CN118100475A - 无线功率传输系统中的数据发送的方法和无线功率发送机 - Google Patents
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Abstract
无线功率传输系统中的数据发送的方法和无线功率发送机。提供了用于在无线功率传输系统中执行认证的设备和方法。提供了无线功率传输系统中的认证方法,包括:从目标设备接收包括有关目标设备是否支持认证功能的指示信息的第一分组;当目标设备支持认证功能时,向目标设备发送认证请求消息;从目标设备接收响应于认证请求消息的、包括有关无线充电的证书的认证响应消息;以及基于认证响应消息确认目标设备的认证。
Description
本申请是原案申请号为201980001769.6的发明专利申请(国际申请号:PCT/KR2019/004580,申请日:2019年4月16日,发明名称:用于在无线功率传输系统中执行数据流发送的装置和方法)的分案申请。
技术领域
本发明涉及无线功率发送,更具体地涉及用于在无线功率传输系统中执行数据流发送的装置和方法。
背景技术
无线功率传输(或发送)技术对应于可以在功率源和电子设备之间无线传输(或发送)功率的技术。例如,通过允许诸如智能电话或平板PC等的无线设备的电池通过简单地在无线充电板上装载该无线设备来再充电,无线功率传输技术可以提供比使用有线充电连接器的传统有线充电环境更突出的移动性、便捷性以及安全性。除了无线设备的无线充电以外,作为诸如电动汽车、蓝牙耳机、3D眼镜、各种可穿戴设备、家用(或家庭)电器、家具、地下设施、建筑物、医疗设备、机器人、娱乐等各种领域中的传统有线功率传输环境的替代,无线功率传输技术正在引起关注。
无线功率传输(或发送)方法也被称为非接触功率传输方法、无接触点功率传输方法或无线充电方法。无线功率发送系统可以配置有无线功率发送机和无线功率接收机,该无线功率发送机通过使用无线功率传输方法供应电能,该无线功率接收机接收由无线功率发送机供应的电能并向诸如电池单元等的接收机供应接收电能。
无线功率传输技术包括各种方法,例如,通过使用磁耦合传输功率的方法、通过使用射频(RF)传输功率的方法、通过使用微波传输功率的方法以及通过使用超声(或超声波)传输功率的方法。基于磁耦合的方法被分类为磁感应法和磁共振法。磁感应法对应于根据发送线圈和接收线圈之间的电磁耦合,通过使用由从发送机的线圈电池单元生成的磁场感应到接收机的线圈的电流来发送功率的方法发送。磁共振法在使用磁场方面类似于磁感应法。但是,磁共振法与磁感应法的不同在于,能量由于(由所生成的共振导致的)磁场在发送端和接收端二者上的聚集而被发送。
被实现为遵循特定标准技术的无线功率系统可以解决由于异物而导致过热时的安全问题。但是,没有接收到有关技术标准或规范的产品认证的未认证产品已经分布在市场中,从而用户可能被暴露在危险下。因此,在无线充电之前和之后的处理中,必须通过使得无线功率发送设备和无线功率接收设备能够执行真品的相互认证,来保证稳定性和可靠性。
发明内容
技术问题
本发明提供了一种用于在无线功率传输系统中执行数据流发送的装置和方法。
技术方案
根据一个实施方式,提供了一种无线功率发送机。该发送机包括:功率变换单元,被配置为通过形成与无线功率接收机的磁耦合,向所述无线功率接收机传输无线功率;以及通信/控制单元,被配置为与所述无线功率接收机通信,以控制所述无线功率的发送并执行高级数据传输。
在一个方面,所述通信/控制单元被配置为基于所述高级数据传输向所述无线功率接收机发送包括数据分组序列的数据流。
在另一方面,所述数据流包括在起始处的辅助数据控制分组。
在又一方面,在与所述数据流的控制相关的四个指示中,所述辅助数据控制分组指示所述数据流的开始。
在又一方面,与所述数据流的控制相关的所述四个指示还包括所述数据流的结束。
在又一方面,所述数据流包括在所述辅助数据控制分组之后的辅助数据分组。
在又一方面,当所述数据流的长度大于一个分组的长度时,指示所述数据流的开始的所述辅助数据控制分组被包括在所述数据流中。
根据另一实施方式,提供一种由无线功率发送机执行的数据传输方法。所述方法包括:通过形成与无线功率接收机的磁耦合,向所述无线功率接收机传输无线功率;以及与所述无线功率接收机通信,以控制所述无线功率的发送并执行高级数据传输。
在一个方面,执行所述高级数据传输包括向所述无线功率接收机发送包括数据分组序列的数据流,并且
在另一方面,所述数据流包括在起始处的辅助数据控制分组。
在又一方面,与所述数据流的控制相关的四个指示中,所述辅助数据控制分组指示所述数据流的开始。
在又一方面,与所述数据流的控制相关的所述四个指示还包括所述数据流的结束。
在又一方面,所述数据流包括在所述辅助数据控制分组之后的辅助数据分组。
在又一方面,当所述数据流的长度大于一个分组的长度时,指示所述数据流的开始的所述辅助数据控制分组被包括在所述数据流中。
根据另一实施方式,提供一种无线功率接收机。该无线功率接收机包括:功率拾取单元,被配置为通过形成与无线功率发送机的磁耦合,从所述无线功率发送机接收无线功率;以及通信/控制单元,被配置为与所述无线功率发送机通信,以控制所述无线功率的发送并执行高级数据传输。
在一个方面,所述通信/控制单元被配置为基于所述高级数据传输向所述无线功率发送机发送包括数据分组序列的数据流。
在另一方面,所述数据流包括在起始处的辅助数据控制分组。
在又一方面,在与所述数据流的控制相关的四个指示中,所述辅助数据控制分组指示所述数据流的开始。
在又一方面,与所述数据流的控制相关的四个指示还包括所述数据流的结束。
在又一方面,所述数据流包括在所述辅助数据控制分组之后的辅助数据分组。
在又一方面,当所述数据流的长度大于一个分组的长度时,指示所述数据流的开始的所述辅助数据控制分组被包括在所述数据流中。
根据另一实施方式,提供一种由无线功率接收机执行的数据传输方法。所述方法包括:通过形成与无线功率发送机的磁耦合,从所述无线功率发送机接收无线功率;以及与所述无线功率发送机通信,以控制所述无线功率的发送并执行高级数据传输。
在一个方面,执行所述高级数据传输包括基于所述高级数据传输向所述无线功率发送机发送包括数据分组序列的数据流。
在另一方面,所述数据流包括在起始处的辅助数据控制分组。
在又一方面,在与所述数据流的控制相关的四个指示中,所述辅助数据控制分组指示所述数据流的开始。
在又一方面,与所述数据流的控制相关的所述四个指示还包括所述数据流的结束。
在又一方面,所述数据流包括在所述辅助数据控制分组之后的辅助数据分组。
在又一方面,当所述数据流的长度大于一个分组的长度时,指示所述数据流的开始的所述辅助数据控制分组被包括在所述数据流中。
技术效果
本发明清楚地提供了用于无线功率发送设备和接收设备之间的相互认证的基本要素,例如,无线充电证书的格式、有关认证功能支持的指示信息、认证相关过程和无线充电阶段之间的定时、认证过程和认证消息以及支持认证过程的较低级别的协议等,甚至在高功率的无线充电期间都可以确保稳定性和可靠性。
附图说明
图1是根据本发明的示例性实施方式的无线功率系统(10)的框图。
图2是根据本发明的另一示例性实施方式的无线功率系统(10)的框图。
图3示出了采用无线功率发送系统的各种电子设备的示例性实施方式。
图4是根据本发明的另一示例性实施方式的无线功率发送系统的框图。
图5是用于描述无线功率传输过程的状态转移图。
图6示出了根据本发明的示例性实施方式的功率控制方法。
图7是根据本发明的另一示例性实施方式的无线功率发送机的框图。
图8示出了根据本发明的另一示例性实施方式的无线功率接收机。
图9示出了根据本发明的示例性实施方式的通信帧结构。
图10是根据本发明的示例性实施方式的同步模式的结构。
图11示出了根据本发明的示例性实施方式的无线功率发送机和无线功率接收机在共享模式中的操作状态。
图12是示出根据实施方式的无线充电证书格式的框图。
图13a是示出根据另一实施方式的无线充电证书格式的框图。
图13b是示出根据另一实施方式的无线充电证书格式的框图。
图14示出了根据实施方式的无线功率发送设备的能力分组结构。
图15示出了根据另一实施方式的无线功率发送设备的能力分组结构。
图16示出了根据实施方式的无线功率接收设备的配置分组结构。
图17示出了根据另一实施方式的无线功率接收设备的配置分组结构。
图18是示出根据实施方式的当无线功率接收设备执行无线功率发送设备的认证(PRx对PTx的认证)时的发送分组和接收分组的序列的流程图。
图19示出了GET_DIGESTS的消息结构的示例。
图20示出了GET_DIGESTS的消息结构的另一示例。
图21示出了发送DIGESTS的物理分组结构和发送该物理分组结构的方法。
图22示出了GET_CERTIFICATE的消息结构的示例。
图23示出了发送证书的物理分组结构和发送该物理分组结构的方法的示例。
图24示出了发送无线功率发送设备的认证响应消息的物理分组结构和发送该物理分组结构的方法的示例。
图25示出了CHALLENGE消息结构的示例。
图26示出了发送CHALLENGE_AUTH的物理分组结构和发送该物理分组结构的方法的示例。
图27是示出根据实施方式的当无线功率发送设备执行无线功率接收设备的认证(PTx对PRx的认证)时的发送分组和接收分组的序列的流程图。
图28示出了由无线功率发送设备发送的GET_DIGESTS的消息结构的示例。
图29示出了由无线功率发送设备发送的GET_CERTIFICATE消息结构的示例。
图30示出了发送无线功率接收设备的证书的物理分组结构和发送该物理分组结构的方法的示例。
图31示出了由无线功率发送设备发送的CHALLENGE消息结构的示例。
图32示出了发送无线功率接收设备的CHALLENGE_AUTH的物理分组结构和发送该物理分组结构的方法的示例。
图33示出了发送无线功率接收设备的认证响应消息的物理分组结构的示例和发送该物理分组结构的方法。
图34示出了发送无线功率接收设备的认证响应消息的物理分组结构和发送该物理分组结构的方法的另一示例。
图35是示出根据另一实施方式的当无线功率发送设备执行无线功率接收设备的认证(PTx对PRx的认证)时的发送分组和接收分组的序列的流程图。
图36示出了无线功率接收设备向无线功率发送设备发送带内通信的分组的结构。
图37示出了无线功率发送设备向无线功率接收设备发送带内通信的分组的结构。
图38示出了根据实施方式的从较低级别角度看的无线功率接收设备和发送设备之间的分组的发送和接收序列。
图39示出了根据另一实施方式的从较低级别角度看的无线功率接收设备和发送设备之间的分组的发送和接收序列。
图40示出了根据实施方式的扩展控制错误分组的结构。
图41示出了根据实施方式的端功率传输(EPT)分组的结构。
图42示出了根据实施方式的扩展接收功率分组的结构。
图43示出了根据实施方式的从较低级别角度看的无线功率接收设备和发送设备之间的分组的发送和接收序列。
图44示出了根据实施方式的数据传输。
图45示出了根据另一实施方式的数据传输。
图46示出了根据实施方式的无线功率接收设备上的ADT数据分组(ADT_PRx数据分组)的结构。
图47示出了根据实施方式的无线功率接收设备的ADT响应分组(ADT_PRx响应分组)的结构。
图48示出了根据实施方式的无线功率接收设备的ADT控制分组(ADT_PRx控制分组)的结构。
图49示出了根据实施方式的无线功率发送设备的ADT数据分组(ADT_PTx数据分组)的结构。
图50示出了根据实施方式的无线功率发送设备的ADT响应分组(ADT_PTx响应分组)的结构。
图51示出了根据实施方式的无线功率发送设备的ADT响应/控制分组(ADT_PTx响应/控制分组)的结构。
图52示出了根据实施方式的无线功率发送设备的ADT控制分组(ADT_PTx控制分组)的结构。
图53是示出根据实施方式的ADT数据分组写入的状态机的示意图。
图54示出了根据实施方式的当交换ADT数据分组时无线功率发送设备和无线功率接收设备的高级别和低级别的发送序列。
图55示出了根据另一实施方式的当交换ADT数据分组时无线功率发送设备和无线功率接收设备的高级别和低级别的发送序列。
图56示出了根据另一实施方式的当交换ADT数据分组时无线功率发送设备和无线功率接收设备的高级别和低级别的发送序列。
图57示出了根据实施方式的认证请求消息的ADT数据分组的交换序列。
图58示出了根据另一实施方式的认证请求消息的ADT数据分组的交换序列。
图59示出了根据另一实施方式的认证请求消息的ADT数据分组的交换序列。
图60示出了根据另一实施方式的认证请求消息的ADT数据分组的交换序列。
图61示出了根据另一实施方式的认证请求消息的ADT数据分组的交换序列。
图62示出了根据实施方式的认证响应消息的ADT数据分组的交换序列。
图63示出了根据另一实施方式的认证响应消息的ADT数据分组的交换序列。
图64示出了根据另一实施方式的认证响应消息的ADT数据分组的交换序列。
图65示出了根据另一实施方式的认证响应消息的ADT数据分组的交换序列。
图66示出了根据另一实施方式的认证响应消息的ADT数据分组的交换序列。
图67示出了根据实施方式的当交换ADT数据分组时无线功率发送设备和无线功率接收设备的高级别和低级别的发送序列。
图68示出了根据另一实施方式的当交换ADT数据分组时无线功率发送设备和无线功率接收设备的高级别和低级别的发送序列。
图69示出了根据实施方式的认证请求消息的ADT数据分组的交换序列。
图70示出了根据另一实施方式的认证请求消息的ADT数据分组的交换序列。
图71示出了根据另一实施方式的认证请求消息的ADT数据分组的交换序列。
图72示出了根据另一实施方式的认证请求消息的ADT数据分组的交换序列。
图73示出了根据另一实施方式的认证请求消息的ADT数据分组的交换序列。
图74示出了根据实施方式的认证响应消息的ADT数据分组的交换序列。
图75示出了根据另一实施方式的认证响应消息的ADT数据分组的交换序列。
图76示出了根据另一实施方式的认证响应消息的ADT数据分组的交换序列。
图77示出了根据另一实施方式的认证响应消息的ADT数据分组的交换序列。
图78示出了根据实施方式的GRP的结构。
图79示出了根据实施方式的由无线功率发送设备发起的功率管理的发送序列。
具体实施方式
下面将用在说明书中的术语“无线功率”将用来指代与电场、磁场以及电磁场有关的任意形式的能量,其中,在不使用任何物理电磁导体的情况下将能量从无线功率发送机传输(或发送)到无线功率接收机。无线功率也可以被称为无线功率信号,并且其可以指代由初级线圈和次级线圈围住的振荡磁通量。例如,说明书中将描述用于对系统中的包括移动电话、无绳电话、iPod、MP3播放器、耳机等的设备进行无线充电的功率变换。一般,无线功率传输技术的基本原理例如包括通过使用磁耦合来传输功率的方法、通过使用射频(RF)来传输功率的方法、通过使用微波来传输功率的方法以及通过使用超声(或超声波)来传输功率的方法中的全部。
图1是根据本发明的示例性实施方式的无线功率系统(10)的框图。
参考图1,无线功率系统(10)包括无线功率发送机(100)和无线功率接收机(200)。
无线功率发送机(100)被供应来自外部电源(S)的功率,并且生成磁场。无线功率接收机(200)使用所生成的磁场生成电流,从而能够无线地接收功率。
另外,在无线功率系统(10)中,无线功率发送机(100)和无线功率接收机(200)可以收发(发送和/或接收)无线功率传输所需的各种信息。这里,无线功率发送机(100)和无线功率接收机(200)之间的通信可以根据带内通信和带外通信中的任一种通信执行(或建立),其中,带内通信使用用于无线功率传输(或发送)的磁场,带外通信使用单独的通信载波。
这里,无线功率发送机(100)可以被设置为固定型或移动(或便携)型。固定发送机类型的示例可以包括嵌入型和植入型,其中,嵌入型发送机被嵌入在室内天花板或墙面中或者被嵌入在诸如桌子这样的家具中,植入型发送机被安装在室外停车场、公共汽车站、地铁站等中或者被安装在诸如汽车或火车这样的交通工具中。移动(或便携)型无线功率发送机(100)可以被实现为另一设备的一部分,例如,具有便携大小或重量的移动设备或膝上型计算机的盖等。
另外,无线功率接收机(200)应该被理解为包括通过被无线地供应功率来操作的各种家用电器和设备而非装配有电池和电源电缆的各种电子设备的综合概念。无线功率接收机(200)的典型示例可以包括便携终端、蜂窝电话、智能电话、个人数字助理(PDA)、便携媒体播放器(PDP)、Wibro终端、平板PC、平板手机、膝上型计算机、数字相机、导航终端、电视机、电动汽车(DV)等。
在无线功率系统(10)中,可以存在一个或多个无线功率接收机(200)。尽管在图1中示出无线功率发送机(100)和无线功率接收机(200)在一对一的对应(或关系)中向另一个发送数据或从另一个接收数据,但是如图2所示,一个无线功率发送机(100)也可能同时向多个无线功率接收机(200-1、200-2、...、200-M)传输功率。更具体地,在使用磁共振法执行无线功率传输(或发送)的情况下,一个无线功率发送机(100)可以通过使用同步传输(或传送)方法或分时传输(或传送)方法来向多个无线功率接收机(200-1、200-2、...、200-M)传送功率。
另外,尽管在图1中示出无线功率发送机(100)直接向无线功率接收机(200)传输(或发送)功率,但是无线功率系统(10)也可以装配有单独的无线功率收发机,例如,中继或中继器,用于增加无线功率发送机(100)和无线功率接收机(200)之间的无线功率传输距离。在这种情况下,功率被从无线功率发送机(100)递送到无线功率收发机,然后无线功率收发机可以将接收到的功率传送到无线功率接收机(200)。
以下,本说明书中提到的术语“无线功率接收机”、“功率接收机”和“接收机”将指代无线功率接收机(200)。另外。说明书中提到的术语“无线功率发送机”、“功率发送机”和“发送机”将指代无线功率发送机(100)。
图3示出了采用无线功率发送系统的各种电子设备的示例性实施方式。
如图3所示,根据发送功率的量和接收功率的量,对无线功率发送系统中包括的电子设备进行分类。参考图3,诸如智能手表、智能眼镜、头戴型显示器(HMD)、智能戒指等的可穿戴设备和诸如耳机、远程控制器、智能电话、PDA、平板PC等的移动电子设备(或便携电子设备)可以采用低功率(大约5W以下或大约20W以下)无线充电方法。
诸如膝上型计算机、机器人真空吸尘器、TV接收机、音频设备、真空吸尘器、监视器等的小型/中型电子设备可以采用中等功率(大约50W以下或大约200W以下)无线充电方法。诸如搅拌器、微波炉、电饭锅等的厨房电器和诸如电动轮椅、电动脚踏车、电动自行车、电动车等的个人交通设备(或其他电动设备或交通工具)可以采用高功率(大约2kW以下或大约22kW以下)无线充电方法。
以上描述(或图1所示的)电动设备或交通工具可以分别包括无线功率接收机,下面将详细描述无线功率接收机。然后,上述电动设备或交通工具可以通过从无线功率发送机无线地接收功率来充电(或再充电)。
下面,尽管基于采用无线功率充电方法的移动设备描述了本发明,但是这只是示例性的。因此,应该理解的是,根据本发明的无线充电方法可以应用于各种电子设备。
用于无线功率传输(或发送)的标准包括无线充电联盟(WPC)、空中燃料联盟(AFA)以及电力事业联盟(PMA)。
WPC标准定义了基线功率配置文件(BPP)和扩展功率配置文件(EPP)。BPP与支持5W功率传输的无线功率发送机和无线功率接收机有关,EPP与支持大于5W小于30W的功率范围的传输的无线功率发送机和无线功率接收机有关。
