CN103428830A - 一种无线通信系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线通信方法和系统，该无线通信方法包括：S1.主设备将包含通信需求的信息码序列编码成唤醒序列，并在预设时间内向每个从设备连续发送所述唤醒序列，所述唤醒序列包括至少两个部分，且所述至少两个部分之间具有预设的相关性，所述预设时间大于或等于所述从设备的休眠期和探测期之和，所述休眠期和探测期之和构成一个休眠唤醒周期；S2.从设备在探测期接收所述唤醒序列，对所述唤醒序列进行解码，并判断所述至少两个部分之间的相关性，决定是否被唤醒并根据解码的信息进行相应的响应。实施本发明的技术方案，降低了无线通信的功耗，提高了编码效率并使通信过程更加简单。

Description

一种无线通信系统及方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，更具体地说，涉及一种无线通信系统及方法。

背景技术

微功率(短距离)无线通信技术在上世纪末开始出现，经过十几年的发展，已经广泛应用于工业控制、家庭智能、无线遥控、安防报警、环境监测、智能抄表、有毒有害气体监测、物流、RFID等领域。近年来，国内国际上又将物联网作为金融危机后，未来经济发展新的增长点。而短距离无线通信技术，将在物联网(尤其是传感网)应用中得到更大的发展。

物联网概念几乎是伴随着低碳经济同时到来的。作为物联网的主要通信方式之一的短距离无线数字通信技术，必然要顺应低碳、低能耗的发展潮流，向低功耗、微功耗方向发展。另外，随着移动通信设备应用越来越广，电池供电的产品也越来越多，对功耗的要求更加苛刻。

那么，如何降低无线通信设备的总体功耗？显然，只降低发射机的发射功率，或者只降低接收机的电流消耗是不现实的。这种方法的效果不但不明显，而且会带来通信质量下降的恶劣后果。只有采用空闲时通信设备休眠的方式，才能大大地降低通信设备的平均功耗，达到降耗的目的。同时，用电池供电的设备，可以数倍甚至数千倍地延长电池的使用寿命。

对于由两个以上无线收发设备组成的任何结构、任何协议的半双工无线通信系统或网络，其中的某一个设备真正工作于发射或接收的时间是很少的。当通信设备不工作于发射，也不工作于接收时，使其进入休眠状态，则可大大降低平均功耗。因为休眠状态的电流消耗，只有微安级，甚至几个微安。而无线通信设备发射时的电流是数十毫安以上，接收电流也在十几到数十毫安之间。因此，引入休眠机制的通信系统，休眠时间越长，则平均能耗越低。

当某个或某组无线通信设备处于休眠状态时，其不接收也不发射，处于非工作状态，但是，当其它通信设备需要和其进行通信时，通信是不会成功的。这样，就需要一套流程或方法，使处于休眠状态的无线通信设备，在其它设备需要和它进行通信时，能感知并完成通信，即将处于休眠状态的无线通信设备唤醒。当前，将无线通信设备从休眠状态下唤醒的方法有多种，例如，定时唤醒通信法、信号强度唤醒法、数据包唤醒法，但这些唤醒方法要么要求无线通信系统中的所有通信设备必须在时间上同步，要么抗干扰能力差产生误唤醒或者探测期时间长从而导致功耗大。且通信协议和通信过程也比较复杂，持续时间也长。

 发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述功耗大，且通信协议和通信过程也比较复杂的缺陷，提供一种功耗小且通信协议和通信过程简单的无线通信方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种无线通信方法，用于在主设备有通信需求时向从设备发送信息，该无线通信方法包括：

S1.主设备将包含通信需求的信息码序列编码成唤醒序列，并在预设时间内向每个从设备连续发送所述唤醒序列，所述唤醒序列包括至少两个部分，且所述至少两个部分之间具有预设的相关性，所述预设时间大于或等于所述从设备的休眠期和探测期之和，所述休眠期和探测期之和构成一个休眠唤醒周期；

