[发明专利]基于声学的设备间通信

说明书

一种称为时移键控(TSK)的调制方法用于以高能效方式在两个设备之间传输消息。由不可听到的音频信号表示的消息在发送设备上被调制。音频信号由非零幅度分隔符信号的队列组成，其中在分隔符之间具有零幅度传输的时间段。将零幅度传输时段的持续时间映射到符号，然后将多个符号组合成消息。在发送设备上，将音频信号分解为映射到符号的片段或比特序列。在接收设备上，将零幅度传输的持续时间转换为组合为消息的符号。分隔符信号具有逐渐增大和逐渐减小的幅度，并且具有使得它们可被接收设备检测到的长度。

技术领域

本发明涉及用于设备交互的基于声学信号的通信。更具体地，它涉及设备之间声学信号的调制和解调。

背景技术

多年来移动设备一直在剧增。随着这种增长，移动设备和其他类型的非移动设备之间越来越多地使用基于声学信号的通信。这种交互形式要求设备具有扬声器和麦克风。这种类型的设备交互的另一个特点是，设备上的扬声器总是处于开启以便传输声学信号。用于基于声学的设备间交互的现有调制方法包括幅移键控、频移键控、相移键控和正交幅度调制。所有这些方法都需要连续的非零幅度信号。这导致设备的高功耗。此外，在这些交互中使用的许多设备是移动设备或可穿戴设备，例如智能电话、健身追踪器等，其通常不具有持久的电源。

要注意的是，可穿戴设备的普及也在增长。对于这些类型的设备，延长电池寿命或相反地寻找省电的方法变得越来越重要。这些设备已经使用基于连续声学信号的通信与其他设备交互。它们向其他设备发送听不见的声音信号，这要求设备上的扬声器始终处于通电，以使其连续。类似地，设备麦克风(或其他信号检测组件)必须始终开启以便检测信号。这些组件，尤其是传输声学信号所需的扬声器，是设备上耗能最多的硬件组件。由此，现有的设备间连续声学信号通信解决方案对于设备而言是相对高功耗的操作。

对于较小的移动设备而言，这尤其是一个问题，其中能效是一个重要因素。使扬声器始终通电可能会快速耗尽设备的电池，这可能会妨碍使用声学通信与低功率设备进行交互。需要一种高能效解决方案，以实现对于各种设备的连续的实时声学通信。

发明内容

技术方案

在本发明的一个方面，描述了一种将消息从第一设备传送到第二设备的方法，每个设备具有扬声器和麦克风。在第一设备上将消息划分成多个片段或段。将每个片段映射到符号，从而创建多个符号。在一个实施例中，符号由零幅度传输的特定持续时间表示。在两个连续符号之间插入分隔符信号。这产生了传输队列，它是分隔符信号的序列，其中在分隔符之间具有零幅度传输的时间段。在一个实施例中，分隔符是非零幅度信号，其具有逐渐增加的起始幅度和类似地逐渐减小的结束幅度。其可以表征为双边带调制信号。在记录的时间通过第一设备的扬声器发送或发射第一分隔符信号。在表示一个符号的特定持续时间之后，发射第二分隔符信号并记录该发射时间。继续该分隔符信号的发射和零幅度发射，直到表示消息的所有符号都已被第一设备的扬声器发出。

在本发明的另一方面，描述了一种在发送设备和接收设备之间传送消息的方法。接收设备通过其麦克风接收表示消息的输入音频信号。设备上的软件检测输入信号中的第一分隔符信号。在一个实施例中，这是使用参考分隔符信号完成的。设备记录检测到分隔符信号的时间。然后在特定持续时间之后检测第二分隔符信号。在两个分隔符之间的该持续时间期间，存在零幅度传输的时间段。记录该持续时间。设备使用实现预定义协议的符号映射表，以将持续时间转换为不同的符号。这是针对输入信号中的每个零幅度持续时间进行的，每个零幅度持续时间可以通过分隔符信号来区分。组合多个符号以形成发送设备正发送的消息。

附图说明

可通过参考结合附图进行的以下描述来最佳理解本发明及其优点，其中：

图1是示出了根据一个实施例的使用TSK调制的输出信号的曲线图；

图2是根据一个实施例的从一设备发送消息以便被另一设备接收的处理的流程图；

图3是示出了根据一个实施例的符号间分隔符的形状或波形的曲线图；