[發(fā)明專利]一種聲波通信的編碼、解碼的方法與裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410355314.3
• 申請(qǐng)日: 2014-07-24
• 公開（公告）號(hào): CN104243052B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張功振;吳振文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 福建星網(wǎng)銳捷通訊股份有限公司
• 主分類號(hào): H04B11/00
• 分類號(hào): H04B11/00;H04L1/00
• 代理公司: 福州市景弘專利代理事務(wù)所(普通合伙)35219
• 代理人: 林祥翔,呂元輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信編解碼技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及一種聲波通信的編碼、解碼的方法及其裝置。

背景技術(shù)

目前聲波通信已經(jīng)在iOS和android等電子設(shè)備應(yīng)用系統(tǒng)中得到了廣泛普及，其具體應(yīng)用有支付寶的聲波支付，小米快傳等。聲波通信的原理其實(shí)比較簡(jiǎn)單，主要是利用固定頻率的聲音信號(hào)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，然后播放這些固定頻率的聲音，接收方在采集到聲音數(shù)據(jù)后，識(shí)別出其中包含的頻率信息，然后根據(jù)頻率解碼出數(shù)據(jù)。比如：我們可以將頻率為f0的正弦波對(duì)應(yīng)數(shù)字0，頻率為f1的正弦波對(duì)應(yīng)數(shù)字1，頻率為f2的正弦波對(duì)應(yīng)數(shù)字2，……，頻率為f9的正弦波對(duì)應(yīng)數(shù)字9。那么數(shù)字串2014就被編碼為4段正弦波，其頻率分別為f2、f0、f1、f4，規(guī)定每段正弦波持續(xù)50ms，則數(shù)字串2014對(duì)應(yīng)200毫秒的聲音段。接收方錄制聲音，對(duì)收到的聲音進(jìn)行解析，識(shí)別出其中包含的頻率：f2、f0、f1、f4，然后查找碼本，解碼出的數(shù)字串就是2014。

現(xiàn)有的技術(shù)中，并沒(méi)有考慮到聲波信號(hào)容易受到噪聲的干擾問(wèn)題，如果只是簡(jiǎn)單的采用一組頻率對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，生成的聲波信號(hào)極易受到噪聲頻率的干擾，造成實(shí)際應(yīng)用中數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟豢煽俊?/p>

發(fā)明內(nèi)容

為此要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種具有高度可靠性和抗干擾能力的聲波通信的編碼、解碼的方法及裝置。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，我們采取的技術(shù)方案如下：

一種聲波通信的編碼方法，包括步驟：

獲取若干個(gè)數(shù)據(jù)單元；

對(duì)一數(shù)據(jù)單元，在每一通信頻段中使用與其對(duì)應(yīng)調(diào)制頻率對(duì)該數(shù)據(jù)單元進(jìn)行調(diào)制，生成數(shù)據(jù)波形，數(shù)據(jù)單元在任一通信頻段都有一調(diào)制頻率與其對(duì)應(yīng)，所述通信頻段的數(shù)量為m個(gè)，其中m為大于或等于2的正整數(shù)；

疊加經(jīng)調(diào)制生成的m個(gè)數(shù)據(jù)波形。

進(jìn)一步地，所述的聲波通信的編碼方法中，通過(guò)拆分待編碼數(shù)據(jù)獲取到若干個(gè)數(shù)據(jù)單元，具體包括：以n比特為單元長(zhǎng)度拆分待編碼數(shù)據(jù)，其中n為正整數(shù)；

調(diào)制頻率通過(guò)包括以下步驟的方法得到：在每個(gè)頻段中選擇出2ⁿ個(gè)候選頻率作為候選頻率組；對(duì)每一數(shù)據(jù)單元，分別從候選頻率組中選擇一頻率作為用于調(diào)制該數(shù)據(jù)單元的基準(zhǔn)頻率，通過(guò)基準(zhǔn)頻率得到調(diào)制頻率。

