CN107408846B - 用于rf能量采集的无线通信设备和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于RF能量采集的无线通信设备和方法。本发明涉及一种无线通信设备(101a‑c)，配置用于与能量分配器通信，所述无线通信设备(101a‑c)包括：可再充电能量存储器(201)，配置用于向所述无线通信设备(101a‑c)提供能量以维持无线通信设备(101a‑c)的工作；发送器(203a)，配置用于向所述能量分配器(103)发送能量状态消息；以及接收器(203b)，配置用于从无线信号中提取能量，所述无线信号由所述无线通信设备(101a‑c)从能量提供器处接收，并且使用从所述无线信号中提取的能量对所述可再充电能量存储器(201)进行再充电，其中所述无线信号由所述能量提供器提供，以响应发送到所述能量分配器的所述能量状态消息。此外，本发明涉及相应的方法。

Description

用于RF能量采集的无线通信设备和方法
技术领域
本发明涉及无线通信装设备及方法。特别地，本发明涉及允许RF能量采集的无线通信设备和方法。
背景技术
过去十年来，随着全球变暖越来越受到关注，全球碳排放量方面的信息和通信技术(information and communication technologies，ICT)的比例越来越大，对通信网络的能源效率的兴趣已经重新燃起。世界ICT生态***每年使用约1500TWh的电力，相当于日本和德国合起来的所有发电量。因为能量消耗通过诸如云计算、移动互联网、物联网以及新设备例如智能手机，平板电脑和智能手表等新技术越来越多地渗透到人类活动的各个领域，因此，预计ICT每年都会增加其能源消耗。为了减少ICT的碳排放量，提高有线和无线网络信息获取、处理和分配的能源效率已经成为研究人员面临的主要挑战。通信***已占用ICT所用能源的25％左右。因此，最重要的是在不牺牲服务质量或性能的前提下，以最佳的能量效率设计有线和无线通信设备。
近来，能源采集(energy harvesting，EH)作为无线网络的强大补充技术出现，以延长网络的使用寿命，并减少对电网和电池的依赖。电源传感器通过使用压电、射频、热电、电感耦合、风力或太阳能采集技术将其转换成能量来采集环境中的机械能、电场或磁场、光或温度差异。
在如今的互联世界中，无线网络普遍存在，环境射频(radio frequency，RF)能量无处不在，其作为用于能量受限的无线网络的潜在能源。与其他潜在的环境能源相比，RF能量采集有几个优点：i)可以使用节点的现有天线进行采集，ii)可以有意地从远程充电站传输射频能量，这样接收器对其工作环境随机性的依赖较少，例如在夜间不起作用的太阳能采集器。
已知用于优化无线通信设备中的电池使用的一些解决方案。例如，US2012/0210325公开了一种无线通信设备，其包括用于延长无线通信设备的电池寿命的智能任务调度器。然而，这种方法仅允许有限的优化，并且一旦无线通信设备的电池是用光，则设备就会“停止服务”。
US2013/0106352公开了一种USB电池充电器，其允许在需要时即适时地对无线通信设备再充电。然而，这样的美国电池充电器也需要事先再充电。
因此，需要一种改进的无线通信设备和方法，尤其是适于允许RF能量采集的改进无线通信装置和方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种改进的无线通信设备和方法，尤其是适用于RF能量采集的改进的无线通信设备和方法。
通过独立权利要求的主题来实现该目的。从属权利要求、说明书和附图中提供了进一步的实现形式。
本发明的第一方面涉及一种无线通信设备，配置用于与能量分配器，特别是基站或另一无线通信设备进行通信，所述无线通信设备包括：可再充电能量存储器，配置用于向所述无线通信设备提供能量以维持所述无线通信设备的工作；发送器，配置用于向所述能量分配器发送能量状态消息；以及接收器，配置用于从无线信号中提取能量，所述无线信号由所述无线通信设备从能量提供器处接收，并且使用从所述无线信号中提取的能量对所述可再充电能量存储器进行再充电，其中所述无线信号由所述能量提供器提供，以响应发送到所述能量分配器的所述能量状态消息。
