專利名稱：近距離通信系統(tǒng)和近距離通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁感應(yīng)通信領(lǐng)域，具體涉及一種近距離通信系統(tǒng)和一種近距離通信方法。
背景技術(shù)：
隨著移動終端的普及，利用移動終端進行移動支付的應(yīng)用需求非常迫切。目前存在多種實現(xiàn)方案，其中一種方案是在SIM (Subscriber Identity Module)卡、SD (SecureDigital Memory Card)卡、Micro-SD卡等智能卡上增加近距離通信模塊,使得移動終端具備充值，交易，消費，身份認證等多種功能。常用的無線通信技術(shù)包括射頻通信技術(shù)、紅外通信技術(shù)以及磁信道通信技術(shù)。射頻通信技術(shù)在短距離內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸?shù)某晒β矢摺⑺俾士臁⒊杀镜?、裝置體積小等特點。將射頻通信技術(shù)應(yīng)用到移動終端具有很大的優(yōu)越性。但是，射頻技術(shù)的通信距離太遠、有效通信范圍過大，不太適合近距離通信的應(yīng)用。利用磁信道通信時衰減較快，且對各類移動終端的一致性較好，即能通信的距離差不多，，所以利用磁信道通信時其通信距離可控。但是，磁信道通信存在安全性較差，且磁信道傳輸數(shù)據(jù)慢，易受干擾等缺陷。為了保證通信的安全，可選擇采用磁與射頻相結(jié)合的通信方式，通過磁信道去建立射頻信道，實時檢測射頻通信是否在安全距離內(nèi)進行，這些都需要在磁信道上傳輸數(shù)據(jù)。在該方案中，磁通信為雙向通信，位于設(shè)備側(cè)的第一射頻裝置的第一磁信號發(fā)射器發(fā)射出經(jīng)過編碼和調(diào)制的數(shù)據(jù)信息，位于終端側(cè)的第二射頻裝置的第二磁信號接收器檢測磁信號強度并接收第一磁信道數(shù)據(jù)信息，第二磁信號接收器對接收到的第一磁信號數(shù)據(jù)信息進行解調(diào)和解碼，得到第一磁信號數(shù)據(jù)信息，對其進行變換，再經(jīng)過編碼實現(xiàn)磁通道進行通訊距離限制和數(shù)據(jù)傳輸。其中，雙向通信編碼方式采用差分曼徹斯特編碼，這種編碼方式具有自同步能力和良好的抗干擾性能。但是，在數(shù)據(jù)編碼方式中，第一射頻裝置的第一磁信號發(fā)射器將利用差分曼徹斯特編碼將數(shù)據(jù)編碼后通過磁通道發(fā)送出去，第二射頻裝置的第二磁信號接收器檢測到磁通道信息后，存在著需要判斷磁信號是有用信號還是干擾信號，是否接收，如何判斷第二射頻裝置的第二磁信號接收器接收到的磁信息是否和第一射頻裝置的第一磁信號發(fā)射器發(fā)送的磁信息保持一致等問題。另外，在第一射頻裝置和第二射頻裝置同時支持多個射頻協(xié)議時，如何在前期進行協(xié)議版本協(xié)商也存在問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了提高磁信號通信的一致性，本發(fā)明提供一種近距離通信系統(tǒng)。一種近距離通信方法，所述方法用于在磁信號發(fā)射器和磁信號接收器之間進行通信，其特征在于包括:
101、磁信號發(fā)射器確定要發(fā)送的數(shù)據(jù)構(gòu)成發(fā)送數(shù)據(jù)單元；
102、磁信號發(fā)射器為數(shù)據(jù)單元添加包括數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)長度的控制域以及校驗單元，構(gòu)成發(fā)送數(shù)據(jù)流；103、磁信號發(fā)射器在數(shù)據(jù)流中每7個連續(xù)I后添加一個擾碼O組成擾碼流；
104、磁信號發(fā)射器在擾碼流的前面添加用于標識擾碼流的起始部分的前導碼構(gòu)成同步碼流；
105、磁信號發(fā)射器對同步碼流進行差分曼徹斯特編碼，然后轉(zhuǎn)成電壓信號通過電磁場向磁信號接收器發(fā)送；
106、磁信號接收器接收到全部信號后先進行差分曼徹斯特解碼，獲得接收同步碼流；
107、磁信號接收器在同步碼流中檢測前導碼，將前導碼去除后得到接收同步碼流；
108、磁信號接收器從所述接收同步碼流中去除擾碼得到數(shù)據(jù)流；
