CN107690096B - 一种双向唤醒方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双向唤醒方法，包括：第一设备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，并在预设时间内向第二设备发送唤醒序列；第二设备接收唤醒序列，对唤醒序列进行解码，并通过时间戳反运算出接收到唤醒序列的关键时间，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以同步第二设备的接收时间。该发明的有益效果为：通过将时间戳暗含在唤醒信号中，解决了现有技术中时间戳与唤醒信号分开发送的问题，在探测期间同时可以校准时间，降低功耗，提高通信效率。

Description

一种双向唤醒方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种双向唤醒方法。
背景技术
目前抄表领域，主要指抄收电表水表气表和热量表，如果仪表带有阀门，则还需要进行反向控制。而抄表所采用的方案，大多是局域网加广域网的模式，局域网分有线和无线两种，广域网以2G通信技术为主，还包括采用3G和4G等通信方式来实现广域网通信。
目前，现有的抄表技术存在以下问题亟需解决：
1、传输功耗大导致设备成本和使用成本高。
2、目前所有的低功耗网络，比如Zigbee、LPWAN等，虽然都一样是星型网络，但中心节点都是非低功耗的。
3、唤醒信号与校时信号分开发送，消耗能量大。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对上述现有技术中设备成本及使用成本高，中心节点非低功耗，唤醒信号与校时信号分开发送的问题，提供一种双向唤醒方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
构造一种双向唤醒方法，提供第一设备及第二设备，当所述第一设备为低功耗主节点时，所述第二设备为低功耗从节点，当所述第一设备为低功耗从节点时，所述第二设备为低功耗主节点，该双向唤醒方法包括：
第一设备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，并在预设时间内向处于休眠探测状态的第二设备发送所述唤醒序列；
所述第二设备接收所述唤醒序列，对所述唤醒序列进行解码，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。
在本发明所述的双向唤醒方法中，所述唤醒序列包括时间戳，所述双向唤醒方法还包括：
当所述第二设备在使用由特定的反馈移位寄存器构成的译码器对该唤醒序列进行译码后，从所接收的唤醒序列中取出与阶数相同数量的码元，并使用与第一设备的特定的反馈移位寄存器相同的初始值来初始化所述特定的第二设备的特定的反馈移位寄存器，再根据当前通信的波特率计算出第一设备开始发射所述序列码的时间，并根据所计算的时间与第一设备在时间上同步，所述第一设备及所述第二设备时间上同步以后，通过缩短后续发送唤醒或校时信号的时间降低发射功耗。
在本发明所述的双向唤醒方法中，所述当所述第二设备在使用由特定的反馈移位寄存器构成的译码器对该唤醒序列进行译码后，从所接收的唤醒序列中取出与阶数相同数量的码元，并使用与第一设备的特定的反馈移位寄存器相同的初始值来初始化所述特定的第二设备的特定的反馈移位寄存器，再根据当前通信的波特率计算出第一设备开始发射所述序列码的时间，并根据所计算的时间与第一设备在时间上同步，所述第一设备及所述第二设备时间上同步以后，通过缩短后续发送唤醒或校时信号的时间降低发射功耗，包括：
以所述第一设备开始发射所述唤醒序列的起始时间点作为起点，以其初始值作为第二设备的初始值，以接收到的所述唤醒序列的n阶比特码值作为参考值，每位移一次均比较所述参考值与m序列的计算值，若所述参考值与所述计算值不相等则计数器值加一，直至所述计算值与所述计算值相等；其中，所述唤醒序列为n阶m序列；
