KR20230062577A - 무선 전력 전달을 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

무선 전력 전달을 위한 방법은 바람직하게는 다음 단계를 포함한다: 송신기-수신기 근접성 결정 단계, 송신 파라미터 평가 단계, 및/또는 송신 계획에 기초한 전력 송신 단계. 무선 전력 전달을 위한 시스템은 바람직하게는 복수의 수신기 및 하나 이상의 송신기를 포함한다.

Description

무선 전력 전달을 위한 방법 및 시스템

관련 출원에 대한 교차-참조

본 출원은 2020년 8월 20일자로 출원된 미국 출원 일련 번호 제17/006,242호에 대한 우선권을 주장하며, 이는 본 참조에 의해 전체적으로 통합된다.

본 출원은 2017년 6월 6일자로 출원된 미국 가출원 일련 번호 제62/515,962호, 및 2017년 6월 7일자로 출원된 미국 가출원 일련 번호 제62/516,572호의 이익을 주장하는, 2018년 6월 6일자로 출원된 미국 특허 출원 일련 번호 제16/001,725호의 연속 출원인, 2019년 5월 17일자로 출원된 미국 출원 일련 번호 제16/415,664호의 일부 연속 출원인, 2019년 12월 6일자로 출원된 미국 출원 일련 번호 제16/706,131호, 및 또한 2018년 3월 8일자로 출원된 미국 가출원 일련 번호 제62/640,269호, 2018년 9월 11일자로 출원된 미국 가출원 일련 번호 제62/729,860호, 2018년 11월 27일자로 출원된 미국 가출원 일련 번호 제62/772,052호, 및 2018년 11월 28일자로 출원된 미국 가출원 일련 번호 제62/772,425호의 이익을 주장하는, 2019년 3월 7일자로 출원된 미국 출원 일련 번호 제16/295,684호의 연속 출원인, 2019년 8월 13일자로 출원된 미국 출원 일련 번호 제16/539,288호의 일부 연속 출원, 및 또한 2018년 11월 30일자로 출원된 미국 가출원 일련 번호 제62/773,935호, 및 2019년 8월 19일자로 출원된 미국 가출원 일련 번호 제62/888,817호의 이익을 주장하고, 또한 2019년 3월 12일자로 출원된 미국 가출원 일련 번호 제62/817,063호에 대한 우선권을 주장하는 2019년 11월 27일자로 출원된 미국 출원 일련 번호 제16/698,196호의 일부 연속 출원에 관한 것이며, 그 각각은 본 참조에 의해 전체적으로 통합된다.

본 발명은 일반적으로 무선 전력 전달 분야에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 무선 전력 전달 분야에서 새롭고 유용한 방법 및 시스템에 관한 것이다.

전형적인 무선 전력 전달 시스템은 그들을 빔포밍(beamforming) 구성으로 제한하며, 이는 고성능(high-performance) 결과를 제공하지 않을 수 있다. 따라서, 무선 전력 전달 분야에서 무선 전력 전달을 위한 새롭고 유용한 방법 및 시스템을 생성할 필요성이 존재한다.

도 1a는 방법의 실시예의 개략도이다.
도 1b는 방법의 실시예의 요소의 개략도이다.
도 1c는 도 1b에 도시된 요소의 예의 개략도이다.
도 2a는 시스템의 제1 실시예의 개략도이다.
도 2b 내지 도 2c는 각각 시스템의 송신기 및 수신기 예의 개략도이다.
도 2d는 시스템의 제2 실시예의 개략도이다.
도 3은 방법의 예의 요소의 개략도이다.

본 발명의 바람직한 실시예의 다음 설명은 본 발명을 이러한 바람직한 실시예에 제한하도록 의도되지 않고, 오히려 임의의 당업자가 본 발명을 만들고 사용할 수 있게 하도록 의도된다.

1. 개요(Overview).

무선 전력 전달을 위한 방법은 바람직하게는 다음을 포함한다: (예를 들어, 도 1a 및/또는 도 3에 도시된 바와 같이) 송신기-수신기 근접성 결정 단계(S100), 송신 파라미터 평가 단계(S400), 및/또는 송신 계획에 기초한 전력 송신 단계(S700). 무선 전력 전달을 위한 시스템은 바람직하게는 (예를 들어, 도 2a 내지 도 2d에 도시된 바와 같이) 복수의 수신기 및 하나 이상의 송신기를 포함한다. 시스템이 다수의 송신기를 포함하는 실시예에서, 방법은 선택적으로 본 참조에 의해 전체적으로 본원에 통합되는 2019년 12월 6일자로 출원된 발명의 명칭이 "Method and System for Wireless Power Delivery"인 미국 특허 출원 제16/706,131호에 설명되는 바와 같은 하나 이상의 요소를 포함할 수 있으며; 예를 들어, 방법은 미국 특허 출원 제16/706,131호에 설명되는 바와 같이 수행될 수 있지만, '송신 파라미터 값 결정 단계(S200)'로서 본원에 설명되는 요소는 대신에 '송신 파라미터 평가 단계(S400)'에 관하여 본원에 설명되는 바와 같이 수행될 수 있다(및/또는 미국 특허 출원 제16/706,131호에 설명되는 바와 같은 하나 이상의 요소를 또한 유지하면서, 본원에 설명되는 하나 이상의 요소를 포함할 수 있음). 그러나, 시스템 및/또는 방법은 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 요소를 포함할 수 있다. 방법은 바람직하게는 상술한 시스템을 사용하여 수행되지만, 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 시스템(들)을 사용하여 수행될 수 있다.

전형적인 방법 및 시스템을 사용하여 효율적인 무선 전력 전달을 위한 전력 송신 설정을 결정하는 것은 어렵고 및/또는 시간-집약적일 수 있다. 후보 전력 송신 설정의 평가는 (예를 들어, 1-100 ms 이상을 요구하는) 느린 프로세스일 수 있다. 게다가, 전력 송신 설정은 전형적으로 다수의 파라미터를 수반하고, 따라서 검색 공간은 매우 클 수 있어서, 그것의 전체 탐색을 불가능하게 한다. 또한, 시스템의 요소 및 주변 요소는 자주 이동할 수 있어서, 잠재적으로 이전 솔루션을 무효화하고 새로운 검색을 필요로 한다. 이러한 문제를 고려하여, 발명자는 신속-결정된 솔루션(예를 들어, 한계 또는 최적 결과의 임계 범위 내에서 전력 송신을 야기하는 솔루션)이 너무 긴 검색 후에만 발견되는 전반적-최적(globally-optimal) 솔루션보다 우수할 수 있다는 점을 발견하였다.

2. 이익(Benefits).

방법은 허용가능한 및/또는 바람직한 전력 송신 설정을 결정하기 위해 필요한 시간을 상당히 감소시킬 수 있다. 첫째, 방법은 로컬 검색(local search) 또는 확률론적 글로벌 검색(stochastic global search)을 수행하는 단계를 포함할 수 있으며, 이는 전형적으로 결정론적 글로벌 검색보다 훨씬 더 적은 시간에서 충분한 솔루션을 발견할 수 있다. 또한, 방법은 수신기의 서브세트(예를 들어, 수신기 그룹 예컨대 수신기 쌍)에 대한 목적 함수(objective functions)만을 기초하여 다변량(multi-variate) 및/또는 다목적 검색(multi-objective)을 수행하는 단계를 포함할 수 있으며, 이는 전형적으로, 특히 다수의 수신기(예를 들어, 2, 3, 4, 5, 10, 5-10, 10-30과 같은 수신기의 임계 수보다 더 큰, 30보다 더 큰 등)에 대해, 모든 그러한 수신기에 대한 목적 함수에 기초하여 다변량 또는 다목적 검색보다 훨씬 더 적은 시간에서 충분한 솔루션을 발견할 수 있다(예를 들어, 여기서 상이한 수신기 그룹에 대한 복수의 최적 구성은 그 후에 많은 수신기에 대한 만족스러운 전력 전달을 달성하기 위해 이용될 수 있음). 이러한 검색 시간 감소는 종종 (예를 들어, 변화하는 요소 방향을 갖는 시스템에서) 매우 우수한 에너지 송신 결과를 생성할 것이다.

둘째, (예를 들어, 로컬 및/또는 글로벌 검색 동안) 전력 송신 설정의 평가(evaluation of power transmission settings)는, 예컨대 설정에 따라 송신기를 구성하고/하거나, 설정을 사용하여 전력 송신의 결과를 (예를 들어, 수신기 또는 수신기들에서) 측정하고/하거나, 상이한 엔티티 사이에서 결과를 통신(예를 들어, 수신기로부터 송신기로 결과를 송신)하기 위한 필요성으로 인해, 시간-소모적일 수 있다. 그러한 시간 소비를 감소시키기 위해, 방법은 선택적으로 (예를 들어, 최적화 검색이 현재 수행되고 있는 것과 같은 현재 고려 중인 수신기 또는 수신기들, 및 송신기에 대한 무선 통신 링크를 갖는 임의의 다른 수신기와 같은 시스템의 임의의 다른 적절한 수신기들 모두에 대한) 평가(예를 들어, 결과) 및/또는 연관된 정보를 추정하고/하거나 캐싱하는 단계를 포함하며, 그것에 의해 전체 평가 대신에 추정된 및/또는 캐싱된 값의 빠른 룩업을 허용한다.

셋째, 전력 송신 최적화 기술(예를 들어, 실시간 최적화 기술, 예컨대 파라미터와 연관되는 측정된 결과에 기초한 송신 파라미터에 대한 최적화)을 이용하는 것은, 환경 및/또는 시스템 구성에서 잠재적인 변화에도 불구하고, 수신기 및/또는 송신기 안테나에서 슈퍼게이닝 거동(supergaining behavior)의 여기(excitation) 및/또는 유지(maintenance)를 가능하게 할 수 있다. 또한, 전력 송신을 위한 순음(pure-tone)(및/또는 실질적으로 순음) 신호의 사용은, (예를 들어, 그러한 안테나 및/또는 그 주위에서 전형적으로 생성되는 고에너지 감쇠장에서 발생하는) 그러한 안테나와 전형적으로 연관되는 협대역폭(예를 들어, 부분(fractional) 임피던스 대역폭)에도 불구하고, 그러한 슈퍼게이닝 안테나의 사용을 실현가능하게 만들 수 있다. 슈퍼게이닝 안테나는 전형적인 안테나보다 훨씬 더 높은 이득을 나타낼 수 있으며, 그것에 의해, 예를 들어, 증가된 전력 송신 속도(rate) 및/또는 감소된 수신기 및/또는 송신기 크기를 가능하게 할 수 있다. 그러나, 방법 및 시스템은 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 이익을 수여할 수 있다.

3. 시스템(System).

시스템의 송신기(들)는 바람직하게는 송신 안테나와 같은 하나 이상의 송신 요소(예를 들어, 전자기 방사, 예컨대 RF 및/또는 마이크로파 전력을 송신하도록 구성되는 요소)를 포함한다. 안테나 및/또는 다른 송신 요소는 협대역 요소(예를 들어, 50, 75, 100, 125, 150, 200, 250, 500, 30-100, 100-150, 150-300, 300-1000과 같은 임계값보다 더 큰, 또는 1000보다 더 큰 등의 품질 계수), 광대역 요소(예를 들어, 5, 10, 20, 30, 50, 75, 100, 125, 150, 1-5, 5-15, 15-30, 30-50, 50-100, 100-150, 150-300, 300-1000과 같은 임계값 미만, 또는 1 미만 등의 품질 계수)이고/이거나, 임의의 다른 적절한 대역폭을 가질 수 있다. 송신 요소는 선택적으로 (예를 들어, 송신 요소의 송신 및/또는 공진 주파수를 제어하도록 구성되는) 하나 이상의 주파수 적응 요소를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 송신기는 2018년 6월 6일자로 출원된 발명이 명칭이 "Method and System for Wireless Power Delivery"인 미국 특허 출원 번호 제16/001,725호에서 (예를 들어, 시스템의 송신기에 관하여) 설명되는 바와 같은 하나 이상의 요소를 포함하며, 이는 본 참조에 의해 전체적으로 본원에 통합된다.

송신 요소는 바람직하게는 복수의 제어가능(예를 들어, 적응형) 송신 요소(예를 들어, 루프, 모노폴, 다이폴 등), 예컨대 위상- 및/또는 진폭-제어가능 요소를 포함한다. 예를 들어, 송신 요소는 하나 이상의 제어가능(예를 들어, 적응형) 안테나 어레이(예를 들어, 선형 어레이, 평면 어레이, 3-D 어레이 등; 위상 어레이, 전자적 제어가능 어레이 등)를 정의할 수 있다.

