CN113330325A - 编码天线阵列 - Google Patents

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Abstract

揭示了一种编码天线阵列及其相关方法、设备及系统。通过客户端装置传输的信号于一天线阵列中的多个天线或天线元件处接收。接收到的该信号使用像是正交码及拟随机数序列的码来进行编码，而这些码被选择以便能够抽出个别接收到的信号。该编码信号接着组合以形成组合编码波形，使用共享接收器电路来处理该组合编码波形。该共享接收器电路配置成使用用于对该接收到的信号进行编码的码来抽出在每个天线处接收到的该信号。还支持多个客户端装置的使用，该接收器电路进一步配置成过滤掉从个别客户端系统接收到的信号，并计算在每个天线接收到的该信号的相位及振幅。该信号相位及振幅可用来通过无线电力传输系统向客户端无线传输电力。

Description

编码天线阵列
技术领域
本发明的领域大致上涉及无线通信，且更具体地但不排他地涉及编码天线阵列及相关电路。
背景技术
在当今环境中，无线通信的使用无处不在。从手机到平板计算机，再到无线连接的计算机，再到物联网(IoT)装置，很难想象回到有线世界。随着每次新一代移动电信技术(例如3G、4G和即将到来的5G)的出现，可用带宽(bandwidth)都急剧增加。使用其他无线技术也取得了类似的成果，像是IEEE 802.11，又名Wi-Fi，其广泛用于手机、平板计算机、膝上计算机(laptops)、笔记本计算机(notebooks)及其他类型的计算装置。其他无线技术包含蓝牙(Bluetooth)、WiMAX、卫星及ZigBee。
无线通信的一基本方面为天线及相关的信号处理电路。该天线用于使用各种调变方案(modulation schemes)传输及接收模拟无线电信号(analog radio signals)(其被接收作为入射无线电波(incident radio waves))。这些方案包含但不限于时分多址(Time-Division Multiple Access,TDMA)、码分多址(Code-Division multiple access,CDMA)、直接序列扩频(Direct-Sequence Spread Spectrum,DSSS)、跳频扩频(Frequency-HoppingSpread Spectrum,FHSS)及正交频分多址(Orthogonal Frequency-Division MultipleAccess,OFDMA)。也可实现这些技术的变化及/或组合，像是DS-CDMA(直接序列码分多址)。单独的发射器(transmitter)和接收器电路(receiver circuitry)，通常称为发射器及接收器，用于生成发射信号及处理接收信号。将用于实现该发送器及接收器功能的电路集成在称为收发器(transceiver)的单个组件中也很常见。
近年来，天线技术也经历了进步。例如，所谓的“智能”天线为具有智慧信号(intelligent signal)处理的天线阵列，用于识别像是到达方向的空间信号(spatialsignal)信息，并用于计算波束成形向量(beamforming vector)以追踪及定位出目标装置的天线波束。
在此提供的一些先前或相关系统的示例及其相关限制旨在说明而非排他性。通过阅读以下具体实施方式，现有或先前系统的其他限制对于本领域技术人员将变得显而易见。
附图说明
本发明的前述一些方面及许多附带优点将变得更容易理解，通过参考以下详细描述并结合附图可更好地理解，其中除非另有说明，否则在各种视图中，相同的附图标记指代相同的部件：
图1为说明依据一个实施例以产生编码组合波形Y的方式处理通过天线阵列接收的信号的图；
图2为说明依据一个实施例的从多个客户端接收的信号如何以一种方式编码及处理，然后使得能够抽出在个别天线处及从每个客户端接收的信号的系统图；
图3a及3b示出了8位沃尔什码的示例组；
图4a示出一图表，其说明四个各自的天线接收到的四个入射波形(incidentwaveform)；
图4b示出图4b在编码后的四个入射波形的图表；
图4c示出一图表，说明了通过将图4b的该四个编码波形相加而产生的组合波形；
图5a及5b示出说明通过该组合波形的IQ解调(demodulation)产生的基带(baseband)IQ组合信号的图表，其中I及Q分量显示在图5a的单个图表中及图5b的分别图表中；
图6为说明通过将图4b中的码应用于图5的该基带IQ组合信号而产生的该四个解码基带信号的I及Q分量的图表；
图7示出依据一个实施例的示例性24GHz系统实施的方块图；
图8a为依据一个实施例的相位可重配置天线800的方块图；
图8b为依据一个实施例的包含一位移相器(phase-shifter)或N位移相器的天线/电路方块(antenna/circuit block)的方块图；
图8c为说明依据一个实施例的使用混合器(mixer)或镜像抑制(image-reject)混合器的天线/电路方块的方块图；
图8d为说明依据一个实施例的使用分接点(tap-point)切换180度的天线/电路方块的方块图；
图8e为说明依据一个实施例的包含全RF前端混合器的天线/电路方块的方块图；
图8f为说明依据一个实施例的包括全RF前端及移相器(phase shifter)的天线/电路方块的方块图；
图9为依据一个实施例的使用图8a的相位可重配置天线阵列的示例性24GHz系统实施的方块图；
图10为依据一个实施例的使用图8c的天线/方块电路阵列的示例性24GHz系统实施的方块图；
图11为示出一天线/电路方块阵列的图，其中用于对在该天线处接收的入射信号进行编码的该电路与该天线并置；
图12为示出该天线阵列及用于对在该天线处接收的入射信号进行编码的该电路与该天线分离的实施例的图；
图13描绘示例无线电力输送环境，其示出了依据某些实施例的从一个或更多无线电力传输系统到无线电力输送环境内的各种无线装置的无线电力输送；
图14描绘说明依据某些实施例的无线电力传输系统及无线接收器客户端之间用于开始无线电力输送的示例操作的序列图；
图15描绘图示依据某些实施例的无线电力传输系统的示例组件的方块图；
图16描绘图示依据某些实施例的无线电力接收器客户端的示例组件的方块图；
图17a及17b描绘图示依据某些实施例的示例多路径无线电力输送环境的图；以及
图18为示出依据一个实施例的通过WPTS使用编码天线阵列执行的操作的流程图1800。
具体实施方式
这里描述了编码天线阵列及相关方法、设备及系统的实施例。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，本领域的技术人员将认识到，本发明可以在没有一个或更多具体细节的情况下，或者使用其他方法、组件、材料等来实施。在其他情况下，公知的结构、材料或操作为了避免混淆本发明的实施方式，未详细示出或描述。
在整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包含在本发明的至少一个实施例中。因此，在本说明书各处出现的术语“在一个实施例中”或“在一实施例中”不一定都指代相同的实施例。此外，特定特征、结构或特性可在一个或更多实施例中以任何合适的方式组合。
为清楚起见，本文图中的各个组件也可通过它们在图中的标签来表示，而不是通过特定的参考符号来表示。此外，涉及特定类型组件(与特定组件相反)的参考符号可显示为带有“(typ)”的参考符号，意思是“典型”。应当理解，这些组件的配置将会是可能存在但为了简单及清楚而未在附图中示出的类似部件或未用单独的参考符号标记的类似组件的典型配置。反之，“(typ)”不应被解释为表示通常用于其揭示的功能、执行、目的等的组件、元件等。
在本公开的上下文中，本说明书中使用的术语在本领域中以及在使用每个术语的特定上下文中通常具有它们的常规含义。用于描述本发明的某些术语在下文或说明书中的其他地方讨论，以向实施者(practitioner)提供关于本发明的描述的额外指导。为方便起见，特定术语可能会被突出显示，例如使用斜体及/或引号。突出显示的使用对术语的范围和含义没有影响；在相同的上下文中，一术语的范围及含义是相同的，无论其是否突出显示。可理解的，同样的事情可用不止一种方式表达出来。
因此，替代语言及同义词可用于此处讨论的任何一个或更多术语，并且对于此处是否详细阐述或讨论术语没有任何特殊意义。提供某些术语的同义词。例如，信号及波形的术语在本文中可互换使用。一个或更多同义词的详述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，包含本文讨论的任何术语的示例，仅是说明性的，并不旨在进一步限制本发明的范围及含义或任何示例性术语。同样，本发明不限于本说明书中给出的各种实施例。
并非为了进一步限制本发明的范围，以下给出依据本发明实施例的仪器、设备、方法及其相关结果的示例。请注意，为了方便读者，在示例中可使用标题或副标题，这绝不应该限制本发明的范围。除非另有定义，本文使用的所有技术及科学术语具有与本发明内容所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。如有冲突，以本文件(包含定义)为准。
编码天线阵列
依据本文揭示的实施例的一些方面，提出了新颖的方案，其使多个天线能够共享接收器电路及通过接收器执行的信号处理操作，使得信号处理可数学地计算在每个天线处接收的个别信号。共享接收器电路提供了优于需要为每个天线配备单独的接收器的当前技术的几个优点。该优点包含节省成本及简化定时同步困难。该成本及简化优势也随着共享该接收器电路的天线数量而变化。
在通过编码天线阵列执行的方法的一些方面之下，在天线阵列中的多个天线或天线元件处接收通过客户端装置等传输的信号。在某些实施例中，使用正交码(orthogonalcodes)对信号进行编码，其中用于对给定接收信号编码的该正交码与用于对其他接收信号编码的正交码中的每一个正交。在其他实施例中，使用拟随机数(PN)序列对信号编码。然后组合编码信号以形成组合编码波形，该组合编码波形使用共享接收器电路来处理，如下文进一步详细描述。