因此，提供了允许RF能量采集的改进的无线通信设备。
在本发明本身的第一方面的第一种可能的实现形式中，所述无线通信设备还包括预测器，配置用于，基于所述可再充电能量存储器的当前水平和所述无线通信设备的能量消耗简况，预测维持所述无线通信设备的工作直到即将到来的时间窗口的终点所需的能量总量。
在本发明本身的第一方面的第二种可能的实现形式中，或者其第一实现形式中，所述能量状态消息包括关于维持所述无线通信设备的工作直到所述即将到来的时间窗口的终点所需的能量总量的信息，和/或时间间隔信息，所述时间间隔由维持所述无线通信设备的工作所需的能量总量何时必须由所述无线通信设备进行接收来进行限定。
在本发明第一方面的第一种或第二种实现形式的第三种可能的实现形式中，所述无线通信设备还包括分析器，配置用于生成所述无线通信设备的所述能量消耗简况。
在本发明第一方面的第三种实现形式的第四种可能的实现形式中，无线通信设备配置用于执行多个进程，并且所述分析器配置用于，基于由所述无线通信设备在已经过的时间窗口中执行的所述多个进程中的进程的频率、持续时间和/或时间相关性，生成所述无线通信设备的所述能量消耗简况。
在本发明第一方面的第一种至第四种实现形式的第五种可能的实现形式中，无线通信设备配置用于执行多个进程，并且其中所述无线通信设备还包括调度器，用于在所述即将到来的时间窗口中调度所述多个进程中的进程，其中所述预测器配置用于，基于所述可再充电能量存储器的所述当前水平、所述无线通信设备的所述能量消耗简况和所述即将到来的时间窗口内的所述被调度的进程，预测维持所述无线通信设备的工作直到所述即将到来的时间窗口的所述终点所需的所述能量总量。
在本发明第一方面的第一种至第五种实现形式中的任一种的第六种可能实现形式中，预测器还配置用于基于已经过的时间窗口内的至少一个再充电事件来预测所述即将到来的时间窗口的所述终点。换句话说，预测器配置用于考虑过去的再充电事件，以便估计在即将到来的时间窗口的终点之前这种再充电是否可能发生。
在本发明本身的第一方面的第七种可能的实现形式中，或其第一种至第六种实现形式中的任何一种中，发送器配置用于将能量状态消息作为数据消息的一部分发送到所述能量分配器，即作为包含控制数据和/或有效载荷数据的消息的一部分，所述控制数据和/或有效载荷数据要提供给所述能量分配器。
在本发明本身的第一方面的第八种可能的实现形式中，或其第一种至第七种实现形式中的任一种中，所述无线通信设备还配置用于执行涉及另一无线通信设备的能量消耗进程，以回馈由所述能量提供器提供的能量。
在本发明本身的第一方面的第九种可能实现形式中，或其第一种至第八种实现形式中的任何一种中，能量状态消息包括关于所述无线通信设备的所述可再充电能量存储器的当前水平的信息、所述无线通信设备的所述可再充电能量存储器在即将到来的时间窗口的所述终点处的水平、所述无线通信设备的所述可再充电能量存储器的存储容量和/或操作所述无线通信设备所需的所述可再充电能量存储器的最小存储水平。
本发明的第二方面涉及一种能量分配器，特别是基站或无线通信设备，其配置用于与另一无线通信设备进行通信，所述能量分配器包括接收器，配置用于从另一无线通信设备接收能量状态消息，其中所述能量分配器还配置用于响应于所述能量状态消息，通过无线信号引发能量提供器向另一无线通信设备提供能量。
在本发明本身的第二方面的第一种可能的实现形式中，能量状态消息包括关于所述另一无线通信设备的所述可再充电能量存储器的所述当前水平的信息，其中所述能量分配器还包括预测器，配置用于，基于所述可再充电能量存储器的当前水平和所述另一无线通信设备的能量消耗简况，预测维持所述另一无线通信设备的工作直到即将到来的时间窗口的终点所需的能量总量。
在本发明本身的第二方面的第二种可能的实现形式中或其第一种实现形式中，所述能量提供器是能量分配器的发送器，其中所述能量分配器的所述发送器配置用于通过无线信号向所述另一无线通信设备提供能量。
