基于声学的设备间通信制造技术

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。

Acoustics-based Inter-device Communication

A modulation method called time-shift keying (TSK) is used to transmit messages between two devices in an energy-efficient manner. Messages represented by inaudible audio signals are modulated on the transmitting device. Audio signal consists of a queue of non-zero-amplitude divider signals, in which there is a time period of zero-amplitude transmission between dividers. The duration of the zero-amplitude transmission period is mapped to symbols, and then multiple symbols are combined into messages. On the transmitting device, the audio signal is decomposed into segments or bit sequences mapped to symbols. On the receiving device, the duration of zero-amplitude transmission is converted into symbols combined into messages. The delimiter signals have a gradual increase and decrease in magnitude, and have a length that enables them to be detected by the receiving device.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于声学的设备间通信
本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
技术方案在本专利技术的一个方面，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。在本专利技术的另一方面，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专利技术及其优点，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；图4是根据一个实施例的设备接收表示消息的声学信号的处理的流程图；并且图5是示出了根据一个实施例的内容查看设备的组件的框图。具体实施方式在各附图中描述了用于实现基于声学信号并消耗低功率量的设备间连续通信或交互、从而节省电池寿命的方法和系统。设备交互的类型可以广泛地变化。可以发生在可穿戴设备和移动设备之间。也可以发生在可穿戴设备或移动设备与更大的设备(例如，笔记本电脑、电视、电器或汽车)之间。可以使用本专利技术的连续通信解决方案的不同应用和领域广泛地变化，下面描述了一些。本专利技术的实施例提供了一种连续实时设备交互的高能效方法。本专利技术的一个实施例包括调制和解调具有零幅度传输周期的超声波声学信号，其中使用非零分隔符信号来划分或分隔每个周期，从而减少设备上扬声器的使用。以这种方式，发送声学信号的扬声器不必一直处于开启；其仅当分隔符信号正被发送时才消耗功率。在零幅度传输期间的能量使用可以忽略不计。在当前的移动设备(例如，电话和智能手表)中使用的扬声器的某些技术规范能够实现所描述的实施例的调制方案。一种方案是，这些扬声器可以播放非常短的声音或信号持续时间(例如，小于10ms)。另一种方案是，当发出零幅度的声音时，扬声器消耗可忽略不计的功率量。即使扬声器设置在最高传输功率下，这两个特性也都适用。所描述的实施例的调制方案可以被称为时移键控(TSK)，并且利用了如上所述的当前扬声器的技术规范。与使用声学信号作为符号的传统方案相比，TSK通过使用由非零信号分割的零幅度持续时间作为符号来调制数据(即，消息)。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102。在该具体示例中，y轴显示范围从-0.4到+0.4的幅度，x轴显示从0ms到200ms的时间。这些值可根据各种需要而不同。信号104a、104b、104c......被称为分隔符，是短持续时间的非零幅度信号，并且具有如下所述的特定属性。零幅度持续时间中的两个被示为在非零幅度信号之间的S1106a和S2106b。在本专利技术的一个实施例中，本文描述的过程在两个设备之间执行，并且可以连续地执行。这样，必然的是，设备的用户和附近设备的用户听不到或感知不到任何声音。在下面描述的其他应用中也是如此，其中用户不应意识到正在进行设备交互或通信。分隔符(非零信号)应当是用户听不到的。在一个实施例中，分隔符可以在17KHz到22KHz的范围内，一个产生人类听不到的信号的范围。在从分隔符转变到零幅度信号时，扬声器不应发出任何可听到的伪声。本专利技术的实施例可以用于各种应用。在一个实施例中，移动设备或可穿戴设备(例如，智能电话或智能手表)用于与电视交互。移动设备用作控制器设备，用于操作电视和与电视连接的组件。用户在电视前方移动移动设备，或者更广泛地，在电视的扬声器和麦克风的声学信号检测距离内移动移动设备，以引起电视的操作，例如改变频道或音量，切换应用或玩游戏。这里，本专利技术的一个实施例的调制方案可以用于连续地从移动设备向电视发送消息。在一个实施例中，这些消息包括从传感器日期、控制器设备的运动或移动导出或转换的、用于与电视进行不同交互的命令。用户将预期这些命令对电视操作产生即时的影响；需要接近于与电视的实时交互。这样，消息的传输时间短。如下所述，可以通过具有短符号来实现短消息。在一个实施例中，当移动设备用作电视的输入控制器时，它可以基于由耦接到移动设备的运动传感器或各种其他类型的传感器捕获的传感器数据来检测用户手势输入。应当注意，在一个实施例中，电视不需要直接检测移动设备的移动(即，用户动作)。因此，例如，电视不需要具有相机来监测用户输入。控制器设备以连续的方式向电视发送命令，尤其是当电视处于游戏模式时。例如，为了理解特定时间的用户交互，当用户的手在移动时，电视需要知道用户手势(例如，手指指向)和手势在三维空间中的运动这二者，其中，用户手势可以由控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在第一设备和第二设备之间传送消息的方法，包括：将所述消息的片段映射到符号；在符号之间插入一个或多个分隔符，每个分隔符具有非零幅度值；在第一时间向所述第二设备发送第一分隔符；并且在第二时间向所述第二设备发送第二分隔符，其中，所述第一时间和所述第二时间之间的持续时间表示多个符号中的第一符号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.29 US 15/280,3251.一种在第一设备和第二设备之间传送消息的方法，包括：将所述消息的片段映射到符号；在符号之间插入一个或多个分隔符，每个分隔符具有非零幅度值；在第一时间向所述第二设备发送第一分隔符；并且在第二时间向所述第二设备发送第二分隔符，其中，所述第一时间和所述第二时间之间的持续时间表示多个符号中的第一符号。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述持续时间是所述第一分隔符的所述第一时间和所述第二分隔符的所述第二时间之间的时间差减去单个分隔符的时间长度。3.根据权利要求1所述的方法，还包括：逐渐增加分隔符的起始幅度；并且逐渐减小分隔符的结束幅度。4.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述消息中包括发送所述消息的时间的时间戳和表示不同符号的时间差。5.根据权利要求1所述的方法，还包括：将所述消息划分成一个或多个片段。6.根据权利要求5所述的方法，其中，将所述消息划分成一个或多个片段进一步包括：使用对数算法，其中每个片段具有log2N个比特。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一时间和所述第二时间之间的持续时间长于单个分隔符的传输时间。8.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述消息的每个片段映射到符号进一步包括：利用符号映射表。9.根据权利要求1所述的方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡鹏飞，沈逸麟，金红霞，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR