專利名稱：以可變長度信號表示數(shù)字數(shù)據(jù)的無線通訊編解碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種以可變長度信號表示數(shù)字數(shù)據(jù)的無線通訊編解碼方法，尤指一種定義不同傳送時間長度分別予數(shù)字數(shù)據(jù)中的高、低電平信號，使數(shù)據(jù)傳送的總時間長度可大為縮短，而降低信號的發(fā)射/接收裝置耗電量。
背景技術(shù)：
關(guān)于無線傳輸技術(shù)的基本概念，發(fā)射端是將欲傳送的數(shù)字數(shù)據(jù)串先行編碼后，再將其調(diào)制為類比格式，而數(shù)據(jù)即以類比格式于傳輸媒介(例如無線電波，紅外線等等)中進行傳遞，爾后接收端在接收到此一連串的類比信號時，則放大此類比信號且加以解調(diào)還原成數(shù)字信號，此一連串的數(shù)字信號是再經(jīng)過一解碼步驟后即成為原始數(shù)字數(shù)據(jù)。
而在無線傳輸?shù)木幗獯a方法，原則上要盡可能使數(shù)據(jù)的傳輸時間縮短，且發(fā)射/接收端要能達到信號同步，以使數(shù)據(jù)傳送正確無誤。數(shù)據(jù)的傳輸時間最直接的影響即是發(fā)射與接收兩端的耗電情況，尤其在數(shù)據(jù)發(fā)射端其影響更為明顯，例如目前最常見的無線式電腦外圍設(shè)備，無線鍵盤、滑鼠等均以無線傳輸方式與主機端進行信號傳遞，然上述無線式外圍設(shè)備，其工作電源是來自于電池，故電力消耗情況即為最主要的考慮因素，當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸時間較長時，對發(fā)射裝置而言，即意謂著必須以更長的操作時間進行數(shù)據(jù)傳送，其耗電量自然相對增加。
請參考圖6所示，數(shù)據(jù)的傳輸方式一般以“數(shù)據(jù)包”為單位傳送，單一數(shù)據(jù)包可區(qū)分為數(shù)個段，由前至后依序分別為前同步(Preamble)段、首標(biāo)(Header)段、控制(Control)段、數(shù)據(jù)(Data)段及最后代表數(shù)據(jù)結(jié)束的SFT段。其中在表示數(shù)據(jù)(Data)段的編碼方式，請參考圖7所示，目前較常見的有以下幾種
1.NRZ-L(不歸零(電平)制)編碼在數(shù)字數(shù)據(jù)的傳送過程中，對于代表“1”的數(shù)字信號即以高電平(+V)表示，反之對于代表“0”的數(shù)字信號即為低電平(-V)。
2.NRZ-M(不歸零(傳號)制)編碼此種編碼方式是僅在數(shù)字信號由“0”轉(zhuǎn)為“1”時，才將高電平(+V)降低為低電平(-V)，至于其它數(shù)字信號的變化則均維持在高電平(+V)。
3.Unipolar RZ(單極歸零制)編碼其在數(shù)字信號的“1”時產(chǎn)生一次高低電平(+V、-V)的變化，而“0”的數(shù)字信號則維持于低電平。
4.曼徹斯特碼(Manchester)此種編碼方式是無論數(shù)字信號的“1”或“0”均于每個單位時間內(nèi)產(chǎn)生一次變化，并以上升緣或下降緣加以區(qū)分，于單位時間內(nèi)具有下降緣即代表“1”，反之上升緣即代表“0”。
5.延遲調(diào)制(Delay Modulation)表示數(shù)字數(shù)據(jù)“1”時，于單位時間內(nèi)是具有電平變化。其作法為在單位時間內(nèi)延遲前一位元的電平狀態(tài)后，便改變其先前電平，而單一的“0”位，則于單位時間內(nèi)均維持前一位的電平，若連續(xù)出現(xiàn)兩次以上“0”，則第二個“0”的電平將異于前一位的表示電平。
若采用前述第1至第3種編碼方式，由于無法在每個單位時間產(chǎn)生電平變化，導(dǎo)致發(fā)射及接收兩端較難達成信號同步，故一般較少使用。而前述曼徹斯特編碼方式則具備有同步功能在每個單位時均產(chǎn)生變化，較符合無線數(shù)據(jù)傳送接收方面的要求。然而采用曼徹斯特的編碼方式在傳輸大量數(shù)據(jù)時，往往因為其每個位(bit)，均占用相同單位時間，故使得數(shù)據(jù)量愈大時，傳輸時間呈正比關(guān)系延長。
舉例而言，請參考圖8所示，為利用曼徹斯特編碼方式對兩字節(jié)(2Bytes＝16bits)進行編碼的示意圖，欲傳送的數(shù)據(jù)為01100011_01011110，則其發(fā)射端(TX)對此兩字節(jié)進行編碼后的型態(tài)即如圖中所示，且因每個位元均必須耗費相同單位時間(2T)表示，故其總耗費的時間即為16×2T＝32T，由此可知此種編碼方式當(dāng)數(shù)據(jù)量龐大時，導(dǎo)致傳送時間拉長，使得發(fā)射/接收兩端的裝置耗電量增加。

