CN112019293B

CN112019293B - 数据传输的方法、设备及计算机存储介质

Info

Publication number: CN112019293B
Application number: CN202010692496.9A
Authority: CN
Inventors: 聂红儿
Original assignee: Beijing Strapdown Microchip Technology Co ltd
Current assignee: Beijing Strapdown Microchip Technology Co ltd
Priority date: 2020-07-17
Filing date: 2020-07-17
Publication date: 2023-01-03
Anticipated expiration: 2040-07-17
Also published as: CN112019293A

Abstract

本发明实施例公开了一种数据传输的方法、设备及计算机存储介质。该方法包括：生成数据流，所述数据流具有的报文格式包括四部分，且每部分都是符号流，每个符号是ZC扩展序列或者ZC扩展调制序列，所述四部分包括第一前导码、第二前导码、帧起始标识符和物理层载荷；发送所述数据流。本发明实施例能够用于实现集中器与终端设备之间的数据传输，发射的数据流中每个符号通过使用ZC扩展序列或ZC扩展调制序列，能够确保数据传输的功耗低，传输快；该数据流能够由接收端快速解调，满足发送端与接收端之间的小数据量传输的特性。

Description

数据传输的方法、设备及计算机存储介质

技术领域

本申请涉及通信领域，特别涉及一种数据传输的方法、设备及计算机存储介质。

背景技术

随着智慧城市的兴起，越来越多的终端设备能够采集数据，并将数据上传到服务器，从而服务器能够根据采集到的数据进行分析，进而为用户提供更好的服务或更有效地管理终端设备。

为了降低建设成本，可以设置集中器对大量的终端设备进行集中管理。但是目前还没有适宜终端设备与集中器之间进行数据传输的有效方法，以满足小数据量的低功耗传输。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明提供了一种数据传输的方法、设备及计算机存储介质，能够适于终端设备与集中器之间的数据通信，满足小数据量的低功耗传输特性。

第一方面，提供了一种数据传输的方法，包括：

生成数据流，所述数据流具有的报文格式包括四部分，且每部分都是符号流，每个符号是ZC扩展序列或者ZC扩展调制序列，所述四部分包括第一前导码、第二前导码、帧起始标识符和物理层载荷；

发送所述数据流。

在一个实施例中，所述第一前导码包括R1个共轭ZC扩展序列；所述第二前导码包括R2个ZC扩展序列；所述帧起始标识符包括R3比特的二进制序列；所述物理层载荷包括ZC扩展调制序列。

在一个实施例中，所述ZC扩展序列表示为：Zad_ext(n,OSR)，且

Zad_ext(n,OSR)＝exp(-j×π×u×n(n+2×OSR×p)/(N×OSR²))；

所述ZC扩展调制序列表示为Zad_ext_mod(n,m,OSR)，且

其中，j为虚数单位，N为采样的信号量，u和N互质，0<u<N，p为整数， OSR为过采样率，0≤n<OSR×N-1，m为被调制的k比特数据流对应的十进制数，且0≤m<N-1。

可见，本申请中发射的数据流中每个符号通过使用ZC扩展序列或ZC扩展调制序列，能够用于实现集中器与终端设备之间的数据传输，确保数据传输的功耗低，传输快；该数据流能够由接收端快速解调，满足发送端与接收端之间的小数据量传输的特性。

第二方面，本发明实施例提供了一种数据传输的方法，包括：

接收数据流，所述数据流具有的报文格式包括四部分，且每部分都是符号流，每个符号是ZC扩展序列或者ZC扩展调制序列，所述四部分包括第一前导码、第二前导码、帧起始标识符和物理层载荷；

