用于在无线功率输送环境中编码信标信号的技术的制作方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年12月2日提交的题为“techniquesforidentifyingclientsandchargersinwirelesspowerenvironments(用于在无线功率环境中识别客户端和充电器的技术)”的序列号为62/086,481的美国临时专利申请的优先权和权益，上述申请明确地通过引用并入本文。
背景技术：
在无线功率输送环境中的无线充电器和客户端设备之间进行信号传输可能是具有挑战性的。例如，客户端设备可以周期性地向无线充电器传输信标信号或其他信令，使得无线充电器可以明确地将无线功率引导至客户端设备。不幸的是，当在同一环境中存在多个客户端设备时，无线充电器可能无意地将功率引导至未经授权的或不正确的无线设备。也就是说，无线充电器可能无意地锁定至正以与无线设备相同的频率进行传输的未经授权的传输源(例如另一无线设备或其他发射器)，导致无线功率被引导至未经授权的传输源而不是预期的无线设备。
因此，存在对克服上述问题的技术以及提供附加益处的技术的需求。本文提供的一些现有或相关系统的实施例及其相关联限制意在说明性的而不是排他性的。在阅读以下详细描述后，当前或现有系统的其他限制对于本领域技术人员将变得明了。
附图说明
在附图的图中通过示例而非限制的方式示出了本发明的一个或多个实施方案，在附图中，相似的附图标记指示类似的元件。
图1描绘了示出示例无线功率输送环境的框图，描绘出在无线功率输送环境内从一个或多个无线充电器到不同无线设备的隔离式无线功率输送。
图2描绘了示出根据一些实施方案的在无线充电器和无线接收器设备之间的用于开始隔离式无线功率输送的示例操作的顺序图。
图3描绘了示出根据一些实施方案的无线功率发射器(充电器或无线功率输送系统)的示例部件的框图。
图4描绘了示出根据一些实施方案的无线功率接收器(客户端)的示例部件的框图。
图5a至图5c描绘了示出根据一些实施方案的对信标信号进行编码以用于针对无线功率输送对功率接收器客户端进行隔离的示例过程的流程图。
图6和图7是示出根据一些实施方案的示例传输调度的信令图。
图8描绘了示出根据一些实施方案的具有无线功率接收器或客户端的、移动(或智能)电话或平板计算机设备形式的代表性移动设备或平板计算机的示例部件的框图。
图9描绘了计算机系统的示例形式的机器的图示，在该机器中可以执行用于使该机器执行本文所讨论的任何一种或多种方法的指令集。
具体实施方式
以下描述和附图是说明性的，并且不应被解释为限制性的。描述了许多具体细节以提供对本公开内容的透彻理解。然而，在某些情况下，没有描述公知的或常规的细节，以便避免使说明书模糊不清。对本公开内容中的一个或一实施方案的参照可以但不一定是参照同一实施方案；并且这样的参照意指实施方案中至少之一。
在本说明书中参照“一个实施方案”或“一实施方案”意指结合该实施方案描述的具体特征、结构或特性包括在本公开内容的至少一个实施方案中。在说明书中的不同地方出现的措辞“在一个实施方案中”不一定全部是指同一实施方案，也不是与其他实施方案相互排斥的单独或可替代的实施方案。此外，描述了可能由一些实施方案而没有由其他实施方案展现的各种特征。类似地，描述了可能是一些实施方案但不是其他实施方案的需求的不同需求。
在本说明书中使用的术语在本公开内容的上下文中以及在使用每个术语的具体上下文中通常具有该术语在本领域的常见含义。在下面或说明书中的其他地方讨论用于描述本公开内容的某些术语，以向实践者提供关于本公开内容的描述的附加指引。为了方便起见，可以突出显示某些术语，例如使用斜体和/或引号。使用突出显示对术语的范围和含义没有影响；在相同的上下文中，不管术语是否被突出显示，该术语的范围和含义是相同的。将理解，同样的事物可以以不止一种方式表达。
因此，可以对本文讨论的术语中的任何一个或多个使用可替代的语言和同义词，且术语是否在本文中被阐述或讨论也不具有任何特别的意义。提供了某些术语的同义词。列举一个或多个同义词并不排除使用其他同义词。在本说明书中任何地方使用的实施例——包括本文讨论的任何术语的实施例——仅仅是说明性的，而不意在另外限制本公开内容或任何例示的术语的范围和含义。同样，本公开内容不限于本说明书中给出的各种实施方案。
在并非意在另外限制本公开内容的范围的情况下，下面给出根据本公开内容的实施方案的仪器、装置、方法及其相关结果的实施例。注意，为了方便读者，可以在实施例中使用标题或副标题，而这决不应限制本公开内容的范围。除非另有限定，否则本文使用的所有技术术语和科学术语具有与本公开内容所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。在冲突的情况下，将以本文件——包括定义——为准。
本公开内容的实施方案描述了用于在无线功率输送环境中对信标信号进行编码的技术。更具体地，公开了用于对信标信号进行编码以针对无线功率输送环境中的无线功率输送来隔离客户端设备的技术。可以用提供给无线功率输送环境中的所选择客户端的传输码对信标信号进行编码或调制。以这种方式，可以识别来自所选择客户端的信标信号，并且对应的客户端设备被隔离用于无线功率输送。在一些实施方案中，传输码可以是由无线功率输送客户端用于对所传输的信标信号进行编码的伪随机序列。
