KR102195232B1 - Wireless power transfer system and method of beamforming weight estimating - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무선 전력 전송 시스템 및 이의 빔포밍 가중치 추정 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 위상 배열 안테나로 구성되는 송신기로부터 수신기로 빔포밍 된 에너지 신호를 전송하는 무선 전력 전송 시스템 및 이의 빔포밍 가중치 추정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless power transmission system and a method for estimating a beamforming weight thereof, and more particularly, a wireless power transmission system for transmitting a beamformed energy signal from a transmitter composed of a phased array antenna to a receiver, and a beamforming weight estimation thereof. It's about how.
무선 전력 전송 시스템은 전선 없이 전파를 통해 전력을 전송하는 기술을 말한다. Wireless power transmission system refers to a technology that transmits power through radio waves without wires.
위상 배열 안테나를 이용한 RF(Radio Frequency) 방식의 무선 전력 전송 시스템에서 최적의 전파 전송 경로를 결정하기 위한 방법 중 하나로는 빔포밍 가중치를 추정하여 위상 배열 안테나 별로 전송되는 신호의 위상을 일정하게 맞추는 방법이 있다.One of the methods for determining the optimal propagation path in a radio frequency (RF) wireless power transmission system using a phased array antenna is a method of consistently matching the phase of a signal transmitted for each phased array antenna by estimating a beamforming weight. There is this.
빔포밍 가중치 추정을 위해서는 송신기가 주기적으로 파일롯 신호를 수신기로 전송하고, 수신기는 파일롯 신호를 이용하여 안테나 별 채널 계수, 즉, 안테나 별 빔포밍 가중치를 추정할 수 있다. 그리고 수신기는 안테나 별 빔포밍 가중치를 통신 채널을 통해 송신기로 피드백할 수 있다. 송신기는 피드백 정보를 이용하여 최적의 방향으로 빔포밍 된 에너지 신호를 전송할 수 있다.For beamforming weight estimation, a transmitter periodically transmits a pilot signal to a receiver, and the receiver may estimate a channel coefficient for each antenna, that is, a beamforming weight for each antenna, using the pilot signal. In addition, the receiver may feed back the beamforming weight for each antenna to the transmitter through a communication channel. The transmitter may transmit the beamformed energy signal in an optimal direction using the feedback information.
그러나 이러한 종래의 방법은 안테나 수에 비례하여 피드백 해야 하는 채널 계수의 수가 증가하므로, 안테나 수가 증가할수록 무선 전력 전송 과정에 필요한 통신 채널의 피드백 오버헤드가 증가한다는 문제점이 있다.However, since the number of channel coefficients to be fed back increases in proportion to the number of antennas, such a conventional method has a problem in that the feedback overhead of a communication channel required for a wireless power transmission process increases as the number of antennas increases.
본 발명의 일측면은 빔 스티어링 파일롯을 통한 빔 스캐닝에 기반하여 빔포밍 가중치를 추정하는 무선 전력 전송 시스템 및 이의 빔포밍 가중치 추정 방법을 제공한다.An aspect of the present invention provides a wireless power transmission system for estimating a beamforming weight based on beam scanning through a beam steering pilot, and a method for estimating a beamforming weight thereof.
본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem of the present invention is not limited to the technical problem mentioned above, and other technical problems that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 무선 전력 전송 시스템에서의 빔포밍 가중치 추정 방법은 위상 배열 안테나로 구성되는 송신기로부터 수신기로 빔포밍 된 에너지 신호를 전송하는 무선 전력 전송 시스템에서의 빔포밍 가중치 추정 방법에 있어서, 상기 송신기가 상기 수신기로 전체 빔 공간의 구간을 나누어 인덱스를 부여한 빔포밍 코드북의 순서대로 빔 스티어링 파일롯 신호를 전송하는 단계, 상기 수신기가 전체 빔 공간의 구간 별로 측정되는 상기 빔 스티어링 파일롯 신호의 평균 전력에 따라 상기 송신기로부터 전송되는 에너지 신호의 전송 경로에 해당하는 빔 공간의 구간을 선택하는 단계, 상기 수신기가 상기 에너지 신호의 전송 경로에 해당하는 빔 공간의 구간에 부여된 인덱스를 상기 송신기로 피드백하는 단계 및 상기 송신기가 상기 빔포밍 코드북에서 상기 수신기의 인덱스 피드백에 대응하는 빔 공간의 구간을 찾아 상기 위상 배열 안테나의 빔포밍 가중치를 산출하는 단계를 포함한다.The method for estimating a beamforming weight in a wireless power transmission system of the present invention for solving the above problem is a method for estimating a beamforming weight in a wireless power transmission system in which a beamformed energy signal is transmitted from a transmitter composed of a phased array antenna to a receiver. Wherein the transmitter transmits a beam steering pilot signal in the order of a beamforming codebook in which an index is assigned by dividing a section of the entire beam space to the receiver, and the beam steering pilot signal measured for each section of the entire beam space by the receiver Selecting a section of the beam space corresponding to the transmission path of the energy signal transmitted from the transmitter according to the average power of the transmitter, the receiver determines the index assigned to the section of the beam space corresponding to the transmission path of the energy signal And calculating, by the transmitter, a beamforming weight of the phased array antenna by finding a section of a beam space corresponding to the index feedback of the receiver in the beamforming codebook.
한편, 상기 수신기가 전체 빔 공간의 구간 별로 측정되는 상기 빔 스티어링 파일롯 신호의 평균 전력에 따라 상기 송신기로부터 전송되는 에너지 신호의 전송 경로에 해당하는 빔 공간의 구간을 선택하는 단계는, 전체 빔 공간의 구간 중 상기 빔 스티어링 파일롯 신호의 평균 전력이 최대인 구간을 상기 에너지 신호의 전송 경로에 해당하는 빔 공간의 구간으로 선택하는 단계일 수 있다.Meanwhile, the step of selecting, by the receiver, a section of the beam space corresponding to the transmission path of the energy signal transmitted from the transmitter according to the average power of the beam steering pilot signal measured for each section of the entire beam space. It may be a step of selecting a section of the section in which the average power of the beam steering pilot signal is the maximum as a section of the beam space corresponding to the transmission path of the energy signal.