109、磁信號接收器對數(shù)據(jù)流進行驗證后按控制域限定進行解析獲得數(shù)據(jù)單元。本發(fā)明還公開了一種近距數(shù)據(jù)通信方法，所述方法用于在磁信號發(fā)射器和磁信號接收器之間進行通信，其特征在于包括:
201、磁信號發(fā)射器確定要發(fā)送的數(shù)據(jù)構(gòu)成發(fā)送數(shù)據(jù)單元；
202、磁信號發(fā)射器為數(shù)據(jù)單元添加包括數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)長度的控制域以及校驗單元，構(gòu)成發(fā)送數(shù)據(jù)流；
203、磁信號發(fā)射器逐位地差分曼徹斯特編碼前導碼并發(fā)送；
204、磁信號發(fā)射器逐位地差分曼徹斯特編碼所述數(shù)據(jù)流并發(fā)送，每當檢測到連續(xù)發(fā)送7個I時，所述磁信號發(fā)射器在數(shù)據(jù)流中插入一個O作為擾碼，對該擾碼進行差分曼徹斯特編碼并發(fā)送；
205、所有發(fā)送數(shù)據(jù)流的位發(fā)送完畢后，磁信號發(fā)射器退出發(fā)送；
206、磁信號接收器接收到全部信號后先進行差分曼徹斯特解碼，獲得接收同步碼流；
207、磁信號接收器在同步碼流中檢測前導碼，將前導碼去除后得到接收同步碼流；
208、磁信號接收器從所述接收同步碼流中去除擾碼得到數(shù)據(jù)流；
209、磁信號接收器對數(shù)據(jù)流進行驗證后按控制域限定進行解析獲得數(shù)據(jù)單元。優(yōu)選地，所述前導碼為111111110。優(yōu)選地，所述校驗單元為I字節(jié)CRC校驗碼。優(yōu)選地，所述磁信號發(fā)射器中包括編碼電路、調(diào)制電路、驅(qū)動電路、低頻發(fā)射線圈；所述磁信號接收器中包括低頻解調(diào)電路、低頻放大濾波電路、低頻磁感應(yīng)電路。優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)類型包括磁基本幀和磁擴展幀，該字段長度為4bits，定義區(qū)間為000(Γ1110是磁基本幀，定義為1111是磁擴展幀；其中，磁基本幀直接用于傳輸MCM (MCMessage)的磁通道巾貞；磁擴展巾貞用于傳輸MCMe (Extended MC Message)的磁通道巾貞；數(shù)據(jù)長度是幀數(shù)據(jù)的字節(jié)長度，字段長度是4bits，定義值為(Γ15。本發(fā)明另一方面提供了一種近距離通信系統(tǒng)，包括第一射頻裝置和第二射頻裝置，所述第一射頻裝置包括第一射頻收發(fā)器、第一磁信號發(fā)射器和第一磁信號接收器，所述第二射頻裝置包括第二射頻收發(fā)器、第二磁信號發(fā)射器和第二磁信號接收器，所述第一射頻收發(fā)器和所述第二射頻收發(fā)器支持不同的射頻協(xié)議，其特征在于，
所述第一磁信號發(fā)射器用于將所述第一射頻收發(fā)器支持的射頻協(xié)議標識發(fā)送給所述第二磁信號接收器；
所述第二磁信號發(fā)射器用于將所述第二射頻裝置選取的用于與第一射頻裝置進行射頻通信的射頻協(xié)議標識發(fā)送給第一磁信號接收器； 接收到所述選取的射頻協(xié)議標識后，所述第一射頻收發(fā)器用于接收該選取的射頻協(xié)議并根據(jù)該選取的射頻協(xié)議與所述第二射頻收發(fā)器進行射頻通信；
所述第一磁信號發(fā)射器和所述第二磁信號發(fā)射器用于在發(fā)送數(shù)據(jù)時為數(shù)據(jù)單元添加包括數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)長度的控制域以及用于校驗的校驗單元而構(gòu)成發(fā)送數(shù)據(jù)流；
所述第一磁信號發(fā)射器和所述第二磁信號發(fā)射器在數(shù)據(jù)流中每7個連續(xù)I后添加一個擾碼O組成擾碼流；
所述第一磁信號發(fā)射器和所述第二磁信號發(fā)射器在擾碼流的前面添加用于標識擾碼流的起始部分的前導碼構(gòu)成同步碼流；
所述第一磁信號發(fā)射器和所述第二磁信號發(fā)射器對同步碼流進行差分曼徹斯特編碼，然后轉(zhuǎn)成電壓信號通過電磁場向磁信號接收器發(fā)送；
