CN111315004A - 一种通信方法及系统、数据发送设备、数据接收设备 - Google Patents

一种通信方法及系统、数据发送设备、数据接收设备 Download PDF

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Abstract

一种通信方法及系统、数据发送设备和数据接收设备，其中，该通信方法包括：数据发送设备发送包括第一前导码的握手信号至数据接收设备；数据发送设备接收数据接收设备发送的握手响应信号；数据发送设备发送包括第二前导码的数据信号至数据接收设备，所述第二前导码的长度小于所述第一前导码的长度。本申请能够显著降低大量数据收发的传输时间，而且由于传输时间的缩短，数据的传输功耗也将大大降低。

Description

一种通信方法及系统、数据发送设备、数据接收设备
技术领域
本申请实施例涉及但不限于通信技术领域，尤其涉及一种通信方法及系统、数据发送设备、数据接收设备。
背景技术
远距离无线传输(Long Range，LoRa)是一种基于扩频技术的无线传输技术，其特点是距离远、功耗低、节点多、成本低、抗扰特性强，可广泛应用于智慧城市、交通监控、物流和农业等场景中。
LoRa技术一般采用信道活动检测(Channel Activity Detection，CAD)的方法来降低系统的功耗，但如果在通信过程中，需要进行大量数据的收发，采用信道活动检测会大大增加数据的传输时间，进而会增加系统的功耗。
发明内容
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
本申请实施例提供了一种通信方法，包括：数据发送设备发送包括第一前导码的握手信号至数据接收设备；所述数据发送设备接收所述数据接收设备发送的握手响应信号；所述数据发送设备发送包括第二前导码的数据信号至所述数据接收设备，所述第二前导码的长度小于所述第一前导码的长度。
在一种示例性实施例中，所述握手信号还包括数据发送设备的设备信息和第二前导码的长度信息。
在一种示例性实施例中，所述第二前导码为所述第一前导码的最低N个字节或最高N个字节，N为大于1且小于M的自然数，M为所述第一前导码的总字节数。
在一种示例性实施例中，所述数据发送设备接收所述数据接收设备发送的数据接收成功信号。
本申请实施例还提供了一种通信方法，包括：数据接收设备在每次经过第一时长的休眠后，对所述数据接收设备进行一次第二时长的信道活动检测；响应于所述信道活动检测的结果为未检测到数据发送设备发送的包括第一前导码的握手信号，所述数据接收设备继续进行第一时长的休眠；响应于所述信道活动检测的结果为检测到数据发送设备发送的包括第一前导码的握手信号，所述数据接收设备发送握手响应信号至所述数据发送设备并接收所述数据发送设备发送的包括第二前导码的数据信号，所述握手信号包括第一前导码、所述数据发送设备的设备信息和第二前导码的长度信息，所述第二前导码的长度小于所述第一前导码的长度。
在一种示例性实施例中，在所述数据接收设备接收所述包括第二前导码的数据信号之后，所述方法还包括：所述数据接收设备发送数据接收成功信号至所述数据发送设备。
本申请实施例还提供了一种通信方法，包括：数据发送设备发送包括第一前导码的握手信号至数据接收设备；数据接收设备在每次经过第一时长的休眠后，进行一次第二时长的信道活动检测；响应于所述信道活动检测的结果为检测到数据发送设备发送的包括第一前导码的握手信号，所述数据接收设备发送握手响应信号至所述数据发送设备，所述握手信号包括第一前导码、所述数据发送设备的设备信息和第二前导码的长度信息，所述第二前导码的长度小于所述第一前导码的长度；数据发送设备接收所述数据接收设备发送的握手响应信号，并发送包括第二前导码的数据信号至所述数据接收设备；数据接收设备接收所述数据发送设备发送的包括第二前导码的数据信号后继续进行第一时长的休眠。
本申请实施例还提供了一种数据发送设备，包括：第一握手模块和第一传输模块，其中，第一握手模块，用于发送包括第一前导码的握手信号至数据接收设备，并接收所述数据接收设备发送的握手响应信号；第一传输模块，用于发送包括第二前导码的数据信号至所述数据接收设备，所述第二前导码的长度小于第一前导码的长度。
