一种低速采样补偿的时间反演无线输能系统及方法

摘要

本发明公开了一种低速采样补偿的时间反演无线输能系统及方法。该系统中用户端和基站端无线连接；用户端包括储能电容、基带脉冲信号发生器、充电开关和混频器；基站端包括低速模数转换器、模数补偿模块、高频宽带时间反演模块、数模补偿模块和数模转换模块；模数补偿模块与低速模数转换器连接；高频宽带时间反演模块与模数补偿模块连接；数模补偿模块与高频宽带时间反演模块连接；数模转换模块与数模补偿模块连接，数模转换模块包括多个低速数模转换器。本发明易于实现，功率消耗低，且能够实现高效率的无线能量输能，能量利用率高，还能够避免微波辐射的危害。

权利要求

1.一种低速采样补偿的时间反演无线输能系统，其特征在于，包括：用户端和基站端；

所述用户端和所述基站端无线连接；

所述用户端包括储能电容、基带脉冲信号发生器、充电开关和混频器；

所述储能电容用于在储存的电能低于预设阈值时，产生触发信号；

所述基带脉冲信号发生器通过所述充电开关与所述储能电容连接，用于依据接收到的所述触发信号，产生宽带脉冲信号；

所述混频器与所述基带脉冲信号发生器连接，用于将本振信号与所述宽带脉冲信号进行混频，产生高频宽带脉冲信号，并将所述高频宽带脉冲信号经多径环境无线发送至所述基站端；

所述基站端包括低速模数转换器、模数补偿模块、高频宽带时间反演模块、数模补偿模块和数模转换模块；

所述低速模数转换器用于接收经多径环境传输后的高频宽带脉冲信号，并将接收到的信号转换为低速采样数字信号；

所述模数补偿模块与所述低速模数转换器连接，用于对所述低速采样数字信号进行补偿，得到高频宽带数字信号；所述模数补偿模块采用压缩感知算法对接收到的信号进行补偿；

所述高频宽带时间反演模块与所述模数补偿模块连接，用于对所述高频宽带数字信号进行时域逆序处理，得到高频宽带数字反演信号；

所述数模补偿模块与所述高频宽带时间反演模块连接，用于将所述高频宽带数字反演信号分解为多路窄带数字反演信号；所述数模补偿模块采用频率交叉存取算法对接收到的信号进行补偿；

所述数模转换模块与所述数模补偿模块连接，所述数模转换模块包括多个低速数模转换器，用于将多路所述窄带数字反演信号合并为一路高频宽带模拟反演信号，并将所述高频宽带模拟反演信号通过多径环境无线发送至所述用户端；所述储能电容依据经多径环境传输后的高频宽带模拟反演信号储存电能。

2.根据权利要求1所述的一种低速采样补偿的时间反演无线输能系统，其特征在于，所述用户端还包括：第一滤波放大器，与所述混频器连接，用于对所述高频宽带脉冲信号进行滤波和放大处理；

第一发送天线，与所述第一滤波放大器连接，用于将处理后的高频宽带脉冲信号经多径环境无线发送至所述基站端。

3.根据权利要求1所述的一种低速采样补偿的时间反演无线输能系统，其特征在于，所述基站端还包括：第一接收天线，与所述用户端无线连接，用于接收经多径环境传输后的高频宽带脉冲信号；

第二滤波放大器，分别与所述第一接收天线和所述低速模数转换器连接，用于接收所述第一接收天线接收的高频宽带脉冲信号，对接收到的信号进行滤波和放大处理，并将处理后的信号发送至所述低速模数转换器。

4.根据权利要求1所述的一种低速采样补偿的时间反演无线输能系统，其特征在于，所述基站端还包括：第三滤波放大器，与所述数模转换模块连接，用于接收所述数模转换模块发送的高频宽带模拟反演信号，并对接收到的信号进行滤波和放大处理；