当所述计算值与所述计算值相等时，所述计数器值除以波特率则得到Tp值；Tp值为所述第一设备开始发射所述唤醒序列的起始时间点至所述第一设备结束发射所述唤醒序列的结束时间点之间的时间。
在本发明所述的双向唤醒方法中，所述当所述第二设备在使用由特定的反馈移位寄存器构成的译码器对该唤醒序列进行译码后，从所接收的唤醒序列中取出与阶数相同数量的码元，并使用与第一设备的特定的反馈移位寄存器相同的初始值来初始化所述特定的第二设备的特定的反馈移位寄存器，再根据当前通信的波特率计算出第一设备开始发射所述序列码的时间，并根据所计算的时间与第一设备在时间上同步，所述第一设备及所述第二设备时间上同步以后，通过缩短后续发送唤醒或校时信号的时间降低发射功耗，包括：
以所述第二设备接收到所述唤醒序列的时间点作为起点，以所述唤醒序列结束时的n阶比特码值作为参考值，每位移一次均比较所述参考值与m序列的计算值，若所述参考值与所述计算值不相等则计数器值加一，直至所述计算值与所述计算值相等；其中，所述唤醒序列为n阶m序列；
当所述计算值与所述计算值相等时，所述计数器值除以波特率则得到Tw值；Tw值为所述第一设备结束发射所述唤醒序列的结束时间点至所述第二设备接收到所述唤醒序列的时间点之间的时间。
在本发明所述的双向唤醒方法中，所述当所述第二设备在使用由特定的反馈移位寄存器构成的译码器对该唤醒序列进行译码后，从所接收的唤醒序列中取出与阶数相同数量的码元，并使用与第一设备的特定的反馈移位寄存器相同的初始值来初始化所述特定的第二设备的特定的反馈移位寄存器，再根据当前通信的波特率计算出第一设备开始发射所述序列码的时间，并根据所计算的时间与第一设备在时间上同步，所述第一设备及所述第二设备时间上同步以后，通过缩短后续发送唤醒或校时信号的时间降低发射功耗，包括：
将Ts值分为L等分以设置L个参考值，以所述第一设备开始发射所述唤醒序列的起始时间点作为起点，每位移一次均比较L个所述参考值，若L个所述参考值中均不等于m序列的计算值则计数器值加一，直至L个所述参考值的至少一个与所述计算值相等；
根据所述相等值对应的参考值的时间位置及所述计数器值计算Tp值；Tp值为所述第一设备开始发射所述唤醒序列的起始时间点至所述第一设备结束发射所述唤醒序列的结束时间点之间的时间。
在本发明所述的双向唤醒方法中，所述当所述第二设备在使用由特定的反馈移位寄存器构成的译码器对该唤醒序列进行译码后，从所接收的唤醒序列中取出与阶数相同数量的码元，并使用与第一设备的特定的反馈移位寄存器相同的初始值来初始化所述特定的第二设备的特定的反馈移位寄存器，再根据当前通信的波特率计算出第一设备开始发射所述序列码的时间，并根据所计算的时间与第一设备在时间上同步，所述第一设备及所述第二设备时间上同步以后，通过缩短后续发送唤醒或校时信号的时间降低发射功耗，还包括：
依据m序列的计算值所需的计算时间及L个所述参考值每比较一次所需的时间，获取占用微处理器的处理时间百分比，获取最佳的L的值以使运算速度最快。
在本发明所述的双向唤醒方法中，还包括：
当所述第二设备接收到所述唤醒序列并被唤醒后，所述第二设备向所述第一设备发送数据包，所述第一设备接收所述数据包以完成本次通信，之后所述第一设备及所述第二设备均进入休眠状态。
在本发明所述的双向唤醒方法中，还包括：
所述第一设备每间隔预设的休眠时间后均再次发送所述唤醒序列。
在本发明所述的双向唤醒方法中，所述唤醒序列的发射时间大于或等于从上次校时到现在自身系统的时钟晶体频率飘移所产生的误差时间。
在本发明所述的双向唤醒方法中，还包括：
于所述休眠时间内，所述第一设备向所述第二设备发送包括时间戳的下行唤醒序列，所述下行唤醒序列的发射时间大于或等于从上次校时到现在自身系统的时钟晶体频率飘移所产生的误差时间；
于所述休眠时间内，所述第二设备向所述第一设备发送上行唤醒序列，所述上行唤醒序列的发射时间大于或等于从上次校时到现在自身系统的时钟晶体频率飘移所产生的误差时间。
在本发明所述的双向唤醒方法中，所述唤醒序列采用曼彻斯特编码；所述第二设备在接收所述唤醒序列时，采用曼彻斯特编码进行预判。
