本發(fā)明涉及一種通信設(shè)備，特指一種短距離通信設(shè)備。

背景技術(shù)：

在傳統(tǒng)通信系統(tǒng)中的一對(duì)一通信中，發(fā)送終端發(fā)送一幀的數(shù)據(jù)，接收終端將數(shù)據(jù)和確認(rèn)所述幀的正確接收的ack信號(hào)發(fā)送到發(fā)送終端。如果數(shù)據(jù)未被正確接收，則接收終端發(fā)送nack信號(hào)。在從接收終端正確接收ack信號(hào)之后，發(fā)送終端將下一幀的數(shù)據(jù)發(fā)送到接收終端。當(dāng)從接收終端接收到nack信號(hào)或者未正確接收到ack信號(hào)或在預(yù)定時(shí)間段期間未接收到ack信號(hào)時(shí)，已被發(fā)送的數(shù)據(jù)被重新發(fā)送。

在傳統(tǒng)通信系統(tǒng)中的一對(duì)多通信中，單個(gè)發(fā)送終端將數(shù)據(jù)發(fā)送到多個(gè)接收終端；發(fā)送終端使用接收終端中的每個(gè)終端的標(biāo)識(shí)(id)信息將數(shù)據(jù)發(fā)送到接收終端。接收終端檢查id信息是否正確，并且當(dāng)id信息正確時(shí)，接收數(shù)據(jù)。否則，接收終端處理接收的數(shù)據(jù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種短距離通信設(shè)備，可在維持一對(duì)一通信的協(xié)議類型而不檢查存在多少接收站的同時(shí)，在一對(duì)一通信期間實(shí)現(xiàn)一對(duì)一通信的速度；可使用戶能夠自由地設(shè)置一對(duì)一通信和一對(duì)多通信，并可在一對(duì)一通信期間保護(hù)數(shù)據(jù)不被錯(cuò)誤地發(fā)送到不是正確的接收終端的第三方終端，以防止由于相同協(xié)議被用于一對(duì)一通信和一對(duì)多通信兩者而發(fā)生的安全問(wèn)題。

基于上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種短距離通信設(shè)備，所述通信設(shè)備包括無(wú)線短距離通信模塊，所述無(wú)線短距離通信模塊采用基于zigbee技術(shù)的無(wú)線短距離通信模塊，在短距離通信中選擇性地執(zhí)行一對(duì)一通信或一對(duì)多通信，并將用于采樣通信設(shè)備的傳輸數(shù)據(jù)的采樣率設(shè)置為大于根據(jù)通信設(shè)備之間的最大通信距離確定的傳輸數(shù)據(jù)的到達(dá)時(shí)間差的倒數(shù)的倍數(shù)。

進(jìn)一步地，所述無(wú)線短距離通信模塊將采樣率設(shè)置為比到達(dá)時(shí)間差的倒數(shù)大四倍。

進(jìn)一步地，所述無(wú)線短距離通信模塊將采樣率設(shè)置為比到達(dá)時(shí)間差的倒數(shù)大八倍。

進(jìn)一步地，所述無(wú)線短距離通信模塊在傳輸數(shù)據(jù)的頭中使用用于識(shí)別一對(duì)一通信或一對(duì)多通信的比特。

進(jìn)一步地，在一對(duì)一通信的情況下，無(wú)線短距離通信模塊接收到傳輸數(shù)據(jù)，隨機(jī)地產(chǎn)生ack信號(hào)，并將產(chǎn)生的ack信號(hào)發(fā)送到發(fā)送傳輸數(shù)據(jù)的通信設(shè)備。

進(jìn)一步地，在一對(duì)多通信的情況下，短距離通信模塊接收到傳輸數(shù)據(jù)，并將一對(duì)多通信專用的ack信號(hào)發(fā)送到發(fā)送傳輸數(shù)據(jù)的通信設(shè)備。

本發(fā)明的有益效果是：為了執(zhí)行傳統(tǒng)的一對(duì)多通信，發(fā)送終端識(shí)別每個(gè)接收終端的id，并根據(jù)id單獨(dú)地分配數(shù)據(jù)。因此，接收終端的數(shù)據(jù)吞吐量與接收終端的數(shù)量成比例地被降低。在經(jīng)短通信距離(例如，5厘米(cm)的距離或更少距離)的短距離通信中，一對(duì)一通信和一對(duì)多通信可被可視化地區(qū)分，第三方不可能截取在一對(duì)一通信期間正發(fā)送的數(shù)據(jù)。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述，其中：

圖1a和圖1b是分別示出具有衰減效果和不具有衰減效果的一對(duì)多通信的情況的信號(hào)圖；

圖2是示出在一對(duì)多通信中接收信號(hào)的情況的信號(hào)圖；

圖3示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的短距離通信的幀結(jié)構(gòu)；

具體實(shí)施方式

以下，通過(guò)參照附圖解釋本發(fā)明的實(shí)施例將詳細(xì)描述本發(fā)明。圖中的相同的標(biāo)號(hào)表示相同的元件，將省略關(guān)于標(biāo)號(hào)的任何多余解釋。