第二发送天线，与所述第三滤波放大器连接，用于将所述第三滤波放大器处理后的信号无线发送至所述用户端。

5.根据权利要求1所述的一种低速采样补偿的时间反演无线输能系统，其特征在于，所述用户端还包括：第二接收天线，与所述基站端无线连接，用于接收经多径环境传输后的高频宽带模拟反演信号；

整流电路，分别与所述第二接收天线和所述储能电容连接，用于接收所述第二接收天线接收的信号，对接收到信号进行整流，得到直流电能，并将所述直流电能存储到所述储能电容。

6.根据权利要求1所述的一种低速采样补偿的时间反演无线输能系统，其特征在于，所述用户端还包括：第一振荡器，与所述混频器连接，用于产生本振信号。

7.根据权利要求1所述的一种低速采样补偿的时间反演无线输能系统，其特征在于，所述基站端还包括：第二振荡模块，与所述数模转换模块连接；所述第二振荡模块包括多个振荡器，每个所述振荡器对应连接一个低速数模转换器；所述第二振荡模块用于产生多个不同频率的本振信号。

8.一种低速采样补偿的时间反演无线输能方法，其特征在于，包括：当用户端中的储能电容在储存的电能低于预设阈值时，产生触发信号，充电开关闭合；

基带脉冲信号发生器依据接收到的所述触发信号，产生宽带脉冲信号，并将所述宽带脉冲信号发送至混频器；所述混频器将所述宽带脉冲信号与第一振荡器产生的本振信号混频，得到高频宽带脉冲信号，并将所述高频宽带脉冲信号经第一滤波放大器和第一发送天线发送至多径环境，再经多径环境传输后进入基站端；

基站端中的第一接收天线接收经多径环境传输后的高频宽带脉冲信号，依次经过第二滤波放大器、低速模数转换器的处理以及模数补偿模块的补偿后，得到高频宽带数字信号；

所述模数补偿模块采用压缩感知算法对接收到的信号进行补偿；高频宽带时间反演模块对所述高频宽带数字信号进行时域逆序处理，得到高频宽带数字反演信号；所述高频宽带数字反演信号依次经过数模补偿模块的补偿和数模转换模块的处理后，得到高频宽带模拟反演信号；所述数模补偿模块采用频率交叉存取算法对接收到的信号进行补偿；所述高频宽带模拟反演信号经第三滤波放大器和第二发送天线发送至多径环境，并经多径环境传输后进入用户端；

用户端中的第二接收天线接收经多径环境传输后的高频宽带模拟反演信号，接收到的信号经整流电路整流后得到直流电能，所述储能电容储存所述直流电能。

说明书

一种低速采样补偿的时间反演无线输能系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及无线输能技术领域，特别是涉及一种低速采样补偿的时间反演无线输能系统及方法。

背景技术

[0002] 近年来，电子产品呈指数性增多，电子产品的能量问题备受关注。增大电池容量和降低能耗不是最根本的解决方案。调查显示2016年无线输能产品的市值达到45亿，到了2020年无线能量传输产品将达到150亿。因此无线能量传输(Wireless  Power Transmission，WPT)成为研究热点。

[0003] 无线能量传输技术中按传输原理有四种分类，其中，电磁感应技术和电磁耦合技术需要极近的距离才能达到输能效果，激光输能技术虽然能量密度高但需要精准定位，输能效率才高。因此，目前，通常采用微波输能进行能量传输。

[0004] 微波输能具备距离不受限且方向要求不高的优点，但是，输能效率和微波辐射危害成为其应用的瓶颈。微波能量传输的传输效率主要由三部分组成，微波与直流的转换效率、天线收发效率和电磁波空间传输效率。并且，当前微波输能研究专注于提高整流天线效率，其效率可高达80％，且默认发射连续电磁波，缺少空间传输效率的研究。如何提高空间传输效率和降低微波辐射危害是亟需解决的问题。