根据所述第一前导码确定第一参数，根据所述第二前导码确定第二参数；

根据所述第一参数和所述第二参数确定频率同步偏移和符号同步偏移；

根据所述频率同步偏移和所述符号同步偏移，基于所述帧起始标识符进行帧同步；

对所述物理层载荷进行解调，得到所述数据流中的二进制数据。

在一个实施例中，在确定第一参数和第二参数之前，还包括：根据接收过采样率，获取数字信号序列。

在一个实施例中，根据所述第一前导码确定第一参数，包括：将所述数字信号序列中的每个信号乘以ZC扩展序列，并基于傅立叶变换得到第一变换序列；确定所述第一变换序列中的最大值所对应的第一序列序号，并将所述第一序列序号作为所述第一参数。

在一个实施例中，根据所述第二前导码确定第二参数，包括：将所述数字信号序列中的每个信号乘以共轭ZC扩展序列，并基于傅立叶变换得到第二变换序列；确定所述第二变换序列中的最大值所对应的第二序列序号，并将所述第二序列序号作为所述第二参数。

在一个实施例中，在进行帧同步之前，包括：将所述数字信号序列进行所述频率同步偏移和所述符号同步偏移，得到补偿序列；将所述补偿序列中的每个补偿信号乘以共轭ZC扩展序列，并基于傅立叶变换得到补偿变换序列；确定所述补偿变换序列中的最大值所对应的第三序列序号。

在一个实施例中，进行帧同步，包括：根据所述第三序列序号确定二进制判决值；根据所述二进制判决值搜索所述帧起始标识符中的帧同步字。

在一个实施例中，对所述物理层载荷进行解调，包括：将所述第三序列序号转换为二进制形式；根据所述物理层载荷的调制方式，基于所述二进制形式得到所述二进制数据。

在一个实施例中，所述ZC扩展序列表示为：Zad_ext(n,OSR)，且

Zad_ext(n,OSR)＝exp(-j×π×u×n(n+2×OSR×p)/(N×OSR²))；

所述ZC扩展调制序列表示为Zad_ext_mod(n,m,OSR)，且

第三方面，本发明实施例提供了一种数据传输的设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上且在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现第一方面或者第二方面所述的数据传输的方法的步骤。

第四方面，提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面或者第二方面所述的数据传输的方法的步骤。

由此可见，本发明实施例中数据传输的方法、设备及计算机存储介质，能够实现集中器与终端设备之间的数据传输，通过使用ZC扩展序列和ZC扩展调制序列，能够确保数据传输的功耗低，传输快。接收端能够快速解调，满足发送端与接收端之间的小数据量传输的特性。

附图说明

通过结合附图对本发明实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1是本发明实施例的一个系统框图；

图2是本发明实施例中的一种数据传输的方法的示意性流程图；

图3是本发明实施例中的报文格式的示意图；

图4是本发明实施例中的一种数据传输的方法的示意性流程图；

图5是本发明实施例中的一种数据传输的方法的示意性流程图；

图6是本发明实施例中的一种数据传输的方法的示意性流程图；

图7是本发明实施例中的发送设备的一个示意框图；

图8是本发明实施例中的接收设备的一个示意框图；

图9是本发明实施例中的一种数据传输的设备的示意框图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本发明。显然，本发明的施行并不限定于该技术领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式，不应当解释为局限于这里提出的实施例。

应当理解的是，在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。本发明中所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并非限制。

本发明中所引用的诸如“第一”和“第二”的序数词仅仅是标识，而不具有任何其他含义，例如特定的顺序等。而且，例如，术语“第一部件”其本身不暗示“第二部件”的存在，术语“第二部件”本身不暗示“第一部件”的存在。

图1是本发明实施例的一个系统示意图，其中，包括服务器10、集中器 20和多个终端设备30。集中器20能够从多个终端设备30中的每一个接收数据，并将数据传输到服务器10。

可理解，由于终端设备30一般不单独设置电源，而是通过电池供电，因此期望终端设备30的数据传输方式是一种低功耗的传输方式。另外，由于终端设备30一般采集到的数据的数据量都较小，因此通过图1所示的系统，能够由集中器20实现对多个终端设备30的集中管理，减少了建设和布线成本等。

