[发明专利]一种基于多入多出无线充电系统的并行反馈通信方法

权利要求书

1.一种基于多入多出无线充电系统的并行反馈通信方法，其特征在于所述该方法包括：

步骤1：碰撞感知并行译码方案

RXs的多个Qi规范将并发地响应TX模拟ping，并反馈它们必要的数据，在拟议的MRC-WPT系统中，RX通过将振荡电路切换到两种可能的状态来编码其数据:“开路(O)”和“闭合(S)”。当Q个RXs同时传输时，碰撞信号将有2^Q个合并状态，通过测量TX电流，在所有TXs之间进行坐标协调，识别出RXs的组合状态，同时估算出TXRX/RX-RX的互感系数，TX电压固定为恒定值，并将TX电流作为测量变量；

步骤2：现象观察

聚类现象:在给定TX电压不变的情况下，RXs的存在会影响TX电流值。我们使用2个TXs和2个RXs在我们的MRC-WPT原型试验台上进行实验，我们将TX输入电压固定为8V，并将RX振荡电路切换为开路状态，实现RX反馈通信，收集并绘制TX电流值，RX的开闭状态转换对TX电流值有显著影响。

步骤3：单跳变转移图的构建

基于在n维空间中收集到的符号(接收端开关状态表示)，我们构造了一个单跳变转移图(One-Flip-Graph,OFG)，其中顶点集包含2^Q个符号簇，而边集包含任意一对相邻的边。

根据电路方程，MIMO MRC-WPT系统的簇分布比RFID通信的簇分布更有规律。当存在K≤Q的显性RXs，且其对TXs的影响远大于其他RXs时，2^Q簇往往形成2^K个基团，每个基团由2^Q-K簇组成。分类器可能无法区分一个组内分布紧密的聚类，导致分类结果不正确。如图4(a)所示，每组有4个组，每个组内有2个聚类，分类器出现判断错误的结果。

为了提高分类的正确性，我们采用双层聚类机制，在第一层，我们尝试定位2^K组，当有足够数量的符号时，根据电路方程，符号在所有簇中的分布是正常的。因此，可以对第一层的参数K进行调整，以实现符号在组间的均衡分布。

在第二层，我们进一步对每一组进行分类，以获得2^Q-K簇。图4(c)为图4(b)左上组的第二层聚类结果。在其中引入的LDBC算法在第一层和第二层中都用于定位集群的中心。

在确定每个簇的中心之后，我们将执行可靠的符号分配。如果一个符号在空间域的概率(由符号位置到聚类中心的距离决定)大于给定的阈值，则将一个符号分类为一个聚类。对于多簇重叠空间中可能存在的混淆符号，分类基于空间和时域的概率联合考虑，其中时域的概率由同一时间窗内的相邻符号确定。在符号聚类之后，下一步是在图中构建连接。基于邻居簇之间的转移概率明显高于非邻居簇之间的转移概率的观察，我们可以根据转移概率来识别邻居簇。

步骤4：潜在的集群识别

RFID通信相关研究提出了一种基于层的聚类识别算法，该算法从一个特殊的锚聚类开始，假设其组合状态已知。这种假设在RFID场景中是合理的，因为充电标签不会影响IQ域中接收到的信号，并且当所有标签充电时，代表所有“低”状态的集群都可以被识别出来。

步骤5：基于信道估计的校准

对于任何给定的簇识别候选，我们可以分别从具有一个或两个“闭合”RXs的簇中获得TX-RX和RX-RX的互感。在已知所有的互感系数后，我们通过比较预期和测量的TX电流来进一步评估给定的簇识别的优劣性。其原因在于，通过不同的簇获得的互感，在有效的簇识别中将与其他簇保持一致，而在无效的簇识别中将与其他簇发生冲突。因此，我们将通过基于信道估计的校准来选择最佳的聚类识别。

步骤6：解码

最后，我们可以根据最佳簇群标识执行解码，其中每种RXs的开闭组合状态都得到了标识。通过检查这些组合状态，该方案输出一个“断开”和“闭合”的序列来表示每个RX传输的信号。在碰撞场景中，符号聚类过程中的错误标签可能会增加单个RX的误码率。标准化的FM0和Miller的可预测状态翻转模式提出了一种可能的解决方案，可以在将状态序列输入解码器之前纠正状态序列中的错误。