在一些实施方案中，相同的传输码用于所有的客户端(传输码对于充电器是唯一的)。在其他实施方案中，向每个客户端或通信路径提供不同的传输码。如参照图7更详细地讨论的，每个客户端的不同传输码可以促进客户端在无线功率输送环境中同时或接近同时地传输信标信令，进一步确保了只有经授权的(所选择的)客户端被无线功率输送系统“锁定”。
在一些实施方案中，除了其他方面之外，本文所示出的技术实现了在无线功率输送环境中通过充电器精确识别和跟踪(例如“锁定”)客户端。该精确的识别防止了锁定到未经授权的源。
通过示例而非限制的方式，本文描述的信标编码技术可以用于可能需要具有不止一个充电器以在相同的环境中无干扰地输送功率并且识别许多经授权的无线设备的各种工业应用、军事应用、反恐应用，能量守恒应用、环境质量和医疗应用等。
图1是示出了示例无线功率输送环境100的图，描绘出在无线功率输送环境100内从一个或多个无线充电器101到不同的无线设备102的隔离式无线功率输送。更具体地，图1示出了示例无线功率输送环境100，在该无线功率输送环境中，可以将无线功率和/或数据输送到具有一个或多个功率接收器客户端103.1-103.n(在本文中也称为“无线功率接收器”或“无线功率客户端”)的可用无线设备102.1-102.n。无线功率接收器被配置成从一个或多个无线充电器101接收隔离的无线功率。
如图1的实施例所示，无线设备102.1-102.n分别为移动电话设备102.2和102.n以及无线游戏控制器102.1，然而无线设备102.1-102.n可以为需要功率并且能够经由一个或多个集成的功率接收器客户端103.1-103.n接收无线功率的任何(智能的或非智能的)无线设备或系统。如本文所讨论的，一个或多个集成的功率接收器客户端或“无线功率接收器”接收并处理来自一个或多个发射器/充电器101.a-101.n的功率，并且向无线设备102.1-102.n提供用于其运行的功率。
每个充电器101(在本文中也称为“发射器”、“天线阵列”或“天线阵列系统”)可以包括能够向无线设备102输送无线功率的多个天线104，例如包括数百或数千个天线的天线阵列。在一些实施方案中，天线是自适应相控射频天线。充电器101能够确定适当的相位以将相干功率传输信号输送给功率接收器客户端103。该阵列被配置成从相对于彼此处于特定相位的多个天线发射信号(例如，连续波或脉冲功率传输信号)。要理解，使用术语“阵列”不一定将天线阵列限制为任何特定的阵列结构。也就是说，天线阵列不需要以特定的“阵列”形式或几何结构构造。此外，如本文所使用的术语“阵列”或“阵列系统”可以包括用于信号生成、接收和传输的相关和外围电路，诸如无线电、数字逻辑和调制解调器。在一些实施方案中，充电器101可以具有嵌入式wi-fi集线器。
无线设备102可以包括一个或多个接收功率客户端103。如图1的实施例所示，示出了功率输送天线104a和数据通信天线104b。功率输送天线104a被配置成在无线功率输送环境中提供无线射频功率的输送。数据通信天线被配置成向功率接收器客户端103.1-103和/或无线设备102.1-102.n发送数据通信并且从功率接收器客户端和/或无线设备接收数据通信。在一些实施方案中，数据通信天线可以经由蓝牙、wi-fi、紫峰等进行通信。
每个功率接收器客户端103.1-103.n包括用于从充电器101接收信号的一个或多个天线(未示出)。同样地，每个充电器101.a-101.n包括具有能够以相对于彼此特定的相位发射连续波信号的一个或多个天线和/或多组天线的天线阵列。如上所讨论的，每个阵列能够确定用于将相干信号输送到功率接收器客户端102.1-102.n的适当相位。例如，可以通过计算在阵列的每个天线处接收到的信标信号的复共轭来确定相干信号，使得针对发送该信标信号的具体功率接收器客户端适当地调整相干信号的相位。
虽然未示出，但环境的每个部件例如无线功率接收器、充电器等可以包括控制和同步机构，例如数据通信同步模块。充电器101.a-101.n可以连接至电源，诸如例如将充电器连接至建筑物中的标准或主要交流(ac)功率供应装置的电源插座或电源。可替代地或另外，充电器101.a-101.n中的一个或多个可以由电池供电或经由其他机构供电。
在一些实施方案中，功率接收器客户端102.1-102.n和/或充电器101.a-101.n利用在无线功率输送环境内处于发射信标信号以及/或者接收无线功率和/或数据的范围内的反射物体106，诸如例如墙壁或其他rf反射障碍物。反射物体106可以用于多方向信号通信，而不顾阻挡物体是否在充电器和功率接收器客户端之间的视线内。
如本文所描述的，每个无线设备102.1-102.n可以是可以与在示例环境100内的另一个设备、服务器和/或其他系统建立连接的任何系统和/或设备、和/或设备/系统的任何组合。在一些实施方案中，无线设备102.1-102.n包括向用户呈现数据的显示功能或其他输出功能，和/或从用户接收数据的输入功能。例如，无线设备102可以是但不限于：视频游戏控制器；服务器工作台；台式计算机；计算机集群；移动计算设备，诸如笔记本电脑、膝上型计算机、手持式计算机、移动电话、智能电话、pda、黑莓设备、treo和/或iphone等。无线设备102还可以是任何可穿戴设备，诸如手表、项链、戒指或者甚至嵌入在消费者的身体上或内的设备。无线设备102的其他示例包括但不限于安全(例如火或一氧化碳)传感器、电动牙刷、电子门锁/把手、电灯开关控制器、电动剃须刀等。