本申请实施例还提供了一种数据接收设备，一般为需要低功耗的移动终端，包括：休眠控制模块、信道活动检测模块和第二传输模块，其中，休眠控制模块，用于每次经过第一时长的休眠后唤醒所述数据接收设备并发送信道活动检测通知至信道活动检测模块；接收到休眠通知后，进行第一时长的休眠；信道活动检测模块，用于接收到所述信道活动检测通知后，进行一次第二时长的信道活动检测，响应于未检测到数据发送设备发送的包括第一前导码的握手信号，则发送休眠通知至休眠控制模块；响应于检测到数据发送设备发送的包括第一前导码的握手信号，则发送数据接收通知至第二传输模块；第二传输模块，用于接收到数据接收通知，发送握手响应信号至所述数据发送设备，并接收所述数据发送设备发送的包括第二前导码的数据信号，接收完成后发送休眠通知至休眠控制模块，所述握手信号包括第一前导码、所述数据发送设备的设备信息和第二前导码的长度信息，所述第二前导码的长度小于所述第一前导码的长度。
本申请实施例还提供了一种通信系统，包括如上所述的数据发送设备和数据接收设备。
在阅读并理解了附图概述和本申请的实施方式后，可以明白其他方面。
附图说明
图1为本申请实施例的一种信道活动检测模式下，数据传输各阶段的设备功耗示意图；
图2为本申请实施例的一种数据发送设备和数据接收设备之间的通信流程示意图；
图3为本申请实施例的一种通信方法的流程示意图；
图4为本申请实施例的一种远距离无线传输数据包结构示意图；
图5为本申请实施例的一种数据发送设备和数据接收设备之间的通信原理示意图；
图6为本申请实施例的另一种通信方法的流程示意图；
图7为本申请实施例的又一种通信方法的流程示意图；
图8为本申请实施例的一种数据发送设备的结构示意图；
图9为本申请实施例的一种数据接收设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本申请的实施方式进行说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本申请的范围。
在LoRa通信过程中，为了保证通信数据被及时有效地接收到，除了发送数据时，LoRa设备(此处LoRa设备指数据接收设备，一般为低功耗的移动终端，本实施例中的数据接收设备可以接收数据，也可以发送数据，只是大部分时间处于接收状态)一般处于接收状态，但处于接收状态的LoRa设备耗电是非常大的，记接收状态的LoRa设备的功耗为Prec(实际测试的功耗一般在20mA×T，mA为电流单位毫安，T为时间)。本实施例中，采用信道活动检测的方法来降低LoRa设备的功耗，如图1所示，记第一时长Tsleep为LoRa设备的休眠时长，第二时长Twk为LoRa设备的信道活动检测的时长，LoRa设备进行信道活动检测的周期Tcad为第一时长Tsleep与第二时长Twk之和，即Tcad＝Tsleep+Twk，记休眠状态的LoRa设备的功耗为第一功耗Psleep(一般在uA×T量级，uA为电流单位微安)，记前导码检测期间的设备功耗为第二功耗Pwk(实际检测一般高达120mA×T)，记数据接收期间Trec的设备功耗为第三功耗Prec，Psleep远小于Prec。LoRa设备会定期唤醒，检测是否收到前导码，唤醒的时长与信道活动检测的时长Twk一致，这样在整个信道活动检测的周期内，若没有数据需要接收(即没有检测到前导码)，只有在第二时长Twk时段，LoRa设备处于唤醒状态，在其余时段(Tcad-Twk)，LoRa设备则会处于休眠状态；若检测到前导码，说明有数据需要接收，则LoRa设备打开接收功能，接收数据(如Trec时段所示)。第二时长Twk一般为几个毫秒(如取1至2毫秒)，Tcad可根据前导码(Preamble)长度来设定，例如，当前导码的发送时长为600毫秒时，Tcad可取500毫秒。
当启用信道活动检测且无数据接收时，设备功耗P0为
Figure BDA0002384411730000041
记Tcad/Twk＝n(n的数量级一般为百)，那么公式(1)可以近似为
Figure BDA0002384411730000051