為了執(zhí)行傳統(tǒng)的一對(duì)多通信，發(fā)送終端識(shí)別每個(gè)接收終端的id，并根據(jù)id單獨(dú)地分配數(shù)據(jù)。因此，接收終端的數(shù)據(jù)吞吐量與接收終端的數(shù)量成比例地被降低。因此，通信速度減少，以致在一些短距離通信系統(tǒng)中執(zhí)行多個(gè)一對(duì)一通信而不是一對(duì)多通信會(huì)是有利的。

在經(jīng)短通信距離(例如，5厘米(cm)的距離或更少距離)的短距離通信中，一對(duì)一通信和一對(duì)多通信可被可視化地區(qū)分，第三方不可能截取在一對(duì)一通信期間正發(fā)送的數(shù)據(jù)。然而，那不是當(dāng)短通信距離是例如30cm時(shí)的情況。在這個(gè)情況下，當(dāng)發(fā)送終端發(fā)送被劃分為多個(gè)幀的圖像數(shù)據(jù)，而接收終端接收到所述數(shù)據(jù)并發(fā)送指示正確接收到每幀的數(shù)據(jù)的ack信號(hào)時(shí)，第三方用戶可接收到由發(fā)送終端發(fā)送的數(shù)據(jù)(不管他/她是否惡意)。在這個(gè)情況下，由于第三方用戶真誠(chéng)地接收到不想要的數(shù)據(jù)，因此可存在發(fā)送終端和接收終端之間的安全問(wèn)題。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，可使用多個(gè)協(xié)議。然而，傳統(tǒng)的解決方案可能會(huì)使作為短距離通信的特性的非衰減效果的益處無(wú)效。因此，當(dāng)使用檢查接收終端的數(shù)量并對(duì)每個(gè)通信中的每個(gè)終端分配id的傳統(tǒng)方法時(shí)，可能會(huì)不能避免地減小通信速度。

具有數(shù)十厘米的通信距離的短距離通信在許多方面不同于普通的通信環(huán)境。例如，由于不存在衰減效果，因此傳輸之后接收終端的響應(yīng)速度能夠基本上是常數(shù)。此外，從接收終端輸出的ack信號(hào)到達(dá)發(fā)送終端的時(shí)間能夠基本上是常數(shù)。

圖1a和圖1b是分別示出具有衰減效果和不具有衰減效果的一對(duì)多通信的情況的信號(hào)圖。圖1a對(duì)應(yīng)于普通的通信環(huán)境，圖1b對(duì)應(yīng)于短距離通信環(huán)境。參照?qǐng)D1a，在普通的通信環(huán)境中，由于衰減效果而引起在接收終端1和接收終端2在接收由發(fā)送終端發(fā)送的信號(hào)方面具有時(shí)間間隙3。然而，參照?qǐng)D1b，由于在短距離通信環(huán)境中發(fā)送終端和接收終端之間不存在衰減效果，因此接收終端1和接收終端2之間在接收信號(hào)方面的時(shí)間間隙4基本上較小或幾乎不存在。

在短距離通信中，由于發(fā)送終端和接收終端之間的距離短，因此由于多個(gè)路徑而引起的多路徑衰減效果小，僅主要存在由于根據(jù)發(fā)送終端和接收終端之間的距離差的信號(hào)發(fā)送時(shí)間間隙而引起的影響。衰減效果小意味著當(dāng)在單個(gè)發(fā)送終端周圍存在許多接收終端時(shí)，由發(fā)送終端發(fā)送的信號(hào)基本上同時(shí)到達(dá)各個(gè)接收終端。

在根據(jù)本發(fā)明的通信設(shè)備中，為了使用短距離通信系統(tǒng)中的多個(gè)一對(duì)一通信執(zhí)行一對(duì)多通信，用于通信的通信頻率被設(shè)置為使得信號(hào)到達(dá)時(shí)間差在短距離通信系統(tǒng)中的傳輸信號(hào)的采樣率50％以內(nèi)。例如，在具有最大通信距離為30cm的短距離通信系統(tǒng)中，假設(shè)傳播速度為每微秒300米(300m/μsec)，由發(fā)送終端發(fā)送的信號(hào)到達(dá)接收終端1的時(shí)間差最大為1納秒(nsec)。為了即使在采樣率比將被發(fā)送的數(shù)據(jù)的一個(gè)周期大四倍也具有沒(méi)有難度地被解調(diào)的這樣的時(shí)間差，采樣率12.5％應(yīng)大于1nsec以允許接收終端基本上同時(shí)接收數(shù)據(jù)。也就是，當(dāng)由發(fā)送終端發(fā)送的信號(hào)到達(dá)接收終端的時(shí)間差是1nsec時(shí)，由接收終端發(fā)送的ack信號(hào)應(yīng)被發(fā)送終端接收，從而時(shí)間差是2nsec。因此，考慮以上內(nèi)容，當(dāng)用于對(duì)將由發(fā)送終端發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣的采樣率被設(shè)置為比發(fā)送終端和接收終端之間的信號(hào)到達(dá)時(shí)間差的倒數(shù)(即，1/信號(hào)到達(dá)時(shí)間差)大四倍(優(yōu)選地)和大八倍(更為優(yōu)選地)時(shí)，發(fā)送終端可幾乎同時(shí)接收到由接收到傳輸數(shù)據(jù)的接收終端發(fā)送的ack信號(hào)，從而一對(duì)一通信或一對(duì)多通信可被更有效地執(zhí)行，其中，根據(jù)發(fā)送終端和接收終端之間的距離差來(lái)確定所述信號(hào)到達(dá)時(shí)間差。