分别使用不同功率级别的各种无线功率发送机和无线功率接收机可以被每个标准覆盖,并且可以通过不同功率等级或类别进行分类。
例如,WPC可以将无线功率发送机和无线功率接收机分类(或归类)为PC-1、PC0、PC1和PC2,并且WPC可以提供用于每个功率等级(PC)的标准文档(或规范)。PC-1标准涉及提供小于5W的保证功率的无线功率发送机和接收机。PC-1的应用包括诸如智能手表这样的可穿戴设备。
PC0标准涉及提供5W的保证功率的无线功率发送机和接收机。PC0标准包括具有扩展到30W的保证功率范围的EPP。尽管带内(IB)通信对应于PC0的强制性通信协议,但是用作可选的备份信道的带外(OOB)通信也可以用于PC0。可以通过在配置分组中设置OOB标志来标识出无线功率接收机,该OOB标志指示是否支持OOB。支持OOB的无线功率发送机可以通过发送用于OOB切换的位模式作为对于配置分组的响应来进入OOB切换阶段。对于配置分组的响应可以对应于NAK、ND、或新定义的8位模式。PC0的应用包括智能电话。
PC1标准涉及提供范围从30W到150W的保证功率的无线功率发送机和接收机。OOB对应于用于PC1的强制性通信协议,并且IB用于到OOB的链接建立和初始化。无线功率发送机可以通过发送用于OOB切换的位模式作为对于配置分组的响应来进入OOB切换阶段。PC1的应用包括膝上型计算机或电力工具。
PC2标准涉及提供范围从200W到2kW的保证功率的无线功率发送机和接收机,并且其应用包括厨房电器。
如上所述,可以根据相应的功率级别来区分PC。另外,有关是否支持相同PC之间的兼容性的信息可以是可选的或强制的。这里,相同PC之间的兼容性指示相同PC之间的功率发送/接收是可能的。例如,在对应于PC x的无线功率发送机能够执行具有相同PC x的无线功率接收机的充电的情况下,可以理解的是,保持相同PC之间的兼容性。类似地,也可以支持不同PC之间的兼容性。这里,不同PC之间的兼容性指示不同PC之间的功率发送/接收也是可能的。例如,在对应于PC x的无线功率发送机能够执行具有PC y的无线功率接收机的充电的情况下,可以理解的是,保持不同PC之间的兼容性。
PC之间的兼容性的支持对应于基础设施的建立和用户体验方面的极其重要的问题。但是,这里,在保持PC之间的兼容性方面存在下面将描述的各种问题。
在相同PC之间的兼容性的情况下,例如,在使用膝上型充电方法的无线功率接收机的情况下(其中,只有在功率被连续传输时稳定充电才是可能的),即使其相应的无线功率发送机具有相同PC,相应的无线功率接收机也很难稳定地从不连续地传输功率的电力工具方法的无线功率发送机接收功率。另外,在不同PC之间的兼容性的情况下,例如,在具有200W的最小保证功率的无线功率发送机向具有5W的最大保证功率的无线功率接收机传输功率的情况下,相应的无线功率接收机会由于过压而受到损害。因此,可能不适合(或难以)使用PS作为表示/指示兼容性的索引/参考标准。
以下,将基于表示/指示兼容性的索引/参考标准来新定义“配置文件”。更具体地,可以理解的是,通过保持具有相同“配置文件”的无线功率发送机和接收机之间的兼容性,可以执行稳定的功率发送/接收,并且不可以执行具有不同“配置文件”的无线功率发送机和接收机之间的功率发送/接收。可以不考虑(或独立于)功率等级而根据兼容性和/或应用来定义“配置文件”。
例如,可以将配置文件归类为4个不同类别,例如,i)移动,ii)电动工具,iii)厨房以及iv)可穿戴。
在“移动”配置文件的情况下,PC可以被定义为PC0和/或PC1,通信协议/方法可以被定义为IB和OOB通信,工作频率可以被定义为87至205kHz,并且智能电话、膝上型计算机等可以作为示例性应用存在。
在“电动工具”配置文件的情况下,PC可以被定义为PC1,通信协议/方法可以被定义为IB通信,工作频率可以被定义为87至145kHz,并且电动工具等可以作为示例性应用存在。
在“厨房”配置文件的情况下,PC可以被定义为PC2,通信协议/方法可以被定义为基于NFC的通信,工作频率可以被定义为小于100kHz,并且厨房/家用电器等可以作为示例性应用存在。
在“可穿戴”配置文件的情况下,PC可以被定义为PC-1,通信协议/方法可以被定义为IB通信,工作频率可以被定义为87至205kHz,并且被用户穿戴的可穿戴设备等可以作为示例性应用存在。
保持相同配置文件之间的兼容性可以是强制的,并且保持不同配置文件之间的兼容性可以是可选的。
上述配置文件(移动配置文件、电动工具配置文件、厨房配置文件以及可穿戴配置文件)可以被概括并表示为第一至第n配置文件,并且可以根据WPC标准和示例性实施方式添加/替换新配置文件。
在配置文件被如上所述地定义的情况下,无线功率发送机可以可选地仅执行到与无线功率发送机对应于相同的配置文件的无线功率接收机的功率发送,从而能够执行更稳定的功率发送。另外,由于可以减少无线功率发送机的负载(或负担)并且没有尝试到不可能兼容的无线功率接收机的功率发送,所以可以降低无线功率接收机的损坏风险。
可以通过基于PC0从诸如OOB这样的可选扩展进行推导来定义“移动”配置文件的PC1。并且,“电动工具”配置文件可以被定义为PC1“移动”配置文件的简单修改版本。另外,尽管到目前为止已经出于保持相同配置文件之间的兼容性的目的定义了配置文件,但是在将来,技术可能会发展到保持不同配置文件之间的兼容性的水平。无线功率发送机或无线功率接收机可以使用各种方法向其对等方通知(或宣告)其配置文件。
在AFA标准中,无线功率发送机被称为功率发送单元(PTU),无线功率接收机被称为功率接收单元(PRU)。并且,PTU被归类到表1所示的多个等级,并且PRU被归类到表2所示的多个等级。
[表1]
PTX_IN_MAX | 最小类别支持要求 | 支持设备的最大数目的最小值 | |
等级1 | 2W | 1x类别1 | 1x类别1 |
等级2 | 10W | 1x类别3 | 2x类别2 |
等级3 | 16W | 1x类别4 | 2x类别3 |
等级4 | 33W | 1x类别5 | 3x类别3 |
等级5 | 50W | 1x类别6 | 4x类别3 |
等级6 | 70W | 1x类别7 | 5x类别3 |
[表2]
PRU | PRX_OUT_MAX' | 示例性应用 |
类别1 | TBD | 蓝牙耳机 |
类别2 | 3.5W | 功能电话 |
类别3 | 6.5W | 智能电话 |
类别4 | 13W | 平板PC,平板手机 |
类别5 | 25W | 小型笔记本电脑 |
类别6 | 37.5W | 普通笔记本电脑 |
类别7 | 50W | 家用电器 |
如表1所示,等级n PTU的最大输出功率能力可以等于或大于相应等级的PTX_IN_MAX。PRU不能吸取高于在相应类别中指定的功率级别的功率。
图4是根据本发明的另一示例性实施方式的无线功率发送系统的框图。
参考图4,无线功率系统(10)包括无线地接收功率的移动设备(450)和无线地发送功率的基站(400)。
作为提供感应功率或共振功率的设备,基站(400)可以包括无线功率发送机(100)和系统单元(405)中的至少一者。无线功率发送机(100)可以发送感应功率或共振功率,并且可以控制发送。无线功率发送机(100)可以包括通过经由一个或多个初级线圈生成磁场来将电能转换为功率信号的功率变换单元(110)和控制无线功率接收机(200)之间的通信和功率传输以便传送适当(或合适)级别的功率的通信与控制单元(120)。系统单元(405)可以执行输入功率供应、多个无线功率发送机的控制以及基站(400)的其他操作控制(例如,用户接口控制)。
初级线圈可以通过使用交流电功率(或电压或电流)来生成电磁场。初级线圈被供应特定频率的交流电功率(或电压或电流),该交流电功率是从功率变换单元(110)输出的。因此,初级线圈可以生成特定频率的磁场。可以生成非径向形状或径向形状的磁场。另外,无线功率接收机(200)接收所生成的磁场,然后生成电流。换言之,初级线圈无线地发送功率。
在磁感应法中,初级线圈和次级线圈可以具有随机的适当形状。例如,初级线圈和次级线圈可以对应于缠绕在高导磁性形成物(例如,铁氧体或非晶金属)周围的铜线。初级线圈也可以被称为初级磁芯、初级绕组、初级环路天线等。此外,次级线圈也可以被称为次级磁芯、次级绕组、次级环路天线、拾取天线等。
在使用磁共振法的情况中,可以分别以初级共振天线和次级共振天线的形式提供初级线圈和次级线圈。共振天线可以具有包括线圈和电容器的共振结构。此时,可以通过线圈的电感和电容器的电容确定共振天线的共振频率。这里,线圈可以被形成为具有环路形状。另外,磁芯可以被放置在环路内。磁芯可以包括诸如铁氧体磁芯这样的物理磁芯或空气磁芯。
初级共振天线和次级共振天线之间的能量发送(或传输)可以通过发生在磁场中的共振现象来执行。当对应于共振频率的近场出现在共振天线中时,并且在另一共振天线存在于对应的共振天线附近的情况下,共振现象是指发生在相互耦合的两个共振天线之间的高效能量传输。当对应于共振频率的磁场在初级共振天线和次级共振天线之间生成时,初级共振天线和次级共振天线彼此共振。因此,在一般情况下,相比于从初级天线生成的磁场被辐射到自由空间的情况,磁场更高效地向第二共振天线聚集。因此,能量可以高效地从第一共振天线传输到第二共振天线。磁感应法可以类似于磁共振法地实现。但是,在这种情况下,不要求磁场的频率是共振频率。然而,在磁感应法中,要求配置初级线圈和次级线圈的环路彼此匹配,并且环路之间的距离应该非常近。
尽管附图中没有示出,但是无线功率发送机(100)可以进一步包括通信天线。除了磁场通信以外,通信天线可以通过使用通信载波来发送和/或接收通信信号。例如,通信天线可以发送和/或接收对应于WiFi、蓝牙、蓝牙LE、ZigBee、NFC等的通信信号。
通信与控制单元(120)可以发送和/或接收去往和来自无线功率接收机(200)的信息。通信与控制单元(120)可以包括IB通信模块和OOB通信模块中的至少一者。
IB通信模块可以通过使用磁波(其使用特定频率作为其中心频率)来发送和/或接收信息。例如,通信与控制单元(120)可以通过在磁波中加载信息并且通过经由初级线圈发送信息或者通过经由初级线圈接收携带信息的磁波来执行带内(IB)通信。此时,通信与控制单元(120)可以在磁波中加载信息或者可以解释通过使用调制方案(例如,二进制相移键控(BPSK)或幅移键控(ASK等))或编码方案(例如,曼彻斯特编码或不归零电平(NZR-L)编码等)而由磁波携带的信息。通过使用上述IB通信,通信与控制单元(120)可以按照数kbps的数据发送速率以多达数米的距离发送和/或接收信息。
OOB通信模块还可以通过通信天线执行带外通信。例如,通信与控制单元(120)可以被提供给近场通信模块。近场通信模块的示例可以包括诸如Wi-Fi、蓝牙、蓝牙LE、ZigBee等的通信模块。
通信与控制单元(120)可以控制无线功率发送机(100)的总体操作。通信与控制单元(120)可以执行各种信息的计算和处理,并且还可以控制无线功率发送机(100)的每个配置元件。
通信与控制单元(120)可以被实现在计算机或诸如硬件、软件或它们的组合这样的类似设备中。当实现为硬件形式时,通信与控制单元(120)可以被提供为通过处理电信号来执行控制功能的电子电路。并且,当实现为软件形式时,通信与控制单元(120)可以被提供为操作通信与控制单元(120)的程序。
通过控制操作点,通信与控制单元(120)可以控制发送功率。所控制的操作点可以对应于频率(或相位)、占空度、占空比以及电压幅度的组合。通信与控制单元(120)可以通过调节频率(或相位)、占空度、占空比以及电压幅度中的任一者来控制发送功率。另外,无线功率发送机(100)可以提供恒定级别的功率,并且无线功率接收机(200)可以通过控制共振频率来控制接收功率的级别。
移动设备(450)包括通过次级线圈接收无线功率的无线功率接收机(200)和接收并存储由无线功率接收机(200)接收到的功率并且将接收功率供应给设备的负载(455)。
无线功率接收机(200)可以包括功率拾取单元(210)和通信与控制单元(220)。功率拾取单元(210)可以通过次级线圈接收无线功率,并且可以将接收到的无线功率变换为电能。功率拾取单元(210)可以对通过次级线圈接收到的交流(AC)信号进行校正,并且将校正后的信号变换为直流(DC)信号。通信与控制单元(220)可以控制无线功率的发送与接收(功率的传输与接收)。
次级线圈可以接收从无线功率发送机(100)发送的无线功率。次级线圈可以通过使用在初级线圈中生成的磁场来接收功率。这里,在特定频率对应于共振频率的情况下,磁共振可以发生在初级线圈和次级线圈之间,从而允许功率更高效地被传输。
尽管图4没有示出,但是通信与控制单元(220)可以进一步包括通信天线。除了磁场通信外,通信天线可以通过使用通信载波来发送和/或接收通信信号。例如,通信天线可以发送和/或接收对应于Wi-Fi、蓝牙、蓝牙LE、ZigBee、NFC等的通信信号。
通信与控制单元(220)可以发送和/或接收去往和来自无线功率发送机(100)的信息。通信与控制单元(220)可以包括IB通信模块和OOB通信模块中的至少一者。
IB通信模块可以通过使用磁波(其使用特定频率作为其中心频率)来发送和/或接收信息。例如,通信与控制单元(220)可以通过在磁波中加载信息并且通过经由次级线圈发送信息或者通过经由次级线圈接收携带信息的磁波来执行IB通信。此时,通信与控制单元(120)可以在磁波中加载信息或者可以解释通过使用调制方案(例如,二进制相移键控(BPSK)或幅移键控(ASK)等)或编码方案(例如,曼彻斯特编码或非归零电平(NZR-L)编码等)而由磁波携带的信息。通过使用上述IB通信,通信与控制单元(220)可以按照数kbps的数据发送速率以多达数米的距离发送和/或接收信息。
OOB通信模块还可以通过通信天线执行带外通信。例如,通信与控制单元(220)可以被提供给近场通信模块。
近场通信模块的示例可以包括诸如Wi-Fi、蓝牙、蓝牙LE、ZogBee、NFC等的通信模块。
通信与控制单元(220)可以控制无线功率接收机(200)的总体操作。通信与控制单元(220)可以执行各种信息的计算和处理,并且还可以控制无线功率接收机(200)的每个配置元件。
通信与控制单元(220)可以被实现在计算机或诸如硬件、软件或它们的组合这样的类似设备中。当实现为硬件形式时,通信与控制单元(220)可以被提供为通过处理电信号来执行控制功能的电子电路。并且,当实现为软件形式时,通信与控制单元(220)可以被提供为操作通信与控制单元(220)的程序。
负载(455)可以对应于电池。电池可以通过使用从功率拾取单元(210)输出的功率来存储能量。此外,不强制要求电池被包括在移动设备(450)中。例如,电池可以被提供为可拆卸的外部特征。作为另一示例,无线功率接收机可以包括可以代替电池执行电子设备的各种功能的操作装置。
如图所示,尽管移动设备(450)被示出为被包括在无线功率接收机(200)中并且基站(400)被示出为被包括在无线功率发送机(100)中,但是在更广泛的意义上,无线功率接收机(200)可以被识别(或视)为移动设备(450),并且无线功率发送机(100)可以被识别(或视)为基站(400)。
下文中,线圈或线圈单元包括线圈和接近线圈的至少一个设备,该线圈或线圈单元也可以被称为线圈组件、线圈单元或单元。
图5是用于描述无线功率传输过程的状态转移图。
参考图5,根据本发明的示例性实施方式的从无线功率发送机到无线功率接收机的功率发送(或传输)可以被大致划分为选择阶段(510)、乒(ping)阶段(520)、识别与配置阶段(530)、协商阶段(540)、校准阶段(550)、功率传输阶段(560)以及再协商阶段(570)。
如果在功率传输被发起时或者在保持功率传输时检测到特定错误或特定事件,则选择阶段(510)可以包括转移阶段(或步骤)S502、S504、S508、S510和S512。这里,将在下面的描述中详细指定特定错误或特定事件。另外,在选择阶段(510)期间,无线功率发送机可以监视接口表面上是否存在对象。如果无线功率发送机检测到对象被放置在接口表面上,则处理步骤可以转移到乒阶段(520)。在选择阶段(510)期间,无线功率发送机可以发送具有极短脉冲的模拟乒,并且可以基于发送线圈或初级线圈中的电流变化来检测对象是否存在于接口表面的有效区域中。
在选择阶段(510)中感测(或检测)到对象的情况中,无线功率发送机可以测量无线功率共振电路(例如,功率发送线圈和/或共振电容器)的品质因数。根据本发明的示例性实施方式,在选择阶段(510)期间,无线功率发送机可以测量品质因数,以确定是否有异物与无线功率接收机一起存在于充电区域中。在设置在无线功率发送机中的线圈中,串联电阻的电感和/或分量会由于环境的改变而减少,并且由于这种减少,品质因数的值也会减小。为了通过使用所测量出的品质因数值来确定异物存在与否,无线功率发送机可以从无线功率接收机接收参考品质因数值,该参考品质因数值是提前在异物没有被放置在充电区域中的状态下测量得出的。无线功率发送机可以通过比较测量出的品质因数值和在协商阶段(540)接收到的参考品质因数值来确定异物的存在与否。但是,在无线功率接收机具有低参考品质因数值的情况下,例如取决于其类型、目的、特性等,无线功率接收机可能具有低参考品质因数值。在异物存在的情况下,因为参考品质因数值与测量出的品质因数值之间的差值较小(或者不明显),因此存在不能很容易地确定异物存在的问题。因此,在这种情况下,应该进一步考虑其他判定因素,或者应该使用其他方法确定异物的存在与否。
根据本发明的另一示例性实施方式,在选择阶段(510)中感测(或检测)到对象的情况下,为了确定是否有异物与无线功率接收机一起存在于充电区域中,无线功率发送机可以测量特定频率区域(例如,工作频率区域)中的品质因数值。在设置在无线功率发送机中的线圈中,串联电阻的电感和/或分量会由于环境的改变而减小,并且由于这种减小,无线功率发送机的线圈的共振频率会改变(或移位)。更具体地,与在工作频带中测量出最大品质因数值的频率对应的品质因数峰值频率可以移动(或移位)。
在乒阶段(520)中,如果无线功率发送机检测到对象的存在,则发送机激活(或唤醒)接收机并发送用于识别检测到的对象是否对应于无线功率接收机的数字乒。在乒阶段(520)期间,如果无线功率发送机未能从接收机接收到对于数字乒的响应信号(例如,信号强度分组),则处理可以返回选择阶段(510)。另外,在乒阶段(520)中,如果无线功率发送机从接收机接收到指示功率传输完成的信号(例如,充电完成分组),则处理可以返回选择阶段(510)。
如果乒阶段(520)完成,则无线功率发送机可以转移到用于识别接收机并用于收集配置和状态信息的识别与配置阶段(530)。
在识别与配置阶段(530)中,如果无线功率发送机接收到不想要的分组(即,不期望的分组),或者如果无线功率发送机未能在预定时间段期间接收到分组(即,超时),或者如果出现分组发送错误(即,发送错误),或者传输如果没有配置功率合同(即,没有功率传输合同),则无线功率发送机可以转移到选择阶段(510)。
无线功率发送机可以基于在识别与配置阶段(530)期间接收到的配置分组的协商字段值来确认(或核实)是否需要进入协商阶段(540)。基于核实结果,在需要协商的情况下,无线功率发送机进入协商阶段(540)并且随后可以执行预定的FOD检测过程。相反,在不需要协商的情况下,无线功率发送机可以立即进入功率传输阶段(560)。
在协商阶段(540)中,无线功率发送机可以接收包括参考品质因数值的异物检测(FOD)状态分组。或者,无线功率发送机可以接收包括参考峰值频率值的FOD状态分组。替代地,无线功率发送机可以接收包括参考品质因数值和参考峰值频率值的状态分组。此时,无线功率发送机可以基于参考品质因数值来确定用于FO检测的品质因数阈值。无线功率发送机可以基于参考峰值频率值来确定用于FO检测的峰值频率阈值。
