CN112532321A - 一种便携式激光通信设备的大动态范围数据通信方法 - Google Patents

一种便携式激光通信设备的大动态范围数据通信方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种便携式激光通信设备的大动态范围数据通信方法，步骤1为定义通信协议，步骤2为定义采样频率，步骤3为数据传输编码，步骤4为数据接收解码，其中所述的数据为16进制或8进制；本发明通信方法原理新颖，性价比高，实现的通信灵敏度高，动态范围大，具有很高的应用价值。

Description

一种便携式激光通信设备的大动态范围数据通信方法
技术领域
本发明属于通信技术领域，涉及一种便携式激光通信设备的高效数据通信方法，用于在较少信号线路情形下实现信号带宽的提升。
背景技术
现有便携式激光通信设备的通信通常为双方的激光编解码模块约定一波特率，在特定波特率下实现逐位传输。该通信方法由于实现简单，操作方便，在通信领域得到广泛应用。
普遍使用的方法是在信号初始时设定一起始位，紧接着设定数据位（6位，7位或8位），停止位，这种通信方法动态范围小，当信号带宽很高时，会引起信号衰减或增加资源占用，严重时会导致信号失真或资源不够。
激光编解码模块的信号数据位是一位一位发送的，这种通信方法动态范围小，当信号带宽很高时，会引起信号衰减或增加资源占用，严重时会导致信号失真或资源不够。
为了提高通信的动态范围，一种高效数据通信方法将在下面得到描述。
发明内容
本发明是一种应用在便携式激光通信设备中的高效通信方法，所提出的通信方法同时具备占用资源少和动态范围大的优点，解决了常用通信方法中的资源和动态范围之间的矛盾问题。
实行本发明的目的所采用的技术方案为：一种便携式激光通信设备的大动态范围数据通信方法，包括如下步骤
步骤1，定义通信协议：激光编解码模块以特定脉宽的低电平作为通信的起始位；协定数据位表示形式，数据位可为任意位，改变高电平宽度，实现对应位占空比不同，所表示的数据不同：10%占空比表示8/16进制的数据0，15%占空比表示8/16进制的数据1，20%占空比表示8/16进制的数据2，25%占空比表示8/16进制的数据3，…，依此类推；以特定脉宽的高电平作为通信停止位；检测到停止位信号时停止数据接收；
步骤2，定义采样频率：采样频率主要完成信号电平采样，激光编解码模块对特定电平（高电平或低电平）脉宽计数，识别特定脉宽起始位、数据位所表示的数据和特定宽度的高电平停止位；设定采样频率必须不小于信号特定电平（高电平或低电平）最小占空比的两倍；根据奈奎斯特采样定律，采样频率必须为信号特定电平最小占空比的两倍，正确采样信号电平，对特定电平脉宽计数；
步骤3，数据传输编码：激光编解码模块在进行数据传输时按协定通信协议进行编码，以/产生特定脉宽的高电平作为起始位，特定进制（16进制，8进制....）不同数据对应不同占空比，数据传输时起始位在前，停止位在后，根据数据不同特定电平宽度不同产生不同占空比，数据结束时产生特定宽度的高电平作为停止位；
步骤4，数据接收解码：激光编解码模块的数据接收需按定义采样频率对数据进行采样，采集到特定脉宽的起始位时启动数据接收，对数据的低电平/高电平脉宽计数，根据计数结果得出数据位占空比，解码出相应数据，采集到特定脉宽的停止位时结束数据接收。
所述的一种便携式激光通信设备的大动态范围数据通信方法，所述的数据为16进制。
所述的一种便携式激光通信设备的大动态范围数据通信方法，所述数据为8进制。
本发明的有益效果在于：本发明的数据通信主要是通过改变激光编解码模块的信号占空比来实现，根据改变特定电平脉宽改变占空比，不同占空比数据位表示着不同的数据，在不增加通信资源的同时提高了通信的动态范围；本发明通信方法通过改变激光编解码模块数据位特定电平（高电平或低电平）占空比实现一位数据传输8位数据，提高了通信带宽的动态范围，本方法中采样频率是对特定电平（高电平或低电平）宽度进行采样的，精确得出占空比。
本发明激光编解码模块的数据传输编码或接收解码在特定波特率时，数据位由原来一位表示一位数据变为表示3位或4位数据。实现了在相同资源时通信带宽的提升，在相同通信带宽时资源减少利用。
附图说明
图1是本发明通信方法第一实施例的示意图
图2 是本发明通信方法第二实施例的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
本实施例大动态范围通信方法的实现原理为按照协定通信协议在一定通信速率下实时改变激光编解码模块低电平脉宽。如图1所示，在一定通信速率下实现便携式激光通信设备高效通信的方法包括通信协议协定，采样频率协定和数据传输编码、接收解码。
（1）激光编解码模块的通信协议包含起始位，数据位和停止位：起始位为一特定宽度的低电平，数据位可为任意位，数据位高电平脉宽一定，改变高电平在周期中位置，实现对应位占空比不同，所表示的数据不同，停止位为一特定宽度的高电平。通信协议协定是对起始位，数据位和停止位进行约定，以便数据能够正确传输。