[0005] 时间反演技术具备时空聚焦特性，也就是在时域上可以达到能量聚焦到某一时刻，在空域上能量聚焦到某一特定点。因此，可以采用时间反演技术来提高空间传输效率和降低微波辐射危害。所谓的时间反演技术就是在时域上对信号逆序操作，或者在频域上对信号取共轭操作。但时间反演技术需要充分利用空间多径效应，因此需要采用高频宽带信号，且为了不丢失高频宽带信息，需要在高频宽带进行时间反演。这就需要高采样率的ADC和DAC器件，但采用高采样率的ADC和DAC器件的输能系统实现难度大，功率消耗大，且成本高。

发明内容

[0006] 基于此，有必要提供一种易于实现、功率消耗低且成本低的低速采样补偿的时间反演无线输能系统及方法。

[0007] 为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

[0008] 一种低速采样补偿的时间反演无线输能系统，包括：用户端和基站端；所述用户端和所述基站端无线连接；

[0009] 所述用户端包括储能电容、基带脉冲信号发生器、充电开关和混频器；

[0010] 所述储能电容用于在储存的电能低于预设阈值时，产生触发信号；

[0011] 所述基带脉冲信号发生器通过所述充电开关与所述储能电容连接，用于依据接收到的所述触发信号，产生宽带脉冲信号；

[0012] 所述混频器与所述基带脉冲信号发生器连接，用于将本振信号与所述宽带脉冲信号进行混频，产生高频宽带脉冲信号，并将所述高频宽带脉冲信号经多径环境无线发送至所述基站端；

[0013] 所述基站端包括低速模数转换器、模数补偿模块、高频宽带时间反演模块、数模补偿模块和数模转换模块；

[0014] 所述低速模数转换器用于接收经多径环境传输后的高频宽带脉冲信号，并将接收到的信号转换为低速采样数字信号；

[0015] 所述模数补偿模块与所述低速模数转换器连接，用于对所述低速采样数字信号进行补偿，得到高频宽带数字信号；

[0016] 所述高频宽带时间反演模块与所述模数补偿模块连接，用于对所述高频宽带数字信号进行时域逆序处理，得到高频宽带数字反演信号；

[0017] 所述数模补偿模块与所述高频宽带时间反演模块连接，用于将所述高频宽带数字反演信号分解为多路窄带数字反演信号；

[0018] 所述数模转换模块与所述数模补偿模块连接，所述数模转换模块包括多个低速数模转换器，用于将多路所述窄带数字反演信号合并为一路高频宽带模拟反演信号，并将所述高频宽带模拟反演信号通过多径环境无线发送至所述用户端；所述储能电容依据经多径环境传输后的高频宽带模拟反演信号储存电能。

[0019] 可选的，所述用户端还包括：

[0020] 第一滤波放大器，与所述混频器连接，用于对所述高频宽带脉冲信号进行滤波和放大处理；

[0021] 第一发送天线，与所述第一滤波放大器连接，用于将处理后的高频宽带脉冲信号经多径环境无线发送至所述基站端。

[0022] 可选的，所述基站端还包括：

[0023] 第一接收天线，与所述用户端无线连接，用于接收经多径环境传输后的高频宽带脉冲信号；

[0024] 第二滤波放大器，分别与所述第一接收天线和所述低速模数转换器连接，用于接收所述第一接收天线接收的高频宽带脉冲信号，对接收到的信号进行滤波和放大处理，并将处理后的信号发送至所述低速模数转换器。

[0025] 可选的，所述基站端还包括：

[0026] 第三滤波放大器，与所述数模转换模块连接，用于接收所述数模转换模块发送的高频宽带模拟反演信号，并对接收到的信号进行滤波和放大处理；

[0027] 第二发送天线，与所述第三滤波放大器连接，用于将所述第三滤波放大器处理后的信号无线发送至所述用户端。

[0028] 可选的，所述用户端还包括：

[0029] 第二接收天线，与所述基站端无线连接，用于接收经多径环境传输后的高频宽带模拟反演信号；

[0030] 整流电路，分别与所述第二接收天线和所述储能电容连接，用于接收所述第二接收天线接收的信号，对接收到信号进行整流，得到直流电能，并将所述直流电能存储到所述储能电容。