송신 요소는 바람직하게는 복수의 능동 요소(예를 들어, 피드(feed)에 의해 능동적으로 구동되도록 구성되는 안테나와 같은 요소), 보다 바람직하게는 독립적 제어가능 능동 안테나(예를 들어, 여기서 각각의 능동 안테나는 시스템의 모든 다른 안테나와 독립적으로 개별적으로 제어될 수 있고; 여기서 능동 안테나의 그룹은 함께 제어될 수 있고, 여기서 각각의 그룹은 모든 다른 그룹으로부터 독립적으로 제어가능한 등)를 포함한다. 제1 변형예에서, 각각의 능동 안테나가 구동되는 진폭 및/또는 위상은 (예를 들어, 각각의 능동 안테나에 대한 별도의 IQ 변조기 또는 위상 시프터를 통해) 독립적으로 제어될 수 있다. 제2 변형예에서, 능동 안테나는 하나 이상의 안테나 그룹으로 분리되며, 여기서 그룹의 안테나는 (예를 들어, 각각의 그룹에 대한 단일 IQ 변조기 또는 위상 시프터를 통해) 함께 제어된다. 예를 들어, 그룹의 안테나는 서로에 대해 고정 위상 오프셋(예를 들어, 그룹의 모든 안테나가 서로 동일한 위상을 갖는 것과 같은 제로 오프셋; 비-제로 오프셋; 등)을 갖는다(예를 들어, 여기서 고정 위상 오프셋은 IQ 변조기 또는 위상 시프터와 각각의 안테나 사이의 트레이스 길이(trace length)의 차이에 의해 정의됨). 그러나, 능동 안테나는 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 방식으로 구성될 수 있다.

송신 요소는 추가적으로 또는 대안적으로 (예를 들어, 능동 안테나 중 하나 이상에 전기적으로 및/또는 공진적으로 커플링되어, 그것에 의해 송신기의 송신 특성을 변경하도록 구성되는) 하나 이상의 수동 안테나를 포함할 수 있다. 일 예에서, 시스템은 하나 이상의 전기적 구성요소(예를 들어, 저항, 커패시터, 및/또는 인덕터와 같은 수동 구성요소; 능동 안테나 및/또는 다른 수동 안테나 중 하나 이상과 같은 안테나 등)에 대한 수동 안테나 중 하나 이상의 전기적 커플링(예를 들어, 연결, 공진 커플링 등) 및/또는 디커플링을 (예를 들어, 소프트웨어-제어 스위치와 같은 스위치를 통해; 가변 커패시터와 같은 가변 전기적 속성을 갖는 요소 등을 통해) 제어하도록 구성된다. 제1 예에서, 복수의 수동 안테나는 (예를 들어, 2개 이상의 그러한 안테나를 전기적으로 연결하도록 동작가능한 스위치를 통해) 서로 전기적으로 연결되고/되거나 분리될 수 있다. 제2 예에서, 가변 커패시터(예를 들어, 버랙터) 및/또는 다른 가변(예를 들어, 연속-가변) 요소는 하나 이상의 수동 안테나에 전기적으로 커플링(예를 들어, 전기적으로 연결)되어, 어레이 및/또는 그들의 피드에서 다른 안테나(예를 들어, 다른 수동 안테나, 능동 안테나 등)에 대한 수동 안테나의 로딩 및/또는 그들의 커플링의 제어를 가능하게 한다(예를 들어, 여기서 안테나에 커플링되는 가변 요소 중 하나 이상의 속성을 가변시키는 것은 어레이의 네트 패턴(net pattern)을 제어하도록 기능할 수 있음). 이러한 제2 예의 특정 예에서, 적응형 안테나 어레이는 단일 능동 안테나 및 복수의 수동 안테나를 포함하며, 여기서 수동 안테나 중 하나 이상은 하나 이상의 가변 구성요소에 전기적으로 커플링된다.

안테나(예를 들어, 능동 안테나, 수동 안테나 등)로서 본원에 지칭되지만, 당업자는 송신 요소가 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 유형의 송신 요소(예를 들어, 능동 송신 요소, 수동 송신 요소 등)를 포함한다는 점을 인식할 것이다. 안테나 어레이로서 본원에 지칭되지만, 당업자는 송신 요소가 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 송신 요소의 어레이 및/또는 임의의 다른 적절한 배열(예를 들어, 비주기적 배열과 같은 어레이 이외의 배열)의 송신 요소를 포함할 수 있다는 점을 인식할 것이다.

송신기는 바람직하게는 하나 이상의 전원에 커플링된다(예를 들어, 전도성 와이어에 의해 연결되는 것과 같이 전기적으로 커플링되고; 전원으로부터 전력을 수신하도록 구성되는 등). 전원은 원격 전원(예를 들어, 전력 그리드, 외부 전력 발전기, 외부 전력 저장 디바이스 등) 및/또는 전력 저장 모듈을 포함할 수 있다(예를 들어, 여기서 전력 전달 디바이스는 전력 저장 모듈(들)을 포함함). 전력 저장 모듈은 바람직하게는 배터리, 보다 바람직하게는 2차 배터리이지만 대안적으로 1차 배터리를 포함하지만, 추가적으로 또는 대안적으로 (예를 들어, 배터리와 조합으로 빠른 방전을 촉진하는) 커패시터, 연료 소스(예를 들어, 금속 수소화물)를 갖는 연료 전지, 선택적으로 열 소스(예를 들어, 방사성 물질, 연료 및 버너 등)를 갖는 열 에너지 변환기(예를 들어, 열이온 변환기, 열전기 변환기, 기계적 열 엔진 등), 기계적 에너지 변환기(예를 들어, 진동 에너지 하베스터), 태양 에너지 변환기, 및/또는 임의의 다른 적절한 전원을 포함할 수 있다. 2차 배터리는 리튬 포스페이스 화학적 성질, 리튬 이온 폴리머 화학적 성질, 리튬 이온 화학적 성질, 니켈 금속 수소화물 화학적 성질, 납산 화학적 성질, 니켈 카드뮴 화학적 성질, 금속 수소화물 화학적 성질, 니켈 망간 코발트 화학적 성질, 마그네슘 화학적 성질, 또는 임의의 다른 적절한 화학적 성질을 가질 수 있다. 1차 배터리는 리튬 티오닐 클로라이드 화학적 성질, 아연-탄소 화학적 성질, 아연 클로라이드 화학적 성질, 알칼리성 화학적 성질, 옥시 니켈 수산화물 화학적 성질, 리튬-철 이황화물 화학적 성질, 리튬-망간 산화물 화학적 성질, 아연-공기 화학적 성질, 은 산화물 화학적 성질, 또는 임의의 다른 적절한 화학적 성질을 가질 수 있다.

그러나, 송신기(들)는 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 적절한 배열의 임의의 다른 적절한 요소를 포함할 수 있다.

시스템의 수신기는 (예를 들어, 송신기에 의해 송신되는 전자기 방사를 수신하도록 구성되는) 하나 이상의 안테나를 포함할 수 있다. 수신기는 선택적으로 하나 이상의 클라이언트 디바이스(예를 들어, 배터리 및/또는 배터리-포함 디바이스, 예컨대 스마트폰 및/또는 다른 전기 및/또는 전자 사용자 디바이스)를 포함하고/하거나 이에 전기적으로 커플링(예를 들어, 이에 전력을 전달하도록 구성)될 수 있다. 수신기는 선택적으로 하나 이상의 버퍼 에너지 저장소(예를 들어, 배터리), 예컨대 배터리 안테나(들)와 클라이언트 디바이스 사이(예를 들어, 안테나(들)와 클라이언트 디바이스에 연결되도록 구성되는 전기 출력 사이)에 전기적으로 커플링되는 배터리를 포함할 수 있으며, 이는 (불균일한 속도로 및/또는 불균일한 특성으로 전력을 제공할 수 있는) 안테나와 (실질적으로 일정한 속도로 및/또는 실질적으로 일정한 특성으로 전력 공급을 필요로 하고/하거나 이로부터 이익을 얻을 수 있고, 수신기로부터 일시적으로 분리될 수 있는 등의) 클라이언트 디바이스 사이의 버퍼로서 기능할 수 있다. 일부 실시예에서, 수신기는 2018년 6월 6일자로 출원된 발명의 명칭이 "System and Method for Wireless Power Reception"인 미국 특허 출원 번호 제16/001,628호, 및/또는 2018년 6월 6일자로 출원된 발명의 명칭이 "Method and System for Wireless Power Delivery"인 미국 특허 출원 번호 제16/001,725호에서 (예를 들어, 시스템의 수신기에 관하여) 설명되는 바와 같은 하나 이상의 요소를 포함하며, 그 각각은 본 참조에 의해 전체적으로 본원에 통합된다.

안테나는 바람직하게는 전력(예를 들어, 수신기에 송신되는 전자기 방사, 바람직하게는 전파(propagating) 또는 "원거리장" 방사이지만, 추가적으로 또는 대안적으로 감쇠(evanescent) 또는 "근거리장" 방사)을 수신하고 수신된 전력을 수신기로 커플링하도록 기능한다.

안테나는 지향성 안테나, 무지향성 안테나, 및/또는 임의의 다른 적절한 안테나를 포함할 수 있다. 안테나는 협대역 요소(예를 들어, 임계값, 예컨대 50, 75, 100, 125, 150, 200, 250, 500, 30-100, 100-150, 150-300, 300-1000보다 더 크거나, 1000보다 더 큰 등의 품질 계수), 광대역 요소(예를 들어, 임계값, 예컨대 5, 10, 20, 30, 50, 75, 100, 125, 150, 1-5, 5-15, 15-30, 30-50, 50-100, 100-150, 150-300, 300-1000 미만이거나, 1 미만 등의 품질 계수)를 포함하고/하거나, 임의의 다른 적절한 대역폭을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 송신기(예를 들어, 능동 안테나, 수동 안테나 등) 및/또는 수신기의 안테나 중 일부 또는 전부는 하나 이상의 긴밀하게(tightly)-커플링된 공진기 어레이를 포함하지만, 추가적으로 또는 대안적으로 느슨하게-결합된 어레이, 희소(sparse) 어레이, 단일 공진기, 및/또는 임의의 다른 적절한 안테나 요소를 포함할 수 있다. 공진기는 공진 루프, 교차-공진기, 스플릿-링 공진기, 전기-유도-용량 공진기, (예를 들어, 그들의 공진 파장에 비해 작은) 다른 물리적으로 작은 공진기, 및/또는 임의의 다른 적절한 공진기를 포함할 수 있다. 그러나, 공진기는 달리 구성될 수 있다.

안테나(들)는 선택적으로 상이한 방향으로 배열되는 다수의 어레이(및/또는 다른 공진기 배열)를 포함할 수 있으며, 이는 상이한 편파(예를 들어, 직교 편파)의 방사에 효율적으로 커플링하도록 기능할 수 있다. 제1 실시예에서, 안테나는 병렬 공진기 층(예를 들어, 병렬 공진기 어레이)을 포함하며, 각각의 층은 상이한 면내(in-plane) 공진기 방향(예를 들어, 직교 방향, 사각으로 배향되는 방향 등)을 갖는다. 제2 실시예에서, 안테나는 비-평행 평면(예를 들어, 직교 평면, 사각으로 배향되는 평면 등) 상에 공진기를 포함한다. 그러나, 안테나(들)은 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 공진기 및/또는 다른 안테나 요소를 포함할 수 있고, 임의의 다른 적절한 배열을 가질 수 있다. 안테나(들)는 메타물질(metamaterial)이거나 임의의 다른 적절한 구성을 가질 수 있다.

안테나(예를 들어, 능동 안테나, 수동 안테나 등)로서 본원에 지칭되지만, 당업자는 수신기 안테나가 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 유형의 수신 요소를 포함할 수 있다는 점을 인식할 것이다.

송신기 및 수신기는 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 형태(예를 들어, 음파, 광학 등)로 에너지를 송신 및/또는 수신하고/하거나, 임의의 다른 적절한 역할(들)을 수행하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 송신기의 전부 또는 일부는 추가적으로 수신기로서 기능할 수 있고/있거나 수신기의 전부 또는 일부는 추가적으로 송신기로서 기능할 수 있다. 예를 들어, 시스템은 복수의 등가 디바이스를 포함할 수 있으며, 그 각각은 무선으로 다른 디바이스 각각으로 전력을 송신하고 이로부터 전력을 수신할 수 있다.

송신기 및 수신기는 바람직하게는 무선 통신 모듈을 각각 포함하지만, 추가적으로 또는 대안적으로 유선 통신 모듈 또는 임의의 다른 적절한 통신 모듈을 포함할 수 있거나, 통신 모듈을 생략할 수 있다. 무선 통신 모듈은 바람직하게는 하나 이상의 무선 통신 프로토콜(예를 들어, WiFi, Bluetooth, BLE, NFC, RF, IR, Zigbee, Z-wave 등)을 지원한다(예를 들어, 이를 사용하여 통신을 가능하게 함). 그러나, 송신기 및 수신기는 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 요소를 포함할 수 있다.

송신기 및 수신기는 바람직하게는 서로에 대해 임의의 및/또는 동적 배열을 갖는다. 일 예에서, 시스템은 고정된 위치를 갖는 송신기, 및 복수의 수신기를 포함하며, 그 각각은 시간이 경과함에 따라 (예를 들어, 송신기, 서로 등에 대해) 위치 및 방향에서 다수의 변화를 겪는다. 시스템은 선택적으로 다른 근처의 객체(예를 들어, 무선 전력 송신에 대한 장애물)가 또한 시스템의 요소에 대해 임의의 및/또는 동적 배열을 가질 수 있는 설정으로 배열될 수 있다. 그러나, 시스템은 임의의 다른 적절한 배열을 정의할 수 있다.

