使用基于时变频率的符号来发送和接收声波的方法以及使用所述方法的设备的制造方法_3

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波形数据的方法可 包括W下步骤:把将被发送的数字比特数据存储为由"r和"0"形成的声波(S201);将步骤 S201中存储的数字比特数据调制为基于W下信号的符号,其中,所述信号的频率在声波频 带内随时间改变(S203);将训练序列添加到在调制步骤中调制的数据(S205)。
[0094] 在步骤S201,数字比特数据被存储。
[00M]在步骤S201,计算机可读介质(RAM、硬盘、R0M、CD、磁带等)可存储数字比特数据。 例如,数字比特数据可W是如10101100的数字码。
[0096] 数字比特数据还可包括用于检测或校正误差的误差检测码或校正误差码。
[0097] 在步骤S203,数字比特数据被调制为基于频率随时间改变的符号的信号。
[0098] 例如,在步骤S203,数字比特数据可被调制为第一数字码和第二数字码。运里,第 一数字码和第二数字码可W是具有频率随时间改变的特征的数字数据。
[0099] 例如,第一数字码是具有频率随时间增加的特征的码,第二数字码是具有频率随 时间降低的特征的码。
[0100] 例如,第一数字码和第二数字码的采样率可W是44. IkHz、48kHz、88.2kHz、96kHz 和192k化中的任意一个,第一数字码和第二数字码的量化水平可W是8比特、16比特、20比 特、24比特和32比特中的任意一个。运些数值仅是示例,因此本领域普通技术人员将理解, 本公开不限于运些数值。
[0101] 例如,当为了易于理解假设第一数字码为"OiOiOOir并且第二数字码是 "ioooioor时,在步骤S201中存储的数字码10101100可被如下调制(为了易于理解,被调制 为第一数字码的部分W粗体被显示):
[0102] 01010011 1 0 0 0 1 0 0 1 01010011 1 0 0 0 1 0 0 1 0101001101010011 1000100110001001
[0103] 运些数值仅是示例,因此本领域普通技术人员将理解,本公开不限于运些数值。
[0104] 在步骤S205,训练序列被添加到执行步骤S203的结果。训练序列比如图4中所示的 将被发送的原始比特数据的符号(例如,第一数字码或第二数字码)长。
[0105] 此外,训练序列还可包括具有频率随时间改变的特征的数字码(训练序列数字 码)。
[0106] 当假设执行步骤S203的结果为 01010011 1000100 I 01010011 L0001001 〇101脚11〇1〇1 ㈱ 111000100110001001 并且训练序列数字码为"mmooiooi 01010" 时,执行步骤S205的结果如下:
[0107] 1110100100101010 0101001110001001010100111000100101010011010100111000100110001001
[0108] 运里,数字码在时间轴上未被添加为彼此重叠。然而,使用在上述方法中使用的时 变符号的自相关性和互相关性,只要数字码可在接收侧被充分解调,数字码就可被添加为 彼此重叠。在运种情况下,整个数字码的总长度被减少。此外,可使用空白或一些时变符号 被重复的循环前缀来增加时变符号之间的间隙。在运种情况下,整个数字码的总长度增加, 但是由多径引起的干扰效应可被降低。在下面将参照图12解释优异的相关性特性。如W上 参照图5所描述的根据本公开的示例性实施例的声波发送方法还可包括将误差校正码或误 差检测码添加到将被发送的数字比特数据的误差校正编码步骤或误差检测编码步骤(未示 出)。运里,可在步骤S201之前或在步骤S201和S203之间执行所述误差校正编码步骤或误差 检测编码步骤。在上述方法中产生的数字形式的波形数据可在本说明书中解释的声波发送 方法和设备中使用。
[0109] 例如,在W上参照图1至图3描述的声波发送方法中,在步骤SlOl中存储的数字形 式的波形数据可W是执行步骤S205的结果。
[0110] 图5是用于解释根据本公开的示例性实施例的用于接收声波的方法的示图。
[0111] 参照图5,根据本公开的示例性实施例的用于接收声波的方法(在下文中,被称为 "声波接收方法")可包括:通过麦克风接收声波并将声波转换为模拟信号的步骤(S301);将 模拟信号转换为数字形式的波形数据的A/D转换步骤(S303);从作为执行A/D转换步骤的结 果的数字形式的波形数据检测数据包的步骤(S305); W及将所述数据包解调为数字比特数 据的步骤(S305)。
[0112] 步骤S301中通过麦克风接收到的声波可包括频率随时间增加的上时变信号W及 频率随时间降低的下时变信号,并且上时变信号和下时变信号可在声波频带内随时间改 变。
[0113] 例如,在步骤S301中接收到的信号可W是执行图1的步骤S105的结果。
[0114] 在步骤S303,通过麦克风输出的模拟信号W预定采样率和预定量化水平被转换为 数字形式的波形数据。
[0115] 例如,所述预定采样率可W是44. Ik化、48k化、88.化化、9化化和192k化中的任意 一个,所述预定量化水平可W是化k特、1化k特、2化k特、24比特和32比特中的任意一个。