또한, 상기 송신기가 상기 수신기로 전체 빔 공간의 구간을 나누어 인덱스를 부여한 빔포밍 코드북의 순서대로 빔 스티어링 파일롯 신호를 전송하는 단계는, 전체 빔 공간의 각 구간을 나타내는 방위각(azimuth angle) 및 상하각(elevation angle)에 인덱스를 부여하여 상기 빔포밍 코드북을 설계하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the transmitting of the beam steering pilot signal in the order of the beamforming codebook in which the index is assigned by dividing the section of the entire beam space to the receiver by the transmitter includes an azimuth angle and an upper and lower angle representing each section of the entire beam space. It may include the step of designing the beamforming codebook by giving an index to the (elevation angle).
또한, 상기 송신기가 상기 수신기로 전체 빔 공간의 구간을 나누어 인덱스를 부여한 빔포밍 코드북의 순서대로 빔 스티어링 파일롯 신호를 전송하는 단계는, 상기 빔 스티어링 파일롯 신호를 전송하기 전에 상기 수신기에서 무선 전력 전송 프레임 시작 타이밍을 검출할 수 있도록 상기 수신기로 동기 신호를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the transmitting of the beam steering pilot signal in the order of the beamforming codebook in which the index is assigned by dividing the section of the entire beam space to the receiver by the transmitter may include a wireless power transmission frame in the receiver before transmitting the beam steering pilot signal. It may include transmitting a synchronization signal to the receiver to detect the start timing.
또한, 상기 수신기가 상기 에너지 신호의 전송 경로에 해당하는 빔 공간의 구간에 부여된 인덱스를 상기 송신기로 피드백하는 단계는, 상기 빔포밍 코드북의 인덱스 별로 그레이 코드(gray code)를 적용하여 빔포밍 코드워드를 설계하는 단계 및 상기 빔포밍 코드워드에서 상기 에너지 신호의 전송 경로에 해당하는 빔 공간의 구간에 부여된 인덱스에 해당하는 코드워드를 선택하여 상기 송신기로 피드백하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the step of the receiver feeding back the index assigned to the section of the beam space corresponding to the transmission path of the energy signal to the transmitter, a beamforming code by applying a gray code for each index of the beamforming codebook. Designing a word, and selecting a codeword corresponding to an index assigned to a section of a beam space corresponding to a transmission path of the energy signal from the beamforming codeword and feeding back to the transmitter.
또한, 상기 송신기가 상기 빔포밍 코드북에서 상기 수신기의 인덱스 피드백에 대응하는 빔 공간의 구간을 찾아 상기 위상 배열 안테나의 빔포밍 가중치를 산출하는 단계는, 상기 빔포밍 코드북에서 상기 수신기의 인덱스 피드백에 대응하는 빔 공간의 구간을 나타내는 방위각 및 상하각을 추출하는 단계 및 상기 방위각, 상기 상하각 및 상기 위상 배열 안테나 간의 거리를 이용하여 상기 위상 배열 안테나 별 빔포밍 가중치를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.Further, the step of calculating, by the transmitter, a beamforming weight of the phased array antenna by finding a section of a beam space corresponding to the index feedback of the receiver in the beamforming codebook, corresponds to the index feedback of the receiver in the beamforming codebook. And extracting an azimuth angle and an upper and lower angle representing a section of the beam space to be defined, and calculating a beamforming weight for each phased array antenna using the azimuth angle, the upper and lower angle, and a distance between the phased array antenna.
한편 본 발명의 무선 전력 전송 시스템은 위상 배열 안테나로 구성되는 송신기로부터 수신기로 빔포밍 된 에너지 신호를 전송하는 무선 전력 전송 시스템에 있어서, 상기 수신기로 전체 빔 공간의 구간을 나누어 인덱스를 부여한 빔포밍 코드북의 순서대로 빔 스티어링 파일롯 신호를 전송하여, 상기 빔 스티어링 파일롯 신호의 평균 전력에 따라 선정되는 인덱스 피드백을 수신하고, 상기 빔포밍 코드북에서 상기 수신기의 인덱스 피드백에 대응하는 빔 공간의 구간을 찾아 상기 위상 배열 안테나의 빔포밍 가중치를 산출하는 송신기 및 전체 빔 공간의 구간 별로 측정되는 상기 빔 스티어링 파일롯 신호의 평균 전력에 따라 상기 송신기로부터 전송되는 에너지 신호의 전송 경로에 해당하는 빔 공간의 구간을 선택하고, 상기 에너지 신호의 전송 경로에 해당하는 빔 공간의 구간에 부여된 인덱스를 상기 송신기로 피드백하는 수신기를 포함한다.Meanwhile, the wireless power transmission system of the present invention is a wireless power transmission system that transmits a beamformed energy signal from a transmitter composed of a phased array antenna to a receiver, the beamforming codebook obtained by dividing the entire beam space with the receiver and giving an index By transmitting a beam steering pilot signal in the order of, receiving an index feedback selected according to the average power of the beam steering pilot signal, and finding a section of the beam space corresponding to the index feedback of the receiver in the beamforming codebook Select a section of the beam space corresponding to the transmission path of the energy signal transmitted from the transmitter according to the average power of the beam steering pilot signal measured for each section of the transmitter and the entire beam space for calculating the beamforming weight of the array antenna, And a receiver for feeding back an index assigned to a section of a beam space corresponding to a transmission path of the energy signal to the transmitter.
한편, 상기 송신기는, 상기 빔 스티어링 파일롯 신호를 전송하기 전에 상기 수신기에서 무선 전력 전송 프레임 시작 타이밍을 검출할 수 있도록 상기 수신기로 동기 신호를 전송할 수 있다.Meanwhile, the transmitter may transmit a synchronization signal to the receiver so that the receiver may detect a start timing of a wireless power transmission frame before transmitting the beam steering pilot signal.
