СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМА ДАННЫХ
METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING AND RECEIVING DATA

Область техники
Настоящее изобретение относится к области электронной техники, в частности к способу и устройству для передачи и приема данных.
Предшествующий уровень
В известных способах передачи сигнала волнами (такими как синусоидальная или прямоугольная волна) с одним и тем же периодом, как правило, для различения бита «1» и бита «0» специально используют разные коэффициенты заполнения одинаковых периодов. Коэффициентом заполнения называется отношение длительности импульса к интервалу между соседними импульсами.
В известных способах передачи сигнала, передающая сторона посылает волны (такие как синусоидальная или прямоугольная волна) с одним и тем же периодом. Получающая сигнал сторона принимает волны (такие как синусоидальная или прямоугольная волна), отправленные передающей сигнал стороной, и определяет их коэффициент заполнения для распознавания бита «1» и бита «0», устанавливая таким образом данные, полученные от передающей сигнал стороны. Однако процесс определения коэффициента заполнения довольно сложен, что увеличивает объем и стоимость работы для стороны, получающей сигнал.
Краткое описание изобретения
Целью предлагаемого изобретения является разработка способа и устройства для передачи и приема данных, упрощающих работу принимающего устройства.
Цель изобретения достигается с помощью следующих технических решений.
Одним из объектов предлагаемого изобретения является способ передачи данных, включающий передачу бита «1» данных в форме волны с периодом Т1 и бита «0» данных в форме волны с периодом Т2, причем Т1 не равен Т2; и непрерывную передачу периодической волны, соответствующей последовательности битов данных, которые необходимо отправить.
Другим объектом предлагаемого изобретения является устройство передачи данных, включающее: блок генерации последовательности битов, сконфигурированный для генерации и выдачи последовательности битов данных, которые необходимо отправить; и блок генерации и передачи волны, сконфигурированный для передачи бита «1» данных посредством волны с периодом Т1 и для передачи бита «0» данных посредством волны с периодом Т2, в котором блок генерации и передачи волны непрерывно посылает периодическую волну, соответствующую последовательности битов данных, которые необходимо отправить.
Еще одним объектом предлагаемого изобретения является способ приема данных, включающий: непрерывный прием периодической волны и определение последовательности битов полученных данных согласно периоду волны, в которой бит «1» данных передан волной с периодом Т1, бит «0» данных передан волной с периодом Т2 и Т1 не равен Т2.
И еще одним объектом предлагаемого изобретения является устройство приема данных, содержащее: принимающий блок, сконфигурированный для приема и выдачи непрерывной волны; и блок распознавания, сконфигурированный для определения последовательности битов данных согласно периоду волны, выдаваемой принимающим блоком, когда бит «1» данных передан волной с периодом Т1, бит «0» передан волной с периодом Т2 и Т1 не равен Т2.
Как видно из перечисленных выше объектов предлагаемого изобретения, принимающая сторона может определять последовательность битов принимаемых данных по периоду периодической волны, что позволяет избежать сложностей, существующих при определении коэффициента заполнения, и упростить и удешевить действия принимающей стороны.
Краткое описание чертежей
Для демонстрации некоторых вариантов технического решения согласно изобретению к описанию прилагаются чертежи, соответствующие этим вариантам. Очевидно, что представленные ниже чертежи соответствуют только некоторым из вариантов настоящего изобретения, и специалисты могут сделать другие чертежи на их основе, не прилагая творческих усилий.
На Фиг.1 представлена упрощенная блок-схема способа передачи данных согласно одному из вариантов предлагаемого изобретения;
Фиг.2 - схематическая структура устройства для передачи данных согласно одному из вариантов предлагаемого изобретения;
Фиг.3 - упрощенная блок-схема способа приема данных согласно одному из вариантов предлагаемого изобретения;
Фиг.4 - схематическая структура устройства для приема данных согласно одному из вариантов предлагаемого изобретения;
Фиг.5 - диаграмма периодической волны в способе передачи данных согласно другому варианту предлагаемого изобретения;
Фиг.6 - схематическая структура данных, которые нужно передать в способе передачи данных согласно другому варианту предлагаемого изобретения;
Фиг.7 - упрощенная блок-схема способа передачи данных согласно другому варианту предлагаемого изобретения;
Фиг.8 - упрощенная блок-схема способа приема данных согласно другому варианту предлагаемого изобретения; и
Фиг.9 - диаграмма периодической волны в способе передачи данных согласно другому варианту предлагаемого изобретения.