所述第一磁信號接收器和所述第二磁信號接收器在接收時，當接收到全部信號后先進行差分曼徹斯特解碼，獲得接收同步碼流；
所述第一磁信號接收器和所述第二磁信號接收器在同步碼流中檢測前導碼，將前導碼去除后得到接收同步碼流；
所述第一磁信號接收器和所述第二磁信號接收器從所述接收同步碼流中去除擾碼得到數(shù)據(jù)流；
所述第一磁信號接收器和所述第二磁信號接收器對數(shù)據(jù)流進行驗證后按控制域限定進行解析獲得數(shù)據(jù)單元。優(yōu)選地，所述第一磁信號發(fā)射器和所述第二磁信號發(fā)射器包括編碼電路、調(diào)制電路、驅(qū)動電路、低頻發(fā)射線圈；所述第一磁信號接收器和所述第二磁信號接收器包括低頻解調(diào)電路、低頻放大濾波電路、低頻磁感應(yīng)電路。本發(fā)明又一方面還提供了一種近距離通信系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:第一射頻裝置和第二射頻裝置；所述第一射頻裝置包括第一射頻收發(fā)器、第一磁信號發(fā)射器和第一磁信號接收器；所述第二射頻裝置包括第二射頻收發(fā)器、第二磁信號發(fā)射器和第二磁信號接收器；所述第一射頻收發(fā)器和所述第二射頻收發(fā)器支持不同的射頻協(xié)議；其特征在于:
所述第一磁信號發(fā)射器用于將所述第一射頻收發(fā)器支持的射頻協(xié)議標識發(fā)射給所述第二磁信號接收器；
所述第二磁信號發(fā)射器用于將所述第二射頻裝置選取的用于進行射頻通信的射頻協(xié)議標識發(fā)送給第一磁信號接收器；
接收到所述選取的射頻協(xié)議標識后，所述第一射頻裝置控制第一射頻收發(fā)器根據(jù)該選取的射頻協(xié)議與所述第二射頻裝置的所述第二射頻收發(fā)器進行射頻通信；
所述第一磁信號發(fā)射器和所述第二磁信號發(fā)射器在發(fā)送數(shù)據(jù)時，為數(shù)據(jù)單元添加包括數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)長度的控制域，用于校驗的校驗單元，構(gòu)成發(fā)送數(shù)據(jù)流；
所述第一磁信號發(fā)射器和所述第二磁信號發(fā)射器逐位地差分曼徹斯特編碼前導碼并發(fā)送；
所述第一磁信號發(fā)射器和所述第二磁信號發(fā)射器逐位地差分曼徹斯特編碼所述數(shù)據(jù)流并發(fā)送，每當檢測到連續(xù)發(fā)送7個I時，所述磁信號發(fā)射器在數(shù)據(jù)流中插入一個O作為擾碼，對該擾碼進行差分曼徹斯特編碼并發(fā)送；
所有發(fā)送數(shù)據(jù)流的位發(fā)送完畢后，所述第一磁信號發(fā)射器和所述第二磁信號發(fā)射器退出發(fā)送。所述第一磁信號接收器和所述第二磁信號接收器在接收時，當接收到全部信號后先進行差分曼徹斯特解碼，獲得接收同步碼流；
所述第一磁信號接收器和所述第二磁信號接收器在同步碼流中檢測前導碼，將前導碼去除后得到接收同步碼流；
所述第一磁信號接收器和所述第二磁信號接收器從所述接收同步碼流中去除擾碼得到數(shù)據(jù)流；
所述第一磁信號接收器和所述第二磁信號接收器對數(shù)據(jù)流進行驗證后按控制域限定進行解析獲得數(shù)據(jù)單元。優(yōu)選地，所述第一磁信號發(fā)射器和所述第二磁信號發(fā)射器包括編碼電路、調(diào)制電路、驅(qū)動電路、低頻發(fā)射線圈；所述第一磁信號接收器和所述第二磁信號接收器包括低頻解調(diào)電路、低頻放大濾波電路、低頻磁感應(yīng)電路。本發(fā)明通過磁信號通信來幫助射頻收發(fā)器協(xié)商射頻協(xié)議版本，同時通過在磁通信信號的發(fā)送和接收中利用前導碼進行同步，利用擾碼以及CRC校驗碼確保正確的接收，提高了磁信號通信的一致性和穩(wěn)定性，大大提高了近距離通信系統(tǒng)的性能。