RF-민감 구성요소(예를 들어, 민감 전자장치)를 갖는 클라이언트 디바이스의 경우, (예를 들어, 전력 전달 디바이스에 의해 송신되는 RF 전력에 소산되는) 하나 이상의 소산 요소(dissipative element)는 선택적으로 RF-민감 구성요소(및/또는 입사 RF 강도를 최소화하는 것이 바람직할 수 있는 임의의 다른 요소) 근처에 배치될 수 있다. 소산 요소의 그러한 배치는 (예를 들어, 방법에 관하여 아래에 설명되는 바와 같은) 송신 최적화 알고리즘이 민감 구성요소 근처에 높은 RF 강도를 생성하는 송신 조건을 회피하게 하고/하거나 민감 구성요소 근처에 높은 RF 강도를 생성하지 않는 송신 조건을 구현하게 할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 네거티브-피드백 수신기는 (예를 들어, 상술한 수신기(들)에 더하여) 선택적으로 RF-민감 구성요소(및/또는 입사 RF 강도를 최소화하는 것이 바람직할 수 있는 임의의 다른 요소) 근처에 배치될 수 있다. 그러한 네거티브-피드백 수신기는 바람직하게는 수신기에 관하여 상술한 요소 중 일부 또는 전부를 포함(및/또는 클라이언트 디바이스에 커플링되는 수신기를 갖는, 무선 통신 모듈과 같은, 일부 요소를 공유)한다. 예를 들어, 네거티브-피드백 수신기는 (예를 들어, RF-민감 구성요소에 대한 그들의 근접성을 나타내고/내거나 이와 연관되는, 프로그래밍과 같은, 식별자(identifier) 및/또는 구성을 제외하고) 상술한 수신기와 실질적으로 동일할 수 있다.

일부 실시예에서, 시스템은 본 참조에 의해 전체적으로 본원에 통합되는 2018년 6월 6일자로 출원된 발명의 명칭이 "Method and System for Wireless Power Delivery"인 미국 특허 출원 번호 제16/001,725호에 설명된 바와 같은 하나 이상의 요소(및/또는 전체 시스템)를 포함한다. 그러나, 시스템은 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 적절한 배열의 임의의 다른 적절한 요소를 포함할 수 있다.

4. 방법(Method).

4.1 송신기-수신기 근접성 결정(Determining transmitter-receiver proximity).

송신기-수신기 근접성 결정 단계(S100)는 (예를 들어, 송신기로부터 하나 이상의 수신기로) 무선 전력 전달을 위한 기회를 나타내도록 기능할 수 있다. S100은 바람직하게는 하나 이상의 송신기의 범위에 있는(예를 들어, 송신기와 통신 범위에 있고, 송신기와 통신을 확립하였고, 송신기로부터 임계 거리 미만에 있고, 임계 속도보다 더 큰 속도로 송신기로부터 전력을 수신할 수 있도록 예상되는 등의) 수신기 세트를 결정하는 단계를 포함한다. 예를 들어, S100은 하나 이상의 수신기가 송신기의 송신 범위(예를 들어, 효율적인 전력 송신, 실질적인 전력 송신, 임의의 측정가능한 전력 송신 등을 가능하게 하는 범위)에 있다고 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 송신기-수신기 근접성은 바람직하게는 무선 통신을 사용하여(예를 들어, 송신기 및 수신기의 무선 통신 모듈을 사용하여) 결정된다. 예를 들어, 하나의 디바이스는 다른 디바이스가 그들 사이의 무선 통신의 설정, 무선 통신 신호 강도(예를 들어, RSSI), 무선 연결을 통해 통신되는 정보, 및/또는 임의의 다른 적절한 표시에 기초하여 근처에 있다고 결정할 수 있다.

송신기-수신기 근접성 결정 단계(S100)는 추가적으로 또는 대안적으로 광학 인식(예를 들어, 송신기의 카메라에 의해 캡처되는 이미지에서 근처 수신기를 검출하는 단계), 사용자 입력(예를 들어, 버튼 누름)을 수신하는 단계, 무선 전력 전달의 변화를 검출하는 단계, 및/또는 임의의 다른 적절한 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전력을 제1 수신기에 무선으로 송신하는 송신기는 제1 수신기에 전달되는 전력의 감소에 기초하여 제2 수신기의 도착을 검출할 수 있다.

S100은 추가적으로 또는 대안적으로 수신기 및/또는 송신기(들)에 대한 정보를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 정보는 디바이스 유형(예를 들어, 모델, 일련 번호 등), 전력 요구 사항(예를 들어, 배터리 충전 상태, 현재 전력 드로우(draw) 등), 아마도 (예를 들어, 전형적인, 계획된, 예측된 등의) 근접 시의 체류 시간, 아마도 근접한 동안 위치 안정성(예를 들어, 테이블 상의 고정, 사용자 의류 주머니 내의 이동 등), 디바이스 위치(예를 들어, 삼변측량/삼각측량, 광학 인식, 시선(line-of-sight) 근접성 센서, 디바이스 IMU 판독, 디바이스 GPS 판독 등에 기초함), 및/또는 임의의 다른 적절한 정보를 포함할 수 있다. 그러나, S100은 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 요소를 포함하거나 달리 수행될 수 있다.

4.2 송신 파라미터 평가(Assessing transmission parameters).

송신 파라미터 평가 단계(S400)는 바람직하게는 (예를 들어, 송신기로부터 수신기로) 효율적인 전력 송신을 가능하게 할 수 있는 하나 이상의 송신 파라미터 값 세트(송신 구성)를 결정하도록 기능한다. S400은 바람직하게는 송신기-수신기 근접성 결정 단계(S100)에 응답하여 수행되고, 추가적으로 또는 대안적으로 송신 성능 및/또는 요구 사항의 변경을 결정하는 단계에 응답하여 수행될 수 있다. 그러나, S400은 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 시간에서 수행될 수 있다. 송신 파라미터는 다음을 포함할 수 있다: 하나 이상의 안테나의 (예를 들어, 기준 안테나의 송신 위상과 같은 기준 위상에 대한) 송신 위상 및/또는 송신 진폭, 빔포밍 파라미터 예컨대 빔 방향(예를 들어, 방위각 및 편각과 같은 빔 방향을 설명하는 각도), 다른 공간 파라미터(예를 들어, 고- 및/또는 저-강도 여기의 영역의 위치 및/또는 방향), 슈퍼게이닝 여기 파라미터 예컨대 슈퍼게이닝 수신기 유형, 위치, 및/또는 방향, 하나 이상의 안테나에 커플링되는 저항, 커패시턴스, 및/또는 인덕턴스와 같은 수동 안테나 파라미터(예를 들어, 전기적 구성요소 커플링 파라미터), 및/또는 임의의 다른 적절한 파라미터. 제1 예에서, 송신 파라미터는 하나 이상의 능동 안테나 및/또는 안테나 그룹(예를 들어, 하드웨어-정의 그룹, 소프트웨어-정의 그룹 등), 바람직하게는 송신기(예를 들어, 안테나 어레이, 예컨대 위상 안테나 어레이 또는 다른 적응형 안테나 어레이) 또는 송신기들의 각각의 능동 안테나에 대한 송신 위상 및/또는 진폭을 포함한다. 제2 예에서, 송신 파라미터는 안테나(예를 들어, 여기서 별도의 빔포밍 네트워크를 각각 정의하는, 소프트웨어-정의 안테나 그룹과 같은, 하나 이상의 안테나 그룹)에 의해 정의되는 하나 이상의 빔포밍 네트워크(예를 들어, 로트만 렌즈(Rotman lens), 버틀러 매트릭스(Butler matrix) 등)와 연관되는 빔포밍 파라미터를 포함한다. 제3 예에서, 송신 파라미터는 송신기(예를 들어, 여기서 별도의 슈퍼게이닝 구조를 각각 정의하는, 하드웨어- 및/또는 소프트웨어-정의 안테나 그룹과 같은, 하나 이상의 안테나 그룹) 및/또는 수신기의 안테나에 의해 정의되는 하나 이상의 슈퍼게이닝 구조(예를 들어, 안테나, 어레이 등)와 연관되는 슈퍼게이닝 여기(excitation) 파라미터를 포함한다. 그러나, 송신 파라미터는 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 파라미터를 포함할 수 있다.

송신 파라미터 평가 단계(S400)는 선택적으로 하나 이상의 안테나 그룹(예를 들어, 소프트웨어-정의 안테나 그룹)을 결정하는 단계를 포함할 수 있으며, 이는 송신 파라미터 공간(예를 들어, 룸과 같은 공간 영역 내의 객체 위치 및/또는 방향에 의해 정의되는 물리적 공간과는 별개인, 송신 파라미터에 의해 정의되는 공간)의 차원을 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 각각의 능동 안테나와 연관되는 파라미터(예를 들어, 송신 위상 및/또는 진폭)를 독립적으로 제어하기 보다는, 송신 파라미터 공간의 차원은 각각의 안테나 그룹과 연관되는 파라미터(예를 들어, 송신 위상 및/또는 진폭, 빔포밍 파라미터, 슈퍼게이닝 여기 파라미터 등)로 감소될 수 있다. 제1 실시예에서, 그룹은 (예를 들어, 송신기의 속성에 기초하여; 예컨대 고정된 위치에 설치되는 송신기에 대해, 송신기 근처에 고정된 요소의 속성 등에 기초하여) 미리 결정된다. 제2 실시예에서, 그룹은, (예를 들어, 시스템의 하나 이상의 수신기에서 수신되는 무선 전력과 연관되는 데이터와 같은, 아래에 설명되는 바와 같이 결정되는 데이터를 사용하여) 통계적 분석 및/또는 머신 러닝 기술에 기초하는 바와 같이, 동적으로 결정된다. 예를 들어, 주성분 분석 및/또는 클러스터링 기술(예를 들어, k-평균 클러스터링, X-평균 클러스터링, 스펙트럼 클러스터링 등)은 안테나 그룹을 결정하기 위해 이용될 수 있다(예를 들어, 여기서 고도로 상관된 안테나 및/또는 안테나 파라미터는 함께 그룹화되며, 여기서 클러스터의 안테나는 함께 그룹화되는 등). 그러나, 안테나 그룹은 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 방식으로 결정될 수 있거나, 안테나 그룹이 결정되지 않을 수 있다.

S400은 바람직하게는, (예를 들어, 도 1b 내지 도 1c에 도시된 바와 같이), 예비 평가 수행 단계(S410), 수신기 그룹 결정 단계(S420), 송신 구성 최적화 단계(S430), 및/또는 송신 계획 결정 단계(S440)를 포함한다. 그러나, S400은 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 방식으로 송신 파라미터 평가 단계를 포함한다.

4.2.1 예비 평가 수행(Performing preliminary assessments).

예비 평가 수행 단계(S410)는 바람직하게는 송신 파라미터 공간과 목표 공간(예를 들어, 각각의 수신기에 대한 전력 전달을 나타내는 공간)의 포인트 사이의 매핑 세트를 결정하도록 기능하며, 보다 바람직하게는 수신기 중 하나 이상에 대한 전력 전달을 위한 하나 이상의 효율적인 송신 구성에 (송신 파라미터 공간에서) 가까운 포인트를 포함하도록 기능한다. S410은 바람직하게는 송신기-수신기 근접성 결정 단계(S100)에 응답하여 수행되지만, 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 시간에서 수행될 수 있다.

S410은 바람직하게는 하나 이상의 송신 구성을 평가하는 단계를 포함한다. 각각의 송신 구성은 바람직하게는 (예를 들어, 송신 파라미터 값 결정 단계(S200)에 관하여, 예컨대 특히 후보 송신 파라미터 값 평가 단계(S220)에 관하여 설명된 바와 같이) 본 참조에 의해 전체적으로 본원에 통합되는 2018년 6월 6일자로 출원된 발명의 명칭이 "Method and System for Wireless Power Delivery"인 미국 특허 출원 번호 제16/001,725호에 설명된 바와 같이 평가되지만, 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 방식으로 평가될 수 있다. 평가되는 각각의 송신 구성에 대해, S410은 바람직하게는 대응하는 목표 공간 값(예를 들어, 각각의 수신기에서, 예컨대 송신기의 통신 범위 내의 각각의 수신기에서 수신되는 전력; 송신 전력 값 예컨대 송신된 전력 또는 송신기에 의해 소비되는 전력에 의해 분할되는 수신기에서 수신되는 전력으로서 계산될 수 있는, 전력 전달 효율과 같은, 그러한 전력에 비례하는 값 등)을 결정하는 단계 및/또는 캐싱하는 단계를 포함한다.