본 발명에 따르면 빔 스티어링 파일롯을 통한 빔 스캐닝에 기반하여 빔포밍 가중치를 추정함으로써 안테나 수에 따라 증가하는 피드백 오버헤드 문제를 해결할 수 있다.According to the present invention, it is possible to solve a problem of feedback overhead that increases according to the number of antennas by estimating a beamforming weight based on beam scanning through a beam steering pilot.
또한 수신기에서의 간단한 전력 검출을 통해 최적의 에너지 신호 전송 경로를 파악할 수 있으므로, 수신기의 복잡도를 최소화할 수 있다.In addition, since the optimal energy signal transmission path can be identified through simple power detection in the receiver, the complexity of the receiver can be minimized.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템에서의 에너지 신호 전송을 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템의 무선 전력 전송 프레임 구조를 간략히 보여주는 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 송신기의 제어 블록도이다.
도 5는 도 1에 도시된 수신기의 제어 블록도이다.
도 6은 도 5에 도시된 수신기에서의 인덱스 피드백을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템에서의 빔포밍 가중치 추정 방법을 보여주는 흐름도이다.1 is a schematic diagram of a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating energy signal transmission in a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1.
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a structure of a wireless power transmission frame of the wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1.
4 is a control block diagram of the transmitter shown in FIG. 1.
5 is a control block diagram of the receiver shown in FIG. 1.
6 is a diagram for explaining index feedback in the receiver illustrated in FIG. 5.
7 is a flowchart illustrating a method of estimating a beamforming weight in a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The detailed description of the present invention to be described below refers to the accompanying drawings, which illustrate specific embodiments in which the present invention may be practiced. These embodiments are described in detail sufficient to enable a person skilled in the art to practice the present invention. It is to be understood that the various embodiments of the present invention are different from each other but need not be mutually exclusive. For example, certain shapes, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the present invention in relation to one embodiment. In addition, it is to be understood that the location or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, the detailed description to be described below is not intended to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention, if appropriately described, is limited only by the appended claims, along with all scopes equivalent to those claimed by the claims. In the drawings, like reference numerals refer to the same or similar functions over several aspects.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템을 개략적으로 보여주는 도면이다.1 is a schematic diagram of a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템(1)은 송신기(100) 및 수신기(200)를 포함하여, 송신기(100)로부터 수신기(200)로 에너지 신호를 전달할 수 있다.Referring to FIG. 1, a wireless
예를 들면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템(1)은 RF(Radio Frequency) 신호를 통해 전력을 전송하는 시스템일 수 있다.For example, the wireless
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템(1)은 송신기(100)가 위상 배열 안테나로 구성되어 송신기(100)로부터 수신기(200)로 빔포밍 된 에너지 신호를 전달할 수 있다. 이와 관련하여 도 2를 참조하여 설명한다.In the wireless
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템에서의 에너지 신호 전송을 보여주는 도면이다.2 is a diagram illustrating energy signal transmission in a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1.
도 2를 참조하면, 송신기(100)는 선형 배열 된 복수의 안테나(10)로 구성될 수 있다. Referring to FIG. 2, the
예를 들면, 송신기(100)는 복수의 안테나(10)가 x축 방향 및 y축 방향으로 각각 선형 배열 된 평면 위상 배열 안테나(10)로 구성될 수 있다. For example, the
송신기(100)는 이러한 평면 위상 배열 안테나(10)에 의해 3차원 빔 공간을 통해 수신기(200)로 빔포밍 된 에너지 신호를 전송할 수 있을 것이다.The
한편 평면 위상 배열 안테나를 갖는 무선 전력 전송 시스템에 있어서, 각 안테나 별로 전송되는 신호들의 위상을 최적의 에너지 신호 전송 경로에 맞춰야 할 필요가 있다. 빔포밍 가중치는 각 안테나 별로 전송되는 신호들의 위상을 일정하게 맞춰주는 데에 사용되는데, 일반적으로 송신기(100)는 수신기(200)로부터 각 안테나 별 빔포밍 가중치를 피드백 받을 수 있으며, 무선 전력 전송 시 각 안테나 별로 빔포밍 가중치를 곱한다.Meanwhile, in a wireless power transmission system having a planar phased array antenna, it is necessary to match the phases of signals transmitted for each antenna to an optimal energy signal transmission path. The beamforming weight is used to consistently match the phase of signals transmitted by each antenna. In general, the
종래의 빔포밍 가중치 피드백 방법에 대해 간략히 설명하면, 송신기(100)가 주기적으로 파일롯 신호를 수신기(200)로 전송하고, 수신기(200)가 파일롯 신호를 이용하여 각 안테나 별 채널 계수를 추정하고 이를 송신기(100)로 피드백한다. 그러나, 이와 같은 방법은 안테나의 수에 비례하여 피드백 해야 하는 채널 계수의 수가 증가하므로, 안테나 수가 증가할수록 무선 전력 전송 과정에 필요한 통신 채널의 피드백 오버헤드가 증가한다.Briefly describing the conventional beamforming weight feedback method, the
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템(1)은 수신기(200)에서 빔 스티어링 파일롯(Beam Steered Pilots)을 통한 빔 스캐닝에 기반하여 최적의 에너지 신호 전송 경로를 선정하고, 이를 송신기(100)로 피드백할 수 있으며, 송신기(100)에서 피드백 정보를 이용하여 안테나(10) 별 빔포밍 가중치를 추정할 수 있다. 이와 관련하여 도 3을 참조하여 설명한다.The wireless
도 3은 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템의 무선 전력 전송 프레임 구조를 간략히 보여주는 도면이다.FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a structure of a wireless power transmission frame of the wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention shown in FIG.