圖1為本發(fā)明一實施例提供的近距離通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本發(fā)明一實施例提供的近距離通信系統(tǒng)所使用的磁信道通信幀格式。圖3為本發(fā)明一實施例提供的近距離通信方法中磁通信數(shù)據(jù)發(fā)送和接收處理過程的示意圖。圖4為差分曼徹斯特編碼的原理說明圖。圖5為本發(fā)明另一實施例提供的近距離通信方法的磁感應(yīng)通信的幀發(fā)送流程。圖6為本發(fā)明另一實施例提供的近距離通信方法的磁感應(yīng)通信的幀接收流程。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。圖1為本發(fā)明一實施例提供的近距離通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，該近距離通信系統(tǒng)包括第一射頻裝置100和用于與第一射頻裝置100進行通信的第二射頻裝置200。第二射頻裝置可為裝在手機內(nèi)的具有射頻通信功能的射頻SIM卡或者TF/SD卡，其用于與第一射頻裝置100通信而實現(xiàn)充值、支付或身份驗證等功能。第一射頻裝置100可為射頻讀卡器。所述第一射頻裝置100包括第一主處理器
110、第一射頻收發(fā)器140、第一磁信號發(fā)送器120、第一磁信號接收器130和第一接口模塊101。所述第一主處理器110包括第一對稱加密模塊112和第一隨機數(shù)發(fā)生器111。所述第一射頻收發(fā)器140包括射頻收發(fā)電路141和射頻天線142。第一磁信號發(fā)送器120用于產(chǎn)生并發(fā)射第一低頻交變磁場信號，其包括編碼電路121、驅(qū)動電路123、調(diào)制電路122和磁信號發(fā)射線圈124。第一磁信號接收器130用于接收第一低頻交變磁場信號，其包括磁信號解調(diào)電路131、磁信號放大濾波電路132、磁信號感應(yīng)電路133。
所述第二射頻裝置200包括第二主處理器210、第二射頻收發(fā)器240、第二磁信號發(fā)送器220、第二磁信號接收器230、第二接口模塊201。所述第二主處理器210包括第二對稱加密模塊212和第二隨機數(shù)發(fā)生器211。第二射頻收發(fā)器240包括射頻收發(fā)電路241、射頻天線242。第二磁信號發(fā)送器220用于產(chǎn)生并發(fā)射第一低頻交變磁場信號，其包括編碼電路221、驅(qū)動電路223、調(diào)制電路222、磁信號發(fā)射線圈224。第二磁信號接收器230用于接收第二低頻交變磁場信號，其包括磁信號門限判斷及解調(diào)電路231、磁信號放大濾波電路232、磁信號感應(yīng)電路233。第一射頻裝置100和第二射頻裝置200通過低頻交變磁場信號控制通信距離，兩者通過磁場信號建立連接，然后第一射頻裝置100和第二射頻裝置200通過射頻通道進行信息交換。第一射頻裝置100和第二射頻裝置200之間的連接建立包括如下步驟:
所述第一射頻裝置100的第一隨機數(shù)發(fā)生器111生成第一隨機數(shù)。第一磁信號發(fā)送器120將第一隨機數(shù)和第一最新射頻協(xié)議版本號信息組幀，經(jīng)過編碼電路121進行差分曼徹斯特編碼編碼后由磁信號發(fā)射線圈124通過磁通道以磁信號的方式發(fā)送出去。所述第二射頻裝置200的第二磁信號接收器220檢測磁場強度，接收并解調(diào)第一磁信號發(fā)射器120的磁信號。

所述第二射頻裝置200接收到第一磁信號發(fā)送器120發(fā)送的一幀完整數(shù)據(jù)信息后，解析出第一射頻裝置100的第一最新射頻協(xié)議版本號，協(xié)商出雙方使用的射頻協(xié)議版本號，解析出第一射頻裝置100的第一隨機數(shù)并進行變換，得到第二隨機數(shù)；
所述第二射頻裝置200的第二磁信號發(fā)送器220將第二隨機數(shù)、協(xié)商的射頻協(xié)議版本號信息組幀，經(jīng)過差分曼徹斯特編碼編碼后通過磁通道以磁信號的方式發(fā)送給第一射頻裝置 100。所述第一射頻裝置100的第一磁場信號接收器130檢測磁場強度，接收并解調(diào)出第二磁信號發(fā)射器發(fā)出的磁信號。所述第一射頻裝置100接收到第二磁信號發(fā)送器220發(fā)送的一幀完整數(shù)據(jù)后，解析出第二射頻裝置200的發(fā)送的協(xié)商射頻協(xié)議版本號、第二隨機數(shù)，與第一磁信號發(fā)送器120發(fā)送的磁信息比較，若相同，則所述第一射頻裝置100和所述第二射頻裝置200建立連接，進行射頻通信。