无线能量传输的信号与系统设计：原型、实验与验证
信息论
2020-08-04 v3 math.IT
摘要
关于无线能量传输（WPT）的通信与信号设计这一新的研究方向近期出现在通信文献中。旨在最大化 WPT 能量传输效率的有前景的信号策略依赖于（能量）波束成形、波形、调制与发射分集，以及它们的组合。在很大程度上，对这些策略的研究迄今局限于理论性能分析。在本文中，我们研究上述所有 WPT 信号策略的真实空中（over-the-air）性能。为此，我们设计、原型化并实验了一种基于软件定义无线电（SDR）的创新型辐射式 WPT 架构，该架构可工作于开环与闭环（在发射端进行信道获取）模式。该原型由三个重要模块组成，即信道估计器、信号发生器和能量收集器。实验在多种部署场景下开展，包括频率平坦与频率选择性信道，以及静态与移动条件。实验凸显出，基于联合波束成形与波形设计的信道自适应 WPT 架构相比传统的单天线/多天线连续波系统在收集到的直流功率上提供了显著的性能提升。实验结果充分验证了理论信号设计所预测的观测，并确认了能量收集器非线性所起的关键且有益的作用。
引用
@article{arxiv.1901.01156,
title = {Signal and System Design for Wireless Power Transfer : Prototype, Experiment and Validation},
author = {Junghoon Kim and Bruno Clerckx and Paul D. Mitcheson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1901.01156},
year = {2020}
}
备注
Accepted to IEEE Transactions on Wireless Communications