도 3을 참조하면, 송신기(100)는 수신기(200)로 동기 신호(Synch Signal)를 전송할 수 있다. 수신기(200)는 동기 신호로부터 무선 전력 전송 프레임의 시작 타이밍을 검출할 수 있을 것이다.Referring to FIG. 3, the
송신기(100)는 수신기(200)로 빔 스티어링 파일롯 신호를 전송할 수 있다. 빔 스티어링 파일롯 신호는 미리 설계된 빔포밍 코드북에 따라 순차적으로 전송될 수 있다. 수신기(200)는 빔 스티어링 파일롯 신호를 통해 최적의 에너지 신호 전송 경로를 선정하고, 그 정보를 송신기(100)로 피드백할 수 있다.The
송신기(100)는 수신기(200)의 피드백 정보를 이용하여 위상 배열 안테나 별 빔포밍 가중치를 추정하고, 빔포밍 가중치를 적용하여 최적의 에너지 신호 전송 경로로 빔포밍 된 에너지 신호를 전송할 수 있다.The
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템(1)은 빔 스티어링 파일롯 신호를 통해 빔포밍 가중치 산출의 근거가 되는 최적의 에너지 신호 전송 경로를 설정하여 송신기(100)로 피드백할 수 있다. 따라서 송신기(100)는 빔포밍 가중치를 산출하여 최적의 에너지 신호 전송 경로로 빔포밍 된 에너지 신호를 전송할 수 있다. As described above, the wireless
이하 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템(1)의 각 구성에 대해 구체적으로 설명한다.Hereinafter, each configuration of the wireless
도 4는 도 1에 도시된 송신기의 제어 블록도이다.4 is a control block diagram of the transmitter shown in FIG. 1.
도 4를 참조하면, 송신기(100)는 신호 송신 제어부(110), 빔포밍 가중치 산출부(130) 및 어레이 팩터(Array factor) 산출부(150)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the
신호 송신 제어부(110)는 도 3에 도시된 무선 전력 전송 프레임 구조에 따라 위상 배열 안테나로부터의 각종 신호 송신을 제어할 수 있다.The
신호 송신 제어부(110)는 무선 전력 전송 시 먼저 수신기(200)로 동기 신호를 송신하도록 위상 배열 안테나를 제어할 수 있다. 동기 신호는 상술한 것처럼 수신기(200)에서의 무선 전력 전송 프레임의 시작 타이밍 검출에 사용될 수 있다.The signal
신호 송신 제어부(110)는 수신기(200)로 빔 스티어링 파일롯 신호를 송신하도록 위상 배열 안테나를 제어할 수 있다. 빔 스티어링 파일롯 신호는 빔포밍 코드북의 인덱스 순으로 미리 설정된 간격(Tb)으로 송신되는 신호일 수 있다. 위상 배열 안테나는 빔을 원하는 방향으로 조향할 수 있는 방향성을 가질 수 있다. 신호 송신 제어부(110)는 위상 배열 안테나 각각의 방향성을 제어하여 빔포밍 코드북에 따른 빔 공간으로 파일롯 신호가 송신되도록 할 수 있다.The signal
구체적으로는, 신호 송신 제어부(110)는 빔포밍 코드북을 설계할 수 있다. Specifically, the signal
신호 송신 제어부(110)는 스캐닝 하고자 하는 3차원 빔 공간의 구간을 나누고, 각 구간을 나타내는 방위각(azimuth angle, φ) 및 상하각(elevation angle, θ)에 인덱스를 부여하여 빔포밍 코드북을 설계할 수 있다. 아래 표 1은 빔포밍 코드북의 일 예이다.The signal
예를 들면, 신호 송신 제어부(110)는 4-bits 방위각 및 4-bits 상하각으로 구성되는 빔포밍 코드북을 설계할 수 있다. 여기서 스캐닝 하고자 하는 3차원의 빔 공간의 전체 구간은 방위각 및 상하각 이고, 전체 빔 공간은 256개의 구간으로 분할될 수 있다. For example, the signal
이때 인접하는 빔 구간 간의 방위각 및 상하각의 위상 차이(△φ, △θ)는 아래 수학식 1과 같이 산출될 수 있다.At this time, the phase difference (Δφ, Δθ) between the azimuth angle and the vertical angle between adjacent beam sections may be calculated as in
수학식 1에서 ,는 스캐닝 하고자 하는 상하각의 최소값, 최대값을 나타내고, 는 스캐닝 하고자 하는 방위각의 최소값, 최대값을 나타낸다.In
신호 송신 제어부(110)는 설계한 빔포밍 코드북에 기반하여 빔 스티어링 파일롯 신호를 기 설정된 시간(Tb)마다 수신기(200)로 송신하도록 제어할 수 있다.The signal
예를 들면, 신호 송신 제어부(110)는 빔포밍 코드북의 인덱스(β) 순서대로 기 설정된 시간(Tb)마다 빔 스티어링 파일롯 신호를 송신할 수 있다. 표 1의 경우, 신호 송신 제어부(110)는 β1에 해당하는 방위각 및 상하각을 갖는 빔 공간으로 파일롯 신호를 송신하도록 위상 배열 안테나의 방향성을 제어할 수 있다. 신호 송신 제어부(110)는 같은 방식으로 기 설정된 시간(Tb) 간격으로 β256에 해당하는 방위각 및 상하각을 갖는 빔 공간으로 파일롯 신호를 송신할 수 있다.For example, the signal
신호 송신 제어부(110)는 위상 배열 안테나로부터 빔포밍 된 에너지 신호가 수신기(200)로 송신되도록 제어할 수 있다. 신호 송신 제어부(110)는 후술하는 빔포밍 가중치 산출부(130)에 의해 산출되는 위상 배열 안테나 별 빔포밍 가중치를 반영하여 위상 배열 안테나로부터 에너지 신호가 송신되도록 제어할 수 있다. The signal