无线功率发送机可以通过使用所确定的用于FO检测的品质因数阈值和当前测量出的品质因数值(即,在ping阶段之前测量出的品质因数值)来检测FO在充电区域的存在与否,然后,无线功率发送机可以根据FO检测结果控制发送功率。例如,在检测到FO的情况下,功率传输可以停止。但是,本发明不仅限于此。
无线功率发送机可以通过使用所确定的用于FO检测的峰值频率阈值和当前测量出的峰值频率值(即,在ping阶段之前测量出的峰值频率值)来检测FO在充电区域中的存在与否,然后,无线功率发送机可以根据FO检测结果控制发送功率。例如,在检测到FO的情况下,功率传输可以停止。但是,本发明不仅限于此。
在检测到FO的情况下,无线功率发送机可以返回选择阶段(510)。相反,在没有检测到FO的情况下,无线功率发送机可以继续进行到校准阶段(550),然后可以进入功率传输阶段(560)。更具体地,在没有检测到FO的情况下,无线功率发送机可以确定在校准阶段(550)期间由接收端接收到的接收功率的强度,并且可以测量接收端和发送端中的功率损失以便确定从发送端发送的功率的强度。换言之,在校准阶段(550)期间,无线功率发送机可以基于发送端的发送功率和接收端的接收功率之间的差值来估计功率损失。根据本发明的示例性实施方式的无线功率发送机可以通过应用估计出的功率损失来校准用于FOD检测的阈值。
在功率传输阶段(560)中,在无线功率发送机接收到不想要的分组(即,不期望的分组)的情况下,或者在无线功率发送机在预定时间段期间未能接收到分组(即,超时)的情况下,或者在违反预定的功率传输合同(即,功率传输合同违约)的情况下,或者在充电完成的情况下,无线功率发送机可以转移到选择阶段(510)。
另外,在功率传输阶段(560)中,在无线功率发送机需要根据无线功率发送机中的状态变化重新配置功率传输合同的情况下,无线功率发送机可以转移到再协商阶段(570)。此时,如果再协商成功完成,则无线功率发送机可以返回到功率传输阶段(560)。
可以基于无线功率发送机和接收机的状态和特性信息来配置上述功率传输合同。例如,无线功率发送机状态信息可以包括有关可发送功率的最大量的信息、有关可以容纳的接收机的最大数目的信息等。另外,接收机状态信息可以包括有关所需要的功率的信息等。
图6示出了根据本发明的示例性实施方式的功率控制方法。
如图6所示,在功率传输阶段(560)中,通过交替进行功率发送和/或接收与通信,无线功率发送机(100)和无线功率接收机(200)可以控制所传输的功率的量(或大小)。无线功率发送机和无线功率接收机在特定控制点处工作。该控制点指示在执行功率传输时从无线功率接收机的输出端提供的电压和电流的组合。
更具体地,无线功率接收机选择期望的控制点、期望的输出电流/电压、移动设备的特定位置处的温度等,并且附加地确定接收机当前正在工作的实际控制点。无线功率接收机通过使用期望控制点和实际控制点来计算控制错误值,然后无线功率接收机可以向无线功率发送机发送计算出的控制错误值作为控制错误分组。
另外,无线功率发送机可以使用接收到的控制错误分组来配置/控制新的操作点--幅度、频率和占空度,以控制功率传输。然后,控制错误分组可以在功率传输阶段期间以恒定的时间间隔被发送/接收,并且根据示例性实施方式,在无线功率接收机尝试减小无线功率发送机的电流时,无线功率接收机可以通过将控制错误值设置为负数来发送控制错误分组。并且,在无线功率接收机想要增大无线功率发送机的电流的情况下,无线功率接收机通过将控制错误值设置为正数来发送控制错误分组。在感应模式期间,通过如上所述地向无线功率发送机发送控制错误分组,无线功率接收机可以控制功率传输。
在下面将详细描述的共振模式中,可以通过使用不同于感应模式的方法来操作设备。在共振模式中,一个无线功率发送机应该能够同时服务多个无线功率接收机。但是,在仅像感应模式中一样控制功率传输的情况下,由于所传输的功率是通过与一个无线功率接收机建立的通信控制的,所以可能难以控制另外的无线功率接收机的功率传输。因此,在根据本发明的共振模式中,使用下述方法:通过使无线功率发送机通常传输(或发送)基本功率并且使无线功率接收机控制其自身的共振频率来控制接收到的功率的量。然而,即使在共振模式的操作期间,也不完全排除以上在图6中描述的方法。并且,发送功率的附加控制可以通过使用图6的方法来执行。
图7是根据本发明的另一示例性实施方式的无线功率发送机的框图。这可以属于以磁共振模式或共享模式操作的无线功率发送系统。共享模式可以指在无线功率发送机和无线功率接收机之间代执行多对一(或一对多)通信和充电的模式。共享模式可以实现为磁感应法或共振法。
参考图7,无线功率发送机(700)可以包括覆盖线圈组件的盖体(720)、向功率发送机(740)供应功率的功率适配器(730)、发送无线功率的功率发送机(740)以及提供与功率传输处理有关的信息和其他相关信息的用户接口(750)中的至少一者。更具体地,用户接口(750)可以可选地被包括或者可以被包括为无线功率发送机(700)的另一用户接口(750)。
功率发送机(740)可以包括线圈组件(760)、阻抗匹配电路(770)、逆变器(780)、通信单元(790)以及控制单元(710)中的至少一者。
线圈组件(760)包括至少一个生成磁场的初级线圈。并且,线圈组件(760)也可以被称为线圈单元。
阻抗匹配电路(770)可以提供逆变器和(一个或多个)初级线圈之间的阻抗匹配。阻抗匹配电路(770)可以从增大(一个或多个)初级线圈的电流的适当频率生成共振。在多线圈功率发送机(740)中,阻抗匹配电路可以附加地包括将信号从逆变器路由到初级线圈的子集的多路复用器。阻抗匹配电路也可以被称为振荡电路。
阻抗匹配电路(770)可以包括电容器、电感器以及切换电容器和电感器之间的连接的开关器件。可以通过检测通过线圈组件(760)传输(或发送)的无线功率的反射波并基于检测到的反射波对开关器件进行切换来执行阻抗匹配,从而调整电容器或电感器的连接状态或调整电容器的电容或调整电感器的电感。在一些情况下,即使省去阻抗匹配电路(770),也可以实现阻抗匹配。本说明书还包括其中省去了阻抗匹配电路(770)的无线功率发送机(700)的示例性实施方式。
逆变器(780)可以将DC输入变换为AC信号。逆变器(780)可以作为半桥逆变器或全桥逆变器进行操作,以生成可调节频率的占空度和脉冲波。另外,逆变器可以包括多个阶,以便调节输入电压电平。
通信单元(790)可以执行与功率接收机的通信。功率接收机执行负载调制,以传送对应于功率发送机的信息和请求。因此,功率发送机(740)可以使用通信单元(790),以监视初级线圈的电流和/或电压的幅度和/或相位,从而解调从功率接收机发送的数据。
另外,功率发送机(740)可以通过使用频移键控(FSK)方法等控制输出功率,以便数据可以通过通信单元(790)传输。
控制单元(710)可以控制功率发送机(740)的通信和功率传输(或递送)。控制单元(710)可以通过调节上述操作点来控制功率传输。操作点可以通过例如工作频率、占空度以及输入电压中的至少任一者来确定。
通信单元(790)和控制单元(710)可以分别作为单独单元/设备/芯片集被提供,或者可以统一作为一个单元/设备/芯片集被提供。
图8示出了根据本发明的另一示例性实施方式的无线功率接收机。这可以属于以磁共振模式或共享模式操作的无线功率发送系统。
参考图8,无线功率接收机(800)可以包括提供与功率传输处理相关的信息和其他相关信息的用户接口(820)、接收无线功率的功率接收机(830)、负载电路(840)以及支撑并覆盖线圈组件的基座(850)中的至少一者。更具体地,用户接口(820)可以可选地被包括,或者可以被包括为无线功率接收机(800)的另一用户接口(820)。
功率接收机(830)可以包括功率变换器(860)、阻抗匹配电路(870)、线圈组件(880)、通信单元(890)以及控制单元(810)中的至少一者。
功率变换器(860)可以将从次级线圈接收到的AC功率变换为适用于负载电路的电压和电流。根据示例性实施方式,功率变换器(860)可以包括整流器。整流器可以对接收到的无线功率进行整流,并且可以将功率从交流(AC)变换为直流(DC)。整流器可以通过使用二极管或晶体管来将交流变换为直流,然后整流器可以使用电容器和电阻对变换后的电流进行平滑。这里,被实现为桥电路的全波整流器、半波整流器、倍压器等可以被用作整流器。另外,功率变换器可以适配功率接收机的反射阻抗。
阻抗匹配电路(870)可以提供次级线圈与功率变换器(860)和负载电路(840)的组合之间的阻抗匹配。根据示例性实施方式,阻抗匹配电路可以生成大约100kHz的共振,该共振可以加强功率传输。阻抗匹配电路(870)可以包括电容器、电感器以及切换电容器和电感器的组合的开关器件。可以通过基于接收到的无线功率的电压值、电流值、功率值、频率值等控制构成阻抗匹配电路(870)的电路的开关器件来执行阻抗匹配。在一些情况中,即使省去阻抗匹配电路(870)也可以实现阻抗匹配。本说明书还包括其中省去了阻抗匹配电路(870)的无线功率接收机(200)的示例性实施方式。
线圈组件(880)包括至少一个次级线圈,并且可选地,线圈组件(880)还可以包括屏蔽接收机的金属部分不受磁场影响的元件。
通信单元(890)可以执行负载调制,以向功率发送机传送请求和其他信息。
为此,功率接收机(830)可以执行电阻或电容器的切换,以改变反射阻抗。
控制单元(810)可以控制接收功率。为此,控制单元(810)可以确定/计算功率接收机(830)的实际操作点和期望操作点之间的差值。然后,通过执行对于调节功率发送机的反射阻抗和/或调节功率发送机的操作点的请求,可以调节/减小实际操作点和期望操作点之间的差值。在最小化该差值的情况下,可以执行最佳功率接收。
通信单元(890)和控制单元(810)可以分别作为不同的设备/芯片集被提供,或者统一作为一个设备/芯片集被提供。
图9示出了根据本发明的示例性实施方式的通信帧结构。这可以对应于共享模式中的通信帧结构。
参考图9,在共享模式中,不同形式的帧可以一起使用。例如,在共享模式中,可以使用(A)中所示的具有多个时隙的分时隙帧(slotted frame)和(B)中所示的不具有指定格式的自由格式帧。更具体地,分时隙帧对应于用于从无线功率接收机(200)向无线功率发送机(100)发送短数据分组的帧。并且,由于自由格式帧不由多个时隙构成,所以自由格式帧可以对应于能够执行长数据分组的发送的帧。
此外,本领域技术人员可以将分时隙帧和自由格式帧称为其他各种术语。例如,分时隙帧可以替代地被称为信道帧,自由格式帧可以替代地被称为消息帧。
更具体地,分时隙帧可以包括指示时隙的起始点(或开端)的同步模式、测量时隙、九个时隙以及分别在九个时隙中的每个时隙之前具有相同时间间隔的附加同步模式。
这里,附加同步模式对应于与指示上述帧的起始点的同步模式不同的同步模式。更具体地,附加同步模式不指示帧的起始点,但是可以指示关于相邻(或邻近)时隙(即,位于同步模式两侧的两个连续时隙)的信息。
在九个时隙中,每个同步模式可以位于两个连续时隙之间。在这种情况下,同步模式可以提供关于两个连续时隙的信息。
另外,九个时隙和在这九个时隙中的每个时隙之前设置的同步模式可以具有相同的时间间隔。例如,九个时隙可以具有50ms的时间间隔。并且,九个同步模式可以具有50ms的时长。
此外,除了指示帧的起始点的同步模式和测量时隙外,(B)中所示的自由格式帧可以不具有特定格式。更具体地,自由格式帧被配置为执行不同于分时隙帧的功能。例如,自由格式帧可以被用来执行无线功率发送机和无线功率接收机之间的长数据分组(例如,附加所有者信息分组)的通信,或者在无线功率发送机配置有多个线圈的情况下,执行选择任一线圈的功能。
下面,将参考附图更详细地描述每帧中包括的同步模式。
图10是根据本发明的示例性实施方式的同步模式的结构。
参考图10,同步模式可以配置有前导码、起始位、响应字段、类型字段、信息字段以及奇偶位。在图10中,起始位被示出为ZERO(零)。
更具体地,前导码由连续位构成,所有这些位可被设置为0。换言之,前导码可以与用于匹配同步模式的时长的位相对应。
构成前导码的位数可以取决于工作频率,使得同步模式的长度可以最接近50ms但是在不超过50ms的范围内。例如,在工作频率对应于100kHz的情况中,同步模式可以配置有两个前导码位,并且在工作频率对应于105kHz的情况中,同步模式可以配置有三个前导码位。
起始位可以对应于跟在前导码后面的位,并且起始位可以指示ZERO。ZERO可以对应于指示同步模式的类型的位。这里,同步模式的类型可以包括帧同步和时隙同步,其中,帧同步包括与帧有关的信息,时隙同步包括时隙的信息。更具体地,同步模式可以位于连续帧之间,并且可以对应于指示帧的起始的帧同步,或者同步模式可以位于构成该帧的多个时隙当中的连续时隙之间,并且可以对应于包括与连续时隙有关的信息的同步时隙。
例如,在ZERO等于0的情况中,这可以指示对应的时隙是位于时隙之间的时隙同步。并且,在ZERO等于1的情况中,这可以指示对应的同步模式是位于帧之间的帧同步。
奇偶位对应于同步模式的最后一位,并且奇偶位可以指示与构成包括在同步模式中的数据字段(即,响应字段、类型字段以及信息字段)的位数有关的信息。例如,在构成同步模式的数据字段的位数对应于偶数的情况下,奇偶位可以被设置为1,否则(即,在位数对应于奇数的情况下),奇偶位可以被设置为0。
响应字段可以包括无线功率发送机用于其在同步模式之前的时隙中与无线功率接收机的通信的响应信息。例如,在没有检测到无线功率发送机和无线功率接收机之间的通信的情况下,响应字段可以具有值‘00’。另外,如果在无线功率发送机和无线功率接收机之间的通信中检测到通信错误,则响应字段可以具有值‘01’。通信错误对应于两个或更多个无线功率接收机尝试访问一个时隙从而导致在两个或更多个无线功率接收机之间发生冲突的情况。
另外,响应字段可以包括指示数据分组是否已经被精确地从无线功率接收机接收到的信息。更具体地,在无线功率发送机拒绝数据分组的情况下,响应字段可以具有值‘10’(10-未确认(NACK))。并且,在无线功率发送机确认数据分组的情况下,响应字段可以具有值‘11’(11-确认(ACK))。
类型字段可以指示同步模式的类型。更具体地,在同步模式对应于帧的第一同步模式(即,作为第一同步模式,在同步模式位于测量时隙之前的情况下),类型字段可以具有指示帧同步的值‘1’。
另外,在分时隙帧中,在同步模式不对应于帧的第一同步模式的情况下,类型字段可以具有指示时隙同步的值‘0’。
另外,信息字段可以根据在类型字段中指示的同步模式类型来确定其值的含义。例如,在类型字段等于1(即,在同步模式类型指示帧同步)的情况下,信息字段的含义可以指示帧类型。更具体地,信息字段可以指示当前帧对应于分时隙帧还是自由格式帧。例如,在信息字段被赋予值‘00’的情况下,这指示当前帧对应于分时隙帧。另外,在信息字段被赋予值‘01’的情况下,这指示当前帧对应于自由格式帧。
相反,在类型字段等于0(即,同步模式类型指示时隙同步)的情况下,信息字段可以指示位于同步模式之后的下一时隙的状态。更具体地,在下一时隙对应于分配(或指派)给特定无线功率接收机的时隙的情况下,信息字段被赋予值‘00’。在下一时隙对应于被锁定的时隙从而将被特定的无线功率接收机临时使用的情况下,信息字段被赋予值‘01’。替代地,在下一时隙对应于可以被随机的无线功率接收机自由使用的时隙的情况下,信息字段被赋予值‘10’。
图11示出了根据本发明的示例性实施方式的处于共享模式的无线功率发送机和无线功率接收机的操作状态。
参考图11,以共享模式操作的无线功率接收机可以在选择阶段(1100)、引入阶段(1110)、配置阶段(1120)、协商阶段(1130)以及功率传输阶段(1140)中的任意一个阶段中操作。
首先,根据本发明的示例性实施方式的无线功率发送机可以发送无线功率信号,以检测无线功率接收机。更具体地,使用无线功率信号检测无线功率接收机的处理可以被称为模拟ping。
此外,接收到无线功率信号的无线功率接收机可以进入选择阶段(1100)。如上所述,进入选择阶段(1100)的无线功率接收机可以检测无线功率信号中的FSK信号的存在与否。
换言之,无线功率接收机可以根据FSK信号的存在与否,通过使用排他模式和共享模式中的任一种模式来执行通信。
更具体地,在FSK信号被包括在无线功率信号中的情况下,无线功率接收机可以以共享模式操作,否则无线功率接收机可以以排他模式操作。
在无线功率接收机以共享模式操作的情况下,无线功率接收机可以进入引入阶段(1110)。在引入阶段(1110)中,无线功率接收机可以向无线功率发送机发送控制信息(CI)分组,以在配置阶段、协商阶段以及功率传输阶段期间发送控制信息分组。控制信息分组可以具有报头和关于控制的信息。例如,在控制信息分组中,报头可以对应于0X53。
在引入阶段(1110)中,无线功率接收机执行请求用于在随后的配置阶段、协商阶段以及功率传输阶段期间发送控制信息(CI)分组的自由时隙的尝试。此时,无线功率接收机选择自由时隙并发送初始CI分组。如果无线功率发送机发送ACK作为对于相应CI分组的响应,则无线功率发送机进入配置阶段。如果无线功率发送机发送NACK作为对于相应CI分组的响应,则这指示另一无线功率接收机正在通过配置和协商阶段执行通信。在这种情况下,无线功率接收机重新尝试执行对于自由时隙的请求。
如果无线功率接收机接收到ACK作为对于CI分组的响应,则无线功率接收机可以通过对直到初始帧同步的剩余同步时隙进行计数来确定专用时隙在帧中的位置。在所有的后续基于时隙的帧中,无线功率接收机通过相应时隙发送CI分组。
如果无线功率发送机授权无线功率接收机进入配置阶段,则无线功率发送机提供专供无线功率接收机使用的锁定时隙系列。这可以确保无线功率接收机在没有任何冲突的情况下继续进行到配置阶段。
无线功率接收机通过使用锁定时隙来发送数据分组序列,例如,两个识别数据分组(IDHI和IDLO)。当这个阶段完成时,无线功率接收机进入协商阶段。在协商状态期间,无线功率发送机继续提供专供无线功率接收机使用的锁定时隙。这可以确保无线功率接收机在没有任何冲突的情况下继续进行到协商阶段。
无线功率接收机通过使用相应的锁定时隙来发送一个或多个协商数据分组,并且所发送的(一个或多个)协商数据分组可以与专用数据分组混合。最终,相应序列与特定请求(SRQ)分组一起结束(或完成)。当相应序列完成时,无线功率接收机进入功率传输阶段,无线功率发送机停止提供锁定时隙。
在功率传输阶段,无线功率接收机通过使用所分配的时隙来执行CI分组的发送,然后接收功率。无线功率接收机可以包括调节器电路。调节器电路可以被包括在通信/控制单元中。无线功率接收机可以通过调节器电路来自调节无线功率接收机的反射阻抗。换言之,无线功率接收机可以针对外部负载请求的功率量调节所反射的阻抗。这可以防止功率的过度接收和过热。
在共享模式中,(取决于操作模式)由于无线功率发送机可以不执行功率的调节以作为对于接收到的CI分组的响应,因此在这种情况下,可能需要控制以防止过压状态。
