一种基于音频传输的近距离通信方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及无线通信领域，尤其设及一种基于音频传输的近距离通信方法。
【背景技术】
[0002] 目前应用较为广泛的近距离数据通信技术除了蓝牙、红外数据传输外，还包括射 频识别RFID和近场通信NFC技术等。
[0003] RFID是一种非接触式自动识别的通信技术。它通过无线电讯号识别特定的目标， 并读写相关的数据；NFC由非接触式射频识别（RFID)及互联互通技术整合演变而来，在单 一忍片上结合感应式读卡器、感应式卡片和点对点的功能，能在短距离内与兼容设备进行 识别和数据交换。目前，NFC推广的一大制约因素是目前只有有限的一些手机平台配备有 内置NFC忍片，且成本较高。
[0004] 然而上述通信方式都需要额外的硬件忍片或设备，且具有繁琐的认证过程，因此 需要提出一种更易使用、更安全和低成本的近距离通信方式。
【发明内容】
阳〇化]本发明的目的是通过W下技术方案实现的。
[0006] 根据本发明的实施方式，提出一种基于音频传输的近距离通信方法，所述方法包 括如下步骤：
[0007] S1、实时获取第一移动通信终端和第二移动通信终端的位置信息，并根据位置信 息实时计算两个终端之间的距离信息，并根据所述距离信息生成距离参数；
[0008] S2、将距离参数信号与待传输数据组合，并进行缓存；
[0009] S3、将待传输组合数据，加入混合纠错码后，映射为音频强度层级序列，每个数据 块被映射为一个音频强度层级，相邻数据块被映射的音频强度层级不同；
[0010] S4、按照音频强度层级序列，W音频信号形式发送出去；在发送音频强度层级序列 前，发送端先发送一个音频导频序列和一个校正序列给接收端；
[0011] S5、对发送端发送的音频强度进行采样，得到音频信号序列；
[0012] S6、对采样得到的音频信号进行失真点检测去除，根据校正序列建立线性校正映 射表，并利用线性校正映射表对音频信号进行增益调节；
[0013] S7、对信号匹配单元输出的音频信号，采用近距离匹配算法进行解映射，根据音频 强度层级、距离参数与数据块之间的对应关系获得待传输数据。
[0014] 根据本发明的实施方式，所述步骤S7还包括：判断解映射得到的每个数据包是否 能被相应的HEC码纠错，若能，将解映射得到的数据传送给接收端的第二终端存储单元，否 贝1J，将不能被肥C码纠错的数据包的编号发送给调节响应单元；
[0015] 本发明的基于音频传输的近距离通信方法，完全基于移动终端现有设备实现，不 需要额外的硬件忍片或设备，可W-种易使用、更安全和低成本的方式实现近距离通信，具 有广阔的应用前景。
【附图说明】
[0016] 通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通 技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明 的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0017] 附图1示出了根据本发明实施方式的基于音频传输的近距离通信方法流程图。
【具体实施方式】
[0018] 下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公 开的示例性实施方式，然而应当理解，可WW各种形式实现本公开而不应被运里阐述的实 施方式所限制。相反，提供运些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公 开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0019] 根据本发明的实施方式，提出一种基于音频传输的近距离通信方法，所述方法由 基于音频传输的近距离通信系统实施，所述系统包括：发射端和接收端，所述发射端设置于 第一移动通信终端，所述接收端设置于第二移动通信终端，所述发射端包括终端定位单元、 参数组合单元、第一终端存储单元、可发射第一频率的高频音频信号的扬声器、第一音频信 号探测单元、音强映射单元、W及传输率实时调节单元，所述接收端包括可发射第二频率的 高频音频信号的扬声器、第二音频信号探测单元、信号匹配单元、音强解映射单元、第二终 端存储单元、W及调节响应单元。
[0020] 如附图1所示，所述方法包括如下步骤：
[0021] S1、终端定位单元用于实时获取第一移动通信终端和第二移动通信终端的位置信 息，并根据位置信息实时计算两个终端之间的距离信息，并根据所述距离信息生成距离参 数，发送至参数组合单元；
[0022] S2、参数组合单元用于将距离参数信号与待传输数据组合，并进行缓存；
[0023] S3、音强映射单元将从第一终端存储单元接收的待传输组合数据，加入混合纠错 (肥C)码后，映射为音频强度层级序列，每个数据块被映射为一个音频强度层级，相邻数据 块被映射的音频强度层级不同；
[0024] S4、可发射第一频率的高频音频信号的扬声器，按照音频强度层级序列，W音频信 号形式发送出去；在发送音频强度层级序列前，发送端先发送一个音频导频序列和一个校 正序列给接收端；音频导频序列包含映射所用的从低到高的音频强度层级和距离参数信 息，用于接收端建立音频强度层级、距离参数与数据块之间的对应关系；校正序列为将映射 所用音频强度层级按照特定顺序排列的序列，序列中包括所有不同相邻音频强度层级的变 化情况，用于接收端建立实时校正映射表；