進(jìn)一步地，所述的聲波通信的編碼方法中，所述“通過(guò)基準(zhǔn)頻率得到調(diào)制頻率”具體包括：對(duì)一數(shù)據(jù)單元，將與該數(shù)據(jù)單元相對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)頻率與頻率偏移量相加，得到用于調(diào)制該數(shù)據(jù)單元的調(diào)制頻率。

進(jìn)一步地，所述的聲波通信的編碼方法中，從每個(gè)頻段中選擇出的2ⁿ個(gè)候選頻率中，任意兩個(gè)頻率之間為非諧波關(guān)系；并且對(duì)應(yīng)于一數(shù)據(jù)單元的任意兩個(gè)調(diào)制頻率之間為非諧波關(guān)系。

進(jìn)一步地，所述的聲波通信的編碼方法中，所述頻率偏移量通過(guò)以下步驟得到：

拆分待編碼數(shù)據(jù)得到的每個(gè)數(shù)據(jù)單元對(duì)應(yīng)一序號(hào)，將數(shù)據(jù)單元的序號(hào)對(duì)a取余數(shù)，將得到的余數(shù)與預(yù)設(shè)的單位偏移量相乘得到與該數(shù)據(jù)單元相對(duì)應(yīng)的頻率偏移量，所述a為大于或等于2的正整數(shù)。

進(jìn)一步地，所述的聲波通信的編碼方法中，m等于3；所述“m個(gè)頻段”具體為低頻段、中頻段和高頻段。

發(fā)明人還提供了一種聲波通信的編碼裝置，包括數(shù)據(jù)獲取模塊、調(diào)制模塊和發(fā)送模塊；

所述數(shù)據(jù)獲取模塊用于獲取若干個(gè)數(shù)據(jù)單元；

所述調(diào)制模塊用于對(duì)一數(shù)據(jù)單元，在每一通信頻段中使用與其對(duì)應(yīng)調(diào)制頻率對(duì)該數(shù)據(jù)單元進(jìn)行調(diào)制，生成數(shù)據(jù)波形，數(shù)據(jù)單元在任一通信頻段都有一調(diào)制頻率與其對(duì)應(yīng)，所述通信頻段的數(shù)量為m個(gè)，其中m為大于或等于2的正整數(shù)；

所述發(fā)送模塊用于發(fā)送數(shù)據(jù)波形。

其中，所述數(shù)據(jù)獲取模塊中還包括數(shù)據(jù)拆分模塊，用于拆分待編碼數(shù)據(jù)，得到若干個(gè)數(shù)據(jù)單元；

所述數(shù)據(jù)拆分模塊拆分待編碼數(shù)據(jù)具體包括：以n比特為單元長(zhǎng)度拆分待編碼數(shù)據(jù)，其中n為正整數(shù)；

調(diào)制模塊還用于對(duì)每一數(shù)據(jù)單元，分別從候選頻率組中選擇一頻率作為用于調(diào)制該數(shù)據(jù)單元的基準(zhǔn)頻率，通過(guò)基準(zhǔn)頻率得到調(diào)制頻率，其中在每個(gè)頻段中具有2ⁿ個(gè)候選頻率作為候選頻率組。

其中，調(diào)制模塊通過(guò)基準(zhǔn)頻率得到調(diào)制頻率具體包括：對(duì)一數(shù)據(jù)單元，將與該數(shù)據(jù)單元相對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)頻率與頻率偏移量相加，得到用于調(diào)制該數(shù)據(jù)單元的調(diào)制頻率；

所述頻率偏移量的確定方式為：拆分待編碼數(shù)據(jù)得到的每個(gè)數(shù)據(jù)單元對(duì)應(yīng)一序號(hào)，將數(shù)據(jù)單元的序號(hào)對(duì)a取余數(shù)，將得到的余數(shù)與預(yù)設(shè)的單位偏移量相乘得到與該數(shù)據(jù)單元相對(duì)應(yīng)的頻率偏移量，所述a為大于或等于2的正整數(shù)。