虽然在图1的实施例中未示出，但是充电器101和功率接收器客户端103.1-103.n各自可以包括用于经由数据信道进行通信的数据通信模块。可替代地或另外，功率接收器客户端103.1-103.n可以引导无线设备102.1-102.n经由现有的数据通信模块与充电器通信。另外，在一些实施方案中，信标信号——在本文中主要被称为连续波形——可以可替代地或另外采取调制信号的形式。
图2是示出了根据一实施方案的在无线充电器101和功率接收器客户端103之间的用于开始隔离式无线功率输送的示例操作的顺序图200。首先，在充电器101和功率接收器客户端103之间建立通信。充电器101随后向功率接收器客户端103发送信标调度信息和传输码，以促进功率接收器客户端103对信标信号进行编码以用于充电器的后续隔离式无线功率输送。充电器101还可以发送功率传输调度信息，使得功率接收器客户端103知道何时预期到来自充电器的无线功率。如本文所讨论的，功率接收器客户端103使用传输码生成经编码的信标信号，并且在由信标调度信息指示的信标传输分配期间例如bbs周期期间广播经编码的信标。
如所示出的，充电器101从功率接收器客户端103接收信标，并使用提供给客户端103的传输码对经编码的信标信号进行解码，以确保客户端103是经授权的或所选择的客户端。充电器101还检测信标信号被接收时所处的相位(或方向)，并且一旦充电器确定客户端是经授权的，就基于所接收的信标的相位(或方向)将无线功率和/或数据输送至功率接收器客户端103。在一些实施方案中，充电器101可以确定相位的复共轭，并且使用该复共轭将无线功率以从接收器客户端103接收信标信号相同的方向(或相位)输送和/或以其他方式引导至功率接收器客户端103。
在一些实施方案中，充电器101包括许多天线；这些天线中的一个或多个天线用于向功率接收器客户端103输送功率。充电器101可以检测在每个天线处接收信标信号的相位。大量天线可能导致在充电器101的每个天线处接收到不同的经编码的信标信号。然后，充电器可以确定在每个天线处接收到的信标信号的复共轭。使用复共轭，一个或多个天线可以发射考虑到充电器101中的大量天线的影响的信号。换言之，充电器101以如下方式从一个或多个天线发射信号，这样的方式即从一个或多个天线创建的聚合信号近似地重现信标的在相反方向上的波形。
如本文所讨论的，可以在由功率调度信息限定的功率周期中输送无线功率。现在参照图3描述开始无线功率输送所需的信令的更详细的实施例。
图3是示出了根据一实施方案的无线充电器300的示例部件的框图。如图3的实施例所示的，无线充电器300包括主总线控制器(mbc)板和共同构成天线阵列的多个夹层板。mbc包括控制逻辑310、外部功率接口(i/f)320、通信块330和代理(proxy，代理装置、代理服务器)340。夹层(或天线阵列板350)各自包括多个天线360a-360n。在一些实施方案中可以省略上述部件中的一些或全部。附加部件也是可能的。
控制逻辑310被配置成向阵列部件提供控制和智能。控制逻辑310可以包括一个或多个处理器、fpga、存储器单元等，并且可以引导和控制各种数据和功率通信。通信块330可以在数据载波频率诸如用于时钟同步的基本信号时钟上引导数据通信。数据通信可以是蓝牙、wi-fi、紫峰等。同样地，代理340可以经由如本文所讨论的数据通信与客户端通信。数据通信可以是蓝牙、wi-fi、紫峰等。外部功率接口320被配置成接收外部功率并向各种部件提供功率。在一些实施方案中，外部功率接口320可以被配置成接收标准的外部24伏电源。可替代的配置也是可能的。
现在描述系统功率周期的实施例。在该实施例中，控制充电器阵列的主总线控制器(mbc)首先从电源接收功率，并且被启用。然后，mbc启用充电器阵列上的代理天线元件，并且代理天线元件进入默认的“发现”模式以识别在充电器阵列的范围内的可用无线接收器客户端。当找到客户端时，充电器阵列上的天线元件通电、计算以及(可选地)校准。
接下来，mbc在调度过程期间生成信标传输调度信息和功率传输调度信息。调度过程包括选择功率接收器客户端。例如，mbc可以针对功率传输选择功率接收器客户端，并且针对所选择的无线功率接收器客户端生成信标差频调度(bbs，beaconbeatschedule)周期和功率调度(ps)。关于图6和图7更详细地示出和讨论了示例bbs和ps的图形信令表示。如本文所讨论的，可以基于功率接收器客户端对应的性质和/或需求来选择功率接收器客户端。
在一些实施方案中，mbc还可以识别和/或以其他方式选择将在客户端查询表(cqt)中查询其状态的可用客户端。列于cqt中的客户端是那些“待机”的客户端，例如未接收充电的客户端。bbs和ps是基于关于客户端的重要信息计算的，这样的重要信息诸如例如为电池状态、当前活动/使用、客户端直到其功率耗尽为止还有多久、在使用方面的优先级等。
代理ae向所有客户端广播bbs。如本文所讨论的，bbs指示每个客户端应在何时发送信标。同样地，ps指示阵列应在何时以及应向哪些客户端发送功率。按照bbs和ps，每个客户端开始传播其信标并且从阵列接收功率。代理可以同时查询客户端查询表以检查其他可用客户端的状态。客户端可以仅存在于bbs或cqt(例如等待列表)中，但不能存在于bbs和cot两者中。在一些实施方案中，可以在bbs和ps上服务有限数量的客户端(例如32个)。同样地，也可以将cqt限制于多个客户端(例如32个)。因此，例如，如果多于64个客户端在充电器的范围内，那么这些客户端中的一些在bbs或cqt中将不是有效的。在前一步中收集的信息连续地和/或周期地更新bbs周期和/或ps。