Подробное описание изобретения
Для того чтобы наглядно продемонстрировать некоторые варианты технического решения согласно изобретению, к описанию прилагаются чертежи, соответствующие этим вариантам. Очевидно, что представленные ниже чертежи соответствуют только некоторым из вариантов настоящего изобретения, и специалисты могут сделать другие чертежи на их основе, не прилагая творческих усилий.
На Фиг.1 представлен способ передачи данных согласно одному из вариантов предлагаемого изобретения.
Способ включает следующие этапы.
На этапе 11, бит «1» данных передают волной с периодом Т1 и бит «0» данных передают волной с периодом Т2, где Т1 не равен Т2.
На этапе 12, соответствующую периодическую волну непрерывно посылают согласно последовательности битов данных, которые необходимо передать.
В этом варианте, исполнительным органом для передачи данных может быть передающая сторона.
Как видно из представленного выше варианта предлагаемого изобретения, принимающая сторона может определять последовательность битов принимаемых данных по периоду периодической волны, что позволяет избежать сложностей, существующих при определении коэффициента заполнения, и упростить и удешевить действия принимающей стороны.
В частности, на вышеупомянутом этапе 11 предпочтительно Т1:Т2=1,5:1.
На выбор в вышеупомянутом этапе 11, периодическая волна может быть синусоидальной, прямоугольной, треугольной и т.д.
В частности, на этапе 12, последовательность битов данных для передачи может последовательно содержать: головной пакет синхронизации, пакет информационных данных и хвостовой пакет синхронизации.
Головной пакет синхронизации содержит М битов, и М может быть больше или равно 2, и значения М битов головного пакета синхронизации одни и те же. Предпочтительно М=20 и головной пакет синхронизации состоит из М битов «1». Обычно, линии связи нужна стабильность параметров для гарантии стабильности волны. Отправка головного пакета синхронизации может гарантировать стабильность волны, соответствующей информационным данным, то есть отправление головного пакета синхронизации гарантирует, что импульс помех, который может образоваться в начале передаваемого сигнала, не относится к передаваемым информационным данным.
Хвостовой пакет синхронизации содержит N битов, и N может быть больше или равно 2, и значения N битов хвостового пакета синхронизации одни и те же. Предпочтительно N=20 и хвостовой пакет синхронизации состоит из N битов «0». Отправка хвостового пакета синхронизации может гарантировать стабильность волны соответствующей части данных, отправленной последней, то есть отправка хвостового пакета синхронизации гарантирует надежную передачу последнего пакета информационных данных, так что последний пакет данных может быть корректно получен принимающей стороной.
В частности, передаваемый сигнал может последовательно содержать, по крайней мере, 1 бит стартового бита, по крайней мере, 1 бит информационных данных и, по крайней мере, 1 бит стопового бита.
Значения битов в стартовом бите одни и те же, но они не совпадают со значениями битов головного пакета синхронизации. Если значения стартового бита «0», головной пакет синхронизации состоит из М битов «1»; а если значение стартового бита «1», то головной пакет синхронизации состоит из М битов «0», то есть значения М битов головного пакета синхронизации отличаются от значения стартового бита, так что принимающая сторона корректно идентифицирует стартовый бит пакета информационных данных.
Значения битов в стоповом бите одни и те же, но они не совпадают со значениями битов хвостового пакета синхронизации. Если значения стопового бита «1», то хвостовой пакет синхронизации состоит из N битов «0»; а если значения стопового бита «0», то хвостовой пакет синхронизации состоит из N битов «1», то есть значения битов в N битах хвостового пакета синхронизации отличаются от значений стопового бита, так что принимающая сторона корректно идентифицирует столовый бит пакета информационных данных.
На Фиг.2 соответственно вышеописанному варианту способа передачи данных представлено устройство передачи данных, которое включает блок 21 генерации последовательности битов и блок 22 генерации и передачи волны.
Блок 21 генерации последовательности битов сконфигурирован для генерации и вывода последовательности битов данных, которые необходимо передать.
Блок 22 генерации и передачи волны сконфигурирован передавать бит «1» данных волной с периодом Т1 и передавать бит «0» данных волной с периодом Т2. Блок генерации и передачи волны непрерывно посылает соответствующую периодическую волну согласно последовательности битов данных, которые необходимо передать.
Как видно из представленного выше варианта предлагаемого изобретения, принимающая сторона может определять последовательность битов принимаемых данных по периоду периодической волны, что позволяет избежать сложностей, существующих при определении коэффициента заполнения, и упростить и удешевить действия принимающей стороны.
В частности, предпочтительно соотношение Т1:Т2=1,5:1.