下面,将描述无线功率发送设备和无线功率接收设备之间的认证。当无线功率发送设备和无线功率接收设备通过相同的预先定义的功率传输接口和通信接口实施时,无线功率发送设备和无线功率接收设备可以是兼容的,并且功率传输可以正常执行。即使无线功率发送设备和接收设备不是由同一个制造商制造,当无线功率发送设备和接收设备通过相同的技术标准或规范生产时,无线功率发送设备和接收设备也可以相互兼容。但是,即使无线功率发送设备和接收设备遵循相同的技术标准,每个制造商也具有不同的实施质量,并且当制造商没有忠实且精确地遵循标准时,无线功率发送设备和接收设备的无线充电不被顺畅执行。具体地,在异物检测(FOD)和过热保护功能方面有问题的产品中,存在诸如爆炸这样的安全事故的风险。因此,操作技术标准的标准化组织通过经过授权的认证组织来提供测试每个制造商的无线功率发送设备或无线功率接收设备是否精确遵守标准技术以及设备互操作性是否被保持的服务以及正版产品认证服务。
然而,由于实际上难以从根本上阻止未授权产品在市场上流通,因此在无线充电之前和之后的处理中,有必要通过执行与已经在市场上流通的无线功率发送设备和无线功率接收设备是否是正版产品有关的相互认证来确保稳定性和可靠性。即,当经授权的认证组织在产品发布之前授予正版产品认证是预先认证过程时,在产品发布之后的无线充电操作中执行产品之间的认证过程可以被称为后认证过程。例如,产品之间的相互认证可以通过带内通信信道执行,并且可以与USB-C认证兼容。当认证失败时,无线功率接收设备可以警告用户以低功率模式执行充电或消除功率信号。
在本说明书中,举例说明了作为标准技术的WPC的Qi标准,但是本发明的技术范围包括基于其他标准和Qi标准的认证的实施方式。
当使用带内通信在无线功率传输系统中引入USB-C认证时,得到以下表格的能力索引。即,USB-C可以是用于无线充电认证的模型。
[表3]
认证类型 | PRx对PTx的认证 | PTx对PRx的认证 |
完全认证 | 176,607.5毫秒(~2.9分钟) | 26,922.5毫秒(~27秒) |
快速认证 | 18,564.5毫秒(~18秒) | 5,842.5毫秒(~6秒) |
在表格3中,PRx表示无线功率接收设备,PTx表示无线功率发送设备。认证包括无线功率接收设备对无线功率发送设备的认证以及无线功率发送设备对无线功率接收设备的认证。
当使用完全认证对无线功率发送设备进行认证时,会消耗最多大约3分钟的长时间,这是因为无线功率传输系统采用的低比特率的通信协议和USB-C证书的大尺寸。特别地,在用户频繁改变无线充电点的公共场所中每次进行这种完全认证的情况会给用户带来不便。所以,有必要密凑或简化地定义与认证有关的分组或链的尺寸。优选地是在USB-C认证中保持128位的安全级别(带有SHA256的ECDSA),同时将完全认证时间保持在合理时间(60秒内)。认证需要的时间会由于交通错误导致的数据的重复发送而增加。
下面,将公开证书、认证过程、认证消息以及执行用于标准技术的认证的认证过程的较低级别的通信协议的特定实施方式。与下文描述的所有认证有关的通信、协议、消息和分组可以由本说明书中描述的通信与控制单元220和120以及通信单元790和890生成、操纵、存储、发送以及处理。
1.无线充电证书
就证书的链路级别而言,证书链的级别可以被限制。例如,证书链的级别可以为3。即使在操作最小链级别时,制造商也可以发布用于其产品的证书,并且还可以减少证书授权机构(CA)和制造商的负担。证书链是一系列的两个或更多个证书,并且由链中的先前证书签署。
在证书类型方面,可以定义在无线功率发送设备和接收设备之间发送两种类型的证书。这里,两种类型的证书可以包括中间证书和叶证书。根证书对支持相互认证的两个证书而言是相同的。根证书是证书链中的第一证书,并且是自己签署的。叶证书是证书链中的最后证书,中间证书不是证书链中的根证书也不是证书链中的叶证书。
在证书格式方面,证书的格式可以被定义为缩小或简化格式。这里,“缩小”或“简化”格式可以表示相比于USB-C的证书格式(X509v3格式)缩小或简化的用于无线充电的格式。例如,用于中间证书和叶证书的简化证书格式可以小于100字节(例如,80字节)。在这种情况下,根证书可以仍然遵循USB-C的证书格式。下面,简化证书格式可以被称为无线充电证书格式或Qi证书格式。由于支持带外(OOB)通信的无线功率传输系统(如PC1中)可以使用更宽的带宽,因此可以提供根据USB-C格式的无线充电证书。
图12是示出根据实施方式的无线充电证书格式的框图。
参考图12,无线充电证书格式包括证书类型、证书长度、识别信息(ID)、预留位(预留)、公共秘钥以及签名。
证书类型是利用例如1字节配置的,可以表示相应证书是根证书/中间证书/叶证书中的任意一个,表示该证书是无线功率发送设备的证书或无线功率接收设备的证书,并且表示所有两种信息。例如,当证书类型的位串b0到b3为‘0000’b时,其可以表示证书是中间证书,当证书类型的位串b0到b3为‘0001’b时,其可以表示证书是叶证书。当证书类型的位串b7到b4为‘0001’b时,其可以表示证书是无线功率发送设备的证书,当证书类型的位串b7到b4为‘0000’b时,其可以表示证书是无线功率接收设备的证书。因此,当证书类型的位串变为特定值时,相应证书是无线功率发送设备的证书并且可以是叶证书。
证书长度是利用例如2字节配置的,并且可以用字节为单位指示。
ID是利用例如6字节配置的,并且可以指示无线功率发送设备的制造商代码或无线功率接收设备的制造商代码,或者可以表示无线功率ID(WPID)。
预留位可以利用例如7字节来配置。公共秘钥可以利用例如32字节来配置。签名可以利用例如32字节或64字节来配置。
当基于图12的无线充电证书格式利用带内通信执行认证时,可以在一分钟内完成相互的完全认证,如表格4中所示。
[表4]
认证类型 | PRx对PTx的认证 | PTx对PRx认证 |
完全认证 | 34,830毫秒(~35秒) | 8,002.5毫秒(~8秒) |
快速认证 | 18,564.5毫秒(~18秒) | 5,842.5毫秒(~6秒) |
图12示例性地示出了证书格式的大小为80字节的情况,但是这仅仅是例示,每个字段被定义为不同位数目的实施方式对于本领域技术人员是显而易见的并且对应于本发明的技术范围。
图13a是示出根据另一实施方式的无线充电证书格式的框图。
参考图13a,无线充电证书格式包括证书类型、PTx和叶指示符(PTx和叶)、证书长度、识别信息(ID)、预留位、公共秘钥以及签名。
在图13a的无线充电证书格式中,PTx和叶与证书类型相分离,以便在同一字节B0内被分配给不同于证书类型的位。
证书类型是利用例如6位配置的,可以表示相应证书是根证书/中间证书/叶证书中的任一者,表示无线功率发送设备的证书或无线功率接收设备的证书,并且表示所有两种信息。
PTx和叶指示相应证书是否是无线功率发送设备的证书并且是叶证书。即,PTx和叶可以指示相应证书是否是无线功率发送设备的叶证书。
PTx和叶可以利用例如2位配置,并且可以被配置为包括1位的PTx指示符和1位的叶指示符的形式。在这种情况中,PTx指示符在相应证书是无线功率发送设备的证书时指示1,并且在相应证书是无线功率接收设备的证书时指示0。另外,叶指示符是利用1位配置的,并且当相应证书是叶证书时,其值可以被设置为1,而当相应证书不是叶证书时,其值可以被设置为0。图13a表示相应证书是PTx叶证书,因为每个位被设置为1。
PTx和叶被包括在与证书类型相同的字节B0中,被配置在证书类型的右侧下一位串中,并且被分配给不同于证书类型的位。
证书长度是利用例如1字节配置的,并且可以指示相应证书字节单位的长度。
识别信息是利用例如6字节配置的,并且可以指示无线功率发送设备的制造商代码或无线功率接收设备的PRx制造商代码(PRMC),或者可以表示无线功率ID(WPID)。替代地,当证书类型是中间证书时,识别信息可以表示无线功率发送设备的制造商代码或无线功率接收设备的制造商代码,并且当证书类型是叶证书时,识别信息可以表示WPID。
预留位可以利用例如4字节配置。公共秘钥可以利用例如32字节配置。签名可以利用例如64字节配置。
当基于图13a的无线充电证书格式利用带内通信执行认证时,可以在60秒内完成相互的完全认证,如表5所示。
[表5]
认证类型 | PRx对PTx的认证 | PTx对PRx的认证 |
完全认证 | 39,782.5毫秒(~40秒) | 8,761.5毫秒(~9秒) |
快速认证 | 18,564.5毫秒(~18秒) | 5,842.5毫秒(~6秒) |
图13a示例性地示出了证书格式的大小为108字节的情况,但是这仅仅是例示,每个字段被定义为不同位数目的实施方式对于本领域技术人员显而易见并且对应于本发明的技术范围。
作为商业能力要求,优选地是在认证过程中,在使用带内通信的环境中发起方对响应方的认证在60秒内完成。另外,在认证过程中,优选地是提供在使用带内通信的环境中在20秒内对以前经过认证的响应方进行安全辨认的机制。
图13b是示出根据另一实施方式的无线充电证书格式的框图。
参考图13b,无线充电证书格式包括无线充电标准证书结构版本(Qi认证证书结构版本)、预留位(预留)、PTx和叶指示符(PTx叶)、证书类型、签名偏移、序列号、发布者ID、主题ID、公共秘钥和签名。
在无线充电证书格式中,PTx和叶指示符与证书类型相分离,以便在相同字节B0中被分配给不同于证书类型的位。
PTx叶指示相应证书是否是无线功率发送设备的证书并且是叶证书。即,PTx叶可以指示相应证书是否是无线功率发送设备的叶证书。
不同于图13a,PTx叶可以利用1位来配置。如果PTx叶为0,则其可以指示相应证书不是叶证书或者是无线功率接收设备的叶证书。如果PTx叶为1,则其可以指示相应证书是无线功率发送设备的叶证书。
证书类型可以利用例如2位来配置,可以表示相应证书是根证书/中间证书/叶证书中的任一者,并且可以表示根证书/中间证书/叶证书中的全部。
2.有关认证功能支持的指示信息
当无线功率发送设备和无线功率接收设备中的任一者不支持认证功能(例如,已经发布的传统产品可以不支持新认证功能)时,可以不执行它们之间的认证过程。即,为了执行认证过程,无线功率发送设备和无线功率接收设备二者都需要支持认证功能。但是,由于根据产品版本并且根据制造商可能支持或不支持认证功能,所以需要确定支持认证功能的过程以及用于该过程的消息。另外,当无线功率发送设备和接收设备中的仅一个设备支持认证功能并且另一设备是传统产品时,应该满足针对最小充电功能的后向兼容性。根据系统策略不支持认证的设备应该支持5W(或5W以下的最低功率,即3W)。
无线功率发送设备可以使用能力分组向无线功率接收设备通知是否支持认证功能(无线功率接收设备对无线功率发送设备的认证(PRx对PTx认证))。无线功率接收设备可以使用配置分组向无线功率发送设备通知是否支持认证功能(无线功率发送设备对无线功率接收设备的认证(PTx对PRx的认证))。下面,将详细描述有关是否支持认证功能的指示信息(能力分组和配置分组)的结构。
图14示出了根据实施方式的无线功率发送设备的能力分组结构。
参考图14,其中的相应报头值为0X31的能力分组是利用3个字节配置的,并且其第一字节B0包括功率等级和保证功率值,第二字节B1包括预留位和潜在功率值,第三字节B2包括预留位、Auth、NFCPP、NFCD、WPID以及Not Res Sens。具体地,Auth是利用1位配置的,并且例如,当其值为0时,其指示无线功率发送设备不支持认证功能,而当其值为1时,其指示无线功率发送设备支持认证功能。
图15示出了根据另一实施方式的无线功率发送设备的能力分组结构。
参考图15,其中的相应报头值为0X31的能力分组是利用3个字节配置的,并且其第一字节B0包括功率等级和保证功率值,第二字节B1包括预留位和潜在功率值,第三字节B2包括认证指示符(AI)、认证响应器(AR)、预留位、WPID以及Not Res Sens。具体地,AI是利用1位配置的,并且例如,当其值为‘1b’时,其指示相应的无线功率发送设备作为认证发起方进行操作。另外,AR是利用1位配置的,并且例如,当其值为‘1b’时,其指示相应的无线功率发送设备作为AR操作。
图16示出了根据实施方式的无线功率接收设备的配置分组结构。
参考图16,其中的相应报头值为0X51的配置分组是利用5个字节配置的,并且其第一字节B0包括功率等级和最大功率值,第二字节B1指示预留位,第三字节B2包括Prop、预留位、ZERO和计数,第四字节B3包括窗口大小和窗口偏移,第五字节B4包括Neg、极性、深度、Auth以及预留位。具体地,Auth是利用1位配置的,并且例如,当其值为0时,其指示相应的功率接收设备不支持认证功能,并且当其值为1时,其指示无线功率接收设备支持认证功能。
图17示出了根据另一实施方式的无线功率接收设备的配置分组结构。
参考图17,其中的相应报头值为0X51的配置分组是利用5个字节配置的,并且其第一字节B0包括功率等级和最大功率值,第二字节B1包括AI、AR和预留位,第三字节B2包括Prop、预留位、ZERO以及计数,第四字节B3包括窗口大小和窗口偏移,第五字节B4包括Neg、极性、深度、Auth以及预留位。具体地,AI是利用1位配置的,并且例如,当其值为‘1b’时,其指示相应的功率接收设备作为AI操作。另外,AR是利用1位配置的,并且例如,当其值为‘1b’时,其指示无线功率接收设备作为AR操作。
3.无线充电阶段和认证相关过程之间的定时
确定是否支持认证功能的过程和认证过程可以通过以下多个阶段中的至少一个阶段执行:识别与配置阶段、协商阶段、校准阶段、功率传输阶段、再协商阶段以及引入阶段。
例如,认证过程可以在协商阶段执行。但是,当在协商阶段执行快速认证时,利用带内通信读取并确定DIGEST(摘要)的处理会花费大约4秒。因此,在用户便利性方面,可以考虑甚至不管认证如何都在认证之前都利用基本功率提供无线充电,而不是在认证完成之后再开始充电。这在针对不具有认证功能的设备的后向兼容性方面是优选的。
作为另一示例,可以在协商阶段和功率传输阶段执行认证过程。在识别与配置阶段,严格控制分组序列,并且仅允许从无线功率接收设备到无线功率发送设备的单向通信,但是在协商和功率传输阶段,允许双向通信。因此,在允许双向通信的协商和功率传输阶段,可以执行认证过程。在协商阶段,快速认证由交换{GET_DIGESTS,CHALLENGE}消息的无线功率发送设备或接收设备执行。功率合同可以基于建立的信任来签署。当无线功率发送设备和接收设备通过检查DIGESTS首次见面时,为了基于系统策略建立初始功率合同并且尽快向无线功率接收设备提供默认低功率,无线功率发送设备和接收设备进入功率传输阶段。在功率传输阶段期间,完全认证由交换{GET_CERTIFICATE,CHALLENGE}消息的无线功率发送设备或接收设备执行。当完全认证成功完成时,无线功率发送设备和/或接收设备更新功率合同。
作为另一示例,无线功率发送设备和接收设备可以在不进行认证的情况下进入功率传输阶段之后,在功率传输阶段执行认证过程。当功率传输阶段的认证成功时,可以通过再协商阶段更新功率合同,或者无线功率发送设备可以支持达到无线功率发送设备/接收设备想要的级别的可支持目标功率或完全功率。因此,可以增加用户便利性。
作为另一示例,在无线功率接收设备对无线功率发送设备进行认证(PRx对PTx认证)的情况中,可以在协商阶段执行确定无线功率接收设备是否支持无线功率发送设备的认证功能的过程。在这种情况中,在协商阶段之前,功率传输可能已经基于初始功率合同进行。在协商阶段,通过发送查询分组并确定对于查询分组的响应,无线功率接收设备可以根据该过程确定是否支持无线功率发送设备的认证功能。一方面,查询分组可以是一般请求分组(0x07),并且在这种情况中,当无线功率接收设备向无线功率发送设备发送一般请求分组时,无线功率发送设备发送包括图14或图15的auth的能力分组,作为对无线功率接收设备的响应。另一方面,查询分组可以是特定请求分组(0x20),并且在这种情况下,当无线功率接收设备向无线功率发送设备发送特定请求分组时,无线功率发送设备用ACK(当支持认证功能时)或NACK(当不支持认证功能时)进行响应。在协商阶段,当确定无线功率发送设备支持认证功能时,无线功率接收设备可以与无线功率发送设备建立5W或5W以上的功率合同(PC0)。
当无线功率接收设备确定无线功率发送设备的认证功能支持时,可以最终开启认证过程。更具体地,在无线功率接收设备达到以大约250ms的周期发送控制错误分组(CEP)的正常或稳定操作点时,无线功率接收设备可以与无线功率发送设备执行认证。在功率传输阶段期间,认证过程可以用于更新现有的功率合同。即,为了根据认证过程的结果根据现有的功率合同增大功率级别,无线功率接收设备可以重新协商功率合同。在这种情况下,通过发送再协商分组(0x09),无线功率接收设备可以根据功率管理策略更新合同功率。例如,如果认证过程(利用DIGEST)成功,则无线功率接收设备可以利用增大的功率更新合同功率或者可以保持当前功率合同。如果认证过程失败,则无线功率接收设备可以利用降低的功率更新功率合同,或者可以消除功率信号。
作为另一示例,在无线功率发送设备对无线功率接收设备进行认证(PTx对PRx认证)的情况中,确定无线功率发送设备是否支持无线功率接收设备的认证功能的过程可以在初始化阶段执行。这里,初始化阶段可以是协商阶段之前的阶段,例如,选择阶段、ping阶段和识别与设置阶段中的任一阶段。在初始化阶段中,为了确定无线功率接收设备是否支持认证功能,无线功率发送设备从无线功率接收设备接收包括图16或图17的auth的配置分组。
当无线功率发送设备确定无线功率接收设备的认证功能支持时,认证过程可以在协商阶段发起。在这种情况中,签署初始功率合同。更具体地,无线功率发送设备等待从无线功率接收设备接收DIGESTS。当无线功率发送设备确认无线功率接收设备已经被认证时,认证过程成功。当无线功率发送设备未能确认DIGESTS时,无线功率发送设备在功率传输阶段期间继续认证过程。根据功率管理策略,无线功率发送设备与无线功率接收设备建立功率合同。在这种情况中,无线功率发送设备可以与通过作为DIGESTS的认证的无线功率接收设备建立5W或5W以上(PC0)的功率合同。在功率传输阶段期间,当认证过程完成时,为了增大功率级别,无线功率发送设备可以重新协商功率合同。
在功率传输阶段,在无线功率接收设备达到以大约250ms的周期发送CEP(0x03)的正常或稳定操作点后,无线功率发送设备可以执行与无线功率接收设备的认证过程。在功率传输阶段期间,认证过程可以用来更新现有的功率合同。即,为了根据认证过程的结果根据现有功率合同增大功率级别,无线功率接收设备可以重新协商功率合同。在这种情况中,通过发送协商分组(0x09),无线功率接收设备可以根据功率管理策略更新合同功率。例如,如果认证过程(利用DIGEST)成功,则无线功率接收设备可以利用增大的功率更新合同功率,或者可以保持当前的功率合同。但是,如果认证过程失败,则无线功率接收设备可以利用减小的功率更新功率合同,或者消除功率信号。
4.认证过程和认证消息
下面,将描述认证过程和用于认证过程的各种消息。
用在认证过程中的消息被称为认证消息。认证消息用于携带与认证有关的信息。存在两种类型的认证消息。一个消息是认证请求,另一个消息是认证响应。认证请求由认证发起方发送,认证响应由认证响应方发送。无线功率发送设备和接收设备二者可以是认证发起方和认证响应方。例如,当无线功率发送设备是认证发起方时,无线功率接收设备变为认证响应方,而当无线功率接收设备为认证发起方时,无线功率发送设备变为认证响应方。
认证请求消息包括GET_DIGESTS(即,4字节)、GET_CERTIFICATE(即,8字节)以及CHALLENGE(即,36字节)。
认证响应消息包括DIGEST(即,4+32字节)、CERTIFICATE(即,4+证书链(3x512字节)=1540字节)、CHALLENGE_AUTH(即,168字节)以及ERROR(即,4字节)。