图4是示出了根据一些实施方案的无线功率接收器(客户端)的示例部件的框图。如图4的实施例所示，接收器400包括控制逻辑410、电池420、通信块430和相关联天线470、功率计440、整流器450、组合器455、信标信号生成器460、信标编码单元462和相关联天线480、以及将整流器450或信标信号生成器460连接至一个或多个相关联天线490a-n的开关465。在一些实施方案中可以省略上述部件中的一些或全部。例如，在一些实施方案中，无线功率接收器客户端不包括其自己的天线，而是利用和/或以其他方式共享该无线功率接收器嵌入其中的无线设备的一个或多个天线(例如wi-fi天线)。附加部件也是可能的。
在接收器400具有不止一个天线的情况下，组合器455接收并且组合从功率发射器所接收的功率传输信号。组合器可以是被配置成实现输出端口之间的隔离同时保持匹配条件的任何组合器或分配器电路。例如，组合器455可以是wilkinson功率分配器电路。整流器450从组合器455接收组合的功率传输信号(如果存在的话)，该组合的功率传输信号通过功率计440馈送到电池420以进行充电。功率计440测量所接收的功率信号强度，并向控制逻辑410提供该测量值。
控制逻辑410还可以从电池420本身接收电池功率水平。控制逻辑410还可以经由通信块430在数据载波频率诸如用于时钟同步的基本信号时钟上发送/接收数据信号。信标信号生成器460生成信标信号或校准信号，在信标信号被编码之后使用天线480或490传输该信标信号。
可以注意到，虽然电池420被示出为被充电并且向接收器400提供功率，但接收器也可以直接从整流器450接收功率。这可能是整流器450另外向电池420提供充电电流，或者作为提供充电的代替。而且，可以注意到，使用多个天线是实现的一个实施例，并且该结构可以缩减至一个共享天线。
在一些实施方案中，客户端标识符(id)模块415存储可以在无线功率输送环境中唯一地识别功率接收器客户端的客户端id。例如，当建立了通信时，可以将id传输到一个或多个充电器。在一些实施方案中，功率接收器客户端还能够基于客户端id接收和识别在无线功率输送环境中的其他功率接收器客户端。
可选的运动传感器495可以检测运动，并发信号告知控制逻辑410以相应地动作。例如，当设备在接收高频例如在500mhz以上的功率时，其位置可能变成(进入的)辐射的热区(hotspot)。因此，当设备在人身上时，例如嵌入在移动设备中时，辐射水平可能超过由联邦通信委员会(fcc)或其他医疗/行业机构设定的可接受辐射水平。为了避免任何潜在的辐射问题，设备可以集成运动检测机构，诸如加速度计或等同机构。一旦设备检测到设备处于运动中，可以认为该设备正由用户持握，并且将触发至阵列的信号以停止向该设备传输功率，或者将所接收的功率降低至可接受的功率部分。在设备在移动环境如汽车、火车或飞机等中使用的情况下，只可能间歇地或以降低的水平传输功率，除非设备接近失去所有的可用功率。
图5a至图5c描绘了示出根据一些实施方案的示例过程500的流程图，该过程用于对信标信号进行编码以针对无线功率输送对功率接收器客户端进行隔离。除了其他功能之外，具有嵌入式无线功率接收器客户端的无线设备和无线功率输送系统还可以执行示例过程500的对应步骤。无线功率输送系统可以是无线充电器或无线充电器的部件，例如图1的无线充电器101或图3的无线充电器300，以及/或者处理系统，例如图3的控制逻辑310。同样地，无线功率接收器客户端可以是图1的无线功率接收器103、图4的无线功率接收器客户端400或无线功率接收器客户端的各种部件。可替代的配置也是可能的。
首先，在步骤510a和步骤510b，在无线功率接收器客户端和无线功率输送系统之间建立通信。如上所讨论的，在一些实施方案中，无线功率输送系统可以进入默认的“发现”模式以识别在充电器的范围内的可用无线功率接收器客户端。当找到客户端时，充电器阵列上的天线元件通电、计算以及(可选地)校准。与无线功率接收器客户端的通信可以在无线功率输送系统的多个天线中的一个或多个天线上进行。在一些实施方案中，使用单个天线来建立与无线功率接收器客户端的通信。
一旦在无线功率接收器客户端和无线功率输送系统之间建立了通信，在步骤512，无线功率接收器客户端收集客户端特定信息并将其发送给无线功率输送系统。如上所讨论的，客户端特定信息可以包括与功率接收器客户端或其中嵌入有功率接收器客户端的无线设备相对应的各种性质和/或需求。例如，客户端特定信息可以包括但不限于在其中嵌入有功率接收器客户端的无线设备的电池电量、功率接收器客户端的电池电量、电池使用信息、温度信息等。如本文所讨论的，温度信息可以包括无线设备或无线功率接收器的当前温度，或者无线设备或无线功率接收器的环境温度。
在步骤514，无线功率输送系统(例如充电器)接收在该无线功率输送系统的范围内的可用无线功率接收器客户端的客户端特定信息。一旦接收到客户端特定信息，在步骤516，无线功率输送系统确定和/或以其他方式识别关于无线功率接收器客户端的附加信息。附加信息可以是无线功率输送系统可以从客户端搜集或以其他方式获得的任何信息。例如，无线功率输送系统可以基于接收信号强度指示(rssi)来确定客户端和无线功率输送系统之间的距离或距离长度(range，范围)。rssi可以由无线功率输送系统测量或从客户端测量和接收。rssi也可以是效率的指标。其他距离确定方法也是可能的。此外，要理解，附加信息可以包括由无线功率输送系统获得的其他信息。