图1说明依据一个实施例以产生编码组合波形Y的方式处理通过天线阵列接收的信号的图。如图所示，包含N个天线102的天线阵列100中的天线接收从客户端装置107的天线106传输的无线电信号104。由于无线电信号104具有空间分集(spatial diversity)，因此，每个天线102接收可相对于在天线阵列100中的其他天线接收到的无线电信号具有不同相位(及时)的各自信号S，如φ(t)1,φ(t)2,φ(t)3,…φ(t)N所示。在天线1、2、3及N处接收到的信号分别表示为信号S1、S2、S3及SN。
在所示实施例中，在每个天线处接收的该信号S1、S2、S3、…SN在混合器08处用相应的码C1、C2、C3、…CN编码以形成编码信号C1 S1、C2 S2、C3 S3、…CN SN。然后将编码信号加在一起或以其他方式组合以形成组合编码波形Y，如加法器110所示。如下文进一步详细说明，当码C1、C2、C3、…CN为正交码时，每个信号S1、S2、S3、…SN可从该组合波形Y中抽出，使得抽出的信号与原始信号匹配。
在一个实施例中，为了使该方案最佳地运作，选择C1,C2,C3,…,CN使得CN及CM的点积(dot product)对于N≠M为0，当N＝M时为1，如所示的方程组1：
CN·CN＝len(CN)
CN·CM＝0对于N≠M (1)
即是说具有不同代号(即，M≠N)的任何两个码将会正交。具有此属性的一组此类码称为沃尔什(Walsh)或哈达玛(Hadamard)码。(在无线电通信中，沃尔什码有时被称为哈达玛码，反之亦然，对于沃尔什及哈达玛中的哪一个是编码方案的实际发起者此事存在一些分歧。)利用这一特性，所有信号都可组合到一个信号路径中，Y：
Y＝C1·S1+C2·S2+C3·S3+…+CN·SN (2)
S1、S2、S3、…、SN可通过具有相应码的纯量积(scalar product)从该组合的波形中抽出，
S1＝C1·Y＝C1·(C1·S1+C2·S2+C3·S3+…+CN·SN)
＝(C1·C1·S1+C1·C2·S2+C1·C3·S3+…+C1·CN·SN)
＝(α·1·S1+0·S2+0·S3+…+0·SN)
＝α·S1 (3)
前述可通过以下公式呈现，
Figure BDA0003167039720000061
或者更简洁地，
Sn＝Y·Cn (5)
其中n为信号及码的代号及Sn为Y及Cn的点积。
参考图2的系统200，在一个实施例中，以下列方式实施前述方法。在系统200下，多个客户端装置(此处也称为客户端)j、k、...y从各自的天线202、204及206传输信号Sj、Sk及Sy，这些信号通过在天线阵列100中的天线1、2、3、...N接收。每个客户端j、k、...y包含相似的信号处理及发射器电路；然而，一个单独的频率、时槽(timeslot)或码分配给每个客户端，用于传输该客户端的信号Sj、Sk及Sy，使得每个客户端信号都可从其他客户端信号中滤除，如下所述。
在天线1、2、3、…N的每一处从每个客户端j、k、…y接收到的信号的波形相互迭加以形成入射信号S1、S2、S3、…、SN。每个入射信号S包含从每个客户端j、k、…y接收到的信号波形的迭加组合，如入射信号S1的S1＝Sj1+Sk1…+Sy1所示。如上所述，对于来自给定客户端的传输，根据该天线阵列中该天线的物理布局及信号传播的考量，在不同天线处接收到的该信号在相位及/或振幅上可能略有不同。因此，附图中对在天线1、2、3、...N处从给定客户端装置接收的信号的引用除了像是客户端k的信号Sk1、Sk2、Sk3、…、SkN的客户端的代号之外还具有附加的天线编号。
以类似于上述针对图1描述的方式，每个入射信号S1、S2、S3、…、SN在混合器108中用各自的码C1、C2、C3、…、CN进行编码，该编码信号C1 S1、C2 S2、C3 S3、…CN SN通过加法器110组合成组合编码波形Y。该信号的该编码导致入射信号的射频(RF)波形乘以1或-1(即，0或180度相移)基于每个代码C1、C2、C3、...、CN的位序列。使用包括正交或PN序列(PNsequence)的码允许在给定天线处接收到的入射信号与在该天线阵列中的其他天线处接收到的入射信号组合，同时最小化干扰。
正交码及PN序列也使得该入射信号S1、S2、S3、…、SN可通过一接收器节点(receiver node)208执行的操作来从该组合的编码波形Y中抽出。组合的编码波形Y作为输入提供给接收器节点208，其在一降频方块210处降频(down-converted)为一中间信号(intermediate signal)，并接着在一IQ解调器(demodulator)212处处理以重建该中间信号的同相分量(in-phase component)I(t)及正交分量(quadrature component)Q(t)，从而产生包括该组合编码波形Y的复数表示(complex representation)的一基带信号。然后接收器节点208中的电路及/或嵌入式逻辑可将该复数表示乘以每个天线的码C1、C2、C3、…、CN以抽出入射信号S1、S2、S3、…、SN。这通过将IQ解调器212输出的该复数表示与码Cm相乘来描述，如Cm方块214及混合器216所描述的。在该示例中，通过方块218m描述的信号Sm对应于使用码Cm对该天线接收到的该入射信号进行编码的天线。在相似的方式中，其他码C1、C2、C3、…、CN也可用来抽出信号S1、S2、S3、…、SN。
如在接收器节点208中进一步描述的，一旦该入射信号S1、S2、S3、…、SN被抽出，该抽出的信号通过一组适用的滤波器或以其他方式藉由一组适用的滤波器处理以从每个客户端分离出在给定天线处接收的个别信号。在图2所示的示例中，客户端滤波器(clientfilter)“k”用于从客户端k分离出在天线1、2、3、…N处接收的各个入射信号S1、S2、S3、…、SN的IQ信号分量。这些过滤后的信号标记为Sk1、Sk2、Sk3及SkN。
通常地，要使用的滤波器类型可基于用于独特地识别给定系统中通过客户端发送的个别信号的方案。例如，在一个实施例中，每个客户端使用不同的频率或音调，并且可使用对应的频率带通(frequency bandpass)滤波器来滤除每个客户端的信号。在另一方案下，客户端被分配单独的时隙(time-slots)，在该时隙期间它们传输信标信号(beaconsignal)等。可以使用其他方案，像是用独特的码对每个客户端的传输进行编码，使用相应的滤波器基于每个客户端使用的码分离出不同客户端所传输的信号。同样可使用本领域已知的其他技术。
一旦该客户端信号分离，信号Sk1、Sk2、Sk3及SkN就可被进一步处理以确定信号的振幅及相位(在每个天线1、2、3、…N处从该客户端接收)。为了抽取振福及相位，可使用基带信号在给定时间点的同相分量I(t)及正交分量Q(t)，如下：
Sn＝In+jQn (6)
该振幅可被计算为如下，
Figure BDA0003167039720000081
该相位可被计算为如下，
Figure BDA0003167039720000082
如上所述，包括无线电波的入射信号到达每个天线，其中它们用由位序列组成的独特码进行编码。该位序列相似于二进制位序列，除了常规做法是将二进制“0”替换为“-1”，使得该位序列由1及-1组成。该编码导致射频(RF)波形乘以1或-1(即0或180度相移)。适当的码的使用，像是正交码及PN序列，允许将该入射信号与在其他天线元件处接收到的入射信号组合在一起，同时最小化干扰。如上所述，在一个实施例中，该码是正交码。可使用的正交码的一个示例是沃尔什码(又名哈达玛码)。沃尔什及哈达玛码可使用众所周知的技术生成，像是哈达玛(Haramard)生成器矩阵(generator matrix)。
正交码的长度通常是要执行的独特正交码的数量的函数。在各种实施例中，天线或天线元件的数量N的范围可以从10到100个，该注意到，也可执行N小于10的配置。在某些实施例中，N为64或更大。图3a及3b中显示了可使用N＝8的方案来执行的8位元沃尔什码组的示例。可以以相似的方式产生及使用更长的沃尔什码，其中该码的长度(len)是N。
图4a-4c、5及6说明了如何使用图2中说明的过程的各个阶段来处理入射信号的简化示例。该过程从图4a开始，其显示了说明在四个各自天线接收到的四个入射波形。如图4a下方所示的图，该入射波形也称为入射信号S1、S2、S3及S4。
图4b示出通过用各自的码C1、C2、C3及C4对四个入射信号S1、S2、S3及S4进行编码得到的四个编码波形，得到编码信号C1 S1、C2 S2、C3 S3及C4 S4。
在上述方式中，该编码信号可组合并共享通用信号(common signal)路径，从而使单个接收器/信号处理硬件组能够处理从多个天线或多个天线元件接收到的信号。这在图4c中说明，其中编码信号C1 S1、C2 S2、C3 S3及C4 S4相加以形成编码组合波形Y。
在组合该编码信号之后，在某些实施例中，该组合波形被降频为中间信号。对于其他实施例，可不用降频到中间信号。通常地，可使用本领域公知的技术及信号处理电路，像是混合器，对该组合波形进行降频。
接下来，使用一IQ解调器处理该组合编码波形的中间信号形式(如果未执行降频，或者是该组合编码波形本身)，以产生该组合波形的一复数表示，包含同相及正交分量I(t)及Q(t)。该复数表示的示例如图5a及5b所示。
使用嵌入式逻辑及/或嵌入式软件，可抽出每个天线接收到的各自信号。通过使用正交码(例如，沃尔什码)，可以抽出每个天线的入射信号，使得该入射信号及精确信号相同(不存在该入射信号中的潜在缺陷)。也可以使用包括PN序列的码，像是CDMA移动无线电系统使用的“黄金(Gold)”码。
如上所述，通过采用将用于将该入射信号编码至由该IQ解调器输出的该复数表示的相同码来提取个别天线的该入射信号。如图6所示，这导致抽出四个解码基带信号S1′、S2′、S3′及S4′，它们具有与各自的入射信号S1、S2、S3及S4相同的I及Q分量。
