CN104519525B - 压缩封包的发送装置与接收装置与其发送方法及接收方法 - Google Patents

Abstract

一种压缩封包的发送装置与接收装置与其发送方法及接收方法。发送装置包括无线模块及处理单元。处理单元操作用以建立一压缩封包及控制无线模块将压缩封包传输至一外部接收装置。压缩封包包括数据定义头区及数据点储存区，其中数据点储存区包括数个数据位，该些数据位储存有数个数据点，该些数据点连续地写入于该些数据位内，而数据定义头区纪录各数据点的单位位数及该些数据位的总位数。

Description

压缩封包的发送装置与接收装置与其发送方法及接收方法

技术领域

本发明是有关于一种压缩封包的发送装置与接收装置与其发送方法及接收方法，且特别是有关于一种可缩短封包长度的压缩封包的发送装置与接收装置与其发送方法及接收方法。

发明背景

由于无线通讯的发展，愈来愈多的数据被封包成符合所采用的通讯协议的封包，然后依据无线通讯协议传输于二无线装置之间。然而，当封包的长度愈长时，在处理封包上就会愈耗电。因此，如何发展出可节省电力的建立封包方法，是本发明技术领域业者努力的方向之一。

发明内容

本发明有关于一种压缩封包的发送装置与接收装置与其发送方法及接收方法，可节省处理压缩封包的耗电。

根据本发明，提出一种压缩封包的发送装置。发送装置包括一无线模块及一处理单元。处理单元操作用以建立一压缩封包及控制无线模块将压缩封包传输至一外部接收装置。压缩封包包括一数据定义头区及一数据点储存区，其中数据点储存区包括数个数据位，该些数据位储存有数个数据点，该些数据点连续地写入于该些数据位内，而数据定义头区纪录各数据点的一单位位数及该些数据位的一总位数。

根据本发明，提出一种压缩封包的接收装置。接收装置包括一无线模块及一处理单元。处理单元操作用以控制该无线模块接收一压缩封包，其中压缩封包包括一数据定义头区及一数据点储存区，其中数据点储存区包括数个数据位，该些数据位储存有数个数据点，该些数据点连续地写入于该些数据位内，而数据定义头区纪录各数据点的一单位位数该些数据位的一总位数；以及，读取该数据定义头区内的该单位位数及该总位数，且依据该单位位数及该总位数，解压缩该压缩封包，以撷取该些数据点。

根据本发明，提出一种压缩封包的发送方法。封包传送方法包括以下步骤。于一发送装置建立一压缩封包，压缩封包包括一数据定义头区及一数据点储存区，其中数据点储存区包括数个数据位，该些数据位储存有数个数据点，该些数据点连续地写入于该些数据位内，而数据定义头区纪录各数据点的一单位位数及该些数据位的一总位数；以及，传输压缩封包至一接收装置。

根据本发明，提出一种压缩封包的接收方法。封包接受方法包括以下步骤。接收一压缩封包，其中压缩封包包括一数据定义头区及一数据点储存区，数据点储存区包括数个数据位，该些数据位写入有数个数据点，该些数据点连续地写入于该些数据位内，而数据定义头区纪录各数据点的一单位位数及该些数据位的一总位数；读取数据定义头区内的单位位数及总位数；以及，依据单位位数及总位数，解压缩压缩封包，以撷取该些数据点。

附图说明

图1绘示依照本发明一实施例的发送装置与接收装置的功能方块图。

图2A绘示依照本发明一实施例的压缩封包的示意图。

图2B绘示图2A的负载数据区的示意图。

图3绘示依照本发明另一实施例的负载数据区的示意图。

具体实施方式

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

请参照图1，其绘示依照本发明一实施例的发送装置与接收装置的功能方块图。发送装置100可以是具有无线通讯功能的感测组件，其可感知一生物体的生理讯息，例如是心跳变化、体温变化或其它生物讯息。本发明实施例以心跳感测组件为例说明。

发送装置100包括电源110、感知器120、处理单元130、无线模块140、天线150及储存单元160。电源110例如是内建电池，其提供足够电力给感知器120、处理单元130及无线模块140，使其可正常工作。

感知器120例如是心电感知器（EKG sensor），其包含二电极121。此二电极121接触人体，与人体构成一电气回路，以感测人体心跳的微电压变化。感知器120将此微电压变化放大成模拟电压信号。处理单元130将模拟电压信号转换成数字电压信号，并将其压缩成压缩封包P1，然后透过无线模块140及天线150传送压缩封包P1给外部接收装置200。储存单元160例如是内存，其可储存已从发送装置100发送出去的历史压缩封包P1。