上述公开的一种双向唤醒方法具有以下有益效果：主节点也为低功耗设备，主节点也具有休眠功能，在有通信需求时，其可以发射唤醒信号唤醒从节点；也可以在从节点有通信需求时，从节点发送唤醒信号，把主节点唤醒；通过将时间戳暗含在唤醒信号中，解决了现有技术中时间戳与唤醒信号分开发送的问题，在探测期间同时可以校准时间，降低通信能量消耗，提高通信效率。
附图说明
图1为本发明提供的双向唤醒方法的应用示意图；
图2为本发明提供的一种双向唤醒方法的流程图；
图3为本发明提供的异步时间网络的时序图；
图4为本发明提供的同步时间网络的时序图；
图5为本发明提供的采集设备与基表终端的时序图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种双向唤醒方法，其目的在于，该双向唤醒方法主要应用于抄表系统100，参见图1，图1为本发明提供的双向唤醒方法的应用示意图，在采集端2到基表终端1采用低功耗局域网通信，而采集端2到基站3之间采用低功耗广域网通信，服务器4获取基表数据，查询终端5可以通过互联网查询到该基表数据。将双向唤醒方法应用于采集端2到基表终端1之间，其中，中心节点也做成低功耗的。那么中心节点也具有休眠功能，在有通信需求时，其可以发射唤醒信号唤醒从节点。也可以在从节点有通信需求时，从节点发送唤醒信号，把主节点唤醒，在预设时间内基表终端1将抄表数据上传至采集端2后即为完成一次通信，完成一次通信后基表终端1及采集端2均进入休眠状态，从而达到低功耗及布局方便的有益效果。通过将时间戳暗含在唤醒信号中，解决了现有技术中时间戳与唤醒信号分开发送的问题，在探测期间同时可以校准时间，降低通信能量消耗，提高通信效率。
参见图2，图2为本发明提供的一种双向唤醒方法的流程图，一种双向唤醒方法，用于在第一设备有通信需求时向第二设备发送唤醒信号，第一设备可以是采集端2也可以是基表终端1，若第一设备为采集端2则第二设备则为基表终端1，反之亦然，该双向唤醒方法包括步骤S1-S2：
S1、第一设备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，并在预设时间内向处于休眠探测状态的第二设备发送所述唤醒序列；
由于第一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，第二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第一设备。然而，对于第二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，第二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第二设备产生误唤醒。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，唤醒信息，时间信息于一体，所以编码效率特别高，使通信过程更加简单可靠。
S2、第二设备接收所述唤醒序列，对所述唤醒序列进行解码，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。
参见图3，图3为本发明提供的异步时间网络的时序图，如果没有时间戳功能，那么网络只能工作于唤醒探测窗口在时间上的异步模式，可以用但不是最佳的低功耗模式。因为每次发射唤醒信号的持续时间很长，时间为T，T是秒级。这样主从节点在有通信需求是，发送唤醒信号的功耗是比较大的。
优选的，所述唤醒序列包括时间戳(校时发射)，所述双向唤醒方法还包括：通过所述时间戳反运算出接收到所述唤醒序列的关键时间，从而使所述第一设备及所述第二设备工作于同步时间网络。用m序列作为唤醒码，唤醒码序列中隐含时间戳，在被唤醒端通过反运算，能计算出接收到唤醒码的时刻，相对于开始发送唤醒码的时刻，经过了多长时间。我们把这个时长，命名为Tp。接收到唤醒码时刻，相对于发送唤醒码结束时刻的时长，命名为Tw。Tp与Tw的和为发射唤醒信号的总时长Ts。