S2.从设备在探测期接收所述唤醒序列，对所述唤醒序列进行解码，并判断所述至少两个部分之间的相关性，根据判断结果决定是否被唤醒并根据解码的信息进行相应的响应。

在本发明所述的无线通信方法中，所述步骤S1包括：

S11.主设备根据通信需求生成信息码序列，并分至少两路输出信息码序列；

S12.对其中的至少一路进行编码，并输出编码结果；

S13.将每一路的输出进行组合，并根据所述预设时间和波特率将组合结果进行若干次复制，以生成唤醒序列；

S14.在预设时间内向每个从设备连续发送所述唤醒序列。

在本发明所述的无线通信方法中，所述步骤S1包括：

S16.主设备根据通信需求生成信息码序列，并根据所述预设时间、波特率以及冗余度分至少两路多次重复输出信息码序列；

S17.对其中的至少一路进行编码，并输出编码结果；

S18.将每一路的输出进行组合，以生成唤醒序列；

S19.在预设时间内向每个从设备连续发送所述唤醒序列。

在本发明所述的无线通信方法中，将每一路的输出进行组合的步骤为：

交替采集每一路输出的码元。

在本发明所述的无线通信方法中，所述步骤S2包括：

S21.从设备在探测期接收所述唤醒序列；

S22.将所述唤醒序列拆分成至少两路；

S23.对所述至少两路进行相应的编码或解码，并输出结果；

S24.判断每一路输出之间的相关性，并根据判断结果决定是否被唤醒并根据解码的信息进行相应的响应。

在本发明所述的无线通信方法中，所述步骤S24包括：

S241.将每一路的输出进行位异或；

S242.判断连续输出0的个数是否超过预设的数值或判断输出1的个数占整个输出码元数的比例是否小于预设的限值，若是，则根据通信需求进行相应的响应；若否，则进入休眠状态。

在本发明所述的无线通信方法中，在所述步骤S24之后，还包括：

S25. 将每一路的输出进行位异或；

S26. 根据输出1的个数占整个输出码元数的比例来判断信道的通信质量。

在本发明所述的无线通信方法中，在步骤S2之后，还包括：

S3.使用纠错解码器对接收到的唤醒序列或至少两路的输出进行纠错解码，以纠正通信中的错误码，生成正确的信息码序列。

在本发明所述的无线通信方法中，在纠错解码的过程中，根据输出1的个数占整个输出码元数的比例来判断信道的通信质量。

在本发明所述的无线通信方法中，在主设备产生所述唤醒序列后对所述唤醒序列进行取反或加扰时，则在所述步骤S2中，从设备在探测期接收所述唤醒序列后，先取反或去扰再对所述唤醒序列进行解码。

在本发明所述的无线通信方法中，在所述步骤S1中，所述唤醒序列的每个数据包均携带有等待时间信息，所述等待时间信息用于供从设备获取并计算主设备在预设时间内结束发送唤醒序列的时间；

在步骤S2中，从设备在探测期在接收唤醒序列的片段后，提取相应数据包的等待时间信息，并根据所提取的等待时间信息确定主设备在预设时间内结束发送唤醒序列的时间，且从设备在所确定的时间之前进行休眠。

在本发明所述的无线通信方法中，所述通信需求包括广播唤醒、组唤醒、单个唤醒、控制指令、数据传输。

在本发明所述的无线通信方法中，在产生唤醒序列后，对唤醒序列中的逻辑0或1依次进行多进制编码及无线调制，然后在预设时间内向每个从设备连续发送调制后的唤醒序列。

在本发明所述的无线通信方法中，在产生唤醒序列后，对唤醒序列中的逻辑0或1进行曼切斯特编码、不归零编码或归零编码及无线调制，然后在预设时间内向每个从设备连续发送经曼切斯特编码、不归零编码或归零编码后的唤醒序列。

