声音数据传输系统与声音数据传输方法_2

文档序号:9566908阅读:来源:国知局
-6的编码,并且第二RS编码器248为RS(7, 5, 2) 缩短至RS化4, 2)的编码。因此,封包信息信号的大小为12位元,而CRC编码器246W及第 二RS编码器248分别再增加6位元的编码,而产生24位元的第二编码信号CS2。此外,第 一RS编码器244为RS化4, 51,12)缩短至RS(24, 12, 12)的编码。当原始数据信号为9位 元组化yte)时,第一RS编码器244所输出的第一编码信号CSl为18位元组。由此可知, 由于本发明的声音数据传输系统使用了RS编码W及CRC编码,因而提升了数据传输、编码 /解码的准确率。此外,由于第二编码信号CS2包含了原始数据的重要信息,因此使用两层 错误检测和更正的机制(也即RS编码W及CRC编码),严格防止数据的遗失与错误。使用 两层错误检测和更正的机制能够大幅增加数据传输的正确性,并且防止接续的原始数据遭 窃取(因为原始数据必需利用第二编码信号CS2的信息,才能完整解调),因而提升数据传 输的安全性。值得注意的是,本发明的实施例中,各功能性单元(例如第一RS编码器244、 或CRC编码器246等)可由硬件及/或软件所组成,包含了晶片、控制器、存储装置等电路 及/或程序码、应用程序等。此外,上述位元数仅为说明之用,而非用W限制本发明的技术 范畴。
[0056] 图IC为本发明所提供的数据调制器260的示意图。数据调制器260包括频率映 射器262A与262B、加法器264W及起始音产生器266。在一实施例中,数据调制器260接 收编码信号CS(包括第一编码信号CSlW及第二编码信号CS2),并将编码信号CS调制为 频率位于一频带的声音信号AS。举例而言,上述频带大约在18000赫兹W及20000赫兹之 间。此频率范围为扬声器280能够播放,但一般人耳无法辨识的频率范围,所W不会对使用 者造成听觉上的干扰。值得注意的是,声音信号AS包括至少四个不同的子声音信号,频带 包括至少四个不同频率的子频带,并且该至少四个子声音信号的频率分别位于该至少四个 子频带。然后,数据调制器260将声音信号AS传送至扬声器280,而扬声器280同时播放包 括该至少四个不同子声音信号的声音信号AS。在另一实施例中,扬声器280先同时播放关 于第二编码信号CS2的四个子声音信号,然后再同时播放关于第一编码信号CSl的四个子 声音信号。
[0057] 详细而言,如图IC所示,频率映射器262A与262B分别接收第二编码信号CS2W 及第一编码信号CSl,并且进行频率映射来加W调制,然后依序传送至加法器264W及起始 音产生器266。起始音产生器266用W产生包含一起始声音信号的声音信号AS。详细而言, 起始声音信号的频率位于第一间隔频带,并且第一间隔频带不同于四个子声音信号的四个 次频带。W下将详细说明频率映射的调制方法。
[0058]

[0060] 表一频率映射的调制数值
[0061] 在一实施例中,频率映射器262A与262B分别对第二编码信号CS2W及第一编码 信号CSl进行频率映射。如表一所示,频率映射器262A与262B将第二编码信号CS2W及 第一编码信号CSl映射或调制至18000赫兹W及20000赫兹之间的频带。上述频带包括四 个子频带F1、F2、F3、F4,W及四个间隔频带XI、X2、X3、X4。每个子频带F1、F2、F3或F4分 别包括八个频率用W代表H位数的位元值(也即H个位元),并且每个频率之间个间隔大 约为40赫兹至50赫兹。举例而言,子频带Fl包括18000赫兹、18046赫兹、18093赫兹等 八个频率,其中18000赫兹代表000的位元值,18046赫兹代表OOl的位元值,18093赫兹代 表OlO的位元值。值得注意的是,四个间隔频带XI、X2、X3、X4作为缓冲,W清楚界定每个 子频带F1、F2、F3、F4的频率范围,减少信号传输的错误率。由此可知,上述四个子频带F1、 F2、F3、F4,W及四个间隔频带Xl、X2、X3、X4交错排列,使得四个子频带Fl、F2、F3、F4不会 彼此相邻。
[0062] 详细而言,由于四个子频带F1、F2、F3、F4中的每个频率代表H个位元。因此在一 个单位时间内,四个子频带F1、F2、F3、F4可同时产生12个位元的数据。相比较一个单位时 间内只能传送一个频率的数据,本发明所提供的声音数据传输方法能够在一个单位时间内 传送四个频率的数据,因此具有较高的数据传输速度。在一实施例中,起始声音信号的频率 位于四个间隔频带X1、X2、X3、X4的其中之一。在另一实施例中,数据调制器260还产生一 控制声音信号,做为多重存取(MultipleAccess)W及防止声音碰撞。数据调制器260所 输出的声音信号AS也包括控制声音信号,其中控制声音信号的频率位于四个间隔频带XI、 X2、X3、X4的其中之一。值得注意的是,起始声音信号W及控制声音信号位于不同的间隔频 带。举例而言,控制声音信号位于频率最高的间隔频带X4,其中间隔频带X4的H个最高频 率(也即19875赫兹、19921赫兹W及19968赫兹)作为控制声音信号之用。