일부 예에서, S410은, 각각의 수신기(예를 들어, 송신기의 통신 범위 내의 각각의 수신기)에 대해, 그러한 수신기에 대한 최적 송신기 구성을 결정하기 위해 검색(예를 들어, 단일-값 목적 함수 검색)을 수행하는 단계를 포함한다. 검색은 바람직하게는 임의의 다른 수신기의 성능을 고려하지 않고 수행된다. 그러나, 검색 동안 다른 수신기(및/또는 임의의 네거티브-피드백 수신기)의 성능과 연관되는 정보(예를 들어, 다른 수신기에 의해 수신되는 전력)는 바람직하게는 (예를 들어, S410의 일부로서 수행되는 검색과 같은 후속 검색에서의 사용을 위해, 수신기 그룹 결정 단계(S420) 및/또는 송신 구성 최적화 단계(S430)에서의 사용 등을 위해) 결정 및/또는 캐싱된다. 검색은 (예를 들어, 송신 파라미터 값 결정 단계(S200)에 관하여 설명된 바와 같이) 본 참조에 의해 전체적으로 본원에 통합되는 2018년 6월 6일자로 출원된 발명이 명칭이 "Method and System for Wireless Power Delivery"인 미국 특허 출원 번호 제16/001,725호에 설명된 바와 같이 및/또는 임의의 다른 적절한 방식으로 수행될 수 있다.

이러한 검색은 바람직하게는, 빔포밍 파라미터 공간에 대한(예를 들어, 빔형 패턴의 방위각 및 편각에 의해 정의되는 공간에 대한) 검색과 같이, (예를 들어, 빔포밍 및/또는 빔형 패턴에 관하여 설명된 바와 같이, 본 참조에 의해 전체적으로 본원에 통합되는 2018년 6월 6일자로 출원된 발명의 명칭이 "Method and System for Wireless Power Delivery"인 미국 특허 출원 번호 제16/001,725호에 설명된 바와 같이) 빔형 패턴에 제한된다. 따라서, 검색은 바람직하게는 (예를 들어, 그러한 수신기에 대한 최적 빔형 패턴의 방위각 및 편각에 의해 표현되는) 각각의 수신기의 추정된 각도 위치를 결정하는 것을 야기하고, 선택적으로 최적 빔형 패턴과 연관되는 메트릭(metric)(예를 들어, 수신기에 의해 수신되는 전력, 전력 전달 효율 등)을 결정하는 것을 야기할 수 있다. 검색 공간의 제한된 차원성(dimensionality)(예를 들어, 방위각 및 편각 각각에 대응하는 2차원)으로 인해, 빔형 패턴의 검색은 바람직하게는 글로벌 검색 (예를 들어, 철저한 글로벌 검색, 결정론적 글로벌 검색, 확률론적 글로벌 검색 등)이지만, 추가적으로 또는 대안적으로 로컬 검색 및/또는 임의의 다른 적절한 검색 기술(들)을 포함할 수 있다.

그러나, 검색은 추가적으로 또는 대안적으로 빔형 패턴에 제한되지 않는 송신 구성에 대한 검색을 포함할 수 있다. 일부 그러한 실시예에서, 이러한 검색은 (예를 들어, 로컬 최적 검색 수행 단계(S230)에 관하여 미국 특허 출원 번호 제16/001,725호에 설명된 바와 같이) 로컬 최적 검색에 제한되는 반면, 다른 그러한 실시예에서, 수신기의 일부 또는 전부에 대한 검색은 (예를 들어, 글로벌 최적 검색 수행 단계(S240)에 관하여 미국 특허 출원 번호 제16/001,725호에 설명되는 바와 같이) 글로벌 최적 검색을 포함할 수 있다. 그러한 실시예에서, 방법은 선택적으로 최적화된 송신 구성을 위해 높은 RF 필드 강도의 하나 이상의 영역을 결정하는 단계(예를 들어, 송신 파라미터에 기초하여 산출하는 단계), 및, 이러한 영역(또는 영역들)에 기초하여, 최적화가 수행된 수신기에 대한 위치 정보를 결정하는 단계(예를 들어, 수신기가 최고-강도 영역 근처에 위치될 가능성이 있다고 결정하는 단계)를 포함한다.

추가적으로 또는 대안적으로, 하나 이상의 다른 수신기의 성능은 이러한 검색의 수행 동안 고려될 수 있다. 예에서, 검색이 기반으로 하는 목적 함수는 다수의 수신기의 성능의 함수(예를 들어, 본 참조에 의해 전체적으로 본원에 통합되는 2018년 6월 6일자로 출원된 발명의 명칭이 "Method and System for Wireless Power Delivery"인 미국 특허 출원 번호 제16/001,725호에 설명되는 바와 같이, 각각의 수신기에서 수신되는 전력의 다변수 함수 및/또는 임의의 다른 적절한 다변수 함수)일 수 있고/있거나, 검색은 다목적 검색일 수 있다(예를 들어, 여기서 각각의 목적 함수는 상이한 수신기 또는 상이한 수신기 세트와 연관됨). 시스템이 (예를 들어, RF-민감 구성요소에 근접하여 배열되는) 하나 이상의 네거티브-피드백 수신기를 포함하는 변형예에서, 하나 이상의 네거티브-피드백 수신기에서 수신되는 전력은 이러한 검색의 수행 동안 고려될 수 있다. 예를 들어, 목적 함수(들)는 네거티브-피드백 수신기 중 하나 이상에 대한 전력 전달과 연관되는 하나 이상의 페널티 항(penalty term) 을 포함할 수 있다(예를 들어, 여기서 목적 함수 값은 네거티브-피드백 수신기에 대한 전력 전달을 감소시킴으로써 개선됨).

그러나, S410은 임의의 다른 적절한 방식으로 예비 평가 수행 단계를 포함할 수 있다.

4.2.2 수신기 그룹 결정(Determining receiver groups).

수신기 그룹 결정 단계(S420)는 바람직하게는 동일한 송신 구성 하에서 잘 수행할 수 있는(예를 들어, 수행할 것으로 예상되는) 하나 이상의 수신기 그룹을 결정하도록 기능한다. 바람직하게는, 각각의 수신기 그룹에 대해, 신속한 및/또는 효율적인 전력 송신이 (예를 들어, 임계 값의 초과에서) 각각의 그룹의 각각의 수신기에 달성되는 송신 구성을 결정하는 것이 가능한 것으로 예상된다.

S420은 바람직하게는 S410에 응답하여(예를 들어, S410의 완료 시) 수행되지만, 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 시간에서 수행될 수 있다.

S420은 바람직하게는 수신기 그룹 세트를 결정하는 단계를 포함한다. 각각의 그룹은 바람직하게는 적은 수의 수신기(예를 들어, 2 또는 3개의 수신기)를 포함하지만 추가적으로 또는 대안적으로 더 큰 수의 수신기(예를 들어, 4개, 5개, 6-10개, 10개 이상 등)를 포함할 수 있다. 수신기 그룹 세트는 바람직하게는 모든 수신기에 걸쳐 있다(예를 들어, 각각의 수신기는 적어도 하나의 수신기 그룹에 포함됨). 수신기 그룹은 분리되거나 중복될 수 있다. 일부 예에서, 수신기 그룹의 수는 수신기(예를 들어, 각각의 수신기는 다수의 수신기 그룹에 포함됨)의 수보다 더 크다(예를 들어, 예컨대 2배 이상, 10배 이상 등보다 훨씬 더 큼).

제1 실시예에서, 원하는 그룹 크기 또는 크기들의 모든 가능한 조합이 상이한 수신기 그룹으로서 사용된다. 예를 들어, 2-3개의 수신기의 원하는 그룹 크기에 대해, S420은 상이한 수신기 그룹으로서 모든 가능한 수신기 쌍 및 모든 가능한 수신기 삼중쌍(triplet)을 선택하는 단계를 포함할 수 있다.

제2 실시예에서, 수신기는 공간적 고려 사항에 기초하여 그룹화된다(예를 들어, 물리적 공간에서 서로 근접하고/하거나, 송신기로부터 유사한 방향으로 배열되는 수신기는 함께 그룹화될 수 있음). 이러한 실시예에서, 수신기 그룹을 결정하는 단계는 바람직하게는 공간적 고려 사항에 기초하여 수신기의 서브세트(예를 들어, 분리된 및/또는 중복된 서브세트)를 결정하는 단계, 및 그 다음에 그러한 서브세트로부터 수신기 그룹을 선택하는 단계를 포함한다.

이러한 실시예에서, 서로에 대한 수신기의 근접성은 바람직하게는 S410에서 결정되는 정보(예를 들어, 방위각 및 편각에 의해 표현되는 바와 같은, 송신기로부터 수신기로의 방향; 전력 송신 효율에 기초하여 결정되는 바와 같은, 송신기까지의 거리에 대한 프록시 등)에 기초하여 결정된다. 빔형 패턴의 각도는 수신기의 실제 위치를 나타내지 않고, 오히려 송신기로부터 수신기로의 '에너지-송신 방향'을 나타낼 수 있다는 점을 주목한다(예를 들어, 여기서 빔형 패턴은 에너지를 반사 요소를 향해 지향시키며, 이는 그 다음에 에너지를 수신기로 재지향시킴). 따라서, 수신기 그룹화는 실제 공간 위치에 기초하지 않고, 오히려 이러한 에너지-송신 방향과 연관되는 에너지-송신 공간의 위치에 기초할 수 있다.

그러나, 이러한 실시예에서, 수신기 근접성은 추가적으로 또는 대안적으로 보조 정보, 예컨대 수신된 신호 강도 표시(예를 들어, 다른 수신기의 무선 통신 모듈로부터 수신되는 신호에 기초한, 수신기 무선 통신 모듈에서 결정되는 RSSI), (예를 들어, 수신기, 송신기, 보조 디바이스 등의) 공간 센서, (예를 들어, 수신기, 송신기, 보조 디바이스 등에 의해 샘플링되는) 이미징 데이터, 및/또는 (예를 들어, 송신기-수신기 근접성 결정 단계(S100)에 관하여 상술한 바와 같은) 임의의 다른 적절한 정보에 기초하여 결정될 수 있다.

이러한 실시예의 일 예에서, 수신기의 서브세트는 수신기 사이의 각도 거리에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 서브세트는 10°, 15°, 20°, 25°, 30°, 35°, 40°, 50°, 60°, 5-15°, 15-25°, 20-30°, 30-45°, 45-60°등의 꼭지각(apex angle)과 같은 임계 꼭지각(원추 중심축에서 그 표면까지의 각도의 두 배)을 갖는 (송신기에서 정점이 있는) 원추형 영역 내에 속하는 모든 수신기를 포함할 수 있다. 이러한 예의 변형예에서, 서브세트는 추가적으로 또는 대안적으로 수신기와 연관되는 메트릭(예를 들어, 전력, 전력 전달 효율 등)에 기초하고/하거나 (예를 들어, 보조 정보에 기초하여 결정되는) 수신기 사이의 거리에 기초하여 제한될 수 있으며, 예컨대 여기서 원추형 영역 및 임계 거리(예를 들어, 공간 거리, 전력 전달 메트릭의 차이 등) 내의 수신기만이 동일한 서브세트에 배치된다. 일부 변형예에서, 서브세트(및/또는 수신기 그룹)는 공간 정보(예를 들어, 각도 정보 예컨대 방위각 및/또는 편각, 거리 정보 예컨대 전력 전달 메트릭, 보조 정보에 기초하여 결정되는 공간 정보 등) 및/또는 그 도함수에 기초하고/하거나, 임의의 다른 적절한 정보에 기초하여 바람직하게 수행되는, 분류 알고리즘(예를 들어, 클러스터링 알고리즘)과 같은, 하나 이상의 통계 및/또는 머신 러닝 기술을 사용하여 결정된다. 클러스터링은, 예를 들어, k-평균 클러스터링, X-평균 클러스터링, 스펙트럼 클러스터링, 및/또는 임의의 다른 적절한 클러스터링 기술을 사용하여 수행될 수 있다.

이러한 실시예에서, 단일 서브세트로부터 전적으로 선택되는 원하는 그룹 크기 또는 크기들의 모든 가능한 조합은 바람직하게는 상이한 수신기 그룹으로서 사용된다. 예를 들어, 2-3개의 수신기의 원하는 그룹 크기에 대해, 서브세트로부터 수신기 그룹을 선택하는 단계는, 각각의 서브세트에 대해, 서브세트의 모든 가능한 수신기 쌍 및 서브세트의 모든 가능한 수신기 삼중쌍을 상이한 수신기 그룹으로서 선택하는 단계를 포함할 수 있다. 그러나, 수신기 그룹은 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 방식으로 결정될 수 있다.

제3 실시예에서, 그룹은 무작위로 결정된다. 제6 실시예에서, 특정 크기(예를 들어, 모든 쌍, 모든 삼중쌍, 크기 4의 모든 그룹 등) 또는 크기들의 모든 가능한 수신기 그룹이 사용된다.