参见图4，图4为本发明提供的同步时间网络的时序图；现有技术的异步时间网络中，采集器或电表(第一设备)发射信号的总时长非常长，导致发射功耗较大，时间利用效率低。而图4所示的同步时间网络中，采用m序列作为多项式，并在发射的唤醒信号中隐含时间戳，水表(第二设备)通过反运算，则可以使网络工作于时间同步模式，即采集器(第一设备)及水汽表(第二设备)同步工作于特定时间，如此，采集器(第一设备)减少了发射信号所需的总时长，水汽表(第二设备)减少了接收时间，从而使整个系统提高了通信效率。引入时间戳功能后，可以通过时间戳算法，算得从节点相对于主节点的时钟漂移程度，做时间修正后，使主从节点的唤醒探测窗口处于时间同步的状态，从而当一方有通信需求发射唤醒信号时，不需要发送时间T这么长，而只需要发送时间Tt，Tt宽度远短于T，其宽度由发送校时唤醒信号的间隔和主从节点的相对时钟频率误差决定的。由于Tt一般为毫秒级，从而大大降低双向互唤醒时，发送唤醒信号的功耗。
在通信需求为对所有第二设备进行广播唤醒时，所述编码器所产生的序列码为m序列，且第二设备均包含与所述编码器所对应的译码器。本发明的唤醒序列采用m序列进行发送，当特定的第二设备在使用由特定的反馈移位寄存器构成的译码器对该段序列码进行译码后，从所接收的序列码中取出与阶数相同数量的码元，并使用与第一设备的特定的反馈移位寄存器相同的初始值来初始化所述特定的第二设备的特定的反馈移位寄存器，再根据当前通信的波特率计算出第一设备开始发射所述序列码的时间，并根据所计算的时间与第一设备在时间上同步，所述第一设备及所述第二设备时间上同步以后，通过缩短后续发送唤醒或校时信号的时间降低发射功耗。
第二设备在接收唤醒比特流时，一般要求第一设备首先发送一串位同步码(又称训练码)，第二设备根据位同步码进行同步时钟的分离。由于本发明中，第一设备发送的伪随机序列，在一段码长内，0的个数和1的个数基本相等，而且不会出现较长的连续0或连续1的情况，其可以作为位同步使用，只是效果稍差于发送有规律的01010101010…0101码。如果第二设备的接收电路中，位同步分离电路要求发送较高质量的位同步训练码，则可采用曼切斯特编码解决这个问题，使接收机能分离出较高质量的位同步。这样，第一设备所发送的序列码，具备位同步，唤醒和携带时间信息的多重功能。
另外，第一设备所发送的序列码中，还携带有一个重要的时间基准信息，第二设备计算出这个时间基准信息后，可以与第一设备完成时间上的同步。尤其是在第一设备发送的是广播唤醒或者组唤醒的序列时的情况下，则可以使第一设备覆盖范围内的所有第二设备，或者一组第二设备，在时间上与第一设备同步，从而使多个第二设备之间在时间上也完成同步，为唤醒后的基于时间的通信准备时间基准。计算出这个时间后，就能计算出唤醒后等待通信的时间Tw，那么在Tw等待的时间里，第二设备也可以进入休眠，这样能进一步降低功耗。计算时间基准的具体实现方法如下：
当第二设备的某个译码器，判定相关性后，则确定了该译码器的阶数n和系数，并得到了大于等于n个接收到的正确码元，从中取出n个正确码元，这里命名为序列L，L的长度为n。第二设备使用这些系数，产生一个与第一设备相同的编码器，并使用与第一设备的反馈移位寄存器相同的初始化值来初始化第二设备中的反馈移位寄存器，并设变量k＝0。然后进行与第一设备相同的编码运算，移位寄存器每移动一位，k加1，同时寄存器内的值会发生变化，将寄存器内的值与L比较，不等，则继续移位并k加1，直到寄存器内的值与L相等为止，这时，得到非零值k，如果波特率为b，则第二设备的窗口期与第一设备开始发送唤醒信号的时刻之间的时间差值为：k/b。如果处理器运算和处理的时间比较长，因时间基准精度的要求不能忽略，则需要对计算时间进行补偿(处理器的计算时间可以使用处理器中的定时器或其它方法得到)。那么在不考虑计算时间补偿的情况下，主机开始发送唤醒信号的时刻位于接收到序列L的时刻之前k/b。而Tw＝Ts-k/b。需要说明的是，反馈移位寄存器产生的序列，都是有一定周期的。线性反馈移位寄存器产生的序列，最长周期为2n-1，比如m序列。实际运用中，如果系统需要计算Tw或设备需要时间同步，则第一设备中反馈移位寄存器产生的序列码，以一定的波特率传送，在序列码一个周期内发送的时间应该≥Ts，即在Ts的发送时间内，最多只能发送一个周期内的序列码，否则，计算时间基准时，可能会出错。那么，如果采用线性反馈移位寄存器，则m序列是最好的选择。