[00巧]S5、第二音频信号探测单元用于对发送端发送的音频强度进行采样，得到音频信 号序列；
[00%] S6、信号匹配单元对第二音频信号探测单元采样得到的音频信号进行失真点 检测去除，根据校正序列建立线性校正映射表，并利用线性校正映射表对音频信号进行 增益调节；设接收端读取的当前帖和前一帖的音频强度值分别为L。和L。1，对应两个音 频强度的线性校正映射表的斜率为Cl，则对当前音频帖增益调节后的音频强度值为： ￡.,!. =L"+ax{L,,-L" 'i);
[0027]S7、音强解映射单元用于对信号匹配单元输出的音频信号，采用近距离匹配算法 进行解映射，根据音频强度层级、距离参数与数据块之间的对应关系获得待传输数据，并判 断解映射得到的每个数据包是否能被相应的HEC码纠错，若能，将解映射得到的数据传送 给接收端的第二终端存储单元，否则，音强解映射单元将不能被肥C码纠错的数据包的编 号发送给调节响应单元；音强解映射单元还统计误码率，并发送给调节响应单元；
[0028] S8、调节响应单元在接收到音强解映射单元发送来的数据包编号时，通过控制可 发射第二频率的高频音频信号的扬声器蜂鸣，发送需重传的数据包编号给发送端，第二频 率不同于第一频率；调节响应单元在接收到音强解映射单元发送来的误码率时，根据误码 率判断当前音频强度层级数目是否需要进行调整，当需要调整时，将调整后的映射音频强 度层级数，通过控制可发射第二频率的高频音频信号的扬声器蜂鸣，发送给发送端；
[0029]S9、发送端的第一音频信号探测单元采集接收端的可发射第二频率的高频音频信 号的扬声器发送的音频信号，将获取的数据发送给传输率实时调节单元；
[0030] S10、传输率实时调节单元对从第一音频信号探测单元获取的信号进行滤波和解 映射，获取重传数据包编号或者调整后的映射音频强度层级数，并发送重传数据包或调整 映射音频强度层级数的控制信号给音强映射单元，音强映射单元根据接收到的控制信号， 发送重传数据包对应的音频强度序列给接收端，或者调整映射音频强度层级数，对待传输 数据进行重新音频强度映射后传输。
[0031] 根据本发明的实施方式，音强映射单元在保证相邻音频强度层级间的最小音频强 度差值大于信道噪音的情况下，将N个1(2《L《4)进制位映射为一个音频强度层级， 共使用L^+1个音频强度层级来进行数据映射，其中，使用个音频强度层级对不重复的 数据块进行映射，使用剩余的一个音频强度层级Bm专用于映射连续重复数据块，设某个 数据块D被映射为Bi,则连续数据块化D}被映射为化，Bm}，其中，N，M和i均为正整数， 1《1>1，1《i《1>1。
[0032] 根据本发明的实施方式，所述N取值为2到4。
[0033] 根据本发明的实施方式，所述误码率Pb,当映射音频强度层级小于等于9时，通过 如下方式计算得到：
[0035] 其中，M表示当前映射所用的音频强度层级数；Q函数定义为
頭^表示M个音频强度层级编解映射时接收信号的平均信噪比。
[0036] W上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但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掲露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述W权利要求的保护范 围为准。
【主权项】
1. 一种基于音频传输的近距离通信方法，所述方法包括如下步骤： 51、 实时获取第一移动通信终端和第二移动通信终端的位置信息，并根据位置信息实 时计算两个终端之间的距离信息，并根据所述距离信息生成距离参数； 52、 将距离参数信号与待传输数据组合，并进行缓存； 53、 将待传输组合数据，加入混合纠错（HEC)码后，映射为音频强度层级序列，每个数 据块被映射为一个音频强度层级，相邻数据块被映射的音频强度层级不同； 54、 按照音频强度层级序列，以音频信号形式发送出去；在发送音频强度层级序列前， 发送端先发送一个音频导频序列和一个校正序列给接收端； 55、 对发送端发送的音频强度进行采样，得到音频信号序列； 56、 对采样得到的音频信号进行失真点检测去除，根据校正序列建立线性校正映射表， 并利用线性校正映射表对音频信号进行增益调节； 57、 对信号匹配单元输出的音频信号，采用近距离匹配算法进行解映射，根据音频强度 层级、距离参数与数据块之间的对应关系获得待传输数据。2. -种如权利要求1所述的方法，所述步骤S7在获得待传输数据之后还包括：判断解 映射得到的每个数据包是否能被相应的HEC码纠错，若能，将解映射得到的数据传送给接 收端的第二终端存储单元，否则，将不能被HEC码纠错的数据包的编号发送给调节响应单 JL·〇3. -种如权利要求2所述的方法，所述步骤S7还包括：统计误码率，并发送给调节响 应单元。
【专利摘要】本发明的基于音频传输的近距离通信方法，完全基于移动终端现有设备实现，不需要额外的硬件芯片或设备，可以一种易使用、更安全和低成本的方式实现近距离通信，具有广阔的应用前景。
【IPC分类】H04B5/02, H04L29/06
【公开号】CN105429681
【申请号】CN201510918311
【发明人】杨荣
【申请人】杨荣
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月11日