一种无线能量传输方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及能量传输技术领域，特别是设及一种无线能量传输方法及系统。
【背景技术】
[0002] 目前，除了通过常见的有线方式传输电能到终端设备外，通过无线方式传输电能 的方式日益被人们所需要。具体地，现有的通过无线方式传输电能的技术主要有：基于线 圈禪合的无线能量传输技术、基于射频的无线能量传输技术和基于激光的无线能量传输技 术，即通过不同的无线传输方式，实现将电能转换为电磁波或射频信号等能量形式进行传 输，终端设备再将接收到的电磁波或射频信号转换为电能，最终实现电能的传输。
[0003] 而由于基于射频信号的无线能量传输技术与无线通信技术较为接近，且能量传输 效率较高，因此，基于射频的无线能量传输技术成为实现能量传输的热点。但是，目前基于 射频的无线能量传输技术大多是针对单能量源，即单个基站而设计的，无法对多能量源进 行充分利用，并且，如何提高多能量源的能量传输效率，在目前多能量传输研究领域较为空 缺。
[0004] 因此，如何对多能源进行充分利用且提高多能量源的能量传输效率，成为亟待解 决的问题。
【发明内容】
[0005] 本发明实施例的目的在于提供一种无线能量传输方法及系统，W对多能源进行充 分利用且提高多能量源的能量传输效率。具体技术方案如下：
[0006] 第一方面，本发明实施例提供了一种无线能量传输方法，应用于无线网络中的任 一基站，所述无线网络包括多个基站，同一小区内的基站均能够获得位于该小区内的终端 发送的能量请求信息，所述任一基站均设置有天线阵列，所述方法包括：
[0007] 在基于所述天线阵列接收到该小区内的终端发送的能量请求后，获取所述终端发 送的上行导频信息，并根据所述上行导频信息预估下行信道信息，其中，所述下行信道信息 包括大尺度信道衰落信息；
[0008] 基于所述大尺度信道衰落信息、参考发射功率值和所述天线阵列所包含的天线 数，计算初始预编码组合系数，其中，当所述能量请求为所述基站所接收到的第一个能量请 求时，所述参考发射功率值为：预设的初始发射功率信息，当所述能量请求为所述基站所接 收到的非第一个能量请求时，所述参考发射功率值为：上一次能量请求处理过程中更新后 的预编码组合系数所依据的发射功率的信息；
[0009] 基于所述大尺度信道衰落信息、所述初始预编码组合系数和预设的预编码组合系 数公式，计算初始拉格朗日乘子；
[0010] 将所述初始格朗日乘子广播至其他基站，并接收其他基站发送的与所述其它基站 一一对应的初始拉格朗日乘子，W构建拉格朗日乘子数组；
[0011] 基于所述拉格朗日乘子数组和功率迭代公式，调整发射功率，W得到调整后的发 射功率；
[0012] 基于所述调整后的发射功率，计算更新发射功率后的预编码组合系数，并基于所 述更新发射功率后的预编码组合系数计算对所要发送的能量的能量预编码，并将经过能量 预编码后的能量发送至所述终端。
[0013] 优选地，计算初始预编码组合系数所利用的公式，包括：
[0015]其中，所述M为天线阵列所包含的天线数，所述aIk为初始预编码组合系数，所述 Pi为当前基站1的参考发射功率值，所述P为所有基站的总发射功率，所述K为对当前基站 1请求能量的终端总数，所述k为第k个请求能量的终端。
[0016] 优选地，所述预设的预编码组合系数公式为包括：
[0018]其中，所述aIk为初始预编码组合系数，所述M为天线阵列所包含的天线数，所述 0 1k为大尺度信道衰落信息，所述^ 1为拉格朗日乘子，所述O为噪声参数，所述P为所有 基站的总发射功率，所述L为基站的总数。
[0019] 优选地，计算能量预编码所利用的公式，包括：
[0021] 其中，所述Wi为能量预编码，所述a'Ik为更新发射功率后所对应的预编码组合系 数，所述为上行信道衰落向量的共辆向量。
[0022] 优选地，基于所述拉格朗日乘子数组和功率迭代公式，调整发射功率，包括：
[0023] 判断自身的初始拉格朗日乘子在所述拉格朗日数组中是否为最大拉格朗日乘子 或最小拉格朗日乘子；
[0024]当判断自身的初始拉格朗日乘子为最大拉格朗日乘子时，利用增大功率迭代公 式，计算第一发射功率值，并将所述参考发射功率信息调整至所述第一发射功率值；
[0025] 当判断自身的初始拉格朗日乘子为最小拉格朗日乘子时，利用降低功率迭代公 式，计算第一发射功率值，并将所述参考发射功率信息调整至所述第一发射功率值。
[00%] 优选地，所述增大功率迭代公式为：
[0027]片.二片.-i +八沪―I，