从而得到：P0<Prec，信道活动检测可以有效降低设备功耗。但是为了保证数据能够被接收到，一般要求数据发送设备(该数据发送设备一般为对功耗没有特别要求的网关服务器，本实施例中的数据发送设备可以发送数据，也可以接收数据)发送第一前导码的时长要大于或等于Tcad，而数据接收设备的接收时长Trec包括了前导码接收时长Tpre、有效数据的接收时长(Tdata)和接收后的延时时长Tdelay(Tdelay可自行设定，最小为0，本公开不考虑接收后延时的影响，以下均认为Tdelay为0)，即
Trec＝Tpre+Tdata (3)
当启用信道活动检测且有数据接收时，设备功耗P1为
Figure BDA0002384411730000052
假设前导码的长度是有效数据长度的m倍，则有Tpre＝m×Tdata，结合公式(3)和公式(4)，可以得到
Figure BDA0002384411730000053
当需要连续传输多帧数据时，只有第一帧需要作前导码检测，后续帧则不需要，假设需要传输M帧数据，那么，M帧数据传输的功耗PM为
Figure BDA0002384411730000054
当M足够大时，公式(6)可以近似为
PM＝Prec (7)
所需时间TM为
TM＝M×(m+1)×Tdata (8)
从公式(8)中可以看到，前导码发送的时间过长(m很大)会降低有效数据的发送效率，尤其是传输需要多帧才能完成的数据中，传输时间会成倍数增加，这对于用户体验是非常不利的。
因此，如图2所示，本公开将数据的传输分为两个阶段：握手阶段和数据传输阶段。
本实施例中，握手阶段采用长前导码的形式以保证数据发送设备发送的数据能够被数据接收设备接收到。具体如下：数据发送设备先发送包含第一前导码和本机信息的握手信号，然后进入接收模式，数据接收设备一直在进行信道活动检测，当检测到前导码时，进入接收模式，接收数据发送设备发送的握手信号，然后向数据发送设备发送握手响应信号，数据发送设备接收到握手响应信号后则完成握手阶段，实现数据发送设备与数据接收设备的连接。
本实施例中，本机信息包括数据发送设备的媒体访问控制(Media AccessControl，MAC)地址(或唯一识别码)、数据传输阶段的第二前导码长度等信息，在握手完成后和数据传输开始前需要据此设置第二前导码长度。
第二前导码设置完成后进入数据传输阶段，数据传输阶段采用第二前导码(第二前导码的长度小于第一前导码的长度，示例性的，第二前导码可以取第一前导码的最低6个字节)传输，这样既可以降低设备的传输功耗，又能提高大数据传输时的速度。
若记第一前导码的长度为L1，第二前导码的长度为L2(L1>L2)，每帧数据有效长度为Ldata，那么根据公式(8)，正常情况下，数据所需的传输时间为
TM1＝M×(L1/Ldata+1)×Tdata (9)
而采用本公开所示方法，数据所需的传输时间
TM2＝(L1/Ldata+1)×Tdata+M×(L2/Ldata+1)×Tdata (10)
当M足够大时，公式(10)可以简化为
TM2＝M×(L2/Ldata+1)×Tdata (11)
比较公式(9)和公式(10)可以得到：本公开所示方法能够显著降低大量数据收发的传输时间，而且由于传输时间的缩短，根据公式(7)，数据传输所需的功耗为功率与时间的乘积，因此数据的传输功耗也将大大降低。
图3是本公开实施例的一种通信方法的流程示意图。如图3所示，在本实施例中，所述通信方法包括步骤301至步骤303。
本实施例中，步骤301包括：数据发送设备发送包括第一前导码的握手信号至数据接收设备。
在一种示例性实施例中，所述握手信号可以为LoRa数据包。
如图4所示，LoRa数据包主要包括：前导码、可选类型的报头、数据载荷等。其中，前导码用于保持接收端与输入的数据流同步，作用是提醒接收端即将发送的是数据载荷，注意接收，以免丢失有用信号，当前导码发送完毕后，会立即发送数据载荷。通常，前导码的长度可以在10到65536比特之间进行设定。基于这样的机制，每一个LoRa数据包的前导码发送时间就可以在数个毫秒到数十分钟之间进行调整。采用信道活动检测技术，探测前导码的时间在0.4毫秒到2毫秒内。
本实施例中，存在两种不同长度的前导码：握手信号中的第一前导码和数据信号中的第二前导码。其中，第一前导码的长度大于第二前导码的长度。
