTS 300A和TAM 800A。WPTS300A的配置类似于图3所示和上面讨论的WPTS 300。结合图9的电路方面，TAM 800A具有与图8的TAM 800类似的配置。例如，TAM 800A包括四个天线802a-802d，每个天线耦合到与图9所示类似的相应的一组RF电路，描绘为巴伦/RF滤波块1102。在所示实施例中，使用四个802.11g/b RF收发器芯片910，每个收发器芯片910耦合到相应的巴伦/RF滤波块1102。可选地，可以使用配置为支持使用两个天线的天线分集的两个802.11g/b RF收发器芯片。其余的电路，包括10MSPS ADC调节电路822、FPGA 826和10/100MSPS DAC调节电路844，与TAM800中所示的相同，并且以与上面讨论的类似的方式工作。

TAM 800A还可以包括外部数据接口1104，其被配置为便于与外部组件或系统的通信。例如，外部数据接口1104可以是诸如802.11Wi-Fi^TM接口，使得TAM 800A能够通过WLAN与其他组件或系统通信。可选地，外部数据接口1104可以是有线接口，例如以太网接口。在一些实施例中，TAM 800A使用无线或使用外部数据接口1104和315的有线带外通信信道(wired out-of-band communication channel)(未示出)执行与WPTS 300A的一些通信。(“带外”用于将所述通信信道与作为带内通信信道的主机/CBB接口830上的通信区分开来。)

在WPTS瓷砖1100的操作期间，大多数WPTS操作由WPTS 300A以与上述类似的方式执行，包括从无线功率接收器客户端接收信标和使用天线阵列板350向无线功率接收器客户端发送无线功率信号。然而，不使用预定计划表来向无线功率接收器客户端提供功率信号(并且结合使无线功率接收器客户端根据预定计划表执行信标)，而是支持按需供电(power on demand)，由此，无线功率接收器客户端可以异步地请求功率，并且通过向客户端发送无线功率信号使这些请求由WPTS服务。另外，不是使用WPTS 300A接收功率请求，而是由TAM 800A接收和处理从无线功率接收器客户端发送的编码信标形式的请求，它从编码信标中提取客户端ID信息，并在主机/CCB接口830上以信标检测ID(BEACON_DETECT_ID)的形式转发客户端ID信息。BEACON_DETECT_ID被WPTS 300A使用，用于识别请求功率的无线功率接收器客户端，广播信息以指示或以其他方式使无线功率接收器客户端发送WPTS信标，以及使用WPTS信标来调整无线功率接收器客户端的相位，以将无线功率传输信号引导到信标无线功率接收器客户端。

在执行上述操作之前，首先在WPTS、TAM和无线功率接收器客户端之间建立各种通信，并且交换各种配置信息。图12为根据一个实施例所示的流程图1200，其示出了为在WPTS和无线功率接收器客户端之间建立通信而执行的操作以及相关的配置操作。如所讨论的，在一些实施例中，无线功率传输系统可用于无线通信传输波、无线功率传输波或两用的数据/功率传输波。

过程从框1202开始，在框1202中，无线功率接收器客户端进入WPTS的充电范围，并检测WPTS的存在。可以使用各种手段来执行检测或WPTS，例如由WPTS广播的周期性信标(用于广告其存在)。无线功率接收器客户端还可以确定无线功率传输系统的信号强度高于信号强度范围，因此，该无线功率接收器客户端在无线功率传输系统101的充电范围内。

响应于检测到其已移动到WPTS充电范围，无线功率接收器客户端广播信号信标以发起握手过程，所述握手过程用于建立与WPTS的通信，如框1204所示。在一些实施例中，无线功率接收器客户端将被预编程以广播编码信标，并且WPTS将被配置为检测编码信标。在其它实施例中，预定信标格式将用于所有无线功率接收器客户端以发起握手过程。

在框1206中，在WPTS和无线功率接收器客户端之间建立通信链路。例如，如果编码信道将用于WPTS和无线功率接收器客户端之间的通信，则可以使用密钥交换等来建立用于编码信道的编码通信的密钥。在WPTS被配置为从(先前的)未知无线功率接收器客户端接收编码信标和/或信号的情况下，可以在没有密钥交换的情况下建立通信。