예를 들면, 신호 송신 제어부(110)는 위상 배열 안테나 별로 송신되는 에너지 신호에 위상 배열 안테나 별 빔포밍 가중치를 곱함으로써, 위상 배열 안테나 별로 송신되는 에너지 신호의 위상을 맞출 수 있다.For example, the signal
빔포밍 가중치 산출부(130)는 수신기(200)로부터 에너지 신호의 전송 경로에 해당하는 빔 공간에 대한 피드백 정보를 수신하여 위상 배열 안테나 별 빔포밍 가중치를 산출할 수 있다.The
수신기(200)는 빔포밍 코드북의 인덱스(β) 순서대로 수신되는 빔 스티어링 파일롯 신호의 평균 전력을 측정하고, 평균 전력이 최대일 때의 빔포밍 코드북의 인덱스(β)를 빔포밍 가중치 산출부(130)로 피드백할 수 있다. 이때 수신기(200)는 피드백 시 비트 오류에 대한 전력 손실을 최소화하기 위해 빔포밍 코드북의 인덱스 별로 그레이 코드(gray code)를 적용한 빔포밍 코드워드 형태로 인덱스를 피드백할 수 있다. 이와 관련하여 구체적인 설명은 후술한다.The
빔포밍 가중치 산출부(130)는 수신기(200)의 인덱스 피드백에 대응하는 빔포밍 코드북의 인덱스를 추출할 수 있다. 즉 빔포밍 가중치 산출부(130)는 아래 표 2와 같은 빔포밍 코드북의 인덱스 별 코드워드 표를 참조하여, 수신기(200)로부터 수신하는 빔포밍 코드워드에 해당하는 빔포밍 코드북의 인덱스를 추출할 수 있다.The
빔포밍 가중치 산출부(130)는 빔포밍 코드북에서 수신기(200)의 인덱스 피드백에 대응하는 빔 공간의 구간을 추출할 수 있다. 즉 빔포밍 가중치 산출부(130)는 빔포밍 코드북에서 수신기(200)의 인덱스 피드백에 대응하는 빔 공간 구간의 방위각 및 상하각을 추출할 수 있다.The
빔포밍 가중치 산출부(130)는 수신기(200)의 인덱스 피드백에 대응하는 빔 공간 구간의 방위각 및 상하각과, 위상 배열 안테나 간의 거리를 이용하여 위상 배열 안테나 별 빔포밍 가중치를 산출할 수 있다. The
구체적으로는, 방위각 및 상하각은 위상 배열 안테나의 조향각으로 볼 수 있으며, 따라서 빔포밍 가중치 산출부(130)는 아래 수학식 2와 같이 수신기(200)의 인덱스 피드백에 대응하는 빔 공간 구간의 방위각 및 상하각과, 위상 배열 안테나 간의 거리에 따라 결정되는 파라미터()를 생성할 수 있다.Specifically, the azimuth angle and the vertical angle can be viewed as the steering angle of the phased array antenna, and thus the beamforming
수학식 2에서 k는 신호의 파장에 따라 결정되는 상수로 이고, dx 및 dy는 각각 x축과 y축 위의 선형 배열 안테나 간의 거리를 나타낸다.In
빔포밍 가중치 산출부(130)는 수학식 2와 같은 파라미터()를 이용하여 위상 배열 안테나(n1, n2) 별 빔포밍 가중치(ωn1, n2)를 산출할 수 있다.The beamforming
수학식 3에서 N1 및 N2는 각각 x축과 y축 방향으로의 선형 배열 안테나 개수를 나타낸다. 여기서 위상 배열 안테나를 구성하는 총 안테나 수는 N=N1N2이다.In Equation 3, N 1 and N 2 denote the number of linear array antennas in the x-axis and y-axis directions, respectively. Here, the total number of antennas constituting the phased array antenna is N=N 1 N 2 .
어레이 팩터 산출부(150)는 위상 배열 안테나 별 빔포밍 가중치를 이용하여 위상 배열 안테나의 어레이 팩터(AF)를 산출할 수 있다.The
어레이 팩터 산출부(150)는 아래 수학식 4 및 5와 같이 x축과 y축 방향으로의 선형 배열 안테나의 어레이 팩터를 산출할 수 있다.The
어레이 팩터 산출부(150)는 수학식 4 및 5를 이용하여 아래 수학식 6과 같이 평면 위상 배열 안테나의 어레이 팩터를 산출할 수 있다.The
도 5는 도 1에 도시된 수신기의 제어 블록도이다.5 is a control block diagram of the receiver shown in FIG. 1.
도 5를 참조하면, 수신기(200)는 평균 전력 측정부(210) 및 인덱스 피드백부(230)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, the
평균 전력 측정부(210)는 송신기(100)로부터 송신되는 빔 스티어링 파일롯 신호의 구간 별로 평균 전력을 측정할 수 있다.The average
상술한 것처럼 송신기(100)는 빔포밍 코드북의 인덱스 순서에 따라 기 설정된 시간(Tb) 간격으로 빔 스티어링 파일롯 신호를 송신할 수 있다. 즉, 평균 전력 측정부(210)는 송신기(100)로부터 빔포밍 코드북의 인덱스가 부여된 전체 빔 공간의 구간 별로 빔 스티어링 파일롯 신호를 수신할 수 있다.As described above, the
평균 전력 측정부(210)는 빔포밍 코드북의 인덱스가 부여된 전체 빔 공간의 구간 별로 빔 스티어링 파일롯 신호의 평균 전력을 측정할 수 있다. 이와 관련하여 도 6을 참조하여 설명한다.The average
도 6은 도 5에 도시된 수신기에서의 인덱스 피드백을 설명하기 위한 도면이다.6 is a diagram for explaining index feedback in the receiver illustrated in FIG. 5.
