[發明專利]多通道聲波通信系統及方法

有效

• 申請號: 201210056270.5
• 申請日: 2012-03-06
• 公開（公告）號: CN102611658A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 趙良;冉嘉;劉東棟
• 申請（專利權）人: 杭州銳昂科技有限公司
• 主分類號: H04L25/03
• 分類號: H04L25/03;H04L27/26;H04B11/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

????本發明涉及通訊技術領域，具體涉及基于聲波實現多路設備之間信息發送、信息接收還原、多通道共存防止載波沖突的系統和方法。

背景技術

隨著GSM數字移動通訊技術的商用，以手機為代表的移動終端設備成為人們生活必備工具，并且在完成基本通話功能基礎上，近年來又增加了藍牙、NFC近場通訊等技術實現室內精準定位以及手機支付等諸多功能。這些基本功能都是基于電磁波為基本傳輸媒介而實現的，需要專用的硬件和設備，實現代價高昂。

有別于電磁波的信息傳遞，傳統的聲光電構成了人類最基礎的信息發布和傳遞的方式，而作為手機基本通話功能，麥克風和揚聲器是每部手機必備的基礎硬件。由揚聲器和麥克風組成的音頻信息發送接收系統，成為一種廉價的通信方式。尤其是在人耳可辨的理論聲波頻率上限20KHz附近的類超聲波頻率是一種有效的載波頻率，有如下優點：1.人耳無法識別不會帶來噪聲；2.可以被手機麥克風有效接收；3.遠離通常使用的聲波頻率，正常的聲波信號對其干擾少。

這些優點可以使移動終端利用超聲波或者類超聲波作為通信載波或者定位信號使用。在申請日2011年5月4日發明專利CN102202258.A中，單純利用超聲波頻率特征，無法傳遞有效信息，而且發生頻點少；申請日在2007年2月15日的發明專利CN101247183A中，使用振幅調制傳遞信息，存在誤碼率高，沒有公開載波防沖撞的有效機制。總之，現有解決方法的實用性不足。

發明內容

針對以上技術的缺陷，本發明的第一個目的在于提出一種聲波或者類超聲波載波防沖撞的多通道通信方法和系統，能夠實現多個聲波或者類超聲波發生器共存而不會相互干擾。這種方法對類超聲波作為室內定位格點實現移動設備精準定位非常必要。

本發明的第二個目的是公開一種高效的多通道FSK解調處理方法，大大減少了傳統多通道信道解調的運算量，提高了接收效率的同時，降低了接收設備的硬件實現成本和功耗。

為了實現上述目的，本發明提供了一套聲波信道規劃方法、聲波信息發送部分以及聲波信息接收部分，發送和接收部分可以單獨工作，也可以在同一部移動終端，比如手機中實現。

本發明解決技術問題所采取的技術方案：

多通道聲波通信系統，包括聲波信息發生器和聲波信息接收器。

所述的聲波信息發生器包括第一麥克風、第一模擬數字轉換模塊、信道選擇模塊、DDS載波發生模塊、FSK調制模塊、碼元信息存儲模塊、編碼模塊、第一時鐘模塊、數字模擬轉換模塊、模擬濾波模塊、放大器模塊和揚聲器。

第一麥克風的輸出端與第一模擬數字轉換模塊的輸入端信號連接，第一模擬數字轉換模塊的輸出端與信道選擇模塊的輸入端信號連接，信道選擇模塊的輸出端與FSK調制模塊的一個輸入端信號連接。

碼元信息存儲模塊的輸出端與編碼模塊的輸入端信號連接，編碼模塊的輸出端與FSK調制模塊的另一個輸入端信號連接。

DDS載波發生模塊的輸出端與FSK調制模塊的再一個輸入端信號連接。

FSK調制模塊的輸出端與數字模擬轉換模塊的輸入端信號連接，數字模擬轉換模塊的輸出端與模擬濾波模塊的輸入端信號連接，模擬濾波模塊的輸出端與放大器模塊的輸入端信號連接，放大器模塊的輸出端與揚聲器信號連接。

第一時鐘模塊提供兩種時鐘信號，其中一種時鐘信號提供給第一模擬數字轉換模塊、DDS載波發生模塊和數字模擬轉換模塊；另一種時鐘信號提供給信道選擇模塊、FSK調制模塊、碼元信息存儲模塊和編碼模塊。

所述的聲波信息接收器包括第二麥克風、第二模擬數字轉換模塊、數字下變頻器模塊、數字濾波器模塊、降采樣模塊、自動增益控制模塊、同步判決模塊和第二時鐘管理模塊。所述的同步判決模塊可進一步包括快速傅里葉變換模塊、數控遲早門載波同步模塊和碼元同步模塊。所述的數控遲早門載波同步模塊包括誤差提取模塊和積分器模塊；所述碼元同步模塊包括比較判決模塊、信息碼元同步模塊和解碼校驗模塊。

第二麥克風的輸出端與第二模擬數字轉換模塊的輸入端信號連接，第二模擬數字轉換模塊的輸出端與數字下變頻器模塊的輸入端信號連接，數字下變頻器模塊的輸出端與數字濾波器模塊的輸入端信號連接，數字濾波器模塊的輸出端與降采樣模塊的輸入端信號連接，降采樣模塊的輸出端與自動增益控制模塊的輸入端信號連接，自動增益控制模塊帶有多個輸出端，每個輸出端都與一個信道的同步判決模塊的輸入端信號連接。