下面举例说明该无线通讯方法，这里以波特率19200bps为例，计算采用本发明的系统中，窗口(探测期)t的取值。假设采用阶n＝20的反馈移位寄存器，其多项式最好选用本原多项式。则第一设备在有通信需求时，首先初始化每个寄存器的值(不能全部为0)，然后根据19200bps的同步时钟，将反馈移位寄存器产生的序列码，经过基带编码和曼切斯特编码并调制以后依次发射，持续时间为Ts。Ts的取值根据对功耗的要求和其它要求综合确定。第二设备从休眠到接收状态，接收机的同步分离机制会快速分离出位同步。同时，开始向译码器输入接收到的正确码元，并判断是否是曼切斯特编码，如果不是，则认为是干扰或噪声，停止接收，进入休眠，缩短接收窗口以降低功耗。如果是曼切斯特编码，则继续接收，当移位输入n个比特后(此处n＝20)，译码器的每一位寄存器都被接收到的正确数据刷新，旧的不正确的数据被移出。这时，反馈移位寄存器开始输出0，当连续输出K个0后(K可以等于n，也可以稍大于，或稍小于n，不同应用中决定，此处采用K＝n)，就找到了与通信需求相关的信号。则在探测器t找到唤醒信号花费的时间为：
t＝(3*8+n+K)/19200＝(3*8+20+20)/19200≈0.00333s＝3.33ms
这个时间，就是本发明的窗口时间t，不需要加倍，为了更加可靠，取值稍长一点也可以，比如3.5ms或4ms。
当空中没有唤醒信号时，除了采用预判是否是曼切斯特编码作为排除法的预判缩短探测窗口的时间外。如果确实是曼切斯特编码，但不是本系统合法发送的唤醒编码，当接收到20个比特移入寄存器后，第21个比特移入后，解码器的输出端输出0或1的概率各位50％。此时如果输出1，则可以肯定其为非法信号，此时接收机可以关闭，进入休眠状态，窗口的有效宽度为21个比特对应的时间，并且排除率高达50％。如果此时输出为0，则继续接收下一个比特，则下一个输出为0或1的概率仍然各为50％，为1则关闭接收机进入休眠，此时的排除率已经达到50％+25％＝75％。一次类推，采用本方法的探测窗口宽度，大部分集中在20～22即n～n+2比特对应的时间宽度之间，唤醒功耗极低。因为发送唤醒信号，曼切斯特编码是最好的选择，因为其可以快速分离出位同步。那么，预判曼切斯特编码，可以进一步缩短探测窗口的宽度，降低功耗。
本发明中的通过所述时间戳反运算出接收到所述唤醒序列的关键时间提供多个实施例，包括初始值法、结束值法及分段法。
1、初始值法包括步骤S201-S202。
S201、以所述第一设备开始发射所述唤醒序列的起始时间点作为起点，以接收到的所述唤醒序列的n阶比特码值作为参考值，以所述第一设备发送所述唤醒序列的初始值为初始值，每位移一次均比较所述参考值与m序列的计算值，若所述参考值与所述计算值不相等则计数器值加一，直至所述计算值与所述计算值相等；其中，所述唤醒序列为n阶m序列；例如，以m序列作为多项书，阶数n＝17。第二设备以发送唤醒码的初始值为起点，以接收到的17比特码值为参考值，每移位一次用计算值与参考值比较，不等则计数器加一，相等则结束运算。
S202、当所述计算值与所述计算值相等时，所述计数器值除以波特率则得到Tp值；Tp值为所述第一设备开始发射所述唤醒序列的起始时间点至所述第一设备结束发射所述唤醒序列的结束时间点之间的时间。
该方法的优点为：唤醒点越靠前计算时间越短。
2、结束值法包括步骤S211-S212。
S211、以所述第二设备接收到所述唤醒序列的时间点作为起点，以所述第二设备被唤醒时的n个接收值作为初始值，以所述唤醒序列结束时的n阶比特码值作为参考值，每位移一次均比较所述参考值与m序列的计算值，若所述参考值与所述计算值不相等则计数器值加一，直至所述计算值与所述参考值相等；其中，所述唤醒序列为n阶m序列；例如：第二设备以接收到的17比特唤醒码为起点，以唤醒信号结束时的17比特码值为参考值，每移位一次用计算值与参考值比较，不等则计数器加一，相等则结束运算。
S212、当所述计算值与所述计算值相等时，所述计数器值除以波特率则得到Tw值；Tw值为所述第一设备结束发射所述唤醒序列的结束时间点至所述第二设备接收到所述唤醒序列的时间点之间的时间。
