专利名称：一种近距离通信实现方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及声波的调制解调技术领域，尤其涉及一种近距离通信实现方法和系统。
背景技术：
近场通信(NFC,Near Field Communication)又称近距离无线通信,是一种短距离的高频无线通信技术，允许电子设备之间进行非接触式点对点数据传输，在十厘米内交换数据。NFC芯片主要应用在移动通信设备上，移动通信设备就可以实现小额电子支付和读取其他NFC设备或标签的信息。NFC的短距离交互大大简化整个认证识别过程，使电子设备间互相访问更直接、更安全和更清楚。通过NFC，电脑、数码相机、手机、PDA等多个设备之间可以很方便快捷地进行无线连接，进而实现数据交换和服务。现有的NFC技术已经形成一种行业标准，在安全性和通信效率上都有无可比拟的优点。但是同时也能看出，标准近场通信方式依赖于特殊的硬件——NFC芯片；而目前绝大多数的移动通信设备都没有内置NFC芯片，因此使用标准的近场通信方案的硬件要求较高，而且目前的应用面窄小。
发明内容
本发明提供了一种近距离通信实现方法和系统，能够使没有内置NFC芯片的移动通信设备之间实现近距离通信，解决现有近场通信方案硬件要求较高和应用面窄小的问题。本发明的技术方案是这样实现的:一种近距离通信实现方法，包括:发送设备对数字信号进行调制，播放调制生成的声音信号；接收设备对所述声音信号进行采样，对采样信号进行解调，得到所述数字信号。一种近距离通信实现系统，包括:发送设备，用于对数字信号进行调制，播放调制生成的声音信号；接收设备，用于对所述声音信号进行采样，对采样信号进行解调，得到所述数字信号。可见，本发明提出的近距离通信实现方法和系统，利用一般移动通信设备都配置的扬声器和麦克风以及声波的调制解调技术来实现移动通信设备之间的近距离通信，解决了现有近场通信方案硬件要求较高和应用面窄小的问题。
图1为本发明实现近距离通信的系统结构示意图。
具体实施方式
本发明提出一种近距离通信实现方法，利用移动通信设备中都配置的扬声器和麦克风实现近距离通信。如图1为本发明实现近距离通信的系统结构示意图，其中移动通信设备A为发送设备，移动通信设备B为接收设备。利用图1所示的系统实现近距离通信，包括:发送设备对数字信号进行调制，播放调制生成的声音信号；接收设备对所述声音信号进行采样，对采样信号进行解调，得到所述数字信号。以下举具体的实施例详细介绍:在本实施例中，采用二进制频移键控(2FSK)技术实现声波的调制，声音信号的采样频率为48KHz，通道数为单通道，量化位数为8位。根据采样定理:f0 ^ 2f，即采样频率f0必须大于或等于被采样波形最大频率的2倍。本实施例对数字信号进行调制时，设定二进制数字信号O的调制频率Π = 12KHZ，二进制数字信号I的调制频率f2 = 16KHz。由于上述设置，声音信号可以表示为:y = 128+127*sin(2Jifx)；其中，y为幅度量化值，X表示时间；又因为采样频率为f0，因此X = N/fO，声音信号进一步可以表示为:y = 128+127*sin(2 π fN/fO)；其中，f为调制频率，N为采样点的个数；当调制信号为O时，f = fl = 12KHz ;调制信号为I时，f = f2 = 16KHz。此外还需设置调制宽度。采样频率为48KHz，即每秒钟能够采样48000个采样点，如果取1000点为一个调制宽度，则调制时间t = 1000/f0 = 0.02s,即在这个时间范围内声音的频率固定为调制信号对应的频率。根据传输速率=采样频率/调制宽度，得到每秒可以传输48位数据，即数据传输率为48bps。依据上述设置，首先对二进制的数字信号进行调制，96bit的二进制信号“101001101010100110101010011010101001101010100110101010011010101001101010100110101010011010000000”共96bit可以调制出一段时间为2秒的声音信号。调制之后，发送设备播放