제4 실시예에서(예를 들어, 여기서 S410은 바람직하게는 빔형 패턴에 제한되지 않은 하나 이상의 최적화 수행 단계를 포함하고, 여기서 S430은 바람직하게는 다목적 최적화 수행 단계를 포함하는 등), 그룹은 (예를 들어, '수신기 그룹 결정 단계(S420)'에 관하여 미국 특허 출원 제16/539,288호에 설명되는 바와 같이) 본 참조에 의해 전체적으로 본원에 통합되는 2019년 8월 13일자로 출원되고 발명의 명칭이 "Method and System for Wireless Power Delivery"인 미국 특허 출원 제16/539,288호에 설명되는 바와 같이 결정된다. 그러나, 수신기 그룹은 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 방식으로 결정될 수 있다.

S420은 선택적으로, 임의의 수신기 그룹에 수신기를 포함하지 않는 것과 같이, 고려 사항으로부터 하나 이상의 수신기(예를 들어, 충분히 높은 전력 전달이 어렵거나 달성하기 불가능한 수신기)를 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 각각의 수신기(또는 그 서브세트)에 대해, 공지된 송신 구성이 임계 값(예를 들어, 미리결정된 값; 수신기의 전력 소비 및/또는 충전 상태에 대한 값; 다른 목적 함수 값, 예컨대 평균 또는 가장 낮은 목적 함수 최대값에 대한 값; 등)보다 더 큰 (고려 사항 하의 수신기와 연관되는 목적 함수에 대한) 목적 함수 값을 달성하지 않는 경우, 수신기는 고려 사항으로부터 제거될 수 있다. 그러나, 수신기는 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 결정에 기초하여 고려 사항으로부터 제거될 수 있다.

일부 실시예에서, S400은 선택적으로 (예를 들어, 최적화 중 하나 이상의 결과에 기초하여, 예컨대 목적 함수 값에 기초하여) 송신 구성 최적화 단계(S430) 동안 및/또는 그 후에 수신기 그룹 결정 단계(S420)를 포함할 수 있다. 예를 들어, S420은, (예를 들어, 다목적 최적화를 수행하는 동안 및/또는 그 후에 수신기 그룹을 결정하는 단계에 관하여 미국 특허 출원 제16/539,288호에 설명되는 바와 같이) 본 참조에 의해 전체적으로 본원에 통합되는 2019년 8월 13일자로 출원되고 발명의 명칭이 "Method and System for Wireless Power Delivery"인 미국 특허 출원 제16/539,288호에 예로서 설명되는 바와 같은, 하나 이상의 예비 최적화(예를 들어, 여기서 S430은 관대한 수렴 기준을 사용하여 수행되고, 짧은 시간 또는 사이클 수 동안 수행되는 등)의 결과에 기초하는 바와 같이, 수신기 그룹을 수정(및/또는 새로운 그룹을 결정)하기 위해 반복될 수 있다.

그러나, S420은 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 방식으로, 임의의 다른 적절한 시간에서, 및/또는 임의의 다른 적절한 정보에 기초하여 수신기 그룹을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

4.2.3 송신 구성 최적화(Optimizing transmission configurations).

송신 구성 최적화 단계(S430)는 바람직하게는 하나 이상의 성능 기준에 맞는 송신 구성(예를 들어, 각각의 수신기 그룹에 대한 하나의 구성, 하나 이상의 파레토 프론트(Pareto front)에 가까운 복수의 구성 등)을 결정하도록 기능한다. S430은 바람직하게는 다음 단계를 포함한다: (예를 들어, 도 1c에 도시된 바와 같이) 멀티 빔 구성 결정 단계(S432), 멀티 빔 구성의 서브세트 선택 단계(S434), 및/또는 구성 최적화 수행 단계(S436).

멀티 빔 구성 결정 단계(S432)는 바람직하게는 각각의 수신기 그룹(예를 들어, S420에서 결정되는 각각의 그룹)에 대해 멀티 빔 구성(예를 들어, 상이한 방향으로 전파되는 수 개의 빔형 요소를 야기하는 송신 구성, 예컨대 그러한 멀티 빔 송신 패턴을 야기하는 송신 파라미터 값)을 결정하도록 기능하며, 보다 바람직하게는 여기서 멀티 빔 패턴의 각각의 빔형 요소는, 도 3에 예로서 도시된 바와 같이, (예를 들어, 실제 공간 위치의 관점이 아닌 경우, '에너지-송신 공간'에서) 그룹의 상이한 수신기를 향하여 실질적으로 지향된다. 그러나, S432는 추가적으로 또는 대안적으로 수신기 그룹의 임의의 적절한 서브세트에 대한 멀티 빔 구성 결정 단계, 및/또는 임의의 다른 적절한 멀티 빔 구성 결정 단계를 포함할 수 있다.

멀티 빔 구성은 (예를 들어, 수신기에 대한 전력 송신 및 이와의 통신을 통한 것과 같은, 송신 구성의 반복 평가에 기초하여 부분적으로 또는 전체적으로 결정되기보다는) 산출되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 멀티 빔 구성은 송신기에서 및/또는 송신기의 동작 및/또는 그와의 통신을 제어하는 제어 요소에서 산출될 있다. 멀티 빔 구성을 산출하는 것에 대한 하나 이상의 접근법은 (예를 들어, 본 참조에 의해 전체적으로 본원에 통합되는 Balanis, Constantine A.. Antenna Theory: Analysis and Design. United Kingdom, Wiley, 2016에 설명되는 바와 같이) 이용될 수 있다.

제1 예에서, 구성은 (예를 들어, 본 참조에 의해 전체적으로 본원에 통합되는, Booker, H. G., & Clemmow, P. C. (1950). The concept of an angular spectrum of plane waves, and its relation to that of polar diagram and aperture distribution. Proceedings of the IEE-Part III: Radio and Communication Engineering, 97(45), 11-17에 설명되는 바와 같이) 푸리에(Fourier) 변환-기반 접근법을 사용하여 산출된다.

제2 예에서, 구성은 (예를 들어, 그 각각이 본 참조에 의해 전체적으로 본원에 통합되는 Woodward, P. M. (1946). A method of calculating the field over a plane aperture required to produce a given polar diagram. Journal of the Institution of Electrical Engineers-Part IIIA: Radiolocation, 93(10), 1554-1558 및/또는 Woodward, P. M., & Lawson, J. D. (1948). The theoretical precision with which an arbitrary radiation-pattern may be obtained from a source of finite size. Journal of the Institution of Electrical Engineers-Part III: Radio and Communication Engineering, 95(37), 363-370에 설명되는 바와 같이) Woodward-Lawson 방법을 사용하여 산출된다.

제3 예에서, 구성은 오차 최적화 접근법을 사용하여 산출된다. 예를 들어, 이러한 접근법은 다음 단계를 포함할 수 있다: 공간의 위치 세트에서 원하는 값(예를 들어, 필드 강도 값)을 결정하는 단계(예를 들어, 세트의 각각의 위치에서 원하는 패턴의 공간 샘플을 결정하는 단계); 후보 구성을 결정하는 단계; 후보 구성에서 기인하는 위치 세트에서 값을 결정하는 단계(예를 들어, 여기서 결과 값은 바람직하게는 후보 구성에 기초하여 산출되지만, 추가적으로 또는 대안적으로 후보 구성에 기초한 실제 송신에 기초하여 샘플링될 수 있음); (예를 들어, 후보 구성에 대한 원하는 값과 결정된 값 사이의 차이에 기초하여) 후보 구성과 연관되는 오차(예를 들어, 최소 평균 제곱 오차)를 결정하는 단계; 및 바람직하게는 (예를 들어, 최적화 기술에 기초하여, 예컨대 최적화 알고리즘에 따라) 새로운 후보 구성을 반복적으로 선택하는 단계를 포함하는, 이러한 오차를 최소화하기 위해 (예를 들어, 송신 구성 파라미터, 예컨대 각각의 송신 요소와 연관되는 진폭 및/또는 위상에 의해 정의되는 공간에 대해) 최적화 기술을 수행하고 연관된 오차를 결정하는 단계.

제4 예에서, 구성은 중첩 접근법을 사용하여 계산된다. 예를 들어, 이러한 접근법은 다음 단계를 포함할 수 있다: (예를 들어, 수신기의 위치에 기초하여, 예컨대 송신기로부터 수신기로의 방향 및 거리 둘 다에 기초하여) 수신기 그룹의 각각의 수신기에 대해, (예를 들어, 수신기와 각각의 송신 요소 사이의 거리의 차이에 기초하여) 송신기의 각각의 송신 요소에 대한 위상 오프셋을 결정하는 단계; 및 각각의 수신기와 연관되는 위상 오프셋의 중첩(예를 들어, 평균, 가중 평균 등)을 생성하는 단계.

제5 예에서, 구성은 상술한 예의 하나 이상의 조합 및/또는 멀티 빔 구성 산출에 대한 임의의 다른 적절한 접근법을 사용하여 산출된다. 그러나, S432는 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 방식으로 멀티 빔 구성을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

멀티 빔 구성의 서브세트 선택 단계(S434)는 바람직하게는 S432에서 결정되는 멀티 빔 구성으로부터 성능 기준에 맞는 구성을 선택하도록 기능한다. 대안적인 실시예에서, S434는 수행되지 않는다(예를 들어, 여기서 S432에서 결정되는 모든 멀티 빔 구성은 S436에서의 사용을 위해 이용가능함). S434는 바람직하게는, S432에서 결정되는 각각의 멀티 빔 구성에 대해, 그 성능을 결정하고 그러한 성능과 임계 성능 값을 비교하는 단계를 포함한다.

구성의 성능을 결정하는 단계는 바람직하게는 (예를 들어, 송신 파라미터 값 결정 단계(S200)에 관하여, 예컨대 특히 후보 송신 파라미터 값 평가 단계(S220)에 관하여 설명된 바와 같이) 본 참조에 의해 전체적으로 본원에 통합되는 2018년 6월 6일자로 출원된 발명의 명칭이 "Method and System for Wireless Power Delivery"인 미국 특허 출원 번호 제16/001,725호에 설명된 바와 같이 구성을 평가하는 단계를 포함하지만, 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 방식으로 평가될 수 있다. 각각의 구성에 대해, 그것의 성능은 바람직하게는 그것이 생성된 수신기 그룹의 수신기와 연관되어 평가되며(예를 들어, 구성의 성능은 수신기 그룹의 각각의 수신기에 대한 전력 전달 메트릭에 기초함); 그러나, 시스템의 다른 수신기에 대한 그것의 성능은 선택적으로 또한 결정(및/또는 캐싱)될 수 있다.

임계 성능 값은 바람직하게는 연관된 수신기 그룹에 기초하여(예를 들어, 그룹의 수신기에 대해 예상되는 달성가능한 전력 전달 메트릭에 기초하여) 결정된다. 예를 들어, 임계 값은, 그룹의 각각의 수신기에 대해, 수신기에 대한 전력 송신과 연관되는 메트릭(예를 들어, 최적화된 단일-빔 또는 최적화된 임의의-패턴의 단일 수신기 전력 전달 메트릭)에 기초하여 결정될 수 있다. 특정 예에서, 임계 값은 그룹의 각각의 수신기에 대해 최적화된 단일-빔 메트릭의 평균의 임계 비율(예를 들어, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 100%, 20-50%, 50-75%, 75-90%, 90-100%, 100% 초과 등)과 동일하다(예를 들어, 각각 0.4, 0.6, 및 0.7의 단일-빔 전력 전달 효율을 갖는 3개의 수신기를 갖는 수신기 그룹에서, 임계 성능 값은 평균 전력 전달 효율의 80%와 동일할 수도 있으며, 이는 대략 0.453이다).

그러나, 임계 성능 값은 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 수신기에 기초하여(예를 들어, 수신기에 대한 전력 송신과 연관되는 메트릭, 예컨대 최적화된 단일-빔 또는 최적화된 임의의-패턴의 단일 수신기 전력 전달 메트릭에 기초하여), 다른 멀티 빔 구성(및/또는 임의의 다른 적절한 구성)의 성능에 기초하여, 미리결정된 값에 기초하여, 및/또는 임의의 다른 적절한 정보에 기초하여 결정될 수 있다.

임계 성능 값보다 더 양호한 성능을 갖는 모든 구성은 바람직하게는 선택된 서브세트에 포함된다. 그러나, 서브세트는 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 방식으로 선택될 수 있다. 예를 들어, 서브세트는 (예를 들어, 아마도 임계 성능 값보다 더 양호한 구성을 배제하는) 구성의 임계 수에만 제한되고/되거나, (예를 들어, 아마도 임계 성능 값보다 더 나쁜 구성을 포함하는) 구성의 적어도 임계 수를 포함하도록 요구될 수 있고/있거나, 수신기 세트에 걸쳐 있는 수신기 그룹으로부터 구성을 포함하도록 요구될 수 있다. 그러나, S434는 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 방식으로 임의의 다른 적절한 서브세트를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.

구성 최적화 수행 단계(S436)는 바람직하게는 멀티 빔 구성(예를 들어, S434에서 선택되는 구성 중 일부 또는 전부, S432에서 결정되는 구성 등)을 개선하도록 기능한다. S436은 바람직하게는 S434에서 선택되는 서브세트의 각각의 구성에 대해 수행되지만, 추가적으로 또는 대안적으로 그 서브세트 및/또는 임의의 다른 적절한 송신 구성에 대해 수행될 수 있다.

