TWI664846B - 展頻反向傳輸編碼方法、展頻反向傳輸解碼方法,及通訊系統 - Google Patents
展頻反向傳輸編碼方法、展頻反向傳輸解碼方法,及通訊系統 Download PDFInfo
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Abstract
一種展頻反向傳輸編碼方法,由一包含一傳送端,及一接收端的通訊系統執行,該傳送端發送一載有一指示是否需回傳的訊息的前向數據,當該接收端接收到一數據,判斷該數據是否為該前向數據,若是,且該載有需回傳的訊息時,發送一有效編碼數據至該傳送端,該有效編碼數據在一低頻時脈的周期區間內包含一辨識位元組及一有效位元組,該辨識位元組具有一定義是邏輯準位轉態的跳變沿,若否,及載有不需回傳的訊息二者任一時,發送一預設編碼數據至該傳送端,該預設編碼數據在該低頻時脈的一周期區間內維持一預設準位而不具有該跳變沿。
Description
本發明是有關於一種信號編、解碼方法及系統,特別是指一種使用展頻反向傳輸的編、解碼方法及系統。
參閱圖1,現有的通訊系統的信號傳送方式是由一傳送端根據一低頻時脈CLK1產生一N位元的傳送資料,N為大於1的正整數,以圖1而言,是以N=8的8位元傳送資料做舉例,並以一高頻時脈CLK2將該傳送資料編碼後,再經由一通道傳送至一接收端,其中,該高頻時脈CLK2的頻率為該低頻時脈CLK1的N倍。
然而為因應實際的通訊安全需求,對於通訊系統的設計通常會在該通道嵌入相關指令,使得該接收端在接收到該傳送端所傳送的該傳送資料後,需再經由該通道反向回傳一相關於該傳送資料的確認訊息至該傳送端,使該傳送端可確認該接收端有正確接收該資料。此外,為了降低系統的EMI(Electromagnetic Interference:電磁干擾)及增加通訊安全性,通常會在該通道上
設計展頻(SS:Spread Spectrum)功能,由於該接收端還需先對接收到的資料解碼回復後再加以編碼並回傳至該傳送端,如此一來將造成傳輸延遲,進而導致該傳送端無法同步採用現有的低頻時脈或高頻時脈對該相關於該傳送資料的該確認訊息正確的進行解碼回復。
因此,本發明的一目的,即在提供一種運用已經存在的資料傳輸時脈,使接收端可連續回傳確認訊息至傳送端,進而實現使傳送端對於反向傳輸資料可正確接收並進行資料回復的展頻反向傳輸編碼方法。
於是,本發明展頻反向傳輸編碼方法,由一包含一傳送端,及一與該傳送端通訊連接的接收端的通訊系統所執行,該傳送端發送一載有一指示是否需回傳的訊息的前向數據,該展頻反向傳輸編碼方法包含一步驟(A)、一步驟(B),及一步驟(C)。
該步驟(A)為當該接收端接收到一數據時,判斷該數據是否為該前向數據。
該步驟(B)為若該步驟(A)中的判斷結果為是,且該前向數據載有需回傳的訊息時,該接收端發送一有效編碼數據至該傳送端,該有效編碼數據在一低頻時脈的周期區間內包含一辨識位元組及一有效位元組,該辨識位元組具有一定義是邏輯準位轉態的
跳變沿。
該步驟(C)為若該步驟(A)中的判斷結果為否,及該前向數據載有不需回傳的訊息二者任一時,該接收端發送一預設編碼數據至該傳送端,該預設編碼數據在該低頻時脈的一周期區間內維持一預設準位而不具有該跳變沿。
又,本發明的另一目的,即在提供一種運用已經存在的資料傳輸時脈,使接收端可連續回傳確認訊息至傳送端,進而實現使傳送端對於反向傳輸資料可正確接收並進行資料回復的展頻反向傳輸編碼方法。
於是,本發明展頻反向傳輸編碼方法,由彼此通訊連接的一傳送端,及一接收端實施,包含一步驟(A)、一步驟(B)、一步驟(C),及一步驟(D)。
該步驟(A)為該傳送端發送一載有指示是否需回傳的訊息的前向數據。