本发明还构造一种无线通信系统，包括主设备和至少一个从设备，且主设备在有通信需求时向从设备发送信息，所述主设备包括：

编码模块，用于将包含通信需求的信息码序列编码成唤醒序列，所述唤醒序列包括至少两个部分，且所述至少两个部分之间具有预设的相关性；

发送模块，用于在预设时间内向每个从设备连续发送所述唤醒序列，所述预设时间大于或等于所述从设备的休眠期和探测期之和，所述休眠期和探测期之和构成一个休眠唤醒周期；

所述从设备包括：

接收模块，用于在探测期接收所述唤醒序列；

解码模块，用于所述唤醒序列进行解码，并判断所述至少两个部分之间的相关性，根据判断结果决定是否被唤醒并根据解码的信息进行相应的响应。

实施本发明的技术方案，由于主设备所发送的唤醒序列的至少两个部分之间具有预设的相关性，从设备在探测期接收到唤醒序列后，只要判断出唤醒序列的至少两个部分之间具有预设的相关性就可判断所接收的信号是来自主设备。然而，对于从设备所接收的噪声或干扰信号，由于噪声或干扰信号的码元之间不具有相关性或不是预设的相关性，从设备就可判断出所接收的信号是噪声或干扰信号，所以，噪声或干扰信号不会对从设备产生误唤醒，抗干扰能力强，解决了身份识别和误唤醒的问题；同时，由于采用了动态编码方法，使接收端的探测期宽度可以很窄，从而降低了功耗；而且，由于唤醒序列集合了位同步信息，包同步信息，唤醒信息，数据和纠错码于一体，所以编码效率特别高，使通信过程更加简单可靠。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明无线通信方法一个实施例的流程图；

图2是图1中步骤S1一个实施例的流程图；

图3是图1中步骤S1优选实施例的流程图；

图4是图1中步骤S2一个实施例的流程图；

图5是本发明无线通信方法中主设备所使用的编码器实施例一的逻辑结构图；

图6是本发明无线通信方法一个实施例的时序图；

图7是本发明无线通信方法中从设备所使用的解码器实施例一的逻辑结构图；

图8是本发明无线通信系统实施例一的逻辑结构图。

具体实施方式

如图1所示，在本发明无线通信方法一个实施例的流程图中，该无线通信方法用于在主设备有通信需求时向从设备发送信息，且该无线通信方法包括：

S1.主设备将包含通信需求的信息码序列编码成唤醒序列，并在预设时间内向每个从设备连续发送所述唤醒序列，所述唤醒序列包括至少两个部分，且所述至少两个部分之间具有预设的相关性，所述预设时间大于或等于所述从设备的休眠期和探测期之和，所述休眠期和探测期之和构成一个休眠唤醒周期；

S2.从设备在探测期接收所述唤醒序列，对所述唤醒序列进行解码，并判断所述至少两个部分之间的相关性，根据判断结果决定是否被唤醒并根据解码的信息进行相应的响应。

实施该技术方案，由于主设备所发送的唤醒序列的至少两个部分之间具有预设的相关性，从设备在探测期接收到唤醒序列后，只要判断出唤醒序列的至少两个部分之间具有预设的相关性就可判断所接收的信号是来自主设备。然而，对于从设备所接收的噪声或干扰信号，由于噪声或干扰信号的码元之间不具有相关性或不是预设的相关性，从设备就可判断出所接收的信号是噪声或干扰信号。因此噪声或干扰信号不会对从设备产生误唤醒。同时，由于采用了动态编码方法，接收端从任何一个接收的正确码元开始，都可以进行相关性判断，使接收端的探测期宽度可以很窄，从而降低了功耗；而且，由于唤醒序列集合了位同步信息，包同步信息，唤醒信息，命令、数据和纠错码于一体，所以编码效率特别高，使通信过程更加简单可靠。