在步骤518，基于可以计入客户端特定信息的各种预定优先级以及由无线功率输送系统搜集的其他信息例如离无线功率输送系统的距离，无线功率输送系统生成传输调度信息。如上所讨论的，生成传输调度信息可以包括：选择在无线功率输送系统的范围内的一组可用无线功率接收器客户端(或其子组)，并且针对所选择的该组无线功率接收器客户端生成信标传输调度信息和功率输送调度信息。信标传输调度信息可以包括bbs周期。功率输送调度信息可以包括所选择的无线功率接收器客户端的功率调度(ps)。
在步骤520，无线功率输送系统识别和/或以其他方式选择传输码信息。在一些实施方案中，传输码可以包括伪随机序列，该伪随机序列由客户端用于调制信标信号使得无线功率输送系统可以识别和/或以其他方式隔离客户端设备以进行无线功率输送。如本文所讨论的，可以为被调度以接收无线功率的每个无线设备选择唯一的传输码。可替代地，可以选择对于具体的无线功率输送系统唯一的传输码。一旦选择，在步骤522，无线功率输送系统向无线功率接收器客户端发送传输调度信息和传输码。
在步骤524，无线功率接收器客户端接收传输调度信息和传输码，并且在步骤526，无线功率接收器客户端基于传输码对信标信号进行编码。要理解，可以使用各种调制方案对信标信号编码，这样的方案诸如但不限于频移键控、幅移键控、相移键控、正交调制方案、多进制调制方案等。为了说明的目的，本文描述的实施例主要讨论使用相移键控或其他相位调制技术对信标信号进行编码。相移键控是通过改变或调制参考信号(载波)的相位来传送数据的数字调制方案。在一些实施方案中，基于伪随机序列(或传输码)改变或调制信标信号。
例如，该序列可以包括二进制数，其中序列中的每个“1”对应于某一预定程度的相移。该预定程度的相移可以由无线功率输送系统限定，并在初始通信期间传送给无线功率接收器客户端。可替代地，预定程度的相移可以以其他方式预先定义和/或硬编码在设备或嵌入的功率接收器客户端中。同样地，在该实施例中，序列中的每个“0”可以对应于信号的该具体部分的零度相移。例如，如果伪随机序列是“101010110...1”，则无线功率接收器客户端可以以与该序列匹配的方式对该无线功率接收器客户端广播的信标进行相移。这允许充电器识别客户端并继续进行如以下部分所示的无线功率输送。
在一些实施方案中，对信标信号进行编码包括对信标信号进行相位调制或相移。相位调制是将信息编码为载波的瞬时相位变化的调制模式。例如，在接收到由充电器发送的伪随机序列之后，所选择的无线接收器可以基于伪随机序列对信标信号进行相位调制。
例如，如果伪随机序列(称为调制或消息信号)由m(t)表示，并且将信号调制到其上的载波是c(t)＝acsin(ωct+φc)，则经调制的信号可以表示为y(t)＝acsin(ωct+m(y)+φc)。
如上所讨论的，可以使用各种调制或编码方案——包括其组合或变型——对信标信号进行编码。
在步骤528，无线功率接收器客户端处理传输调度信息以识别分配给无线功率接收器客户端的信标传输分配，并且在判定步骤532，无线功率接收器客户端监测所分配的信标周期。如果检测到信标周期，则在步骤534，无线功率接收器客户端将经编码的信标信号发送至无线功率传输系统，并且在判定步骤538，无线功率接收器客户端监测所分配的功率周期。如果客户端设备确定其功率周期将至，则客户端设备将在该周期期间监听或以其他方式等待接收功率。在一些实施方案中，客户端设备可以通过在其被规定的功率周期期间仅进行“监听”来保存功率。
在步骤540，无线功率输送系统接收经编码的信标信号，并且在步骤542，无线功率输送系统对该信标信号进行解码。例如，如果信标信号是经相位调制的，则在步骤542对该信标信号进行解调。在步骤544，无线功率输送系统测量所接收的信标信号的相位。例如，
在步骤546，无线功率输送系统至少部分地基于所测量的相位来确定功率接收器客户端在无线功率输送环境内的相对位置。如本文所讨论的，可以通过无线功率输送环境基于以bbs为基础周期性传输的信标信号来跟踪功率接收器客户端。经授权的客户端将传输码嵌入到它们的信标中，使得无线功率输送系统不会将它们与未经授权的设备混淆，这样的未经授权的设备例如为以与经授权的客户端设备相同的频率进行传输但是当前没有被选择用于无线功率输送的非法设备，或者干扰源例如另一充电器、wi-fi路由器等。另外，在一些实施方案中，如果经授权的客户端将码嵌入到其信标上，则无线功率输送系统可以识别干扰源例如未经授权的发射器的位置，并且避免锁定至这些干扰源。在一些实施方案中，充电器可以跟踪干扰源的位置，以确保它们不与经授权的发射器混淆。
在判定步骤548，无线功率输送系统确定特定无线功率接收器客户端的功率周期是否有效，如果是，则在步骤550，无线功率输送系统如本文所描述的在功率周期期间向无线功率输送客户端发送相干功率信号。最后，在步骤552，无线功率接收器客户端接收功率信号，并且在步骤554处理该功率以如本文所述的对一个或多个电池充电。
图6是示出了根据一些实施方案的用于无线功率输送环境中的多个功率接收器客户端#1-n和无线功率输送系统的示例传输调度600的信令图。示例传输调度600涉及使用单个伪随机序列。虽然在图6的实施例中示出了单个充电器，但是要理解，无线功率输送环境可以包括多个无线功率接收器客户端。
如在图6的实施例中所示的，功率输送调度可以包括分配给每个所选择客户端的功率输送份额(或周期)的指示。如本文所描述的，充电器基于传送给所选择的客户端的预先识别的伪随机序列来检测经相位调制的信标，并且基于这里被称为信标差频调度(“bbs”)的预定义调度来调度功率输送。
如上所讨论的，首先在处于无线功率输送环境中的无线功率输送系统(“充电器”)和各个功率接收器客户端#1-#n之间建立通信。然后，无线功率输送系统生成可以包括信标调度信息和功率调度信息的传输调度信息。信标调度信息可以包括“信标差频调度”。bbs周期调度并组织环境中的充电器和客户端之间的功率输送/信标广播。如本文所讨论的，如果在无线功率输送环境中存在多于阈值数量的设备(例如三十个)，则传输调度的生成可以包括对设备的选择。另外，一个或多个设备可以列于“等待名单”上。
一旦生成了传输调度信息，无线功率输送系统就向无线功率输送环境中的功率接收器客户端提供传输调度信息和传输码例如伪随机序列。在一些实施方案中，可以向具体的功率接收器客户端提供仅相关的调度信息(例如，具体的功率接收器客户端的调度或分配信息)。可替代地，可以将调度信息的全部或仅一部分提供给功率接收器客户端。
由于在图6的实施例中无线功率输送系统使用仅一个唯一的伪随机序列，无线功率输送系统调度每个客户端例如#1-#n在不同时间广播客户端的经编码(例如经相位调制的)的信标。该调度保证了对于客户端的功率输送。然而，当许多客户端(例如，三十个或更多个)不得不共享每秒有限数量的周期(例如每秒100个周期)时，客户端可能以每秒有限的信标结束(在具有每秒一百个周期的系统中，三十个客户端大约每秒三个信标)。通过使功率接收器客户端在相对长的时间段内离开其功率输送集中区(focus)，有限的周期可能潜在地限制设备接收的无线功率的量。此外，跟踪具有每秒较少信标的客户端的移动可能由于移动设备的粒度降低而潜在地导致“锁定”到未经授权的源。应当理解，每个系统可以具有每秒多于或少于一百个的周期。
图7是示出了根据一些实施方案的用于无线功率输送环境中的多个功率接收器客户端#1-n和无线功率输送系统的示例传输调度700的另一信令图。示例传输调度700涉及使用多个伪随机序列。虽然在图7的实施例中示出了单个充电器，但是要理解，无线功率输送环境可以包括多个无线功率接收器客户端。
图7的实施例类似于图6的实施例，除了无线功率输送系统例如充电器向每个客户端发出和/或以其他方式分配不同的传输码例如伪随机序列，以用作客户端的信标编码方案及其广播经调制的信标的调度时隙(slot)。有利的是，当对每个客户端使用唯一的传输码时，信标传输调度可以引导客户端同时或接近同时地发送其经编码的信标。该方案可以增加设备每秒发送至充电器的信标的数量，这降低了充电器无意地锁定到未经授权的源的可能性。
客户端利用所提供的传输码(伪随机序列)广播编码的信标，例如经相位调制的信标。无线功率输送系统例如充电器基于所分配的传输码(例如伪随机序列)检测经相位调制的信标，并且基于也可以如本文所讨论的提供给客户端的预定义功率调度来调度功率输送。在该实施例中，充电器在每个功率周期之前具有相位检测模式。如所示出的，相位检测模式(也称为经编码信标检测模式)可以分为与各个客户端对应的区块(chunk)。可替代地，在一些实施方案中，可以通过充电器同时检测相位。
在一些实施方案中，本文描述的实施例假定精确的时钟对准接近在十亿分之一精度或十亿分之一(ppb)变化的范围内的精度。在一些实施方案中，功率接收客户端可以因此调节内部时钟以与充电器的功率输送周期对准，以用于高效的功率传输。可替代地或另外，由于客户端在已知的持续时间内且以期望的速率发送单音(tone)(作为信标信号的一部分)，所以充电器可以通过测量所接收的实际单音信号来确定客户端的时钟是快还是慢。然后，充电器可以为客户端发送调整值以应用于客户端的系统时钟。
在本文讨论的实施例中，实施方案可以包括可以用于协调事件的数据通信模块。另外，在一些实施方案中，本文中主要被称为连续波形的信标信号可以可替代地或另外采取经调制信号的形式。
图8描绘了示出根据一实施方案的具有无线功率接收器或客户端的、移动(或智能)电话或平板计算机设备形式的代表性移动设备或平板计算机800的示例部件的框图。参照图8示出各种接口和模块，然而，移动设备或平板计算机并不需要所有的模块或功能来执行本文所描述的功能。要理解，在许多实施方案中，没有包括各种部件和/或各种部件对于上述类别控制器的运行不是必需的。例如，控制器中可以不包括部件诸如gps无线电、蜂窝无线电和加速度计，以降低成本和/或复杂性。另外，部件诸如紫峰无线电和rfid收发器以及天线可以填充印刷电路板。
无线功率接收器客户端可以是图1的功率接收器客户端103，然而可替代的配置是可能的。另外，无线功率接收器客户端可以包括一个或多个rf天线，以用于从充电器例如图1的充电器101接收功率和/或数据信号。
图9描绘了计算机系统的示例形式的机器的图示，在该机器中可以执行用于使该机器执行本文所讨论的任何一种或多种方法的指令集。