該步驟(B)為當該接收端接收到一數據時,判斷該數據是否為該前向數據。
該步驟(C)為若該步驟(B)中的判斷結果為是,且該前向數據載有需回傳的訊息時,該接收端發送一有效編碼數據至該傳送端,該有效編碼數據在一低頻時脈的周期區間內包含一辨識位元組及一有效位元組,該辨識位元組具有一跳變沿,該跳變沿的定
義是邏輯準位轉態。
該步驟(D)為若該步驟(B)中的判斷結果為否,及該前向數據載有不需回傳的訊息二者任一時,該接收端發送一預設編碼數據至該傳送端,該預設編碼數據在該低頻時脈的一周期區間內維持一預設準位而不具有該跳變沿。
又,本發明的再另一目的,即在提供一種運用已經存在的資料傳輸時脈,使接收端可連續回傳確認訊息至傳送端,進而實現使傳送端對於反向傳輸資料可正確接收並進行資料回復的展頻反向傳輸解碼方法。
於是,本發明展頻反向傳輸解碼方法,由一通訊系統所執行,該通訊系統包含一傳送端,及一與該傳送端通訊連接的接收端,該方法包含一步驟(A)、一步驟(B)、一步驟(C)、一步驟(D)、一步驟(E),及一步驟(F)。
該步驟(A)為該接收端產生一在一高頻時脈的週期區間內回傳的反向數據,該反向數據的總位元數不小於8。
該步驟(B)為該傳送端在週期區間接收該反向數據時,判斷該反向數據是否具有一定義是邏輯準位轉態的跳變沿,若為否,則回到該步驟(A)。
該步驟(C)為若該步驟(B)的判斷結果為是,則該傳送端根據該反向數據計算該跳變沿的對應位元值。
該步驟(D)為當該步驟(C)的計算結果是位元總數不小於8,則該傳送端擷取該跳變沿對應的位元值。
該步驟(E)為當該步驟(C)的計算結果是位元總數小於8,則該傳送端繼續接收由該接收端在該高頻時脈的週期區間回傳的反向數據,並執行步驟(D)。
該步驟(F)為該傳送端判斷該反向數據是否具有一跳變沿,若為否,則回到該步驟(A),若為是,則回到該步驟(C)。
再者,本發明的再另一目的,即在提供一種運用已經存在的資料傳輸時脈,使接收端可連續回傳確認訊息至傳送端,進而實現使傳送端對於反向傳輸資料可正確接收並進行資料回復的通訊系統。
於是,本發明通訊系統包含一傳送端及一接收端。
該傳送端發送一載有一指示是否需回傳的訊息的前向數據。
該接收端與該傳送端通訊連接,當接收到該前向數據時,判斷該前向數據是否有該需回傳的訊息,且判斷有該回傳的訊息時,發送一有效編碼數據至該傳送端,該有效編碼數據在一低頻時脈的周期區間內包含一辨識位元組及一有效位元組,該辨識位元組具有一跳變沿,該跳變沿的定義是邏輯準位轉態,當判斷無該回傳的訊息時,發送一預設編碼數據至該傳送端,該預設編碼數據在
該低頻時脈的一周期區間內維持一預設準位而不具有該跳變沿。
本發明的功效在於:接收端採用系統現有的傳輸時脈,在具有展頻功能的通道上連續回傳確認訊息及來自傳送端傳送的資料至傳送端,進而實現使傳送端對於反向傳輸資料能正確接收並回復。
2‧‧‧發送端
3‧‧‧接收端
CK1‧‧‧第一時脈
CK2‧‧‧第二時脈
41‧‧‧接收前向數據的步驟
42‧‧‧發送有效編碼數據的步驟
43‧‧‧發送預設編碼數據的步驟
51‧‧‧接收反向數據的步驟
52‧‧‧判斷跳變沿的步驟
53‧‧‧計算跳變沿對應位元值的步驟
54‧‧‧判斷位元總數的步驟
55‧‧‧擷取對應位元值的步驟
56‧‧‧繼續接收反向數據的步驟
57‧‧‧繼續判斷跳變沿的步驟
本發明的其他的特徵及功效,將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現,其中:圖1是一時序圖,說明習知通訊系統傳收資料時採用的傳輸時脈與傳輸資料;圖2是一系統圖,說明執行本發明展頻反向傳輸編碼方法之一實施例的一通訊系統;圖3是一流程圖,說明該實施例的一編碼方法;圖4是一時序圖,配合圖2說明該實施例的該編碼方法;圖5A是一時序圖,輔助說明該實施例的該編碼方法;圖5B是一時序圖,輔助說明該實施例的該編碼方法;及圖6是一流程圖,說明該實施例的一解碼流程。