在本发明的一个实施例中，主设备在产生唤醒序列后，对唤醒序列中的逻辑0或1依次进行多进制编码及无线调制，然后在预设时间内向每个从设备连续发送调制后的唤醒序列，其中，多进制编码可为二进制编码、三进制编码、四进制编码或五到十六进制编码等；无线调制为幅移键控、频移键控或相移键控等。相应地，从设备接收到信号后，先进行相应的无线解调，再进行相应的多进制解码。当然，在本发明的另一个实施例中，在产生唤醒序列后，可对唤醒序列中的逻辑0或1进行曼切斯特编码、不归零编码或归零编码及无线调制，然后在预设时间内向每个从设备连续发送经曼切斯特编码、不归零编码或归零编码后的唤醒序列。

在本发明的另一个实施例中，优选地，在步骤S1中，主设备在产生所述唤醒序列后对所述唤醒序列进行取反或加扰；在所述步骤S2中，从设备在探测期接收所述唤醒序列后，先取反或去扰再对所述唤醒序列进行解码。

图2是图1中步骤S1一个实施例的流程图，在该实施例中，步骤S1包括：

S11. 主设备根据通信需求生成信息码序列，并分至少两路输出信息码序列；

S12. 对其中的至少一路进行编码，并输出编码结果；

S13. 将每一路的输出进行组合，并根据所述预设时间和波特率将组合结果进行若干次复制，在该步骤中，优选地，交替采集每一路输出的码元，以生成唤醒序列；

S14.在预设时间内向每个从设备连续发送所述唤醒序列。

图3是图1中步骤S1一个优选实施例的流程图，在该实施例中，步骤S1包括：

S16.主设备根据通信需求生成信息码序列，并根据所述预设时间、波特率以及冗余度分至少两路多次重复输出信息码序列；

S17.对其中的至少一路进行编码，并输出编码结果；

S18.将每一路的输出进行组合，以生成唤醒序列；

S19.在预设时间内向每个从设备连续发送所述唤醒序列。

图4是图1中步骤S2一个实施例的流程图，在该实施例中，步骤S2包括：

S21.从设备在探测期接收所述唤醒序列；

S22.将所述唤醒序列拆分成至少两路；

S23.对所述至少两路进行相应的编码或解码，并输出结果；

S24.判断每一路输出之间的相关性，并根据判断结果决定是否被唤醒并根据解码的信息进行相应的响应。

在一个优选实施例中，步骤S24为：将每一路的输出进行位异或，并对连续输出0的个数进行计数；判断连续输出0的个数是否超过预设数值或判断输出1的个数占整个输出码元数的比例是否小于预设的限值，若是，则继续接收足够长的一段数据并从解码输出处得到主设备发来的信息，经处理和解释，得到通信需求，根据通信需求进行相应的响应；若否，则进入休眠状态。理想情况下，主设备向从设备发送的唤醒序列在无发生误码也无发生漏码时，位异或的结果应为全0。当然，由于正常通信过程中，误码是存在的，因此只要连续输出0 的个数超过预设的限值，就说明具有相关性。连续0的个数越多，则相关性越强，表示收到了唤醒数据，误判的概率越低。当然，也可采取通过判断输出1的个数占整个输出码元数的比例是否小于预设的限值的方法来判断相关性，比如，位异或的结果输出32个码元，其中1的个数小于等于3，则认为相关，从而认为收到了唤醒数据，这样可防止漏判。当然在另一个实施例中，如果主设备在编码环节对某一路的输出进行了取反，则在步骤S24中，将每一路的输出进行位异或，并对连续输出1的个数或比例进行计数；判断连续输出1的个数是否超过预设的限值，若是，则根据通信需求进行相应的响应；若否，则进入休眠状态。同样地，在另一个实施例中，如果主设备在编码环节对某一路的输出进行了加扰，则在步骤S24中，将每一路的输出进行位异或，并对连续输出的特殊字符串的个数进行计数；判断连续输出特殊字符串的个数是否超过预设的限值，若是，则根据通信需求进行相应的响应；若否，则进入休眠状态。