최적화될 각각의 구성(예를 들어, 멀티 빔 구성)에 대해, S436은 바람직하게는 본 참조에 의해 전체적으로 본원에 통합되는 2019년 12월 16일자로 출원된 발명의 명칭이 "Method and System for Wireless Power Delivery"인 미국 특허 출원 번호 제16/715,266호에 설명된 바와 같이 최적화를 수행하는 단계를 포함한다. 최적화는 바람직하게는 '송신 파라미터 값 결정 단계(S200)'에 관하여(예를 들어, '로컬 최적 검색 수행 단계(S230)' 및/또는 '글로벌 최적 검색 수행 단계(S240)'에 관하여) 미국 특허 출원 제16/715,266호에 설명되는 바와 같이 수행되며, 여기서 최적화될 구성은 바람직하게는 최적 검색 또는 검색들(예를 들어, 로컬 검색, 글로벌 검색 예컨대 확률론적 글로벌 검색 등)을 위한 초기 파라미터 값으로서 사용된다.

구성은 바람직하게는 다변량 목적 함수, 예컨대 복수의 수신기(예를 들어, 최적화될 구성과 연관되는 수신기 그룹의 수신기)의 성능에 의존하는 함수에 기초하여 최적화된다. 제1 예에서, 목적 함수는 고려되는 각각의 수신기(예를 들어, 그룹의 각각의 수신기)에 대한 성능 메트릭(예를 들어, 전력, 전력 전달 효율 등)의 합(또는 평균, 가중 평균 등)과 동일할 수 있으며; 그러한 목적은 그룹의 수신기에 전달되는 총 전력을 최대화하도록 기능할 수 있다. 제2 예에서, 목적 함수는 고려되는 수신기의 성능 메트릭의 비-선형(바람직하게는 서브-선형) 함수의 합(또는 평균, 가중 평균 등), 예컨대 각각의 메트릭의 로그(logarithm)의 합과 동일할 수 있으며; 그러한 목적은, 그것이 보다 성능 기준에 맞는 수신기에 대한 전력 송신에서 더 큰 감소를 야기하는(예를 들어, 수신기 사이의 성능을 균등화하는 것을 우선시하는) 경우에도, 적어도 전력을 수신하고 있는 수신기에 대한 전력 송신을 개선하는 것을 우선시하도록 기능할 수 있다. 일부 변형예에서, 목적 함수는 고려되는 수신기와 연관되는 값의 가중 합 또는 평균일 수 있다. 예를 들어, S436은 더 빠른 전력 전달을 요구하는 수신기(예를 들어, 낮은 저장 에너지 상태와 연관되는 수신기, 수신기가 수신하고 있는 것보다 더 많은 전력을 디바이스에 제공하는 수신기, 전력 손실의 결과가 높은 디바이스에 전력을 제공하는 수신기, 임의의 다른 적절한 수신기 우선순위화 등)와 연관되는 가중치를 증가시키는 단계, 및/또는 신속한 전력 전달을 요구하지 않는 수신기(예를 들어, 수신기 높은 저장 에너지 상태와 연관되는 수신기, 상당한 전력을 임의의 디바이스에 제공하지 않는 수신기, 전력 손실의 결과가 낮은 디바이스에만 전력을 제공하는 수신기, 임의의 다른 적절한 수신기 우선순위화 등)와 연관되는 가중치를 감소시키는 단계를 포함할 수 있으며; 특정 예에서, 하나 이상의 수신기에 대한 가중치는 (예를 들어, 수신기가 전체 에너지 저장 디바이스와 연관되고/되거나 전력을 임의의 다른 디바이스에 제공하지 않는 경우) 제로로 설정될 수 있다. 일부 예에서, 수신기 우선순위화는 본 참조에 의해 전체적으로 본원에 통합되는 2019년 12월 16일자로 출원된 발명의 몇칭이 "Method and System for Wireless Power Delivery"인 미국 특허 출원 제16/715,266호에 설명되는 바와 같이 결정될 수 있고/있거나, 아래에 설명되는 원하는 전력 전달과 연관되는 메트릭에 기초하여(및/또는 그러한 메트릭을 결정하기 위해 아래에 설명되는 바와 같은 유사한 정보에 기초하여) 결정될 수 있다. 그러나, S436은 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 목적 함수(들)에 기초하여 최적화를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, S436은 (예를 들어, 미국 특허 출원 제16/539,288호 및/또는 미국 특허 출원 제16/899,473호의 S430에 관하여 설명되는 바와 같이, 그 각각이 본 참조에 의해 전체적으로 본원에 통합되는 2019년 8월 13일자로 출원된 발명의 명칭이 "Method and System for Wireless Power Delivery"인 미국 특허 출원 제16/539,288호, 및/또는 2020년 6월 11일자로 출원된 발명의 명칭이 "Multi-Objective Optimization and/or Wireless Power Delivery"인 미국 특허 출원 제16/899,473호에 설명된 바와 같이) 하나 이상의 다목적 검색을 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, S436은, 최적화될 각각의 구성에 대해, 각각의 복수의 성능 기준에 맞는 송신 구성(예를 들어, 하나 이상의 파레토 프론트, 예컨대 최적화될 구성과 연관되는 수신기 그룹에서 수신기의 성능에 대한 파레토 프론트에 가까운 구성)을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

그러나, S430 및/또는 S436은 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 방식으로 송신 구성을 최적화하는 단계를 포함할 수 있다.

4.2.4 송신 계획 결정(Determining a transmission plan).

송신 계획 결정 단계(S440)는 바람직하게는 전력이 어떻게 수신기에 송신될 것인지를 결정하도록 기능한다. S440은 바람직하게는 S430을 수행하는 것에 응답하여 수행되지만, 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 시간에서 수행될 수 있다. S440은 바람직하게는 다음: 즉, 원하는 전력 전달 결정 단계(S441), 송신 구성 세트 선택 단계(S442), 및/또는 송신 구성에 대한 기간 결정 단계(S443)를 포함하지만, 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 요소를 포함할 수 있다.

원하는 전력 전달 결정 단계(S441)는 바람직하게는 다음: 즉, 각각의 수신기에 대해, 그러한 수신기에 대한 원하는 전력 전달과 연관되는 메트릭을 결정하는 단계를 포함한다. 메트릭은 바람직하게는 전달된 총 에너지, 예컨대 배터리(예를 들어, 수신기와 연관되는 클라이언트 디바이스의 배터리)를 임계 값으로 충전하기 위해 필요한 에너지이다. 메트릭은 대안적으로 전력 전달 메트릭, 예컨대 전달된 평균 또는 최소 전력(예를 들어, 수신기에 의해 전력이 공급되는 디바이스에 의한 예상 평균 전력 소비와 동일하거나 이보다 더 큰 평균 또는 최소 값)일 수 있다. 그러나, 메트릭은 대안적으로 디바이스 에너지 상태 및/또는 소비와 같은 정보에 기초하여 결정되는 임의의 다른 메트릭일 수 있거나, 임의의 다른 적절한 메트릭일 수 있다. 메트릭(및/또는 메트릭을 결정하기 위한 정보)은 바람직하게는 (예를 들어, 무선 통신을 통해) 수신기로부터 (예를 들어, 송신기에 의해) 수신되지만, 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 방식으로 결정될 수 있다. S441은 바람직하게는 (예를 들어, 송신기의 통신 범위 내에서) 각각의 수신기에 대해 수행되지만, 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 적절한 수신기 세트에 대해 수행될 수 있다.

시스템이 하나 이상의 네거티브-피드백 수신기를 포함하는 실시예에서, S441은, 하나 이상의 네거티브-피드백 수신기에 대해(바람직하게는, 모든 그러한 수신기에 대해), 연관된 메트릭을 (예를 들어, 상술한 바와 같이) 결정하는 단계를 선택적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 네거티브-피드백 수신기와 연관되는 메트릭은 최대 전력(예를 들어, 열 소산 타임프레임에 대해 평균화되는 바와 같은 평균 전력, 순시 전력 등) 및/또는 총 에너지 전달 값일 수 있다. 그러나, S441은 추가적으로 또는 대안적으로 네거티브-피드백 수신기를 임의의 다른 적절한 방식으로 설명하는 단계를 포함할 수 있다.

S441은, 예컨대 각각의 수신기에 대해 연관된 메트릭을 제로로 설정함으로써, 고려 사항으로부터 하나 이상의 수신기(예를 들어, 충분히 높은 전력 전달이 달성하기 어렵거나 불가능한 수신기)를 제거하는 단계를 선택적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 각각의 수신기(또는 그 서브세트)에 대해, 공지된 송신 구성이 임계 값(예를 들어, 미리결정된 값; 수신기의 전력 소비 및/또는 충전 상태에 관한 값; 다른 목적 함수 값에 관한 값, 예컨대 평균 목적 함수 최대값, S430(예를 들어, S436)에서 결정되는 송신 구성 또는 그 서브세트 예컨대 목적 함수에 기초하여 결정되는 서브세트에 대한 평균 목적 함수 값, 가장 낮은 목적 함수 최대값, S430(예를 들어, S436)에서 결정되는 복수의 송신 구성 또는 그 서브세트 예컨대 목적 함수에 기초하여 결정되는 서브세트에 대한 가장 낮은 목적 함수 값; 등)보다 더 큰 (고려 중인 수신기와 연관되는 목적 함수에 대한) 목적 함수 값을 달성할 수 없는 경우, 수신기는 고려 사항으로부터 제거될 수 있다. 그러나, S441은 추가적으로 또는 대안적으로 메트릭을 임의의 다른 적절한 방식으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

송신 구성 세트 선택 단계(S442)는 바람직하게는 S430에서 결정되는 송신 구성(예를 들어, S436에서 생성되는 최적화된 구성, S432에서 결정되고/되거나 S434에서 선택되는 멀티 빔 구성 등)으로부터 선택하는 단계를 포함한다. 다목적 최적화가 수행되는 일부 예에서, 이것은 S430에서 결정되는 복수의 비-지배적 송신 구성으로부터 선택하는 단계를 포함할 수 있다(예를 들어, 각각의 복수는 상이한 수신기 그룹과 연관됨). S442는 바람직하게는 이러한 구성의 서브세트를 선택하는 단계를 포함한다. 예를 들어, S442는 각각의 복수로부터 송신 구성의 임계 수(예를 들어, 1, 2, 3, 4-9, 10-30, 30-100 등)를 선택하는 단계를 포함할 수 있다. 특정 예에서, S442는 각각의 복수로부터 단일 송신 구성을 선택하는 단계를 포함한다.

이러한 구성의 서브세트(예를 들어, 최적 서브세트)를 선택하는 단계는 (예를 들어, 최적 서브세트를 결정하기 위해) 최적화 검색을 수행하는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서 최적 서브세트는 바람직하게는 최적 송신 계획과 연관되는 서브세트(예를 들어, 최적 송신 계획이 비-제로 충전 시간 및/또는 듀티 사이클을 특정하는 구성의 서브세트)이다. 검색을 수행하는 단계는 바람직하게는 후보 서브세트를 평가하는 단계(예를 들어, 후보 서브세트에 기초하여 목적 함수를 평가하는 단계)를 포함한다. 후보 서브세트를 평가하기 위해, 후보 서브세트에 대한 전력 송신 기간은 (예를 들어, S443에 관하여 아래에 설명되는 바와 같이) 결정될 수 있으며, 여기서 후보 서브세트 메트릭은 이러한 기간(예를 들어, 기간의 합)에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 검색의 최적화 목표는 총 충전 시간(예를 들어, 모든 수신기에 대한 원하는 에너지 전달을 달성하기 위해 필요한 시간)을 최소화하는 것일 수 있다. 검색은 하나 이상의 이산 최적화 알고리즘, 예컨대 그리드 검색(예를 들어, 적응형 그리드 검색), 힐 클라이밍(hill climbing) 알고리즘, 이산 진화(discrete evolutionary) 알고리즘, 및/또는 임의의 다른 적절한 알고리즘을 사용하여 (예를 들어, 후보 서브세트 메트릭에 기초하여) 수행될 수 있다. 시스템이 하나 이상의 네거티브-피드백 수신기를 포함하는 실시예에서, 검색은 네거티브-피드백 수신기 메트릭에 기초하여 선택적으로 제한될 수 있다(예를 들어, 여기서 최대 임계 전력 및/또는 에너지는 초과되지 않음). 그러나, 최적 서브세트는 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 방식으로 결정될 수 있다(또는 임의의 다른 적절한 서브세트가 선택될 수 있음).

대안적으로, S442는, (예를 들어, 고려 사항으로부터 임의의 그러한 구성을 제외하지 않는) S436에서 생성되는 모든 최적화된 구성과 같이, S430에서 결정되는 모든 송신 구성을 선택하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, S436이 (예를 들어, 복수보다는 각각의 수신기 그룹에 대해 단일의 최적화된 구성을 야기하는) 다목적 최적화를 수행하기 보다는 다변량 목적 함수에 기초하여 최적화를 수행하는 단계를 포함하는 실시예에서, 그것은 S436에서 생성되는 모든 송신 구성을 선택하는 것이 바람직할 수 있다.