在一种示例性实施例中，所述握手信号还包括数据载荷部分，所述数据载荷部分包括以下至少之一：数据发送设备的设备信息和第二前导码的长度信息。
示例性的，数据发送设备的设备信息可以为数据发送设备的媒体访问控制地址或唯一识别码信息等。
在一种示例性实施例中，所述第一前导码的发送时长大于或等于数据接收设备的信道活动检测时长与休眠时长之和。
如图5所示，假设休眠时长为第一时长Tsleep，信道活动检测时长为第二时长Twk，第一前导码的发送时长为第三时长T1，则T1≥Twk+Tsleep。由于T1大于等于Twk+Tsleep，那么在第三时长T1中，数据接收设备必定能经历一次信道活动检测，从而保证数据发送设备发送的每个第一前导码都可以被数据接收设备进行至少一次的信道活动检测，也就保证了数据接收设备可以及时接收数据发送设备发送的LoRa数据包，进行及时的有效交互；此外，由于数据接收设备的第一时长Tsleep大于第二时长Twk，数据接收设备大部分时间都处于休眠状态，从而可以大大降低数据接收设备的功耗。
示例性的，假设第一前导码的长度为600比特，数据发送设备采用的无线通讯参数中，扩频因子SF＝7，载波频率433MHz，带宽125kHz，则第一前导码的发送时长T1等于618.75毫秒，数据接收设备进行一次信道活动检测的第二时长Twk大概为1.8毫秒，则为满足Twk+Tsleep≤T1，数据接收设备的第一时长Tsleep需小于或等于616.95毫秒。比如，实际应用中，可选取第一时长Tsleep＝500毫秒。由此看出，数据接收设备第一时长可达500毫秒，仅用1.8毫秒唤醒并进行信道活动检测，可以大大节省功耗；此外，每隔501.8毫秒的一次信道活动检测，将不会错过对发送时长为618.75毫秒的第一前导码的检测，从而可以保证数据接收设备及时接收到数据发送设备发送的LoRa数据包，不会因为数据接收设备大部分时间处于休眠状态而产生丢包现象。
步骤302包括：数据发送设备接收数据接收设备发送的握手响应信号。
在一种示例性实施例中，所述握手响应信号也可以为LoRa数据包。该握手响应信号主要用于数据接收设备指示数据发送设备，握手成功，数据发送设备可以开始发送数据信号了。
步骤303包括：数据发送设备发送包括第二前导码的数据信号至数据接收设备，所述第二前导码的长度小于所述第一前导码的长度。
在一种示例性实施例中，所述数据信号也可以为LoRa数据包。
在一种示例性实施例中，所述第二前导码为所述第一前导码的最低N个字节或最高N个字节，N为大于1且小于M的自然数，M为所述第一前导码的总字节数。
在一种示例性实施例中，当所述数据信号包括两帧或两帧以上时，所述数据接收设备只对第一帧数据进行前导码检测，从而被唤醒，对第二帧及第二帧之后的帧则直接处于接收状态。
在一种示例性实施例中，所述通信方法还包括：所述数据发送设备接收数据接收设备发送的数据接收成功信号。本实施例通过数据接收成功信号指示本次数据传输顺利完成。
在一种示例性实施例中，所述通信方法还包括：
所述数据发送设备接收所述数据接收设备发送的反向传输信号，所述反向传输信号包括所述数据接收设备的设备信息和第三前导码的长度信息；
所述数据发送设备发送反向传输响应信号至所述数据接收设备；
所述数据发送设备接收所述数据接收设备发送的包含第三前导码的数据信号，所述第三前导码的长度小于所述第一前导码的长度。
图6是本公开实施例的另一种通信方法的流程示意图。如图6所示，在本实施例中，所述通信方法包括步骤601至步骤603。
本实施例中，步骤601包括：数据接收设备在每次经过第一时长Tsleep的休眠后，进行一次第二时长Twk的信道活动检测，响应于所述信道活动检测的结果为未检测到数据发送设备发送的包括第一前导码的握手信号，转到步骤602；响应于所述信道活动检测的结果为检测到数据发送设备发送的包括第一前导码的握手信号，所述握手信号包括第一前导码、所述数据发送设备的设备信息和第二前导码的长度信息，所述第二前导码的长度小于所述第一前导码的长度，转到步骤603。
本实施例中，第一时长Tsleep大于第二时长Twk，且第一时长Tsleep与第二时长Twk之和小于或等于数据发送设备发送第一前导码的时长。
