CN111385846A - 一种应用于无线通信系统中节省能量的编码方式 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的属于无线射频通信技术领域，具体为一种应用于无线通信系统中节省能量的编码方式，包括以下步骤：S1:规范通信数据协议，协议包含：前导码+引导码+数据编码+停止码+防护周期；S2:固定协议中高脉宽的时间；该种应用于无线通信系统中节省能量的编码方式，发射平均功率不受编码影响、传输距离一致性高，相对于传统的编码方式，本发明编码方式通过固定高脉宽的时间，利用低脉宽时间比例差异区分编码0和编码1，在ASK/OOK无线通信的编码协议中能保证高脉宽时间长度不变，高脉宽的占空比相比传统的编码方式高脉宽占空比可以做到比较小，在维持较高发射功率的同时，相比于传统的编码方式更容易满足FCC\CE等认证要求。

Description

一种应用于无线通信系统中节省能量的编码方式
技术领域
本发明涉及无线射频通信技术领域，具体为一种应用于无线通信系统中节省能量的编码方式。
背景技术
近年来，随着无线射频技术、集成电路在国内外的快速发展，无线通信的应用越来越广泛，例如汽车无钥匙进入系统、远程无线控制系统、无线智能家居、无线报警系统、无线遥控玩具门禁系统等各个应用领域，越来越渗入和贴近人们的日常生活，其中无线通信是指多个节点间不经由导体或缆线传播进行的远距离传输通讯，利用收音机、无线电等都可以进行无线通讯，无线通讯包括各种固定式、移动式和便携式应用，例如双向无线电、手机、个人数码助理及无线网络，其他无线电无线通讯的例子还有GPS、车库门遥控器、无线鼠标等。
目前无线通信编码方式没有统一的标准，可以用不同形式的编码来表示二进制的“1”和“0”，以达到无线数据传输目的，常用的编码方式如图1所示。
曼彻斯特编码：曼侧斯特码每位数据的中心都有跳变，上升沿表示数据“1”，下降沿表示数据“0”，或者反之，当发送连续的“0”或“1”时，则在数据的开始部分增加一个状态转换沿，其他通用的编码方式为一定比例码的编码方式：例如高脉宽：低脉宽＝1：3为逻辑“0”，3：1为逻辑“1”，或者反之，通过比例不同组成编码数据，达到无线数据传输目的。
曼彻斯特编码采用的边沿识别数据“0”和数据“1”，在干扰环境比较大的应用环境，编码信号容易受到干扰源影响，导致数据波形失真造成数据失步和出错，而且根据编码方式，数据编码发射平均功率为总发射1/2，需要适当降低发射功率以满足FCC\CE测试要求；比例码的编码方式通过高低脉宽的不同比例区分数据“0”和数据“1”，数据“0”/数据“1”的高脉宽的时间不固定，高脉宽的占空比比较大，而且受编码数据“1”个数的影响，不同编码数据发射的功率不一致，发射效果和距离会有一定的差异，如果高脉宽和低脉宽的比例为1:3则发射平均功率介于总发射功率的1/4和3/4之间，并且高脉宽的占空比不固定，需要降低一定幅度的发射功率以满足FCC\CE测试要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用于无线通信系统中节省能量的编码方式，以解决上述背景技术中提出的现有的曼彻斯特编码采用的边沿识别数据“0”和数据“1”，在干扰环境比较大的应用环境，编码信号容易受到干扰源影响，导致数据波形失真造成数据失步和出错，而且根据编码方式，数据编码发射平均功率为总发射功率的1/2，需要适当降低发射功率以满足FCC\CE测试要求；比例码的编码方式通过高低脉宽不同比例区分数据“0”和数据“1”，数据“0”/数据“1”的高脉宽的时间不固定，高脉宽的占空比比较大，而且受编码数据“1”个数的影响，不同编码数据发射的功率不一致，发射效果和距离会有一定的差异，如果高脉宽和低脉宽的比例为1:3则发射平均功率介于总发射功率的1/4和3/4之间，并且高脉宽的占空比不固定，需要降低一定幅度的发射功率以满足FCC\CE测试要求的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种应用于无线通信系统中节省能量的编码方式，包括以下步骤：
S1:规范通信数据协议，协议包含：前导码+引导码+数据编码+停止码+防护周期；
S2:固定协议中高脉宽的时间，通过低脉宽的时间比例不同区分前导码/引导码/数据码“0”/数据码“1”/停止码；
S3:振幅键控调制技术工作的最简单和最常用的形式是开关，即当调制的数字信号为“1”时，传输载波；当调制的数字信号为“0”时，不传输载波，这种类型的调制称为开关键控，是最节省能量的调制方式，因为只有在发送“1”时辐射能量；
S4:依据只有在当调制的数字信号为“1”时，传输载波即辐射能量原理，固定编码方式的高脉宽时间，通过低脉宽时间比例不同区分逻辑“0”和逻辑“1”，例如数据“0”为1：1，数据“1”为1：3，数据头为1：9，前导码为50％占空比，停止码为1：1，防护周期为一定时间的低脉宽，则根据数据“0”和数据“1”的比例，编码方式的发射平均功率介于1/2和1/4之间；