在可选框1208中，WPTS从无线功率接收器客户端获得客户端特定信息。在一些实施例中，WPTS处理从无线功率接收器客户端接收的编码信标信号，以识别与无线功率接收器客户端相关联的客户端特定信息。以此方式，可以识别来自各个无线功率接收器客户端的信标信号。

客户端特定信息可以包括对应于无线功率接收器客户端的各种属性和/或要求。例如，客户端特定信息可以包括但不限于无线功率接收器客户端主机设备的电池电平、电池使用信息、温度信息、到WPTS的估计距离、以及识别其他附近无线功率传输系统的信息、当前为无线功率接收器客户端提供功率等。

在一些实施例中，WPTS和无线功率接收器客户端之间的初始数据交换将被取消编码(unencoded)或以其他方式使用不特定于单个客户端的编码信道。因此，在可选框1210中，WPTS分配信标码，所述信标编码将由无线功率接收器客户端用于未来信标和/或由WPTS用于向无线功率接收器客户端传送消息或请求。例如，在一些实施例中，WPTS将广播经编码的信标，使得只有特定的无线功率接收器客户端可以解码和/或检测它。下面将对此进行更详细的描述。在其它实施例中，无线功率接收器客户端将具有在框1210中提供给WPTS的预编程码，或者可选地在框1208中提供给WPTS，以作为获得客户端特定信息的WPTS的一部分。

如上所述，在一些实施例中，以协作方式使用多个无线功率传输系统以提供更大的充电覆盖区域。因此，在可选框1212中，无线功率接收器客户端ID和客户端特定信息与一个或多个其他WPTS交换。在一些实施例中，当给定WPTS检测到新客户端时，将执行框1204、1206、1208和1210的操作，并且WPTS将在框1212中与一个或多个其他WPTS通信客户端ID和客户端特定信息。可选地或附加地，客户端ID和客户端特定信息可以定期交换。

在一个实施例中，WPTS将维护管理信息库(management information base(MIB))等，其分布在整个系统中的所有WPTS上，并且在其中为当前活动的无线功率接收器客户端存储客户端ID和相关联的客户端特定信息。可选地，MIB可以存储当前不活动的先前客户端的客户端ID和客户端特定信息。在MIB方法下，当当前活动的客户端移入第二WPTS的充电范围时，第二WPTS可以查找客户端特定信息并获得已经在其MIB中分配的WPTS信标，而不是重复框1208和/或1210的操作。

通常，信标信号可以用在无线功率传送环境中提供给所选客户端的传输配置来编码或调制。传输配置可以是通过计算阵列的每个天线处接收的信标(或校准)信号的复共轭来确定的相干信号，使得相干信号被相位化以传送功率。在一些实施例中，可向每个客户端或通信路径提供不同的传输配置。对于WPTS的充电范围内的多个无线功率接收器客户端中的每一个的不同传输配置，可促进客户端在无线功率传送环境中同时或接近同时地传输信标信令，同时进一步确保只有经过授权的(选定的)客户端被无线功率传送系统“锁定”。

图13为根据一个实施例所示的消息流程图1300，其示出了在WPTS瓷砖的初始化期间在WPTS和TAM之间交换的消息。如消息交换1302所描述的，WPTS和TAM通过主机/CCB接口或使用带外信道建立通信信道。如上所述，带外信道的示例包括无线WLAN链路，例如Wi-Fi^TM以及有线网络链路，如以太网链路。

如消息1302所描述的，WPTS向TAM发出GO MESSAGE FROM PROXY(来自代理器的GO消息)。此消息包含一些粗略的定时信息。TAM然后使用GO MESSAGE FROM PROXY消息中的信息来执行一些定时配置和系统初始化操作，如框1304所示。当完成时，TAM送回包括更精细的定时信息的GO MESSAGE FROM TAM(来自TAM的GO消息)1306。