На выбор периодическая волна может быть синусоидальной, прямоугольной, треугольной и т.д.
В частности, блок 22 генерации и передачи волны может быть сконфигурирован для генерации следующей последовательности битов данных, которые необходимо передать: головной пакет синхронизации, передаваемая информация и хвостовой пакет синхронизации. Головной пакет синхронизации содержит М битов, где М больше или равно 2, и значения М битов головного пакета синхронизации одни и те же. Передаваемая информация включает пакеты данных, которые необходимо передать.
Или, блок 22 генерации и передачи волны может, в частности, быть сконфигурирован для генерации следующей последовательности битов данных для передачи: головной пакет синхронизации, передаваемая информация и хвостовой пакет синхронизации. Хвостовой пакет синхронизации содержит N битов, где N больше или равно 2, и значения N битов хвостового пакета синхронизации одни и те же. Передаваемая информация включает пакеты данных, которые необходимо передать.
В частности, передаваемый пакет информационных данных содержит последовательно по крайней мере 1 бит стартового бита, по крайней мере 1 бит информационных данных и по крайней мере 1 бит стопового бита. Значения битов стопового бита одни и те же и не равны значениям битов хвостового пакета синхронизации.
Предпочтительно М=20 и головной пакет синхронизации состоит из М битов «1».
Предпочтительно N=20 и хвостовой пакет синхронизации состоит из N битов «0».
Устройство передачи данных и его конфигурация согласно изобретению, которые здесь подробно описываться не будут, могут быть понятны, исходя из действий, выполняемых передающей стороной в способе передачи данных по вышеприведенному варианту.
На Фиг.3 представлен способ приема данных согласно предлагаемому изобретению.
Способ включает следующие этапы.
На этапе 31, периодическая волна принимается непрерывно.
На этапе 32, последовательность битов принимаемых данных распознается по периоду периодической волны, в которой бит «1» данных передается волной с периодом Т1, бит «0» данных передается волной с периодом Т2, и Т1 не равен Т2.
В этом варианте, исполнительным органом для приема данных может быть принимающая сторона.
Как видно из представленного выше технического решения в варианте предлагаемого изобретения, принимающая сторона может определять последовательность битов принимаемых данных по периоду периодической волны, что позволяет избежать сложностей, существующих при определении коэффициента заполнения, и упростить и удешевить действия принимающей стороны.
Предпочтительное соотношение Т1:Т2=1,5:1.
В частности, волна может быть синусоидальной, прямоугольной, треугольной и т.д.
В случае, когда волна является синусоидальной или треугольной, распознавание последовательности битов принимаемых данных согласно периоду периодической волны на этапе 32 может, в частности, включать: преобразование синусоидальной или треугольной волны в соответствующую прямоугольную волну и определение последовательности битов принимаемых данных согласно интервалу времени между подъемами соседних прямоугольных волн; или преобразование синусоидальной или треугольной волны в соответствующую прямоугольную волну, и определение последовательности битов принимаемых данных согласно интервалу времени между спусками соседних прямоугольных волн.
Например, для преобразования синусоидальной или треугольной волны в соответствующую прямоугольную на принимающей стороне можно использовать компаратор (или контур сравнения), который облегчает распознавание последовательности битов принимаемых данных по промежутку времени между подъемами или спусками прямоугольных волн.
В другом случае на принимающей стороне для определения частоты синусоидальной или треугольной волны и, соответственно, для распознавания последовательности битов принимаемых данных может быть сконфигурирован контур определения частоты.
В упомянутом этапе 32 последовательность битов принимаемых данных содержит последовательно: головной пакет синхронизации, пакет передаваемых информационных данных и хвостовой пакет синхронизации. Головной пакет синхронизации содержит М битов, и М больше или равно 2, и значения М битов головного пакета синхронизации одни и те же. Предпочтительно М=20, и головной пакет синхронизации состоит из М битов «1».
Или в упомянутом этапе 32, последовательность битов принимаемых данных содержит последовательно: головной пакет синхронизации, пакет информационных данных и хвостовой пакет синхронизации. Хвостовой пакет синхронизации содержит N битов и N больше или равно 2, а значения N битов хвостового пакета синхронизации одни и те же. Предпочтительно N=20, и хвостовой пакет синхронизации содержит N битов «0».
В упомянутом этапе 32, далее, согласно периоду периодической волны, определяется, что пакет данных содержит последовательно по крайней мере 1 бит стартового бита, по крайней мере 1 бит информационных данных и по крайней мере 1 бит стопового бита. Значения битов стопового бита одни и те же и не равны значениям битов головного пакета синхронизации.