该方法的优点为：唤醒点越靠后计算时间越短。
2、分段值法包括步骤S221-S223。
S221、将Ts值分为L等分以设置L个参考值，以所述第一设备开始发射所述唤醒序列的起始时间点作为起点，以所述第二设备被唤醒时的n个接收值作为初始值，每位移一次均比较L个所述参考值，若L个所述参考值中均不等于m序列的计算值则计数器值加一，直至L个所述参考值的至少一个与所述计算值相等；L为正整数。例如：从唤醒码初始值开始计算，每移位一次比较L个参考值，没找到相等值则计数器加一，找到一个相等值则结束。
S222、根据所述相等值对应的参考值的时间位置及所述计数器值计算Tp值；Tp值为所述第一设备开始发射所述唤醒序列的起始时间点至所述第一设备结束发射所述唤醒序列的结束时间点之间的时间。
S223、依据m序列的计算值所需的计算时间及L个所述参考值每比较一次所需的时间，获取占用微处理器的处理时间做计算，获取最佳的L的值以使运算速度最快。即如果多项式运算的时间，远长于比较一次参考值的时间，则该方法的计算速度比较快，但L值不能取太多，根据运算和比较占用MCU的时长，L值存在最佳点。实际应用中，L值取功耗和计算都能承受的值即可，或者接近最佳点即可。
优选的，参见图5，图5为本发明提供的采集设备与基表终端的时序图，图5中，AP(第一设备)每隔三十分钟发送一次校时信号，同步多个UE(第二设备)，即每天AP与UE之间通信48次，该双向唤醒方法还包括步骤S3-S4：
S3、当所述第二设备接收到所述唤醒序列并被唤醒后，所述第二设备根据收到的唤醒信号校准本地时钟和窗口位置，并根据分配的短地址或时隙号，向所述第一设备发送数据包，所述第一设备接收所有UE的所述数据包以完成本次通信，之后所述第一设备及所述第二设备均进入休眠状态。
S4、所述第一设备每间隔预设的休眠时间后均再次发送所述唤醒序列。即每天AP与UE之间通信48次，每完成一次通信后第一设备及第二设备均进入休眠状态。在时间上已经同步的情况下，发送的唤醒序列码可以很短，只要能覆盖因为频率误差导致的时间漂移即可。
参见图5，为了克服系统晶体本身时间精度所产生的误差，该双向唤醒方法还包括步骤S5：
S5、所述唤醒序列的发射时间大于或等于从上次校时到现在自身系统的晶体频率飘移所产生的误差时间；并于所述休眠时间内，所述第一设备向所述第二设备发送包括时间戳的下行唤醒序列，所述下行唤醒序列的发射时间大于或等于从上次校时到现在自身系统的晶体频率飘移所产生的误差时间。该种情况下，唤醒序列的发射时间宽度很窄，即发射时间很短，校时窗口也较小，降低了系统功耗。同样的，于所述休眠时间内，所述第二设备向所述第一设备发送上行唤醒序列，所述上行唤醒序列的发射时间大于或等于从上次校时到现在自身系统的时钟晶体频率飘移所产生的误差时间。
频率漂移是指某些装置长时间连续工作时，其输出频率值随着时间的变化而缓慢地单方向变化。
本发明提供的时间戳算法和其它系统的时间戳相比，最大的好处是几乎不消耗多余能量。比如NB-ioT的时间戳，是数据包中发下来的，那么接收这个数据包，需要很长时间，则功耗大。而本发明提供的时间戳，暗含在唤醒信号中，即使不发唤醒信号，也需要开这个窗口探测一下。探测期间顺便校准时间，不消耗太多能量。
本文提供了实施例的各种操作。在一个实施例中，所述的一个或操作可以构成一个或计算机可读介质上存储的计算机可读指令，其在被电子设备执行时将使得计算设备执行所述操作。描述一些或所有操作的顺序不应当被解释为暗示这些操作必需是顺序相关的。本领域技术人员将理解具有本说明书的益处的可替代的排序。而且，应当理解，不是所有操作必需在本文所提供的每个实施例中存在。
而且，本文所使用的词语“优选的”意指用作实例、示例或例证。奉文描述为“优选的”任意方面或设计不必被解释为比其他方面或设计更有利。相反，词语“优选的”的使用旨在以具体方式提出概念。如本申请中所使用的术语“或”旨在意指包含的“或”而非排除的“或”。即，除非另外指定或从上下文中清楚，“X使用A或B”意指自然包括排列的任意一个。即，如果X使用A；X使用B；或X使用A和B二者，则“X使用A或B”在前述任一示例中得到满足。