在GO MESSAGE FROM TAM 1306(如图所示)之后或之前的某个时间，WPTS可以向TAM发送客户端ID和可选的码1308，如消息1310所示。如果WPTS和TAM同时被初始化，WPTS将不具有任何客户端，并且因此可能不具有要发送给TAM的客户端ID。可选地，在前述MIB方案下，当新的WPTS加入到包括多个WPTS的当前操作系统时，新的WPTS可以在初始化期间获得MIB的副本，并将所述信息传送给TAM。作为另一种选择，MIB可以位于WPTS和TAM都可以访问的共享内存中，从而使TAM能够访问客户端ID数据，而不必在一个或多个消息中转发它。

当TAM与那些无线功率接收器客户端通信时，无线功率接收器客户端ID信息被TAM用于将那些客户端ID与无线功率接收器客户端相关联。特别地，当与来自给定无线功率接收器客户端的功率请求相关的BEACON_DETECT_ID将对应于通过消息1310发送到TAM的客户端ID时。

当可选的码被包括在消息1310中时，那些码可被TAM用于将被分配给无线功率接收器客户端的经编码的TAM信标码。在一实施例中，在流程图1200的操作期间，WPTS提供无线功率接收器客户端用于信标到WPTS和信标到TAM的码。如上所述，在一些实施例中，可以使用相同的信标(对于WPTS和TAM两者)，而对于其他实施例，可使用独立的信标。

图14为根据一个实施例所示的消息/信号流程图1400，其示出了与无线按需供电方案的实现相关联的操作和消息流程。如消息交换1402所示的，TAM和无线功率接收器客户端将建立通信，例如使用图10所示和上面讨论的流程图1000的操作。此时，WPTS被配置为服务来自无线功率接收器客户端的按需供电请求。

请求/服务序列从无线功率接收器客户端广播其编码的TAM信标开始，如信号1404所示。如框1406所示，TAM将检测经编码的TAM信标，并通过解码信标并查找与特定编码相关联的无线功率接收器客户端，来识别向编码TAM信标发送信标的无线功率接收器客户端。

接着，如信号1408所示，TAM将与无线功率接收器客户端ID相对应的BEACON_DETECT_ID比特放置在BEACON_DETECT_ID总线836上并激活BEACON_DETECT_STROBE 838。BEACON_DETECT_STROBE用于通知WPTS客户端正在请求功率，BEACON_DETECT_ID用于识别特定的客户端。

此时，WPTS准备为客户端的无线功率请求提供服务。有多种方式可以实现这一点，最终以WPTS天线阵列被配置成以上述方式向请求客户端发送无线功率信号来结束。在一些实施例中，天线阵列可被配置成基于从客户端接收的信号(例如信标)自动地将无线功率信号导向到客户端。此外，在一些实施例中，基于信标信号本身(即，在阵列中的不同天线处接收的RF信号的相位)执行无线功率信号的导向，而不使用在信标中编码的任何信息。在其它实施例中，对信标进行编码，并且所述编码用于识别特定客户端或用于提取由客户端广播的信标信号的特征。客户端的知识可用于协助将无线功率信号导向到客户端和基于WPTS先前为客户端获取的客户端特定信息来定制向客户端的功率传送中的一个或多个。

返回到图14，在一些实施例中，WPTS广播ALL QUIET信标，由其充电区域内的任何无线功率接收器客户端接收。在一些实施例中，一个或多个其他WPTS也可以广播ALL QUIET信标，例如在请求功率的无线功率接收器客户端在多个WPTS的充电范围内的情况下。ALLQUIET信标指示无线功率接收器客户端在预定时间段内不信标(发送WPTS信标和/或TAM信标的信标)。结合ALL QUIET信标，WPTS广播信号1412，信号1412包括指示请求功率的无线功率接收器客户端以发送其WPTS信标的命令。通常，信号1412可以被编码，使得其仅由请求功率的无线功率接收器客户端解码(及后续处理)；当WPTS的广播范围内的任何其它无线功率接收器客户端接收到信号1412时，它是未检测到或忽略的一个或多个信号。