步骤602包括：所述数据接收设备继续进行第一时长Tsleep的休眠；
步骤603包括：所述数据接收设备发送握手响应信号至所述数据发送设备并接收所述数据发送设备发送的包括第二前导码的数据信号。
在一种示例性实施例中，所述握手响应信号也可以为LoRa数据包。该握手响应信号主要用于数据接收设备指示数据发送设备，握手成功，数据发送设备可以开始发送数据信号了。
本实施例中，存在两种不同长度的前导码：握手信号中的第一前导码和数据信号中的第二前导码，其中，第一前导码的长度大于第二前导码的长度。
如图5所示，假设休眠时长为第一时长Tsleep，信道活动检测的时长为第二时长Twk，第一前导码的发送时长为第三时长T1，则T1≥Twk+Tsleep。由于T1大于等于Twk+Tsleep，那么在第三时长T1中，数据接收设备必定能经历一次信道活动检测，从而保证数据发送设备发送的每个第一前导码都可以被数据接收设备进行至少一次的信道活动检测，也就保证了数据接收设备可以及时接收数据发送设备发送的LoRa数据包，进行及时的有效交互；此外，由于数据接收设备的第一时长Tsleep大于信道活动检测的第二时长Twk，数据接收设备大部分时间都处于休眠状态，从而可以大大降低数据接收设备的功耗。
示例性的，假设第一前导码的长度为600比特，数据发送设备采用的无线通讯参数中，扩频因子SF＝7，载波频率433MHz，带宽125kHz，则第一前导码的发送时长T1等于618.75毫秒，数据接收设备进行一次信道活动检测的第二时长Twk大概为1.8毫秒，则为满足Twk+Tsleep≤T1，数据接收设备进行一次休眠的第一时长Tsleep需小于或等于616.95毫秒。比如，实际应用中，可选取第一时长Tsleep＝500毫秒。由此看出，数据接收设备的第一时长Tsleep可达500毫秒，仅用1.8毫秒唤醒并进行信道活动检测，可以大大节省功耗；此外，每隔501.8毫秒的一次信道活动检测，将不会错过对发送时长为618.75毫秒的第一前导码的检测，从而可以保证数据接收设备及时接收到数据发送设备发送的LoRa数据包，不会因为数据接收设备大部分时间处于休眠状态而产生丢包现象。
在一种示例性实施例中，所述数据信号也可以为LoRa数据包。
在一种示例性实施例中，当所述数据信号包括两帧或两帧以上时，所述数据接收设备只对第一帧数据进行前导码检测，从而被唤醒，对第二帧及第二帧之后的帧则直接处于接收状态。
在一种示例性实施例中，所述通信方法还包括：所述数据接收设备发送数据接收成功信号至数据发送设备。本实施例通过数据接收成功信号指示本次数据传输顺利完成。
在一种示例性实施例中，所述通信方法还包括：
所述数据接收设备发送反向传输信号至数据发送设备，所述反向传输信号包括所述数据接收设备的设备信息和第三前导码的长度信息；
所述数据接收设备接收数据发送设备发送的反向传输响应信号；
所述数据接收设备发送包含第三前导码的数据信号至数据发送设备，所述第三前导码的长度小于所述第一前导码的长度。
图7是本公开实施例的另一种通信方法的流程示意图。如图7所示，在本实施例中，所述通信方法包括步骤701至步骤704。
本实施例中，步骤701包括：数据发送设备发送包括第一前导码的握手信号至数据接收设备。
在一种示例性实施例中，所述握手信号可以为LoRa数据包。
如图4所示，LoRa数据包主要包括：前导码、可选类型的报头、数据载荷等。其中，前导码用于保持接收端与输入的数据流同步，作用是提醒接收端即将发送的是数据载荷，注意接收，以免丢失有用信号，当前导码发送完毕后，会立即发送数据载荷。通常，前导码的长度可以在10到65536比特之间进行设定。基于这样的机制，每一个LoRa数据包的前导码发送时间就可以在数个毫秒到数十分钟之间进行调整。采用信道活动检测技术，探测前导码的时间在0.4毫秒到2毫秒内就可以完成。
本实施例中，存在两种不同长度的前导码：握手信号中的第一前导码和数据信号中的第二前导码，其中，第一前导码的长度大于第二前导码的长度。
在一种示例性实施例中，所述握手信号还包括数据载荷部分，所述数据载荷部分包括以下至少之一：数据发送设备的设备信息和第二前导码的长度信息。