一般地，集中器20与服务器10 之间可以根据需要和场景等设定为有线通信(如光纤)或者无线通信(如3G、LTE等)方式。

但是对于终端设备30与集中器20之间的数据传输而言，需要满足低功耗，能够广域覆盖，能够适于大量的终端设备且具有较低成本，然而目前已有的通信方式不能满足该系统的需求。例如，现有的通讯系统WiFi，Bluetooth 和ZigBee，通讯距离短，不能进行广域覆盖。而蜂窝广域网技术GSM，3G 和LTE等，虽然通讯距离长，范围广，但是功耗太大，成本高，也不适合设备互联应用。

应当注意的是，本发明实施例中终端设备30一般是需要电池供电的低功耗设备，用于采集各种数据，例如功耗数据等。

本发明实施例提供了一种数据传输的方法，能够用于如图1中终端设备 30与集中器20之间的数据传输，该方法的一个流程图如图2所示，可理解了的是，图2中的发送设备21可以为终端设备30，接收设备22可以为集中器20；或者，发送设备21可以为集中器20，接收设备22可以为终端设备 30。包括：

S1，发送设备21确定待传输数据。

作为一个实施例，发送设备21可以为终端设备30，示例性地，在S1中，终端设备30可以采集数据。示例性地，终端设备30设置有传感器或者连接到外部传感器，并通过传感器采集数据。示例性地，S1中所采集的数据为数据流。

作为另一实施例，发送设备21可以为集中器20，示例性地，在S1中，集中器20可以基于来自服务器10的控制指令确定待传输数据，例如待传输数据可以为对终端设备的控制指令数据。

S2，发送设备21基于待传输数据，生成报文。

示例性地，该报文可以具有如图3所示的报文格式，即包括第一前导码、第二前导码、帧起始标识符和物理层载荷。其中，第一前导码在图3中表示为前导码1，第二前导码在图3中表示为前导码2，帧起始标识符在图3中表示为帧起始标识。其中，物理层载荷包括S1中的数据。

具体地，在S2中，可以基于数字信号的过采样率(Over Sampling Ratio， OSR)以及Zadoff-Chu序列(简称ZC序列)确定ZC扩展序列，并进一步基于ZC扩展序列生成报文。可理解，S2中的OSR表示发送过采样率，可以表示为OSR1，例如，OSR1＝4。

其中，可以将ZC扩展序列表示为Zad_ext(n,OSR)，并且

Zad_ext(n,OSR)＝exp(-j×π×u×n(n+2×OSR×p)/(N×OSR²))；

上式中，j为虚数单位，u和N互质，即满足gcd(u,N)＝1。gcd()为取最大公约数函数，0<u<N。上式中p为整数。上式中n满足0≤n<OSR×N-1。

作为一例，可以进行如下的取值，如u＝1，N＝2^k,(k＝2,3…)，p＝0。应该理解，也可以进行其他的取值，本发明不限定。

另外，上述的ZC扩展序列中还包括OSR，很显然，当OSR＝1时，ZC 扩展序列就是ZC序列，即Zad_ext(n,1)。

本发明实施例中，第一前导码可以包括R1个共轭ZC扩展序列。第二前导码可以包括R2个ZC扩展序列。其中，R1和R2均为正整数，且R1和R2 可以相等或不相等。

本发明实施例中，可以使用ZC扩展序列Zad_ext(n,OSR)对k比特数据进行调制，从而得到ZC扩展调制序列。ZC扩展调制序列可以表示为 Zad_ext_mod(n,m,OSR)，且满足：