本发明的第三方面，涉及一种操作配置用于与能量分配器，特别是基站或另一无线通信设备进行通信的无线通信设备的方法，包括以下步骤：向所述无线通信设备提供能量，所述能量来自所述无线通信设备的可再充电能量存储器，以维持所述无线通信设备的工作；向所述能量分配器发送能量状态消息，从无线信号中提取能量，所述无线信号由所述无线通信设备从能量提供器处接收，并且使用从所述无线信号中提取的能量对所述可再充电能量存储器进行再充电，其中所述无线信号由所述能量提供器提供，以响应发送到所述能量分配器的所述能量状态消息。
本发明第三方面提供的方法可以由本发明第一方面提供的无线通信设备来执行。本发明第三方面提供的方法的其他特征直接取决于本发明第一方面提供的无线通信设备的功能及其上述不同的实现形式。
本发明的第四方面涉及一种计算机程序，包括程序代码，用于当在计算机上执行时执行本发明第三方面提供的方法。
本发明可以在硬件和/或软件中实现。
附图说明
将参照下述附图描述本发明的其它实施例，其中：
图1示出了包括实施例提供的若干无线通信设备和实施例提供的能量分配器的无线通信网络的示意图；
图2示出了实施例提供的无线通信设备的示意图；
图3示出了实施例提供的操作无线通信设备的方法的示意图；
图4示出了实施例提供的无线通信设备的工作流程图；
图5示出了实施例提供的无线通信设备的工作流程图；
图6示出了实施例提供的基站形式的能量分配器的工作流程图；
图7示出了表示实施例提供的无线通信设备、基站形式的能量分配器和能量提供器之间信令的信令图；以及
图8示出了表示实施例提供的无线通信设备、基站形式的能量分配器和能量提供器之间信令的信令图。
具体实施方式
在下面的详细描述中，对附图进行参考，这些附图构成本公开的一部分，并且在其中通过说明的方式示出了可以实施本公开的具体方面。应当理解的是，在不脱离本公开的范围的情况下，可以利用其他方面并进行结构或逻辑上的改变。因此，下面的详细描述并不旨在以限制的意义来解释，并且本公开的范围由所附权利要求限定。
应理解，与所描述的方法相关的公开内容对于配置用于执行该方法的相应设备或***也可以是适用的，反之亦然。例如，如果描述了具体的方法步骤，则相应的设备可以包括执行所描述的方法步骤的单元，即使在图中没有明确描述或示出这样的单元。此外，应理解，除非另有特别说明，本文所述的各种示例性方面的特征可以彼此组合。
图1示出了实施例提供的包括三个示例性无线通信设备101a-c的示例性无线通信网络100的示意图，实施例提供的该无线通信设备配置用于以基站的形式与能量分配器103进行通信。下文将更详细地描述，在替代实施例中，另一通信设备101a-c中的一个可以承担能量分配器而不是基站103的角色。图2示出了示例性无线通信设备101a-c之一的更详细的视图。
无线通信装置101a-c包括电池形式的可再充电能量存储器201，其配置用于向所述无线通信设备101a-c提供能量以维持无线通信设备101a-c的工作。此外，无线通信装置101a-c包括发送器203a，其配置用于以基站103的形式向能量分配器发送能量状态消息，和接收器203b，配置用于从无线信号中提取能量，该无线信号由所述无线通信设备101a-c从能量提供器处接收，并且使用从所述无线信号中提取的所述能量对所述可再充电能量存储器201进行再充电，其中所述无线信号由所述能量提供器提供，以响应发送到基站103形式的所述能量分配器的所述能量状态消息。
如图2所示，在一个实施例中，无线通信设备101a-c的发送器203a和接收器203b可以共享至少一些组件，例如，无线通信设备101a-c的天线203c。
在一个实施例中，能量提供器是基站103本身。在这样的实施例中，基站103可以包括发送器，其配置用于通过无线信号向所述无线通信设备(101a-c)提供能量。替代地或另外地，能量提供器可以以与基站103通信的专用单元的形式实现，并且包括发送器，其配置用于通过无线信号向无线通信设备101a-c提供能量。
在一个实施例中，无线通信设备101a-c还包括预测器205，配置用于基于所述可再充电能量存储器201的当前水平和所述无线通信设备101a-c的能量消耗简况，预测维持所述无线通信设备101a-c的工作直到即将到来的时间窗口的终点所需的能量总量。在一个实施例中，预测器205还配置用于基于已经过的时间窗口内无线通信设备101a-c的至少一次再充电事件来预测即将到来的时间窗口的终点。
