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专利号: 2017800001256
申请人: 深圳市汇顶科技股份有限公司
专利类型:其他
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于音频信道的数字通信方法,其特征在于,包括:步骤a:发送端将待发送的原始数据组包,并对组包后的数据包进行Manchester编码;

将编码后的数据包中的数字信号映射到音频信道上,以调制为信道上的模拟信号,并通过音频信道发送转化为模拟信号的所述编码后的数据包;

其中,所述原始数据包括同步帧头、数据字段和CRC校验码,所述数据包的长度由所述同步帧头的长度、所述数据字段的长度和所述CRC校验码的长度共同决定;所述Manchester编码中的数据流包含有时钟信号;所述将编码后的数据包中的数字信号映射到音频信道上具体包括:

将数字信号“0”对应模拟信号的低电平‑V,数字信号“1”对应模拟信号的高电平+V;

步骤b:接收端对所述发送端发送模拟信号形式的数据包进行采样,并将采样得到的数据包按照设定长度组成数组,然后对采样的当前数组中的数据采用相关法进行同步帧头检测和对同步帧头后的有效数据采用相关法进行Manchester解码处理,得到数字信号形式的原始数据。

2.根据权利要求1所述的基于音频信道的数字通信方法,其特征在于,在所述步骤b中,所述采用相关法对当前数组进行同步帧头检测具体包括:步骤b10:顺序计算所述当前数组中的数据与特定数组的相关系数;其中,所述特定数组为相关窗,所述相关窗的大小为一个符号周期内的采样点数;

步骤b11:判断计算出的相关系数是否大于第一门限值,如果相关系数大于第一门限值,表示检测到同步帧头,所述同步帧头后的一段数据即为有效数据;如果相关系数未大于第一门限值,则执行步骤b12;

步骤b12:判断计算相关系数的当前数据位置是否到达当前数组的尾部,如果到达当前数组的尾部,则当前数组处理结束;如果没有到达当前数组的尾部,则将相关窗向后滑动一步,并重新执行步骤b10。

3.根据权利要求2所述的基于音频信道的数字通信方法,其特征在于,所述Manchester解码具体包括:

步骤b20:顺序检测所述有效数据中的波峰或者波谷,当检测到波峰或者波谷时,执行步骤b21;

步骤b21:判断所述波峰或者波谷是否大于第二门限值;如果所述波峰或者波谷大于第二门限值,则执行步骤b22;如果所述波峰或者波谷未大于第二门限值,则相关窗向后滑动一步,并重新执行步骤b20;

步骤b22:比特解析:如果检测到的是波峰,则解析为“1”,如果检测到的是波谷,则解析为“0”,并将相关窗向后滑动M步;所述M为一个符号周期的采样点数。

4.根据权利要求3所述的基于音频信道的数字通信方法,其特征在于,所述将相关窗向后滑动M步还包括:

步骤b23:判断所述相关窗是否到达当前数组尾部,如果所述相关窗到达当前数组尾部,则输出所述比特解析的结果;如果所述相关窗没有到达当前数组尾部,则重新执行步骤b20。

5.根据权利要求4所述的基于音频信道的数字通信方法,其特征在于,在所述步骤b中,所述对同步帧头后的有效数据进行Manchester解码处理还包括:将所述解析结果进行CRC校验后,展示解析结果。

6.一种基于音频信道的数字通信装置,其特征在于,包括发送端和接收端;

所述发送端包括第一控制模块和第一音频通信模块,所述第一控制模块用于将待发送的原始数据组包,并对组包后的数据包进行Manchester编码;所述第一音频通信模块用于将编码后的数据包中的数字信号映射到音频信道上以调制为信道上的模拟信号,并通过音频信道发送转化为模拟信号的编码后的数据包;

其中,所述原始数据包括同步帧头、数据字段和CRC校验码,所述数据包的长度由所述同步帧头的长度、所述数据字段的长度和所述CRC校验码的长度共同决定;所述Manchester编码中的数据流包含有时钟信号;所述将编码后的数据包中的数字信号映射到音频信道上具体包括:

将数字信号“0”对应模拟信号的低电平‑V,数字信号“1”对应模拟信号的高电平+V;

所述接收端包括第二音频通信模块和第二控制模块,所述第二音频通信模块用于对所述发送端发送的模拟形式的数据包进行采样,并将采样得到的数据包按照设定长度组成数组;所述第二控制模块用于对采样的当前数组中的数据采用相关法进行同步帧头检测和对同步帧头后的有效数据采用相关法进行Manchester解码处理,得到数字信号形式的原始数据。

7.根据权利要求6所述的基于音频信道的数字通信装置,其特征在于,所述第一控制模块包括组包单元,所述组包单元用于将同步帧头、数据字段和CRC校验码组成数据包。

8.根据权利要求6或7所述的基于音频信道的数字通信装置,其特征在于,所述第二控制模块还包括帧头检测单元,所述帧头检测单元用于采用相关法对当前数组进行同步帧头检测。

9.根据权利要求8所述的基于音频信道的数字通信装置,其特征在于,所述帧头检测单元采用相关法对当前数组进行同步帧头检测具体包括:顺序计算所述当前数组中的数据与特定数组的相关系数;其中,所述特定数组为相关窗,所述相关窗的大小为一个符号周期内的采样点数;判断计算出的相关系数是否大于第一门限值,如果相关系数大于第一门限值,表示检测到同步帧头,所述同步帧头后的一段数据即为有效数据;如果相关系数未大于第一门限值,则判断计算相关系数的当前数据位置是否到达当前数组的尾部,如果到达当前数组的尾部,则当前数组处理结束;如果没有到达当前数组的尾部,则将相关窗向后滑动一步,并重新计算所述当前数组中的数据与特定数组的相关系数。

10.根据权利要求9所述的基于音频信道的数字通信装置,其特征在于,所述第二控制模块还包括解码单元,所述解码单元用于采用相关法对所述同步帧头后的有效数据进行Manchester解码。

11.根据权利要求10所述的基于音频信道的数字通信装置,其特征在于,所述解码单元采用相关法对同步帧头后的有效数据进行Manchester解码具体包括:顺序检测所述有效数据中的波峰或者波谷,当检测到波峰或者波谷时,判断所述波峰或者波谷是否大于第二门限值;如果所述波峰或者波谷未大于第二门限值,则相关窗向后滑动一步,并重新检测所述有效数据中的波峰或者波谷;如果所述波峰或者波谷大于第二门限值,则进行比特解析:如果检测到的是波峰,则解析为“1”,如果检测到的是波谷,则解析为“0”,并将相关窗向后滑动M步;所述M为一个符号周期的采样点数。

12.根据权利要求11所述的基于音频信道的数字通信装置,其特征在于,所述将相关窗向后滑动M步还包括:判断所述相关窗是否到达当前数组尾部,如果所述相关窗到达当前数组尾部,则输出解析结果;如果所述相关窗没有到达当前数组尾部,则重新检测所述有效数据中的波峰或者波谷。

13.根据权利要求12所述的基于音频信道的数字通信装置,其特征在于,所述第二控制模块还包括校验单元,所述校验单元用于将所述解析结果进行CRC校验及展示解析结果。