使用解构和延迟的数据流提供空间可选的通信的方法和设备.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201280062039.5

申请日:

2012.12.05

公开号:

CN104160634A

公开日:

2014.11.19

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):H04B 7/06申请日:20121205|||公开

IPC分类号:

H04B7/06; H04R1/32; H04B11/00

主分类号:

H04B7/06

申请人:

讯宝科技公司

发明人:

R·E·卡尔瓦莱西; T·E·沃尔芙

地址:

美国纽约州

优先权:

2011.12.14 US 13/325,216

专利代理机构:

上海专利商标事务所有限公司 31100

代理人:

李玲

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内容摘要

一种具有处理装置和多个发射器的发送装置执行一种使用解构和延迟的数据流提供空间可选的通信的方法。该方法包括:接收数据流(202)、用于该数据流的目标点的指示(204)和围绕该目标点的目标体积(204)。该方法进一步包括:将该数据流解构为多个数据子流(206),并且基于相应的发射器和目标点之间的空间关系确定用于每个发射器的发射器延迟(208)。此外,该方法进一步包括:基于该目标体积确定应用于传输时每个数据子流之间的数据区间间距(210)。另外,该方法包括:使用相应的发射器延迟和数据区间间距从所述发射器发送相应的数据子流(212),发射器延迟和数据区间间距限制了数据子流在目标体积内往回重建成所述数据流。

权利要求书

1.  一种使用解构和延迟的数据流提供空间可选的通信的方法,其中所述方法由发送设备执行,所述方法包括:
从数据源接收数据流到所述发送设备,其中所述发送设备包括多个发射器;
接收用于所述数据流的目标点的指示和围绕所述目标点的目标体积;
将所述数据流解构为多个数据子流,其中通过所述发射器中的不同的单个发射器发送每个数据子流;
确定用于用来发送所述数据子流中的一个的每个发射器的相应的发射器延迟,其中所述发射器延迟是基于所述目标点和相应的发射器之间的空间关系;
基于所述目标体积确定将在传输时每个数据子流之间应用的数据区间间距,其中所应用的数据区间间距和所述发射器延迟防止所述数据子流在除了所述目标体积之外的空间中的所有区域中重建回到所述数据流;和
使用相应的发射器延迟并且在每个数据子流之间具有所述数据区间间距的情况下从所述发射器发送相应的数据子流。

2.
  根据权利要求1所述的方法,其中通过相同的传输载波发送每个数据子流,其中进一步基于所述传输载波确定相应的发射器延迟。

3.
  根据权利要求2所述的方法,其中所述传输载波是声音能量、射频能量和光能量所构成的组中的一个。

4.
  根据权利要求1所述的方法,其中所述空间关系包括物理距离。

5.
  根据权利要求1所述的方法,其中将数据流解构为多个数据子流包括:
将所述数据流划分为多个数据子流;和
使用调制方案将所述多个数据子流转换为多个调制后的数据子流。

6.
  根据权利要求1所述的方法,进一步包括基于所述目标体积确定数据时间间隔约束,其中所述数据时间间隔约束进一步防止所述数据子流在除了所述目标体积之内的空间中的所有区域中重建回到所述数据流。

7.
  根据权利要求6所述的方法,进一步包括发送所述数据时间间隔约束到至少一个接收设备。

8.
  根据权利要求1所述的方法,其中所述数据流被用来唤醒在所述目标体积内的所有接收设备。

9.
  一种使用解构和延迟的数据流提供空间可选的通信的设备,所述设备包括:
多个发射器,每个都被配置为使用相同的传输载波发送数据子流;
接口,其被配置成从数据源接收数据流,以及接收用于所述数据流的目标点的指示和围绕所述目标点的目标体积;和
处理设备,其被配置为:
将所述数据流划分为多个数据子流;
对所述多个数据子流进行调制以生成相应的多个调制后的数据子流,其中通过所述三个发射器中的不同的单个发射器发送每个调制后的数据子流;
确定用于每个发射器的相应的发射器延迟,其中所述发射器延迟是基于所述目标点和相应的发射器之间的空间关系并且还基于所述传输载波;
基于所述目标体积确定数据区间间距和数据时间间隔约束,所述数据区间间距被应用于传输时的每个调制后的数据子流之间,其中所述数据区间间距和所述数据时间间隔约束限制了所述数据子流在所述目标体积内的区域中重建回到所述数据流;和
控制所述发射器以使用相应的发射器延迟并且在每个调制后的数据子流之间具有所述数据区间间距的情况下发送相应的调制后的数据子流。