在图9的实施例中，计算机系统包括处理器、存储器、非易失性存储器和接口设备。为了简要说明，省略了各种常见的部件(例如高速缓冲存储器)。计算机系统900意在例示在其上可以实施图1的实施例中描绘的任何部件(以及本说明书中描述的任何其他部件)的硬件设备。例如，计算机系统可以是任何辐射物体或天线阵列系统。计算机系统可以是任何适用的已知或方便的类型。计算机系统的部件可以经由总线或通过某些其他已知或方便的设备耦接在一起。
处理器可以是例如常规微处理器，诸如intelpentium微处理器或motorolapowerpc微处理器。相关领域的技术人员将认识到，术语“机器可读(存储)介质”或“计算机可读(存储)介质”包括可由处理器访问的任何类型的设备。
存储器通过例如总线耦接至处理器。存储器可以包括例如但不限于随机存取存储器(ram)，诸如动态ram(dram)和静态ram(sram)。存储器可以是本地的、远程的或分布式的。
总线还将处理器耦接至非易失性存储器和驱动单元。非易失性存储器通常是：磁性软盘或硬盘；磁光盘；光盘；只读存储器(rom)，诸如cd-rom、eprom或eeprom；磁卡或光卡；或用于大量数据的另一种形式的存储装置。在计算机900中执行软件期间，通常通过直接存储器访问过程将这些数据中的一些写入存储器中。非易失性存储器可以是本地的、远程的或分布式的。非易失性存储器是可选的，这是因为可以使用存储器中所有可用的适用数据创建系统。典型的计算机系统将通常至少包括处理器、存储器以及将存储器耦接至处理器的设备(例如总线)。
软件通常存储在非易失性存储器和/或驱动单元中。实际上，对于大型程序而言，甚至可能将整个程序存储在存储器中。然而，应当理解，对于要运行的软件，如果需要，将该软件移动到适合于进行处理的计算机可读位置，并且为了说明的目的，该位置在本文中称为存储器。即使当将软件移动到存储器以用于执行时，处理器通常也将使用硬件寄存器来存储与软件相关联的值，以及使用理想地用于加速执行的本地缓存器。如本文所使用的，当软件程序被称为“在计算机可读介质中实施”时，假设该软件程序存储在任何已知或方便的位置(从非易失性存储装置到硬件寄存器)。当与程序相关联的至少一个值存储在可由处理器读取的寄存器中时，处理器被认为是“被配置成执行程序”。
总线还将处理器耦接至网络接口设备。接口可以包括调制解调器或网络接口中的一个或多个。将理解的是，调制解调器或网络接口可以被认为是计算机系统的一部分。该接口可以包括模拟调制解调器、isdn调制解调器、电缆调制解调器、令牌环接口、卫星传输接口(例如“直接pc”)或用于将计算机系统耦接至其他计算机系统的其他接口。接口可以包括一个或多个输入和/或输出设备。i/o设备可以包括例如但不限于键盘、鼠标或其他指向设备、磁盘驱动器、打印机、扫描器以及其他输入和/或输出设备，包括显示设备。显示设备可以包括例如但不限于阴极射线管(crt)、液晶显示器(lcd)或一些其他可应用的已知或方便的显示设备。为了简单起见，假定没有在图9的实施例中描述的任何设备的控制器都驻留在接口中。
在运行中，计算机系统900可以由包括文件管理系统诸如盘操作系统的操作系统软件控制。具有相关联文件管理系统软件的操作系统软件的一个示例是被称为华盛顿州雷德蒙德微软公司的
详细描述的一些部分可以按照对计算机存储器内的数据位进行运算的算法和符号表示来呈现。这些算法描述和表示是数据处理领域的技术人员用于将他们的工作的实质最有效地传达给本领域其他技术人员的手段。算法在本文并且通常被认为是产生所期望结果的自相一致的操作序列。这些操作是需要对物理量进行物理操控的那些操作。通常，虽然不一定，但这些量采取能够被存储、传送、组合、比较和以其他方式操控的电信号或磁信号的形式。已经证明有时主要是出于普遍使用的原因，将这些信号称为位、值、元件、符号、字符、术语、数字等是便利的。
然而，应当记住的是，所有这些术语和类似术语都将与适当的物理量相关联，并且仅仅是适用于这些量的便利标签。除非另有明确说明，否则从以下讨论中可以明显看出，要理解在整个说明书中，使用术语诸如“处理”或“计算机运算”或“计算”或“确定”或“显示”等的讨论是指计算机系统或类似的电子计算设备的下述活动和过程，该活动和过程将计算机系统的寄存器和存储器内表示为物理(电子)量的数据操控并转换成计算机系统的存储器或寄存器内或其他这样的信息存储装置、传输或显示设备内类似地表示为物理量的其他数据。
本文呈现的算法和显示并不固有地与任何特定的计算机或其他装置相关。各种通用系统可以与根据本文的教导的程序一起使用，或者可以证明构造更专业的装置来执行一些实施方案的方法是便利的。各种各样的这些系统所需的结构将从下面的描述中显现出。另外，没有参考任何特定的编程语言来描述这些技术，因此可以使用各种编程语言实现各种实施方案。
在可替代的实施方案中，机器作为独立的设备运行，或者可以连接(例如联网)到其他机器。在联网部署中，机器可以在客户端-服务器网络环境中以服务器或客户端机器的身份运行，或者作为对等(或分布式)网络环境中的对等机器运行。
机器可以是服务器计算机、客户端计算机、个人计算机(pc)、平板pc、膝上型计算机、机顶盒(stb)、个人数字助理(pda)、蜂窝电话、iphone、黑莓、处理器、电话、网络设备、网络路由器、交换机或网桥、或任何以下机器，该机器能够(顺序地或以其他方式)执行指定待由该机器采取的动作的指令集。
