一种短距离通信设备的制作方法

本发明涉及一种通信设备，特指一种短距离通信设备。

背景技术：

在传统通信系统中的一对一通信中，发送终端发送一帧的数据，接收终端将数据和确认所述帧的正确接收的ack信号发送到发送终端。如果数据未被正确接收，则接收终端发送nack信号。在从接收终端正确接收ack信号之后，发送终端将下一帧的数据发送到接收终端。当从接收终端接收到nack信号或者未正确接收到ack信号或在预定时间段期间未接收到ack信号时，已被发送的数据被重新发送。

在传统通信系统中的一对多通信中，单个发送终端将数据发送到多个接收终端；发送终端使用接收终端中的每个终端的标识(id)信息将数据发送到接收终端。接收终端检查id信息是否正确，并且当id信息正确时，接收数据。否则，接收终端处理接收的数据。

技术实现要素：

本发明提供一种短距离通信设备，可在维持一对一通信的协议类型而不检查存在多少接收站的同时，在一对一通信期间实现一对一通信的速度；可使用户能够自由地设置一对一通信和一对多通信，并可在一对一通信期间保护数据不被错误地发送到不是正确的接收终端的第三方终端，以防止由于相同协议被用于一对一通信和一对多通信两者而发生的安全问题。

基于上述目的，本发明采用如下技术方案：一种短距离通信设备，所述通信设备包括无线短距离通信模块，所述无线短距离通信模块采用基于zigbee技术的无线短距离通信模块，在短距离通信中选择性地执行一对一通信或一对多通信，并将用于采样通信设备的传输数据的采样率设置为大于根据通信设备之间的最大通信距离确定的传输数据的到达时间差的倒数的倍数。

进一步地，所述无线短距离通信模块将采样率设置为比到达时间差的倒数大四倍。

进一步地，所述无线短距离通信模块将采样率设置为比到达时间差的倒数大八倍。

进一步地，所述无线短距离通信模块在传输数据的头中使用用于识别一对一通信或一对多通信的比特。

进一步地，在一对一通信的情况下，无线短距离通信模块接收到传输数据，随机地产生ack信号，并将产生的ack信号发送到发送传输数据的通信设备。

进一步地，在一对多通信的情况下，短距离通信模块接收到传输数据，并将一对多通信专用的ack信号发送到发送传输数据的通信设备。

本发明的有益效果是：为了执行传统的一对多通信，发送终端识别每个接收终端的id，并根据id单独地分配数据。因此，接收终端的数据吞吐量与接收终端的数量成比例地被降低。在经短通信距离(例如，5厘米(cm)的距离或更少距离)的短距离通信中，一对一通信和一对多通信可被可视化地区分，第三方不可能截取在一对一通信期间正发送的数据。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步描述，其中：

图1a和图1b是分别示出具有衰减效果和不具有衰减效果的一对多通信的情况的信号图；

图2是示出在一对多通信中接收信号的情况的信号图；

图3示出根据本发明的另一实施例的短距离通信的帧结构；

具体实施方式

以下，通过参照附图解释本发明的实施例将详细描述本发明。图中的相同的标号表示相同的元件，将省略关于标号的任何多余解释。

为了执行传统的一对多通信，发送终端识别每个接收终端的id，并根据id单独地分配数据。因此，接收终端的数据吞吐量与接收终端的数量成比例地被降低。因此，通信速度减少，以致在一些短距离通信系统中执行多个一对一通信而不是一对多通信会是有利的。

在经短通信距离(例如，5厘米(cm)的距离或更少距离)的短距离通信中，一对一通信和一对多通信可被可视化地区分，第三方不可能截取在一对一通信期间正发送的数据。然而，那不是当短通信距离是例如30cm时的情况。在这个情况下，当发送终端发送被划分为多个帧的图像数据，而接收终端接收到所述数据并发送指示正确接收到每帧的数据的ack信号时，第三方用户可接收到由发送终端发送的数据(不管他/她是否恶意)。在这个情况下，由于第三方用户真诚地接收到不想要的数据，因此可存在发送终端和接收终端之间的安全问题。

为了解决这个问题，可使用多个协议。然而，传统的解决方案可能会使作为短距离通信的特性的非衰减效果的益处无效。因此，当使用检查接收终端的数量并对每个通信中的每个终端分配id的传统方法时，可能会不能避免地减小通信速度。

