System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种面向Wi-Fi与BLE组合芯片的节能通信方法、装置及设备制造方法及图纸_技高网

一种面向Wi-Fi与BLE组合芯片的节能通信方法、装置及设备制造方法及图纸

技术编号:40903258 阅读:2 留言:0更新日期:2024-04-18 14:34
一种面向Wi‑Fi与BLE组合芯片的节能通信方法、装置及设备,涉及无线通信技术领域,方法包括:所述BLE模块接收外部RTS帧数据并解调,获得所述RTS帧数据的接收地址字段解调对应的BLE接收地址;比较所述BLE接收地址和与本地Wi‑Fi模块的Wi‑Fi MAC地址对应的BLE地址,若所述BLE地址与所述BLE接收地址一致,则唤醒休眠的Wi‑Fi模块发送CTS帧确认,并进行数据传输;传输完成后,所述Wi‑Fi模块进入休眠,所述BLE模块继续监听;该方法通过融合RTS/CTS机制与基于窄带解码的跨技术通信方法,我们实现了BLE模块辅助Wi‑Fi模块进行监听,克服了Wi‑Fi和BLE不同通信协议间的壁垒和障碍,实现了Wi‑Fi到BLE的信息交换。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信。


技术介绍

1、随着物联网技术的发展,出现了多种无线通信技术以适应不同场景下的应用需要,如wi-fi、ble、zigbee等等。为了部署方便,许多通信协议都运行在ism频段之上,这给不同通信协议间的协作带来了机会。wi-fi和ble作为两种广泛使用的通信技术,通常被部署在同一通信模块之上。这两种通信技术有着各自的特点,wi-fi的运行功率较高,传输速率较快,而ble的运行功率和传输速率较低。以ti的wi-fi与ble组合芯片wl1831mod为例,wi-fi的运行功耗通常为几十毫安,而ble的运行功耗为一百多微安。在日常的无线网络环境中,wi-fi设备间的数据传输通常具有突发性,通信设备大部分时间处于空闲监听状态,小部分时间处于数据传输状态,但是处于空闲监听状态仍需要消耗能量。虽然wi-fi和ble部署在同一模块上且ble运行功率较低,但由于两者在协议设计上有较大差异,实现不同通信协议之间的异构协作以节省功耗存在困难。

2、为实现跨技术通信(cross technology communication,ctc),参见专利文献cn113630209a,现有的方案基于窄带解码,采用在物理层信号实现信息转换的方式,使用wi-fi发送特定的信号以模拟出ble帧。该方法主要关注在信号层面实现wi-fi到ble的跨技术通信,不涉及wi-fi在mac层的工作机制。使用时可能不在wi-fi协议规定下工作,具有一定的应用局限性,不能很好地实现ble对于wi-fi的通信协作。

3、因此,如何提供一种面向wi-fi与ble组合芯片的节能通信方法,成为本领域亟待解决的技术问题。


技术实现思路

1、为了解决上述技术问题,本专利技术提供了一种面向wi-fi与ble组合芯片的节能通信方法、装置及设备,该方法通过融合rts/cts机制与基于窄带解码的ctc方法,我们实现了ble模块辅助wi-fi模块进行监听,克服了wi-fi和ble不同通信协议间的壁垒和障碍,实现了wi-fi到ble的信息交换。

2、基于同一专利技术构思,本专利技术具有四个独立的技术方案:

3、1、一种面向wi-fi与ble组合芯片的节能通信方法,各个所述wi-fi与ble组合芯片包括ble模块和wi-fi模块,包括:

4、s1、令所述ble模块接收外部rts帧数据并解调,获得所述rts帧数据的接收地址字段解调对应的ble接收地址;

5、s2、比较所述ble接收地址和与本地wi-fi模块的wi-fi mac地址对应的ble地址,若所述ble地址与所述ble接收地址一致,则唤醒休眠的wi-fi模块发送cts帧确认,并进行数据传输;

6、s3、传输完成后,令所述wi-fi模块进入休眠,所述ble模块继续监听。

7、进一步地,每个所述wi-fi模块均有一个各不相同的wi-fi mac地址,所述wi-fimac地址的预先生成方法如下:

8、生成多个不同的ble地址,并得到所述ble地址对应的wi-fi mac地址,再将所述wi-fi mac地址分配给各个所述wi-fi模块。

9、进一步地,所述rts帧中嵌入信息的比特长度为所述ble数据的比特长度的二倍,所述rts帧的接收字段包含目标的wi-fi mac地址;

10、所述rts帧的接收字段通过窄带解码的ctc技术得到所述ble接收地址。

11、进一步地,所述ble数据的长度为24比特,前8位为ble前导码,用于让ble模块识别接收;后16位为ble接收地址,用于标识所述wi-fi模块。

12、进一步地,得到所述ble地址对应的wi-fi mac地址,包括如下步骤:

13、基于所述ble地址,逆推得到第一wi-fi序列;