下面結(jié)合圖2、圖3說明該近距離通信方法的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收過程中對數(shù)據(jù)的處理過程。請參見圖2，示出了本發(fā)明一實施例提供的近距離通信方法采用的磁信道通信幀的結(jié)構(gòu)。該磁信道通信幀包括前導碼、控制域、數(shù)據(jù)單元和校驗單元。其中，前導碼為所述通信幀的幀頭部分，在本實施例中，其格式被設(shè)置為8比特I再附加I個O (SP，11111111 O )，接收方只要收到這樣一個數(shù)據(jù)序列，就認為收到新的一幀。在本實施例中，控制域的格式被設(shè)置為:數(shù)據(jù)類型+數(shù)據(jù)長度，數(shù)據(jù)類型為4位，數(shù)據(jù)長度為4位，總共一個字節(jié)。數(shù)據(jù)類型用于標識不同類型的磁通道幀。數(shù)據(jù)類型包括磁基本幀和磁擴展幀，字段長度為4bits，定義區(qū)間為000(Γ1110是磁基本幀，定義1111是磁擴展巾貞。其中，磁基本巾貞直接用于傳輸MCM(MC Message)的磁通道巾貞。磁擴展巾貞用于傳輸MCMe (Extended MC Message)的磁通道幀。幀數(shù)據(jù)長度是幀數(shù)據(jù)的字節(jié)長度，字段長度是4bits，定義值為0 15。
數(shù)據(jù)單元被設(shè)置以字節(jié)為單位，在本實施例中，其為在MCF(Magnetic ChannelFrame)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。長度為控制域中后四位數(shù)值大小。校驗單元為I字節(jié)的C R C碼，CRC校驗是MCF的8位CRC校驗碼。字段長度為8bits。CRC校驗計算方法中，MCF幀的CRC校驗計算包含了幀結(jié)構(gòu)中的控制域和數(shù)據(jù)域。8位CRC校驗的多項式是X8 + X2 + X + I，校驗初始值值為:0x00，用于提供給接收方，確保接收的數(shù)據(jù)和發(fā)送的數(shù)相同。磁近距離通信系統(tǒng)的編碼方式為差分曼徹斯特編碼。如圖3所示，近距離通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方式是以幀為單位連續(xù)傳輸。數(shù)據(jù)幀傳輸前，先添加擾碼再添加前導碼，然后進行差分曼切斯特編碼，然后進行傳送。當然，也可以將添加擾碼以及前導碼的過程和編碼過程混合，在逐位地編碼發(fā)射同時進行加入擾碼的操作。在磁信號發(fā)送端，磁通道發(fā)送的數(shù)據(jù)300添加定義數(shù)據(jù)長度、數(shù)據(jù)類型、CRC校驗碼組成數(shù)據(jù)流301，高位bit在前發(fā)送，低位bit在后發(fā)送。發(fā)送的數(shù)據(jù)流301添加擾碼，數(shù)據(jù)幀bit數(shù)據(jù)流中每7個連續(xù)I后添加一個擾碼O組成擾碼流302。添加擾碼是為了在接收時將數(shù)據(jù)流與前導碼進行區(qū)分。若接收方接收到多余7個連續(xù)的I加上O的數(shù)據(jù)段，即可判斷所述數(shù)據(jù)段不是承載數(shù)據(jù)單元的數(shù)據(jù)流。發(fā)送的擾碼流302中添加前導碼，前導碼采用8比特I再附加I個0，由此得到前導碼流303。發(fā)送的前導碼流303進行差分曼徹斯特編碼形成符號流304，然后轉(zhuǎn)換成電壓信號305通過電磁場進行磁信息傳輸。在磁信號接收端，接收到的磁信號轉(zhuǎn)換為電壓信號406，電壓信號406經(jīng)過調(diào)制解調(diào)電路解調(diào)出曼徹斯特城碼流405。曼徹斯特城碼流405經(jīng)解碼得到前導碼流404，前導碼流404去除前導碼得到擾碼流403，擾碼流403去除擾碼后，采用將接收到7個I后的O刪除得方式，得到碼流402。硬件將碼流402進行字節(jié)分割對齊，得到數(shù)據(jù)流401。對數(shù)據(jù)流401解幀得到數(shù)據(jù)400。采用差分曼徹斯特編碼編碼后的發(fā)送碼元和電壓波形如圖4所示。在每個預定時間周期(預定時間周期設(shè)為500us)內(nèi)傳送一個數(shù)據(jù)bit,在一個bit的傳送期間的中間時亥IJ，電平必須發(fā)生變化，但在兩個不同bit傳送的分界時刻，電平可以變化，也可以不變化。在一個bit傳送期間的中間時刻碼字只有兩種形式:01或10。發(fā)送比特1，表示采用和上一個碼字不同的碼字。發(fā)送比特0，表示采用和上一個碼字相同的碼字。也就是說，差分曼徹斯特編碼可以以流處理形式來進行編碼和解碼，即對需要編碼的數(shù)據(jù)體按先后順序逐bit地編碼發(fā)出或接收解碼。圖5示出了本發(fā)明另一實施例提供的近距離通信方法的磁通信發(fā)送端的幀發(fā)送流程圖。該幀發(fā)送流程包括如下步驟:
步驟500.第一 /第二磁信號發(fā)送器確定數(shù)據(jù)單元內(nèi)容，所述內(nèi)容包括射頻協(xié)議版本號和第一/第二隨機數(shù)；
步驟501.在數(shù)據(jù)單元前添加定義包括數(shù)據(jù)長度、數(shù)據(jù)類型的控制域，在數(shù)據(jù)單元后添加CRC校驗碼，得到數(shù)據(jù)體流； 步驟502.以差分曼徹斯特編碼發(fā)送幀頭；
步驟503.以差分曼徹斯特編碼發(fā)送數(shù)據(jù)體流中的I位；
步驟504.判斷發(fā)送是否完成，如果是，則執(zhí)行步驟507，如果否，則執(zhí)行步驟505 ；
步驟505.判斷在前是否發(fā)送了 7個1，如果是，執(zhí)行步驟506，如果否，則執(zhí)行步驟503 ； 步驟506.以差分曼徹斯特編碼發(fā)送一個0，然后執(zhí)行步驟503 ；
步驟507.發(fā)送結(jié)束。圖6示出了本發(fā)明另一實施例提供的近距離通信方法的磁通信接收端的幀接收流程圖。該幀接收流程包括如下步驟:
步驟601.第一 /第二磁信號接收器檢測幀頭(前導碼)；
步驟602.判斷是否解碼完整的幀頭，如果是，執(zhí)行步驟603，如果否，執(zhí)行步驟601 ； 步驟603.解碼數(shù)據(jù)流的下一位；
步驟604.判斷數(shù)據(jù)是否接收完成，如果是，執(zhí)行步驟610，如果否，執(zhí)行步驟605 ；
步驟605.解碼的到的位是否為0，如果是，執(zhí)行步驟606，如果否，執(zhí)行步驟603 ；
步驟606.判斷前面是否已經(jīng)連續(xù)解碼7個I，如果是，執(zhí)行步驟607，如果否，執(zhí)行步驟
608 ；
步驟607.將步驟604解碼得到的O丟棄，執(zhí)行步驟603 ；
步驟608.判斷前面連接連續(xù)解碼為I的數(shù)目是否大于7，如果是，執(zhí)行步驟609，如果否，執(zhí)行步驟603 ；
步驟610.數(shù)據(jù)接收完成。本發(fā)明在在磁通道數(shù)據(jù)鏈路層的物理幀中增加前導碼和進行位填充，明確了從物理層收到的比特流中區(qū)分幀的起始位和停止位，使得幀同步解決磁信道數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐絾栴}。在磁通道數(shù)據(jù)鏈路層增加CRC校驗，可以判定一幀在傳輸過程中是否錯誤，通過反饋信息來糾正錯誤信息，解決了磁信道傳輸數(shù)據(jù)一致性的問題。上述僅為本發(fā)明的較佳實施例及所運用技術(shù)原理，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍的內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種近距離通信方法，所述方法用于在磁信號發(fā)射器和磁信號接收器之間進行通信，其特征在于包括: 101、磁信號發(fā)射器確定要發(fā)送的數(shù)據(jù)構(gòu)成發(fā)送數(shù)據(jù)單元； 102、磁信號發(fā)射器為數(shù)據(jù)單元添加包括數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)長度的控制域以及校驗單元，構(gòu)成發(fā)送數(shù)據(jù)流； 103、磁信號發(fā)射器在數(shù)據(jù)流中每7個連續(xù)I后添加一個擾碼O組成擾碼流； 104、磁信號發(fā)射器在擾碼流的前面添加用于標識擾碼流的起始部分的前導碼構(gòu)成同步碼流； 105、磁信號發(fā)射器對同步碼流進行差分曼徹斯特編碼，然后轉(zhuǎn)成電壓信號通過電磁場向磁信號接收器發(fā)送； 106、磁信號接收器接收到全部信號后先進行差分曼徹斯特解碼，獲得接收同步碼流； 107、磁信號接收器在同步碼流中檢測前導碼，將前導碼去除后得到接收同步碼流； 108、磁信號接收器從所述接收同步碼流中去除擾碼得到數(shù)據(jù)流； 109、磁信號接收器對數(shù)據(jù)流進行驗證后按控制域限定進行解析獲得數(shù)據(jù)單元。