[0031] 可选的，所述用户端还包括：

[0032] 第一振荡器，与所述混频器连接，用于产生本振信号。

[0033] 可选的，所述基站端还包括：

[0034] 第二振荡模块，与所述数模转换模块连接；所述第二振荡模块包括多个振荡器，每个所述振荡器对应连接一个低速数模转换器；所述第二振荡模块用于产生多个不同频率的本振信号。

[0035] 本发明还提供了一种低速采样补偿的时间反演无线输能方法，所述方法包括：

[0036] 当用户端中的储能电容在储存的电能低于预设阈值时，产生触发信号，充电开关闭合；

[0037] 基带脉冲信号发生器依据接收到的所述触发信号，产生宽带脉冲信号，并将所述宽带脉冲信号发送至混频器；所述混频器将所述宽带脉冲信号与第一振荡器产生的本振信号混频，得到高频宽带脉冲信号，并将所述高频宽带脉冲信号经第一滤波放大器和第一发送天线发送至多径环境，再经多径环境传输后进入基站端；

[0038] 基站端中的第一接收天线接收经多径环境传输后的高频宽带脉冲信号，依次经过第二滤波放大器、低速模数转换器的处理以及模数补偿模块的补偿后，得到高频宽带数字信号；高频宽带时间反演模块对所述高频宽带数字信号进行时域逆序处理，得到高频宽带数字反演信号；所述高频宽带数字反演信号依次经过数模补偿模块的补偿和数模转换模块的处理后，得到高频宽带模拟反演信号；所述高频宽带模拟反演信号经第三滤波放大器和第二发送天线发送至多径环境，并经多径环境传输后进入用户端；

[0039] 用户端中的第二接收天线接收经多径环境传输后的高频宽带模拟反演信号，接收到的信号经整流电路整流后得到直流电能，所述储能电容储存所述直流电能。

[0040] 可选的，所述模数补偿模块采用压缩感知算法对接收到的信号进行补偿。

[0041] 可选的，所述数模补偿模块采用频率交叉存取算法对接收到的信号进行补偿。

[0042] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0043] 本发明提出了一种低速采样补偿的时间反演无线输能系统及方法，所述系统包括：用户端和基站端；用户端和基站端无线连接；用户端包括储能电容、基带脉冲信号发生器、充电开关和混频器；基站端包括低速模数转换器、模数补偿模块、高频宽带时间反演模块、数模补偿模块和数模转换模块；数模转换模块包括多个低速数模转换器。本发明通过设置低速模数转换器、模数补偿模块以及数模补偿模块、数模转换模块，避免了采用高采样率的模数转换器件和数模转换器件，易于实现，降低了功率消耗；通过设置高频宽带时间反演模块，实现了高效率的无线能量输能，提高了能量利用率，避免了微波辐射的危害。

附图说明

[0044] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0045] 图1为本发明实施例一种低速采样补偿的时间反演无线输能系统的结构示意图；

[0046] 图2为采用压缩感知算法对接收到的信号进行补偿的原理图；

[0047] 图3为采用频率交叉存取算法对接收到的信号进行补偿的原理图。

具体实施方式

[0048] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0049] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

[0050] 图1为本发明实施例一种低速采样补偿的时间反演无线输能系统的结构示意图。

[0051] 参见图1，实施例的低速采样补偿的时间反演无线输能系统包括：用户端1和基站端2；所述用户端1和所述基站端2无线连接。

[0052] 所述用户端1包括储能电容3、基带脉冲信号发生器4、充电开关和混频器5；所述储能电容3用于在储存的电能低于预设阈值时，产生触发信号；所述基带脉冲信号发生器4通过所述充电开关与所述储能电容3连接，用于依据接收到的所述触发信号，产生宽带脉冲信号；所述混频器5与所述基带脉冲信号发生器4连接，用于将本振信号与所述宽带脉冲信号进行混频，产生高频宽带脉冲信号，并将所述高频宽带脉冲信号经多径环境无线发送至所述基站端2。