在一个实施例中，能量状态消息包括关于维持所述无线通信设备101a-c的工作直到所述即将到来的时间窗口的所述终点所需的能量总量的信息，和/或时间间隔信息，该时间间隔由维持所述无线通信设备101a-c的工作所需的能量总量何时必须由所述无线通信设备101a-c进行接收来进行限定。在一个实施例中，能量状态消息还包括关于所述无线通信设备的所述可再充电能量存储器的当前水平的信息，所述无线通信设备101a-c的所述可再充电能量存储器201在即将到来的时间窗口的所述终点处的所述水平，所述无线通信设备101a-c的所述可再充电能量存储器201的存储容量和/或操作所述无线通信设备101a-c所需的所述可再充电能量存储器201的最小存储水平。
在一个实施例中，无线通信设备101a-c的发送器203a配置用于将所述能量状态消息作为数据消息的一部分发送到能量分配器103，即作为包含控制数据和/或有效载荷数据的消息的一部分，该控制数据和/或有效载荷数据要提供给能量分配器103。或者，能量状态消息可以是专用消息。
在一个实施例中，无线通信设备101a-c还包括分析器207，配置用于生成所述无线通信设备101a-c的所述能量消耗简况。在一个实施例中，无线通信设备101a-c配置用于执行多个进程，并且所述分析器207配置用于，基于由所述无线通信设备101a-c在已经过的时间窗口中执行的所述多个进程中的任何进程的频率、持续时间和/或时间相关性来生成所述无线通信设备101a-c的所述能量消耗简况。
在一个实施例中无线通信设备101a-c配置用于执行多个进程，其中无线通信设备101a-c还包括调度器209，用于在即将到来的时间窗口内调度这些进程，其中所述预测器205配置用于，基于所述可再充电能量存储器201的所述当前水平、所述无线通信设备101a-c的所述能量消耗简况和由所述调度器209在所述即将到来的时间窗口内调度的进程，预测维持所述无线通信设备101a-c的工作直到所述即将到来的时间窗口的所述终点所需的所述能量总量。
在一个实施例中，无线通信设备101a-c还配置用于在激励方案的上下文中请求和获得能量。例如，无线通信设备101a-c可以配置用于执行涉及另一无线通信设备101a-c的能量消耗过程，例如与另一无线通信设备共享文件，以回馈由能量提供器提供的能量。
如上所述，在实施例中，预测器205是无线通信设备101a-c的一部分，该预测器205配置用于基于所述可再充电能量存储器201的当前水平和所述无线通信设备101a-c的能量消耗简况，来预测维持所述无线通信设备101a-c的工作直到即将到来的时间窗口的终点所需的能量总量。替换地或另外地，可以通过能量分配器，特别是基站103的一部分实现所述预测器，该预测器配置用于基于所述可再充电能量存储器201的所述当前水平，所述无线通信设备101a-c的所述能量消耗简况来预测直到所述即将到来的时间窗口的所述终点，维持所述无线通信设备101a-c的工作所需的所述能量总量。
图3示出了实施例提供的操作无线通信设备101a-c的方法300的示意图。方法300包括以下步骤。
在步骤301中，无线通信设备101a-c的可再充电能量存储器201连续地为无线通信设备101a-c供给能量，以维持无线通信设备101a-c的工作。
在步骤303中，向能量分配器，特别是基站103，发送能量状态消息。
在步骤305中，从无线信号中提取能量，该无线信号由无线通信设备101a-c从能量提供器处接收，从无线信号中提取的能量用于对无线通信设备101a-c的可再充电能量存储器201进行再充电，其中所述无线信号由所述能量提供器提供，以响应发送到所述能量分配器，特别是基站103的所述能量状态消息。
在下文中，描述了无线通信设备101a-c、基站103和方法300的进一步实现形式、实施例和各个方面。