S442는 선택적으로 단일 수신기('단일-수신기 구성')와 각각 연관되는(예를 들어, 이에 대해 최적화되는) 하나 이상의 송신 구성을 선택하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, S442는, 상술한 바와 같은 송신 구성(예를 들어, S436에서 생성되는 구성)을 선택하는 단계에 더하여, 각각의 수신기(예를 들어, 송신기에 근접하는 각각의 수신기)에 대한 단일-수신기 구성을 선택하는 단계를 포함할 수 있다. 각각의 단일-수신기 구성은 바람직하게는 그것이 연관되는(예를 들어, S410 및/또는 임의의 다른 적절한 시간 동안 최적화되는) 단일 수신기의 성능에만 기초하여 최적화되는(예를 들어, 본 참조에 기초하여 전체적으로 본원에 통합되는 2019년 12월 16일자로 출원된 발명의 명칭이 "Method and System for Wireless Power Delivery"인 미국 특허 출원 제16/715,266호에 설명된 바와 같이 최적화되는) 송신 구성이다. 그러나, 단일-수신기 구성은 추가적으로 또는 대안적으로 S410에서 결정되는 빔형 패턴과 연관되는 구성을 포함할 수 있고/있거나, 임의의 다른 적절한 구성을 포함할 수 있다. 이러한 단일-수신기 구성을 포함하는 단계는, 일부 또는 모든 멀티-수신기 구성이 그들의 장소에서 사용될 수도 있는 단일-수신기 구성보다 상당히 덜 성능 기준에 맞는 경우에서와 같이, S430에서 결정되는 멀티-수신기 구성에 더하여(및/또는 이를 대신하여) 그러한 구성의 사용을 가능하게 하도록 기능할 수 있다.

송신 구성에 대한 기간 결정 단계(S443)는 바람직하게는 송신 구성의 서브세트(예를 들어, S442에서 선택되는 최적 서브세트, S442에서 수행되는 최적 서브세트에 대한 검색 동안 고려되는 후보 서브세트 등)에 대해 수행된다. S443은 바람직하게는 선형 프로그래밍 문제를 해결하는 단계를 포함한다.

이러한 문제에 대해, 제약은 바람직하게는 (예를 들어, S441에서 결정되는 원하는 전력 전달에 기초하여) 각각의 수신기에 원하는 양의 에너지를 전달하는 것이다. 예를 들어, 각각의 수신기에 대한 제약은 다음과 같이 표현될 수 있으며,

여기서 각각의

는 고려되는 서브세트의 송신 구성을 나타내고,

는 송신 구성

하에서 수신기 i에 전달되는 전력을 나타내고,

는 수신기 i에 전달될 최소 총 에너지를 나타내고

는 송신이 송신 구성

하에서 수행되어야만 하는 시간 기간(S443을 수행함으로써 해결되는 시간 기간)을 나타내고; 바람직하게는 여기서 합(sum)은 서브세트의 모든 구성에 대해 취해지지만, 대안적으로 여기서합은 연관된 수신기 세트가 수신기 i를 포함하는 (서브세트)의 송신 구성에 대해서만 취해지고/지거나, 임의의 다른 적절한 송신 구성에 대해 취해진다. 하나 이상의 수신기가 우선순위 상태(예를 들어, 우선순위 범주 예컨대 고, 중, 또는 저 충전 우선순위; 우선순위 랭킹; 수치 우선순위 스코어; 등)와 연관되는 실시예에서, 제약은 우선순위 상태에 기초하여 선택적으로 변경될 수 있다. 예를 들어, 제약은, 모든 수신기의 메트릭을 만족시키는 총 송신 시간이 증가되는(예를 들어, 여기서, 미변경 제약과 비교할 때, 높은-우선순위 수신기를 만족시키기 위해 요구되는 송신 시간이 감소되지만 낮은-우선순위 수신기를 만족시키기 위해 요구되는 송신 시간이 증가되는) 경우에도, 결과 송신 계획이 더 높은-우선순위 수신기로 전력 전달을 우선시하도록 변경될 수 있다. 시스템이 하나 이상의 네거티브-피드백 수신기를 포함하는 실시예에서, 선형 프로그래밍 문제는 추가적으로 또는 대안적으로 네거티브-피드백 수신기 메트릭에 기초하여 제약될 수 있다(예를 들어, 여기서 최대 임계 전력 및/또는 에너지는 초과되지 않음).

선형 프로그래밍 문제의 목적은 바람직하게는 제약을 만족시키기 위해 필요한 총 송신 시간(예를 들어, 개별 기간의 합,

)을 최소화하는 것이다. 선형 프로그래밍 문제는 하나 이상의 Simplex 알고리즘, 크리스-크로스(criss-cross) 알고리즘, 내부 포인트 방법(예를 들어, 경로 추종 방법, 타원체 방법, Karmarkar 알고리즘, Affine 스케일링 방법, Mehrotra 예측자-수정자 방법 등), 컬럼 생성 알고리즘, 및/또는 임의의 다른 적절한 선형 프로그래밍 접근법을 사용하여 해결될 수 있다.

그러나, S443은 추가적으로 또는 대안적으로 기간(또는 그 서브세트)의 비선형 함수를 최적화함으로써 및/또는 임의의 다른 적절한 방식으로 기간을 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

S440은 바람직하게는 송신 계획을 결정하는 단계를 포함하며, 여기서 계획은 바람직하게는 (예를 들어, S442에서 선택되는) 최적 서브세트 및, 최적 서브세트의 각각의 송신 구성에 대해, (예를 들어, S443에서 결정되는) 연관된 송신 기간 및/또는 (예를 들어, 모든 송신 기간의 합에 의해 분할되는 연관된 송신 구성에 대한 송신 기간과 동일한 바와 같은, 송신 기간에 기초하여 결정되는) 듀티 사이클을 나타낸다(예를 들어, 이를 포함함). 그러나, S440은 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 송신 계획을 임의의 적절한 방식으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

4.3 송신 계획에 기초한 전력 송신(Transmitting power based on the transmission plan).

송신 계획에 기초한 전력 송신 단계(S700)는 수신기로 전력을 무선으로 전달하도록 기능할 수 있다. 전력은 바람직하게는 송신 파라미터 평가 단계(S400)에 응답하여(예를 들어, 송신 계획 결정 단계(S440)에 응답하여) 송신되지만(S700), 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 시간에서 수행될 수 있다. 전력은 바람직하게는 송신기의 범위 내의 수신기의 체류 시간 전체에 걸쳐 송신되지만(S700), 추가적으로 또는 대안적으로 수신기 동작 파라미터(예를 들어, 충전 상태)에 기초한 스케줄에 따라, 및/또는 임의의 다른 적절한 타이밍으로 간헐적으로 송신될 수 있다.

S700은 바람직하게는 계획(예를 들어, 구성의 최적 서브세트)에 의해 표시되는 송신 구성을 통해 순환하는 단계를 포함하며, 보다 바람직하게는 여기서 그러한 순환(cycling)은 (예를 들어, 연관된 기간 및/또는 듀티 사이클에 비례하여) 계획에 의해 표시되는 바와 같이 시간-가중된다. 예를 들어, 구성은 미리결정된 총 사이클 빈도(cycle frequency)로 순환될 수 있으며, 각각의 기간은 미리결정된 수의 시간 슬라이스로 분할(예를 들어, 동일하게 분할)될 수 있고/있거나, 구성은 임의의 다른 적절한 속도로 순환될 수 있다. 대안적으로, 구성은 시간-가중(및/또는 임의의 다른 적절한 시간-가중) 없이 순환될 수 있으며, 예컨대 여기서 구성은 원하는 기간이 경과되었으면 순환으로부터 제거된다. 그러나, S700은 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 적절한 기간 동안 임의의 다른 적절한 송신 구성 하에서 송신하는 단계를 포함할 수 있다.

전력은 바람직하게는 하나 이상의 순음(또는 임계 대역폭 미만의 대역폭을 정의하는 것과 같은 실질적 순음) 신호로서 송신되지만(예를 들어, 이는 하나 이상의 슈퍼게이닝 구조 및/또는 다른 협대역폭 안테나를 이용하는 실시예에서 유익할 수 있음), 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 형태(예를 들어, 더 넓은-대역폭 안테나를 이용하는 실시예, 통신 신호가 전력과 함께 송신되는 실시예 등)로 송신될 수 있다. 제1 특정 예에서, 방사(radiation)는 GHz-규모의 주파수(예를 들어, 5-10 GHz, 예컨대 5.8 GHz 및/또는 5.8 GHz 초과)를 갖는다. 제2 특정 예에서, 방사는 수백의 MHz-규모의 주파수(예를 들어, 100-500 MHz, 예컨대 433 MHz 및/또는 433 MHz 미만; 700-1100 MHz, 예컨대 806-821 MHz, 851-870 MHz, 896-902 MHz, 902-928 MHz, 및/또는 935-941 MHz; 등)를 갖는다. 그러나, 전력은 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 형태로 수신될 수 있다.

S400(또는 그 하나 이상의 요소)은 선택적으로 전력 송신 단계(S700) 동안 반복될 수 있다(예를 들어, 여기서 전력 송신은 송신 파라미터 재평가 동안 일시적으로 중단됨). S400의 반복 수행은 바람직하게는 가장 최근에 결정된 송신 구성을 초기 값으로서 사용하지만, 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 값을 사용할 수 있다(예를 들어, S400의 초기 수행 동안 수행된 바와 같이, 다른 이전에-결정된 값 등을 사용함). S400은 전달된 전력에서 (예를 들어, 절대 또는 상대 임계값보다 더 큰) 변화를 검출하는 단계, (예를 들어, 수신기 및/또는 송신기 측정, 예컨대 IMU 측정에 기초하여) 이동을 검출하는 단계, 시스템에 근접한 추가 수신기 및/또는 송신기를 검출하는 단계(S100), 하나 이상의 수신기에 대한 (예를 들어, 갱신된 배터리 충전 정보에 기초하여) 원하는 전력 전달의 변화를 검출하는 단계(예를 들어, 그러한 변화에 응답하여 S440을 반복하는 단계), 사용자 입력을 수신하는 단계에 응답하여 반복될 수 있고/있거나, (예를 들어, 미리결정된 속도에서; 바람직하게는 더 낮은 안정성이 더 빠른 속도에 대응하는, 시스템 및/또는 그 성능의 관찰된 및/또는 예상된 시간적 및/또는 공간적 안정성에 기초하여 결정된 바와 같은, 동적으로-결정된 속도 등에서) 주기적으로, 산발적으로, 무작위로 반복될 수 있고/있거나, 임의의 다른 적절한 시간에서 반복될 수 있다. 그러나, 전력은 임의의 다른 적절한 방식으로 송신될 수 있고(S700), 방법은 추가적으로 또는 대안적으로 임의의 다른 적절한 방식으로 수행되는 임의의 다른 적절한 요소를 포함할 수 있다.

간결성을 위해 생략되었지만, 바람직한 실시예는 다양한 시스템 구성요소 및 다양한 방법 프로세스의 모든 조합 및 순열을 포함한다. 더욱이, 바람직한 방법의 다양한 프로세스는 적어도 부분적으로 컴퓨터-판독가능 명령을 저장하는 컴퓨터-판독가능 매체를 수용하도록 구성되는 머신으로서 구체화되고/되거나 구현될 수 있다. 명령은 바람직하게는 시스템과 통합되는 컴퓨터-실행가능 구성요소에 의해 실행되는 것이 바람직하다. 컴퓨터-판독가능 매체는 임의의 적절한 컴퓨터 판독가능 매체 예컨대 RAM, ROM, 플래시 메모리, EEPROM, 광학적 디바이스(CD 또는 DVD), 하드 드라이브, 플로피 드라이브, 또는 임의의 적절한 디바이스 상에 저장될 수 있다. 컴퓨터-실행가능 구성요소는 바람직하게는 일반 또는 애플리케이션 특정 처리 서브시스템이지만, 임의의 적절한 전용 하드웨어 디바이스 또는 하드웨어/펌웨어 조합 디바이스가 추가적으로 또는 대안적으로 명령을 실행할 수 있다.

도면은 바람직한 실시예, 예시적 구성, 및 그 변형에 따른 시스템, 방법 및 컴퓨터 프로그램 제품의 가능한 구현의 아키텍처, 기능 및 동작을 예시한다. 이와 관련하여, 흐름도 또는 블록도의 각각의 블록은 모듈, 세그먼트, 단계, 또는 코드 부분을 나타낼 수 있으며, 이는 특정 논리 기능(들)을 구현하기 위한 하나 이상의 실행가능한 명령을 포함한다. 또한, 일부 대안적인 구현에서, 블록에 언급되는 기능은 도면에 언급되는 순서로부터 벗어나서 발생할 수 있다는 점이 주목되어야만 한다. 예를 들어, 연속으로 도시된 2개의 블록은, 실제로, 실질적으로 동시에 실행될 수 있거나, 수반되는 기능에 따라, 블록은 때때로 역순으로 실행될 수 있다. 또한, 블록도 및/또는 흐름도 예시의 각각의 블록, 및 블록도 및/또는 흐름도 예시의 블록의 조합은 특정 기능 또는 액트(act)를 수행하는 특수 목적 하드웨어-기반 시스템, 또는 특수 목적 하드웨어 및 컴퓨터 명령의 조합에 의해 구현될 수 있다는 점이 주목될 것이다.