另外，还可根据输出来判断信道的通信质量，例如，可以在步骤S24之后，将每一路的输出进行位异或；根据输出1的个数占整个输出码元数的比例来判断信道的通信质量。还可以在纠错解码的过程中，根据输出1的个数占整个输出码元数的比例来判断信道的通信质量。

在另一个优选实施例中，该通信方法还包括：使用纠错解码器对接收到的唤醒序列或至少两路的输出进行纠错解码，即进行纠错解码可以独立于步骤S24相关性的运算，也可利用步骤S24的相关性运算，这样可纠正通信中的错误码，生成正确的信息码序列，从而可降低误码率，提高通信的成功率。优选地，该纠错解码器为前向纠错（Forward Error Correction,FEC）解码器。

下面以一个具体实施例来说明本发明的无线通信方法，在主设备中，结合图5所示的主设备所使用的编码器，其中，m₀,m₁,m₂…m_n-1,m_n为移位寄存器，其初始值优选全部为0，也可以为任意值，n为移位寄存器的阶数。C₀,C₁,C₂…C_n-1,C_n为抽头的加权值，可取值为0或1，为0表示没有抽头，该位不参与运算，+号代表模2加或异或运算。C₀,C₁,C₂…C_n-1,C_n不能全部为零，并优选相关性好且纠错能力强的抽头方式，卷积码是性能比较好的纠错方式之一。首先主设备根据通信需求产生信息码序列并根据预设时间、波特率和冗余度计算需要对信息码序列的重复次数N，然后将信息码复制N-1次（包括原始信息码序列），并分成两路将信息码序列输入到编码器中，在编码器中，A路信息码直接输出，B路信息码经过移位寄存器m₀,m₁,m₂…m_n-1,m_n和抽头的加权值C₀,C₁,C₂…C_n-1,C_n运算后输出，也即，在信息码序列输入的过程中，每输入一位信息码码元，A路得到一位信息码，B路得到一位冗余码。则冗余码与信息码的关系由C₀,C₁,C₂…C_n-1,C_n确定。当然A路也可以通过其它运算后输出。主设备经编码后最终的输出则是A路和B路交替输出，即输出一位A路的信息码，再输出一位B路的冗余码，移位并运算后再输出下一位的A路的信息码和B路的冗余码，多次循环直至信息码序列全部移位完，最终形成唤醒序列。或者反之，先输出一位B路的冗余码，再输出一位A路的信息码，移位并运算后再输出下一位的B路的冗余码和A路的信息码，多次循环直至信息码序列全部移位完，最终形成唤醒序列。

当主设备有通信需求时，结合图5，将所产生的唤醒序列经过NRZ编码或曼切斯特编码及调制处理后，生成发送信息。然后主设备根据信息量大小、波特率和持续发送时间T_s等参数，计算出需要发送的次数N，然后把待发送的信息复制N-1份。当然在另一个实施例中，也可将信息码序列重复输入编码器，形成一个N倍于原始信息的信息比特流，然后将其编码成唤醒序列，再进行NRZ编码或曼切斯特编码、调制处理后发送到各个从设备。应当说明的是，由于没有专门发送位同步码，则曼切斯特码是优选的方式，其可以使从设备的接收电路快速准确地分离出位同步码。