2.如權(quán)利要求1所述的近距離通信方法，其特征在于:所述前導碼為111111110。
3.如權(quán)利要求1所述的近距離通信方法，其特征在于:所述校驗單元為I字節(jié)CRC校驗碼。
4.一種近距數(shù)據(jù)通信方法，所述方法用于在磁信號發(fā)射器和磁信號接收器之間進行通信，其特征在于包括: 201、磁信號發(fā)射器確定要發(fā)送的數(shù)據(jù)構(gòu)成發(fā)送數(shù)據(jù)單元； 202、磁信號發(fā)射器為數(shù)據(jù)單元添加包括數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)長度的控制域以及校驗單元，構(gòu)成發(fā)送數(shù)據(jù)流； 203、磁信號發(fā)射器逐位地差分曼徹斯特編碼前導碼并發(fā)送； 204、磁信號發(fā)射器逐位地差分曼徹斯特編碼所述數(shù)據(jù)流并發(fā)送，每當檢測到連續(xù)發(fā)送7個I時，所述磁信號發(fā)射器在數(shù)據(jù)流中插入一個O作為擾碼，對該擾碼進行差分曼徹斯特編碼并發(fā)送； 205、所有發(fā)送數(shù)據(jù)流的位發(fā)送完畢后，磁信號發(fā)射器退出發(fā)送； 206、磁信號接收器接收到全部信號后先進行差分曼徹斯特解碼，獲得接收同步碼流； 207、磁信號接收器在同步碼流中檢測前導碼，將前導碼去除后得到接收同步碼流； 208、磁信號接收器從所述接收同步碼流中去除擾碼得到數(shù)據(jù)流； 209、磁信號接收器對數(shù)據(jù)流進行驗證后按控制域限定進行解析獲得數(shù)據(jù)單元。
5.如權(quán)利要求4所述的近距數(shù)據(jù)通信方法，其特征在于:所述前導碼為111111110。
6.如權(quán)利要求4所述的近距數(shù)據(jù)通信方法，其特征在于:所述校驗單元為I字節(jié)CRC校驗碼。
7.—種近距離通信系統(tǒng)，包括第一射頻裝置和第二射頻裝置，所述第一射頻裝置包括第一射頻收發(fā)器、第一磁信號發(fā)射器和第一磁信號接收器，所述第二射頻裝置包括第二射頻收發(fā)器、第二磁信號發(fā)射器和第二磁信號接收器，所述第一射頻收發(fā)器和所述第二射頻收發(fā)器支持不同的射頻協(xié)議，其特征在于， 所述第一磁信號發(fā)射器用于將所述第一射頻收發(fā)器支持的射頻協(xié)議標識發(fā)送給所述第二磁信號接收器； 所述第二磁信號發(fā)射器用于將所述第二射頻裝置選取的用于與第一射頻裝置進行射頻通信的射頻協(xié)議標識發(fā)送給第一磁信號接收器； 接收到所述選取的射頻協(xié)議標識后，所述第一射頻收發(fā)器用于接收該選取的射頻協(xié)議并根據(jù)該選取的射頻協(xié)議與所述第二射頻收發(fā)器進行射頻通信； 所述第一磁信號發(fā)射器和所述第二磁信號發(fā)射器用于在發(fā)送數(shù)據(jù)時為數(shù)據(jù)單元添加包括數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)長度的控制域以及用于校驗的校驗單元而構(gòu)成發(fā)送數(shù)據(jù)流； 所述第一磁信號發(fā)射器和所述第二磁信號發(fā)射器在數(shù)據(jù)流中每7個連續(xù)I后添加一個擾碼O組成擾碼流； 所述第一磁信號發(fā)射器和所述第二磁信號發(fā)射器在擾碼流的前面添加用于標識擾碼流的起始部分的前導碼構(gòu)成同步碼流； 所述第一磁信號發(fā)射器和所述第二磁信號發(fā)射器對同步碼流進行差分曼徹斯特編碼，然后轉(zhuǎn)成電壓信號通過電磁場向磁信號接收器發(fā)送； 所述第一磁信號接收器和所述第二磁信號接收器在接收時，當接收到全部信號后先進行差分曼徹斯特解碼，獲得接收同步碼流； 所述第一磁信號接收器和所述第二磁信號接收器在同步碼流中檢測前導碼，將前導碼去除后得到接收同步碼流； 所述第一磁信號接收器和所述第二磁信號接收器從所述接收同步碼流中去除擾碼得到數(shù)據(jù)流； 所述第一磁信號接收器和所述第二磁信號接收器對數(shù)據(jù)流進行驗證后按控制域限定進行解析獲得數(shù)據(jù)單元。`