其中，k比特数据中s比特属于数据流，并且k比特数据可以被表示成二进制数，该二进制数表示为m，且0≤m<N-1。

本发明实施例中，帧起始标识符可以包括R3比特的二进制序列。可理解， R3为整数，且具体的值可以进行配置，例如比特1调制为

Zad_ext_mod(n,N/2,OSR)序列,比特0调制为Zad_ext_mod(n,0,OSR)序列。

本发明实施例中，物理层载荷可以包括ZC扩展调制序列。具体地，可以将数据流分成多个数据块，每个数据块包括s比特，0<s≤k。把每个数据块都扩展为k比特，例如在s比特之后补零。k比特的数据块组成的二进制数为m，从而可以确定与每个k比特的数据块对应的ZC扩展调制序列 Zad_ext_mod(n,m,OSR)。

可见，在S2中生成的报文具有如图3所示的格式，且每部分都是符号流，每个符号是ZC扩展序列或者ZC扩展调制序列。

S3，发送设备21将报文发送至接收设备22。

或者，可理解为，发送设备21将具有如图3所示的报文格式的数据流发送至接收设备22。相应地，接收设备22能够接收到该数据流，并进一步地：

S4，接收设备22解析该报文。

具体地，图2中的发送设备21所执行的数据传输的方法可以如图4所示，包括：

S11，生成数据流，所述数据流具有的报文格式包括四部分，且每部分都是符号流，每个符号是ZC扩展序列或者ZC扩展调制序列，所述四部分包括第一前导码、第二前导码、帧起始标识符和物理层载荷；

S12，发送所述数据流。

可理解，S11中的报文格式如图3所示。

如上结合S2所描述的，第一前导码包括R1个共轭ZC扩展序列；第二前导码包括R2个ZC扩展序列；帧起始标识符包括R3比特的二进制序列；物理层载荷包括ZC扩展调制序列。

其中，R1、R2和R3均为正整数，且是可配置的。以R1为例，其可以等于8、12或16等等，本发明对此不限定。

示例性地，ZC扩展序列表示为：Zad_ext(n,OSR)，且

Zad_ext(n,OSR)＝exp(-j×π×u×n(n+2×OSR×p)/(N×OSR²))。

示例性地，ZC扩展调制序列表示为Zad_ext_mod(n,m,OSR)，且

其中，j为虚数单位，N为采样的信号量，u和N互质，0<u<N，p为整数，OSR为过采样率，0≤n<OSR×N-1，m为被调制的k比特数据对应的十进制数，且0≤m<N-1。

作为一例，在S11中，得到物理层载荷所使用的调制方式可以包括：将数据流划分为多个数据块，每个数据块包括s比特，将s比特扩充为k比特，并基于k比特数据对应的十进制数m进行调制。其中，s<k。

示例性地，S12中，可以将具有报文格式的数据流发送至接收设备22。具体地，如图5所示，接收设备22所执行的方法可以包括：

S21，接收数据流，所述数据流具有的报文格式包括四部分，且每部分都是符号流，每个符号是ZC扩展序列或者ZC扩展调制序列，所述四部分包括第一前导码、第二前导码、帧起始标识符和物理层载荷。

S22，对所述数据流进行解调，得到二进制数据。

具体地，S21中接收的数据流具有如图3所示的报文格式，因此可以参见上述结合S2和S11所描述的内容，这里不再赘述。

示例性地，S22中可以基于报文格式对四个部分分别处理，从而得到二进制数据，具体地，如图6所示，包括：

S221，根据所述第一前导码确定第一参数，根据所述第二前导码确定第二参数；

S222，根据所述第一参数和所述第二参数确定频率同步偏移和符号同步偏移；

S223，根据所述频率同步偏移和所述符号同步偏移，基于所述帧起始标识符进行帧同步；

S224，对所述物理层载荷进行解调，得到所述数据流中的二进制数据。

示例性地，在S221之前，可以根据接收过采样率获取数字信号序列。

将接收过采样率表示为OSR2，那么获取的数字信号序列包括的信号量为 OSR2×N，可以表示为：x(0),x(1),…,x(OSR×N-1)。

举例来说，若接收过采样率为2，即OSR2＝2，那么获取的数字信号序列包括：x(0),x(1),…,x(2×N-1)。为了本说明书描述的方便，下文中的具体示例以此进行描述。