而且，尽管已经相对于一个或实现方式示出并描述了本公开，但是本领域技术人员基于对本说明书和附图的阅读和理解将会想到等价变型和修改。本公开包括所有这样的修改和变型，并且仅由所附权利要求的范围限制。特别地关于由上述组件(例如元件、资源等)执行的各种功能，用于描述这样的组件的术语旨在对应于执行所述组件的指定功能(例如其在功能上是等价的)的任意组件(除非另外指示)，即使在结构上与执行本文所示的本公开的示范性实现方式中的功能的公开结构不等同。此外，尽管本公开的特定特征已经相对于若干实现方式中的仅一个被公开，但是这种特征可以与如可以对给定或特定应用而言是期望和有利的其他实现方式的一个或其他特征组合。而且，就术语“包括”、“具有”、“含有”或其变形被用在具体实施方式或权利要求中而言，这样的术语旨在以与术语“包含”相似的方式包括。
本发明实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以多个或多个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。上述的各装置或系统，可以执行相应方法实施例中的存储方法。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种双向唤醒方法，其特征在于，提供第一设备及第二设备，当所述第一设备为低功耗主节点时，所述第二设备为低功耗从节点，当所述第一设备为低功耗从节点时，所述第二设备为低功耗主节点，该双向唤醒方法包括：
第一设备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，并在预设时间内向处于休眠探测状态的第二设备发送所述唤醒序列；
所述第二设备接收所述唤醒序列，对所述唤醒序列进行解码，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；所述唤醒序列包括时间戳；
当所述第二设备在使用由特定的反馈移位寄存器构成的译码器对该唤醒序列进行译码后，从所接收的唤醒序列中取出与阶数相同数量的码元，并使用与第一设备的特定的反馈移位寄存器相同的初始值来初始化特定的第二设备的特定的反馈移位寄存器，再根据当前通信的波特率计算出第一设备开始发射序列码的时间，并根据所计算的时间与第一设备在时间上同步，所述第一设备及所述第二设备时间上同步以后，通过缩短后续发送唤醒或校时信号的时间降低发射功耗；
其中，所述当所述第二设备在使用由特定的反馈移位寄存器构成的译码器对该唤醒序列进行译码后，从所接收的唤醒序列中取出与阶数相同数量的码元，并使用与第一设备的特定的反馈移位寄存器相同的初始值来初始化所述特定的第二设备的特定的反馈移位寄存器，再根据当前通信的波特率计算出第一设备开始发射所述序列码的时间，并根据所计算的时间与第一设备在时间上同步，所述第一设备及所述第二设备时间上同步以后，通过缩短后续发送唤醒或校时信号的时间降低发射功耗，包括：
以所述第一设备开始发射所述唤醒序列的起始时间点作为起点，以其初始值作为第二设备的初始值，以接收到的所述唤醒序列的n阶比特码值作为参考值，每位移一次均比较所述参考值与m序列的计算值，若所述参考值与所述计算值不相等则计数器值加一，直至所述计算值与所述计算值相等；其中，所述唤醒序列为n阶m序列；
当所述计算值与所述计算值相等时，所述计数器值除以波特率则得到Tp值；Tp值为所述第一设备开始发射所述唤醒序列的起始时间点至所述第一设备结束发射所述唤醒序列的结束时间点之间的时间。
2.根据权利要求1所述的双向唤醒方法，其特征在于，还包括：
当所述第二设备接收到所述唤醒序列并被唤醒后，所述第二设备向所述第一设备发送数据包，所述第一设备接收所述数据包以完成本次通信，之后所述第一设备及所述第二设备均进入休眠状态。
3.根据权利要求1所述的双向唤醒方法，其特征在于，所述唤醒序列采用曼彻斯特编码；所述第二设备在接收所述唤醒序列时，采用曼彻斯特编码进行预判，进一步收窄探测窗口，降低功耗。
4.一种双向唤醒方法，其特征在于，提供第一设备及第二设备，当所述第一设备为低功耗主节点时，所述第二设备为低功耗从节点，当所述第一设备为低功耗从节点时，所述第二设备为低功耗主节点，该双向唤醒方法包括：