认证消息可以被称为认证分组,并且可以被称为认证数据和认证控制信息。另外,诸如GET_DIGEST和DIGESTS的消息可以被称为GET_DIGEST分组和DIGEST分组。
下面,将描述无线功率接收设备基于这些认证消息执行无线功率发送设备的认证的过程。
(1)无线功率接收设备对无线功率发送设备的认证(PRx对PTx的认证)
当无线功率接收设备对无线功率发送设备的认证(PRx对PTx的认证)基于带内通信进行操作时,每个步骤需要的时间可以在表6和表7中表示。
[表6]
表6表示在基于协商阶段期间的GET_DIGESTS的结果做出功率合同的情况下每个认证消息所需时间的示例。当无线功率接收设备已经知道无线功率发送设备的DIGEST时,可以省去GET_CERTIFICATE和CERTIFICATE的发送/接收步骤。另外,可以在再协商阶段根据认证结果更新功率合同。
[表7]
表7表示在协商阶段期间基于GET_DIGESTS的结果做出功率合同的情况下每个认证消息所需时间的另一示例。当无线功率接收设备已经知道无线功率发送设备的DIGEST时,可以省去GET_CERTIFICATE和CERTIFICATE的发送/接收步骤。另外,可以根据认证结果在再协商阶段更新功率合同。下面,将描述满足所需时间的认证过程。
图18是示出根据实施方式的当无线功率接收设备执行无线功率发送设备的认证(PRx对PTx的认证)时的发送分组和接收分组的序列的流程图。
参考图18,为了获取或提取无线功率发送设备的证书链DIGESTS,无线功率接收设备向无线功率发送设备发送GET_DIGESTS(S1800)。这里,其可以被设置为REQUEST=PTx’sDIGEST。步骤S1800的预定操作可以包括在无线功率接收设备从无线功率发送设备接收的能力分组中确定认证功能支持的操作。无线功率接收设备可以在协商阶段或再协商阶段期间使用一般请求分组向无线功率发送设备发送GET_DIGESTS。即,GET_DIGESTS可以在一般请求消息中加载和发送。
图19示出了GET_DIGESTS的消息结构的示例。参考图19,GET_DIGESTS是利用例如1字节配置的,并且包括请求字段。请求字段可以包括例如无线功率发送设备的DIGESTS的报头。
图20示出了GET_DIGESTS的消息结构的另一示例。参考图20,GET_DIGESTS是利用例如1字节配置的,并且包括预留位和时隙号。时隙号可以识别存储所请求的证书链的时隙并且可以利用例如3位配置。
再次参考图18,无线功率发送设备向无线功率接收设备发送响应于GET_DIGESTS的DIGESTS(S1805)。当认证响应方发送有关证书链摘要和包括有效证书链摘要的时隙的报告时,使用DIGESTS。DIGESTS的参数可以是证书链的32字节的哈希值。
图21示出了发送DIGESTS的物理分组结构和发送该物理分组结构的方法。参考图21,DIGESTS分组包括32字节的DIGESTS有效载荷、表示相应分组是DIGESTS上的分组的1字节的报头以及表示相应分组的长度的2字节的报头。无线功率发送设备将这种DIGESTS分组划分为特定长度(例如,3字节)的多个小分组,并且向小分组的末尾添加校验和,以将小分组发送到4字节的DIGESTS小分组的序列。这种序列的最后一个小分组的大小可以小于4字节。小分组可以被称为分段。图21的图示限制了无线功率发送设备的发送分组的大小,使得单个认证响应是利用最多4个字节配置的。这样,将单个响应消息划分为一系列小分组是为了允许(扩展)控制错误分组(CEP)和(扩展)接收功率分组(RPP)被无线功率接收设备周期性地(大约250ms)发送给无线功率发送设备的发送定时,从而可以高效地管理用于无线功率发送设备的功率传输的操作点和异物检测。
再次参考图18,当确认无线功率发送设备以前已经经过认证时,认证成功。当无线功率接收设备没有确认DIGESTS时,无线功率接收设备继续在功率传输阶段期间执行认证。步骤S1800和S1805可以在协商或再协商阶段执行。替代地,步骤S1800和S1805可以在功率传输阶段执行。
然后,为了获取无线功率发送设备的证书链,无线功率接收设备向无线功率发送设备发送GET_CERTIFICATE(S1810)。这里,GET_CERTIFICATE可以由偏移和长度设置。GET_CERTIFICATE用于读取目标证书链的分段。
图22示出了GET_CERTIFICATE的消息结构的示例。参考图22,GET_CERTIFICATE是利用例如2个字节配置的,并且可以包括偏移和长度字段。这里,偏移是从证书链的起始位置到读取请求的起始位置的偏移,并且其指示单位是字节。长度是读取请求的长度,并且其指示单位是字节。例如,为了从证书链的起始位置开始读取4个字节,GET_CERTIFICATE的偏移[11...0]可以具有值00b,并且其长度可以具有值11b。
再次参考图18,无线功率发送设备响应于GET_CERTIFICATE而向无线功率接收设备发送证书链的至少一部分(S1815)。在这种情况下,证书链的一部分可以通过以字节为单位的长度在距开始时间点的偏移之后开始。
图23示出了发送证书的物理分组结构和发送该物理分组结构的方法的示例。参考图23,当发送1536字节的证书分组时,无线功率发送设备从证书分组的偏移点开始提取具有4字节长度的证书,向证书的前端添加指示证书的报头,并且向证书的后端添加校验和,以生成并发送具有总共6字节长度的证书分段。
图24示出了发送无线功率发送设备的认证响应消息的物理分组结构和发送该物理分组结构的方法的示例。参考图24,证书分组(即,1543字节)可以包括证书链(即,1540字节)、指示证书的报头(即,1字节)以及指示证书分组的长度的报头(即,2字节)。无线功率发送设备将这种证书分组划分为特定长度(例如,3字节)的多个小分组,并向小分组的末尾添加校验和,以将小分组发送到4字节的证书小分组的序列。在这种情况中,发送总共515个数据块中的每个数据块。序列的最后一个分组的大小可以小于4字节。小分组可以被称为分段。图24的示图限制了无线功率发送设备的发送分组的大小,使得单个认证响应是利用最多4个字节配置的。这样,将单个响应消息划分为一系列小分组是为了允许(扩展)控制错误分组(CEP)和(扩展)接收功率分组(RPP)被无线功率接收设备周期性(大约250ms)地发送给无线功率发送设备的发送定时,从而可以高效地管理用于无线功率发送设备的功率传输的操作点和异物检测。
再次参考图18,如果必要,无线功率接收设备可以向无线功率发送设备发送控制错误(CE)分组和/或接收功率分组(RPP)(S1820)。步骤S1810和S1820可以在例如功率传输阶段执行。
然后,无线功率接收设备可以重复执行步骤S1810至S1820直到读取到所有证书链。
无线功率接收设备向无线功率发送设备发送CHALLENGE(S1825)。CHALLENGE用于发起产品的认证。
图25示出了CHALLENGE消息结构的示例。参考图25,CHALLENGE是利用例如32位(4字节)配置的,并且可以包括四个Nonce字段。Nonce是由认证发起方选择的二进制随机数。
再次参考图18,为了获取CHALLENGE_AUTH,无线功率接收设备向无线功率发送设备发送GET_CHALLENGE_AUTH(S1830)。这里,GET_CHANLLENGE_AUTH可以被设置为偏移和长度。
无线功率发送设备向无线功率接收设备响应于GET_CHALLENGE_AUTH而发送CHALLENG_AUTH的一部分(S1835)。在这种情况中,CHALLENG_AUTH的一部分可以通过以字节为单位的长度在距开始时间点的偏移之后开始。
图26示出了发送CHALLENGE_AUTH的物理分组结构和发送该物理分组结构的方法的示例。参考图26,CHALLENGE_AUTH分组(即,160字节)可以包括证书链哈希(即,32字节)、Salt(即,32字节)、上下文哈希(即,32字节)以及签名(即,64字节)。无线功率发送设备基于CHALLENGE_AUTH分组中指示的偏移和长度从该CHALLENGE_AUTH分组的偏移开始提取特定长度(例如,4字节),向其前端添加指示CHALLENGE_AUTH分组的报头,并向其后端添加校验和,以生成并发送具有总共6字节长度的证书分段。
再次参考图18,如果必要,无线功率接收设备可以向无线功率发送设备发送控制错误(CE)分组和/或接收功率分组(RPP)(S1840)。
然后,无线功率接收设备可以重复执行步骤S1830至S1840直到读取所有CHALLENGE_AUTH。
下面,将描述无线功率发送设备基于认证消息执行无线功率接收设备的认证的过程。
(2)无线功率发送设备对无线功率接收设备的认证(PTx对PRx的认证)
当无线功率发送设备对无线功率接收设备的认证(PTx对PTy的认证)基于带内通信进行操作时,每个步骤所需的时间在表8或表9中示出。
[表8]
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表8表示在协商阶段期间基于GET_DIGESTS的结果做出功率合同的情况下每个认证消息所需时间的示例。当无线功率发送设备已经知道无线功率接收设备的DIGEST时,可以省去GET_CERTIFICATE和CERTIFICATE的发送/接收步骤。另外,可以根据认证结果在再协商阶段更新功率合同。
[表9]
表9表示在协商阶段期间基于GET_DIGESTS的结果做出功率合同的情况下每个认证消息所需时间的示例。当无线功率发送设备已经知道无线功率接收设备的DIGEST时,可以省去GET_CERTIFICATE和CERTIFICATE的发送/接收步骤、通信请求步骤以及控制错误分组发送步骤。另外,可以根据认证结果在再协商阶段更新功率合同。下面,将描述满足所需时间的认证过程。
图27是示出根据实施方式的当无线功率发送设备执行无线功率接收设备的认证(PTx对PRx的认证)时的发送分组和接收分组的序列的流程图。
参考图27,无线功率发送设备接收从无线功率接收设备发送的DIGESTS(S2700)。当认证响应方发送有关证书链摘要和包括有效证书链摘要的时隙的报告时,使用DIGESTS。DIGESTS的参数可以是证书链的32字节的哈希值。步骤S2700的预定操作可以包括在无线功率接收设备从无线功率发送设备接收的能力分组中确定认证功能支持的操作以及无线功率发送设备向无线功率接收设备发送GET_DIGESTS的操作。步骤S2700可以在协商或再协商阶段或功率传输阶段执行。
图28示出了无线功率发送设备发送的GET_DIGESTS的消息结构的示例。参考图28,GET_DIGESTS是利用例如1字节配置的,并且包括请求字段。GET_DIGESTS包括预留位和时隙号。时隙号识别存储所请求的证书链的时隙,并且可以利用例如3位配置。
再次参考图27,在功率传输阶段期间,无线功率接收设备向无线功率发送设备发送控制错误分组和接收功率分组(S2705)。
无线功率发送设备响应于控制错误分组或接收功率分组来发送通信请求(S2710)。通信请求例如可以是位模式请求。
当无线功率接收设备以ACK来对通信请求进行响应(S2715)时,为了获取无线功率接收设备的CHALLENGE_AUTH响应或证书链,无线功率发送设备向无线功率接收设备发送GET_CERTIFICATE(S2720)。这里,GET_CERTIFICATE可以由偏移和长度来设置。GET_CERTIFICATE用于读取目标证书链的分段。
图29示出了无线功率发送设备发送的GET_CERTIFICATE消息结构的示例。参考图29,GET_CERTIFICATE是利用例如2字节配置的,并且可以包括偏移和长度字段。这里,偏移是从证书链的起始位置到读取请求的起始位置的偏移,并且其指示单位是字节。长度是读取请求的长度,并且其指示单位是字节。例如,为了从证书链的起始位置开始读取40字节,GET_CERTIFICATE的偏移[7...0]可以具有值00b,并且其长度可以具有值110000b。
再次参考图27,无线功率接收设备响应于GET_CERTIFICATE而向无线功率发送设备发送证书链的至少一部分(S2725)。在这种情况下,证书链的一部分可以通过以字节为单位的长度在距开始时间点的偏移之后开始。
图30示出了发送无线功率接收设备的证书的物理分组结构和发送该物理分组结构的方法的示例。参考图30,当发送1536字节的证书分组时,无线功率接收设备从证书分组的偏移点开始提取长度为40字节的证书,向其前端添加指示证书的报头(即,1字节),并向其后端添加校验和(即,1字节),以生成并发送具有总共42字节的长度的证书分段。
再次参考图27,无线功率发送设备可以重复执行步骤S2710至S2725直到读取所有证书链。
如果必要,无线功率接收设备可以向无线功率发送设备发送控制错误(CE)分组和/或接收功率分组(RPP)(S2730)。
无线功率发送设备响应于CE分组和RPP而发送通信请求(S2735)。通信请求例如可以是位模式响应。
当无线功率接收设备利用ACK来对通信请求进行响应(S2740)时,无线功率发送设备向无线功率接收设备发送CHALLENGE[n](S2745)。CHALLENGE用于发起产品的认证。
图31示出了无线功率发送设备发送的CHALLENGE消息结构的示例。参考图31,CHALLENGE是利用例如32位(4字节)配置的,并且可以包括四个Nonce字段。Nonce是认证发起方选择的二进制随机数。通过发送8个CHALLENGE分组,无线功率发送设备可以向无线功率接收设备提供总共32字节的Nonce。
再次参考图27,在从无线功率接收设备接收到ACK后,无线功率发送设备可以重复执行步骤S2735至S2750直到发送所有CHALLENGE。
无线功率接收设备可以向无线功率发送设备发送控制错误分组和/或接收功率分组(S2755)。无线功率发送设备响应于控制错误分组和接收功率分组而发送通信请求(S2760)。通信请求例如可以是位模式响应。
当无线功率接收设备利用ACK对通信请求进行响应(S2765)时,为了获取CHALLENGE_AUTH,无线功率发送设备向无线功率接收设备发送GET_CHALLENGE_AUTH(S2770)。这里,GET_CHALLENGE_AUTH可以被设置为偏移和长度。
无线功率接收设备响应于GET_CHALLENGE_AUTH而向无线功率发送设备发送CHALLENGE_AUTH的至少一部分(S2775)。在这种情况中,CHALLENGE_AUTH的至少一部分可以通过以字节为单位的长度在距开始时间点的偏移之后开始。
图32示出了发送无线功率接收设备的CHALLENGE_AUTH的物理分组结构和发送该物理分组结构的方法的示例。参考图32,CHALLENGE_AUTH分组(即,160字节)可以包括证书链哈希(即,32字节)、Salt(即,32字节)、上下文哈希(即,32字节)以及签名(即,64字节)。无线功率发送设备基于GET_CHALLENGE_AUTH中指示的偏移和长度从该CHALLENGE_AUTH分组的偏移开始提取特定长度(即,40字节),向其前端添加指示CHALLENGE_AUTH分组的报头(即,1字节),并向其后端添加校验和(即,1字节),以生成并发送具有总共42字节长度的证书分段。
然后,无线功率发送设备可以重复执行步骤S2760至S2775直到读取所有CHALLENGE_AUTH。
图33示出了发送无线功率接收设备的认证响应消息的物理分组结构和发送该物理分组结构的方法的示例。参考图33,例如,证书分组(即,N字节)可以包括证书链、指示证书的报头(即,1字节)以及指示证书分组的长度的报头(即,2字节)。无线功率接收设备将这种证书分组划分为特定长度(例如,M-1字节)的多个小分组,并在小分组的末尾添加1字节的校验和,以将分组发送到M字节的证书小分组的序列。该序列的最后一个小分组的大小可以小于M字节。小分组可以被称为分段。图33的图示限制了无线功率接收设备的发送分组的大小,使得单个认证响应是利用M字节配置的。将单个响应消息划分为一系列小分组是为了允许无线功率接收设备向无线功率传输设备发送周期性(大约250ms)发送的(扩展)控制错误分组(CEP)和(扩展)接收功率分组(RPP)的定时,从而可以高效地管理用于无线功率发送设备的功率传输的操作点和异物检测。
图34示出了发送无线功率接收设备的认证响应消息的物理分组结构和发送该物理分组结构的方法的另一示例。参考图34,例如,证书分组(即,1543字节)可以包括证书链(即,1540字节)、指示证书的报头(即,1字节)以及指示证书分组的长度的报头(即,2字节)。无线功率接收设备将这种证书分组划分为特定长度(例如,38字节)的多个小分组,向小分组的前端添加前导码(即,1字节),并向小分组的后端添加校验和(即,1字节),以将分组发送到40字节的证书小分组的序列。在这种情况中,发送总共41个数据块中的每个数据块。该序列的最后一个小分组的大小可以小于40字节。小分组可以被称为分段。图34的图示限制了无线功率接收设备的发送分组的大小,使得单个认证响应是利用40字节配置的。将单个响应消息划分为一系列小分组是为了允许无线功率接收设备向无线功率传输设备发送将周期性(大约250ms)发送的(扩展)控制错误分组(CEP)和(扩展)接收功率分组(RPP)的定时,从而可以高效地管理用于无线功率发送设备的功率传输的操作点和异物检测。
图35是示出根据另一实施方式的当无线功率发送设备执行无线功率接收设备的认证(PTx对PRx的认证)时的发送分组和接收分组的序列的流程图。
参考图35,无线功率发送设备接收从无线功率接收设备发送的DIGESTS(S3500)。步骤S3500的预定操作可以包括无线功率接收设备在从无线功率发送设备接收的能力分组中确定认证功能支持的操作以及无线功率发送设备向无线功率接收设备发送GET_DIGESTS的操作。步骤S3500可以在协商阶段或功率传输阶段执行。
在功率传输阶段期间,无线功率接收设备向无线功率发送设备发送CEP和RPP(S3505)。
无线功率发送设备响应于CEP和RPP而发送对于多次通信的请求(S3510)。对于多次通信的请求例如可以是位模式响应。
当无线功率接收设备利用ACK来响应于对于多次通信的请求时(S3515),为了获取无线功率接收设备的CHALLENGE_AUTH响应或证书链,无线功率发送设备向无线功率接收设备发送GET_CERTIFICATE(S3520)。这里,GET_CERTIFICATE可以由偏移和长度设置。GET_CERTIFICATE用于读取目标证书链的分段。
无线功率接收设备响应于GET_CERTIFICATE而向无线功率发送设备发送证书链的至少一部分(S3525)。在这种情况中,证书链的一部分可以通过以字节为单位的长度在距开始时间点的偏移之后开始。
无线功率发送设备可以重复执行步骤S3520至S3525直到读取所有证书链。
如果必要,无线功率接收设备可以向无线功率发送设备发送控制错误(CE)分组和/或接收功率分组(RPP)。
无线功率发送设备响应于CE分组和RPP而发送对于多次通信的请求(S3535)。对于多次通信的请求例如可以是位模式响应。
当无线功率接收设备利用ACK来响应于对于多次通信的请求时(S3540),无线功率发送设备向无线功率接收设备发送CHALLENGE[n](S3545)。CHALLENGE用于发起产品的认证。
无线功率发送设备从无线功率接收设备接收ACK(S3550),并且可以重复执行步骤S3545至S3550直到发送所有CHALLENGE。
无线功率接收设备可以向功率发送设备发送CE分组和/或RPP(S3555)。无线功率发送设备响应于CE分组和RPP而发送对于多次通信的请求(S3560)。对于多次通信的请求例如可以是位模式响应。