实际工作上，感知器120可持续地感知心跳，处理单元130持续地建立压缩封包P1并控制无线模块140持续地传送给接收装置200，使观察者可从接收装置200上观察人体持续性的心跳变化。

处理单元130例如是单芯片控制器（Single-Chip Microcomputer），又称微控制器（Microcontroller），其是把中央处理器、内存、定时/计数器（Timer/Counter）、各种输入输出接口等都整合在一块集成电路芯片上的微型计算机。本发明实施例对处理单元130的种类不加以限制，只要是可完成本发明实施例的功能的集成电路、芯片、控制器、处理器及/或电路模块等，皆可作为本发明实施例的处理单元130。

无线模块140例如是蓝牙模块、Wifi模块或其它各种具有无线通讯功能的模块。

在发送装置100传送压缩封包P1给接收装置200前，处理单元130控制无线模块140建立发送装置100与接收装置200之间的无线联机。此无线联机可由发送装置100与接收装置200之一者向发送装置100与接收装置200之另一者提出要求后，再由发送装置100与接收装置200建立彼此间的无线联机。此无线联机例如是蓝牙通讯协议、Wifi通讯协议或其它任何无线通讯协议，而压缩封包P1的结构符合所采用的通讯协议的格式。

接收装置200例如是具有无线通讯功能的电子装置，如手机、笔记型计算机、心电图机或其它合适的可携式电子装置。接收装置200包括天线210、无线模块220、处理单元230、显示屏幕240及储存单元250。无线模块220透过天线210接收来自于发送装置100的压缩封包P1。无线模块220例如是蓝芽模块、Wifi模块或其它各种具有无线通讯功能的模块。处理单元230将接收的压缩封包P1解压缩，以获得压缩封包P1内的数字电压信号并将其储存于储存单元250内且以心电图(electrocardiogram,ECG）型式显示在显示屏幕240上。如此一来，可从接收装置200上观察人体的心跳变化是否正常。

处理单元230例如是单芯片控制器（Single-Chip Microcomputer），又称微控制器（Microcontroller），其是把中央处理器、内存、定时/计数器（Timer/Counter）、各种输入输出接口等都整合在一块集成电路芯片上的微型计算机。本发明实施例对处理单元230的种类不加以限制，只要是可完成本发明实施例的功能的集成电路、芯片、控制器、处理器及/或电路模块等，皆可作为本发明实施例的处理单元230。

本实施例的发送装置100以有效率的压缩方式建立压缩封包P1，因此可节省发送装置100及接收装置200在处理压缩封包P1过程中的消耗频宽及电力。以下是详细说明。

请参照图2A，其绘示依照本发明一实施例的压缩封包的示意图。压缩封包P1例如是符合蓝牙通讯协议的封包，其包括8位的前言（preamble）P11、32位的信道地址（accessaddress）P12、协议数据单元（protocol data unit）P13及一循环冗余码（cyclicredundancy code,CRC）P14。

前言P11用以进行无线同步化（radio synchronization）。信道地址P12用以识别二装置间的物理连结关系（physical connection）。信道地址P12是一伪随机（pseudo-random）的32位数值，其由发送装置100于一连结建立阶段（connection setup phase）所产生。协议数据单元P13携带文件头区（header）P131及负载数据区(payload data)P132。循环冗余码P14用以确保协议数据单元P13的正确性。

请参照图2B，其绘示图2A的负载数据区的示意图。本实施例中，负载数据区P132包括数据定义头区P1321、数据点储存区P1322、计次区P1323及数据定义尾区P1324。

数据定义头区P1321的长度例如是8位或其它数值范围，其纪录各数据点S1的单位位数n及所有数据位B1的总位数m，以提供接收装置200接收到压缩封包P1后的解压缩参考。

数据点储存区P1322包括数个数据位B1，上述数据点S1连续地写入于数据点储存区P1322的数据位B1内，即所有数据位B1都写入有数据点S1的二进制值。详细来说，处理单元130于一时间区间T内，对来自于感知器120的模拟电压信号（心跳电气信号）取样N次，然后转换成N笔数字电压信号（即N笔数据点S1），如此可在时间区间T内取得N笔数据点S1，其中时间区间T可以是任意时间值，而N是大于1的正整数。然后，处理单元130将该些数据点S1中的p笔数据点连续地写入于数据点储存区P1322内，其中p的值小于或等于N。

本实施例中，数据点S1的单位位数n是以10位为例，而数据位B1的总位数m是以40为例说明。因此，如下式(1)，刚好可写入4笔的数据点S1于数据位B1内，其为整数笔数据点S1。

m=n×p......................................................(1)