第一设备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，并在预设时间内向处于休眠探测状态的第二设备发送所述唤醒序列；
所述第二设备接收所述唤醒序列，对所述唤醒序列进行解码，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；所述唤醒序列包括时间戳；
当所述第二设备在使用由特定的反馈移位寄存器构成的译码器对该唤醒序列进行译码后，从所接收的唤醒序列中取出与阶数相同数量的码元，并使用与第一设备的特定的反馈移位寄存器相同的初始值来初始化特定的第二设备的特定的反馈移位寄存器，再根据当前通信的波特率计算出第一设备开始发射序列码的时间，并根据所计算的时间与第一设备在时间上同步，所述第一设备及所述第二设备时间上同步以后，通过缩短后续发送唤醒或校时信号的时间降低发射功耗；
其中，所述当所述第二设备在使用由特定的反馈移位寄存器构成的译码器对该唤醒序列进行译码后，从所接收的唤醒序列中取出与阶数相同数量的码元，并使用与第一设备的特定的反馈移位寄存器相同的初始值来初始化所述特定的第二设备的特定的反馈移位寄存器，再根据当前通信的波特率计算出第一设备开始发射所述序列码的时间，并根据所计算的时间与第一设备在时间上同步，所述第一设备及所述第二设备时间上同步以后，通过缩短后续发送唤醒或校时信号的时间降低发射功耗，包括：
将Ts值分为L等分以设置L个参考值，以所述第一设备开始发射所述唤醒序列的起始时间点作为起点，每位移一次均比较L个所述参考值，若L个所述参考值中均不等于m序列的计算值则计数器值加一，直至L个所述参考值的至少一个与所述计算值相等；Ts为发射唤醒信号的总时长；
根据相等值对应的参考值的时间位置及所述计数器值计算Tp值；Tp值为所述第一设备开始发射所述唤醒序列的起始时间点至所述第一设备结束发射所述唤醒序列的结束时间点之间的时间。
5.根据权利要求4所述的双向唤醒方法，其特征在于，所述当所述第二设备在使用由特定的反馈移位寄存器构成的译码器对该唤醒序列进行译码后，从所接收的唤醒序列中取出与阶数相同数量的码元，并使用与第一设备的特定的反馈移位寄存器相同的初始值来初始化所述特定的第二设备的特定的反馈移位寄存器，再根据当前通信的波特率计算出第一设备开始发射所述序列码的时间，并根据所计算的时间与第一设备在时间上同步，所述第一设备及所述第二设备时间上同步以后，通过缩短后续发送唤醒或校时信号的时间降低发射功耗，还包括：
依据m序列的计算值所需的计算时间及L个所述参考值每比较一次所需的时间，获取占用微处理器的处理时间百分比，获取最佳的L的值以使运算速度最快。
6.根据权利要求4所述的双向唤醒方法，其特征在于，还包括：
当所述第二设备接收到所述唤醒序列并被唤醒后，所述第二设备向所述第一设备发送数据包，所述第一设备接收所述数据包以完成本次通信，之后所述第一设备及所述第二设备均进入休眠状态。
7.根据权利要求6所述的双向唤醒方法，其特征在于，还包括：
所述第一设备每间隔预设的休眠时间后均再次发送所述唤醒序列。
8.根据权利要求7所述的双向唤醒方法，其特征在于，所述唤醒序列的发射时间大于或等于从上次校时到现在自身系统的时钟晶体频率飘移所产生的误差时间。
9.根据权利要求8所述的双向唤醒方法，其特征在于，还包括：
于所述休眠时间内，所述第一设备向所述第二设备发送下行唤醒序列，所述下行唤醒序列的发射时间大于或等于从上次校时到现在自身系统的时钟晶体频率飘移所产生的误差时间；
于所述休眠时间内，所述第二设备向所述第一设备发送上行唤醒序列，所述上行唤醒序列的发射时间大于或等于从上次校时到现在自身系统的时钟晶体频率飘移所产生的误差时间。
10.根据权利要求4所述的双向唤醒方法，其特征在于，所述唤醒序列采用曼彻斯特编码；所述第二设备在接收所述唤醒序列时，采用曼彻斯特编码进行预判，进一步收窄探测窗口，降低功耗。
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