在一些实施例中，ALL QUIET信号1410和信号1412可以组合成单WPTS信标。在这种情况下，信标被WPTS的广播范围内的任何无线功率接收器客户端接收并处理，除了请求功率的无线功率接收器客户端之外，所有其它客户端都将信标解释为安静的命令，而请求功率的无线功率接收器客户端将信标解释为广播其WPTS信标的命令。

响应于接收信号1412(或前述组合的WPTS信标)，无线功率接收器客户端请求功率广播其WPTS信标，如信号1414所示。如上所述，WPTS可以检测从无线功率接收器客户端接收的信标中的相位，并将无线功率信号导向到那些客户端。使用这种方式，如信号1416所示，无线功率被传送以服务于无线功率接收器客户端功率请求。如果无线功率接收器客户端广播经编码的WPTS信标，则WPTS可解码信标以识别无线功率接收器客户端并向WPTS传送功率，这可能是针对无线功率接收器客户端的客户端特定信息而定制的。

在一些实施例中，当无线功率接收器客户端确定其主机设备具有低电池电平时，它将广播其编码的TAM信标信号。例如，无线功率接收器客户端可保持在睡眠模式中，直到其确定功率电平低于阈值。然后，无线功率接收器客户端可以唤醒并通过广播其编码的TAM信标来发起无线功率传输序列。

在其他实施例中，无线功率接收器客户端可以响应于检测到它在WPTS的充电范围内移动，而广播其编码的TAM信标信号。例如，无线功率接收器客户端可以通过确定从WPTS接收的信号强度高于信号强度范围，以及因此确定(无线功率接收器客户端主机设备的)用户已经漫游到WPTS的无线充电范围内，来确定发起无线功率传输序列。

图15示出了包括两个WPTS瓷砖1100-1和1100-2的无线功率传送环境1500，每个WPTS瓷砖1100-1和1100-2的配置方式与上面讨论的图11的WPTS瓷砖1100相似。WPTS瓷砖1100-1和1100-2经由链路1502在通信中耦合，链路1502通常可以是无线链路(例如，Wi-Fi^TM)或者有线链路(例如，以太网)，但是也可以使用专有链路。WPTS瓷砖1100-1和1100-2中的每一个还包括管理信息库(MIB)1504的本地实例。

WPTS瓷砖1100-1和1100-2具有各自的充电范围，如标有“瓷砖1范围”和“瓷砖2范围”的弧线所示。包括无线功率接收器客户端103a的无线装置102a在WPTS瓷砖1100-1的充电范围内，并且包括无线功率接收器客户端103n的无线装置102n在WPTS瓷砖1100-2的充电范围内，而包括无线功率接收器客户端103b的无线设备102b同时在WPTS瓷砖1100-1和WPTS瓷砖1100-2的充电范围内。

无线功率接收器客户端103a被配置为从WPTS瓷砖1100-1接收无线功率信号，如WPTS信号路径/链路1506所示，它还可以支持无线功率接收器客户端103a和WPTS瓷砖1100-1的WPTS之间的数据通信。无线功率接收器客户端103a还被配置为与WPTS瓷砖1110-1的TAM通信，如TAM链路1508所示，其还可用于无线功率接收器客户端103a与TAM之间的数据通信。类似地，客户端103b被配置成经由WPTS信号路径/链路1510从WPTS瓷砖1100-1接收无线功率信号，并且还被配置成经由TAM链路1512与WPTS瓷砖1110-2的TAM通信。

如上所述，无线设备102b和无线功率接收器客户端103b在WPTS瓷砖1100-1和1100-2的充电范围内。在分布式管理方案的一个方面下，一次选择一个WPTS瓷砖与无线功率接收器客户端103b通信。在图15所示的示例中，如WPTS信号路径/链路1514所示，用于无线功率接收器客户端103b的WPTS瓷砖是WPTS瓷砖1100-2。此外，如TAM链路1516所示，用于无线功率接收器客户端103b的TAM操作由WPTS瓷砖1100-2中的TAM执行。