图4示出了实施例提供的无线通信设备101a-c的工作流程图。其中通过无线通信设备101a-c的一部分实现预测器205，即关于所调度的活动和在即将到来的时间窗口中预测的活动，以及对下一个***式(再充电)机会的预测的所有信息都在无线通信设备101a-c中处理。
更具体地，在步骤401中，无线通信设备101a-c获得关于其可再充电电池201的当前水平的信息。在步骤403和405中，预测器205基于可再充电电池201的当前水平来预测，维持无线通信设备101a-c的工作直到即将到来的时间窗口T的终点所需的能量总量，并且检查可再充电电池201的当前水平是否足够。如果不是这种情况，则无线通信设备101a-c在图4的步骤407中向基站103发送能量状态消息，以便从基站103(或能量提供器)请求能量。
图5示出了实施例提供的无线通信设备101a-c的工作流程图，并且对于在网络侧特别是在基站103侧实现预测器的情况下，图6示出了实施例提供的基站103形式的能量分配器的工作的对应流程图。
在图5的步骤501(类似于图4的步骤401)中，无线通信设备101a-c获得关于其可再充电电池201的当前水平的信息。在图5的步骤503中，无线通信设备101向基站103发送包含关于无线通信设备101a-c的可再充电电池201的当前水平的信息的能量状态消息。在图6的步骤601和603(类似于图4中的步骤403和405)，在基站103上实现的预测器基于无线通信设备101a-c的可再充电电池201的当前水平来预测，维持无线通信设备101a-c的工作直到即将到来的时间窗口T的终点所需的能量总量，并且检查可再充电电池201的当前水平是否足够。如果不足够，则基站103在图6的步骤605中触发在即将到来的时间窗口T内向无线通信设备101a-c提供所需能量总量E，其中能量通过无线信号提供，该无线信号由基站103本身或与基站103通信的专用能量提供器发射。
图7示出了表示实施例提供的无线通信设备101a-c、基站103形式的能量分配器和专用能量提供器之间信令的信令图。
在步骤701中，预测器205基于可再充电电池201的当前水平来预测，维持无线通信设备101a-c的工作直到即将到来的时间窗口的终点所需的能量总量，并且检查可再充电电池201的当前水平是否足够。在步骤703中，无线通信设备101向基站103发送能量状态消息，以便从基站请求由能量提供器提供的能量。如上所述，能量状态消息可以包括下列信息，例如包括电池201的充电状态(state-of-charge，SoC)的当前电池状态以及电池201的存储容量、无线通信设备101a-c工作所需的最小充电水平、所请求的采集能量、对应的时间线等信息。在一个实施例中，可以使用对应于潜在类别(例如能量需求窗口和三级时间线，例如“重要”、“紧急”和“正常”)的量化状态来提供能级信息。这样的量化允许减少传输该信息所需的位数。在一个实施例中，用物理下行链路控制信道(Physical Downlink ControlChannel，PDCCH)(如LTE标准中定义的)传送能量状态消息。
一旦基站103已经从无线通信设备101a-c接收到能量状态消息，它在步骤705处理该请求。如图7所示的实施例中，能量由专用能量提供器提供给无线通信设备101a-c，基站103配置用于将能量状态消息/请求转发给能量提供器。在图7的步骤707中，能量提供器处理该请求，并且通知基站103何时能量将通过能量调度许可(energy scheduling grant，ESG)提供给无线通信设备101a-c。基站103在图7的步骤709中将该ESG转发给无线通信设备101a-c。在步骤711中，能量提供器将能量提供给ESG中指定的无线通信设备101a-c。ESG可以基于常规的调度过程(例如，在LTE中发送的调度许可)，该调度过程由指示能量采集的新字段来补充，而不是由指示有用数据的新字段来补充。
对于在网络侧，即基站103上实现预测器的情况，图8示出了表示实施例提供的无线通信设备101a-c、基站103形式的能量分配器和专用能量提供器之间信令的信令图。从图8可以看出，在这种情况下，基站103和能量提供器配置用于处理和调度来自若干无线通信设备101a-c的能量状态消息。