參閱圖2、圖3,本發明通訊系統的一實施例,包含一傳送端2,及一接收端3,該通訊系統執行一種展頻反向傳輸編碼方法,包含一接收前向數據的步驟41、一發送有效編碼數據的步驟42,及一發送預設編碼數據的步驟43。
該接收前向數據的步驟41為該接收端3經由一前向傳輸通道接收一來自該傳送端2以一第一時脈CK1所發送的一前向數據,且該接收端3根據該前向數據判斷是否需回傳信號到該傳送端2,其中,該前向數據中載有一指示是否需回傳的訊息,如以圖5A而言,在第一週期區間內,在1、0之後的bit0,即為指示該接收端3須回傳訊息,而在第二週期區間內的保持bit0即為指示該接收端3不須回傳訊息。
參閱圖4,在本實施例中,該接收端3回傳信號到該傳送端2時,是以一第二時脈CK2經由一反向傳輸通道傳送,若該前向數據為8位元,則該第二時脈的頻率為該第一時脈CK1的頻率的8倍,但並不僅侷限於此做法。
再參閱圖3,該發送有效編碼數據的步驟42為若該步驟41的判斷結果為是,則該接收端3發送一有效編碼數據經由該反向傳輸通道回傳至該傳送端2,該有效編碼數據在該第一時脈CK1的一周期區間內包含一4位元的辨識位元組及一4位元的有效位元組,該辨識位元組具有一跳變沿,該跳變沿的定義是邏輯準位轉
態,該跳變沿可以是上升沿(0到1)或下降沿(1到0),舉例而言,如圖4所示:1100或0011,且該辨識位元組各自的位元區間為該第二時脈的週期的至少二倍。
該發送預設編碼數據的步驟43為若該接收前向數據的步驟41的判斷結果為否,則該接收端3發送一預設編碼數據經由該反向傳輸通道回傳至該傳送端2,該預設編碼數據在該第一時脈CK1的一周期區間內維持一預設準位而不具有該跳變沿,其中,維持一預設準位有二種作法,第一種作法為:該預設編碼數據的預設準位相同於前一周期的有效位元組的一邏輯準位,如圖5A所示,當該傳送端在該第一時脈CK1的一周期區間內將該前向數據經由該前向傳輸通道傳送至該接收端3,且該前向數據指示該接收端3在該第二時脈CK2的一週期區間將該有效位元組的第一個位元經由該反向傳輸通道回傳至該傳送端2時,則該前向數據傳送位元依序為{1,0,bit0,bit0},而該接收端3經由該反向傳輸通到回傳至該傳送端2的回傳資料依序為{1,1,0,0,bit0,bit0,bit0,bit0},其中,bit0為該有效位元組的第一個位元。第二種作法為:該預設編碼數據的預設準位相同於該辨識位元組轉態前的一邏輯準位,如圖5B所示,當該傳送端在該第一時脈CK1的下一周期區間內將該前向數據經由該前向傳輸通道傳送至該接收端3,且該前向數據指示該接收端3在該第二時脈CK2的下一週期區間不需將該有效位元
組的第二個位元經由該反向傳輸通道回傳至該傳送端2時,則該前向數據傳送位元依序為{bit0,bit0,bit0,bit0},而該接收端3經由該反向傳輸通到回傳至該傳送端2的回傳資料依序為{1,1,0,0,0,0,0,0},其中,第五個位元0至第八個位元0代表保持與前一位元(第四個位元)在相同的電壓準位,後續第三、第四週期區間的回傳方式依此類推。
參閱圖6,該通訊系統執行一種展頻反向傳輸解碼方法,包括一接收反向數據的步驟51、一判斷跳變沿的步驟52、一計算跳變沿對應位元值的步驟53、一判斷位元總數的步驟54、一擷取對應位元值的步驟55、一繼續接收反向數據的步驟56,及一繼續判斷跳變沿的步驟57。
該接收反向數據的步驟51為該傳送端2經由一反向傳輸通道接收一由該接收端3在一第二時脈CK2的每一週期區間回傳的反向數據,該反向數據的總位元數為至少N個,該第二時脈CK2的頻率正比於該反向數據的總位元數。