在一些实施例中，不同WPTS瓷砖上的多个TAM可以同时与给定的无线功率接收器客户端通信，如可选的TAM链路1518所示。举例来说，当无线功率接收器客户端在WPTS瓷砖的重叠充电范围内移动时，所述方法可用于管理WPTS操作的“切换(handoff)”。在一些实施例中，可以使用WPTS数据链路(未示出)来执行类似的操作，其将用于使得WPTS在两个或更多WPTS瓷砖中与无线功率接收器客户端进行并发通信。然而，如上所述，在任何给定的时间点，只有一个WPTS将向无线功率接收器客户端提供功率。

在一些实施例中，MIB 1504实例用于在具有多个WPTS瓷砖的环境中漫游时协调向无线功率接收器客户端的功率传送。例如，在一种方法下，每个WPTS瓷砖具有MIB的本地实例，所述MIB包含与当前在所述环境中操作的所有无线功率接收器客户端有关的信息(截至上一次分布式更新)。对分布式MIB的更新可以周期性地执行，或者响应检测到的给定WPTS瓷砖的改变。例如，具有重叠范围的WPTS瓷砖可以周期性地交换MIB数据，或者交换其整个MIB数据，或者使用增量方案(delta scheme)(例如，自上一周期以来的变化)。在另一种方法中，随着无线功率接收器客户端在整个环境中移动，本地实例的MIB数据的更改会被传播，同时观察到充电范围不接近最近移动的给定无线功率接收器客户端的位置的WPTS瓷砖可能不会更新其MIB实例以反映移动。

通过使用本地MIB实例，整个系统可以协调当前哪个WPTS瓷砖正在向每个无线功率接收器客户端提供功率，以及促进WPTS瓷砖之间的切换。此外，可以执行具有重叠充电范围的多个WPTS瓷砖(通常是两个)的协调操作，其中，存在给定的无线功率接收器客户端。例如，考虑使用ALL QUIET信标或信号。当给定的WPTS瓷砖广播与在另一WPTS瓷砖的充电范围内向无线功率接收器客户端提供功率有关的ALL QUIET信标或信号时(即，无线功率接收器客户端在两个WPTS瓷砖的重叠充电范围内)，可以协调两个WPTS瓷砖，以便每个瓷砖发出ALL QUIET信标。以这种方式，重叠充电范围内的任何其它无线功率接收器客户端将被指示不发送信标，并且因此不会对由发出功率请求的无线功率接收器客户端广播的WPTS信标造成RF干扰。

尽管已经参考特定实施例描述了一些实施例，但是根据一些实施例，其他实施例是可能的。另外，在附图中示出和/或本文中描述的元件或其他特征的布置和/或顺序不需要以图示和描述的特定方式来布置。根据一些实施例，许多其它布置是可能的。

在图中所示的每个系统中，在某些情况下，每个元件可以具有相同的参考号或不同的参考号，以表明所表示的元件可以不同和/或相似。然而，元件可以足够灵活以具有不同的实现并与本文所示或描述的一些或所有系统一起工作。图中所示的各种元件可以相同也可以不同。哪一个被称为第一个元件，哪一个被称为第二个元件是任意的。

在说明书和权利要求书中，可以使用术语“耦合的”和“连接的”及其衍生者。应该理解的是，这些术语并不是彼此的同义词。相反，在特定实施例中，“连接”可用于指示两个或多个元件彼此直接物理或电性接触。“耦合”可指两个或多个元件直接物理或电性接触。然而，“耦合”也可能意味着两个或多个元件彼此不直接接触，但仍然彼此合作或相互作用。此外，“通信耦合”意味着可以或不可以彼此直接接触的两个或多个元件能够彼此通信。例如，如果组件A连接到组件B，而组件B又连接到组件C，则组件A可以使用组件B作为中间组件通信地耦合到组件C。

实施例是本发明的实现或示例。说明书中对“实施例”、“一个实施例”、“一些实施例”或“其他实施例”的引用意味着结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一些实施例中，但不一定包括在所有实施例中。“一实施例”、“一个实施例”或“一些实施例”的各种呈现不一定都指相同的实施例。