如上所述，也可抽出在每个天线处从每个客户端接收的该信号的该相位。例如，在一个实施例中，天线元件k的该相位使用如下的FFT抽出。
X0＝FFT{Ck*Downconverted Waveform}|f＝0
Phase(k)＝angtan2(real(X0),imag(X0)) (9)
其中*代表点积。在图6中，在“I”图表600中的虚线描绘该码的长度上的平均相位。
该抽出的信号的振幅也可计算，像是通过上述公式7来计算。该解码的基带信号S1′、S2′、S3′及S4′的平均振幅通过“Q”图表602中的虚线来描绘。
图7示出依据一个实施例的示例性24GHz系统执行的方块图。如前所述，天线阵列100包含N个天线(或天线元件)102，每个天线接收各自的入射信号S(即，S1、S2、S3…SN)。用于对该入射信号进行编码的电路方块与每个天线(或天线元件)102相关联。如本文所用，天线或天线元件及其相关联的电路方块被称为“天线/电路方块”。如图7所示，该实施例包含N个天线/电路方块704的阵列702。
每个天线/电路方块704包含天线102、一位移相器(one-bit phase-shifter)及PN编码方块708。如所绘的，天线/电路方块704进一步包含加法器(adder)710。作为一个选择，图7中的该加法器710可视为从天线/电路方块704分离的电路。
在所示的实施例中，每个入射信号用具有独特PN序列702(PN1、PN2、PN3…PNN)的码进行编码。该PN序列通过ON编码方块708执行，每个PN编码方块都标有PNn，其中下标“n”对应于该天线/电路方块相关联的天线。该一位移相器704用于根据该PN序列中的当前位是1或是-1来响应PN序列中的位值而将相位移动0度或180度。以这种方式，该一位移相器可将入射信号编码为具有独特码，并且能够以上述方式从该组合编码波形Y中抽出用于该特定天线的该入射信号。
通过每个一位移相器704输出的该编码信号通过加法器710相加以形成组合编码波形Y。该组合编码波形Y接着通过接收器节点712来处理。在一混合器714处，该组合编码波形Y使用大约22GHz的频率来降频至一中间信号。该降频的信号接着供给到2.4GHz IQ解调器716中以重构该中间信号的同相分量I(t)及正交分量Q(t)，从而产生该组合编码波形的复数表示。在方块718中使用数字信号处理器(digital signal processor,DSP)或其他嵌入式逻辑处理通过2.4GHz IQ解调器716输出的该组合编码波形的这种复数表示。
通常地，DSP可被编程或以其他方式配置为执行数字信号处理操作以使用众所周知的原理来适应用于系统的特定传输方案。这包含此处所描述的入射信号抽出功能。DSP也可用于计算信号相位及振幅值。除了DSP之外，还可使用其他形式的嵌入式逻辑，例如但不限于像是现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)或ASIC(特殊应用集成电路)之类的编程逻辑组件(programmed logic component)。还可使用运行嵌入式软件或固件(firmware)的嵌入式处理器来执行入射信号抽出操作及/或计算信号相位及振幅值。各种类型的处理器可用于这种嵌入式处理器，包含通用处理器(general-purposeprocessor)、处理器引擎(processor engine)、微控制器(microcontroller)等。在某些实施例中，使用FFT处理信号。
除了前面图中所示的天线元件/电路之外，还可使用各种其他配置来实施类似的功能。例如，图8a-8f中示出了替代的天线元件及相关电路的非限制性示例。
图8a示出了相位可重配置天线(phase-reconfigurable antenna)800的实施例。天线元件802包含PIN或可变电容二极管(Varactor diode)804，其被配置为在0度及180度相移之间切换。拟随机码方块806用于对天线元件802在其通过PIN二极管804之后接收的该入射信号进行编码。
图8b示出了包含一位移相器或N位移相器的天线/电路方块810的实施例，其类似于图7的天线/电路方块704。该配置包含天线元件812、一位或N位移相器814、以及拟随机码方块806。该实施例的操作类似于以上参考图7所描述的操作，具有使用除了图7中的一位移相器之外的N位移相器的附加选项。如加法器816所示，该编码及移相信号添加到其他编码及移相信号(未示出)，以类似于图7中所示的方式及上面讨论过的。
图8c示出了说明使用混合器或镜像抑制混合器(image-reject mixer)的天线/电路方块820的实施例的方块图。天线/电路方块820包含天线元件812、混合器822、拟随机码方块806及加法器816。入射信号通过天线元件812接收并在混合器822中用拟随机码PNN编码。
[解释该镜像抑制混合器如何运作]
图8d示出了说明使用分接点切换180度的天线/电路方块830的实施例的方块图。在图示的实施例中，每个天线有一个RF前端。更详细地，天线/电路方块830包含天线元件832、拟随机数(PNN)方块834和拟随机数的倒数(inverse)(～PNN)方块836，以及双向开关(bi-directional switch)838。PNN方块834及～PNN方块836中的每一个通过相应的分接头(tap)840及842耦合到通过天线元件832接收的入射信号S。在替代配置下，每个天线有一个RF前端(例如，如图8d所示)或每个RF前端2N的天线。
图8e示出了说明包含完整RF前端及混合器的天线/电路方块850的实施例的方块图。天线/电路方块850包含耦合到双向开关852的天线元件812、混合器854、PNN方块856及加法器858。控制电路(未示出)用于控制该双向开关852的方向。当作为接收器操作时，在天线元件812接收的入射信号随着右手分支(right-hand branch)并在混合器854中与正交PNN码混合，混合器854的输出添加到在不同天线元件(未示出)的加法器858处接收的其他信号。
图8f示出了说明包含全RF前端及移相器的天线/电路方块860的实施例的框图。天线/电路方块860包含耦合到双向开关852的天线元件812、移相器862、PNN方块864及加法器866。如前所述，控制电路(未示出)用于控制双向开关852的方向。当作为接收器操作时，在天线元件812处接收的入射信号随着双向开关852的右手分支并在移相器862处相移，该移相器862也接收来自PNN方块864的正交PN码。移相器862的输出与在不同天线元件(未示出)的加法器866处接收到的其他信号相加。
图8a-8f中所示的每个天线/电路方块被配置为用码对在天线处接收的入射信号进行编码以形成或以其他方式产生编码信号。因此，这些天线/电路方块中的每一个都包括用于用正交码或PN序列对入射信号进行编码以形成编码信号的手段。尽管图8a-8f中描绘的码被示为PN方块，但是应当理解，像是沃尔什码的正交码可以替代在这些实施例中的PN序列。
图8a-8f中所示的每个天线/电路方块也可以以类似于上面图7所示的方式在天线阵列中实施。例如，图9及图10分别示出了包含实施天线/电路方块的天线阵列的系统，对应于图8a的相位可重配置天线800及图8c的天线/电路方块820。
更详细地，图9示出了包含具有N个相位为可重配置天线8001、8002、8003、…800N的天线/电路方块阵列902的系统900。入射信号由每个天线1、2、3、…N接收并使用各自的拟随机序列806(PN1、PN2、PN3、…PNN)进行编码。这产生各自的编码信号C1·S1、C2·S2、C3·S3、…C4·SN，它们使用加法器904相加以形成组合波形Y。组合编码波形Y接着通过接收器节点712以类似上面图7描述的方式处理。
图10示出了包含天线/电路方块阵列1002的系统1000，该天线/电路方块阵列1002具有N个天线/电路方块8201、8202、8203、…820N，每个天线/电路方块包括混合器或镜像抑制混合器并且以与图8c的天线/电路方块820类似的方式配置。入射信号由每个天线1、2、3、…N接收，并使用混合器822使用各自的拟随机序列806(PN1、PN2、PN3、…PNN)进行编码。使用加法器816将从混合器822输出的编码信号相加以形成组合编码波形Y。组合编码波形Y接着由接收器节点712以类似上面图7描述的方式处理。
通常地，这里描述的说明用于天线/电路方块的电路可以并置在天线处，或者可与天线分开。图11及12示出了说明这两个选项的示例性架构(architecture)1100及1200的实施例。
架构1100包含天线/电路方块810的二维阵列，每个天线/电路方块具有类似于图8b所示的配置。这仅是一个选项的说明，因为图8a及8c-8f中所示的其他天线/电路方块中的每一个都可以以类似方式实施。在一些实施例中，阵列中的天线将具有固定的节距(pitch)(即，间距)，而在其他实施例中，天线可使用不同的间距或以一些行或列相对于相邻的行或列交错的方式安置。
架构1200分离出天线及用于对在天线处接收的入射信号进行编码的电路，如天线阵列1202及电路方块阵列1204所描绘。在所示示例中，该电路方块阵列1204包括电路方块810a的阵列，其中每个电路方块810a包含类似于图8b的天线/电路方块810中所示的电路。包含类似于图8c-8f中天线/电路方块所示电路的电路方块可以以类似方式实现。
编码天线阵列在无线电力传输系统中的实施
这里揭示的本发明的实施例可在各种类型的无线系统中实施。在某些实施例中，这包含在无线电力传输系统(wireless power transmission systems(WPTS))中的实施。通常地，以上描述及图示的技术可用于抽出及/或计算在天线阵列中的不同天线处从各个客户端接收的信号的相位及振幅。如下所述，然后可以使用相位及振幅信息将电力传输信号引导至个别客户端。