該判斷跳變沿的步驟52為該傳送端2依序判斷該反向數據是否具有一跳變沿,該跳變沿的定義是邏輯準位轉態,若為否,則回到該接收反向數據的步驟51。
該計算跳變沿對應位元值的步驟53為若該判斷跳變沿的步驟52的判斷結果為是,則該傳送端2根據該反向數據計算該跳變
沿的對應位元值,該跳變沿的對應位元值的計算方法為該傳送端依據發生該跳變沿之前接收的位元總數並以下列算式計算一相關於該跳變沿的對應位元值的有效位元位置:p=(i+b+[c+1]/2)mod(N-1),其中,p為該有效位元位置,i為該傳送端接收到發生該跳變沿位元之前所接收的位元總數,b為該發生跳變沿的邏輯準位轉態位元數,c為該反向數據中發生該跳變沿之後的位元數,而mod運算代表取(i+b+[c+1]/2)÷(N-1)之餘數。
該判斷位元總數的步驟54為該傳送端2並判斷該位元總數是否超過N。
該擷取對應位元值的步驟55為若該步驟54的判斷結果為否,則該傳送端2擷取該跳變沿對應的位元值,在此需進一步說明的是擷取該跳變沿對應的位元值的更具體作法為將該對應的位元值作為反向傳輸的有效數據,其並與該接收反向數據的步驟51中所接收的反向數據有所不同。
該繼續接收反向數據的步驟56為若該判斷位元總數的步驟54的判斷結果為是,則該傳送端2繼續接收由該接收端3在該第二時脈的週期區間回傳的反向數據,並進到該擷取對應位元值的步驟55。
該繼續判斷跳變沿的步驟57為該傳送端2依序判斷該反向數據是否具有一跳變沿,若為否,則回到該接收反向數據的步驟
51,若為是,則回到該計算跳變沿對應位元值的步驟53。
以下列舉數例說明該有效位元組位元所在位置p的計算方式,為方便說明,以下所舉示例中,跳變沿是採用下降沿,該傳送端2在該第二時脈CK2的前後相鄰區間,經由該反向傳輸通道接收由該接收端3所傳送的回應信號依先後順序記為data(n-1)及data(n),且每一筆回應信號皆為8位元,n表示該接收端3所傳送的回應信號的次序,且n>1,由於若跳變沿是發生於兩筆信號的邊緣,即,信號的末尾位元或首位位元,則需要先後兩筆信號才能判斷跳變沿有無發生,舉例而言,假設該傳送端2在該第二時脈CK2的前後相鄰區間接收的信號為1111111100000000,若每筆回應信號以8位元作接收,則data(n-1)為11111111,而data(n)為00000000,二者皆無法判斷跳變沿是否發生,但若將data(n-1)連同data(n)做比對,則可判斷跳變沿發生處。
示例1:假設data(n-1)=11111111,data(n)=11110011,此時,由於data(n)的位元間發生跳變沿,即,跳變沿的發生位置是在data(n)的第二位元(由右而左起算,依序為第零位元(bit0)、第一位元(bit1)、第二位元(bit2)...,依此類推),並將發生跳變沿的位置記為i,因此本例i=2,而b=2,c=4,N=8,則有效位元組位元所在位置p=(2+2+[(4+1)/2])mod(8-1)=6,且2+2+[(4+1)/2]<(8-1),代表有效位元組是存在於當前信號中,且
p即為有效位元組位元所在位置,以本例而言,有效位元組位元存在於data(n)當中,若(i+b+[c+1]/2)>(N-1),則代表有效位元組位元存在於下一信號中,即data(n+1),因此本示例的有效位元組位元所在位置為data(n)的第六位元(由右而左起算),而所對應的位元為1。
示例2:假設data(n-1)=11111111,data(n)=00000001,因此i=1(跳變沿發生於data(n)),b=2,c=4,N=8,則p=(1+2+[(4+1)/2])mod(8-1)=5,且1+2+[(4+1)/2]<8,因此有效位元組位元所在位置為data(n)的第五位元(由右而左起算),而所對應的位元為0。