并非本文描述和图示的所有组件、特征、结构、特征等都需要包括在一个或多个特定实施例中。如果说明书规定“可以”、“可能”、“能够”包括某个组件、特征、结构或特征，例如，则不一定要包括所述特定组件、特征、结构或特征。如果说明书或权利要求书提及“一”或“一个”元件，那并不意味着所述元件只有一个。如果说明书或权利要求书提及“附加”元件，则不排除存在多个附加元件。

本文的算法通常被认为是导致期望结果的行为或操作的自洽序列(self-consistent sequence)。其中包括物理量的物理操作。通常，尽管不一定，这些量采取能够被存储、传输、组合、比较和以其他方式操纵的电信号或磁信号的形式。主要出于常用的原因，已经证明有时将这些信号称为位、值、元素、符号、字符、术语、数字等是方便的。然而，应当理解，所有这些和类似术语都与适当的物理量相关联，并且仅仅是应用于这些量的方便标签。

如上所述，本文实施例的各个方面可以由相应的软件和/或固件组件和应用来促进，例如由嵌入式处理器等执行的软件和/或固件。因此，本发明的实施例可用作或支持在某种形式的处理器上执行的软件程序、软件模块、固件和/或分布式软件，处理核心或嵌入式逻辑在处理器或核心上运行的虚拟机，或在非暂时性计算机可读或机器可读存储介质上或内部以其他方式实现或实现的虚拟机。非暂时性计算机可读或机器可读存储介质包括用于以机器(例如，计算机)可读的形式存储或传输信息的任何机制。例如，非暂时性计算机可读或机器可读存储介质包括以计算机或计算机器(例如，计算设备、电子系统等)可访问的形式提供(即，存储和/或传输)信息的任何机制，例如可记录/不可记录介质(例如，只读存储器(ROM))，随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光存储介质、闪存设备等)。内容可以是直接可执行(“对象”或“可执行”形式)、源码或差分码(“增量”或“补丁”码)。非暂时性计算机可读或机器可读存储介质还可包括可从其下载内容的存储器或数据库。非暂时性计算机可读或机器可读存储介质还可以包括具有在销售或交付时存储在其上的内容的设备或产品。因此，传送具有存储内容的设备或通过通信介质提供用于下载的内容可以理解为提供具有本文所述的此类内容的包括非暂时性计算机可读或机器可读存储介质的制品。

由本文所描述的各种组件执行的操作和功能可以至少部分地通过在处理元件上运行的软件、经由嵌入式硬件等或硬件和软件的任何组合来实现。这些组件可以实现为软件模块、硬件模块、专用硬件(例如，应用特定硬件、ASIC、DSP等)、嵌入式控制器、硬接线电路、硬件逻辑等。软件内容(例如，数据、指令、配置信息等)可经由包括非暂时性计算机可读或机器可读存储介质的制品提供，其提供表示可执行的指令的内容。该内容可导致计算机执行本文所述的各种功能/操作。

如本文所使用的，由术语“其中至少一个”连接的项目列表可以表示所列术语的任何组合。例如，短语“A、B或C中的至少一个”可以表示A；B；C；A和B；A和C；B和C；或A、B和C。

以上对本发明的图示实施例的描述，包括在摘要中描述的内容，并不意在穷尽或将本发明限制于所公开的精确形式。虽然为了说明目的在本文中描述本发明的具体实施例和示例，但是如相关领域的技术人员将认识到的，在本发明的范围内可以进行各种等效修改。

根据上述详细描述，可以对本发明进行这些修改。以下权利要求中使用的术语不应被解释为将本发明限于说明书和附图中公开的特定实施例。相反，本发明的范围将完全由权利要求来确定，将根据权利要求解释的既定理论来解释这些权利要求。

Claims (20)