本文描述的装置可以通过芯片内的光电路、集成电路或专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)实现。本发明可以在数字和/或模拟电子和光学电路中实现。
虽然仅就若干实现或实施例中的一个来公开本公开的特定特征或方面可能，但是这样的特征或方面可以与其他实现或实施例的一个或多个其他特征或方面组合，这可以是期望的并且对于任何给定的或特定的应用都是有利的。此外，如果在详细描述或权利要求中使用术语“包含”，“具有”，“有”或其它变体，则这些术语旨在以类似于术语“包括”的方式来表达包括。此外，术语“示例性”，“例如”和“例”仅意味着一个示例，而不是最好的或最优的。术语“耦合”和“连接”以及衍生词可能已被使用。应当理解，这些术语可以被用于指示两个元件彼此协作或相互作用，而不论它们是直接物理上的接触、电接触，还是它们非彼此直接接触。
虽然本文已经说明和描述了具体方面，但是本领域普通技术人员将会理解，可以在不脱离本公开范围的情况下，做出各种替代的和/或等效的实现以代替所示和所描述的具体方面。本申请旨在涵盖本文详述的特定方面的任何修改或变化。
虽然以下权利要求中的元件是以具有相应标签的特定顺序而记载的，但除非权利要求的记载另外暗示了用于实施一些或所有这些元件的特定顺序，否则那些元件并不一定旨在限于在该特定的顺序下实现。
鉴于上述教导，本领域技术人员可以显而易见地做出许多替代选择、修改和变形。当然，本领域技术人员容易认识到，除了本文所描述的以外，本发明还有许多应用。虽然已经参考一个或更多个特定实施例描述了本发明，但是本领域技术人员认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行许多改变。因此，应当理解，在所附权利要求及其等同物的范围内，本发明可以以不同于本文具体描述的方式进行实施。

Claims (14)

1.一种无线通信设备(101a-c)，配置用于与能量分配器(103)进行通信，所述无线通信设备(101a-c)包括：
可再充电能量存储器(201)，配置用于向所述无线通信设备(101a-c)提供能量以维持所述无线通信设备(101a-c)的工作；
发送器(203a)，配置用于向所述能量分配器(103)发送能量状态消息；
接收器(203b)，配置用于从无线信号中提取能量，所述无线信号由所述无线通信设备(101a-c)从能量提供器处接收，并且用于使用从所述无线信号中提取的所述能量对所述可再充电能量存储器(201)进行再充电，其中所述无线信号由所述能量提供器提供，以响应发送到所述能量分配器(103)的所述能量状态消息；
其中，所述接收器(203b)还配置用于接收来自所述能量分配器(103)的能量调度许可ESG消息，所述ESG消息通知所述无线通信设备(101a-c)何时所述能量将被提供给所述无线通信设备(101a-c)；以及
其中，所述无线信号将所述能量提供给所述ESG消息中指定的无线通信设备。
2.根据权利要求1所述的无线通信设备(101a-c)，其中所述无线通信设备(101a-c)还包括预测器(205)，配置用于，基于所述可再充电能量存储器(201)的当前水平和所述无线通信设备(101a-c)的能量消耗简况，预测维持所述无线通信设备(101a-c)的工作直到即将到来的时间窗口的终点所需的能量总量。
3.根据权利要求2所述的无线通信设备(101a-c)，其中所述能量状态消息包括关于维持所述无线通信设备(101a-c)的工作直到所述即将到来的时间窗口的终点所需的能量总量的信息，和/或时间间隔信息，所述时间间隔由维持所述无线通信设备(101a-c)的工作所需的能量总量何时必须由所述无线通信设备(101a-c)接收来进行限定。
4.根据权利要求2所述的无线通信设备(101a-c)，其中，所述无线通信设备(101a-c)还包括分析器(207)，配置用于生成所述无线通信设备(101a-c)的所述能量消耗简况。
5.根据权利要求4所述的无线通信设备(101a-c)，其中，所述无线通信设备(101a-c)配置用于执行多个进程，并且所述分析器(207)配置用于，基于由所述无线通信设备(101a-c)在已经过的时间窗口中执行的所述多个进程中的进程频率、持续时间和/或时间相关性，生成所述无线通信设备(101a-c)的所述能量消耗简况。