당업자가 이전의 상세화된 설명으로부터 그리고 도면 및 청구항으로부터 인식하는 바와 같이, 수정 및 변경은 다음의 청구항에 정의되는 본 발명의 범위로부터 벗어나는 것 없이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 이루어 질 수 있다.

Claims (19)

1. 무선 전력 송신을 위한 방법으로서,
   

   

   송신기로부터 제1 수신기로 무선 전력 송신을 위한 제1 송신 방향을 결정하는 단계 - 상기 제1 수신기는 제1 전력 수신 메트릭과 연관됨 -;
   

   

   상기 송신기로부터 상기 제1 수신기와 분리된 제2 수신기로 무선 전력 송신을 위한 상기 제1 송신 방향과 다른 제2 송신 방향을 결정하는 단계 - 상기 제2 수신기는 제2 전력 수신 메트릭과 연관됨 -;
   

   

   상기 제1 및 제2 송신 방향에 기초하여, 상기 송신기에 대한 멀티 빔 구성을 산출하는 단계 - 상기 멀티 빔 구성은 멀티 빔 송신 패턴과 연관되며, 상기 멀티 빔 송신 패턴은:
   

   

   실질적으로 상기 제1 송신 방향을 따르는 제1 빔; 및
   

   

   실질적으로 상기 제2 송신 방향을 따르는 제2 빔을 포함함 -;
   

   

   상기 멀티 빔 구성에 기초하여, 상기 송신기에 대한 최적화된 구성을 결정하는 단계 - 상기 최적화된 구성을 결정하는 단계는 상기 최적화된 구성에 기초하여 상기 제1 및 제2 전력 수신 메트릭을 평가하는 단계를 포함함 -; 및
   

   

   상기 송신기에서, 실질적으로 상기 최적화된 구성에 기초하여 상기 제1 및 제2 수신기에 전력을 무선으로 송신하는 단계를 포함하는, 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 최적화된 구성에 기초하여 상기 제1 및 제2 전력 수신 메트릭을 평가하는 단계는:
   

   

   상기 송신기에서, 시간 간격 전체에 걸쳐, 상기 최적화된 구성에 기초하여 전력을 송신하는 단계;
   

   

   상기 제1 수신기에서, 상기 시간 간격 동안, 상기 송신기에 의해 송신되는 전력을 수신하는 단계;
   

   

   상기 시간 간격 동안 상기 제1 수신기에서 수신되는 제1 전력량을 결정하는 단계;
   

   

   상기 제1 전력량에 기초하여 상기 제1 전력 수신 메트릭을 평가하는 단계;
   

   

   상기 제2 수신기에서, 상기 시간 간격 동안, 상기 송신기에 의해 송신되는 전력을 수신하는 단계;
   

   

   상기 시간 간격 동안 상기 제2 수신기에서 수신되는 제2 전력량을 결정하는 단계; 및
   

   

   상기 제2 전력량에 기초하여 상기 제2 전력 수신 메트릭을 평가하는 단계를 포함하는, 방법.
3. 제2항에 있어서,
   

   

   상기 제1 전력 수신 메트릭은 상기 시간 간격 동안 상기 제1 수신기에 대한 전력 전달 효율에 실질적으로 비례하고;
   

   

   상기 제2 전력 수신 메트릭은 상기 시간 간격 동안 상기 제2 수신기에 대한 전력 전달 효율에 실질적으로 비례하는, 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 최적화된 구성을 결정하는 단계는, 목적 함수 및 상기 멀티 빔 구성에 기초하여, 복수의 송신기 구성 각각에 대해, 상기 송신기 구성에 대한 상기 목적 함수를 평가하는 단계를 포함하는 최적 검색을 수행하는 단계를 포함하며; 상기 복수의 각각의 송신기 구성에 대해, 상기 송신기 구성에 대한 상기 목적 함수를 평가하는 단계는:
   

   

   상기 송신기에서, 각각의 시간 간격 전체에 걸쳐, 상기 송신기 구성에 기초하여 전력을 송신하는 단계;
   

   

   상기 제1 수신기에서, 상기 각각의 시간 간격 동안, 상기 송신기에 의해 송신되는 전력을 수신하는 단계;
   

   

   상기 각각의 시간 간격 동안 상기 제1 수신기에서 수신되는 각각의 제1 전력량을 결정하는 단계;
   

   

   상기 각각의 제1 전력량에 기초하여 상기 제1 전력 수신 메트릭을 평가하는 단계;
   

   

   상기 제2 수신기에서, 상기 각각의 시간 간격 동안, 상기 송신기에 의해 송신되는 전력을 수신하는 단계;
   

   

   상기 각각의 시간 간격 동안 상기 제2 수신기에서 수신되는 각각의 제2 전력량을 결정하는 단계;
   

   

   상기 각각의 제2 전력량에 기초하여 상기 제2 전력 수신 메트릭을 평가하는 단계; 및
   

   

   상기 제1 및 제2 전력 수신 메트릭에 기초하여, 상기 목적 함수의 각각의 값을 산출하는 단계를 포함하는, 방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 복수의 송신기 구성은 상기 멀티 빔 구성을 포함하는, 방법.
6. 제4항에 있어서,
   상기 최적 검색은 로컬 최적 검색이며, 상기 최적 검색을 수행하는 단계는 무구배(gradient-free) 로컬 검색 알고리즘을 구현하는 단계를 포함하는, 방법.
7. 제4항에 있어서,
   상기 최적 검색은 확률론적 글로벌 최적 검색을 포함하는, 방법.
8. 제1항에 있어서,
   상기 멀티 빔 구성에 기초하여, 복수의 최적화된 구성을 결정하는 단계를 더 포함하되, 상기 복수는 상기 최적화된 구성을 포함하며, 상기 복수를 결정하는 단계는, 상기 제1 및 제2 전력 수신 메트릭 및 상기 멀티 빔 구성에 기초하여, 다목적 최적 검색을 수행하는 단계를 포함하는, 방법.
9. 제8항에 있어서,
   

   

   상기 제1 및 제2 전력 수신 메트릭에 기초하여 충전 계획을 결정하는 단계로서, 상기 충전 계획은:
   

   

   상기 복수의 제1 최적화된 구성;
   

   

   상기 제1 송신기 구성과 연관되는 제1 듀티 사이클;
   

   

   상기 복수의 제2 최적화된 구성; 및
   

   

   상기 제2 송신기 구성과 연관되는 제2 듀티 사이클을 포함하는, 상기 충전 계획을 결정하는 단계; 및
   

   

   상기 송신기에서, 상기 충전 계획에 기초하여 상기 제1 및 제2 수신기에 전력을 무선으로 송신하는 단계를 더 포함하는, 방법.
10. 제1항에 있어서,
    

    

    상기 방법은 상기 송신기로부터 상기 제1 및 제2 수신기와 분리된 제3 수신기로 무선 전력 송신을 위해 상기 제1 및 제2 송신 방향과 다른 제3 송신 방향을 결정하는 단계 - 상기 제3 수신기는 제3 전력 수신 메트릭과 연관됨 -를 더 포함하고;
    

    

    상기 멀티 빔 구성은 상기 제3 송신 방향에 추가로 기초하여 결정되고 - 상기 멀티 빔 송신 패턴은 실질적으로 상기 제3 송신 방향을 따라 제3 빔을 더 포함함 -;
    

    

    상기 최적화된 구성을 결정하는 단계는 상기 최적화된 구성에 기초하여 상기 제3 전력 수신 메트릭을 평가하는 단계를 더 포함하는, 방법.
11. 송신기로부터 복수의 수신기로 무선 전력 송신을 위한 방법으로서, 상기 방법은:
    

    

    복수의 송신 방향을 결정하는 단계 - 상기 복수의 송신 방향의 각각의 송신 방향은 상기 송신기로부터 상기 복수의 수신기의 상이한 수신기로의 무선 전력 송신과 연관됨 -;
    

    

    상기 복수의 수신기의 서브세트를 선택하는 단계 - 상기 서브세트의 각각의 수신기는:
    

    

    상기 복수의 송신 방향의 서브세트의 각각의 송신 방향; 및
    

    

    복수의 메트릭의 각각의 전력 수신 메트릭과 연관됨 -;
    

    

    상기 송신 방향의 서브세트에 기초하여, 상기 송신기에 대한 멀티 빔 구성을 산출하는 단계 - 상기 멀티 빔 구성은 멀티 빔 송신 패턴과 연관되며, 상기 멀티 빔 송신 패턴은 복수의 빔을 포함하되, 상기 복수의 각각의 빔은 실질적으로 상기 서브세트의 상이한 송신 방향을 따라 지향됨 -;
    

    

    목적 함수 및 상기 멀티 빔 구성에 기초하여, 상기 송신기에 대한 최적화된 구성을 결정하기 위해 최적 검색을 수행하는 단계 - 상기 최적 검색을 수행하는 단계는, 복수의 송신기 구성 각각에 대해, 상기 송신기 구성에 대한 상기 목적 함수를 평가하는 단계를 포함하되, 상기 목적 함수는 상기 복수의 메트릭에 기초하여 결정됨 -; 및
    

    

    상기 송신기에서, 실질적으로 상기 최적화된 구성에 기초하여 상기 수신기의 서브세트에 전력을 무선으로 송신하는 단계를 포함하는, 방법.
12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 각각의 송신기 구성에 대해, 상기 송신기 구성에 대한 상기 목적 함수를 평가하는 단계는:
    

    

    상기 송신기에서, 각각의 시간 간격 전체에 걸쳐, 상기 송신기 구성에 기초하여 전력을 송신하는 단계;
    

    

    상기 수신기의 서브세트의 각각의 수신기에 대해:
    

    

    상기 수신기에서, 상기 각각의 시간 간격 동안, 상기 송신기에 의해 송신되는 전력을 수신하는 단계;
    

    

    상기 각각의 시간 간격 동안 상기 수신기에서 수신되는 각각의 전력량을 결정하는 단계; 및
    

    

    상기 각각의 전력량에 기초하여, 상기 수신기와 연관되는 상기 각각의 전력 수신 메트릭을 평가하는 단계; 및
    

    

    상기 복수의 메트릭에 기초하여, 상기 목적 함수의 각각의 값을 산출하는 단계를 포함하는, 방법.
13. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 송신 방향을 결정하는 단계는:
    

    

    상기 송신기에서, 일련의 빔형 송신 패턴을 생성하는 단계 - 상기 일련의 각각의 빔형 송신 패턴은 각각의 송신 방향을 따라 지향되는 각각의 빔을 정의함 -;
    

    

    상기 송신기가 상기 일련의 빔형 송신 패턴을 생성하는 동안, 상기 서브세트의 각각의 수신기에서, 상기 수신기에서 수신되는 각각의 전력량을 결정하는 단계; 및
    

    

    상기 서브세트의 각각의 수신기에 대해, 상기 일련의 빔형 송신 패턴 및 상기 수신기에서 수신되는 상기 각각의 전력량에 기초하여, 상기 수신기에 대한 무선 전력 송신을 위한 송신 방향을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
14. 제13항에 있어서,
    상기 송신기는 상기 서브세트의 상기 수신기에서 수신되는 상기 전력량에 기초하여 상기 일련의 빔형 송신 패턴을 생성하는, 방법.
15. 제13항에 있어서,
    상기 서브세트의 각각의 수신기에 대해, 상기 수신기에 대한 무선 전력 송신을 위한 상기 송신 방향을 결정하는 단계는 상기 수신기에 대한 전력 송신 효율이 최대화되는 상기 일련의 최적 빔형 송신 패턴을 선택하는 단계를 포함하며, 상기 최적 빔형 송신 패턴은 실질적으로 상기 송신 방향을 따라 배열되는, 방법.
16. 제11항에 있어서,
    상기 멀티 빔 구성을 산출하는 단계는: 퓨리에 변환-기반 접근법, Woodward-Lawson 방법-기반 접근법, 오류 최적화 접근법, 또는 중첩 접근법 중 적어도 하나를 사용하여 수행되는, 방법.
17. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 수신기는 상기 수신기의 서브세트로 구성되는, 방법.
18. 제11항에 있어서,
    상기 최적 검색은 로컬 최적 검색을 포함하는, 방법.
19. 제11항에 있어서,
    상기 송신기에 대한 임의의 구성에 대해, 각각의 전력 수신 메트릭 각각은, 상기 구성을 사용하여, 상기 각각의 전력 수신 메트릭과 연관되는 상기 수신기에 대한 전력 송신 효율에 실질적으로 비례하는, 방법.

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