示例性地，S221中的根据第一前导码确定第一参数可以包括：将所述数字信号序列中的每个信号乘以ZC扩展序列，并基于傅立叶变换得到第一变换序列；确定所述第一变换序列中的最大值所对应的第一序列序号，并将所述第一序列序号作为所述第一参数。

其中，对于接收过采样率OSR2，ZC扩展序列为Zad_ext(n,OSR2)。且当OSR2＝2时，该ZC扩展序列为Zad_ext(n,2)。

对于该示例，可以将数字信号序列x(0),x(1),…,x(2×N-1)乘以 Zad_ext(n,2)，从而得到序列r1(n)。即：r1(n)＝x(n)×Zad_ext(n,2)，0≤n<2×N-1。

随后可以对序列r1(n)进行傅里叶变换，如进行快速傅立叶变换(Fast FourierTransform，FFT)，得到y1_fft(l)，满足y1_fft(l)＝FFT(r1(n))，0≤l<2×N-1。进一步地可以得到基于y1_fft(l)得到第一变换序列，表示为y1(i)：

y1(i)＝|y1_fft(i)²+|y1_fft(i+N)²，0≤i<N-1。

上式中，|.|表示绝对值，也可以表示为abs()。

进一步地可以计算y1(i)取最大值时对应的i，该值即为第一序列序号，也即确定的第一参数，可以表示为i1。

示例性地，S221中的根据第二前导码确定第二参数可以包括：将所述数字信号序列中的每个信号乘以共轭ZC扩展序列，并基于傅立叶变换得到第二变换序列；确定所述第二变换序列中的最大值所对应的第二序列序号，并将所述第二序列序号作为所述第二参数。

对于该示例，可以将数字信号序列x(0),x(1),…,x(2×N-1)乘以 conj(Zad_ext(n,2))，从而得到序列r2(n)。即：r2(n)＝x(n)×conj(Zad_ext(n,2))， 0≤n<2×N-1。

随后可以对序列r2(n)进行傅里叶变换，如进行快速傅立叶变换(Fast FourierTransform，FFT)，得到y2_fft(l)，满足y2_fft(l)＝FFT(r2(n))，0≤l<2×N-1。进一步地可以得到基于y2_fft(l)得到第二变换序列，表示为y2(i)：

y2(i)＝|y2_fft(i)|²+|y2_fft(i+N)|²，0≤i<N-1。

上式中，|.|表示绝对值，也可以表示为abs()。

进一步地可以计算y2(i)取最大值时对应的i，该值即为第二序列序号，也即确定的第二参数，可以表示为i2。

示例性地，在S222中，可以确定频率同步偏移和符号同步偏移分别为：

f_offset＝(i2+i1)/2；t_offset＝(i2-i1)/2。

示例性地，在S222之后，可以对数字信号序列进行偏移，从而得到补偿序列，该补偿序列可以表示为

x_cmp(n)＝x(n-t_offset×2)×exp(-j×π×f_offset×n/N)。

进一步地，S223可以包括将补偿序列中的每个补偿信号乘以共轭ZC扩展序列，并基于傅立叶变换得到补偿变换序列；确定补偿变换序列中的最大值所对应的第三序列序号。根据第三序列序号确定二进制判决值；根据二进制判决值搜索帧起始标识符中的帧同步字。