6.根据权利要求2所述的无线通信设备(101a-c)，其中，所述无线通信设备(101a-c)配置用于执行多个进程，并且其中所述无线通信设备(101a-c)还包括调度器(209)，用于在所述即将到来的时间窗口中调度所述多个进程中的进程，其中所述预测器(205)配置用于，基于所述可再充电能量存储器(201)的所述当前水平、所述无线通信设备(101a-c)的所述能量消耗简况和所述即将到来的时间窗口内的被调度的进程，预测维持所述无线通信设备(101a-c)的工作直到所述即将到来的时间窗口的终点所需的所述能量总量。
7.根据权利要求2所述的无线通信设备(101a-c)，其中，所述预测器(205)还配置用于，基于已经过的时间窗口内的至少一个再充电事件，预测所述即将到来的时间窗口的终点。
8.根据权利要求1或2所述的无线通信设备(101a-c)，其中所述发送器(203a)配置用于将所述能量状态消息作为数据消息的一部分发送给所述能量分配器(103)。
9.根据权利要求1或2所述的无线通信设备(101a-c)，其中，所述无线通信设备(101a-c)还配置用于执行涉及另一无线通信设备(101a-c)的能量消耗进程，以回馈由所述能量提供器提供的能量。
10.根据权利要求1或2所述的无线通信设备(101a-c)，其中所述能量状态消息包括关于所述无线通信设备的所述可再充电能量存储器的当前水平的信息、所述无线通信设备(101a-c)的所述可再充电能量存储器(201)在即将到来的时间窗口的终点处的水平，所述无线通信设备(101a-c)的所述可再充电能量存储器(201)的存储容量和/或操作所述无线通信设备(101a-c)所需的所述可再充电能量存储器(201)的最小存储水平。
11.一种能量分配器(103)，配置用于与无线通信设备(101a-c)进行通信，所述能量分配器(103)包括：
接收器，配置用于从所述无线通信设备(101a-c)接收能量状态消息，
其中所述能量分配器(103)还配置用于响应于所述能量状态消息，通过无线信号触发能量提供器向所述无线通信设备(101a-c)提供能量；
其中，所述能量分配器(103)还配置用于接收来自所述能量提供器的包含能量调度许可ESG信息的消息，所述包含ESG信息的消息通知所述能量分配器(103)何时所述能量将被提供给所述无线通信设备(101a-c)；以及
其中，所述能量分配器(103)将所述包含ESG信息的消息转发给所述无线通信设备(101a-c)，以通知所述无线通信设备(101a-c)所述能量何时将被提供给所述无线通信设备(101a-c)。
12.根据权利要求11所述的能量分配器(103)，其中所述能量状态消息包括关于所述无线通信设备(101a-c)的可再充电能量存储器(201)的当前水平的信息，并且其中所述能量分配器(103)还包括预测器，配置用于，基于所述可再充电能量存储器(201)的当前水平和所述无线通信设备(101a-c)的能量消耗简况，预测维持所述无线通信设备(101a-c)的工作直到即将到来的时间窗口的终点所需的能量总量。
13.根据权利要求11或12所述的能量分配器(103)，其中所述能量提供器是所述能量分配器(103)的发送器，其中所述能量分配器(103)的所述发送器配置用于通过无线信号向所述无线通信设备(101a-c)提供能量。
14.一种操作用于与能量分配器(103)通信的无线通信设备(101a-c)的方法(300)，所述方法包括：
向所述无线通信设备(101a-c)提供能量，所述能量来自所述无线通信设备(101a-c)的可再充电能量存储器(201)，以维持所述无线通信设备(101a-c)的工作；
向所述能量分配器(103)发送(303)能量状态消息；
接收来自所述能量分配器(103)的能量调度许可ESG消息，所述ESG消息通知所述无线通信设备(101a-c)何时所述能量将被提供给所述无线通信设备(101a-c)；以及