当无线功率接收设备利用ACK来响应于对于多次通信的请求时(S3565),为了获取CHALLENGE_AUTH,无线功率发送设备向无线功率接收设备发送GET_CHALLENGE_AUTH(S3570)。这里,GET_CHALLENGE_AUTH可以被设置为偏移和长度。
无线功率接收设备响应于GET_CHALLENGE_AUTH而向无线功率发送设备发送CHALLENGE_AUTH的至少一部分(S3575)。在这种情况下,CHALLENGE_AUTH的至少一部分可以通过以字节为单位的长度在距开始时间点的偏移之后开始。
然后,无线功率发送设备可以重复执行步骤S3570至S3575直到读取所有CHALLENGE_AUTH。
5.支持认证过程的低级别协议
由于支持认证过程的低级别的分组发送协议可以基于带内通信进行配置,所以有必要将用于带内通信的分组结构配置为适合于认证过程和认证消息。
图36示出了无线功率接收设备向无线功率发送设备发送带内通信的分组的结构。根据图36的分组可以通过ASK方案进行调制。
参考图36,位速率为2Kbps,并且分组包括前导码、报头、消息以及校验和。例如,前导码可以被设置为11位,报头可以被设置为1B,并且校验和可以被设置为1B(1B->11位)。
图37示出了无线功率发送设备向无线功率接收设备发送带内通信的分组的结构。根据图37的分组可以通过FSK方案进行调制。
参考图37,100kHz的工作频率下的位速率为200bps,并且分组包括报头、消息以及校验和。例如,报头可以被设置为1B,并且校验和可以被设置为1B(1B->11位)。
(1)低级别认证序列
1)无线功率接收设备对无线功率发送设备的认证(PRx对PTx的认证)
当无线功率接收设备是认证发起方时,无线功率发送设备变为认证响应方。替代地,无线功率发送设备可以利用(认证)目标设备来表示。作为认证发起方,无线功率接收设备向无线功率发送设备发送无线功率发送设备的认证所必需的消息(或分组)作为请求的消息(或分组)。作为认证响应方,无线功率发送设备向无线功率接收设备发送利用若干分组的序列配置的认证响应消息。这一系列消息的发送和接收处理可以由较低级别的分组发送协议来定义。
图38示出了根据实施方式的从较低级别角度看的无线功率接收设备和发送设备之间的分组的发送和接收序列。图38示出了当无线功率接收设备向无线功率发送设备发送GET_DIGESTS时,无线功率发送设备向无线功率接收设备发送认证响应分组(DIGESTS)的处理。
参考图38,在发送序列的每个分组后,无线功率发送设备等待来自无线功率接收设备的继续/停止或者ACK/NACK的发送。ACK/NACK或继续/停止被包括在图39的(扩展)CEP中并被发送。无线功率发送设备和/或无线功率接收设备重复下面的过程直到发送该序列的所有分组。
>如果无线功率发送设备接收到“ACK和继续”,则无线功率发送设备发送下一分组。
>如果无线功率发送设备接收到“ACK和停止”,则无线功率发送设备等待直到接收到包括“ACK和继续”的下一扩展CEP。
>如果无线功率发送设备接收到“NACK和继续”,则无线功率发送设备重新发送前一分组。
>如果无线功率发送设备接收到“NACK和停止”,则无线功率发送设备等待直到接收到包括“ACK和继续”的下一扩展CEP。
图39示出了根据另一实施方式的从较低级别角度看的无线功率接收设备和发送设备之间的分组的发送和接收序列。图39示出了当无线功率接收设备向无线功率发送设备发送GET_CERTIFICATE时,无线功率发送设备向无线功率接收设备发送认证响应分组(CERTIFICATE)的处理。
参考图39,在发送序列的每个分组后,无线功率发送设备等待来自无线功率接收设备的ACK/NACK或连续/停止的发送。ACK/NACK或连续/停止被包括在图39的扩展CEP中并且被发送。无线功率发送设备和/或接收设备重复下面的过程直到发送序列的所有分组。
>如果无线功率发送设备接收到“ACK和继续”,则无线功率发送设备发送下一分组。例如,对于分组1,无线功率发送设备可以通过扩展CEP接收“ACK和继续”,并且对于分组m,无线功率发送设备可以通过图42的扩展RPP接收“ACK和继续”。
>如果无线功率发送设备接收到“ACK和停止”,则无线功率发送设备等待直到接收到包括“ACK和继续”的下一扩展CEP。例如,对于分组n,无线功率发送设备通过扩展CEP接收“ACK和停止”。
>如果无线功率发送设备接收到“NACK和继续”,则无线功率发送设备重新发送前一分组。
>如果无线功率发送设备接收到“NACK和停止”,则无线功率发送设备等待直到接收到包括“ACK和继续”的下一扩展CEP。
图40示出了根据实施方式的扩展CEP的结构。
参考图40,无线功率接收设备响应于无线功率发送设备的分组而发送扩展CEP。在这种情况中,扩展CEP包括调节无线功率发送设备的操作点的控制错误值以及ACK/NACK或连续/停止中的至少一者。
例如,停止是利用1位配置的,并且当其值为‘1’b时,其指示无线功率发送设备停止分组的发送,而当其值为‘0’b时,其指示无线功率发送设备发送序列的下一分组(即,发送的继续)。这里,为了使无线功率接收设备快速调节无线功率发送设备的操作点,当有必要通过短的时段发送CEP时或者当接收到所有响应分组时,无线功率接收设备可以将停止设置为1,以强制无线功率发送设备在下一序列中暂停分组的发送。
ACK/NACK是利用例如4位配置的,并且当其值为‘0000’b时,该值指示ACK,而当其值为‘1111’b时,该值可以指示NACK。ACK表示无线功率接收设备在没有错误的情况下成功接收到分组,NACK表示无线功率接收设备由于分组接收错误的发生而向无线功率发送设备请求重新发送分组。
图41示出了根据实施方式的端功率传输(EPT)分组的结构。
参考图41,对应于报头值0x02的EPT分组可以指示认证过程需要的代码值。例如,当无线功率发送设备的认证失败时,无线功率接收设备可以设置EPT代码值以指示不同于0x0E中的现有代码值的代码值。通过发送新EPT代码值,无线功率接收设备可以消除功率传输。
图42示出了根据实施方式的扩展接收功率分组的结构。
参考图42,扩展接收功率分组是利用24位配置的,并且可以包括第一预留位、模式、接收功率值、第二预留位、停止以及ACK/NACK。即,扩展接收功率分组包括与无线功率发送设备的FOD有关的接收功率值,并且包括ACK/NACK或继续/停止中的至少一者。
例如,停止是利用1位配置的,并且当其值为‘1’b时,无线功率发送设备停止分组的发送,而当其值为‘0’b时,无线功率发送设备发送序列的下一分组(即,继续发送)。这里,为了使无线功率接收设备快速调整无线功率发送设备的操作点,当有必要通过短的时段发送CEP时或者当接收到所有响应分组时,无线功率接收设备可以将停止设置为1,以强制无线功率发送设备在下一序列中暂停分组的发送。
ACK/NACK是利用例如4位配置的,并且当其值为‘0000’b时,该值可以指示ACK,而当其值为‘1111’b时,该值可以指示NACK。ACK表示无线功率接收设备在没有错误的情况下成功接收到分组,NACK表示无线功率接收设备由于分组接收错误的出现而向无线功率发送设备请求重新发送分组。
2)无线功率发送设备对无线功率接收设备的认证(PTx对PRx的认证)
当无线功率发送设备是认证发起方时,无线功率接收设备变为认证响应方。替代地,无线功率接收设备可以利用(认证)目标设备表示。作为认证发起方,无线功率发送设备向无线功率接收设备发送无线功率接收设备的认证所需要的消息(或分组),作为请求的消息(或分组)。作为认证响应方,无线功率接收设备向无线功率发送设备发送利用若干分组的序列配置的认证响应消息。这一系列消息的发送和接收处理可以由较低级别的分组发送协议来定义。
图43示出了根据实施方式的从较低级别角度看的无线功率接收设备和发送设备之间的分组的发送和接收序列。图43示出了当无线功率发送设备向无线功率接收设备发送GET_CERTIFICATE时,无线功率接收设备向无线功率发送设备发送认证响应分组(CERTIFICATE)的处理。
参考图43,在发送序列的每个分组后,无线功率接收设备等待来自无线功率发送设备的ACK/NACK(位模式响应)的发送。位响应时间例如可以为40ms。无线功率发送设备和/或接收设备可以重复下面的过程直到发送序列的所有分组。在认证响应分组之间,无线功率接收设备可以发送CEP和/或RPP。
>如果无线功率接收设备接收到‘ACK’,则无线功率接收设备发送下一分组。例如,对于分组1,当无线功率接收设备接收到ACK时,则无线功率接收设备在下一发送定时发送分组2。
>如果无线功率接收设备接收到‘NACK’,则无线功率接收设备重复发送前一分组。
(2)用于较低级别的数据事务的协议
下面,将描述数据事务协议。对于较低级别的数据事务,本实施方式可以考虑四个规则。
规则1是无线功率接收设备作为主设备操作。当无线功率接收设备作为主设备进行操作并且无线功率发送设备作为从设备进行操作时,无线功率接收设备确定何时允许无线功率发送设备的通信。
无线功率接收设备可以发送数据流开始(SOD)ADT_CTRL分组以查询是否存在无线功率发送设备将发送的数据流。替代地,为了向无线功率发送设备轮询是否存在无线功率发送设备将发送的分组,无线功率接收设备可以发送其中请求被设置为‘0xFF’的一般请求分组(GPR)。
规则2是通信错误控制。无线功率接收设备或发送设备可以重写ADT分组直到接收到ACK。另外,当没有出现通信错误时,发送“ACK”ADT_CTRL分组,并且当检测到通信错误时,发送“NACK”ADT_CTRL分组。
规则3是数据流的同步。为了同步,每当发送新数据分组时,可以切换ADT数据分组的报头。
规则4是标记数据流的终点或标记数据流的终点和起点。具体地,数据流开始(SOD)ADT_CTRL分组可以被添加到数据流的起点。替代地,数据流结束(EOD)ADT_CTRL分组可以被添加到数据流的终点。这里,当数据流的长度大于1个分组时,可以添加SOD和EOD。
可以如下定义基于上述规则的数据传输和分组结构。
1)用于认证的较低级别的数据传输和分组结构
下面,将详细描述用于认证的低级别数据传输和分组结构。低级别数据传输的两种设计方法包括专用映射法和通用位管法。通用位管法的优点在于,通用位管法提供了应用不可知数据发送并且除了用于认证以外,还可以在将来用于其他应用。
对于基于通用位管的低级别数据传输的设计要求是i)最小化高级别和低级别之间的交互,iii)确保错误恢复和同步的低级别数据传输。对于i),较高级别对数据流进行编码以将数据流推到较低级别(写入),并且对从低级别提供的数据流进行解码(读取)。另外,较低级别使用多个辅助数据传输(ADT)数据分组写入或读取数据流(写入/读取)。对于ii),简单且鲁棒的通信错误恢复机制包括重新写入ADT分组直到无线功率发送设备或接收设备接收到ACK的操作以及重新读取ADT分组直到不存在通信错误的操作。另外,无线功率发送设备和接收设备之间的数据流的简单同步包括当传输新ADT数据分组时切换数据分组的报头的操作。
图44示出了根据实施方式的数据传输。图44示出了更新传输数据(UDT)。
参考图44,UDT用于携带更新数据。更新数据包括一些数据分组。例如,更新数据可以包括控制错误分组(CEP)、可选地包括ACK或NACK的接收功率分组(RPP)、辅助数据传输(ADT)、充电状态分组(CSP)、专用分组、可选地包括ACK或NACK的再协商(RNG)分组以及预留分组(无线功率发送设备应该对预留位有弹性)。
ADT是用于较高级别应用的低级别数据分组或传输,并且包括与无线功率发送设备的能力分组相同的逻辑层分组。
图45示出了根据另一实施方式的数据传输。图45示出了辅助数据传输(ADT)。
参考图45,ADT包括无线功率接收设备的ADT(ADT_PRx)和无线功率发送设备的ADT(ADT_PTx)。
无线功率接收设备的ADT携带来自无线功率接收设备的数据、响应(例如,ACK、NACK、RFA)分组或者控制分组。
无线功率发送设备的ADT携带来自无线功率发送设备的数据、响应(例如,ACK、NACK、RFA)分组、控制分组或ACK/NACK/RFA位模式响应。
作为示例,ADT分组的报头可以指示用于较高级别应用的较低级别数据分组(例如,无线功率接收设备的低级别数据分组和无线功率发送设备的低级别数据分组)。较高级别应用例如可以包括认证过程、专用信息交换、固件更新以及无线功率发送设备的功率能力控制。
作为另一示例,ADT分组的报头可以指示逻辑层数据分组(例如,无线功率接收设备的分组或无线功率发送设备的分组)。作为另一示例,ADT分组的报头可以包括控制分组。
作为另一示例,ADT分组的报头可以指示ADT数据分组,并且在这种情况下,ADT数据分组的报头可以包括多种类型的报头(例如,诸如报头A和报头B这样的两个类型的报头)。每当发送新ADT数据分组时,ADT数据分组的报头被切换为A->B或B->A,因此可以实现数据流的同步。
作为另一示例,ADT分组的报头可以指示ADT控制分组,并且在这种情况下,ADT分组的报头可以包括单个类型的报头。
下面,将描述作为低级别数据传输的ADT分组结构。如上所述,ADT由无线功率接收设备的ADT(ADT_PRx)和无线功率发送设备的ADT(ADT_PTx)的配对组成,并且将首先描述无线功率接收设备的ADT(ADT_PRx)。
图46示出了根据实施方式的无线功率接收设备的ADT数据分组(ADT_PRx数据分组)的结构。
参考图46,ADT数据分组例如包括(n+1)字节的有效载荷,并且每个有效载荷可以对应于多个报头类型中的任意一种。表10表示ADT数据分组的报头和有效载荷大小(当n=15,最多16个字节)之间的对应关系。
[表10]
参考表10,当特定字节的有效载荷被包括在ADT数据分组中并被发送时,可以使用报头A或报头B。有效载荷大小可以为1字节至16字节。当发送新数据分组并重新发送紧接着的前一ADT数据分组时,无线功率接收设备和无线功率发送设备具体承诺报头值的模式以追求它们之间的同步。例如,在无线功率接收设备向ADT数据分组发送1字节的有效载荷的情况下,当无线功率接收设备发送新ADT数据分组时,无线功率接收设备将报头值从报头A(=0x1C)切换为报头B(=0x1D)或者从报头B(=0x1D)切换为报头A(=0x1C),并且当无线功率接收设备重新发送紧接着的前一ADT数据分组时,无线功率接收设备可以保持紧接着的前一报头值。重新发送紧接着的前一ADT数据分组的情况可以是当无线功率接收设备从无线功率发送设备接收到NACK响应时或者当无线功率接收设备发现无线功率发送设备的解码错误时。
图47示出了根据实施方式的无线功率接收设备的ADT响应分组(ADT_PRx响应分组)的结构。
参考图47,无线功率接收设备的ADT响应分组是利用例如1字节配置的,并且其值可以指示ACK、NACK和RFA。表11表示ADT响应分组的有效载荷值及其指示内容之间的对应关系。
[表11]
有效载荷 | 指示内容 |
‘11111111'b | ACK |
‘00000000'b | NACK |
‘00110011'b | RFA |
在表11中,当有效载荷值为‘11111111’b时,有效载荷值表示无线功率接收设备成功接收并解码了由无线功率发送设备在紧接着的前一ADT发送的ADT数据分组(ACK)。当有效载荷值为‘00000000’b时,有效载荷值表示无线功率接收设备未能接收并解码由无线功率发送设备在紧接着的前一ADT发送的ADT数据分组(NACK)。在这种情况下,无线功率发送设备在当前ADT重新发送紧接着的前一ADT数据分组,并且在这种情况下,ADT数据分组的报头具有对应于紧接着的前一数据分组的重新发送的值(例如,0x1C)。当有效载荷值为‘00110011’b时,有效载荷值表示无线功率接收设备向无线功率发送设备请求发送响应数据(RFA)。在表11在,有效载荷值及其指示内容是示例,并且作为对应于每个指示内容的有效载荷值,可以使用不同的值,这些值对应于本发明的技术范围。
无线功率接收设备的ADT控制分组结构可以与图47的相同。
图48示出了根据实施方式的无线功率接收设备的ADT控制分组(ADT_PRx控制分组)的结构。
参考图48,无线功率接收设备的ADT控制分组是利用例如1字节配置的,并且其值可以指示ACK、NACK、SOD以及EOD。表12表示ADT控制分组的有效载荷值及其指示内容之间的对应关系。
[表12]
有效载荷值 | 指示内容 |
‘11111111'b | ACK |
‘00000000'b | NACK |
‘00110011'b | SOD |
‘11001100'b | EOD |
在表12中,当有效载荷值为‘11111111’b时,有效载荷值表示无线功率接收设备在紧接着的前一ADT成功接收并解码了由无线功率发送设备发送的ADT数据分组(ACK)。当有效载荷值为‘00000000’b时,有效载荷值表示无线功率接收设备在紧接着的前一ADT未能接收并解码由无线功率发送设备发送的ADT数据分组(NACK)。在这种情况下,无线功率发送设备在当前ADT重新发送紧接着的前一ADT数据分组,并且在这种情况下,ADT数据分组的报头具有对应于紧接着的前一数据分组的重新发送的值(例如,0x1C)。当有效载荷值为‘00110011’b时,有效载荷值表示请求ADT数据流的开始(SOD)。当有效载荷值为‘11001100’b时,有效载荷值表示ADT数据流的结束(EOD)。
在表12中,有效载荷值及其指示内容是示例,并且作为对应于每个指示内容的有效载荷值,可以使用不同的值,这些值对应于本发明的技术范围。
下面,将描述无线功率发送设备的ADT(ADT_PTx)。
图49示出了根据实施方式的无线功率发送设备的ADT数据分组(ADT_PTx数据分组)的结构。
参考图49,ADT数据分组例如包括(n+1)字节的有效载荷,并且每个有效载荷可以对应于多个报头类型中的任一个。表13表示ADT数据分组的报头和有效载荷大小之间的对应关系(当n=3时,最多4字节)。
[表13]
参考表13,当特定字节的有效载荷被包括在ADT数据分组中并进行发送时,可以使用报头A或报头B。有效载荷大小可以为1至4字节。无线功率发送设备和无线功率接收设备可以在发送新ADT数据分组时并且在重新发送紧接着的前一ADT数据分组时,通过具体承诺报头值的模式来追求它们之间的同步。例如,在无线功率发送设备向ADT数据分组发送1字节的有效载荷的情况下,当发送新ADT数据分组时,无线功率发送设备可以将报头值从报头A(=0x1C)切换为报头B(=0x1D)或者从报头B(=0x1D)切换为报头A(=0x1C),而当重新发送紧接着的前一ADT数据分组时,无线功率发送设备可以保持紧接着的前一报头值。重新发送紧接着的前一ADT数据分组的情形可以是当无线功率发送设备从无线功率接收设备接收到NACK响应时或者当无线功率发送设备发现无线功率接收设备的解码错误时。
图50示出了根据实施方式的无线功率发送设备的ADT响应分组(ADT_PTx响应分组)的结构。
参考图50,无线功率发送设备的ADT响应分组是利用例如1字节配置的,并且其值可以指示ACK、NACK和RFA。表14表示ADT响应分组的有效载荷值及其指示内容之间的对应关系。
[表14]
有效载荷值 | 指示内容 |
‘11111111'b | ACK |
‘00000000'b | NACK |
‘00110011'b | RFA |