在根據(jù)本發(fā)明的通信設(shè)備中，由單個(gè)發(fā)送終端發(fā)送的信號(hào)被發(fā)送到多個(gè)接收終端，接收終端基本上同時(shí)接收到數(shù)據(jù)，并將ack信號(hào)幾乎同時(shí)發(fā)送到發(fā)送終端，發(fā)送終端接收由接收終端發(fā)送的ack信號(hào)。由于由發(fā)送終端接收的ack信號(hào)全部相同，因此發(fā)送終端沒(méi)有沖突地接收單個(gè)正常的ack信號(hào)。因此，將被發(fā)送的數(shù)據(jù)可從單個(gè)發(fā)送終端被發(fā)送到接收終端。

圖2是示出在一對(duì)多通信中接收相同的信號(hào)的情況的信號(hào)圖。參照?qǐng)D2，當(dāng)接收終端幾乎同時(shí)接收到由多個(gè)發(fā)送終端發(fā)送的信號(hào)時(shí)，完整的信號(hào)被接收到，而沒(méi)有信號(hào)干擾。因此，由于根據(jù)本發(fā)明的通信設(shè)備幾乎同時(shí)接收到由接收終端發(fā)送的ack信號(hào)，因此發(fā)送終端接收完整的ack信號(hào)，從而一對(duì)多通信變得更加有效。為了這個(gè)目的，接收終端中的每個(gè)需要立即檢查接收的數(shù)據(jù)，并確定接收的數(shù)據(jù)是否被正確接收，并在預(yù)定時(shí)間內(nèi)將ack信號(hào)發(fā)送到發(fā)送終端。

如圖3中所示，在短距離通信的傳輸數(shù)據(jù)的幀結(jié)構(gòu)中，表示一對(duì)一通信或者一對(duì)多通信的比特505被分配到頭部分500。

此外，當(dāng)發(fā)送單元410經(jīng)由接收單元420從另一發(fā)送終端接收到數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)送單元410檢查接收的數(shù)據(jù)，并且如果接收的數(shù)據(jù)被正確接收，則發(fā)送ack信號(hào)。發(fā)送單元410經(jīng)由接收單元420接收由另一發(fā)送終端發(fā)送的數(shù)據(jù)的頭信息，并在檢查到與一對(duì)一通信對(duì)應(yīng)的比特時(shí)隨機(jī)地產(chǎn)生ack信號(hào)，在檢查到與一對(duì)多通信對(duì)應(yīng)的比特時(shí)發(fā)送專用于一對(duì)多通信的ack信號(hào)。

接收單元420接收由另一發(fā)送終端發(fā)送的數(shù)據(jù)。接收單元420根據(jù)短距離通信經(jīng)由信號(hào)電極440接收由另一發(fā)送終端發(fā)送的傳輸數(shù)據(jù)，并接收經(jīng)過(guò)模擬前端(afe)電路430的傳輸數(shù)據(jù)，其中，在afe電路430處執(zhí)行噪聲去除和增益放大。接收單元420執(zhí)行與發(fā)送單元410的處理相反的處理，例如，將傳輸數(shù)據(jù)分離為頭和數(shù)據(jù)、反向擴(kuò)散頭和數(shù)據(jù)中的每個(gè)、解調(diào)接收的數(shù)據(jù)。此外，接收單元420從接收的傳輸數(shù)據(jù)分離頭，并通過(guò)讀取頭來(lái)檢查接收的數(shù)據(jù)是在一對(duì)一通信還是在一對(duì)多通信中被發(fā)送。所述檢查的結(jié)果被提供給發(fā)送單元410。發(fā)送單元410在一對(duì)一通信的情況下隨機(jī)地產(chǎn)生并發(fā)送ack信號(hào)，在一對(duì)多通信的情況下發(fā)送專用于一對(duì)多通信的ack信號(hào)。