[發(fā)明專利]一種多天線微波無(wú)線充電的波束成形算法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710677419.4
• 申請(qǐng)日: 2017-08-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107493124B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙毓斌;須成忠;王曉東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳先進(jìn)技術(shù)研究院;深圳市堯元科技有限公司
• 主分類號(hào): H04B7/06
• 分類號(hào): H04B7/06;H02J50/20
• 代理公司: 北京市誠(chéng)輝律師事務(wù)所 11430
• 代理人: 賈冠楠

1.一種多天線的微波無(wú)線充電波束成形方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)在線訓(xùn)練協(xié)議，包括訓(xùn)練周期和訓(xùn)練時(shí)隙，該在線訓(xùn)練協(xié)議執(zhí)行由發(fā)送端在特定的頻段將微波發(fā)送至接收端，同時(shí)監(jiān)聽(tīng)接收端發(fā)送的反饋信息，根據(jù)反饋信息計(jì)算和調(diào)整波束成形權(quán)重向量；

(2)基于隨機(jī)采樣算法進(jìn)行采樣，所述基于隨機(jī)采樣算法進(jìn)行采樣包括：在訓(xùn)練時(shí)隙將波束成形的向量樣本作為控制向量，控制能量發(fā)送，然后監(jiān)聽(tīng)接收端返回的反饋信息，直至所有樣本都經(jīng)過(guò)發(fā)送和反饋；

(3)基于反饋信息進(jìn)行重采樣；

(4)收斂控制，進(jìn)行最優(yōu)值的選取，得到最優(yōu)波束成形權(quán)重向量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多天線的微波無(wú)線充電波束成形方法，其特征在于：隨機(jī)采樣算法為蒙特卡洛采樣算法、黑斯廷斯算法、吉布斯算法或重要性采樣算法。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多天線的微波無(wú)線充電波束成形方法，其特征在于：所述步驟(1)在線訓(xùn)練協(xié)議為數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)，包括時(shí)分復(fù)用、頻分復(fù)用方式。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多天線的微波無(wú)線充電波束成形方法，其特征在于：所述步驟(1)在線訓(xùn)練協(xié)議具體為：發(fā)送端101將特定的頻段將微波發(fā)送至接收端102，同時(shí)監(jiān)聽(tīng)接收端102發(fā)送的反饋信息，根據(jù)反饋信息計(jì)算和調(diào)整波束成形算法直至達(dá)到理想狀態(tài)。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多天線的微波無(wú)線充電波束成形方法，其特征在于：所述步驟(2)中隨機(jī)采樣算法為蒙特卡洛采樣算法，進(jìn)行蒙特卡洛約束采樣包括如下步驟：

初始化采樣(301)，在算法執(zhí)行前隨機(jī)生成初始波束成形向量樣本，并存放于存儲(chǔ)單元302中；

進(jìn)入訓(xùn)練時(shí)隙(310)，發(fā)送端(101)將波束成形的向量樣本作為控制向量，控制能量發(fā)送(311)，然后監(jiān)聽(tīng)接收端(102)返回的反饋(312)，并將反饋結(jié)果發(fā)送至存儲(chǔ)單元(302)，如此循環(huán)訓(xùn)練時(shí)隙(310)，直至所有樣本都經(jīng)過(guò)發(fā)送和反饋；

進(jìn)入樣本比較選擇(321)，選取反饋值較大的多個(gè)樣本，然后進(jìn)入重采樣(322)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種多天線的微波無(wú)線充電波束成形方法，其特征在于：所述蒙特卡洛的約束性采樣的約束條件為：生成訓(xùn)練周期內(nèi)的波束成形權(quán)重向量，在初始化(301)時(shí)刻，設(shè)置初始權(quán)重向量為其中表示在初始時(shí)刻的波束成形權(quán)重向量，N表示發(fā)射端101的天線數(shù)量，依據(jù)生成第一個(gè)訓(xùn)練周期的權(quán)重樣本集合其中i表示第i個(gè)權(quán)重向量樣本，下標(biāo)1表示第一個(gè)訓(xùn)練周期，N_s表示樣本數(shù)量，對(duì)于其中的每一個(gè)向量選擇向量中的N-1個(gè)元素，元素標(biāo)號(hào)用j表示，針對(duì)第j個(gè)元素，生成一個(gè)隨機(jī)復(fù)數(shù)，符合均值為0方差為1的復(fù)高斯分布：

設(shè)置第一個(gè)訓(xùn)練周期的控制速率因子β₁，則為：

當(dāng)N-1個(gè)元素全部生成后，依據(jù)約束條件求得最后一個(gè)元素的值。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種多天線的微波無(wú)線充電波束成形方法，其特征在于：所述步驟(3)基于反饋信息進(jìn)行重采樣具體為：經(jīng)過(guò)第k個(gè)訓(xùn)練周期后，存儲(chǔ)單元(302)中保存此周期所有的波束成形權(quán)重樣本向量以及對(duì)應(yīng)的反饋值，以反饋值的大小為依據(jù)進(jìn)行排序，從權(quán)重樣本中選取M個(gè)反饋值最大的樣本，形成新的樣本集合以該樣本為基礎(chǔ)，重新生成新的樣本集合，生成方法為：在每個(gè)向量中，首先隨機(jī)產(chǎn)生其中的N-1元素：

進(jìn)而依據(jù)約束條件計(jì)算最后一個(gè)元素值，重新生成的權(quán)重樣本將用于下一時(shí)刻的訓(xùn)練周期。