示例3:假設data(n-1)=01111111,data(n)=11111100,需特別說明的是,由於data(n)的跳變沿是發生在第零位元,即該位元是跳變沿後半部分的電壓準位,因此需要根據前一接收信號(即data(n-1))做判斷,因此i=7(跳變沿發生於data(n-1)),b=2,c=4,N=8,則p=(7+2+[(4+1)/2])mod(8-1)=4,且7+2+[(4+1)/2]>8,因此有效位元組位元所在位置為data(n)的第四位元(由右而左起算),而所對應的位元為1。
示例4:假設data(n-1)=11111111,data(n)=00111111,因此i=6(跳變沿發生於data(n)),b=2,c=4,N=8,則p=(6+2+[(4+1)/2])mod(8-1)=3,且10>8,因此有效位元組位
元所在位置為data(n+1)的第三位元。
綜上所述,上述實施例的優點在於:一、接收端依據先前接收到的前向數據決定回傳至傳送端的編碼數據種類,使得傳送端確實可持續的接收來自接收端的回傳信號。二、傳送端接收到該接收端回傳的信號時,判斷所接收信號位元之間是否存在跳變沿進而判斷有效位元組中每一位元的正確位置。因此本發明係採用簡單易用的編、解碼方法,運用系統現有的時脈(CK1及CK2),不需複雜的數據採集電路,即便系統需要展頻功能,也能實現對反向傳輸數據做正確的解碼回復,同時可實現對於有效位元組的連續或間隔傳輸,故確實能達成本發明的目的。
惟以上所述者,僅為本發明的實施例而已,當不能以此限定本發明實施的範圍,凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾,皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
Claims (13)
- 一種展頻反向傳輸編碼方法,由一包含一傳送端,及一與該傳送端通訊連接的接收端的通訊系統所執行,該傳送端發送一載有一指示是否需回傳的訊息的前向數據,該展頻反向傳輸編碼方法包含:(A)當該接收端接收到一數據時,判斷該數據是否為該前向數據;(B)若該步驟(A)中的判斷結果為是,且該前向數據載有需回傳的訊息時,該接收端發送一有效編碼數據至該傳送端,該有效編碼數據在一低頻時脈的周期區間內包含一辨識位元組及一有效位元組,該辨識位元組具有一定義是邏輯準位轉態的跳變沿;及(C)若該步驟(A)中的判斷結果為否,及該前向數據載有不需回傳的訊息二者任一時,該接收端發送一預設編碼數據至該傳送端,該預設編碼數據在該低頻時脈的一周期區間內維持一預設準位而不具有該跳變沿。
- 如請求項1所述的展頻反向傳輸編碼方法,其中,該預設編碼數據的預設準位相同於前一周期的有效位元組的一邏輯準位。
- 如請求項1所述的展頻反向傳輸編碼方法,其中,該預設編碼數據的預設準位相同於該辨識位元組轉態前的一邏輯準位。
- 一種展頻反向傳輸編碼方法,由彼此通訊連接的一傳送端,及一接收端實施,包含:(A)該傳送端發送一載有指示是否需回傳的訊息的前向數據;(B)當該接收端接收到一數據時,判斷該數據是否為該前向數據;(C)若該步驟(B)中的判斷結果為是,且該前向數據載有需回傳的訊息時,該接收端發送一有效編碼數據至該傳送端,該有效編碼數據在一低頻時脈的周期區間內包含一辨識位元組及一有效位元組,該辨識位元組具有一跳變沿,該跳變沿的定義是邏輯準位轉態;及(D)若該步驟(B)中的判斷結果為否,及該前向數據載有不需回傳的訊息二者任一時,該接收端發送一預設編碼數據至該傳送端,該預設編碼數據在該低頻時脈的一周期區間內維持一預設準位而不具有該跳變沿。