8.如權(quán)利要求7所述的近距離通信系統(tǒng)，其特征在于:所述第一磁信號發(fā)射器和所述第二磁信號發(fā)射器包括編碼電路、調(diào)制電路、驅(qū)動電路、低頻發(fā)射線圈；所述第一磁信號接收器和所述第二磁信號接收器包括低頻解調(diào)電路、低頻放大濾波電路、低頻磁感應(yīng)電路。
9.一種近距離通信系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:第一射頻裝置和第二射頻裝置；所述第一射頻裝置包括第一射頻收發(fā)器、第一磁信號發(fā)射器和第一磁信號接收器；所述第二射頻裝置包括第二射頻收發(fā)器、第二磁信號發(fā)射器和第二磁信號接收器；所述第一射頻收發(fā)器和所述第二射頻收發(fā)器支持不同的射頻協(xié)議；其特征在于: 所述第一磁信號發(fā)射器用于將所述第一射頻收發(fā)器支持的射頻協(xié)議標識發(fā)射給所述第二磁信號接收器； 所述第二磁信號發(fā)射器用于將所述第二射頻裝置選取的用于進行射頻通信的射頻協(xié)議標識發(fā)送給第一磁信號接收器； 接收到所述選取的射頻協(xié)議標識后，所述第一射頻裝置控制第一射頻收發(fā)器根據(jù)該選取的射頻協(xié)議與所述第二射頻裝置的所述第二射頻收發(fā)器進行射頻通信； 所述第一磁信號發(fā)射器和所述第二磁信號發(fā)射器在發(fā)送數(shù)據(jù)時，為數(shù)據(jù)單元添加包括數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)長度的控制域，用于校驗的校驗單元，構(gòu)成發(fā)送數(shù)據(jù)流； 所述第一磁信號發(fā)射器和所述第二磁信號發(fā)射器逐位地差分曼徹斯特編碼前導碼并發(fā)送； 所述第一磁信號發(fā)射器和所述第二磁信號發(fā)射器逐位地差分曼徹斯特編碼所述數(shù)據(jù)流并發(fā)送，每當檢測到連續(xù)發(fā)送7個I時，所述磁信號發(fā)射器在數(shù)據(jù)流中插入一個O作為擾碼，對該擾碼進行差分曼徹斯特編碼并發(fā)送； 所有發(fā)送數(shù)據(jù)流的位發(fā)送完畢后，所述第一磁信號發(fā)射器和所述第二磁信號發(fā)射器退出發(fā)送； 所述第一磁信號接收器和所述第二磁信號接收器在接收時，當接收到全部信號后先進行差分曼徹斯特解碼，獲得接收同步碼流； 所述第一磁信號接收器和所述第二磁信號接收器在同步碼流中檢測前導碼，將前導碼去除后得到接收同步碼流； 所述第一磁信號接收器和所述第二磁信號接收器從所述接收同步碼流中去除擾碼得到數(shù)據(jù)流； 所述第一磁信號接收器和所述第二磁信號接收器對數(shù)據(jù)流進行驗證后按控制域限定進行解析獲得數(shù)據(jù)單元。
10.如權(quán)利要求9所述的近距離通信系統(tǒng)，其特征在于:所述第一磁信號發(fā)射器和所述第二磁信號發(fā)射器包括編碼電路、調(diào)制電路、驅(qū)動電路、低頻發(fā)射線圈；所述第一磁信號接收器和所述第二磁信號接收器 包括低頻解調(diào)電路、低頻放大濾波電路、低頻磁感應(yīng)電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種近距離通信系統(tǒng)和方法。所述系統(tǒng)包括磁信號通信裝置和射頻信號通信裝置。所述磁信號通信裝置通過通信協(xié)商射頻通信協(xié)議版本后激活射頻信號通信裝置按協(xié)商的射頻通信協(xié)議進行通信。其中，所述磁信號通信裝置通過在發(fā)送信號中添加擾碼，校驗碼以及前導碼，并利用差分曼徹斯特編碼進行編解碼，提高了磁通信的一致性和系統(tǒng)性能。
文檔編號H04B5/02GK103187998SQ20111044974
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者劉士影 申請人:國民技術(shù)股份有限公司