为了更好地理解如何实施，现在提供WPTS操作的概述。图13描绘了包含示例无线电力输送环境1300的方块图，其示出了根据某些实施例从一个或更多WPTS 1301a-n(也称为“无线电力输送系统”、“天线阵列系统”及“无线充电器”)到无线电力输送环境1300内的各种无线装置1302a-n的无线电力输送。更具体地，图13说明了示例无线电力输送环境1300，其中无线电力及/或数据可被输送到具有一个或更多无线电力接收器客户端1303a-1303n(本文也称为“客户端”及“无线电力接收器”)。该无线电力接收器客户端配置为从一个或更多无线电力传输系统1301a-1301n接收及处理无线电力。参考图16更详细地示出及讨论了示例无线电力接收器客户端1303的组件。
如图13的示例所示，无线装置1302a-1302n包含移动电话装置及无线游戏控制器。然而，无线装置1302a-1302n可以是需要电力且能够通过一个或更多集成的电力接收器客户端1303a-1303n接收无线电力的任何装置或系统。如本文所讨论的，一个或更多集成电力接收器客户端从一个或更多无线电力传输系统1301a-1301n接收及处理电力并向无线装置1302a-1302n(或无线装置的内部电池)提供电力以供其操作。
每个无线电力传输系统1301可以包含多个天线1304a-n，例如，包含成百或成千个天线的天线阵列，其能够向无线装置1302传送无线电力。在某些实施例中，该天线是自适应相位(adaptively-phased)的射频(RF)天线。使用上述用于确定在每个天线处从各个客户端接收到的信号的相位的技术，该无线电力传输系统1301能够确定将协调(coherent)电力传输信号传送到电力接收器客户端1303的适当相位。该阵列配置为以相对于彼此的特定相位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为任何特定的阵列结构。也就是说，该天线阵列不需要以特定的“阵列”形式或几何结构来构建。此外，如本文所用，术语“阵列”或“阵列系统”可用于包含用于信号产生、接收及传输的相关及外围电路，例如无线电、数字逻辑及数据机。在某些实施例中，无线电力传输系统1301可具有用于通过一个或更多天线或收发器进行数据通信的嵌入式Wi-Fi集线器(hub)。
无线装置1302可以包含一个或更多接收电力客户端1303。如图13的示例中所示，示出了电力输送天线1304a-1304n。电力输送天线1304a被配置为在无线电力输送环境中提供无线射频电力的输送。在某些实施例中，除了无线电力输送之外或代替无线电力输送，电力输送天线1304a-1304n中的一个或更多可以替代地或附加地被配置用于数据通信。一个或更多数据通信天线配置为向电力接收器客户端1303a-1303n及/或无线装置1302a-1302n发送数据通信及从其接收数据通信。在某些实施例中，该数据通信天线可以通过BluetoothTM、Wi-FiTM(包含但不限于IEEE 802.11a、802.11b、802.11g、802.11n、802.11ac)、ZigBeeTM等其他数据通信协议(protocol)进行通信也是可能的。
每个电力接收器客户端1303a-1303n包含一个或更多天线(未示出)，用于从无线电力传输系统1301a-1301n接收信号。同样，每个无线电力传输系统1301a-1301n包含天线阵列，该天线阵列具有一个或更多天线及/或天线组，能够以相对于彼此的特定相位发射连续波或离散(脉冲)信号。如上所述，无线电力传输系统1301a-1301n中的每一个都能够确定用于将协调信号传送到电力接收器客户端1302a-1302n的适当相位。例如，在某些实施例中，可以通过计算在阵列的每个天线处接收的信标(或校准)信号的共轭复数(complexconjugate)来确定协调信号，使得协调信号被定相以将电力传送到传输该信标(或校准)信号的特定电力接收器客户端。
尽管未在图13的示例中示出，但无线电力传输系统1301和电力接收器客户端1303a-1303n可各自包括用于经由数据信道进行通信的数据通信模块。替代地或另外地，电力接收器客户端1303a-1303n可以引导无线装置1302a-1302n经由现有数据通信模块与无线电力传输系统通信。在一些实施例中，在本文中主要被称为连续波形的信标信号可以替代地或附加地采用调制信号的形式。
图4是根据一个实施例说明无线电力输送系统(例如，WPTS 1301)及无线电力接收器客户端(例如，无线电力接收器客户端1303)之间的用于在多路径无线电力输送中建立无线电力输送的示例操作的序列图1400。初始，在无线电力传输系统1301及电力接收器客户端1303之间建立通信。初始通信可为例如通过无线电力传输系统1301的一个或更多天线1304建立的数据通信连结(data communication link)。如上所述，在某些实施例中，天线1304a-1304n中的一个或更多天线可为数据天线、无线电力传输天线或双用途数据/电力天线。可以通过该数据通信信道在无线电力传输系统1301及无线电力接收器客户端1303之间交换各种信息。例如，无线电力信令(signaling)可在无线电力输送环境中的各种客户端之间进行时间截分(time sliced)。在这种情况下，无线电力传输系统1301可以发送信标调度信息，例如信标节拍调度(Beacon beat Schedule,BBS)周期、电力周期信息(power cycleinformation)等，使得无线电力接收器客户端1303知道何时传输(广播)其信标信号以及何时收听电力(listen for power)等。
接续图14的示例，该无线电力传输系统1301选择一个或更多无线电力接收器客户端来接收电力并将信标调度信息发送到选择的电力接收器客户端1303。该无线电力传输系统1301也可以发送电力传输调度信息使得电力接收器客户端1303知道何时期望(例如，时间窗口)来自无线电力传输系统的无线电力。该电力接收器客户端1303接着产生信标(或校准)信号并在通过信标调度信息(例如，信标节拍调度(BBS)周期)所指示的分配的信标传输窗口(或时间截分)期间广播该信标。如本文所讨论的，该无线电力接收器客户端1303包含一个或更多天线(或收发器)，其在靠近其中嵌入有电力接收器客户端1303的该无线装置1302的三维空间中具有辐射(radiation)及接收模式。
该无线电力传输系统1301从该电力接收器客户端1303接收信标并且检测及/或以其他方式测量在多个天线处接收信标信号的相位(或方向)。该无线电力传输系统1301接着基于在每个对应天线处接收到的信标的检测或测量的相位(或方向)而从多个天线1303向该电力接收器客户端1303输送无线电力。在某些实施例中，该无线电力传输系统1301确定信标的测量相位的共轭复数，并使用该共轭复数来确定发射相位，该发射相位配置该天线以用于通过与从该电力接收器客户端1303接收该信标信号相同的路径传送及/或以其他方式将无线电力引导至该电力接收器客户端1303。
在某些实施例中，该无线电力传输系统1301包含许多天线；其中一个或更多天线用于向该电力接收器客户端1303传送电力。使用本文描述的编码天线阵列方案，该无线电力传输系统1301可检测及/或以其他方式确定或测量在每个天线接收信标信号处的相位。大量天线可导致在该无线电力传输系统1301的每个天线处接收到的信标信号的不同相位。如上所述，该无线电力传输系统1301可确定在每个天线处接收到的信标信号的共轭复数。使用该共轭复数，一个或更多天线可发射考虑到该无线电力传输系统1301中大量天线的影响的信号。换言之，该无线电力传输系统1301可以以这样的方式从一个或更多天线发射无线电力传输信号，以便从一个或更多天线产生聚合信号(aggregate signal)，该聚合信号近似地在相反方向重建该信标的波形。换言之，该无线电力传输系统1301可以通过与在该无线电力传输系统1301处接收该信标信号所通过的相同路径向客户端装置输送无线RF电力。这些路径可利用环境内的反射物体(reflective object)1306。此外，该无线电力传输信号可从该无线电力传输系统1301同时传输，使得该无线电力传输信号在接近客户端装置的三维(3D)空间中共同匹配客户端装置的天线辐射及接收模式。
如图所示，信标(或校准)信号可通过该电力输送环境内的电力接收器客户端1303根据例如BBS周期性地传输，使得该无线电力传输系统1301可保持知识(knowledge)及/或以其他方式追踪该电力接收器客户端1303在该无线电力输送环境中的位置。在该无线电力传输系统处从无线电力接收器客户端接收信标信号并且继而以针对该特定客户端的无线电力进行响应的过程在本文中被称为逆向无线电力输送(retrodirective wirelesspower delivery)。
此外，如本文所讨论的，无线电力可由电力调度信息定义的电力循环中传送。现在参考图15描述开始无线电力传输所需的信令的更详细示例。
图15是说明根据实施例的无线电力传输系统1500的示例组件的方块图。如图15的示例中所示，该无线充电器1500包含主总线控制器(master bus controller,MBC)板及共同构成天线阵列的多个夹层板(mezzanine board)。该MBC包含控制逻辑1510、外部数据接口(external data interface)(I/F)1515、外部电力接口(external power interface)(I/F)1520、通信方块1530及代理器(proxy)1540。夹层(或天线阵列板1550)每个包含多个天线1560a-1560n。在某些实施例中，可以省略一些或所有组件。附加组件也是可能的。例如，在某些实施例中，可以仅包含通信方块1530或代理器1540之一。
控制逻辑1510被配置为向该阵列组件提供控制及智能。控制逻辑1510可以包括一个或更多处理器、FPGA、存储器单元等，并且引导及控制各种数据及电力通信。通信方块1530可在数据载波频率(data carrier frequency)上引导数据通信，像是用于时钟同步(clock synchronization)的基本信号时钟(base signal clock)。数据通信可以是BluetoothTM、Wi-FiTM、ZigBeeTM等，包含它们的组合或变体。同样，该代理器1540可通过这里所讨论的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BluetoothTM、Wi-FiTM、ZigBeeTM等。其他通信协议也是可能的。