14、对所述第一wi-fi序列进行扰频操作,从扰频后的帧中取出对应接收地址之前的数据部分,将该部分与所述第一wi-fi序列拼接,得到第二wi-fi序列;

15、对所述第二wi-fi序列进行解扰频操作,得到第三wi-fi序列,所述第三wi-fi序列与所述第一wi-fi序列对应的部分为所述wi-fi mac地址。

16、进一步地,基于所述ble地址,逆推得到第一wi-fi序列,每个序列的逆推方法如下:

17、从所述ble地址出发,若ble比特为0,则符号相移使用-π/2,对应的wi-fi比特为10;若ble比特为1,则符号相移使用+π/2,对应的wi-fi比特为01。

18、进一步地,生成多个不同的ble地址,采用如下方法:

19、初始化地址集合为空集;

20、根据给定的地址长度n,地址间最小距离d和划分数目k,将原问题进行划分,划分后子问题对应的地址长度分别为相应要求的地址间最小距离为

21、其中,所述原问题为生成多个不同的ble地址;

22、对于划分后的每个所述子问题,第i个划分的地址长度为ni,要求的地址间最小距离为di,使用最大团算法计算得到地址解集,并将该地址解集加入到所述地址集合中;

23、遍历地址集合,从中找到最小的地址解集大小l;

24、根据所述最小地址解集大小l从每个划分的所述子问题中选取出大小为l的地址解集,然后将各个子问题的地址解集拼接起来得到所述原问题的地址解集。

25、2、一种面向wi-fi与ble组合芯片的节能通信装置,包括:

26、解调模块,用于令ble模块接收外部rts帧数据并解调,获得所述rts帧数据的接收地址字段解调对应的ble接收地址;

27、确认传输模块,用于比较所述ble接收地址和与本地wi-fi模块的wi-fi mac地址对应的ble地址,若所述ble地址与所述ble接收地址一致,则唤醒休眠的wi-fi模块发送cts帧确认,并进行数据传输;

28、休眠模块,用于传输完成后,令所述wi-fi模块进入休眠,所述ble模块继续监听。

29、3、一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法。

30、4、一种电子设备,包括处理器和存储装置,所述存储装置中存有多条指令,所述处理器用于读取所述存储装置中的多条指令并执行上述方法。

31、本专利技术提供的面向wi-fi与ble组合芯片的节能通信方法、装置及设备,至少包括如下有益效果:

32、(1)该方法通过融合rts/cts机制与基于窄带解码的ctc方法,我们实现了ble模块辅助wi-fi模块进行监听。相较于传统的wi-fi与ble组合芯片,增强了不同模块之间的协作性,由于ble为窄带通信,运行功耗较小,使用ble辅助wi-fi能够提升整体模块的功耗表现。

33、(2)该方法提基于ble地址生成不同wi-fi mac地址,并且提出了一种采用最大团算法生成尽可能具有区分度的ble地址本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种面向Wi-Fi与BLE组合芯片的节能通信方法,各个所述Wi-Fi与BLE组合芯片包括BLE模块和Wi-Fi模块,其特征在于,所述方法包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,每个所述Wi-Fi模块均有一个各不相同的Wi-Fi MAC地址,所述Wi-Fi MAC地址的预先生成方法如下:

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述RTS帧中嵌入信息的比特长度为所述BLE数据的比特长度的二倍,所述RTS帧的接收字段包含目标的Wi-Fi MAC地址;

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述BLE数据的长度为24比特,前8位为BLE前导码,用于让BLE模块识别接收;后16位为BLE接收地址,用于标识所述Wi-Fi模块。

5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,得到所述BLE地址对应的Wi-Fi MAC地址,包括如下步骤:

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,基于所述BLE地址,逆推得到第一Wi-Fi序列,每个序列的逆推方法如下:

7.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,生成多个不同的BLE地址,采用如下方法:

8.一种面向Wi-Fi与BLE组合芯片的节能通信装置,其特征在于,包括:

9.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一所述的方法。

10.一种电子设备,包括处理器和存储装置,其特征在于,所述存储装置中存有多条指令,所述处理器用于读取所述存储装置中的多条指令并执行如权利要求1-7任一所述的方法。

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【技术特征摘要】

1.一种面向wi-fi与ble组合芯片的节能通信方法,各个所述wi-fi与ble组合芯片包括ble模块和wi-fi模块,其特征在于,所述方法包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,每个所述wi-fi模块均有一个各不相同的wi-fi mac地址,所述wi-fi mac地址的预先生成方法如下:

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述rts帧中嵌入信息的比特长度为所述ble数据的比特长度的二倍,所述rts帧的接收字段包含目标的wi-fi mac地址;

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述ble数据的长度为24比特,前8位为ble前导码,用于让ble模块识别接收;后16位为ble接收地址,用于标识所述wi-fi模块。

5.根据权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员:程思瑶赵锦涛闫嘉亮
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学
类型:发明
国别省市:

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