也就是说，数据点储存区P1322内的所有数据位B1皆写入数据点S1的二进制值，因此不会有虚设的数据位B1。如此一来，发送装置100及接收装置200在处理(传送、接收、压缩及/或解压缩)压缩封包P1上可节省电力。

虽然本实施例的数据点S1的单位位数n是以10位为例，而数据位B1的总位数m是以40为例说明，然此数值非用以限制本发明实施例。另一实施例中，单位位数n及总位数m可以是大于1的任意正整数，如5位、12位或15位。当单位位数n的值愈大，表示数据点S1的分辨率愈高。

在传统的封包建立方法中，储存一笔10位的数据点需要消耗16位(2Bytes)的空间，其中10个位空间写入数据点的二进制值，剩下的6个位空间成为虚设位。以写入4笔数据点为例，传统的封包建立方法需配置64位数(8Bytes)的数据负载。反观本发明实施例，在储存相同比数的数据点S1下，仅需要40个位数的数据负载。相较于传统的封包建立方法，本发明实施例的封包压缩可节省0.375(计算式：(64-40)/64=0.375)的数据负载长度，等同于可节省约37.5%的电力。在此设计下，即使提高数据点S1的分辨率(例如，增加单位位数n的值)，本发明实施例的压缩封包方法相较于传统的封包建立方法仍较省电。

在写入数据点S1于数据点储存区P1322过程中，处理单元130可判断是否已完成数据点储存区P1322的写入。其中一种判断方法是，处理单元130填入第i笔数据点S1后，便可得知已完成i×n个位的写入。当处理单元130判断i×n等于m时，表示已完成所有数据点S1的写入。另一种判断方法是，处理单元130填入第i笔数据点S1后，累加i的值(i=i+1)，当i=p时，便可得知已完成p笔数据点S1的写入。

计次区P1323的长度例如是8位或其它数值范围，其记录压缩封包P1的发送次序。当所有数据点S1都写入于数据点储存区P1322后，处理单元130累加发送次序的数值。举例来说，若上个压缩封包P1是第j个封包，其中j是任意正整数，那上个压缩封包P1的计次区P1323的值是j；本次的压缩封包P1是第j+1个封包，则本次压缩封包P1的计次区P1323的值累加至j=j+1；...以此类推。在完成数据点S1及发送次序的写入后，处理单元130控制无线模块140将压缩封包P1传送给接收装置200。

另一实施例中，亦可省略计次区P1323，如此可缩短压缩封包P1的长度，使发送装置100及接收装置200在处理压缩封包P1的过程中更省电。

当处理单元130成功建立压缩封包P1后，可清除配置给压缩封包的内存地址；或者，下个建立的压缩封包P1直接覆写于原配置的内存地址中。

接收装置200在接收压缩封包P1后，读取数据定义头区P1321内的单位位数n及总位数m；然后，依据单位位数n及总位数m，解压缩压缩封包P1，以撷取p笔数据点S1。一实施例中，处理单元130切割数据点储存区P1322的第(i-1)×n+1至i×n个位数，以取得第i笔数据点S1；当处理单元130切割到数据定义尾区P1324时，表示已取得全部的数据点S1。另一实施例中，处理单元130切割数据点储存区P1322的第(i-1)×n+1至i×n个位数，以取得第i笔数据点S1，其中i的初始值为1，每取得一笔数据点S1后便累加1(即i=i+1)；当i的值累加至p时，表示已取得全部的p笔数据点S1；在此设计下，可省略数据定义尾区P1324。

此外，接收装置200的处理单元230可检查本次接收到的压缩封包P1的发送次序(纪录于计次区P1323内)与上次接收到的压缩封包P1的发送次序是否为连续正整数；若不连续，表示接收装置200漏接到遗漏的压缩封包P1，接收装置200可选择性地要求发送装置100重送遗漏的压缩封包P1，或忽略此遗漏压缩封包P1。当发送装置100接收到接收装置200的重送要求时，可以从储存单元160搜寻此遗漏的压缩封包P1，然后重送此遗漏的压缩封包P1给接收装置200。

请参照图3，其绘示依照本发明另一实施例的负载数据区的示意图。本实施例中，如下式(2)所示，数据点储存区P1322的数据位B1的总位数m大于数据点S1的笔数p与数据点S1的单位位数n的乘积。因此，在完成所有数据点S1的写入后，数据点储存区P1322会余留m-n×p个虚设的数据位B1’。

m>n×p......................................................(2)