Или в упомянутом этапе 32, согласно периоду периодической волны, определяется, что пакет данных содержит последовательно по крайней мере 1 бит стартового бита, по крайней мере 1 бит информационных данных и по крайней мере 1 бит стопового бита. Значения битов стопового бита одни и те же и не равны значениям битов хвостового пакета синхронизации.
Как показано на Фиг.4, в соответствии с вышеописанным способом приема данных, представлено устройство для приема данных согласно предлагаемому изобретению, которое содержит принимающий блок 41 и блок 42 распознавания.
Принимающий блок 41 сконфигурирован для приема и выдачи непрерывной периодической волны.
Блок 42 распознавания сконфигурирован для распознавания последовательности битов принимаемых данных по периоду периодической волны, выдаваемой принимающим блоком, в которой бит «1» данных передается волной с периодом Т1, бит «0» данных передается волной с периодом Т2, и Т1 не равен Т2.
Как видно из представленного выше технического решения в варианте предлагаемого изобретения, принимающая сторона может определять последовательность битов принимаемых данных по периоду периодической волны, что позволяет избежать сложностей, существующих при определении коэффициента заполнения, и упростить и удешевить действия принимающей стороны.
Предпочтительно Т1:Т2=1,5:1.
В частности, периодическая волна может быть синусоидальной, прямоугольной, треугольной и т.д.
Когда волна является синусоидальной или треугольной, блок 42 распознавания может быть специально сконфигурирован для преобразования синусоидальной волны или треугольной волны в соответствующую прямоугольную волну и для распознавания последовательности битов принимаемых данных согласно промежутку времени между подъемами соседних прямоугольных волн; или для преобразования синусоидальной волны или треугольной волны в соответствующую прямоугольную волну и для распознавания последовательности битов принимаемых данных согласно промежутку времени между спусками соседних прямоугольных волн.
Блок 42 распознавания далее может быть сконфигурирован для определения того, что последовательность битов принимаемых данных включает последовательно: головной пакет синхронизации, пакет информационных данных и хвостовой пакет синхронизации. Головной пакет синхронизации имеет М битов, и М больше или равно 2, и значения М битов головного пакета синхронизации одни и те же. Предпочтительно, М=20 и головной пакет синхронизации состоит из М битов «1».
Или, блок 42 распознавания далее может быть сконфигурирован для определения того, что последовательность битов принимаемых данных последовательно содержит: головной пакет синхронизации, пакет информационных данных и хвостовой пакет синхронизации. Хвостовой пакет синхронизации содержит N битов, и N больше или равно 2, и значения битов в N битах хвостового пакета синхронизации одни и те же. Предпочтительно N=20, и хвостовой пакет синхронизации состоит из N битов «0».
Далее блок 42 распознавания может быть сконфигурирован для определения того, что пакет передаваемых информационных данных последовательно содержит: по крайней мере 1 бит стартового бита, по крайней мере 1 бит информационных данных и по крайней мере 1 бит стопового бита, причем значения битов стопового бита одни и те же и не равны значениям битов головного пакета синхронизации.
Или блок 42 распознавания может использоваться для распознавания того, что пакет передаваемых информационных данных последовательно содержит: по крайней мере 1 бит стартового бита, по крайней мере 1 бит информационных данных и по крайней мере 1 бит стопового бита, причем значения битов стопового бита одни и те же и не равны значениям битов хвостового пакета синхронизации.
1
1
0
0
Как показано на Фиг.5, синусоидальная волна sin(ω·x+π) с периодом Т1 используется передающей стороной для передачи бита «1» данных, и ω=2π/|T1|; и синусоидальная волна sin(ω·x+π) с периодом Т2 используется передающей стороной для передачи бита «0» данных, и ω=2π|Т2|, где Т1≠Т2 и Т1:Т2=1,5:1.
Возможно также использование принимающей стороной компаратора для преобразования синусоидальной волны в соответствующую прямоугольную, так что принимающая сторона может различать бит «0» и бит «1» только путем контроля интервала времени между спусками соседних прямоугольных волн.
Как показано на Фиг.6, последовательность битов данных для передачи содержит последовательно: головной пакет синхронизации, пакет передаваемых информационных данных (или ряд пакетов передаваемых информационных данных) и хвостовой пакет синхронизации. Для передачи пакетов данных может использоваться последовательный формат связи.