在表14中,当有效载荷值为‘11111111’b时,有效载荷值表示无线功率发送设备在紧接着的前一ADT成功接收并解码了由无线功率接收设备发送的ADT数据分组(ACK)。当有效载荷值为‘00000000’b时,有效载荷值表示无线功率发送设备在紧接着的前一ADT未能接收并解码由无线功率接收设备发送的ADT数据分组(NACK)。在这种情况下,无线功率接收设备在当前ADT重新发送紧接着的前一ADT数据分组,并且在这种情况下,ADT数据分组的报头具有对应于紧接着的前一数据分组的重新发送的值(例如,0x1C)。当有效载荷值为‘00110011’b时,有效载荷值表示无线功率发送设备请求无线功率接收设备提供ADT事务(RFA)。在表14中,有效载荷值及其指示内容是示例,并且作为对应于每个指示内容的有效载荷值,可以使用不同的值,这些值对应于本发明的技术范围。
图51示出了根据实施方式的无线功率发送设备的ADT响应/控制分组(ADT_PTx响应/控制分组)的结构。
参考图51,无线功率发送设备的ADT响应分组是利用例如1字节配置的,并且其值可以指示ACK和RFA。表15表示ADT响应分组的有效载荷值及其指示内容之间的对应关系。表15表示ADT响应分组的有效载荷值及其指示内容之间的对应关系。
[表15]
有效载荷值 | 指示内容 |
‘11111111'b | ACK |
‘00110011'b | RFA |
在表15中,当有效载荷值为‘11111111’b时,有效载荷值表示无线功率发送设备在紧接着的前一ADT成功接收并解码了由无线功率接收设备发送的ADT数据分组(ACK)。当有效载荷值为‘00110011’b时,有效载荷值表示无线功率发送设备请求向无线功率接收设备发送响应数据(RFA)。根据本发明,当无线功率发送设备在紧接着的前一ADT未能接收并解码由无线功率接收设备发送的ADT数据分组时,无线功率发送设备不发送单独的通信错误信号(NACK)。在表15中,有效载荷值及其指示内容是示例,并且作为对应于每个指示内容的有效载荷值,可以使用不同的值,这些值对应于本发明的技术范围。
图52示出了根据实施方式的无线功率发送设备的ADT控制分组(ADT_PTx控制分组)的结构。
参考图52,无线功率发送设备的ADT控制分组是利用例如1字节配置的,并且其值可以指示ACK、NACK、SOD和EOD。表16表示ADT控制分组的有效载荷值及其指示内容之间的对应关系。
[表16]
有效载荷值 | 指示内容 |
‘11111111'b | ACK |
‘00000000'b | NACK |
‘00110011'b | SOD |
‘11001100'b | EOD |
在表16中,当有效载荷值为‘11111111’b时,有效载荷值表示无线功率发送设备在紧接着的前一ADT成功接收并解码了由无线功率接收设备发送的ADT数据分组(ACK)。当有效载荷值为‘00000000’b时,有效载荷值表示无线功率发送设备在紧接着的前一ADT未能接收并解码由无线功率接收设备发送的ADT数据分组(NACK)。在这种情况下,无线功率接收设备在当前ADT中重新发送紧接着的前一ADT数据分组,并且在这种情况下,ADT数据分组的报头具有对应于紧接着的前一数据分组的重新发送的值(例如,0x1C)。当有效载荷值为‘00110011’b时,有效载荷值表示请求ADT数据流的开始(SOD)。当有效载荷值为‘11001100’b时,有效载荷值表示ADT数据流的结束(EOD)。在表16中,有效载荷值和指示内容是示例,并且作为对应于每个指示内容的有效载荷值,可以使用不同的值,这些值对应于本发明的技术范围。
下面的描述公开了基于与上述ADT相同的低级别的分组结构和数据传输实现认证序列的实施方式。
2)用于认证的较低级别的数据事务序列(基于ADT)
图53是示出根据实施方式的有关ADT数据分组写入的状态机的示图。
参考图53,发送侧和/或接收侧根据规则3执行数据流的同步,如图53所示。即,每当新ADT数据分组[n]被发送以用于同步时,可以切换ADT数据分组[n]的报头。ADT分组[n]的报头可以指示ADT数据分组,并且在这种情况下,ADT数据分组的报头可以包括多种类型的报头(例如,报头A和报头B这两种类型的报头)。每当新ADT数据分组被成功发送时(ACK),ADT数据分组的报头被切换为A->B或B->A,因此可以实现数据流的同步。当无线功率接收设备从无线功率发送设备接收到NACK响应时或者当无线功率接收设备发现无线功率发送设备的解码错误时,无线功率接收设备重新发送紧接着的前一ADT数据分组,并且在这种情况下,可以保持紧接着的前一报头值。
2-1)无线功率接收设备对无线功率发送设备的认证(PRx对PTx的认证)
作为基于ADT的低级别认证序列,将首先描述无线功率接收设备对无线功率发送设备的认证(PRx=发起方/PTx=响应方)。
图54示出了根据实施方式的当交换ADT数据分组时无线功率发送设备和无线功率接收设备的高级别和低级别的发送序列。
参考图54,H_A表示A-类型报头,H_B表示B-类型报头。在无线功率接收设备(发送方)中,当较高级别的数据1被发送到较低级别并且与报头A一起被发送到无线功率发送设备时,无线功率发送设备的较低级别将数据1发送到较高级别。当数据1的接收成功时,无线功率发送设备向无线功率接收设备发送数据1的ACK。无线功率接收设备将新数据2从较高级别传输到较低级别,并且将新数据2与报头B一起发送给无线功率发送设备,在这种情况下,当无线功率发送设备未成功接收到数据2时,无线功率发送设备向无线功率接收设备发送NACK。由于无线功率接收设备接收到了NACK,所以无线功率接收设备将数据2与紧接着的前一报头B一起重新发送。这样,无线功率接收设备和无线功率发送设备可以获得同步,并且实现简单且鲁棒的错误恢复和同步机制。
图55示出了根据另一实施方式当交换ADT数据分组时无线功率发送设备和无线功率接收设备的高级别和低级别的传输序列。这里,无线功率接收设备是认证发起方,无线功率发送设备是认证响应方。无线功率接收设备和发送设备之间的ADT数据分组交换根据以上的(1)低级别认证序列和(2)较低级别数据事务协议来执行。
参考图55,无线功率接收设备在高级别生成M字节的CHALLENGE消息,以将CHALLENGE消息传输给较低级别,并且较低级别在ADT数据分组(或传输)中加载CHALLENGE消息,并向无线功率发送设备发送ADT数据分组(或传输)。
根据低级别认证序列的CHALLENGE消息的ADT数据分组可以发送若干次,并且当根据规则2发送ADT数据分组若干次时,无线功率发送设备在较低级别向无线功率接收设备发送关于每轮ADT数据分组的ACK/NACK,并向较高级别传输ADT数据分组。当CHALLENGE消息(高级别角度)或者CHALLENGE消息的ADT数据分组(较低级别角度)的发送通过这一系列处理完成时,无线功率接收设备根据规则4向CHALLENGE消息的ADT数据分组的末尾添加EOD以通知发送的完成。
无线功率接收设备询问是否有数据流要由无线功率发送设备发送,该无线功率发送设备是根据规则1的从设备。为此,无线功率接收设备可以发送SOD。在这种请况下,无线功率接收设备可以重复发送SOD,直到无线功率发送设备用数据分组进行响应或发生超时。当无线功率发送设备接收到SOD时,无线功率发送设备在高级别生成N字节的CHALLENGE_AUTH_RESPONSE以将CHALLENGE_AUTH_RESPONSE发送到较低级别,并且较低级别在ADT数据分组(或传输)中加载CHALLENGE_AUTH_RESPONSE,并将ADT数据分组(或传输)发送给无线功率接收设备。
CHALLENGE_AUTH_RESPONSE消息的ADT数据分组可以根据低级别认证序列发送若干次,并且当根据规则2发送ADT数据分组若干次时,无线功率接收设备在较低级别向无线功率发送设备发送关于每轮ADT数据分组的ACK/NACK,并且向高级别传输ADT数据分组。当CHALLENGE_AUTH_RESPONSE消息(高级别角度)或CHALLENGE_AUTH_RESPONSE消息的ADT数据分组(较低级别角度)的发送通过这一系列处理完成时,无线功率发送设备根据规则4向CHALLENGE_AUTH_RESPONSE消息的ADT数据分组的末尾添加EOD,以通知发送的完成。
图56示出了根据另一实施方式的当交换ADT数据分组时无线功率发送设备和无线功率接收设备的高级别和低级别的发送序列。
图56的实施方式与图55的实施方式的不同之处在于:严格根据规则4添加SOD和EOD,并且在发送每个ADT数据分组时根据规则1使用一般请求分组而不是SOD进行查询(或轮询)。
图57示出了根据实施方式的认证请求消息的ADT数据分组的交换序列。
参考图57,当准备好用于认证消息的位流(即,35字节)时,无线功率接收设备在低级别发送包括报头(即,1字节)和有效载荷(即,34字节)的ADT数据分组。这里,认证消息例如可以是从无线功率接收设备发送给无线功率发送设备的CHALLENGE消息。
由于可以发送最多16字节的ADT数据分组,所以35字节的认证消息被划分为16字节的第零ADT数据分组(ADT_PRx(0))、16字节的第一ADT数据分组(ADT_PRx(1))以及3字节的第二ADT数据分组(ADT_PRx(2))并进行发送。
首先,在第一行,在成功发送第零ADT数据分组(ADT_PRx(0))后,无线功率接收设备接收到ACK,但是未能发送第一ADT数据分组(ADT_PRx(1))并且接收到NACK。然后,在第二行,无线功率接收设备重新发送第一ADT数据分组(ADT_PRx(1)),但是未能接收到其响应(ACK或NACK)并且发送NACK。因此,当无线功率发送设备用ACK进行响应时,确定第一ADT数据分组(ADT_PRx(1))的重新发送成功,因此无线功率接收设备成功发送剩余的3字节的第二ADT数据分组(ADT_PRx(2))并接收到ACK。因此,无线功率接收设备成功发送EOD并接收到ACK,从而结束认证消息的发送。
图58示出了根据另一实施方式的认证请求消息的ADT数据分组的交换序列。图58的实施方式与图57的实施方式的不同之处在于,当无线功率接收设备将总共35字节的认证消息划分为16字节的第零ADT数据分组(ADT_PRx(0))、16字节的第一ADT数据分组(ADT_PRx(1))以及3字节的第二ADT数据分组(ADT_PRx(2))并进行发送时,无线功率接收设备根据规则3切换每个ADT数据分组的报头(报头A<->报头B),但是当无线功率接收设备重新发送ADT数据分组时,无线功率接收设备执行简化的同步并且通过均等地使用以前使用的报头(图58中的报头B)来指示重新发送。
图59示出了根据另一实施方式的认证请求消息的ADT数据分组的交换序列。图59的实施方式与图58的实施方式的相同之处在于:当无线功率接收设备将总共35字节的认证消息划分为16字节的第零ADT数据分组(ADT_PRx(0))、16字节的第一ADT数据分组(ADT_PRx(1))以及3字节的第二ADT数据分组(ADT_PRx(2))并进行发送时,无线功率接收设备根据规则3切换每个ADT数据分组的报头(报头A<->报头B),但是图59的实施方式与图58的实施方式的不同之处在于无线功率接收设备在发起ADT数据分组的发送时添加SOD。
图60示出了根据另一实施方式的认证请求消息的ADT数据分组的交换顺序。图60的实施方式与图58的实施方式的不同在于:当无线功率接收设备将总共35字节的认证消息划分为16字节的第零ADT数据分组(ADT_PRx(0))、16字节的第一ADT数据分组(ADT_PRx(1))以及3字节的第二ADT数据分组(ADT_PRx(2))并进行发送时,如果第二ADT数据分组(ADT_PRx(2))的发送失败,则不应该切换报头,但是在切换报头的状态中,发生第二ADT数据分组(ADT_PRx(2))的重新发送。这里,可以替代无线功率发送设备的ADT响应分组而使用位模式响应,从而可以减少ADT交换时间。
图61示出了根据另一实施方式的认证请求消息的ADT数据分组的交换序列。图61的实施方式描述了以下场景,即当无线功率接收设备将总共35字节的认证消息划分为16字节的第零ADT数据分组(ADT_PRx(0))、16字节的第一ADT数据分组(ADT_PRx(1))以及3字节的第二ADT数据分组(ADT_PRx(2))并进行发送时,第零ADT数据分组(ADT_PRx(0))和16字节的第一ADT数据分组(ADT_PRx(1))的发送成功,但是对第二ADT数据分组(ADT_PRx(2))的发送没有响应,所以发送失败。
图62示出了根据实施方式的认证请求消息的ADT数据分组的交换序列。
返回图62,准备好用于认证响应消息的位流(即,99字节)。认证响应消息例如可以是从无线功率发送设备发送给无线功率接收设备的CHALLENGE_AUTH_RESPONSE消息。
当使用PTx->PRx方向的通信协议(即,FSK)时,可以发送多达4字节的ADT数据分组,因此99字节的认证响应消息被划分为4字节的第零ADT数据分组(ADT_PTx(0))、4字节的第一ADT数据分组(ADT_PTx(1))、...、4字节的第二十三ADT数据分组(ADT_PTx(23))以及3字节的第二十四ADT数据分组(ADT_PTx(24))并进行发送。
首先,当无线功率接收设备向无线功率发送设备发送SOD用于轮询时,在成功发送第零ADT数据分组(ADT_PTx(0))后,无线功率发送设备接收到ACK。但是,无线功率发送设备未能发送第一ADT数据分组(ADT_PTx(1))并接收到NACK。然后,无线功率发送设备重新发送第一数据分组ADT(ADT_PTx(1)),但是未能接收到其ACK并发送NACK。然后,当无线功率接收设备用ACK进行响应时,确定第一ADT数据分组(ADT_PTx(1))的重新发送成功,因此无线功率发送设备发送第二ADT数据分组(ADT_PTx(2))。在重复ADT分组发送序列后,无线功率发送设备成功发送最后剩余的3字节的第二十四ADT数据分组(ADT_PTx(24))并且接收到ACK。因此,无线功率发送设备成功发送EOD并接收到ACK,从而结束认证响应消息的发送。
图63示出了根据另一实施方式的认证请求消息的ADT数据分组的交换序列。图63的实施方式与图62的实施方式的不同在于,当无线功率发送设备将总共99字节的认证消息划分为4字节的第零ADT数据分组(ADT_PRx(0))、4字节的第一ADT数据分组(ADT_PRx(1))、...、4字节的第二十三ADT数据分组(ADT_PTx(23))以及3字节的第二十四ADT数据分组(ADT_PTx(24))并进行发送时,无线功率发送设备根据规则3切换每个ADT数据分组的报头(报头A<->报头B),但是当无线功率发送设备执行第一ADT数据分组的重新发送时,无线功率发送设备均等地使用以前使用的报头(图62中的报头B),从而执行简化的同步并指示重新发送。
图64示出了根据另一实施方式的认证请求消息的ADT数据分组的交换序列。图64的实施方式与图63的实施方式的相同之处在于,当无线功率发送设备将总共99字节的认证消息划分为4字节的第零ADT数据分组(ADT_PRx(0))、4字节的第一ADT数据分组(ADT_PRx(1))、...、4字节的第二十三ADT数据分组(ADT_PTx(23))以及3字节的第二十四ADT数据分组(ADT_PTx(24))并进行发送时,无线功率接收设备根据规则3切换每个ADT数据分组的报头(报头A<->报头B),但是图64的实施方式与图63的实施方式的不同在于,无线功率接收设备在轮询无线功率发送设备时使用GRP,并且无线功率发送设备用SOD进行响应并且开始ADT数据分组的发送。
图65示出了根据另一实施方式的认证响应消息的ADT数据分组的交换序列。图65的实施方式与图64的实施方式的不同在于,当无线功率发送设备将总共99字节的认证消息划分为4字节的第零ADT数据分组(ADT_PRx(0))、4字节的第一ADT数据分组(ADT_PRx(1))、...、4字节的第二十三ADT数据分组(ADT_PTx(23))以及3字节的第二十四ADT数据分组(ADT_PTx(24))并进行发送时,如果无线功率接收设备未能发送第一ADT数据分组(ADT_PRx(1)),则不应该切换报头,但是在切换报头的状态中,发生第一数据分组ADT(ADT_PTx(1))的重新发送。
图66示出了根据另一实施方式的认证响应消息的ADT数据分组的交换序列。图66的实施方式描述了以下场景,即当无线功率发送设备将总共99字节的认证消息划分为4字节的第零ADT数据分组(ADT_PRx(0))、4字节的第一ADT数据分组(ADT_PRx(1))、...、4字节的第二十三ADT数据分组(ADT_PTx(23))以及3字节的第二十四ADT数据分组(ADT_PTx(24))并进行发送时,第零ADT数据分组(ADT_PRx(0))的发送成功,但是没有对于第一ADT数据分组(ADT_PRx(1))的响应,因此发送失败。
2-2)无线功率发送设备对无线功率接收设备的认证(PTx对PRx的认证)
作为基于ADT的低级别认证序列,将描述无线功率发送设备对无线功率接收设备的认证(PTx=发起方/PRx=响应方)。当遵循规则1时,无线功率发送设备是从设备,因此当基于无线功率发送设备的能力分组中的AI位确定无线功率发送设备作为认证发起方进行操作时,无线功率接收设备应该向无线功率发送设备提供ADT。
图67示出了根据实施方式的在交换ADT数据分组时无线功率发送设备和无线功率接收设备的高级别和低级别的发送序列。这里,无线功率发送设备是认证发起方,无线功率接收设备是认证响应方。无线功率接收设备和发送设备之间的ADT数据分组交换根据以上的(1)低级别认证序列和(2)较低级别数据事务协议来执行。
参考图67,通过由无线功率接收设备提供的SOD对无线功率发送设备进行轮询,以在高级别生成M字节的CHALLENGE消息并将CHALLENGE消息传输到低级别,并且低级别在ADT数据分组(或传输)中加载CHALLENGE消息并且将ADT数据分组(或传输)发送给无线功率接收设备。在这种情况下,无线功率接收设备可以重复发送SOD直到无线功率发送设备用ADT数据分组进行响应或者发生超时。
根据低级别认证序列的CHALLENGE消息的ADT数据分组可以发送若干次,并且在ADT数据分组根据规则2发送若干次时,无线功率接收设备在较低级别向无线功率发送设备发送每轮ADT数据分组的ACK/NACK并且向较高级别传输ADT数据分组。当CHALLENGE消息(较高级别角度)或CHALLENGE消息的ADT数据分组(较低级别角度)的发送通过这一系列处理完成时,无线功率发送设备根据规则4向CHALLENGE消息上的ADT数据分组的末尾添加EOD以通知发送的完成。
由于无线功率接收设备根据规则1作为主设备进行操作,所以无线功率接收设备在不对将要发送的CHALLENGE_AUTH_RESPONSE消息进行单独轮询的条件下在较高级别生成N字节的CHALLENGE消息并将CHALLENGE消息传输到较低级别,并且较低级别在ADT数据分组(或传输)中加载CHALLENGE消息并向无线功率发送设备发送ADT数据分组(或传输)。
根据低级别认证序列的CHALLENGE_AUTH_RESPONSE消息的ADT数据分组可以发送若干次,并且当ADT数据分组根据规则2发送若干次时,无线功率发送设备在较低级别向无线功率接收设备发送每轮ADT数据分组的ACK/NACK,并且将ADT数据分组传输到较高级别。当CHALLENGE_AUTH_RESPONSE消息(高级别角度)或CHALLENGE_AUTH_RESPONSE消息的ADT数据分组(较低级别角度)的发送通过这一系列处理完成时,无线功率接收设备根据规则4向CHALLENGE_AUTH_RESPONSE消息的ADT数据分组的末尾添加EOD,以通知发送的完成。
图68示出了根据另一实施方式的在交换ADT数据分组时无线功率发送设备和无线功率接收设备的高级别和低级别的发送序列。