在一种示例性实施例中，所述第一前导码的发送时长大于或等于数据接收设备的信道活动检测时长与休眠时长之和。
如图5所示，假设休眠时长为第一时长Tsleep，信道活动检测时长为第二时长Twk，第一前导码的发送时长为第三时长T1，则T1≥Twk+Tsleep。由于T1大于等于Twk+Tsleep，那么在时长T1中，数据接收设备必定能经历一次信道活动检测，从而保证数据发送设备发送的每个第一前导码都可以被数据接收设备进行至少一次的信道活动检测，也就保证了数据接收设备可以及时接收数据发送设备发送的LoRa数据包，进行及时的有效交互；此外，由于数据接收设备的休眠时长Tsleep大于信道活动检测的时长Twk，数据接收设备大部分时间都处于休眠状态，从而可以大大降低数据接收设备的功耗。
示例性的，假设第一前导码的长度为600比特，数据发送设备采用的无线通讯参数中，扩频因子SF＝7，载波频率433MHz，带宽125kHz，则第一前导码的发送时长T1等于618.75毫秒，数据接收设备进行一次信道活动检测的第二时长Twk大概为1.8毫秒，则为满足Twk+Tsleep≤Tl，数据接收设备进行一次休眠的第一时长Tsleep需小于或等于616.95毫秒。比如，实际应用中，可选取第一时长Tsleep＝500毫秒。由此看出，数据接收设备第一时长可达500毫秒，仅用1.8毫秒唤醒并进行信道活动检测，可以大大节省功耗；此外，每隔501.8毫秒的一次信道活动检测，将不会错过对发送时长为618.75毫秒的第一前导码的检测，从而可以保证数据接收设备及时接收到数据发送设备发送的LoRa数据包，不会因为数据接收设备大部分时间处于休眠状态而产生丢包现象。
步骤702包括：数据接收设备在每次经过第一时长的休眠后，进行一次第二时长Twk的信道活动检测；响应于信道活动检测的结果为检测到数据发送设备发送的包括第一前导码的握手信号，数据接收设备发送握手响应信号至数据发送设备，所述握手信号包括第一前导码、所述数据发送设备的设备信息和第二前导码的长度信息。
在一种示例性实施例中，所述握手响应信号也可以为LoRa数据包。该握手响应信号主要用于数据接收设备指示数据发送设备，握手成功，数据发送设备可以开始发送数据信号了。
步骤703包括：数据发送设备接收数据接收设备发送的握手响应信号，并发送包括第二前导码的数据信号至数据接收设备，所述第二前导码的长度小于第一前导码的长度。
在一种示例性实施例中，所述数据信号也可以为LoRa数据包。
在一种示例性实施例中，当所述数据信号包括两帧或两帧以上时，所述数据接收设备只对第一帧数据进行前导码检测，从而被唤醒，对第二帧及第二帧之后的帧则直接处于接收状态。
步骤704包括：数据接收设备接收数据发送设备发送的包括第二前导码的数据信号后继续进行第一时长Tsleep的休眠。
在一种示例性实施例中，所述通信方法还包括：所述数据接收设备发送数据接收成功信号至数据发送设备。本实施例通过数据接收成功信号指示本次数据传输顺利完成。
在一种示例性实施例中，所述通信方法还包括：
所述数据接收设备发送反向传输信号至数据发送设备，所述反向传输信号包括所述数据接收设备的设备信息和第三前导码的长度信息；
所述数据接收设备接收数据发送设备发送的反向传输响应信号；
所述数据接收设备发送包含第三前导码的数据信号至数据发送设备，所述第三前导码的长度小于所述第一前导码的长度。
图8是本公开实施例的一种数据发送设备的结构示意图，该数据发送设备一般为对功耗没有特别要求的网关服务器，本申请实施例中的数据发送设备可以发送数据，也可以接收数据。如图8所示，在本实施例中，该数据发送设备包括第一握手模块801和第一传输模块802，其中，第一握手模块801，用于发送包括第一前导码的握手信号至数据接收设备，并接收数据接收设备发送的握手响应信号；第一传输模块802，用于发送包括第二前导码的数据信号至数据接收设备，所述第二前导码的长度小于第一前导码的长度。
在一种示例性实施例中，所述握手信号可以为LoRa数据包。
本实施例中，存在两种不同长度的前导码：握手信号中的第一前导码和数据信号中的第二前导码，其中，第一前导码的长度大于第二前导码的长度。
在一种示例性实施例中，所述握手信号还包括数据载荷部分，所述数据载荷部分包括以下至少之一：数据发送设备的设备信息和第二前导码的长度信息。