对于主从设备，结合图6，从设备每隔时间T（休眠期）进入接收探测一次，持续时间为t（探测期），则T_s≥T+t时，唤醒数据可以可靠覆盖系统内以T+t为休眠唤醒周期进行探测的任一个从设备。对于从设备，在任意一个探测期t，会接收到一段码元，这段码元因为位同步分离电路需要一定的较短时间稳定，则前面会有一小段错误。实际实施时，丢掉位同步分离不稳定期间接收的码元，只处理时间t内位同步稳定后的码元。如果这时主设备没有发送唤醒数据，则接收到的是噪声或干扰信号。如果是噪声，则码元之间不具备相关性。如果是干扰信号，则其要么不具备相关性，要么相关关系与预设的相关关系不同，则通过解码可以判断出来。如果收到的是主设备发来的信息，则通过图7所示的解码器进行解码，可以判断出唤醒序列的两个部分之间具有预设的相关性，从而确定是唤醒数据。该从设备中的解码器的解码原理是：首先应当说明的是，在该解码器中，移位寄存器m₀,m₁,m₂…m_n-1,m_n及抽头的加权值C₀,C₁,C₂…C_n-1,C_n与主设备中的编码器相同。从设备在接收到的唤醒序列后，先将其拆分成2路，其中一路是信息码序列，另外一路是冗余码序列。信息码序列经过移位寄存器m₀,m₁,m₂…m_n-1,m_n及抽头的加权值C₀,C₁,C₂…C_n-1,C_n运算后的结果与冗余码序列进行位异或，并比较运算结果，比较结果放入移位寄存器d₀中。由于在主设备和从设备中，信息码序列经过的编码运算相同，因此移位寄存器d₀的输出在无误码和漏码情况下应为全0，然而在实际响应中，只要计数移位寄存器d₀输出的连续0的个数，就可以判断出两路的相关性，连续0的个数越多，则相关性越强，表示收到了唤醒数据，误判的概率越低。为了降低功耗且减少误判，可以采用减少时间t，在判断相关性时，使用较少的位数，当初步判断出相关性后，再继续接收较多的位数，做较长位数的相关性判决，这样，即可以降低功耗，又可以防止误判。另外，在运算判断相关性的同时，通过FEC解码进行前向纠错，产生纠错码序列，将该纠错码序列与编码后的信息码序列进行位异或，即可得到正确的信息码序列，可以将有效数据接收下来并根据信息码中的包同步信息进行同步，并根据信息码序列所代表的通信需求进行响应。需要说明的是，FEC解码器可以完全独立于相关运算，其解码方法也可以有多种，不仅只限于本例。

在本发明的一个优选实施例中，在主设备中，所述唤醒序列的每个数据包均携带有等待时间信息，所述等待时间信息用于供从设备获取并计算主设备在预设时间内结束发送唤醒序列的时间；在步骤S2中，从设备在探测期在接收唤醒序列的片段后，提取相应数据包的等待时间信息，并根据所提取的等待时间信息确定主设备在预设时间内结束发送唤醒序列的时间，且从设备在所确定的时间之前进行休眠。图6中，通过上述计算，可以得到等待时间T_w的值，则T_w期间，从设备可以进入休眠状态，从而更进一步地降低功耗。例如，在一个具体例子中，根据波特率、冗余度和所述预设时间确定重复发送信息包的次数N，则将N作为编号放入第一包信息中，N-1放入第二包信息中，依此类推，值1放入最后一包数据。即在主设备复制信息时，除该值不同外，其它信息都相同。从设备在探测期接收唤醒序列的片段后，提取相应数据包的编号，并根据所提取的编号与每包的长度和波特率，即可计算出其大约需要等待主设备发送完唤醒信号的时间。在这期间，从设备进入休眠，以从设备1为例，所确定的时间为T_w，也即等待时间，从设备在该段时间可进入休眠状态，以更进一步地降低能量消耗。

另外，结合图6，T_t为从设备对主设备所发送的唤醒序列的响应。唤醒序列可以是广播唤醒、组唤醒、只针对单一的某个从设备的单个唤醒，也可以是控制指令、数据传输。当该无线通信方法应用在水表，气表和热量表的无线抄表中时，唤醒的命令主要是开和关安装在仪表的阀门。从设备接收并解释，并根据情况决定是否响应，如果响应，则从设备发送响应数据包，如图6从设备3的T_t。如果不响应，则从设备进入休眠，本次通信结束。如图6中的从设备2。当然，如果不需要响应，则也不需要计算T_w，从设备收到完整的数据后，马上可以进入休眠。