發(fā)明內(nèi)容
為有效克服上述習(xí)用技術(shù)缺失，本發(fā)明的主要目的是提供一種以可變長度信號表示數(shù)字數(shù)據(jù)的無線通訊編解碼方法，通過對數(shù)字數(shù)據(jù)的“0”與“1”以不同時間長度表示，從而縮短數(shù)據(jù)傳輸時間，而獲致降低耗電量的效果。
本發(fā)明的又一目的是提供一種以可變長度信號表示數(shù)字數(shù)據(jù)的無線通訊編解碼方法，由于本案每位元數(shù)據(jù)間亦存在著高、低電平變化的特性，數(shù)據(jù)發(fā)射/接收端更可輕易地達到數(shù)據(jù)接收的同步效果，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。
為達成上述目的，本發(fā)明以可變長度信號表示數(shù)字數(shù)據(jù)的無線通訊編解碼方法的一實施例的具體手段，其包括有定義一單位時間(T)；定義數(shù)字數(shù)據(jù)的位“1”以N個單位時間(N×T)表示；定義數(shù)字數(shù)據(jù)的位“0”以M個單位時間(M×T)表示，且N不等于M；其中兩相鄰位元數(shù)據(jù)呈不同電壓電平表示。
本發(fā)明以可變長度信號表示數(shù)字數(shù)據(jù)的無線通訊編解碼方法的一實施例的具體手段，包括定義單位時間(T)；將以N個單位時間表示的數(shù)據(jù)，視為數(shù)字位“0”；將以M個單位時間表示的數(shù)據(jù)，視數(shù)字位“1”，且M不等于N。
附圖簡要說明為使能進一步了解本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征及其他目的，茲附以圖式詳細說明如后

圖1是本發(fā)明的編碼方法示意圖。
圖2(A)、(B)是采用本發(fā)明進行數(shù)字數(shù)據(jù)編碼與常用的曼徹斯特編碼的比較示意圖。
圖3(A)、(B)是采用本發(fā)明的編碼方式的一實施例示意圖。
圖4(A)～(C)是本發(fā)明采周期取樣及噪聲消除的解碼方式示意圖。
圖5是采本發(fā)明編碼方式推廣的各式編碼組合示意圖。
圖6為一組成數(shù)據(jù)包的各段示意圖。
圖7為常用的編碼方式示意圖。
圖8為常用的曼徹斯特進行數(shù)字數(shù)據(jù)“01100011_01011110”編碼的發(fā)射及接收解調(diào)后的信號偏移實例示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的概念是將數(shù)字數(shù)據(jù)中的“1”與“0”以不同寬度(T)的信號編碼表示，具體而言，請參考圖1所示，為利用本發(fā)明編碼概念的一實施例。當(dāng)欲傳送數(shù)字數(shù)據(jù)的“0”信號時，是以一單位時間寬度(T)表示，而若要傳送的數(shù)字數(shù)據(jù)為“1”時，則以兩單位時間寬度(2T)表示，且相鄰數(shù)據(jù)之間呈不同電平(由高電平轉(zhuǎn)為低電平，或自低電平轉(zhuǎn)為高電平)。
請參閱圖2所示，為采用本發(fā)明的編碼方式與一常用的編碼方式比較圖，假設(shè)欲傳遞的數(shù)字數(shù)據(jù)為01100011_01011110，則本發(fā)明的編碼是利用前述“0”以一個單位時間，“1”以二個單位時間的方式進行數(shù)據(jù)編碼后，即可得到如圖2(A)在區(qū)段之間所示的數(shù)據(jù)傳輸型態(tài)。其中在區(qū)段中，本發(fā)明數(shù)據(jù)所須的傳輸作業(yè)時間僅為25T，由于數(shù)據(jù)“0”僅占一個單位時間寬度(1T)，與圖2(B)所示的曼徹斯特編碼每一數(shù)據(jù)的寬度均為2T的固定型式相較，其傳輸時間高達32T，由此可知本發(fā)明的可變長度的編碼方式可縮短數(shù)據(jù)的傳輸時間。
再參考圖3所示，若利用本發(fā)明的編碼方法，當(dāng)欲傳送的數(shù)據(jù)為00h時(00h是為十六進制，即所有位數(shù)據(jù)均為“0”)，其作業(yè)時間將可縮減為16個單位時間(16T)，若傳送數(shù)據(jù)為FFh時(即所有位元數(shù)據(jù)均為“1”)，其傳送時間為32T，最大值也不比常用的編碼方式來得更長。而就一般數(shù)字數(shù)據(jù)的情況下，數(shù)據(jù)的總傳送時間可減少約25％左右，確實具有降低傳輸時間的效益。