- 如請求項4所述的展頻反向傳輸編碼方法,其中,該預設編碼數據的預設準位相同於前一周期的有效位元組的一邏輯準位。
- 如請求項4所述的展頻反向傳輸編碼方法,其中,該預設編碼數據的預設準位相同於該辨識位元組轉態前的一邏輯準位。
- 一種展頻反向傳輸解碼方法,由彼此通訊連接的一傳送端,及一接收端實施,包含:(A)該接收端產生一在一高頻時脈的週期區間內回傳的反向數據,該反向數據的總位元數不小於8;(B)該傳送端在週期區間接收該反向數據時,判斷該反向數據是否具有一定義是邏輯準位轉態的跳變沿,若為否,則回到該步驟(A);(C)若該步驟(B)的判斷結果為是,則該傳送端根據該反向數據計算該跳變沿的對應位元值;(D)當該步驟(C)的計算結果是位元總數小於8,則該傳送端擷取該跳變沿對應的位元值;(E)當該步驟(C)的計算結果是位元總數不小於8,則該傳送端繼續接收由該接收端在該第二時脈的週期區間回傳的反向數據,並執行步驟(D);及(F)該傳送端判斷該反向數據是否具有一跳變沿,若為否,則回到該步驟(A),若為是,則回到該步驟(C)。
- 如請求項7所述的展頻反向傳輸解碼方法,其中,該步驟(C)的該跳變沿的對應位元值的計算方法為,該傳送端依據發生該跳變沿之前接收的位元總數,以p=(i+b+[c+1]/2)mod(N-1)算式計算一相關於該跳變沿的對應位元值的有效位元位置,其中,p為該有效位元位置,i為該傳送端接收到該跳變沿之前所接收的位元總數,b為該發生跳變沿的邏輯準位轉態位元數,c為該反向數據中發生該跳變沿之後的位元數,N為該反向數據的總位元數,mod為取(i+b+[c+1]/2)÷(N-1)之餘數。
- 一種通訊系統,包含:一傳送端,發送一載有一指示是否需回傳的訊息的前向數據;及一接收端,與該傳送端通訊連接,當接收到該前向數據時,判斷該前向數據是否有該需回傳的訊息,且判斷有該回傳的訊息時,發送一有效編碼數據至該傳送端,該有效編碼數據在一低頻時脈的周期區間內包含一辨識位元組及一有效位元組,該辨識位元組具有一跳變沿,該跳變沿的定義是邏輯準位轉態,當判斷無該回傳的訊息時,發送一預設編碼數據至該傳送端,該預設編碼數據在該低頻時脈的一周期區間內維持一預設準位而不具有該跳變沿。
- 如請求項9所述的通訊系統,其中,該傳送端接收一由該接收端在一高頻時脈的每一週期區間回傳的反向數據,該反向數據的總位元數不小於8,該傳送端並判斷該反向數據是否具有該跳變沿,若判斷結果為否,則該傳送端繼續接收由該接收端在該高頻時脈的週期區間回傳的該反向數據,若判斷結果為是,則該傳送端根據該反向數據計算該跳變沿的對應位元值,並接著判斷該位元總數是否超過8,若判斷結果為否,則該傳送端擷取該跳變沿對應的位元值,若判斷結果為是,則該傳送端繼續接收由該接收端在該高頻時脈的週期區間回傳的反向數據,並擷取該跳變沿對應的位元值。
- 如請求項10所述的通訊系統,其中,該預設編碼數據的預設準位相同於前一周期的有效位元組的一邏輯準位。
- 如請求項10所述的通訊系統,其中,該預設編碼數據的預設準位相同於該辨識位元組轉態前的一邏輯準位。
- 如請求項10所述的通訊系統,其中,該跳變沿的對應位元值的計算方法為,該傳送端依據發生該跳變沿之前接收的位元總數並以下列算式計算一相關於該跳變沿的對應位元值的有效位元位置:p=(i+b+[c+1]/2)mod(N-1),其中,p為該有效位元位置,i為該傳送端接收到該跳變沿之前所接收的位元總數,b為該發生跳變沿的邏輯準位轉態位元數,c為該反向數據中發生該跳變沿之後的位元數,mod為取(i+b+[c+1]/2)÷(N-1)之餘數。
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