도 6을 참조하면, 평균 전력 측정부(210)는 송신기(100)의 빔 스티어링 파일롯 신호의 송신 시간(Tb) 간격으로 평균 전력을 측정할 수 있다. 예를 들면, 평균 전력 측정부(210)는 Rectifier를 이용하여 수신되는 신호의 전력을 측정하면서, 기 설정된 시간(Tb) 간격으로 측정한 전력을 평균 낼 수 있다. 이에 따라 평균 전력 측정부(210)는 빔포밍 코드북의 인덱스가 부여된 전체 빔 공간의 구간 별로 빔 스티어링 파일롯 신호의 평균 전력을 측정할 수 있을 것이다.Referring to FIG. 6, the average
평균 전력 측정부(210)는 빔포밍 코드북의 인덱스가 부여된 전체 빔 공간의 구간 중에서 최대 평균 전력을 갖는 구간에 해당하는 인덱스를 추출할 수 있다. 해당 구간은 송신기(100)로부터 전송되는 에너지 신호의 전송 경로가 될 수 있으며, 최적 전송 경로에 해당한다. 도 6의 경우 평균 전력 측정부(210)는 β4를 추출할 수 있을 것이다. The average
인덱스 피드백부(230)는 평균 전력 측정부(210)에서 추출한 에너지 신호의 전송 경로에 해당하는 빔 공간의 구간에 부여된 인덱스를 송신기(100)로 피드백할 수 있다.The
인덱스 피드백부(230)는 추출한 인덱스를 코드워드 형태로 변환하여 송신기(100)로 피드백할 수 있다. 이는 피드백 시 비트 오류에 대한 전력 손실을 최소화하기 위함이다.The
인덱스 피드백부(230)는 빔포밍 코드북의 인덱스 별로 그레이 코드(gray code)를 적용하여 빔포밍 코드워드를 설계할 수 있다. 이러한 빔포밍 코드워드의 일 예는 상기 표 2와 같다.The
인덱스 피드백부(230)는 빔포밍 코드워드에서 추출한 인덱스에 해당하는 코드워드를 선택하여 송신기(100)로 피드백할 수 있다. 도 6의 경우, 인덱스 피드백부(230)는 "11000100"의 코드워드 값을 송신기(100)로 피드백할 것이다.The
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템에서의 빔포밍 가중치 추정 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of estimating a beamforming weight in a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention will be described.
본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템에서의 빔포밍 가중치 추정 방법은 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템(1)과 실질적으로 동일한 구성 하에서 진행될 수 있다. 따라서 도 1의 무선 전력 전송 시스템(1)과 동일한 구성요소는 동일한 도면부호를 부여하고 반복되는 설명은 생략한다.The method of estimating a beamforming weight in the wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention may be performed under substantially the same configuration as the wireless
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 전력 전송 시스템에서의 빔포밍 가중치 추정 방법을 보여주는 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a method of estimating a beamforming weight in a wireless power transmission system according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 송신기(100)로부터 수신기(200)로 빔포밍 코드북에 따른 빔 스티어링 파일롯 신호를 전송할 수 있다(S1000).Referring to FIG. 7, a beam steering pilot signal according to a beamforming codebook may be transmitted from the
송신기(100)는 위상 배열 안테나로 구성될 수 있다. 송신기(100)는 3차원 빔 공간의 구간을 나누고, 각 구간을 나타내는 방위각 및 상하각에 인덱스를 부여하여 빔포밍 코드북을 설계할 수 있다. 송신기(100)는 빔포밍 코드북의 인덱스 순서에 따라 기 설정된 시간 간격으로 빔 스티어링 파일롯 신호를 수신기(200)로 송신할 수 있다. 즉 송신기(100)는 전체 빔 공간의 구간 별로 기 설정된 시간 간격으로 파일롯 신호를 송신할 수 있다. 송신기(100)는 빔 스티어링 파일롯 신호의 송신 전에 수신기(200)로 동기 신호를 송신할 수 있다. 이는 수신기(200)에서 무선 전력 전송 프레임의 시작 타이밍을 검출하기 위함이다.The
수신기(200)로부터 송신기(100)로 빔 스티어링 파일롯 신호에 따른 빔포밍 코드북의 인덱스를 피드백할 수 있다(S2000).The index of the beamforming codebook according to the beam steering pilot signal may be fed back from the
수신기(200)는 빔포밍 코드북의 인덱스가 부여된 전체 빔 공간의 구간 별로 빔 스티어링 파일롯 신호의 평균 전력을 측정할 수 있다. 예를 들면, 수신기(200)는 빔 스티어링 파일롯 신호의 송신 시간(Tb) 간격으로 평균 전력을 측정할 수 있다. 수신기(200)는 빔포밍 코드북의 인덱스가 부여된 전체 빔 공간의 구간 별로 빔 스티어링 파일롯 신호의 평균 전력을 측정할 수 있을 것이다. 수신기(200)는 빔포밍 코드북의 인덱스가 부여된 전체 빔 공간의 구간 중에서 최대 평균 전력을 갖는 구간에 해당하는 인덱스를 추출할 수 있다. 해당 구간은 송신기(100)로부터 전송되는 에너지 신호의 전송 경로가 될 수 있으며, 최적 전송 경로에 해당한다.The
수신기(200)는 추출한 인덱스를 코드워드 형태로 변환하여 송신기(100)로 피드백할 수 있다. 이는 피드백 시 비트 오류에 대한 전력 손실을 최소화하기 위함이다.The
송신기(100)에서는 수신기(200)의 인덱스 피드백을 이용하여 빔포밍 가중치를 산출할 수 있으며(S3000), 빔포밍 가중치를 이용하여 어레이 팩터를 산출할 수 있다(S4000).The
송신기(100)는 수학식 2 및 3을 따라 빔포밍 가중치를 산출할 수 있다. 그리고 송신기(100)는 수학식 4 내지 6을 따라 빔포밍 가중치를 이용하여 어레이 팩터를 산출할 수 있다.The
이와 같은, 본 발명의 무선 전력 전송 시스템에서의 빔포밍 가중치 추정 방법은 어플리케이션으로 구현되거나 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.The beamforming weight estimation method in the wireless power transmission system of the present invention may be implemented as an application or implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer components, and recorded in a computer-readable recording medium. The computer-readable recording medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination.