在上述說明中，對于數(shù)字信號的“0”是以一個單位時間(1T)編碼，而“1”則采用二個單位時間(2T)編碼為例說明而已。而實際應(yīng)用方面則可予變化，如“0”可由2T表示，“1”則以1T表示。
而在接收端方面，其解碼方式是采周期取樣的方式進行，且可容許適當(dāng)?shù)恼`差值。請參考圖4(A)所示，若定義數(shù)據(jù)“0”寬度為5t，而“1”為10t寬度時(t是接收端的取樣周期)，在接收時可針對“0”與“1”的數(shù)據(jù)長度先行定義一適當(dāng)誤差值，例如當(dāng)信號為12t～8t即代表為“1”，而信號長度為3t～7t則表示為“0”，如此當(dāng)接收端所收到的數(shù)據(jù)為圖4(B)所示的具有誤差時，仍可正確辯認出。再者，當(dāng)信號于傳遞過程中受到外在環(huán)境的影響時，導(dǎo)致數(shù)據(jù)信號中夾雜有噪聲(noise)，如圖4(C)所示，因噪聲僅占單一時間t，可輕易判別為屬于異常信號，達到過濾噪聲的效果。
請參考圖5所示，本發(fā)明除由不同時間寬度表示“0”、“1”數(shù)據(jù)外，亦可利用不同的時間寬度(1T、2T、3T)搭配不同的電壓電平，組合出多種不同型態(tài)的編碼表示，以表示特定的傳輸數(shù)據(jù)串。如圖5所示，共呈現(xiàn)九種不同型態(tài)的編碼表示手法，故可分別應(yīng)用于九種相異數(shù)據(jù)串的編碼。
由以上的詳細說明中可知，本發(fā)明以可變長度信號表示數(shù)字數(shù)據(jù)的無線通訊編解碼方法，其具備的優(yōu)點是具有1.通過對數(shù)字數(shù)據(jù)的“0”與“1”分別定義不同時間長度，將可縮短數(shù)據(jù)傳輸時間。
2.由于縮短數(shù)據(jù)傳輸時間，可降低發(fā)射/接收端裝置的處理時間，以降低裝置的耗電量而符合節(jié)電要求。
3.此數(shù)據(jù)發(fā)射/接收編碼方式，可輕易達到數(shù)據(jù)同步特性，確保數(shù)據(jù)傳送的穩(wěn)定性。
本發(fā)明確已具備前述優(yōu)點，且相比于現(xiàn)有技術(shù)也具備顯著的效果改進，綜上所述是本發(fā)明較佳實施例的具體說明，而非用以限制本發(fā)明的權(quán)利要求。
權(quán)利要求
1.一種以可變長度信號表示數(shù)字數(shù)據(jù)的無線通訊編碼方法，其包括有定義一單位時間(T)；定義數(shù)字數(shù)據(jù)的位“1”以N個單位時間(N×T)表示；定義數(shù)字數(shù)據(jù)的位“0”以M個單位時間(M×T)表示，且N不等于M；其中兩相鄰位元數(shù)據(jù)呈不同電壓電平表示。
2.如權(quán)利要求1所述的以可變長度信號表示數(shù)字數(shù)據(jù)的無線通訊編碼方法，其中N大于M。
3.如權(quán)利要求1所述的以可變長度信號表示數(shù)字數(shù)據(jù)的無線通訊編碼方法，其中N小于M。
4.一種以可變長度信號表示數(shù)字數(shù)據(jù)的無線通訊解碼方法，其包括有定義單位時間(T)；將以N個單位時間表示的數(shù)據(jù)，視為數(shù)字位“0”；將以M個單位時間表示的數(shù)據(jù)，視數(shù)字位“1”，且M不等于N。
5.如權(quán)利要求4所述的以可變長度信號表示數(shù)字數(shù)據(jù)的無線通訊解碼方法，其中N大于M。
6.如權(quán)利要求4所述的以可變長度信號表示數(shù)字數(shù)據(jù)的無線通訊解碼方法，其中N小于M。
全文摘要
本發(fā)明是一種以可變長度信號表示數(shù)字數(shù)據(jù)的無線通訊編解碼方法，其編碼方式是先定義一單位時間T，對于欲連續(xù)數(shù)字數(shù)據(jù)串當(dāng)中的高電平位元，則以N個單位時間(N×T)傳送，而數(shù)字數(shù)據(jù)中的低電平位元，是采M個單位時間(M×T)傳送，通過賦予不同的傳送時間長度給高、低不同電平的位元信號，在大量傳送數(shù)據(jù)時將大為縮短數(shù)據(jù)的總傳輸時間，使發(fā)射/接收裝置的耗電降低，且仍可保有信號發(fā)射/接收端的傳輸同步要求。
文檔編號H04L27/00GK1458772SQ0211919
公開日2003年11月26日 申請日期2002年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月13日
發(fā)明者林奇達 申請人:義隆電子股份有限公司