S5:依照S1制定的编码协议，依据S4中数据编码规则，可以把需要传输的数据信息组合成二进制编码数据，不同的数据编码代表不同的数据信息，经由射频发射器发射数据载波信号，接收器收到数据载波信号解调出对应的二进制编码，依照既定的编码协议解调出对应的信息，即可达到无线传输的作用。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的编码方法在无线通信领域具有广泛的应用场景，发射平均功率不受编码影响、传输距离一致性高，相对于传统的反向不归零编码、曼彻斯特编码等编码方式，本发明编码方式通过固定高脉宽时间，利用低脉宽间比例差异区分编码0和编码1，在ASK/OOK无线通信的编码协议中能保证高脉宽时间长度不变，高脉宽的占空比相比传统的编码方式高脉宽占空比可以做到比较小，固定协议中高脉宽的周期，通过低脉宽的时间比例差异区分数据“0”、数据“1”和数据头等，能使发射系统以比较小的能量达到信号发射目的，有效提升发射系统使用寿命，可以在维持较高发射功率的同时，相比于传统的编码方式更容易满足FCC\CE等认证要求。
附图说明
图1为传统编码方式示意图；
图2为本发明通信编码格式示意图；
图3为本发明数据编码格式前导符/数据头部分示意图；
图4为本发明数据编码格式数据部分示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案：一种应用于无线通信系统中节省能量的编码方式，包括以下步骤：
一种应用于无线通信系统中节省能量的编码方式，包括以下步骤：
S1:规范通信数据协议，协议包含：前导码+引导码+数据编码+停止码+防护周期；
S2:固定协议中高脉宽的时间，通过低脉宽的时间比例不同区分前导码/引导码/数据码“0”/数据码“1”/停止码；
S3:振幅键控调制技术工作的最简单和最常用的形式是开关，即当调制的数字信号为“1”时，传输载波；当调制的数字信号为“0”时，不传输载波，这种类型的调制称为开关键控，是最节省能量的调制方式，因为只有在发送“1”时辐射能量；
S4:依据只有在当调制的数字信号为“1”时，传输载波即辐射能量原理，固定编码方式的高脉宽时间，通过低脉宽时间比例不同区分逻辑“0”和逻辑“1”，例如数据“0”为1：1，数据“1”为1：3，数据头为1：9，前导码为50％占空比，停止码为1：1，防护周期为一定时间的低脉宽，则根据数据“0”和数据“1”的比例，编码方式的发射平均功率介于1/2和1/4之间；
S5:依照S1制定的编码协议，依据S4中数据编码规则，可以把需要传输的数据信息组合成二进制编码数据，不同的数据编码代表不同的数据信息，经由射频发射器发射数据载波信号，接收器收到数据载波信号解调出对应的二进制编码，依照既定的编码协议解调出对应的信息，即可达到无线传输的作用。
其中，编码协议：前导符+数据头+数据码+STOP码+防护周期+数据头+数据码+......其中数据码格式：地址码+键值码+校验和，TE：为脉冲基本要素；可根据具体要求制定，TP：前导符持续时间，为50％占空比，长度根据具体时间制定，TH：数据头持续时间，可根据实际应用制定，但低脉宽时间建议>7TE，TS：一位停止码，TG：防护周期；时间根据实际要求制定，根据ASK振幅键控调制原理，载波存在用“1”代表，载波不存在用“0”代表，并且只有在发送“1”时辐射能量，由于本发明的编码方式固定了高脉宽时间，即周期内发送“1”的时间的恒定的，故可以维持高发射功率的前提下，发射不同的编码数据辐射能量的均衡性，可以很好的保持距离的一致性和不同编码数据辐射能量的均匀性；在最小高脉宽相等的的前提下，本发明的编码方式高脉宽的占空比可以降到比较小，发射辐射的能量比较小，在维持高功率发射下，更容易满足FCC/CE等认证的要求。
在具体的使用时，移幅键控最简单和常用的工作形式是开关键控，当调制的数字信号为“1”时，传输载波即辐射能量原理,当调制的数字信号为“0”时，不传输载波即不会辐射能量，根据这个原理本发明的编码方法固定数据编码方式的高脉宽时间，通过低脉宽时间的比例差异区分数据“0”和数据“1”，可以在周期内，将高脉宽占空比做到比较小，大大的节省发射所需要的能量，延长发射系统的使用寿命，固定最窄高脉宽时间，可以在同等周期内，将高脉宽占空比做到最小，因为编码方式高脉宽时间固定，所以即使编码中数据“0”和数据“1”的个数不一致，不同的数据编码发射的平均功率是相等的，本发明的编码方式数据发射平均功率较小，能使发射系统以比较小的能量达到信号发射目的；例如高脉宽：低脉宽＝1：1为逻辑“0”，高脉宽：低脉宽＝1：3为逻辑“1”，则发射平均功率介于1/2和1/4之间，更容易满足FCC/CE等认证的要求。
虽然在上文中已经参考实施例对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (1)

1.一种应用于无线通信系统中节省能量的编码方式，其特征在于：包括以下步骤：
S1:规范通信数据协议，协议包含：前导码+引导码+数据编码+停止码+防护周期；
S2:固定协议中高脉宽的时间，通过低脉宽的时间比例不同区分前导码/引导码/数据码“0”/数据码“1”/停止码；
S3:振幅键控调制技术工作的最简单和最常用的形式是开关，即当调制的数字信号为“1”时，传输载波；当调制的数字信号为“0”时，不传输载波，这种类型的调制称为开关键控，是最节省能量的调制方式，因为只有在发送“1”时辐射能量；
S4:依据只有在当调制的数字信号为“1”时，传输载波即辐射能量原理，固定编码方式的高脉宽时间，通过低脉宽时间比例不同区分逻辑“0”和逻辑“1”，例如数据“0”为1：1，数据“1”为1：3，数据头为1：9，前导码为50％占空比，停止码为1：1，防护周期为一定时间的低脉宽，则根据数据“0”和数据“1”的比例，编码方式的发射平均功率介于1/2和1/4之间；
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