[0028] 其中，所述戶为所述第一类迭代发射功率值，所述为上一次迭代所确定出 的第一类迭代发射功率值，所述5t1为上一次所确定出的功率调整因子，所述P为所有基 站的总发射功率，所述M表示具有最大拉格朗日乘子，且t= 1时，所述为参考发射功 率值，所述St1为预设的参考功率调整因子。
[0029] 优选地，所述降低功率迭代公式为：
[0030] 的、。二砖 _ 口沒一1 ,
[0031] 其中，所述为所述第二类迭代发射功率值，所述为上一次迭代所确定出 的第二类迭代发射功率值，所述5t1为上一次所确定出的功率调整因子，所述P为所有基 站的总发射功率，所述m表示具有最小拉格朗日乘子，且t= 1时，所述災为参考发射功 率值，所述St1为预设的参考功率调整因子。
[0032] 优选地，所述利用增大功率迭代公式，计算第一发射功率值，包括：
[0033] 利用所述参考发射功率值、预设的参考功率调整因子和增大功率迭代公式，计算 第一次迭代所对应的第一类迭代发射功率值；
[0034] 将第一次迭代所对应的第一类迭代发射功率值作为当前的第一类迭代发射功率 值，将所述预设的参考功率调整因子作为当前的功率调整因子；
[0035] 利用当前的第一类迭代发射功率值，计算增大发射功率后的拉格朗日乘子，并将 增大发射功率后的拉格朗日乘子广播至其他基站，并接收其他基站发送的相对应的更新发 射功率后所计算得到的拉格朗日乘子，W构建新的拉格朗日乘子数组；
[0036] 判断增大发生功率后的拉格朗日乘子是否为新的拉格朗日乘子组中的最小的拉 格朗日乘子，如果是，基于当前的第一类迭代发射功率和当前的功率调整因子，确定第一发 射功率值，否则，判断增大发生功率后的拉格朗日乘子是否为新的拉格朗日乘子组中的最 大的拉格朗日乘子；
[0037] 当判断结果为否时，将当前的第一类迭代发射功率作为第一发射功率值；
[0038] 当判断结果为是时，利用当前的第一类迭代发射功率值，计算再次迭代所对应的 第一类迭代发射功率值，并将再次迭代所对应的第一类迭代发射功率值重新作为当前的第 一类迭代发射功率值，进而触发执行所述利用当前的第一类迭代发射功率值，计算增大发 射功率后的拉格朗日乘子的步骤。
[0039] 优选地，所述基于将当前的第一类迭代发射功率，确定第一发射功率值，包括：
[0040] 将当前的功率调整因子减少为一半，形成新的功率调整因子；
[0041] 利用当前的第一类迭代发射功率值和新的功率调整因子，计算再次迭代所对应的 第一类迭代发射功率值，并将再次迭代所对应的第一类迭代发射功率值重新作为当前的第 一类迭代发射功率值，并将该新的功率调整因子重新作为当前的功率调整因子，触发执行 所述利用当前的第一类迭代发射功率值，计算增大发射功率后的拉格朗日乘子的步骤。
[0042] 第二方面，本发明实施例提供了一种无线能量传输系统，包括：获取单元、初始预 编码组合系数计算单元、初始拉格朗日乘子计算单元、构建单元、调整单元和能量预编码单 元；
[0043] 所述获取单元，用于在基于所述天线阵列接收到该小区内的终端发送的能量请求 后，获取所述终端发送的上行导频信息，并根据所述上行导频信息预估下行信道信息，其 中，所述下行信道信息包括大尺度信道衰落信息；
[0044] 所述初始预编码组合系数计算单元，用于基于所述大尺度信道衰落信息、参考发 射功率值和所述天线阵列所包含的天线数，计算初始预编码组合系数，其中，当所述能量请 求为所述基站所接收到的第一个能量请求时，所述参考发射功率值为：预设的初始发射功 率信息，当所述能量请求为所述基站所接收到的非第一个能量请求时，所述参考发射功率 值为：上一次能量请求处理过程中更新后的预编码组合系数所依据的发射功率的信息；
[0045] 所述初始拉格朗日乘子计算单元，用于基于所述大尺度信道衰落信息、所述初始 预编码组合系数和预设的预编码组合系数公式，计算初始拉格朗日乘子；
[0046] 所述构建单元，用于将所述初始格朗日乘子广播至其他基站，并接收其他基站发 送的与所述其它基站一一对应的初始拉格朗日乘子，W构建拉格朗日乘子数组；
[0047] 所述调整单元，用于基于所述拉格朗日乘子数组和功率迭代公式，调整发射功率， W得到调整后的发射功率；
[0048] 所述能量预编码单元，用于基于所述调整后的发射功率，计算更新发射功率后的 预编码组合系数，并基于所述更新发射功率后的预编码组合系数计算对所要发送的能量的 能量预编码，并将经过能量预编码后的能量发送至所述终端。
[0049] 优选地，所述初始预编码组合系数计算单元中计算初始预编码组合系数所利用的 公式具体为：
[0051] 其中，所述M为天线阵列所包含的天线数，所述aIk为初始预编码组合系数，所述 Pi为当前基站1的