具体地，S223可以包括以下步骤：

步骤一：将补偿序列中的每个补偿信号乘以共轭ZC扩展序列，得到序列r3(n)。

对于该示例，可以将数字信号序列x_cmp(0),x_cmp(1),…,x_cmp(2×N-1) 乘以conj(Zad_ext(n,2))，从而得到序列r3(n)。即：

r3(n)＝x_cmp(n)×conj(Zad_ext(n,2))，0≤n<2×N-1。

步骤二：基于对序列r3(n)的傅立叶变换得到补偿变换序列y3(i)。

可以对序列r3(n)进行傅里叶变换，如进行快速傅立叶变换(Fast FourierTransform，FFT)，得到y3_fft(l)，满足y3_fft(l)＝FFT(r3(n))，0≤l<2×N-1。进一步地可以得到基于y3_fft(l)得到补偿变换序列，表示为y3(i)：

y3(i)＝|y3_fft(i)|²+|y3_fft(i+N)|²，0≤i<N-1。

上式中，|.|表示绝对值，也可以表示为abs()。

步骤三：确定补偿变换序列y3(i)中的最大值所对应的第三序列序号。

进一步地可以计算y3(i)取最大值时对应的i，该值即为第三序列序号，可以表示为i3。

步骤四：根据第三序列序号i3确定二进制判决值；根据二进制判决值搜索帧起始标识符中的帧同步字。

在一个实施例中，如果第三序列序号(即i3)小于或等于N/2，则确定二进制判决值为0；否则为1。在另一个实施例中，如果第三序列序号(即i3) 小于或等于N/4，则确定二进制判决值为0；否则为1。

可理解，S223可以包括：重复执行上述步骤一至步骤四，直到搜索到帧同步字为止。

示例性地，S224可以包括：将第三序列序号转换为二进制形式；根据所述物理层载荷的调制方式，基于所述二进制形式得到所述二进制数据。

具体地，S224可以包括在上述的步骤四之后，还包括以下步骤：

步骤五：根据第三序列序号i3确定二进制形式，表示为b₀,b₁,…,b_k-1。

步骤六：按照调制方式，删除后面的k-s比特，输出二进制数据b₀,b₁,…, b_s-1。

其中，调制方式如前述结合S11所述的，即将包括s比特的每个数据块扩充为k比特。因此，相对应地，在步骤六中，将原先扩充的那部分删除，得到s比特的数据。这样便可以实现数据解调。

应当理解的是，本发明实施例中对调制方式不做限定，例如，在S11中可以将数据流划分为多个数据块，每个数据块包括k个数据流。那么在S224 的步骤六中，无需再删除k-s比特，而是可以直接将k比特数据输出。

可理解，S24中可以通过重复执行步骤一至步骤六，得到数据流中的下一组s比特的数据。也就是说，可以重复执行步骤一、步骤二、步骤三、步骤五和步骤六，直到完成当前帧的所有数据解调。

由此可见，本发明实施例中提供了一种数据传输的方法，能够实现集中器20与终端设备30之间的数据传输，通过使用ZC扩展序列和ZC扩展调制序列，能够确保数据传输的功耗低，传输快。接收端能够快速解调，满足发送端与接收端之间的小数据量传输的特性。

图7是本发明实施例的用于数据传输的发送设备21的一个示意框图。图7所示的发送设备21包括生成模块71和发送模块72。

生成模块71，用于生成数据流，所述数据流具有的报文格式包括四部分，且每部分都是符号流，每个符号是ZC扩展序列或者ZC扩展调制序列，所述四部分包括第一前导码、第二前导码、帧起始标识符和物理层载荷；

发送模块72，用于发送所述数据流。

可理解，图7中的发送设备21能够用于实现前述图2或图4中由发送设备实现的各个过程，此处不再赘述。

图8是本发明实施例的用于数据传输的接收设备22的一个示意框图。图 8所示的接收设备22包括接收模块81和解调模块82。

接收模块81，用于接收数据流，所述数据流具有的报文格式包括四部分，且每部分都是符号流，每个符号是ZC扩展序列或者ZC扩展调制序列，所述四部分包括第一前导码、第二前导码、帧起始标识符和物理层载荷。

解调模块82，用于：根据所述第一前导码确定第一参数，根据所述第二前导码确定第二参数；根据所述第一参数和所述第二参数确定频率同步偏移和符号同步偏移；根据所述频率同步偏移和所述符号同步偏移，基于所述帧起始标识符进行帧同步；对所述物理层载荷进行解调，得到所述数据流中的二进制数据。