在某些实施例中，该控制逻辑1510还可以促进及/或以其他方式启用物联网(IoT)装置的数据聚合。在某些实施例中，无线电力接收器客户端可以访问、追踪及/或以其他方式获得关于其中嵌入有该无线电力接收器客户端的装置的物联网信息并且通过数据连接向该无线电力传输系统1500提供该物联网信息。此IoT信息可通过外部数据接口1515提供给中央或基于云的系统(未示出)，在那里可以聚合、处理数据等。例如，该中央系统可处理该数据以识别跨地域、无线电力传输系统、环境、装置等的各种趋势。在某些实施例中，聚合数据及或趋势数据(trend data)可用于通过远程更新等改进装置的操作。可替代地或附加地，在某些实施例中，聚合数据可提供给第三方数据消费者。通过这种方式，该无线电力传输系统充当物联网的网关(Gateway)或致能器(Enabler)。作为示例而非限制的，该IoT信息可包含嵌入该无线电力接收器客户端的装置的能力、该装置的使用信息、该装置的电力水平、通过该装置或该无线电力接收器客户端本身(例如，通过感测器等)获得的信息。
该外部电源接口1520配置为接收外部电源并向各种组件提供电力。在某些实施例中，该外部电源接口1520可配置为接收标准的外部24伏电源。在其他实施例中，该外部电源接口1520可以是例如到嵌入式DC电源的120/240伏交流干线(mains)，该电源提供所需的12/24/48伏直流以向各种组件提供电力。或者，该外部电源接口可以是提供所需12/24/48伏直流电的直流电源。替代的配置也是可能的。
在操作中，控制该无线电力传输系统1500的主总线控制器(MBC)从电源接收电力并被激活。该MBC接着激活该无线电力传输系统上的代理器天线元件并且该代理器天线元件进入预设(default)“发现”模式以识别该无线电力传输系统范围内的可用无线接收器客户端。当找到客户端时，该无线电力传输系统上的天线元件通电、列举(enumerate)及(可选地)校准。
该MBC接着在调度过程中产生信标传输调度信息及电力传输调度信息。该调度过程包含电力接收器客户端的选择。例如，该MBC可选择用于电力传输的电力接收器客户端并且为所选择的该无线电力接收器客户端产生信标节拍调度(BBS)周期和电力调度(PowerSchedule,PS)。如本文所讨论的，可基于该电力接收器客户端的相应特性及/或需求来选择该电力接收器客户端。
在某些实施例中，该MBC还可识别及/或以其他方式选择将在客户端查询表(Client Query Table,CQT)中查询其状态的可用客户端。放置在CQT中的客户端是那些处于“待机”(例如，未收到命令)状态的客户端。该BBS及PS是基于根据有关该客户端的重要信息计算得出的，例如电池状态、当前活动/使用情况、客户端在电量耗尽之前的剩余时间、使用优先级等。
Proxy AE向所有客户端广播该BBS。如这里所讨论的，该BBS指示每个客户端应该何时发送信标。同样，该PS指示阵列应何时向哪些客户端发送电力，以及客户端应何时收听无线电力。每个客户端开始广播其信标并从每个该BBS及该PS的阵列接收电力。该Proxy可并发地查询客户端查询表，以检查其他可用客户端的状态。在某些实施例中，客户端只能存在于该BBS或该CQT(例如，等候名单)中，但不同时存在于两者中。前一步收集的信息不断及/或周期性地更新该BBS周期及/或该PS。
图16为描绘依据某些实施例的无线电力接收器客户端的示例组件的方块图。如图16的示例中所示，该接收器1600包含控制逻辑1610、电池1620、IoT控制模块1625、通信方块1630及相关联的天线1670、功率计(power meter)1640、整流器(rectifier)1650、组合器(combiner)1655、信标信号产生器1660、信标编码单元1662及关联天线1680、以及将整流器1650或信标信号产生器1660连接到一个或更多关联天线1690a-n的开关1665。在某些实施例中，可省略一些或所有组件。例如，在某些实施例中，该无线电力接收器客户端不包含其自己的天线，而是利用及/或以其他方式共享嵌入有该无线电力接收器客户端的该无线装置的一个或更多天线(例如，Wi-Fi天线)。此外，在某些实施例中，该无线电力接收器客户端可包含提供数据传输功能以及电力/数据接收功能的单个天线。附加组件也是可能的。
在该接收器1600具有多于一个天线的情况下，组合器1655接收并组合来自电力发射器的接收到的电力传输信号。该组合器可以是被配置为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(divider)电路。例如，该组合器1655可以是威尔金森功率分配器电路(Wilkinson Power Divider circuit)。如果存在，该整流器1650从该组合器1655接收组合的电力传输信号，该信号通过功率计1640馈送到电池1620以充电。在其他实施例中，每个天线的电力路径可具有其自己的整流器1650并且该整流器输出的DC电力在馈入该功率计1640之前被组合。该功率计1640可测量接收到的电力信号强度并且向该控制逻辑1610提供这个测量。
在某些实施例中，客户端识别器(ID)模块1615存储可独特地识别无线电力输送环境中的该电力接收器客户端的客户端ID。例如，当建立通信时，可将ID传输到一个或更多无线电力传输系统。在某些实施例中，电力接收器客户端还能够基于该客户端ID接收及识别无线电力输送环境中的其他电力接收器客户端。
图17a及17b描绘图示依据某些实施例的示例多路径无线电力输送环境的图。该多路径无线电力输送环境1700包含操作无线装置1702的用户，该无线装置1702包含一个或更多无线电力接收器客户端1703。该无线装置1702及一个或更多无线电力接收器客户端1703可以是图13的无线装置1302及分别是图1的无线电力接收器客户端1303或图16的无线电力接收器客户端1600，尽管替代配置是可能的。同样，无线电力传输系统1701可以是图13的无线电力传输系统1301或图15的无线电力传输系统1500，尽管替代配置是可能的。该多路径无线电力传输环境1700包含反射物体1706及各种吸收物体，例如用户或人、家具等。
无线装置1702包含在接近该无线设备1302的三维空间中具有辐射及接收图形1710的一个或更多天线(或收发器)。该一个或更多天线(或收发器)可以全部或部分地被包含作为该无线装置1702及/或该无线电力接收器客户端(未示出)的部分。例如，在某些实施例中，该无线装置1702的一个或更多天线，例如Wi-Fi、蓝牙等，可被利用及/或以其他方式被共享用于无线电力接收。如图17a及17b的示例所示，该辐射及接收图形1710包括具有主波瓣(primary lobe)及多个旁波瓣(multiple side lobe)的波瓣图形。其他图形也是可能的。
该无线装置1702通过多条路径向该无线电力传输系统1701传输信标(或校准)信号。如本文所讨论的，该无线装置1702在辐射及接收图形1710的方向上传输该信标使得通过该无线电力传输系统接收的信标信号的强度(例如RSSI)取决于该辐射及接收图形1710。例如，在该辐射及接收图形1710中存在空值(null)并且信标信号在该辐射及接收图形1710中的峰值(例如主波瓣的峰值)最强的情况下，不传输信标信号辐射。如图17a的示例中所示，该无线装置1702通过五个路径P1-P5传输信标信号。路径P4及P5被反射及/或吸收物体1706阻挡。该无线电力传输系统1701通过路径P1-P3接收强度增加的信标信号。粗线表示更强的信号。在某些实施例中，以这种方式定向传输该信标信号以例如避免使用户暴露在不必要的RF能量。
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)与用于传输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17a及17b的示例所示，该辐射及接收图形1710是三维波瓣形状。然而，取决于天线设计中使用的类型，例如喇叭天线(horn antenna)、简单的垂直天线等，该辐射及接收图形1710可以是任意数量的形状。例如，该辐射及接收图形1710可包括各种定向图形。对于无线电力输送环境中的多个客户端装置中的每一个，任意数量的不同天线辐射及接收图形都是可能的。
再次参考图17a，该无线电力传输系统1701在多个天线或收发器处通过多个路径P1-P3接收信标(或校准)信号。如图所示，路径P2及P3是笔直的视线路径，而路径P1是非视线路径。一旦通过该无线电力传输系统1701接收到信标(或校准)信号，该电力传输系统1701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更多接收特性。例如，在其他操作中，实施编码天线阵列的无线电力传输系统1701可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，如上所述。
该无线电力传输系统1701在多个天线中的每一个天线处处理信标信号的一个或更多接收特性，以基于在相应的天线或收发器处测量的该信标信号的一个或更多接收特性来确定或测量该多个天线中的每一个天线的一个或更多无线电力传输特性。作为示例而非限制的，该无线电力传输特性可包含每个天线或收发器的相位设置、传输电力设置等。
如本文所讨论的，该无线电力传输系统1701确定该无线电力传输特性，使得一旦天线或收发器被配置，该多个天线或收发器可操作以在靠近客户端装置的三维空间中传输与客户端辐射及接收图形匹配的无线电力信号。图17b示出了该无线电力传输系统1701通过路径P1-P3向该无线装置1702传输无线电力。如本文所讨论的，有利地，该无线电力信号于接近该客户端装置的三维空间中匹配该客户端辐射及接收图形1710。换言之，该无线电力传输系统将在无线电力接收器具有最大增益的方向上传输无线电力信号，例如，将接收最多的无线电力。因此，不会在无线电力接收器无法接收的方向上发送任何信号，例如空值及阻塞(blockage)。在某些实施例中，该无线电力传输系统1701测量接收到的信标信号的振幅，并且如果信标小于阈值，则该无线电力传输系统将不会通过该路径发送无线电力。