由于主设备经过编码后的比特流，是多路编码的组合的结果，例如，交替采集每一路的码元。但是在从设备的接收端，无法判断当前接收的码元是信息码还是冗余码，则可以采用多个相同的解码器同时运行的方法。比如本例中，设计2个解码器，一路假设接收码元的奇数位是信息码，偶数位是冗余码。另一路反之，假设偶数位是信息码，奇数位是冗余码。错误的一路，相关性的判断也会错误，不予考虑。当然，在另一个实施例中，由于从设备被唤醒后，有可能从任何一个位置开始解码接收信息包，则从设备在发送的信息包前面增加数个比特中的标识，这些标识也会被重复发射，可以作为从设备解码获取信息后，用于找到数据包的起始，从而同步数据包，并能对数据包进行正确的解释。

图8是本发明无线通信系统实施例一的逻辑结构图，该无线通信系统包括主设备10和至少一个从设备20（图中仅示出了一个），且主设备在有通信需求时向从设备发送信息，主设备10包括编码模块11和发送模块12，其中，编码模块11用于将包含通信需求的信息码序列编码成唤醒序列，唤醒序列包括至少两个部分，且至少两个部分之间具有预设的相关性；发送模块12用于在预设时间内向每个从设备连续发送唤醒序列，预设时间大于或等于从设备的休眠期和探测期之和，休眠期和探测期之和构成一个休眠唤醒周期.从设备20包括接收模块21和解码模块22，其中，接收模块21用于在探测期接收唤醒序列；解码模块22用于唤醒序列进行解码，并判断至少两个部分之间的相关性，根据判断结果决定是否被唤醒并根据解码的信息进行相应的响应。应当说明的是，无线通信方法中的优选实施例同样适用于无线通信系统。

需要特别说明的是，本文中的主设备和从设备概念，只是相对的定义。系统中的任何设备，需要主动发起通信时，其都可以按照本文中的主设备的步骤，去唤醒和控制其它设备。即主从设备的角色可灵活互换。另外，本发明所提及的编码器和译码器可由硬件来实现也可由软件来实现。优先采用软件实现，以降低成本并得到更好的灵活性。

对于各种编码和信息复制，即可以采用先编码和复制后保存，再将结果调制发射出去的方法，也可以采用，一边编码和复制，一边调制发射的流水式方法。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (15)

1.一种无线通信方法，用于在主设备有通信需求时向从设备发送信息，其特征在于，该无线通信方法包括：

S1.主设备将包含通信需求的信息码序列编码成唤醒序列，并在预设时间内向每个从设备连续发送所述唤醒序列，所述唤醒序列包括至少两个部分，且所述至少两个部分之间具有预设的相关性，所述预设时间大于或等于所述从设备的休眠期和探测期之和，所述休眠期和探测期之和构成一个休眠唤醒周期；