可理解，图8中的接收设备22能够用于实现前述图2、图5或图6中由接收设备实现的各个过程，此处不再赘述。

本发明实施例还提供了一种数据传输的设备，包括存储器和处理器，如图9所示，存储器上存储有计算机程序用于由处理器执行，并且当计算机程序被处理器执行时，能够实现前述结合前述实施例中的数据传输的方法的步骤。

示例性地，该数据传输的设备为发送设备，能够实现前述图2或图4 中由发送设备实现的各个过程。

示例性地，该数据传输的设备为接收设备，能够实现前述图2、图5或图6中由接收设备实现的各个过程。

其中，存储器和处理器之间可以通过总线进行连接，并且该数据传输的设备还可以根据需要具有其他组件和结构。例如可以包括但不限于：传感器、输入装置、输出装置等。

其中，处理器可以是中央处理单元(CPU)、图像处理单元(GPU)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其它形式的处理单元，并且可以控制系统中的其它组件以执行期望的功能。处理器用于执行根据本发明实施例的数据传输的方法的相应步骤。例如，处理器可以包括一个或多个嵌入式处理器、处理器核心、微型处理器、逻辑电路、硬件有限状态机(Finite State Machine，FSM)、数字信号处理器 (Digital Signal Processing，DSP)或它们的组合。

存储器用于存储各种类型的数据以支持数据传输的方法的操作。例如可以包括一个或多个计算机程序产品，计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质。存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器 (Read-Only Memory，ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM， PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM，EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(Static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic RAM， DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double Data Rate SDRAM，DDR SDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(Enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(SynchlinkDRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(Direct Rambus RAM，DR RAM)。

可理解，图9中所示的设备可以为集中器或终端设备，如图1中的所示。

在一个实施例中，在存储器中的计算机程序被处理器运行时执行以下步骤：生成数据流，所述数据流具有的报文格式包括四部分，且每部分都是符号流，每个符号是ZC扩展序列或者ZC扩展调制序列，所述四部分包括第一前导码、第二前导码、帧起始标识符和物理层载荷；发送所述数据流。

在一个实施例中，在存储器中的计算机程序被处理器运行时执行以下步骤：接收数据流，所述数据流具有的报文格式包括四部分，且每部分都是符号流，每个符号是ZC扩展序列或者ZC扩展调制序列，所述四部分包括第一前导码、第二前导码、帧起始标识符和物理层载荷；根据所述第一前导码确定第一参数，根据所述第二前导码确定第二参数；根据所述第一参数和所述第二参数确定频率同步偏移和符号同步偏移；根据所述频率同步偏移和所述符号同步偏移，基于所述帧起始标识符进行帧同步；对所述物理层载荷进行解调，得到所述数据流中的二进制数据。

另外，本发明实施例还提供了一种数据传输的系统，包括前述的发送设备21和接收设备22，具体地，可以包括集中器20和至少一个终端设备30。该系统也可以称为数字调制系统，或者称为数字调制解调系统。

此外，根据本发明实施例，还提供了一种计算机存储介质，在存储介质上存储了程序指令，在程序指令被计算机或处理器运行时用于执行本发明实施例的数据传输的方法的相应步骤，并且用于实现根据本发明实施例的如图 7至图9中所示的设备的相应模块。存储介质例如可以包括智能电话的存储卡、平板电脑的存储部件、个人计算机的硬盘、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、便携式紧致盘只读存储器(CD-ROM)、USB存储器、或者上述存储介质的任意组合。计算机可读存储介质可以是一个或多个计算机可读存储介质的任意组合。