图17a及17b的示例中所示的三个路径为了简单起见被示出，应当理解，取决于无线电力输送环境中的反射及吸收物体等因素，任何数量的路径都可以用于向无线装置1702传输电力。
在逆向无线电力输送环境中，无线电力接收器产生并发送通过无线电力传输系统的天线阵列接收的信标信号。该信标指示传入信号(incoming signal)的方向性，也指示该传入信号的方向性。如本文所讨论的，此方向性信息在传输时被采用以将能量(例如，电力波输送)集中在个别的无线电力接收器客户端上。此外，方向性有助于其他应用，例如追踪装置移动。
在某些实施例中，无线电力传输环境中的无线电力接收器客户端通过无线电力传输系统追踪，该无线电力传输系统使用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。如这里所讨论的，该编码天线方案可用于在该天线阵列中的多个天线处检测信标信号的波前入射角。可基于来自多个阵列段的角度来确定到无线电力接收器客户端的距离。可替代地或附加地，到无线电力接收器客户端的距离可基于功率计算来确定，像是在上面的公式7。
这里描述的该编码天线阵列实施例的一些方面可在WPTS中实施。在某些实施例中，用于电力传输的相同天线通过编码天线阵列使用。或者，单独的天线阵列可用于从客户端接收信标或其他信号并向客户端传输电力信号。例如，在一个实施例中，相应成对的位于同一地点的传输及接收天线排列在该天线阵列中。由于该传输及接收天线位于同一位置(意味着非常接近)，因此该对中的接收天线的入射相位及振幅数据可用于传输使用该对中的传输天线的电力信号。
图18示出依据一个实施例的通过WPTS使用编码天线阵列执行的操作的流程图1800。方块1802-1820中的操作类似于上文结合图2的编码天线阵列所描述的操作。这开始于方块1802，其中在阵列中的多个天线中的每一个天线处接收从多个客户端装置传输的信号，类似于图2中所示的。在方块1804中，在每个天线处接收的信号(无线电波形)被迭加以形成受关注的入射信号。在方块1806中，使用各自的码对各自的入射信号进行编码以形成各自的编码信号。然后在方块1808中将编码信号组合成组合波形Y。
在可选方块1810中，该组合波形被降频为中间信号。在传输侧的传输信号没有从它们的基带信号升频(up-converted)的某些实施例中，可不使用方块1810的操作。
在方块1812中，对该组合波形的中间信号形式执行IQ解调以产生组合波形的复数表示，包含同相分量I(t)及正交分量Q(t)。在不使用可选方块1810的情况下，对组合波形执行该IQ解调而不进行降频。
在方块1814中，用于对各个入射信号进行编码的码被应用于该组合波形的复数表示以抽出在每个天线处接收到的各个入射信号。然后在方块1816中对抽出的入射信号进行滤波以分离在每个天线处从个别WPTS客户端装置接收的信号。该滤波器被配置为支持该WPTS采用的信标方案，使从各个客户端接收的信号能够被过滤。
在方块1818中，计算或以其他方式确定在天线处从给定客户端装置接收的信号的相位。在一个实施例中，嵌入式逻辑用于使用上面的公式8来计算相位角。类似地，在方块1820中，计算或以其他方式确定在天线处从给定客户端装置接收的信号的振幅。在一个实施例中，嵌入式逻辑用于使用上面的公式7来计算相位角。
此时，天线阵列中天线接收到的个别客户端的该入射信号的相位及振幅已经确定。在某些实施例中，该信号相位数据用于通过使用以上述方式在该天线处接收的该入射信号的相位，将WPTS电力传输信号引导到个别客户端来向客户端装置提供电力。在其他实施例中，通过使用在该天线处接收到的该入射信号的相位及振幅将WPTS电力传输信号引导到个别客户端，该相位及信号振幅数据都用于向客户端装置提供电力。
一般而言，除了WPTS之外，本文描述的编码天线阵列设备及系统的原理及教导还可用于各种类型的系统。如上所述，共享该接收器电路导致成本降低及简化定时同步(timing synchronization)的简化。
在前述示例中，单个接收器节点用于处理由天线阵列接收的信号。然而，这仅是示例性的，而不是限制性的。对于较大的天线阵列，通过使用多个接收器节点以group-wise为基础处理由天线接收的信号可能是有利的。例如，假设天线阵列包含1024个天线或天线单元。不是对所有1024根天线使用单个接收器节点，而是以可对每组使用单独的接收器节点的方式来执行对从天线组接收的信号的处理。例如，4个接收器节点可用于256个天线的组，8个接收器节点可用于128个天线的组，16个接收器节点可用于64个天线的组等。
尽管已经参考特定实施方式描述了某些实施方式，但是根据某些实施方式，其他实施方式也是可能的。此外，附图中所示及/或本文描述的元件或其他特征的安置及/或顺序不需要以所示出和描述的特定方式安置。根据某些实施例，许多其他安置是可能的。
固件及/或软件通常存储在非易失性存储器及/或该驱动单元中，并在执行之前加载到易失性存储器(例如，RAM)中。实际上，对于大型程序，可能无法将整个程序存储在该存储器中。然而，应当理解，对于要运行的软件，如有必要，将其移动到适合处理的计算机可读位置(computer readable location)，并且为了说明的目的，该位置在本文中被称为存储器。即使将软件移到存储器中执行，该处理器通常也会使用硬体寄存器来存储与软件相关的值，以及使用理想情况下用于加速执行的本地高速缓存。如这里所使用的，当软件程序被称为“在计算机可读介质中执行”时，假定软件程序被存储在任何已知或方便的位置(从非易失性存储器到硬件寄存器)。当与程序相关联的至少一个值存储在处理器可读的寄存器中时，该处理器被视为“被配置为执行程序”。
具体实施方式的某些部分可根据对计算机存储器内的数据位的操作的算法及符号表示来呈现。这些算法描述及表示是数据处理领域的技术人员用来最有效地将他们工作的实质传达给本领域的其他技术人员的手段。算法在这里并且通常被认为是导致所需结果的自相一致(self-consistent)操作序列。这些操作是那些需要对物理量进行物理操作的操作。通常，尽管非必要，这些量采用能够存储、传输、组合、比较及以其他方式处理的电性或磁性信号的形式。有时，主要是出于常用的原因，将这些信号称为位、值、元素、符号、字符、术语、数字等已被证明是方便的。
然而，应该记住，所有这些及类似的术语都与适当的物理量相关联，并且仅是应用于这些量的方便标签(label)。除非另外特别说明，从以下讨论中显而易见，在整个描述中，使用诸如“处理”或“计算(computing)”或“计算(calculating)”或“确定”或“显示”等术语的讨论是指计算机系统或类似电子计算装置的操作及处理，用于将在计算机系统的寄存器及存储器中表示为物理(电子)量的数据运用及转换为在计算机系统存储器或寄存器中类似地表示为物理量的其他数据，或其他此类信息存储、传输或显示装置。
这里呈现的算法及显示与任何特定的计算机或其他装置没有固有的关系。各种通用系统可与根据这里的教导的程序一起使用，或者构造更专门的设备来执行某些实施例的方法可证明是方便的。各种这些系统所需的结构将从下面的描述中显现出来。此外，没有参考任何特定编程语言来描述这些技术，并且因此可使用各种编程语言来执行各种实施例。
在替代实施例中，机器作为独立装置操作或可以连接(例如，网络(networked))到其他机器。在网络部署中，该机器可在客户端-服务器网络环境中作为服务器的容量或客户端机器运行，或者作为点对点(peer-to-peer)等(或分布式)网络环境中的对等机器(peermachine)运行。
该机器可以是服务器计算机、客户端计算机、个人计算机(PC)、平板计算机、膝上型计算机、机顶盒(set-top box,STB)、个人数字助理(PDA)、行动电话(cellulartelephone)、iPhone、黑莓机、处理器、电话、网络设备、网络路由器、交换器(switch)或桥接器(bridge)，或任何能够执行一组指令(顺序(sequential)或其他)的机器，这些指令指定该机器要采取的操作。
虽然机器可读介质(machine-readable medium)或机器可读存储介质在示例性实施例中被示出为单个介质，但术语“机器可读介质”及“机器可读存储介质”应被视为包含单个介质或存储一组或多组指令的多个介质(例如，集中式或分布式数据库，及/或相关联的高速缓存(caches)和服务器)。术语“机器可读介质”及“机器可读存储介质”还应理解为包含任何介质，该任何介质能够存储、编码或携带一组由机器执行的指令并且使该机器执行任何当前公开的技术及创新的一种或多种方法(methodologies)。
一般而言，为实现本发明的实施例而执行的例程可被执行为操作系统的部分或特定应用程序、组件、程序、目标、模块或被称为“计算机程序”的指令序列。该计算机程序通常包括在不同时间设置在计算机中的各种存储器及存储装置中的一个或更多指令，并且当通过计算机中的一个或更多处理单元或处理器读取及执行时，使该计算机执行操作以执行涉及本发明的各种方面的要素。
此外，虽然在全功能计算机及计算机系统的情况下描述了实施例，但本领域技术人员将理解，各种实施例能够以各种形式作为程序产品进行分发，并且本发明同样适用无论特定类型的机器或计算机可读介质如何用于实际影响分发。
机器可读存储介质、机器可读介质或计算机可读(存储)介质的其他示例包含但不限于可记录类型介质，像是易失性及非易失性存储器装置、软式磁碟(floppy)及其他可移动磁盘、硬盘驱动器、光盘(例如，光盘唯读存储器(CD ROM)、数字多功能光碟(DVD)等)，以及像是数字及模拟通信连结的传输类型介质。