[0116] 在步骤S305,可从在步骤S303中转换得到的数字形式的波形数据检测包括将被接 收到的原始信息的一部分(被称为"包"或"数据包")。
[0117] 例如,在步骤S305,在步骤S303中转换得到的数字形式的波形数据经过快速傅里 叶变换(FFT)被首先转换到频域,并且从通过FFT转换得到的信号检测出包络,随后使用所 述包络来找出训练序列的起始点。从找出的训练序列的起始点开始的包可被检测出。在本 说明书中,在下面将参照图10解释步骤S305被实现为设备的示例性实施例。参照图10,通过 训练序列修剪器205分离的训练序列被示出。
[0118] 步骤S305还可包括无线电信道估计操作W及信道均衡操作。也就是说,可使用通 过训练序列修剪器分离的训练序列来估计信道效应,并且可使用估计的信道效应从数字形 式的波形数据去除信道效应。
[0119] 在步骤S305,反时训练序列(time-inversed training sequence)的FFT可被预先 存储并用于检测包络。
[0120] 也就是说,通过针对在步骤S303中转换得到的数字数据执行FFT而获得的信号与 通过针对反时训练序列执行FFT而获得的信号相乘,然后本公开所属领域中被称为"零填 充"的操作W及傅里叶反变换(IFFT)操作被连续执行。
[0121] 图6是用于解释在根据本公开的示例性实施例中使用的零填充的示图。
[0122] 参照图6,零填充操作是使FFT的结果信号的第一半变为零的操作,并且与用零填 充负频率部分的操作相同。
[0123] 通过执行零填充,仅包络部分可从相关性结果被分离,并且在步骤S307可更精确 地找出最大值部分。
[0124] 在步骤S307,在步骤S305检测出的包被解调为数字比特数据。
[0125] 在步骤S305中检测出的包可W是通过信道估计和信道均衡去除了无线电信道效 应的包。
[01%] 在步骤S307,可如下针对在步骤S305中检测出的包执行两次检测包络的操作:
[0127] 检测包络的第一操作(在下文中,被称为"第一包络检测操作")是通过将在步骤 S305中检测到的包与上反时信号的FFT信号相乘来检测包络的操作。
[0128] 检测包络的第二操作是通过将在步骤S305中检测到的包与下反时信号的FFT信号 相乘来检测包络的操作(在下文中,被称为"第二包络检测操作")。
[0129] 所述两个包络检测操作中的任意一个操作可被首先执行,或者所述两个操作可被 同时执行。
[0130] 在操作S307,针对执行第一包络检测操作的结果W及执行第二包络检测操作的结 果执行比特检测操作。
[0131] 可参照对于接收装置已知的时变信号符号之间的距离值W及给定包络、通过包检 测已知的数字波形数据中的训练序列的起始点、W及训练序列的长度,通过采样器和比较 器来执行比特检测操作。运里,采样器估计时变信号符号中的每个符号的起始点,比较器对 处于时变信号符号的起始点的值(相关值)进行比较,W确定具有较高值的时变信号的数字 含义。
[0132] 基于执行第一包络检测操作和第二包络检测操作的结果,在接收端通过采样器和 比较器的操作来计算从发送端发送的数字比特数据。在本说明书中,将参照图11解释步骤 S307被实现为设备的示例性实施例。
[0133] 如W上参照图5描述的根据本公开的示例性实施例的声波接收方法可W W预定时 间间隔(或随机地)按顺序发送包括相同信息的声波(为了易于理解,包括相同信息的声波 可被称为复制声波)至少两次。例如,声波接收方法可接收第一复制声波,在经过预定时间 之后,接收第二复制声波。在经过预定时间之后,声波接收方法可接收第=复制声波。在该 示例中,复制声波被接收=次。然而,运仅是示例,可接收四次或更多次复制声波。
[0134] 运些复制声波可包括相同的信息,但是包括在复制声波中的噪声W及影响复制声 波的信道的失真现象会不同。因此,所有的复制声波被解调W便提高解调的准确度,但是所 有的复制声波被用于检测操作,使得接收概率可被提高。
[0135] 当复制声波被连续且重复地发送时,具有相同内容但包括不同噪声的各种复制包 被接收并被应用于所述复制物,直到比特检测步骤为止。在运种情况下,通过将从比特检测 操作之前的每个复制物获得的信号与关于所述信号的信息进行组合来执行比特检测操作, 使得接收概率可被提高。
[0136] 复制声波可包括相同的信息,但是包括在复制声波中的噪声W及影响复制声波的 信道的失声现象会不同。因此,所有的复制声波被解调W便提高解调的准确度,但是所有的 复制声波被用于检测操作,使得检测的准确度可被提高。在下面将参照图11对此进行详细 解释。
[0137] 当在步骤S307解调出的数字比特数据包括误差校正码或误差检测码时,如W上参 照图5所描述的根据本公开的示例性实施例的声波接收方法还可包括使用误差校正编码或 误差检测编码来检测和校正误差的误差校正步骤或误差检测步骤(未示出)。
[0138] 运里,误差校正步骤可使用在步骤S307中解调出的数字比特数据中所包括的误差 校正码来对在步骤S307中解调出的数字比特数据的误差进行校正。
[0139] 运里,误差检测步骤可使用在步骤S307中解调出的数字比特数据中所包括的误差 检测码来检查在步骤S307中解调出的数字比特数据中是否包括误差。
[0140] 在W上参照图5描述的示例性实施例中,所述预定采样率可W
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