[0053] 所述基站端2包括低速模数转换器6、模数补偿模块7、高频宽带时间反演模块8、数模补偿模块9和数模转换模块10；所述低速模数转换器6用于接收经多径环境传输后的高频宽带脉冲信号，并将接收到的信号转换为低速采样数字信号；所述模数补偿模块7与所述低速模数转换器6连接，用于对所述低速采样数字信号进行补偿，得到高频宽带数字信号；所述高频宽带时间反演模块8与所述模数补偿模块7连接，用于对所述高频宽带数字信号进行时域逆序处理，得到高频宽带数字反演信号；所述数模补偿模块9与所述高频宽带时间反演模块8连接，用于将所述高频宽带数字反演信号分解为多路窄带数字反演信号；所述数模转换模块10与所述数模补偿模块9连接，所述数模转换模块10包括多个低速数模转换器，用于将多路所述窄带数字反演信号合并为一路高频宽带模拟反演信号，并将所述高频宽带模拟反演信号通过多径环境无线发送至所述用户端1；所述储能电容3依据经多径环境传输后的高频宽带模拟反演信号储存电能。

[0054] 作为一种可选的实施方式，所述用户端1还包括：第一滤波放大器11，与所述混频器5连接，用于对所述高频宽带脉冲信号进行滤波和放大处理；第一发送天线12，与所述第一滤波放大器11连接，用于将处理后的高频宽带脉冲信号经多径环境无线发送至所述基站端2。

[0055] 作为一种可选的实施方式，所述基站端2还包括：第一接收天线13，与所述用户端1无线连接，用于接收经多径环境传输后的高频宽带脉冲信号；第二滤波放大器14，分别与所述第一接收天线13和所述低速模数转换器6连接，用于接收所述第一接收天线13接收的高频宽带脉冲信号，对接收到的信号进行滤波和放大处理，并将处理后的信号发送至所述低速模数转换器6。

[0056] 作为一种可选的实施方式，所述基站端2还包括：第三滤波放大器15，与所述数模转换模块10连接，用于接收所述数模转换模块10发送的高频宽带模拟反演信号，并对接收到的信号进行滤波和放大处理；第二发送天线16，与所述第三滤波放大器15连接，用于将所述第三滤波放大器15处理后的信号无线发送至所述用户端1。

[0057] 作为一种可选的实施方式，所述用户端1还包括：第二接收天线17，与所述基站端2无线连接，用于接收经多径环境传输后的高频宽带模拟反演信号；整流电路18，分别与所述第二接收天线17和所述储能电容3连接，用于接收所述第二接收天线17接收的信号，对接收到信号进行整流，得到直流电能，并将所述直流电能存储到所述储能电容3。

[0058] 作为一种可选的实施方式，所述用户端1还包括：第一振荡器19，与所述混频器5连接，用于产生本振信号。

[0059] 作为一种可选的实施方式，所述基站端2还包括：第二振荡模块20，与所述数模转换模块10连接；所述第二振荡模块20包括多个振荡器，每个所述振荡器对应连接一个低速数模转换器；所述第二振荡模块20用于产生多个不同频率的本振信号。

[0060] 本实施例的低速采样补偿的时间反演无线输能系统，具有以下优点：

[0061] 1)设置高频宽带时间反演模块，利用时间反演的时间聚焦，实现了高效率的进行无线能量输能，显著提高了能量利用率；利用时间反演的空间聚焦，使得微波信号高精度地聚焦到用户端，避免了周围的微波辐射危害。