一般而言，本文附图中描绘的电路、逻辑及组件也可以在各种类型的集成电路(例如，半导体芯片)及模块中执行，包含分立芯片(discrete chips)、SoCs、多晶片模块及网络/连接接口芯片包含对多个网络接口的支持。此外，如这里所使用的，执行各种操作的电路及逻辑可通过一个或更多嵌入式逻辑、嵌入式处理器、控制器、微引擎(microengines)或者以其他方式使用任何硬件、软件及/或固件的任何组合来实现。例如，各种逻辑方块及/或电路所描绘的操作可使用编程逻辑门等来作用，包含但不限于ASIC、FPGA、IP方块库，或者通过在一个或更多处理元件上执行的一个或更多软件或固件指令，该处理元件包含处理器、处理器核心、控制器、微控制器、微引擎等。
除非上下文另有明确要求，否则在整个说明书及权利要求书中，词语“包括(comprise)”、“包括(comprising)”等应被解释为包含性意义，而不是排他性或穷尽性意义；也就是说，在“包含但不限于”的意义上。如本文所用，术语“连接”、“耦合”或其任何变体(variant)，是指两个或多个元件之间的任何直接或间接连接或耦合；元件之间的连接耦合可以是物理的、逻辑的或它们的组合。此外，在本申请中使用的“在此”、“之上”、“之下”及类似含义的词语应指本申请的整体，而不是指本申请的任何特定部分。在上下文允许的情况下，上述具体实施方式中使用单数或复数的词语也可以分别包括复数或单数。
并非本文描述及图示的所有组件、特征、结构、特性等都需要包含在一个或更多特定实施例中。例如，如果说明书中描述组件、特征、结构或特性“可以”、“可能”、“可(can)”或“可(could)”被包含在内，则不需要包含该特定组件、特征、结构或特性。如果说明书或权利要求提及“一(a)”或“一(an)”元件，这并不意味着只有一个元件。如果说明书或权利要求提及“附加”元件，则不排除存在多个附加元件。
本发明的实施例的以上详细描述并非旨在穷举或将教示限制为以上公开的精确形式。虽然以上出于说明性目的描述了本发明的特定实施例及示例，但是如相关领域的技术人员将认识到的，在本发明的范围内各种等效修改是可能的。例如，虽然过程或方块以给定的顺序呈现，但替代实施例可以不同的顺序执行具有步骤的例程，或者采用具有方块的系统，并且某些过程或方块可被删除、移动、添加、细分、组合、及/或修改以提供替代或子组合。这些过程或方块中的每一个都可以以多种不同的方式执行。此外，虽然过程或方块有时被示出为连续执行，但这些过程或方块可替代地并行执行，或可在不同时间执行。此外，此处提及的任何特定数字仅是示例：替代实施例可采用不同的值或范围。
在此提供的本发明的教示可应用于其他系统，不一定是上述系统。可组合上述各种实施例的组件及动作以提供进一步的实施例。
上面提到的任何专利及申请以及其他参考文献，包含可能在随附的申请文件中列出的任何文献，都通过引用并入本文。如有必要，可修改本发明的一些方面以采用上述各种参考文献的系统、功能及概念，以提供本发明的更进一步的实施例。
根据以上详细描述，可以对本发明做出这些及其他改变。虽然以上描述描述了本发明的某些实施例，并且描述了所设想的最佳模式，但无论以上在文本中出现的多么详细，都可以以多种方式实践该教示。系统的细节在其执行细节方面可以有很大不同，但仍被本文揭示的主题所涵盖。如上所述，在描述本发明的某些特征或一些方面时使用的特定术语不应被视为暗示该术语在本文中被重新定义以限于与该术语相关联的本公开的任何特定特征、特征或一些方面。通常，以下权利要求中使用的术语不应被解释为将本发明内容限制在说明书中揭示的特定实施例，除非上述详细说明部分明确定义了这些术语。因此，本发明的实际范围不仅包含所揭示的实施例，还包含在权利要求下实践或执行本发明的所有等效方式。
虽然本发明的某些方面在下面以某些权利要求形式呈现，但本发明人考虑了以任何数量的权利要求形式的本发明的各个方面。例如，虽然根据35U.S.C.§112,
Figure BDA0003167039720000291
只有本发明的一个方面被叙述为手段加功能权利要求(means-plus-function claim)，但其他方面同样可以体现为手段加功能权利要求，或其他像是体现在计算机可读介质中的形式。(任何打算根据35USC§112,
Figure BDA0003167039720000292
处理的权利要求将以“手段(means for)”开头)因此，本申请人保留在提交申请后添加额外权利要求的权利，以针对本发明的其他方面寻求此类额外权利要求。
此处提供的详细描述可应用于其他系统，而不必仅适用于上述系统。可以组合上述各种示例的元件及动作以提供本发明的进一步实施方式。本发明的某些替代实施例不仅可以包含上述那些实施例的附加元件，而且还可包含更少的元件。根据以上详细描述，可对本发明进行这些及其他改变。虽然以上描述定义了本发明的某些示例，并描述了所设想的最佳模式，但无论以上在文本中出现的多么详细，本发明都可以以多种方式实施。该系统的细节在其具体实施方式中可能有很大不同，但仍被本文揭示的本发明所涵盖。如上所述，在描述本发明的某些特征或方面时使用的特定术语不应被视为暗示该术语在本文中被重新定义以限制与该术语相关联的本发明的任何特定特征、特征或方面。通常，以下权利要求中使用的术语不应被解释为将本发明限制于说明书中公开的特定示例，除非上述详细说明部分明确定义了这些术语。因此，本发明的实际范围不仅包含所公开的实施例，还包含实践或实施本发明的所有等效方式。
本发明的图示实施例的以上描述，包含摘要中所描述的内容，并非旨在穷举或将本发明限制为所揭示的精确形式。虽然本文为了说明的目的描述了本发明的特定实施例及示例，但是如相关领域的技术人员将认识到的，在本发明的范围内各种等效修改是可能的。
根据以上详细描述，可以对本发明进行这些修改。在以下权利要求中使用的术语不应被解释为将本发明限制在说明书及附图中揭示的特定实施例。相反，本发明的范围完全通过以下权利要求来确定，根据权利要求解释的既定准则(doctrines)来解释这些权利要求。

Claims (21)

1.一种方法，包括：
在多个天线的每个天线处接收从客户端装置传输的各自的入射信号；
用各自的码对在该多个天线处接收到的该入射信号的每个入射信号进行编码，以形成多个编码信号；
将该多个编码信号组合成一组合波形；
执行该组合波形的IQ解调，以产生该组合波形的复数表示，该复数表示包含同相分量I(t)及正交分量Q(t)；以及
将用于对该入射信号进行编码的该码应用于该组合波形的该复数表示，以抽出在该多个天线的每个天线处接收到的各自的该入射信号。
2.如权利要求1所述的方法，还包括通过抽出的该入射信号的处理，确定在该多个天线的每个天线处接收到的该入射信号的相位。
3.如权利要求2所述的方法，还包括采用被确定的该入射信号的该相位，以通过向该客户端装置无线传输电力信号而提供电力至该客户端装置。
4.如权利要求2所述的方法，还包括通过抽出的该入射信号的处理，确定在该多个天线的每个天线处接收到的该入射信号的振幅。
5.如权利要求4所述的方法，还包括采用被确定的该入射信号的该相位及该振幅，以通过向该客户端装置无线传输电力信号而提供电力至该客户端装置。
6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，该码是正交码。
7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，该码是拟随机数序列。
8.如权利要求1至7中任一项所述的方法，还包括：
将该组合波形降频至中间信号；以及
执行该中间信号的IQ解调，以产生该组合波形的该复数表示。
9.一种方法，包括：
在多个天线的每个天线处接收从多个客户端装置传输的信号；
对于每个天线，迭加通过该每个天线从该多个客户端装置接收的该信号，以形成各自的入射信号；
用各自的码对各自的该入射信号的每一个进行编码，以形成各自编码信号；
将该各自编码信号组合成一组合波形；
执行该组合波形的IQ解调，以产生该组合波形的复数表示，该复数表示包含同相分量I(t)及正交分量Q(t)；
将用于对各自的该入射信号进行编码的该码应用于该组合波形的该复数表示，以抽出该多个天线的每个天线的各自的该入射信号；以及
将被抽出的该入射信号进行过滤，以分离出在该多个天线的每个天线处从个别客户端装置接收到的该信号。
10.如权利要求9所述的方法，还包括通过对已经为给定客户端装置分离出的信号的处理，确定在该多个天线的每个天线处从该客户端装置接收到的该信号的各自相位。
11.如权利要求10所述的方法，还包括通过对已经为给定客户端装置分离出的信号的处理，确定在该多个天线的每个天线处从该客户端装置接收到的该信号的各自振幅。
12.如权利要求11所述的方法，还包括采用被确定的该信号的该相位及该振幅，以通过向该客户端装置无线传输电力信号而提供电力至该客户端装置。
13.如权利要求9至12中任一项所述的方法，其中，该码是正交码。
14.如权利要求9至13中任一项所述的方法，其中，该码是拟随机数序列。
15.如权利要求9至14中任一项所述的方法，还包括：
将该组合波形降频至中间信号；以及
执行该中间信号的IQ解调，以产生该组合波形的该复数表示。
16.一种设备，包括：
多个天线，每个天线配置成接收从多个客户端装置传输的信号，并迭加接收到的该信号以形成一入射信号；
用于以各自的码对各自的该入射信号的每个入射信号进行编码以形成各自编码信号的手段；
用于将该各自编码信号组合成一组合波形的手段；
用于执行该组合波形的IQ解调以产生该组合波形的包含同相分量I(t)及正交分量Q(t)的复数表示的手段；
用于将对各自的该入射信号进行编码的该码应用于该组合波形的该复数表示以抽出该多个天线的每个天线的各自的该入射信号的手段；以及
用于将被抽出的该入射信号进行过滤以分离出在该多个天线的每个天线处从个别客户端装置接收到的该信号的手段。
17.如权利要求16所述的设备，还包括用于针对已经为给定客户端装置分离出的信号计算在该多个天线的每个天线处从该客户端装置接收到的该信号的各自相位的手段。
18.如权利要求17所述的设备，还包括用于针对已经为给定客户端装置分离出的信号计算在该多个天线的每个天线处从该客户端装置接收到的该信号的各自振幅的手段。
19.如权利要求18所述的设备，还包括：
无线电力传输系统，用于通过无线信号传输来提供电力至客户端装置，