在一个实施例中，程序指令在被计算机或处理器运行时可以实现根据本发明实施例的如图7所示的发送设备的各个功能模块，并且/或者可以执行根据本发明实施例的数据传输的方法，包括：生成数据流，所述数据流具有的报文格式包括四部分，且每部分都是符号流，每个符号是ZC扩展序列或者 ZC扩展调制序列，所述四部分包括第一前导码、第二前导码、帧起始标识符和物理层载荷；发送所述数据流。

在一个实施例中，程序指令在被计算机或处理器运行时可以实现根据本发明实施例的如图8所示的接收设备的各个功能模块，并且/或者可以执行根据本发明实施例的数据传输的方法，包括：接收数据流，所述数据流具有的报文格式包括四部分，且每部分都是符号流，每个符号是ZC扩展序列或者 ZC扩展调制序列，所述四部分包括第一前导码、第二前导码、帧起始标识符和物理层载荷；根据所述第一前导码确定第一参数，根据所述第二前导码确定第二参数；根据所述第一参数和所述第二参数确定频率同步偏移和符号同步偏移；根据所述频率同步偏移和所述符号同步偏移，基于所述帧起始标识符进行帧同步；对所述物理层载荷进行解调，得到所述数据流中的二进制数据。

另外，本发明实施例还提供了一种计算机程序代码，该代码可以被处理器执行，且该代码被处理器执行时，能够实现前述实施例所述的数据传输的方法。

由此可见，本发明实施例中提供了一种数据传输的方法，能够实现集中器与终端设备之间的数据传输，通过使用ZC扩展序列和ZC扩展调制序列，能够确保数据传输的功耗低，传输快。接收端能够快速解调，满足发送端与接收端之间的小数据量传输的特性。

尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本发明的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本发明的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本发明的范围之内。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本发明的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其发明点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)来实现根据本发明实施例的物品分析设备中的一些模块的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种数据传输的方法，其特征在于，包括：

发送所述数据流。

2.一种数据传输的方法，其特征在于，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

根据所述第一前导码确定第一参数，包括：

将所述数据流中的数字信号序列中的每个信号乘以ZC扩展序列，并基于傅立叶变换得到第一变换序列；

确定所述第一变换序列中的最大值所对应的第一序列序号，并将所述第一序列序号作为所述第一参数；

根据所述第二前导码确定第二参数，包括：

将所述数字信号序列中的每个信号乘以共轭ZC扩展序列，并基于傅立叶变换得到第二变换序列；

确定所述第二变换序列中的最大值所对应的第二序列序号，并将所述第二序列序号作为所述第二参数。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在进行帧同步之前，包括：

将所述数据流中的数字信号序列进行所述频率同步偏移和所述符号同步偏移，得到补偿序列；

将所述补偿序列中的每个补偿信号乘以共轭ZC扩展序列，并基于傅立叶变换得到补偿变换序列；

确定所述补偿变换序列中的最大值所对应的第三序列序号。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，进行帧同步，包括：

根据所述第三序列序号确定二进制判决值；

根据所述二进制判决值搜索所述帧起始标识符中的帧同步字。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，对所述物理层载荷进行解调，包括：

将所述第三序列序号转换为二进制形式；

根据所述物理层载荷的调制方式，基于所述二进制形式得到所述二进制数据。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，

所述第一前导码包括R1个共轭ZC扩展序列；

所述第二前导码包括R2个ZC扩展序列；

所述帧起始标识符包括R3比特的二进制序列；

所述物理层载荷包括ZC扩展调制序列。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，

所述ZC扩展序列表示为：Zad_ext(n,OSR)，且

Zad_ext(n,OSR)＝exp(-j×π×u×n(n+2×OSR×p)/(N×OSR²))；

所述ZC扩展调制序列表示为Zad_ext_mod(n,m,OSR)，且

其中，j为虚数单位，N为采样的信号量，u和N互质，0<u<N，p为整数，OSR为过采样率，0≤n<OSR×N-1，m为被调制的k比特数据流对应的十进制数，且0≤m<N-1。

9.一种数据传输的设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上且在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。