具有数十厘米的通信距离的短距离通信在许多方面不同于普通的通信环境。例如，由于不存在衰减效果，因此传输之后接收终端的响应速度能够基本上是常数。此外，从接收终端输出的ack信号到达发送终端的时间能够基本上是常数。

图1a和图1b是分别示出具有衰减效果和不具有衰减效果的一对多通信的情况的信号图。图1a对应于普通的通信环境，图1b对应于短距离通信环境。参照图1a，在普通的通信环境中，由于衰减效果而引起在接收终端1和接收终端2在接收由发送终端发送的信号方面具有时间间隙3。然而，参照图1b，由于在短距离通信环境中发送终端和接收终端之间不存在衰减效果，因此接收终端1和接收终端2之间在接收信号方面的时间间隙4基本上较小或几乎不存在。

在短距离通信中，由于发送终端和接收终端之间的距离短，因此由于多个路径而引起的多路径衰减效果小，仅主要存在由于根据发送终端和接收终端之间的距离差的信号发送时间间隙而引起的影响。衰减效果小意味着当在单个发送终端周围存在许多接收终端时，由发送终端发送的信号基本上同时到达各个接收终端。

在根据本发明的通信设备中，为了使用短距离通信系统中的多个一对一通信执行一对多通信，用于通信的通信频率被设置为使得信号到达时间差在短距离通信系统中的传输信号的采样率50％以内。例如，在具有最大通信距离为30cm的短距离通信系统中，假设传播速度为每微秒300米(300m/μsec)，由发送终端发送的信号到达接收终端1的时间差最大为1纳秒(nsec)。为了即使在采样率比将被发送的数据的一个周期大四倍也具有没有难度地被解调的这样的时间差，采样率12.5％应大于1nsec以允许接收终端基本上同时接收数据。也就是，当由发送终端发送的信号到达接收终端的时间差是1nsec时，由接收终端发送的ack信号应被发送终端接收，从而时间差是2nsec。因此，考虑以上内容，当用于对将由发送终端发送的数据进行采样的采样率被设置为比发送终端和接收终端之间的信号到达时间差的倒数(即，1/信号到达时间差)大四倍(优选地)和大八倍(更为优选地)时，发送终端可几乎同时接收到由接收到传输数据的接收终端发送的ack信号，从而一对一通信或一对多通信可被更有效地执行，其中，根据发送终端和接收终端之间的距离差来确定所述信号到达时间差。

在根据本发明的通信设备中，由单个发送终端发送的信号被发送到多个接收终端，接收终端基本上同时接收到数据，并将ack信号几乎同时发送到发送终端，发送终端接收由接收终端发送的ack信号。由于由发送终端接收的ack信号全部相同，因此发送终端没有冲突地接收单个正常的ack信号。因此，将被发送的数据可从单个发送终端被发送到接收终端。

图2是示出在一对多通信中接收相同的信号的情况的信号图。参照图2，当接收终端几乎同时接收到由多个发送终端发送的信号时，完整的信号被接收到，而没有信号干扰。因此，由于根据本发明的通信设备几乎同时接收到由接收终端发送的ack信号，因此发送终端接收完整的ack信号，从而一对多通信变得更加有效。为了这个目的，接收终端中的每个需要立即检查接收的数据，并确定接收的数据是否被正确接收，并在预定时间内将ack信号发送到发送终端。

如图3中所示，在短距离通信的传输数据的帧结构中，表示一对一通信或者一对多通信的比特505被分配到头部分500。

此外，当发送单元410经由接收单元420从另一发送终端接收到数据时，发送单元410检查接收的数据，并且如果接收的数据被正确接收，则发送ack信号。发送单元410经由接收单元420接收由另一发送终端发送的数据的头信息，并在检查到与一对一通信对应的比特时随机地产生ack信号，在检查到与一对多通信对应的比特时发送专用于一对多通信的ack信号。

接收单元420接收由另一发送终端发送的数据。接收单元420根据短距离通信经由信号电极440接收由另一发送终端发送的传输数据，并接收经过模拟前端(afe)电路430的传输数据，其中，在afe电路430处执行噪声去除和增益放大。接收单元420执行与发送单元410的处理相反的处理，例如，将传输数据分离为头和数据、反向扩散头和数据中的每个、解调接收的数据。此外，接收单元420从接收的传输数据分离头，并通过读取头来检查接收的数据是在一对一通信还是在一对多通信中被发送。所述检查的结果被提供给发送单元410。发送单元410在一对一通信的情况下随机地产生并发送ack信号，在一对多通信的情况下发送专用于一对多通信的ack信号。