[0062] 2)设置低速模数转换器、数模转换模块以及和它们分别对应的模数补偿模块和数模补偿模块，通过算法补偿提高了系统的可实施性，易于实现，功率消耗低。

[0063] 3)利用充电开关进行控制，实现了用户端自适应充电。

[0064] 4)该系统传输传输距离远、定位精度高、实时性好，可用于远距离无线能量传输场景。

[0065] 本发明还提供了一种低速采样补偿的时间反演无线输能方法，所述方法包括：

[0066] 当用户端中的储能电容在储存的电能低于预设阈值时，产生触发信号，充电开关闭合；

[0067] 基带脉冲信号发生器依据接收到的所述触发信号，产生宽带脉冲信号，并将所述宽带脉冲信号发送至混频器；所述混频器将所述宽带脉冲信号与第一振荡器产生的本振信号混频，得到高频宽带脉冲信号，并将所述高频宽带脉冲信号经第一滤波放大器和第一发送天线发送至多径环境，再经多径环境传输后进入基站端；

[0068] 基站端中的第一接收天线接收经多径环境传输后的高频宽带脉冲信号，依次经过第二滤波放大器、低速模数转换器的处理以及模数补偿模块的补偿后，得到高频宽带数字信号；高频宽带时间反演模块对所述高频宽带数字信号进行时域逆序处理，得到高频宽带数字反演信号；所述高频宽带数字反演信号依次经过数模补偿模块的补偿和数模转换模块的处理后，得到高频宽带模拟反演信号；所述高频宽带模拟反演信号经第三滤波放大器和第二发送天线发送至多径环境，并经多径环境传输后进入用户端；

[0069] 用户端中的第二接收天线接收经多径环境传输后的高频宽带模拟反演信号，接收到的信号经整流电路整流后得到直流电能，所述储能电容储存所述直流电能。

[0070] 作为一种可选的实施方式，所述模数补偿模块采用压缩感知算法对接收到的信号进行补偿；所述数模补偿模块采用频率交叉存取算法对接收到的信号进行补偿。

[0071] 下面为低速采样补偿的时间反演无线输能方法的一个具体实施例。本具体实施例的工作流程包括以下五个步骤。

[0072] 步骤一：当用户端中的储能电容电量低于预设阈值时，触发充电开关，基带脉冲信号发生器产生宽带脉冲信号，经过第一振荡器产生的本振信号调制到高频，得到高频宽带脉冲信号，再通过第一滤波放大器和第一发送天线将信号发射到多径环境，其中采用的是高斯二阶脉冲调制信号

[0073]

[0074] α是单周期脉冲的宽度，Ep是调制信号的能量，fc是载波频率。

[0075] 步骤二：基站端中的第一接收天线接收经多径环境传输后的高频宽带脉冲信号其中 为多径信道信息，其中L为环境多径数目，al是第l条径的幅度，τl是第l条径的时延。δ是狄利克雷函数；

[0076] 步骤三：所述高频宽带脉冲信号依次经过第二滤波放大器、低速模数转换器的处理以及模数补偿模块的补偿后，得到高频宽带数字信号 本实施例中所述模数补偿模块采用压缩感知算法对接收到的信号进行补偿，图2为采用压缩感知算法对接收到的信号进行补偿的原理图。

[0077] 参见图2，压缩感知算法，需要三部分操作，分别是稀疏信号表示、观测矩阵和重构算法，具体如下：

[0078] 稀疏信号表示是利用一组标准正交基来表征原信号，这组正交基可采用超完备的冗余字典来构成。因为发射信号是二阶高斯脉冲调制信号，因此可以以二阶高斯脉冲波形作为冗余字典的原子D＝{d0(t),d1(t),d2(t),...}，其中dj(t)＝p(t-jΔ),j＝0,1,2...,p(t)为高斯脉冲波形，Δ为时延步长，取值小于脉冲持续时间。从冗余字典D中均匀地抽样若干个原子组成字典Ψ，最终获得稀疏信号表示为

[0079] 接着设计一种与字典不相关的观测矩阵Φ，相关系数越小，压缩测量值携带的原始信号信息越多，准确重构原始信号的概率越高。本实施例采用随机托普利兹矩阵作为观测矩阵，使用伪随机序列发生器和延迟线产生p1(t),p2(t),...,pm(t),p(t)＝{-1,1},m∈(1,2,..M)，其余的pm(t)是p1(t)的时移副本，优点在于，一压缩测量矩阵满足约束等距特性或与稀疏表示基矩阵不相关；二硬件模拟电路可实现，随机序列可以通过移位寄存器等电路产生。随机序列 t∈[(n-1)Te,nTe]，Te是原始信号的等效采样周期。假设时移序列数N/M＝3，则有