1.一种用于将无线功率从无线功率传输系统(WPTS)传送到一个或多个无线功率接收器客户端的方法，包括：

在定时采集模块(TAM)和所述一个或多个无线功率接收器客户端中的每一个之间建立通信；

对于所述一个或多个无线功率接收器客户端中的每一个，

(a)分配将要在由所述无线功率接收器客户端广播的编码信标中使用的唯一码；

(b)获取将要在由所述无线功率接收器客户端广播的编码信标中使用的唯一码；

接收由所述一个或多个无线功率接收器客户端中的一个广播的用于指示所述无线功率接收器客户端正在请求功率的编码信标；

解码所述编码信标以识别广播所述编码信标的所述无线功率接收器客户端；

从所述TAM向所述WPTS提供识别所述无线功率接收器客户端并指示所述无线功率接收器客户端正在请求功率的通知；以及

经由所述WPTS向所述无线功率接收器客户端发送无线功率信号以服务所述功率请求。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述WPTS使用多个第一天线来接收由所述一个或多个功率接收器客户端发送的信号，并发送无线功率信号，且其中，所述TAM使用与所述多个第一天线分离的多个第二天线来接收由所述一个或多个无线功率接收器客户端广播的编码信标。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述编码信标使用由电气和电子工程协会(IEEE)802.11a、802.11b、802.11g、802.11n和802.11ac标准中的一个定义的信号来广播。

4.根据权利要求2所述的方法，还包括：

在所述多个第二天线中的一个或多个处接收从所述一个或多个无线功率接收器客户端发送的信号；

对于给定无线功率接收器客户端，确定所述多个第二天线中的哪个天线正在接收具有最高信号强度的信号；以及

使用与所述天线相关联的信道而与所述给定无线功率接收器客户端通信。

5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述WPTS为第一WPTS，所述第一WPTS包括具有第一充电范围的第一TAM，所述第一TAM在具有第二TAM的第二WPTS的附近工作，所述第二TAM具有第二充电范围，所述第二充电范围包括与所述第一充电范围重叠的一部分，所述方法还包括：

检测所述第一充电范围和所述第二充电范围内的无线功率接收器客户端；以及

在所述第一WPTS和所述第二WPTS之间协调，以确定所述第一WPTS和所述第二WPTS中的哪一个将向所述无线功率接收器客户端发送无线功率信号。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述编码信标信号通过包含多个巴克(Barker)码序列的码进行编码。

7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述无线功率接收器客户端被配置为广播WPTS信标，还包括：

通过所述WPTS广播包括用于所述无线功率接收器客户端广播其WPTS信标的命令的编码信标或信号；以及

通过所述无线功率接收器客户端广播其WPTS信标；

其中，所述WPTS使用所述WPTS信标将无线功率信号导向至所述无线功率接收器客户端。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括：从所述WPTS广播信标或信号，所述信标或信号包括指示接收所述信标或信号的任何无线功率接收器客户端在预定时间量内不发送信标的命令。

9.一种装置，包括：

多个天线；

针对所述多个天线中的每一个，

接收器电路，可操作地耦合所述天线以处理在所述天线处接收的射频(RF)信号；

发射器电路，可操作地耦合所述天线以生成将由所述天线发送的RF信号；

模数(ADC)信号调节电路，耦合以接收来自所述多个天线中的每一个的所述接收器电路的输出；

数模(DAC)信号调节电路，具有耦合至所述多个天线中的每一个的所述发射器电路的输入的模拟输出；

数字逻辑组件，耦合以接收所述ADC信号调节电路的输出作为输入，并耦合所述DAC信号调节电路，所述数字逻辑组件具有主机或计算机控制板(主机/CCB)接口以与无线功率传输系统(WPTS)主机或CCB通信；

其中，所述装置被配置为：

在所述多个天线中的一个处接收从无线功率接收器客户端发送的编码RF信标；

使用耦合至所述天线和所述ADC信号调节电路的所述接收器电路处理所述编码RF信标，以产生对应于所述编码RF信标的数字波形；

使用所述数字逻辑组件处理所述数字波形，以识别发送所述编码RF信标的所述无线功率接收器客户端；以及

通过所述主机/CCB接口向所述WPTS主机或CCB发送识别所述无线功率接收器客户端的信息以及指示所述无线功率接收器客户端正在请求功率的标记。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，可操作地耦合至给定天线的所述接收器电路和发射器电路的至少一部分实施于收发器芯片上。