在一种示例性实施例中，所述第一前导码的发送时长大于或等于数据接收设备的信道活动检测时长与休眠时长之和。
在一种示例性实施例中，所述握手响应信号也可以为LoRa数据包。该握手响应信号主要用于数据接收设备指示数据发送设备，握手成功，数据发送设备可以开始发送数据信号了。
在一种示例性实施例中，所述数据信号也可以为LoRa数据包。
在一种示例性实施例中，当所述数据信号包括两帧或两帧以上时，所述数据接收设备只对第一帧数据进行前导码检测，从而被唤醒，对第二帧及第二帧之后的帧则直接处于接收状态。
在一种示例性实施例中，所述第一传输模块802还用于，接收数据接收设备发送的数据接收成功信号。本实施例通过数据接收成功信号指示本次数据传输顺利完成。
在一种示例性实施例中，所述第一传输模块802还用于，接收所述数据接收设备发送的反向传输信号，所述反向传输信号包括所述数据接收设备的设备信息和第三前导码的长度信息；发送反向传输响应信号至数据接收设备；接收数据接收设备发送的包含第三前导码的数据信号，所述第三前导码的长度小于所述第一前导码的长度。
图9是本公开实施例的一种数据接收设备的结构示意图，该数据接收设备一般为需要低功耗的移动终端，本申请实施例中的数据接收设备可以发送数据，也可以接收数据。如图9所示，在本实施例中，该数据接收设备包括休眠控制模块901、信道活动检测模块902和第二传输模块903，其中，休眠控制模块901，用于每次经过第一时长Tsleep的休眠后唤醒所述数据接收设备并发送信道活动检测通知至信道活动检测模块902；接收到休眠通知后，进行第一时长Tsleep的休眠；信道活动检测模块902，用于接收到所述信道活动检测通知后，进行一次第二时长Twk的信道活动检测，响应于未检测到数据发送设备发送的包括第一前导码的握手信号，则发送休眠通知至休眠控制模块901；响应于检测到数据发送设备发送的包括第一前导码的握手信号，则发送数据接收通知至第二传输模块903；第二传输模块903，用于接收到数据接收通知，发送握手响应信号至所述数据发送设备，并接收所述数据发送设备发送的包括第二前导码的数据信号，接收完成后发送休眠通知至休眠控制模块901，所述握手信号包括第一前导码、所述数据发送设备的设备信息和第二前导码的长度信息，所述第二前导码的长度小于所述第一前导码的长度。
本实施例中，第一时长Tsleep大于第二时长Twk，且第一时长Tsleep与第二时长Twk之和小于或等于数据发送设备发送第一前导码的时长。
在一种示例性实施例中，所述握手响应信号也可以为LoRa数据包。该握手响应信号主要用于数据接收设备指示数据发送设备，握手成功，数据发送设备可以开始发送数据信号了。
本实施例中，存在两种不同长度的前导码：握手信号中的第一前导码和数据信号中的第二前导码，其中，第一前导码的长度大于第二前导码的长度。
在一种示例性实施例中，所述数据信号也可以为LoRa数据包。
在一种示例性实施例中，当所述数据信号包括两帧或两帧以上时，所述第二传输模块903只对第一帧数据进行前导码检测，对第二帧及第二帧之后的帧不进行前导码检测。
在一种示例性实施例中，所述第二传输模块903还用于，发送数据接收成功信号至数据发送设备。本实施例通过数据接收成功信号指示本次数据传输顺利完成。
在一种示例性实施例中，所述第二传输模块903还用于，发送反向传输信号至数据发送设备，所述反向传输信号包括所述数据接收设备的设备信息和第三前导码的长度信息；接收数据发送设备发送的反向传输响应信号；发送包含第三前导码的数据信号至数据发送设备，所述第三前导码的长度小于所述第一前导码的长度。
本公开还提供了一种通信系统，包括上述的数据发送设备和数据接收设备。
本实施例的通信方法及系统、数据发送设备、数据接收设备，通过在通信开始阶段(即握手阶段)，采用长前导码结合信道活动检测的方式来实现数据的通信；握手完成后，为了实现数据的快速收发，在数据的传输阶段，采用短前导码的方式来通信，从而实现了大量数据传输时的快速收发，此外由于传输时间的缩短，数据传输的功耗也会随之降低。
