[发明专利]一种基于偏置ASK调制的自适应无线携能通信系统

权利要求书

1.一种基于偏置ASK调制的自适应无线携能通信系统，包括无线携能发射子系统和无线携能接收子系统，其特征在于，无线携能发射子系统发射同时具备能量和信息的偏置ASK信号，通过自由空间传输到所述无线携能接收子系统；无线携能接收子系统通过以射频整流器和低通滤波器为核心的整流滤波模块，同时实现输入信号的RF-DC转换及非相干解调，供给后级的信息链路及能量链路使用；无线携能接收子系统通过输入信号监测和能量管理，将自身的实时工作状态反馈给无线携能发射子系统，无线携能发射子系统通过反馈信息调整发射相关性能参数，实现无线携能通信系统的自适应功能；所述无线携能发射子系统包括基站（1）、信息帧封装模块（2）、偏置ASK基带调制模块（3）、数字上变频模块（4）、数字波束赋形模块（5）、功率控制模块（6）、射频前端模块（7）、发射天线阵（8）、反馈信号接收天线（19）和反馈信号接收器（20）；

其中，基站（1）、信息帧封装模块（2）、偏置ASK基带调制模块（3）、数字上变频模块（4）、数字波束赋形模块（5）和功率控制模块（6）顺次连接，组成无线携能发射子系统的数字控制部分，输出同时具备能量和信息的偏置ASK信号；射频前端模块（7）包括数模转换器、上变频模块和功率放大器，将无线携能发射子系统的数字控制部分输出的数字信号进行数模转换、射频上变频、功率放大处理，转换成适于在自由空间中传播的射频模拟信号；射频模拟信号最后经发射天线阵（8）发射到自由空间，被无线携能接收子系统的接收天线所捕获。

2.根据权利要求1所述的一种基于偏置ASK调制的自适应无线携能通信系统，其特征在于，无线携能发射子系统在进行偏置ASK信号发射的同时，也从另一条反馈接收链路通过反馈信号接收天线（19）和反馈信号接收器（20）接收无线携能接收子系统回传的工作状态反馈信号并送入无线携能发射子系统的数字控制部分进行处理，自适应调整发射信号的功率、波束赋形复加权因子和调制参数，实现自校正的功能。

3.根据权利要求1所述的一种基于偏置ASK调制的自适应无线携能通信系统，其特征在于，无线携能发射子系统的数字控制部分中，基站（1）产生原始的信源信号，并且对周围的无线设备提供接入服务；信息帧封装模块（2）将信源信号进行分组，添加上前导信号和帧头，封装成完整的信息帧；偏置ASK基带调制模块（3）对信息帧序列进行偏置ASK基带调制，将信息帧比特流转换成偏置ASK基带信号；

偏置ASK基带调制模块（3）根据无线携能接收子系统反馈的系统工作状态信息改变偏置比，当无线携能接收子系统电池电量不足时优先传输能量，当信道条件恶劣时优先传输信息；数字上变频模块（4）将偏置ASK数字基带信号乘以正弦载波，得到数字中频偏置ASK信号；数字波束赋形模块（5）在数字端根据无线携能接收子系统反馈的接收功率估计值调整各射频链的馈电幅度及相位，即波束赋形复加权因子，从而生成指向接收子系统的波束；发射功率控制模块（6）根据无线携能接收子系统反馈的接收功率需求值和接收功率估计值，智能调整发射信号的输出功率。

4.根据权利要求2所述的一种基于偏置ASK调制的自适应无线携能通信系统，其特征在于，数字波束赋形模块（5）在数字端对每个射频链的信号乘上波束赋形复加权因子，其中波束赋形复加权因子根据无线携能接收子系统反馈的接收功率估计值和天线阵方向图乘积原理，基于最大化目标方向增益及最小化干扰目标生成，进行幅度和相位的调整；

发射功率控制模块（6）根据无线携能接收子系统反馈的接收功率需求值和接收功率估计值，在数字端对偏置ASK信号乘上一个功率调整因子，动态调整发射信号的功率，减少无线携能发射子系统的功率浪费。