S2.从设备在探测期接收所述唤醒序列，对所述唤醒序列进行解码，并判断所述至少两个部分之间的相关性，根据判断结果决定是否被唤醒并根据解码的信息进行相应的响应。

2.根据权利要求1所述的无线通信方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

S11.主设备根据通信需求生成信息码序列，并分至少两路输出信息码序列；

S12.对其中的至少一路进行编码，并输出编码结果；

S13.将每一路的输出进行组合，并根据所述预设时间和波特率将组合结果进行若干次复制，以生成唤醒序列；

S14.在预设时间内向每个从设备连续发送所述唤醒序列。

3.根据权利要求1所述的无线通信方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

S16.主设备根据通信需求生成信息码序列，并根据所述预设时间、波特率以及冗余度分至少两路多次重复输出信息码序列；

S17.对其中的至少一路进行编码，并输出编码结果；

S18.将每一路的输出进行组合，以生成唤醒序列；

S19.在预设时间内向每个从设备连续发送所述唤醒序列。

4.根据权利要求2或3所述的无线通信方法，其特征在于，将每一路的输出进行组合的步骤为：

交替采集每一路输出的码元。

5.根据权利要求2或3所述的无线通信方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

S21.从设备在探测期接收所述唤醒序列；

S22.将所述唤醒序列拆分成至少两路；

S23.对所述至少两路进行相应的编码或解码，并输出结果；

S24.判断每一路输出之间的相关性，并根据判断结果决定是否被唤醒并根据解码的信息进行相应的响应。

6.根据权利要求5所述的无线通信方法，其特征在于，所述步骤S24包括：

S241.将每一路的输出进行位异或；

S242.判断连续输出0的个数是否超过预设的数值或判断输出1的个数占整个输出码元数的比例是否小于预设的限值，若是，则根据通信需求进行相应的响应；若否，则进入休眠状态。

7.根据权利要求5所述的无线通信方法，其特征在于，在所述步骤S24之后，还包括：

S25. 将每一路的输出进行位异或；

S26. 根据输出1的个数占整个输出码元数的比例来判断信道的通信质量。

8.根据权利要求5所述的无线通信方法，其特征在于，在步骤S2之后，还包括：

S3.使用纠错解码器对接收到的唤醒序列或至少两路的输出进行纠错解码，以纠正通信中的错误码，生成正确的信息码序列。

9.根据权利要求8所述的无线通信方法，其特征在于，在纠错解码的过程中，根据输出1的个数占整个输出码元数的比例来判断信道的通信质量。

10.根据权利要求1所述的无线通信方法，其特征在于，在主设备产生所述唤醒序列后对所述唤醒序列进行取反或加扰时，则在所述步骤S2中，从设备在探测期接收所述唤醒序列后，先取反或去扰再对所述唤醒序列进行解码。

11.根据权利要求2或3所述的无线通信方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述唤醒序列的每个数据包均携带有等待时间信息，所述等待时间信息用于供从设备获取并计算主设备在预设时间内结束发送唤醒序列的时间；

在步骤S2中，从设备在探测期在接收唤醒序列的片段后，提取相应数据包的等待时间信息，并根据所提取的等待时间信息确定主设备在预设时间内结束发送唤醒序列的时间，且从设备在所确定的时间之前进行休眠。

12.根据权利要求1所述的无线通信方法，其特征在于，所述通信需求包括广播唤醒、组唤醒、单个唤醒、控制指令、数据传输。

13.根据权利要求1所述的无线通信方法，其特征在于，在产生唤醒序列后，对唤醒序列中的逻辑0或1依次进行多进制编码及无线调制，然后在预设时间内向每个从设备连续发送调制后的唤醒序列。

14.根据权利要求1所述的无线通信方法，其特征在于，在产生唤醒序列后，对唤醒序列中的逻辑0或1进行曼切斯特编码、不归零编码或归零编码及无线调制，然后在预设时间内向每个从设备连续发送经曼切斯特编码、不归零编码或归零编码后的唤醒序列。

15.一种无线通信系统，包括主设备和至少一个从设备，且主设备在有通信需求时向从设备发送信息，其特征在于，所述主设备包括：

编码模块，用于将包含通信需求的信息码序列编码成唤醒序列，所述唤醒序列包括至少两个部分，且所述至少两个部分之间具有预设的相关性；

发送模块，用于在预设时间内向每个从设备连续发送所述唤醒序列，所述预设时间大于或等于所述从设备的休眠期和探测期之和，所述休眠期和探测期之和构成一个休眠唤醒周期；

所述从设备包括：

接收模块，用于在探测期接收所述唤醒序列；

解码模块，用于所述唤醒序列进行解码，并判断所述至少两个部分之间的相关性，根据判断结果决定是否被唤醒并根据解码的信息进行相应的响应。

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