该声音信号。接收设备对该声音信号进行采样，并采用软件算法对采样信号进行解调，具体地，采用快速傅里叶变换(FFT)对采样信号进行分析，以每64个采样点为一个分析周期，取其频谱特性作为其中间时刻的频率特性，分析其频谱中功率最大的频率信号，如果功率最大点的频率最接近12KHZ，则输出结果为“0”，如果功率最大点的频率最接近16KHZ，则输出结果为“1”，如果都不接近则为一般环境声音，此时没有输出结果，用“表示。一个分析周期的频谱分析如下表:
权利要求
1.一种近距离通信实现方法，其特征在于，所述方法包括: 发送设备对数字信号进行调制，播放调制生成的声音信号； 接收设备对所述声音信号进行采样，对采样信号进行解调，得到所述数字信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，发送设备对数字信号进行二进制频移键控2FSK调制，数字信号“O”的调制频率为12KHz，数字信号“I”的调制频率为16KHz，调制宽度为1000个采样点。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述接收设备对声音信号进行采样的采样频率为48KHz,通道数为单通道,量化位数为8位； 所述接收设备对采样信号进行解调的方式为: 将采样信号由时域信号变换为频域信号； 采用64个采样点为一个分析周期，对频域的采样信号进行分析，当功率最大点的频率最接近12KHz时，输出结果为“O”；当功率最大点的频率最接近16KHz时，输出结果为“I”； 采用长度为16的窗对上述输出结果进行统计分析，当窗内输出结果为“I”的数目多时，得到解调后的数字信号为“I”；当窗内输出结果为“O”的数目多时，得到解调后的数字信号为“O”;平移所述窗，继续对上述输出结果进行统计分析，直至得到所有解调后的数字信号。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，平移窗的距离为: 设置初始值为O的计数值，对所述窗内的上述输出结果进行遍历，遍历到“I”时，将所述计数值加I ;遍历到“O”时，将所述计数值减I ;计数值的绝对值最大的位置为平移窗的距离。
5.一种近距离通信实现系统，其特征在于，所述系统包括: 发送设备，用于对数字信号进行调制，播放调制生成的声音信号； 接收设备，用于对所述声音信号进行采样，对采样信号进行解调，得到所述数字信号。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，发送设备对数字信号进行2FSK调制，数字信号“O”的调制频率为12KHz，数字信号“I”的调制频率为16KHz，调制宽度为1000个采样点。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述接收设备对声音信号进行采样的采样频率为48KHz,通道数为单通道,量化位数为8位； 所述接收设备对采样信号进行解调的方式为: 将采样信号由时域信号变换为频域信号； 采用64个采样点为一个分析周期，对频域的采样信号进行分析，当功率最大点的频率最接近12KHz时，输出结果为“O”；当功率最大点的频率最接近16KHz时，输出结果为“I”； 采用长度为16的窗对上述输出结果进行统计分析，当窗内输出结果为“I”的数目多时，得到解调后的数字信号为“I”；当窗内输出结果为“O”的数目多时，得到解调后的数字信号为“O”;平移所述窗，继续对上述输出结果进行统计分析，直至得到所有解调后的数字信号。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，平移窗的距离为: 设置初始值为O的计数值，对所述窗内的上述输出结果进行遍历，遍历到“ I”时，将所述计数值加I ;遍历到“O”时，将所述计数值减I ;计数值的绝对值最大的位置为平移窗的距离。
全文摘要
本发明提出一种近距离通信实现方法和系统，其中方法包括发送设备对数字信号进行调制，播放调制生成的声音信号；接收设备对所述声音信号进行采样，对采样信号进行解调，得到所述数字信号。本发明能够使没有内置近场通信(NFC)芯片的移动通信设备之间实现近距离通信，解决现有近场通信方案硬件要求较高和应用面窄小的问题。
文档编号H04B5/00GK103138807SQ20111038402
公开日2013年6月5日 申请日期2011年11月28日 优先权日2011年11月28日
发明者周鹏里, 何畅 申请人:深圳市财付通科技有限公司