11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述收发器芯片被配置为根据电气和电子工程师协会(IEEE)802.11a、802.11b、802.11g、802.11n和802.11ac标准的至少一个定义的物理层来支持RF信号的发送和接收。

12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述数字逻辑组件包括现场可编程门阵列(FPGA)。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的装置，还被配置成：

对于所述一个或多个无线功率接收器客户端中的每一个，

(a)分配将由所述无线功率接收器客户端广播的编码信标中使用的唯一码；或者

(b)获取将由所述无线功率接收器客户端广播的编码信标中使用的唯一码。

14.一种装置，包括：

无线功率传输系统(WPTS)，包括：

至少一个天线阵列，被配置成在所述WPTS的充电范围内从一个或多个无线接收器客户端接收信号或向一个或多个无线接收器客户端发送信号；以及

控制器逻辑，可操作地耦合至所述至少一个天线阵列，以控制向所述一个或多个无线接收器客户端的无线功率信号的传输；

定时采集模块(TAM)，通过接口可通信地耦合至所述控制器逻辑，所述TAM包括多个TAM天线，

其中，所述装置被配置成，

在一个或多个所述TAM天线处接收来自所述一个或多个无线功率接收器客户端的其中一个广播的编码信标；

通过所述TAM解码所述编码信标，以识别广播所述编码信标的所述无线功率接收器客户端；

从所述TAM向所述WPTS提供识别所述无线功率接收器客户端并指示所述无线功率接收器客户端正在请求功率的通知；以及

经由所述至少一个天线阵列中的所述天线的至少一部分，向所述无线功率接收器客户端发送无线功率信号。

15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述装置还被配置成：

对于所述一个或多个无线功率接收器客户端中的每一个，

(a)分配将由所述无线功率接收器客户端广播的编码信标中使用的唯一码；或者

(b)获取将由所述无线功率接收器客户端广播的编码信标中使用的唯一码。

16.根据权利要求14或15所述的装置，其中，所述TAM还包括：

对于所述多个TAM天线中的每一个，

接收器电路，可操作地耦合至所述TAM天线，以处理在所述天线处接收的射频(RF)信号；

发射器电路，可操作地耦合至所述TAM天线，以生成将由所述天线发送的RF信号；

模数(ADC)信号调节电路，耦合以接收来自所述多个天线中的每一个的所述接收器电路的输出；

数模(DAC)信号调节电路，具有耦合至所述多个天线中的每一个的所述发射器电路的输入的模拟输出；以及

数字逻辑组件，耦合以接收所述ADC信号调节电路的输出以作为输入，并耦合至所述DAC信号调节电路，所述数字逻辑组件通过所述接口可通信地耦合至所述控制逻辑。

17.根据权利要求14至16中任一项所述的装置，其中，使用由电气和电子工程师协会(IEEE)802.11a、802.11b、802.11g、802.11n和802.11ac标准中的一个的所述物理层定义的信号广播所述编码信标。

18.根据权利要求14至17中任一项所述的装置，其中，所述TAM被配置成：

在所述多个TAM天线的至少一部分处接收由所述一个或多个无线功率接收器客户端发送的信号；

对于给定无线功率接收器客户端，确定哪个天线正在接收具有最高信号强度的信号；以及

使用与所述天线相关联的信道而与所述给定无线功率接收器客户端通信。

19.根据权利要求14至18中任一项所述的装置，其中，所述无线功率接收器客户端被配置为广播WPTS信标，所述装置还被配置为：

由所述WPTS广播包括用于所述无线功率接收器客户端广播其WPTS信标的命令的编码信标或信号；

响应于包括用于所述无线功率接收器客户端广播其WPTS信标的所述命令的所述编码信标或信号，接收由所述无线功率接收器客户端广播的WPTS信标；以及

使用所述WPTS信标将无线功率信号导向到所述无线功率接收器客户端。

20.根据权利要求19所述的装置，其中，所述装置还被配置成从所述WPTS广播信标或信号，所述信标或信号包括指示接收所述信标或信号的任何无线功率接收器客户端在预定的时间量内不发送信标的命令。

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