虽然在示例实施方案中将机器可读介质或机器可读存储介质示出为单个介质，但是术语“机器可读介质”和“机器可读存储介质”应被视为包括存储有一个或多个指令集的单个介质或多个介质(例如，集中式或分布式数据库，和/或相关联的高速缓存器和服务器)。术语“机器可读介质”和“机器可读存储介质”也应被视为包括能够存储、编码或携带用于由机器执行的指令集并且使机器执行目前公开的技术和创新的任何一种或多种方法的任何介质。
通常，被执行以实现本公开内容的实施方案的例程可以作为操作系统或者具体的应用、部件、程序、对象、模块或指令序列的一部分来实施，被称为“计算机程序”。计算机程序通常包括在计算机的各种存储器和存储设备中的不同时间的一个或多个指令集，当由计算机中的一个或多个处理单元或处理器读取和执行时，上述一个或多个指令集使计算机执行操作以执行涉及本公开内容的各个方面的元件。
此外，虽然已经在功能完善的计算机和计算机系统的背景中描述了实施方案，但是本领域技术人员将理解，各种实施方案能够作为各种形式的程序产品分布，并且无论使用何种特定类型的机器或计算机可读介质在实际上产生该分布，本公开内容均同样适用。
机器可读存储介质、机器可读介质或计算机可读(存储)介质的其他示例包括但不限于：可记录型介质，诸如易失性存储器设备和非易失性存储器设备、软盘和其他可移动盘、硬盘驱动器、光盘(例如，光盘只读存储器(cdrom)、数字通用盘(dvd)等)；以及传输类型介质，诸如数字和模拟通信链路。
除非上下文另有明确要求，否则在整个说明书和权利要求书中，词语“包括”、“包含”等将被解释为包容性含义，而不是排他的或穷举性含义；也就是说，“包括但不限于”的含义。如本文所使用的，术语“连接”、“耦接”或其任何变型是指两个或更多个元件之间的任何直接或间接的连接或耦接；元件之间的耦合连接可以是物理的、逻辑的或其组合。另外，当在本申请中使用时，“本文”、“以上”、“以下”和类似衍生词语均是指作为整体的本申请，而不是指本申请的任何具体部分。在上下文允许的情况下，在以上详细描述中使用单数或复数的词语也可以分别包括复数或单数。关于两个或更多个项的列表中的词语“或”涵盖对词语的以下所有解释：列表中的任何项、列表中的所有项以及列表中的项的任何组合。
本公开内容的实施方案的以上详细描述并不意在为穷举性的或不意在将教导限制到以上公开的精确形式。虽然上面为了说明的目的描述了本公开内容的具体实施方案和实施例，但是如相关领域的技术人员将认识到的，在本公开内容的范围内可以进行各种等同的修改。例如，虽然以给定顺序呈现出过程或块，但是可替代的实施方案可以执行具有不同顺序的步骤的例程或采用具有不同顺序的块的系统，并且可以删除、移动、添加、细分、组合和/或修改一些过程或块以提供可替代方案或子组合。这些过程或块中的每一个可以以各种不同的方式实现。而且，虽然过程或块有时被示为连续地执行，但是这些过程或块可以替代地并行执行，或者可以在不同的时间执行。此外，本文中指出的任何具体数字仅仅是示例：可替代的实现可以采用不同的值或范围。
本文提供的本公开内容的教导可以应用于其他系统，而不一定是上述系统。可以组合上述各种实施方案的元件和动作以提供其他实施方案。
上面指出的任何专利、申请和其他参考文献——包括可能在随附的提交文件中列出的任何内容——均通过引用并入本文。如果需要，可以修改本公开内容的方面以采用上面描述的各参考文献的系统、功能和概念来提供本公开内容的另外的实施方案。
根据以上详细描述，可以对本公开内容做出这些和其他改变。虽然以上描述描述了本公开内容的某些实施方案，并且描述了所设想的最佳模式，但是无论以上内容在文字上呈现地多详细，教导可以以多种方式实践。该系统的细节可以在该系统的实现细节上显著变化，然而仍被本文公开的主题所涵盖。如上所述，在描述本公开内容的某些特性或方面时使用的特定术语不应被视为意指该术语在本文中被重新限定为受限于与该术语相关联的本公开内容的任何具体特性、特征或方面。通常，所附权利要求中使用的术语不应被解释为将本公开内容限制于说明书中所公开的具体实施方案，除非在以上详细描述中明确地限定了这样的术语。因此，本公开内容的实际范围不仅涵盖所公开的实施方案，而且涵盖在权利要求下实践或实施本公开内容的所有等同方式。
虽然本公开内容的某些方面以某些权利要求的形式呈现出，但发明人以任何数量的权利要求的形式来设想本公开内容的各方面。例如，虽然本公开内容的仅一个方面被列为根据35u.s.c.§112，
本文提供的详细描述可以应用于其他系统，而不一定仅仅是上述系统。可以组合上述各种实施例的元件和动作以提供本发明的其他实现。本发明的一些可替代的实现不仅可以包括上述那些实现的附加元件，而且可以包括更少的元件。根据以上详细描述，可以对本发明做出这些或其他改变。虽然以上描述限定了本发明的某些实施例并且描述了所设想的最佳模式，但是无论以上内容在文字上呈现地有多详细，本发明可以以多种方式实践。该系统的细节可以在其具体实现方面显著变化，然而仍被本文公开的发明所涵盖。如上所述，在描述本发明的某些特征或方面时使用的特定术语不应被视为意指该术语在本文中被重新限定为受限于与该术语相关联的本发明的任何具体特性、特征或方面。通常所附权利要求中使用的术语不应被解释为将本发明限制于说明书中公开的具体实施例，除非以上详细描述部分明确地限定了这样的术语。因此，本发明的实际范围不仅涵盖公开的实施例，而且涵盖实践或实施本发明的所有等同方式。
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