从无线信号中提取能量，所述无线信号由所述无线通信设备(101a-c)从能量提供器处接收，并且使用从所述无线信号中提取的所述能量对所述ESG消息中指定的所述可再充电能量存储器(201)进行再充电，
其中所述无线信号由所述能量提供器提供，以响应发送到所述能量分配器(103)的所述能量状态消息。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109257812A (zh) * 2018-11-12 2019-01-22 浙江工业大学 一种基于功率和子载波联合分配的单用户能效优化无线携能通信方法
US11913892B2 (en) 2018-11-12 2024-02-27 National Institute For Materials Science Condensation detection element
CN113678341B (zh) 2019-04-10 2022-07-26 欧希亚有限公司 简化的无线电力接收器架构
CN116938325A (zh) * 2022-03-31 2023-10-24 维沃移动通信有限公司 反向散射通信供能方法、装置、终端和网络侧设备
WO2024015787A1 (en) * 2022-07-11 2024-01-18 Cisco Technology, Inc. Power guidance for battery-powered iot and smart devices
WO2024055285A1 (en) * 2022-09-16 2024-03-21 Qualcomm Incorporated Techniques for energy transfer devices supporting multiple types of wireless energy transfer

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69724917T2 (de) * 1996-06-21 2004-07-22 Koninklijke Philips Electronics N.V. Stromversorgungssystem für gerät mit wiederaufladbaren batterien
KR100595718B1 (ko) * 2000-07-28 2006-07-03 엘지전자 주식회사 휴대용 컴퓨터 시스템의 2차 배터리 연결장치 및 방법
CN100541526C (zh) * 2007-11-16 2009-09-16 上海复旦微电子股份有限公司 近场通信终端供电装置和方法
US9246350B2 (en) * 2010-03-12 2016-01-26 Samsung Electronics Co., Ltd Method and apparatus for wirelessly charging a mobile terminal
US9374787B2 (en) * 2011-02-10 2016-06-21 Alcatel Lucent Method and apparatus of smart power management for mobile communication terminals using power thresholds
KR101768723B1 (ko) * 2011-03-30 2017-08-17 삼성전자주식회사 휴대단말기의 무선 충전 방법 및 시스템
US9094110B2 (en) * 2011-05-27 2015-07-28 uBeam Inc. Sender transducer for wireless power transfer
GB2533247A (en) * 2013-09-18 2016-06-15 Toshiba Res Europe Ltd Wireless device and method

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