举例来说，数据位B1的总位数m是以144，而数据点S1的单位位数n是以10为例而言，数据点储存区P1322内可填入的14笔数据点S1(计算式：m/n=14...4)，并余留4个(计算式：m-n×p)虚设数据位B1’。该些虚设数据位B1’位于数据点储存区P1322的数据点S1与计次区P1323之间。即使本实施例的数据点储存区P1322会余留虚设数据位B1，然由于数据点S1的二进制值连续地写入数据位B1内，故仍可有效缩短压缩封包P1的长度，相较于传统封包建立方法而言仍较省电。

在接收装置200接收压缩封包P1后，其处理单元230切割数据点储存区P1322的第(i-1)×n+1至i×n个位数，以取得第i笔数据点S1，其中i的初始值为1，每取得一笔数据点S1后便累加1(即i=i+1)；当i的值累加至p时，表示已取得p笔数据点S1；在此设计下，可选择性省略数据定义尾区P1324。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视后附的权利要求为准。

Claims (11)

1.一种发送装置，包括：

无线模块；以及

处理单元，操作用以:

建立压缩封包，该压缩封包包括数据定义头区及数据点储存区，其中该数据点储存区包括复数个数据位，该些数据位储存有复数个数据点，该些数据点连续地写入于该些数据位内，而该数据定义头区纪录各该数据点的单位位数及该些数据位的总位数；以及

控制该无线模块将该压缩封包传输至外部接收装置。

2.如权利要求1所述的发送装置，其特征在于，该压缩封包包括计次区，该计次区纪录该压缩封包的发送次序；该处理单元更用以连续地写入该些数据点于该些数据位内、判断是否全部的数据点都已写入于该些数据位内，以及若全部的数据点都已写入于该些数据位内，则累加该发送次序的数值。

3.如权利要求1所述的发送装置，其特征在于，该些数据位的该总位数等于各该数据点的该单位位数与该些数据点的数量的乘积。

4.如权利要求1所述的发送装置，其特征在于，该些数据位的该总位数大于各该数据点的该单位位数与该些数据点的数量的乘积。

5.一种接收装置，包括：

无线模块；以及

处理单元，操作用以:

控制该无线模块接收压缩封包，其中该压缩封包包括数据定义头区及数据点储存区，其中该数据点储存区包括复数个数据位，该些数据位储存有复数个数据点，该些数据点连续地写入于该些数据位内，而该数据定义头区纪录各该数据点的单位位数该些数据位的总位数；以及

读取该数据定义头区内的该单位位数及该总位数，且依据该单位位数及该总位数，解压缩该压缩封包，以撷取该些数据点。

6.如权利要求5所述的接收装置，其特征在于，该压缩封包包括计次区，该计次区纪录该压缩封包的发送次序；该处理单元更用以检查该压缩封包的该发送次序与上次接收的该压缩封包的该发送次序是否连续，以及若该压缩封包的该发送次序与上次接收的该压缩封包的该发送次序不连续，该处理单元要求该发送装置重送该压缩封包与上次接收的该压缩封包之间遗失的该压缩封包。

7.一种封包传送方法，包括：

于发送装置建立压缩封包，该压缩封包包括数据定义头区及数据点储存区，其中该数据点储存区包括复数个数据位，该些数据位储存有复数个数据点，该些数据点连续地写入于该些数据位内，而该数据定义头区纪录各该数据点的单位位数及该些数据位的总位数；以及

传输该压缩封包至接收装置。

8.如权利要求7所述的封包传送方法，其特征在于，于该发送装置建立该压缩封包的步骤中，该压缩封包包括计次区，该计次区纪录该压缩封包的发送次序，且更包括：

连续地写入该些数据点于该些数据位内；

判断是否全部的数据点都已写入于该些数据位内；

若全部的数据点都已写入于该些数据位内，则累加该发送次序的数值。

9.如权利要求7所述的封包传送方法，其特征在于，各该数据点与生物生理讯息有关的电压信号。

10.一种封包接收方法，包括：

接收压缩封包，其中该压缩封包包括数据定义头区及数据点储存区，其中该数据点储存区包括复数个数据位，该些数据位写入有复数个数据点，该些数据点连续地写入于该些数据位内，而该数据定义头区纪录各该数据点的单位位数及该些数据位的总位数；

读取该数据定义头区内的该单位位数及该总位数；以及

依据该单位位数及该总位数，解压缩该压缩封包，以撷取该些数据点。

11.如权利要求10所述的封包接收方法，其特征在于，该压缩封包包括计次区，该计次区纪录该压缩封包的发送次序；

该封包接收方法更包括：

检查该压缩封包的该发送次序与上次接收的该压缩封包的该发送次序是否连续；以及

若该压缩封包的该发送次序与上次接收的该压缩封包的该发送次序不连续，该接收装置要求重送该压缩封包与上次接收的该压缩封包之间遗失的该压缩封包。