（2）采样频率主要完成激光编解码模块的信号电平采样，对低电平脉宽计数，识别数据位所表示的数据。根据奈奎斯特采样定律，采样频率必须不小于信号低电平最小占空比的两倍。
（3）激光编解码模块的数据传输编码，数据传输时按协定协议进行编码，产生特定宽度高电平作为起始位，特定进制（16进制，8进制....）不同数据对应不同占空比，如16进制10%占空比表示数据0，15%占空比表示数据1，20%占空比表示数据2，25%占空比表示数据3，…，数据传输一个周期里低电平在前，高电平在后，根据数据不同低电平宽度不同产生不同占空比，数据结束时产生特定宽度高电平作为停止位。
（4）激光编解码模块的数据接收解码：数据接收需协定采样频率对数据进行采样，采集到特定起始位脉宽时启动数据接收，对数据位低电平脉宽计数，根据计数结果得出数据位占空比，解码出相应数据，采集到特定停止位脉宽时结束数据接收。
本实施例第1步数据输入，第2步采集到数据位低电平脉宽解码，第3步数据大小来调整数据位低电平脉宽编码，第4步数据输出，第5步通信协议协定起始位，数据位低电平占空比表示方法，停止位，第6步数据位低电平最小占空比协定采样速率。
实施例2
本实施例大动态范围通信方法的实现原理为按照协定通信协议在一定通信速率下实时改变激光编解码模块高电平脉宽。如图2所示，在一定通信速率下实现便携式激光通信设备高效通信的方法包括通信协议协定，采样频率协定和数据传输编码、接收解码。
（1）激光编解码模块的通信协议包含起始位，数据位和停止位：起始位为一特定宽度的低电平，数据位可为任意位，数据位周期一定，改变高电平宽度，实现对应位占空比不同，所表示的数据不同，停止位为一特定宽度的高电平。通信协议协定是对起始位，数据位和停止位进行约定，以便数据能够正确传输。
（2）采样频率主要完成激光编解码模块的信号电平采样，对高电平脉宽计数，识别数据位所表示的数据。根据奈奎斯特采样定律，采样频率必须不小于信号高电平最小占空比的两倍。
（3）激光编解码模块的数据传输编码，数据传输时按协定协议进行编码，产生特定宽度高电平作为起始位，特定进制（16进制，8进制....）不同数据对应不同占空比，如16进制10%占空比表示数据0，15%占空比表示数据1，20%占空比表示数据2，25%占空比表示数据3，…，数据传输一个周期里低电平在前，高电平在后，根据数据不同高电平宽度不同产生不同占空比，数据结束时产生特定宽度高电平作为停止位。
（4）激光编解码模块的数据接收解码：数据接收需协定采样频率对数据进行采样，采集到特定起始位脉宽时启动数据接收，对数据位高电平脉宽计数，根据计数结果得出数据位占空比，解码出相应数据，采集到特定停止位脉宽时结束数据接收。
本实施例第1步数据输入，第7步采集到数据位高电平脉宽解码，第8步数据大小来调整数据位高电平脉宽编码，第4步数据输出，第9步通信协议协定起始位，数据位高电平占空比表示方法，停止位，第10步数据位高电平最小占空比协定采样速率。
本发明首先协定通信协议，在原有的通信协议上保留起始位和停止位不变，数据位占空比不同，所表示的数据不同，如10%占空比表示数据0，15%占空比表示数据1，20%占空比表示数据2，25%占空比表示数据3…。在相同资源利用下提升了数据每位的利用率。
本发明最后进行数据传输编码或接收解码，数据按特定进制（16进制，8进制…）及协议传输不同数据对应不同占空比；数据在协定采样频率下对数据接收，对特定电平（高电平或低电平）脉宽计数，按协定协议对数据进行解码。在一定通信速率下按特定进制倍数提升了通信带宽。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，以及部分运用的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种便携式激光通信设备的大动态范围数据通信方法，其特征在于：包括如下步骤
步骤1，激光编解码模块以特定脉宽的低电平作为通信的起始位；不同数据的占空比表示不同的数据位：10%占空比表示数据0，15%占空比表示数据1，20%占空比表示数据2，25%占空比表示数据3，…，依此类推；以特定脉宽的高电平作为停止位；
步骤2，激光编解码模块对低电平/高电平脉宽计数，识别特定脉宽起始位、数据位所表示的数据和特定宽度的高电平停止位；设定采样频率不小于信号低电平/高电平最小占空比的两倍；
步骤3，激光编解码模块按协定通信协议对数据进行编码，产生特定脉宽的高电平作为起始位，数据传输一个周期时起始位在前，停止位在后，根据数据不同脉宽产生不同占空比，数据结束时产生特定宽度的高电平作为停止位；
步骤4，激光编解码模块按定义采样频率对数据进行采样，采集到特定脉宽的起始位时启动数据接收，对数据低电平/高电平脉宽计数，根据计数结果得出数据位占空比，解码出相应数据，采集到特定脉宽的停止位时结束数据接收。
2.根据权利要求1所述的一种便携式激光通信设备的大动态范围数据通信方法，其特征在于，所述的数据为16进制。
3.根据权利要求1所述的一种便携式激光通信设备的大动态范围数据通信方法，其特征在于，所述数据为8进制。
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