术语“包括”、“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包括，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白，本申请实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包括有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种通信方法，包括：
数据发送设备发送包括第一前导码的握手信号至数据接收设备；
所述数据发送设备接收所述数据接收设备发送的握手响应信号；
所述数据发送设备发送包括第二前导码的数据信号至所述数据接收设备，所述第二前导码的长度小于所述第一前导码的长度。
2.根据权利要求1所述的通信方法，其中，所述握手信号还包括所述数据发送设备的设备信息和第二前导码的长度信息。
3.根据权利要求1所述的通信方法，其中，所述第二前导码为所述第一前导码的最低N个字节或最高N个字节，N为大于1且小于M的自然数，M为所述第一前导码的总字节数。
4.根据权利要求1所述的通信方法，还包括：所述数据发送设备接收所述数据接收设备发送的数据接收成功信号。
5.一种通信方法，包括：
数据接收设备在每次经过第一时长的休眠后，对所述数据接收设备进行一次第二时长的信道活动检测；
响应于所述信道活动检测的结果为未检测到数据发送设备发送的包括第一前导码的握手信号，所述数据接收设备继续进行第一时长的休眠；
响应于所述信道活动检测的结果为检测到数据发送设备发送的包括第一前导码的握手信号，所述数据接收设备发送握手响应信号至所述数据发送设备并接收所述数据发送设备发送的包括第二前导码的数据信号；
所述握手信号包括第一前导码、所述数据发送设备的设备信息和第二前导码的长度信息，所述第二前导码的长度小于所述第一前导码的长度。
6.根据权利要求5所述的通信方法，在所述数据接收设备接收所述包括第二前导码的数据信号之后，所述方法还包括：
所述数据接收设备发送数据接收成功信号至所述数据发送设备。
7.一种通信方法，包括：
数据发送设备发送包括第一前导码的握手信号至数据接收设备；
数据接收设备在每次经过第一时长的休眠后，进行一次第二时长的信道活动检测；响应于所述信道活动检测的结果为检测到数据发送设备发送的包括第一前导码的握手信号，所述数据接收设备发送握手响应信号至所述数据发送设备，所述握手信号包括第一前导码、所述数据发送设备的设备信息和第二前导码的长度信息；
数据发送设备接收所述数据接收设备发送的握手响应信号，并发送包括第二前导码的数据信号至所述数据接收设备，所述第二前导码的长度小于第一前导码的长度；
数据接收设备接收所述数据发送设备发送的包括第二前导码的数据信号后继续进行第一时长的休眠。
8.一种数据发送设备，包括第一握手模块和第一传输模块，其中，
第一握手模块，用于发送包括第一前导码的握手信号至数据接收设备，并接收所述数据接收设备发送的握手响应信号；
第一传输模块，用于发送包括第二前导码的数据信号至所述数据接收设备，所述第二前导码的长度小于第一前导码的长度。
9.一种数据接收设备，包括休眠控制模块、信道活动检测模块和第二传输模块，其中，
休眠控制模块，用于每次经过第一时长的休眠后唤醒所述数据接收设备并发送信道活动检测通知至信道活动检测模块；接收到休眠通知后，进行第一时长的休眠；
信道活动检测模块，用于接收到所述信道活动检测通知后，进行一次第二时长的信道活动检测，响应于未检测到数据发送设备发送的包括第一前导码的握手信号，则发送休眠通知至休眠控制模块；响应于检测到数据发送设备发送的包括第一前导码的握手信号，则发送数据接收通知至第二传输模块；
第二传输模块，用于接收到数据接收通知，发送握手响应信号至所述数据发送设备，并接收所述数据发送设备发送的包括第二前导码的数据信号，接收完成后发送休眠通知至休眠控制模块，所述握手信号包括第一前导码、所述数据发送设备的设备信息和第二前导码的长度信息，所述第二前导码的长度小于第一前导码的长度。
10.一种通信系统，包括如权利要求8所述的数据发送设备和如权利要求9所述的数据接收设备。
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