[0080]

[0081] Φ是MxN维观测矩阵。

[0082] 然后通过混频器与稀疏信号相乘y′(t)＝yc(t)·pi(t),t∈[0,N·Te)，再通过积分器累加之后，第m个采样序列

[0083]

[0084] y′[m]为压缩后的测量数字信号，即低速模数转换器(低速ADC)输出的限号。

[0085] 下面采用正交匹配追踪算法(Orthogonal Matching Pursuit，OMP)进行信号重构。OMP算法步骤为

[0086] 输入:压缩感知矩阵A＝Φ·Ψ∈CM×N，压缩测量向量y'＝Φy,(y'∈CM,y∈CN)，重构允许误差e0。

[0087] 输出:稀疏解θ。

[0088] 初始化:初始化稀疏解θ0＝0，初始化残差r0＝y'，初始化索引集 初始化原子矩阵A0＝[]。

[0089] 循环步骤，逐步增加至k，步骤如下：

[0090] (1)用感知矩阵中的每一列与残差作内积计算，内积值表示列向量与残差的相关系数。求出最大内积值对应的列下标

[0091]

[0092] aj是矩阵A的第j个列向量；

[0093] (2)更新支撑集Sk＝Sk-1∪{λk}，把A矩阵对应内积值最大的列置零，并更新原子矩阵

[0094] (3)利用最小二乘法计算xk，

[0095] (4)更新残差rk＝y'-Akxk；

[0096] (5)循环终止条件是 或者k＝M，否则重复步骤(1)-(4)。

[0097] 通过以上操作，根据支撑集Sk，稀疏解θ中的λj的值对应xk的第j个值，从而获得了稀疏解，并可以通过 最终获得高频宽带数字信号yd(n)。

[0098] 步骤四：基站端的高频宽带时间反演模块对所述高频宽带数字信号进行时域逆序处理，得到高频宽带数字反演信号

[0099] 步骤五：对于高频宽带数字反演信号zd(n)，所述数模补偿模块采用频率交叉存取算法对接收到的信号进行补偿，图3为采用频率交叉存取算法对接收到的信号进行补偿的原理图，参见图3，频率交叉存取算法具体为：

[0100] 首先把高频宽带数字反演信号通过频带分解成多个窄带数字信号D1(k),D2(k),...,Dn(k)，并且利用DSP处理把Di(k)信号频带搬移到低频且利用傅里叶变换存在对称频谱的特性，所以同时进行高频段的Di(k)信号进行正负频谱交换；然后分别通过数模转换模块中的多个低速数模转换器(DAC)转换为模拟信号D1(t),D2(t),...,Dn(t)，然后利用第二振荡模块中的多个本振Lo2把之前搬移下来的信号再重新调制为高频，合并为高频宽带模拟反演信号 并通过第三滤波放大器和第二发送天线发送至多径环境。

[0101] 步骤六：所述高频宽带模拟反演信号经多径环境传输后得到聚焦信号[0102] 其中，

[0103]

[0104] R(t)为信道等效冲击响应，从最终近似等式看出，等效冲击响应的聚焦峰大小由多径数决定，由于本实施例采用的是高频宽带信号，所以聚焦信号效果会十分显著，能量传输效率极大地提高。所述聚焦信号再通过整流电路整流后把射频信号转换为直流信号，并给储能电容充电，如果电容还没满，则重复步骤一至六。

[0105] 本实施例的低速采样补偿的时间反演无线输能方法，易于实现，能够降低功率消耗；实现了高效率的无线能量输能，提高了能量利用率，避免了微波辐射的危害；输能距离远，精度高，实时性好。

[0106] 本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。