[0063] 图ID为本发明所提供的数据解调器360的示意图。数据解调器360包括起始音检 测器362、时间切点检测器364W及频率处理器366。在一实施例中,数据解调器360接收来 自收音器380的声音信号AS,并且依据声音信号AS所包含的至少四个子声音信号的频率, 将声音信号AS解调为编码信号CS。详细而言,起始音检测器362是用W检测声音信号AS 之中的起始声音信号。时间切点检测器364用W检测声音信号AS的时间切点(preamble), W判断传输特定频率的位元值的单位时间。一旦时间切点检测器364检测到时间切点,频 率处理器366就可W分析或是判定每个子频带F1、F2、F3、F4之中的特定频率,而解调出第 一编码信号CSlW及第二编码信号CS2。
[0064] 图IE为本发明所提供的通道解码器340的示意图。在一实施例中,通道解码器340 接收并解码数据解调器360所输出的编码信号CS,并产生位元信号BS。通道解码器340包 括第一RS解码器342、第二RS解码器344W及CRC解码器346。第一RS解码器342用W 解码第一编码信号CSl,而第二RS解码器344W及CRC解码器346用W解码第二编码信号 CS2,而最后产生位元信号BS。举例而言,CRC解码器346为CRC-6的解码,并且第二RS解 码器344为RS(7, 5, 2)缩短至RS化4, 2)的解码。因此,如图I所示,24位元的第二编码信 号CS2经过第二RS解码器344W及CRC解码器346的解码后,成为12位元的封包信息信 号。此外,第一RS解码器342为RS化4, 51,12)缩短至RS(24, 12, 12)的解码。第一编码信 号CSl经过第一RS解码器342的解码后成为9位元组的原始数据信号。由此可知,由于本 发明的声音数据传输系统使用了RS编码W及CRC编码,因而提升了数据传输、编码/解码 的准确率。
[0065] 图2为本发明所提供的声音数据传输方法的示意图。在一实施例中,扬声器280 首先在时段Tl播放或传送起始声音信号。举例而言,起始声音信号的频率位于间隔频带 XI,并且时段Tl包含了四个单位时间。然后,扬声器280在时段T2播放关于第二编码信号 CS2的四个子声音信号,上述四个子声音信号的频率位于F1、F2、F3、F4等四个子频带。举 例而言,一个子频带之中的频率代表3个位元,故一个单位时间内可播放12个位元。由于 第二编码信号CS2为24个位元,因此在时段T2包括两个单位时间来进行播放。然后,扬声 器280在时段T3播放关于第一编码信号CSl的四个子声音信号,上述四个子声音信号的频 率位于F1、F2、F3、F4等四个子频带。时段T3的时间长度视第一编码信号CSl所包含的原 始数据而定。
[0066] 在一实施例中,扬声器280在播放第一编码信号CSl的四个子声音信号,还播放一 结束声音信号W代表声音数据传输完成。结束声音信号的频率位于四个间隔频带XI、X2、 X3、X4的其中之一。在另一实施例中,本发明的声音数据传输方法选定间隔频带X1、X2、X3、 X4中的两个频率作为声音信号AS的征状(Symptom),包括起始声音信号W及结束声音信 号。增加起始声音信号W及结束声音信号等征状是为了让接收端可W找到声音处理的触发 点(也即时间切点)。
[0067] 值得注意的是,扬声器280在每个时段T1、T2W及T3都会播放控制声音信号(举 例而言,控制声音信号的频率位于间隔频带X4),使其他电子装置能够检测出自身电子装置 正在播放声音信号AS,W避免两个W上的电子装置同时发出声音信号,而造成声音数据传 输的碰撞W及误判。由此可知,本发明所提供的声音数据传输系统100及其方法通过有效 率的频率区块分割和使用多频率同时传送的调制方式,提升数据传送速度。此外,此方法还 结合错误检测和更正编码方式W提升数据传输的正确性,并请应用自行定义封包的概念降 低数据窃取的可能性,提升数据传输的安全性。综合W上的功能实现,来达到使用者可在不 同的电子装置之间,利用声音来进行无线短距离传送数据的应用。
[006引图3A为本发明所提供的声音数据
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