상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거니와 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.The program instructions recorded in the computer-readable recording medium may be specially designed and constructed for the present invention, and may be known and usable to those skilled in the computer software field.
컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD 와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic-optical media such as floptical disks. media), and a hardware device specially configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like.
프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.Examples of the program instructions include not only machine language codes such as those produced by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform processing according to the present invention, and vice versa.
이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to embodiments, those skilled in the art will understand that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. I will be able to.
1: 무선 전력 전송 시스템
100: 송신기
200: 수신기1: wireless power transmission system
100: transmitter
200: receiver
Claims (8)
상기 송신기가 상기 수신기로 전체 빔 공간의 구간을 나누어 인덱스를 부여한 빔포밍 코드북의 순서대로 빔 스티어링 파일롯 신호를 전송하는 단계;
상기 수신기가 전체 빔 공간의 구간 별로 측정되는 상기 빔 스티어링 파일롯 신호의 평균 전력에 따라 상기 송신기로부터 전송되는 에너지 신호의 전송 경로에 해당하는 빔 공간의 구간을 선택하는 단계;
상기 수신기가 상기 에너지 신호의 전송 경로에 해당하는 빔 공간의 구간에 부여된 인덱스를 상기 송신기로 피드백하는 단계; 및
상기 송신기가 상기 빔포밍 코드북에서 상기 수신기의 인덱스 피드백에 대응하는 빔 공간의 구간을 찾아 상기 위상 배열 안테나의 빔포밍 가중치를 산출하는 단계를 포함하고,
상기 수신기가 전체 빔 공간의 구간 별로 측정되는 상기 빔 스티어링 파일롯 신호의 평균 전력에 따라 상기 송신기로부터 전송되는 에너지 신호의 전송 경로에 해당하는 빔 공간의 구간을 선택하는 단계는,
상기 송신기의 빔 스티어링 파일롯 신호의 송신 시간 간격으로 송신되어 나뉘는 빔 공간의 구간에 따라, 전체 빔 공간의 구간 중 상기 빔 스티어링 파일롯 신호의 평균 전력이 최대인 구간을 상기 에너지 신호의 전송 경로에 해당하는 빔 공간의 구간으로 선택하는 단계이며,
상기 송신기가 상기 빔포밍 코드북에서 상기 수신기의 인덱스 피드백에 대응하는 빔 공간의 구간을 찾아 상기 위상 배열 안테나의 빔포밍 가중치를 산출하는 단계는,
상기 빔포밍 코드북에서, 전체 빔 공간의 구간 중 상기 빔 스티어링 파일롯 신호의 평균 전력이 최대인 구간으로 선택되어 피드백된, 상기 수신기의 인덱스 피드백에 대응하는 빔 공간의 구간을 나타내는 방위각 및 상하각을 추출하는 단계; 및
상기 방위각, 상기 상하각 및 상기 위상 배열 안테나 간의 거리를 이용하여 상기 위상 배열 안테나 별 빔포밍 가중치를 산출하는 단계를 포함하는, 무선 전력 전송 시스템에서의 빔포밍 가중치 추정 방법.In the beamforming weight estimation method in a wireless power transmission system for transmitting a beamformed energy signal from a transmitter composed of a phased array antenna to a receiver,
Transmitting, by the transmitter, a beam steering pilot signal to the receiver in the order of a beamforming codebook to which an index is assigned by dividing a section of the entire beam space;
Selecting, by the receiver, a section of a beam space corresponding to a transmission path of an energy signal transmitted from the transmitter according to an average power of the beam steering pilot signal measured for each section of the entire beam space;
Feeding, by the receiver, an index assigned to a section of a beam space corresponding to a transmission path of the energy signal to the transmitter; And
And calculating, by the transmitter, a beamforming weight of the phased array antenna by finding a section of a beam space corresponding to the index feedback of the receiver in the beamforming codebook,
The receiver selecting a section of the beam space corresponding to the transmission path of the energy signal transmitted from the transmitter according to the average power of the beam steering pilot signal measured for each section of the entire beam space,
According to the section of the beam space divided by transmission at transmission time intervals of the beam steering pilot signal of the transmitter, the section in which the average power of the beam steering pilot signal is the maximum among the sections of the entire beam space corresponds to the transmission path of the energy signal. This is the step of selecting a section of the beam space,
The step of calculating, by the transmitter, a beamforming weight of the phased array antenna by finding a section of a beam space corresponding to the index feedback of the receiver in the beamforming codebook,
In the beamforming codebook, an azimuth angle and an upper and lower angle indicating a section of the beam space corresponding to the index feedback of the receiver, which is selected and fed back as a section with the maximum average power of the beam steering pilot signal among sections of the entire beam space, is extracted The step of doing; And
And calculating a beamforming weight for each of the phased array antennas by using the azimuth angle, the upper and lower angles, and the distance between the phased array antennas.
상기 송신기가 상기 수신기로 전체 빔 공간의 구간을 나누어 인덱스를 부여한 빔포밍 코드북의 순서대로 빔 스티어링 파일롯 신호를 전송하는 단계는,
전체 빔 공간의 각 구간을 나타내는 방위각(azimuth angle) 및 상하각(elevation angle)에 인덱스를 부여하여 상기 빔포밍 코드북을 설계하는 단계를 포함하는 무선 전력 전송 시스템에서의 빔포밍 가중치 추정 방법.The method of claim 1,
The step of transmitting, by the transmitter, a beam steering pilot signal in the order of a beamforming codebook in which an index is assigned by dividing a section of the entire beam space to the receiver,
A method for estimating beamforming weights in a wireless power transmission system comprising the step of designing the beamforming codebook by assigning an index to an azimuth angle and an elevation angle representing each section of the entire beam space.