Головной пакет синхронизации содержит М битов, и М=20, и головной пакет синхронизации состоит из 20 битов «1». Обычно линии связи нужна стабильность параметров, чтобы гарантировать стабильность волны. Отправка головного пакета синхронизации может гарантировать стабильность волны, соответствующей данным, которые необходимо передать, то есть отправка головного пакета синхронизации гарантирует, что импульс помехи, который может быть произведен в начале отправляемого сигнала, не относится к пакету передаваемых данных.
Хвостовой пакет синхронизации содержит N битов, и N=20, и хвостовой пакет синхронизации состоит из N битов «0». Отправка хвостового пакета синхронизации может гарантировать стабильность волны, соответствующей последнему пакету отправленных данных, то есть отправка хвостового пакета синхронизации гарантирует надежную передачу последнего пакета данных, так что последний пакет пересылаемых данных может быть корректно получен принимающей стороной.
Упомянутый пакет данных для передачи может последовательно содержать: 1 бит стартового бита, 8 битов информационных данных и 1 бит стопового бита.
Поскольку головной пакет синхронизации состоит из М битов «1», стартовым битом является бит «0», и значения М битов головного пакета синхронизации отличаются от значения стартового бита. Таким образом принимающая сторона может корректно идентифицировать стартовый бит пакета данных.
Поскольку хвостовой пакет синхронизации состоит из N битов «0», стоповым битом является бит «1», и значения N битов хвостового пакета синхронизации отличаются от значения стопового бита. Таким образом принимающая сторона может корректно идентифицировать стоповый бит пакета данных.
Как показано на Фиг.7, процесс передачи данных, которые необходимо отправить передающей стороне, включает:
этап 701: отправка головного пакета синхронизации передающей стороной;
этап 702: отправка передающей стороной пакета данных, которые необходимо передать; и
этап 703: отправка хвостового пакета синхронизации передающей стороной.
Как показано на Фиг.8, процесс приема данных, которые необходимо получить принимающей стороной, включает:
этап 801: получение головного пакета синхронизации принимающей стороной;
этап 802: получение пакета передаваемых данных принимающей стороной; и
этап 803: получение хвостового пакета синхронизации принимающей стороной.
Как видно из перечисленных выше объектов предлагаемого изобретения, принимающая сторона может определять последовательность битов принимаемых данных по периоду периодической волны, что позволяет избежать сложностей, существующих при определении коэффициента заполнения, и упростить и удешевить действия принимающей стороны.
1
1
0
0
Как показано на Фиг.9, различия между способами для передачи и приема данных в последнем варианте и способами для передачи и приема данных, показанными на Фиг.5-8, заключаются в том, что: синусоидальная волна sin(ω·x) с периодом Т1 используется для представления «1», and ω=2π/|Т1|; и синусоидальная волна sin(ω·x) с периодом Т2 используется для представления «0», and ω=2π/|Т2|. Т1≠Т2, и Т1:Т2=1,5:1.
Способы передачи и приема данных по этому варианту изобретения, которые здесь подробно не описаны, могут быть понятны, исходя из способов передачи и приема данных, проиллюстрированных на Фиг.5-8.
Различие между способами для передачи и приема данных в этом варианте и способами для передачи и приема данных, показанными на Фиг.5-8, может заключаться в том, что периодическая волна является треугольной волной.
Способы передачи и приема данных по этому варианту изобретения, которые здесь подробно не описаны, могут быть понятны, исходя из способов передачи и приема данных ,проиллюстрированных на Фиг.5-8.
Различие между способами для передачи и приема данных в этом варианте и способами для передачи и приема данных, показанными на Фиг.5-8, может заключаться в том, что периодическая волна является прямоугольной волной.
Варианты способов передачи и приема данных согласно предлагаемому изобретению, но подробно не описанные, можно понять по соответствию способам передачи и приема данных, проиллюстрированным на Фиг.5-8.
Хотя были представлены и описаны поясняющие примеры, специалисту должно быть понятно, что конструктивные варианты не ограничивают объем изобретения. Могут существовать изменения, варианты и модификации, не отклоняющиеся от духа и смысла изобретения, поэтому объем испрашиваемой защиты определяется формулой изобретения.
Специалистам будет понятно, что весь процесс или его отдельные операции в описанных выше примерах предлагаемого изобретения могут быть реализованы аппаратными средствами с программным управлением. Программы могут храниться на машиночитаемых носителях, и программы охватывают одну или сочетание операций в вариантах способа по предлагаемому изобретению, когда выполняются на компьютере. Упомянутыми выше носителями могут быть магнитные диски, CD, постоянное запоминающее устройство (ROM) или запоминающее устройство с произвольной выборкой (RAM) и т.д.