图68的实施方式在发送每个ADT数据分组时严格根据规则4添加SOD和EOD,但是与图67的实施方式的不同在于无线功率接收设备根据规则1使用一般请求分组(GRP)而不不是SOD来进行查询(或轮询)。
图69示出了根据实施方式的认证请求消息的ADT数据分组的交换序列。
参考图69,当准备好用于认证请求消息的位流(即,35字节)时,无线功率发送设备等待在较低级别发送包括报头(即,1字节)和有效载荷(即,34字节)的ADT数据分组。这里,认证请求消息例如可以是CHALLENGE消息。
在这种情况下,无线功率接收设备执行用于确定是否有数据要从无线功率发送设备发送的轮询操作,并且为此,无线功率接收设备重复发送SOD直到无线功率发送设备进行响应或者发生超时。
当无线功率发送设备通过SOD接收到发送认证请求消息的机会时,无线功率发送设备发起ADT数据分组的发送。当使用PTx->PRx方向的通信协议(FSK)时,可以发送多达4个字节的ADT数据分组,因此35字节的认证消息被划分为4字节的第零ADT数据分组(ADT_PRx(0))、4字节的第一ADT数据分组(ADT_PTx(1))、...、4字节的第七ADT数据分组(ADT_PTx(7))以及3字节的第八ADT数据分组(ADT_PTx(8))并进行发送。
首先,在成功发送第零ADT数据分组(ADT_PTx(0))后,无线功率发送设备接收到ACK,但是无线功率发送设备未能发送第一ADT数据分组(ADT_PTx(1))并且接收到NACK。然后,无线功率发送设备重新发送第一数据分组ADT(ADT_PTx(1)),但是无线功率发送设备未能接收其ACK响应并发送NACK。当无线功率接收设备利用ACK进行响应时,确定第一ADT数据分组(ADT_PTx(1))的重新发送成功,因此无线功率发送设备发送下一第二ADT数据分组(ADT_PTx(2))。当直到最后一个ADT数据分组的所有ADT数据分组的发送完成时,无线功率发送设备成功发送EOD并接收到ACK,从而结束认证请求消息的发送。
图70示出了根据另一实施方式的认证请求消息的ADT数据分组的交换序列。图70的实施方式与图69的实施方式的不同在于,当无线功率发送设备将总共35字节的认证请求消息划分为4字节的第零ADT数据分组(ADT_PTx(0))、4字节的第一ADT数据分组(ADT_PTx(1))、...、4字节的第七ADT数据分组(ADT_PTx(7))以及3字节的第八ADT数据分组(ADT_PTx(8))并进行发送时,无线功率发送设备根据规则3切换每个ADT数据分组的报头(报头A<->B),但是当无线功率发送设备执行ADT数据分组的重新发送时,无线功率发送设备均等地使用以前使用的报头(图58中的报头B),从而执行简化的同步并指示重新发送。
图71示出了根据另一实施方式的认证请求消息的ADT数据分组的交换序列。图71的实施方式与图70的实施方式的相同之处在于,当无线功率发送设备将总共35字节的认证请求消息划分为4字节的第零ADT数据分组(ADT_PTx(0))、4字节的第一ADT数据分组(ADT_PTx(1))、...、4字节的第七ADT数据分组(ADT_PTx(7))以及3字节的第八ADT数据分组(ADT_PTx(8))并进行发送时,无线功率发送设备根据规则3切换每个ADT分组数据的报头(报头A<->B),但是图71的实施方式与图70的实施方式的不同在于,无线功率接收设备在轮询无线功率发送设备时使用GRP,并且无线功率发送设备利用SOD进行响应,因此开始ADT分组数据的发送。
图72示出了根据另一实施方式的认证请求消息的ADT数据分组的交换序列。图72的实施方式与图71的实施方式的不同在于,当无线功率发送设备将总共35字节的认证请求消息划分为4字节的第零ADT数据分组(ADT_PTx(0))、4字节的第一ADT数据分组(ADT_PTx(1))、...、4字节的第七ADT数据分组(ADT_PTx(7))以及3字节的第八ADT数据分组(ADT_PTx(8))并进行发送时,无线功率发送设备接收到RPP并且以模式0发送RFA位模式以获取ADT数据分组的发送机会。另外,图72的实施方式与图71的实施方式的不同在于,当第一ADT数据分组(ADT_PTx(1))的发送失败时,不应该切换报头,但是在切换报头的状态中,进行第一ADT数据分组(ADT_Px(1))的重新发送。
图73示出了根据另一实施方式的认证请求消息的ADT数据分组的交换序列。图73的实施方式描述了以下场景,即当无线功率发送设备将总共35字节的认证请求消息划分为4字节的第零ADT数据分组(ADT_PTx(0))、4字节的第一ADT数据分组(ADT_PTx(1))、...、4字节的第七ADT数据分组(ADT_PTx(7))以及3字节的第八ADT数据分组(ADT_PTx(8))并进行发送时,第零ADT数据分组(ADT_PTx(0))的发送成功,但是不存在对于第一ADT数据分组(ADT_PTx(1))的响应,因此发送失败。
图74示出了根据实施方式的认证请求消息的ADT数据分组的交换序列。
参考图74,当准备好认证响应消息的位流(即,99字节)时,无线功率接收设备在低级别发送包括报头(即,1字节)和有效载荷(即,34字节)的ADT数据分组。这里,认证响应消息例如可以是CHALLENGE_AUTH_RESPONSE消息。
在成功发送第零ADT数据分组(ADT_PRx(0))之后,无线功率接收设备接收到ACK。但是,无线功率接收设备未能发送第一ADT数据分组(ADT_PRx(1)),并接收到NACK。然后,无线功率接收设备重新发送第一数据分组ADT(ADT_PRx(1)),但是未能接收到其ACK并发送NACK。当无线功率发送设备利用ACK进行响应时,确定第一ADT数据分组(ADT_PRx(1))的重新发送成功,因此无线功率接收设备发送第二ADT数据分组(ADT_PRx(2))。在重复这种ADT分组发送序列后,无线功率发送设备成功发送最后剩下的ADT数据分组(ADT_PRx)然后接收ACK。然后,无线功率接收设备成功发送EOD并接收ACK,从而结束认证响应消息的发送。
图75示出了根据另一实施方式的认证请求消息的ADT数据分组的交换序列。图75的实施方式与图74的实施方式的不同在于,当无线功率接收设备将总共99字节的认证响应消息划分为16字节的第零ADT数据分组(ADT_PRx(0))、16字节的第一ADT数据分组(ADT_PRx(1))、...、16字节的第五ADT数据分组(ADT_PRx(5))以及3字节的第六ADT数据分组(ADT_PRx(6))并进行发送时,无线功率接收设备根据规则3切换每个ADT数据分组的报头(报头A<->B),并且在重新发送第一ADT数据分组时,无线功率接收设备均等地使用以前使用的报头(图75中的报头B),从而执行简化的同步并且指示重新发送。
图76示出了根据另一实施方式的认证请求消息的ADT数据分组的交换序列。图76的实施方式与图75的实施方式的不同在于,当无线功率接收设备将总共99字节的认证响应消息划分为16字节的第零ADT数据分组(ADT_PRx(0))、16字节的第一ADT数据分组(ADT_PRx(1))、...、16字节的第五ADT数据分组(ADT_PRx(5))以及3字节的第六ADT数据分组(ADT_PRx(6))并进行发送时,如果第一ADT数据分组(ADT_PRx(1))的发送失败,则不应该切换报头,但是在切换报头的状态中,发生第一数据分组ADT(ADT_PRx(1))的重新发送。
图77示出了根据另一实施方式的认证请求消息的ADT数据分组的交换序列。图77的实施方式描述了以下场景,即当无线功率接收设备将总共99字节的认证响应消息划分为16字节的第零ADT数据分组(ADT_PRx(0))、16字节的第一ADT数据分组(ADT_PRx(1))、...16字节的第五ADT数据分组(ADT_PRx(5))以及3字节的第六ADT数据分组(ADT_PRx(6))并进行发送时,第零ADT数据分组(ADT_PRx(0))的发送成功,但是不存在对于第一ADT数据分组(ADT_PRx(1))的发送的响应,因此发送失败。
2-3)无线功率发送设备和无线功率接收设备之间的同时认证(PTx和PRx之间的同
时认证)
无线功率发送设备和无线功率接收设备二者可以同时作为认证发起方进行操作。
作为示例,无线功率发送设备可以发送包括认证相关分组的ADT,而不是包括针对从无线功率接收设备接收到的分组的ACK的ADT。在这种情况下,通过接收包括认证相关分组的ADT,可以认为无线功率接收设备隐含地接收到了ACK并且可以执行下面的操作,即,当无线功率发送设备发送包括数据(认证相关分组)的ADT时,即使无线功率接收设备接收到数据ADT而不是ACK,无线功率接收设备也可以确定紧接着之前发送给无线功率发送设备的ADT数据被成功发送。但是,当紧接着之前从无线功率接收设备接收到的ADT数据中出现通信错误时,无线功率发送设备可以发送NACK。包括认证相关分组的ADT还可以包括ACK。
作为另一示例,无线功率接收设备可以发送包括认证相关分组的ADT,而不是包括针对从无线功率发送设备接收到的分组的ACK的ADT。在这种情况下,通过接收包括认证相关分组的ADT,可以认为无线功率发送设备隐含地接收到了ACK并且可以执行以下操作。即,当无线功率接收设备发送包括数据(认证相关分组)的ADT时,即使无线功率发送设备接收到数据ADT而不是ACK,无线功率接收设备也可以确定紧接着之前发送给无线功率发送设备的ADT数据被成功发送。包括认证相关分组的ADT还可以包括ACK。
2-4)无线功率发送设备的通信开始协议
当无线功率发送设备基于规则1作为从设备进行操作时,通过执行定期的轮询,无线功率接收设备可以提供由无线功率发送设备发起的通信(PTx发起的通信)的机会。在这种情况下,无线功率发送设备的通信开始高度依赖于无线功率接收设备。通过定期轮询无线功率发送设备,无线功率接收设备可以确定无线功率发送设备是否有分组要发送。在这种情况下,可以使用图78的GRP。参考图78,例如,通过将一般请求分组设置为“0xFF”、“00”或“FF”,无线功率接收设备可以执行轮询。当无线功率发送设备接收到设置为“0xFF”、“00”或“FF”的GRP时,无线功率发送设备处于可以发送任意类型的想要发送的分组的状态。
作为进一步确保由无线功率发送设备发起的通信机会的另一方法,无线功率发送设备可以响应于无线功率接收设备的RPP(除了模式‘100’b以外)来发送通信请求(RFC)位模式。当无线功率接收设备接收到RFC响应时,无线功率接收设备在适用于其的定时使用GPR轮询无线功率发送设备。无线功率接收设备不会精确地知道由无线功率发送设备管理的目标功率值改变的时间点,并且可以通过无线功率发送设备的RFC响应来相对较好地保证无线功率发送设备的期望通信开始时间。
特别地,通过RFC响应进行的轮询可以用于由无线功率发送设备发起的功率管理(PTx发起的功率管理)。通过由无线功率发送设备发起的功率管理,无线功率发送设备可以通过考虑当前的外围充电条件来改变(增加或减小)目标功率。
图79示出了根据实施方式的由无线功率发送设备发起的功率管理的发送序列。
参考图79,无线功率发送设备响应于无线功率接收设备的RPP(模式0)来向无线功率接收设备发送包括RFC响应(位模式)的警报。无线功率接收设备向无线功率发送设备发送其中请求值被设置为“0xFF”的GRP。然后,无线功率发送设备向无线功率接收设备发送目标功率分组。无线功率接收设备可以根据改变后的目标功率控制操作模式。
6.与认证过程有关的应用
认证功能可以被用户设置为打开/关闭。例如,智能电话可以通过应用向用户显示认证功能的激活/去激活,并且从用户接收有关激活(打开)或去激活(关闭)的选择信息的输入以激活或去激活认证功能。
无线功率发送和接收设备可以提供非常方便的用户体验和接口(UX/UI)。即,可以提供智能无线充电服务。智能无线充电服务可以基于包括无线功率发送设备的智能电话的UX/UI来实现。对于这种应用,智能电话的处理器和无线充电接收机设备之间的接口允许无线功率发送设备和接收设备之间的“放下并玩耍”的双向通信。
作为示例,用户可以在酒店体验智能无线充电服务。当用户进入酒店房间并将智能电话放在房间中的无线充电器上时,无线充电器向智能电话发送无线功率,智能电话接收无线功率。在这个处理中,无线充电器向智能电话发送有关智能无线充电服务的信息。当智能电话检测到智能电话被放置在无线充电器上时,当智能电话检测到无线功率的接收时,或者当智能电话从无线充电器接收到有关智能无线充电服务的信息时,智能电话进入询问用户选择性加入附加特征的状态。为此,智能电话可以按照包括或不包括警告声的方式在屏幕上显示消息。消息的示例可以包括诸如“欢迎来到###酒店。选择‘是’激活智能充电功能:是/不,谢谢”这样的短语。智能电话接收用户的选择“是或不,谢谢”的输入,并且执行用户选择的下一过程。当“是”被选择时,智能电话向无线充电器发送信息。智能电话和无线充电器一起执行智能充电功能。
智能无线充电服务还可以包括自动填写的WiFi凭证的接收。例如,无线充电器向智能电话发送WiFi凭证,并且智能电话执行适当的应用以自动输入从无线充电器接收到的WiFi凭证。
智能无线充电服务还可以包括酒店应用的运行,该酒店应用提供远程入住/退房和联系信息的获取或酒店促销。
作为另一示例,用户可以在车辆中体验智能无线充电服务。当用户上车并且将智能电话放在无线充电器上时,无线充电器向智能电话发送无线功率,并且智能电话接收无线功率。在这个处理中,无线充电器向智能电话发送有关智能无线充电服务的信息。当智能电话检测到智能电话被放置在无线充电器上,检测到无线功率的接收,或者从无线充电器接收到有关智能无线充电服务的信息时,智能电话进入询问用户的身份的状态。
在该状态中,智能电话通过WiFi和/或蓝牙自动连接到车辆。智能电话可以按照包括或不包括警告声的方式在屏幕上显示消息。消息的示例可以包括诸如“欢迎使用车辆。选择‘是’以将设备与车内控件同步:是/不,谢谢”这样的短语。智能电话接收用户的选择“是或不,谢谢”的输入,并且执行用户选择的下一过程。当‘是’被选择时,智能电话向无线充电器发送信息。智能电话和无线充电器可以驱动车辆中的应用/显示软件以执行车辆中的智能控制功能和软件。用户可以享受流行音乐并确定常规地图位置。车辆中的应用/显示软件可以包括为过路人提供同步接入的能力。
作为另一示例,用户可以在家体验智能无线充电。当用户进入房间并且将智能电话放在房间中的无线充电器上时,无线充电器向智能电话发送无线功率,并且智能电话接收无线功率。在这个处理中,无线充电器向智能电话发送有关智能无线充电服务的信息。当智能电话检测到智能电话被放置在无线充电器上,检测到无线功率的接收或从无线充电器接收到有关智能无线充电服务的信息时,智能电话进入询问用户是否选择性加入附加特征的状态。为此,智能电话可以按照包括或不包括警告声的方式在屏幕上显示消息。消息的示例可以包括诸如“你好,xxx,你想要激活夜间模式并保护建筑物吗?:是/不,谢谢”这样的短语。智能电话接收用户选择“是或不,谢谢”的输入,并且执行用户选择的下一过程。当“是”被选择时,智能电话向无线充电器发送信息。智能电话和无线充电器可以至少辨认出用户模式,并且可以建议锁紧门窗或关灯或向用户设置警告。
在根据本发明实施方式的无线功率发送方法和设备或接收设备和方法中,由于所有组件或步骤都不是必要的,所以无线功率发送设备和方法或接收设备和方法可以通过包括上述组件或步骤的一些或所有组件或步骤来执行。另外,无线功率发送设备和方法或接收设备和方法的实施方式可以组合执行。另外,不一定上述组件或步骤应该按照上述次序执行,并且后面描述的步骤可以在前面描述的步骤之前执行。
前面的描述仅仅给出了本发明的技术思想,本领域技术人员在不偏离本发明的本质特点的条件下可以做出各种改变和修改。因此,本发明的前述实施方式可以单独或组合实现。
因此,本发明公开的实施方式用于阐述而不是限制本发明的范围,本发明的技术思想的概念不受这些实施方式的限制。本发明的保护范围应该根据下面的权利要求理解,并且权利要求的等同范围中的所有技术思想应该被理解为落入本发明的范围。
Claims (8)
1.一种无线功率发送机,该无线功率发送机包括:
功率变换器,所述功率变换器被配置为向无线功率接收机传输无线功率;以及
通信/控制器,所述通信/控制器被配置为:
与所述无线功率接收机通信以控制所述无线功率的发送,
其中,所述通信/控制器被配置为:
发起向所述无线功率接收机请求响应的数字乒;
响应于所述数字乒来从所述无线功率接收机接收作为信号强度数据分组的所述响应;
向所述无线功率接收机发送辅助数据控制分组,
其中,所述辅助数据控制分组被包括在数据流中,
其中,所述数据流包括多个辅助数据传输ADT分组,
从所述无线功率接收机接收所述辅助数据控制分组的第一响应分组,
基于所述第一响应分组向所述无线功率接收机发送所述多个ADT分组当中的第一ADT数据分组,并且
从所述无线功率接收机接收所述第一ADT数据分组的第二响应分组,
其中,基于所述第二响应分组是表示确认ACK的分组,所述无线功率发送机向所述无线功率接收机发送所述多个ADT分组当中的第二ADT数据分组,
基于所述第二响应分组是表示未确认NAK的分组,所述无线功率发送机再次向所述无线功率接收机发送所述第一ADT数据分组,
其中,基于所述第二ADT数据分组被发送,ADT报头被从第一类型切换到第二类型或从第二类型切换到第一类型,并且
其中,被切换的所述ADT报头与所述第二ADT数据分组一起发送。
2.根据权利要求1所述的无线功率发送机,其中,在与所述数据流的控制相关的四个指示中,所述辅助数据控制分组告知所述数据流的开始。
3.根据权利要求2所述的无线功率发送机,其中,与所述数据流的控制相关的所述四个指示还包括所述数据流的结束。
4.根据权利要求2所述的无线功率发送机,其中,当所述数据流的长度大于一个分组的长度时,告知所述数据流的开始的所述辅助数据控制分组被包括在所述数据流中。
5.一种用于无线功率传输系统中的数据传送的方法,该方法由无线功率发送机执行并包括以下步骤:
发起向无线功率接收机请求响应的数字乒;
响应于所述数字乒来从所述无线功率接收机接收作为信号强度数据分组的所述响应;
向所述无线功率接收机发送辅助数据控制分组,
其中,所述辅助数据控制分组被包括在数据流中,
其中,所述数据流包括多个辅助数据传输ADT分组,
从所述无线功率接收机接收所述辅助数据控制分组的第一响应分组,
基于所述第一响应分组向所述无线功率接收机发送所述多个ADT分组当中的第一ADT数据分组,以及
从所述无线功率接收机接收所述第一ADT数据分组的第二响应分组,
其中,基于所述第二响应分组是表示确认ACK的分组,所述无线功率发送机向所述无线功率接收机发送所述多个ADT分组当中的第二ADT数据分组,
基于所述第二响应分组是表示未确认NAK的分组,所述无线功率发送机再次向所述无线功率接收机发送所述第一ADT数据分组,
其中,基于所述第二ADT数据分组被发送,ADT报头被从第一类型切换到第二类型或从第二类型切换到第一类型,并且
其中,被切换的所述ADT报头与所述第二ADT数据分组一起发送。
6.根据权利要求5所述的方法,其中,与所述数据流的控制相关的四个指示中,所述辅助数据控制分组指示所述数据流的开始。
7.根据权利要求6所述的方法,其中,与所述数据流的控制相关的所述四个指示还包括所述数据流的结束。
8.根据权利要求6所述的方法,其中,当所述数据流的长度大于一个分组的长度时,告知所述数据流的开始的所述辅助数据控制分组被包括在所述数据流中。
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