상기 송신기가 상기 수신기로 전체 빔 공간의 구간을 나누어 인덱스를 부여한 빔포밍 코드북의 순서대로 빔 스티어링 파일롯 신호를 전송하는 단계는,
상기 빔 스티어링 파일롯 신호를 전송하기 전에 상기 수신기에서 무선 전력 전송 프레임 시작 타이밍을 검출할 수 있도록 상기 수신기로 동기 신호를 전송하는 단계를 포함하는 무선 전력 전송 시스템에서의 빔포밍 가중치 추정 방법.The method of claim 1,
The step of transmitting, by the transmitter, a beam steering pilot signal in the order of a beamforming codebook in which an index is assigned by dividing a section of the entire beam space to the receiver,
And transmitting a synchronization signal to the receiver so that the receiver can detect the start timing of the wireless power transmission frame before transmitting the beam steering pilot signal.
상기 수신기가 상기 에너지 신호의 전송 경로에 해당하는 빔 공간의 구간에 부여된 인덱스를 상기 송신기로 피드백하는 단계는,
상기 빔포밍 코드북의 인덱스 별로 그레이 코드(gray code)를 적용하여 빔포밍 코드워드를 설계하는 단계; 및
상기 빔포밍 코드워드에서 상기 에너지 신호의 전송 경로에 해당하는 빔 공간의 구간에 부여된 인덱스에 해당하는 코드워드를 선택하여 상기 송신기로 피드백하는 단계를 포함하는 무선 전력 전송 시스템에서의 빔포밍 가중치 추정 방법.The method of claim 1,
The step of the receiver feeding back an index assigned to a section of a beam space corresponding to a transmission path of the energy signal to the transmitter,
Designing a beamforming codeword by applying a gray code for each index of the beamforming codebook; And
Beamforming weight estimation in a wireless power transmission system comprising the step of selecting a codeword corresponding to an index assigned to a section of a beam space corresponding to a transmission path of the energy signal from the beamforming codeword and feeding back to the transmitter Way.
상기 수신기로 전체 빔 공간의 구간을 나누어 인덱스를 부여한 빔포밍 코드북의 순서대로 빔 스티어링 파일롯 신호를 전송하여, 상기 빔 스티어링 파일롯 신호의 평균 전력에 따라 선정되는 인덱스 피드백을 수신하고, 상기 빔포밍 코드북에서 상기 수신기의 인덱스 피드백에 대응하는 빔 공간의 구간을 찾아 상기 위상 배열 안테나의 빔포밍 가중치를 산출하는 송신기; 및
전체 빔 공간의 구간 별로 측정되는 상기 빔 스티어링 파일롯 신호의 평균 전력에 따라 상기 송신기로부터 전송되는 에너지 신호의 전송 경로에 해당하는 빔 공간의 구간을 선택하고, 상기 에너지 신호의 전송 경로에 해당하는 빔 공간의 구간에 부여된 인덱스를 상기 송신기로 피드백하는 수신기를 포함하고,
상기 수신기는, 상기 송신기의 빔 스티어링 파일롯 신호의 송신 시간 간격으로 송신되어 나뉘는 빔 공간의 구간에 따라, 전체 빔 공간의 구간 중 상기 빔 스티어링 파일롯 신호의 평균 전력이 최대인 구간을 상기 에너지 신호의 전송 경로에 해당하는 빔 공간의 구간으로 선택하며,
상기 송신기는, 상기 빔포밍 코드북에서, 전체 빔 공간의 구간 중 상기 빔 스티어링 파일롯 신호의 평균 전력이 최대인 구간으로 선택되어 피드백된, 상기 수신기의 인덱스 피드백에 대응하는 빔 공간의 구간을 나타내는 방위각 및 상하각을 추출하고, 상기 방위각, 상기 상하각 및 상기 위상 배열 안테나 간의 거리를 이용하여 상기 위상 배열 안테나 별 빔포밍 가중치를 산출하는, 무선 전력 전송 시스템.In a wireless power transmission system for transmitting a beamformed energy signal from a transmitter consisting of a phased array antenna to a receiver,
The receiver transmits a beam steering pilot signal in the order of a beamforming codebook assigned an index by dividing a section of the entire beam space to receive an index feedback selected according to the average power of the beam steering pilot signal, and in the beamforming codebook A transmitter for calculating a beamforming weight of the phased array antenna by finding a section of the beam space corresponding to the index feedback of the receiver; And
Select a section of the beam space corresponding to the transmission path of the energy signal transmitted from the transmitter according to the average power of the beam steering pilot signal measured for each section of the entire beam space, and the beam space corresponding to the transmission path of the energy signal And a receiver that feeds back the index assigned to the interval of to the transmitter,
The receiver transmits the energy signal in a section in which the average power of the beam steering pilot signal is maximum among the sections of the entire beam space according to a section of the beam space divided by transmission at intervals of transmission time of the beam steering pilot signal of the transmitter. It is selected as a section of the beam space corresponding to the path,
The transmitter includes an azimuth angle indicating a section of the beam space corresponding to the index feedback of the receiver, which is selected and fed back as a section in which the average power of the beam steering pilot signal is the maximum among sections of the entire beam space in the beamforming codebook, and A wireless power transmission system for extracting an upper and lower angle, and calculating a beamforming weight for each phased array antenna by using the azimuth angle, the upper and lower angle, and a distance between the phased array antenna.
상기 송신기는,
상기 빔 스티어링 파일롯 신호를 전송하기 전에 상기 수신기에서 무선 전력 전송 프레임 시작 타이밍을 검출할 수 있도록 상기 수신기로 동기 신호를 전송하는 무선 전력 전송 시스템.The method of claim 7,
The transmitter,
A wireless power transmission system for transmitting a synchronization signal to the receiver so that the receiver can detect a start timing of a wireless power transmission frame before transmitting the beam steering pilot signal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020190081089A KR102195232B1 (en) | 2019-07-05 | 2019-07-05 | Wireless power transfer system and method of beamforming weight estimating |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020190081089A KR102195232B1 (en) | 2019-07-05 | 2019-07-05 | Wireless power transfer system and method of beamforming weight estimating |
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