其中，该设备被配置为采用经计算的该信号的该相位及该幅度，以通过向该客户端装置无线传输电力信号而提供电力至该客户端装置。
20.如权利要求16至19中任一项所述的设备，其中，该码是沃尔什码或拟随机数序列。
21.如权利要求16至20中任一项所述的设备，还包括：
降频器，用以将该组合波形降频至中间信号；以及
其中，用于执行该组合波形的IQ解调的该手段执行该中间信号的IQ解调以产生该组合波形的该复数表示。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2764257C1 (ru) * 2020-10-08 2022-01-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ) Способ кодирования и передачи цифровой информации
RU2757486C1 (ru) * 2020-11-20 2021-10-18 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)" Способ кодирования и передачи цифровой информации
US20230093484A1 (en) * 2021-09-23 2023-03-23 Apple Inc. Systems and methods for de-correlating coded signals in dual port transmissions

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030216156A1 (en) * 2002-05-17 2003-11-20 Chun Byung-Jin Apparatus and method for forming a forward link transmission beam of a smart antenna in a mobile communication system
CN1734972A (zh) * 2004-07-30 2006-02-15 瑞登有限公司 分布式输入分布式输出无线通信的系统和方法
US20090103593A1 (en) * 2007-10-17 2009-04-23 Marcos Antonio Bergamo Array Antenna System and Spread Spectrum Beamformer Method
CN103098404A (zh) * 2010-06-07 2013-05-08 熵通信有限公司 利用接收器和天线阵列元件实时多路复用的方法和设备
CN105144600A (zh) * 2013-05-31 2015-12-09 英特尔Ip公司 用于大型天线阵列的混合数字和模拟波束成形
US20160127012A1 (en) * 2014-10-31 2016-05-05 Ossia Inc. Techniques for filtering multi-component signals
US20170331331A1 (en) * 2016-05-16 2017-11-16 Ossia Inc. Techniques For Calibrating Wireless Power Transmission Systems For Operation In Multipath Wireless Power Delivery Environments
US20180083816A1 (en) * 2015-05-15 2018-03-22 Andrew K. Bolstad Methods and apparatus for array-based compressed sensing
US20180128892A1 (en) * 2016-11-09 2018-05-10 Raytheon Company Systems and Methods for Direction Finding Using Compressive Sensing

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6072770A (en) * 1997-03-04 2000-06-06 At&T Corporation Method and system providing unified DPSK-PSK signalling for CDMA-based satellite communications
US6333947B1 (en) * 1998-11-25 2001-12-25 Nortel Networks Limited Interference cancellation system and method and CDMA receiver including an interference cancellation circuit
US7406261B2 (en) * 1999-11-02 2008-07-29 Lot 41 Acquisition Foundation, Llc Unified multi-carrier framework for multiple-access technologies
US8121020B1 (en) * 2002-10-08 2012-02-21 Urbain A. von der Embse QLM demodulation
JP2004158914A (ja) * 2002-11-01 2004-06-03 Sony Ericsson Mobilecommunications Japan Inc 受信装置
JP2006253866A (ja) * 2005-03-09 2006-09-21 Toyota Central Res & Dev Lab Inc ダイバーシチ受信装置
US7834807B2 (en) * 2007-05-21 2010-11-16 Spatial Digital Systems, Inc. Retro-directive ground-terminal antenna for communication with geostationary satellites in slightly inclined orbits
US9581681B2 (en) 2012-06-07 2017-02-28 Hrl Laboratories, Llc Method and apparatus for processing coded aperture radar (CAR) signals
US9961705B2 (en) * 2014-12-02 2018-05-01 Ossia Inc. Techniques for encoding beacon signals in wireless power delivery environments
US10825417B2 (en) * 2015-04-10 2020-11-03 Ossia Inc. Wirelessly powered electronic display apparatuses

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030216156A1 (en) * 2002-05-17 2003-11-20 Chun Byung-Jin Apparatus and method for forming a forward link transmission beam of a smart antenna in a mobile communication system
CN1734972A (zh) * 2004-07-30 2006-02-15 瑞登有限公司 分布式输入分布式输出无线通信的系统和方法
US20090103593A1 (en) * 2007-10-17 2009-04-23 Marcos Antonio Bergamo Array Antenna System and Spread Spectrum Beamformer Method
CN103098404A (zh) * 2010-06-07 2013-05-08 熵通信有限公司 利用接收器和天线阵列元件实时多路复用的方法和设备
CN105144600A (zh) * 2013-05-31 2015-12-09 英特尔Ip公司 用于大型天线阵列的混合数字和模拟波束成形
US20160127012A1 (en) * 2014-10-31 2016-05-05 Ossia Inc. Techniques for filtering multi-component signals
US20180083816A1 (en) * 2015-05-15 2018-03-22 Andrew K. Bolstad Methods and apparatus for array-based compressed sensing
US20170331331A1 (en) * 2016-05-16 2017-11-16 Ossia Inc. Techniques For Calibrating Wireless Power Transmission Systems For Operation In Multipath Wireless Power Delivery Environments
US20180128892A1 (en) * 2016-11-09 2018-05-10 Raytheon Company Systems and Methods for Direction Finding Using Compressive Sensing

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