10.
  一种具有存储在其上的计算机可读代码的非易失性计算机可读存储元件,其中所述计算机可读代码用于对具有多个发射器的发送设备内的计算机进行编程以执行使用解构和延迟的数据流提供空间可选的通信的方法,所述方法包括:
从数据源接收数据流;
接收用于所述数据流的目标点的指示和围绕所述目标点的目标体积的指示;
从所述数据流生成多个数据子流,以便使用所述发射器中的不同的单个发射器发送每个数据子流;
确定用于用来发送所述数据子流中的一个的每个发射器的相应的发射器延迟,其中所述发射器延迟是基于所述目标点和相应的发射器之间的物理距离;
基于所述目标体积确定用于应用于传输时的每个数据子流之间的数据区间间距和数据时间间隔约束,其中所应用的数据区间间距和所述数据时间间隔约 束防止所述数据子流在除了所述目标体积之外的空间中的所有区域中重建回到所述数据流;和
使用所述相应的发射器延迟并且在每个数据子流之间具有所述数据区间间距的情况下发送相应的数据子流。

说明书

使用解构和延迟的数据流提供空间可选的通信的方法和设备
技术领域
一般而言,本发明涉及无线通信,具体而言,涉及一种使用解构和延迟的数据流提供空间可选的通信的方法和设备。
背景技术
在无线通信系统中,发送设备(也就是发送器)通过在传输媒介(例如充满空气的空间)中传播的无线载波(本文中也称其为传输载波)传输数据到一个或多个接收设备(也就是接收器)。无线载波包括但不限于:声音能量、射频能量和光能量。声音能量存在为通过传输媒介传播的振动声波(包括声音、超声波和次声波)。同样的,射频能量和光能量分别存在为通过传输媒介传播的电磁波和光波。
通过无线载波传输的数据(例如语音、视频或文本数据)由从发送器传播到接收器的信号来表示。通常情况下,存在有诸如中继站和基站的中间设备,这些中间设备将信号从发送器中继到接收器。发送器生成信号,并进行传播,例如,通过使用频率低于可视光的电磁波来传输无线广播的无线电台。由靠近发送器的兼容的接收设备或者中继信号的中间设备接收广播信号。例如,幅度调制(AM)无线电台广播无线信号到AM无线电设备。在信号足够强的AM无线电台的附近范围内,AM无线电设备能够接收无线电信号,并且允许听众调谐到AM无线电台。
在一些情况下,数据仅用于特定接收器。根据目前的一些技术实现这一方案一般要求预先识别预期的接收设备。例如,在短消息服务(SMS)消息(例如文本消息)用于特定蜂窝电话的情况下,消息发送器预先识别该蜂窝电话。通过这样的方式,SMS消息可以嵌入安全特征(例如标识和加密)使得SMS消息被正确地路由到该预期的接收器,并且仅有该预期的接收器能够访问和解密该消息。
该方案有时适宜基于位置而非身份来将数据发送到接收器。当不知道限定的空间体积(也可互换地在本文中称其为“目标体积”)内的预期的接收器的标 识时,或者预期的接收器是仅可能短期地处于目标体积内的移动设备时,依赖于空间的通信是非常有用的。
因此,需要一种使用解构和延迟的数据流提供空间可选的通信的方法和设备。
附图说明
在附图中,相同的参考标记贯穿各个视图表示相同或功能类似的元件,附图与以下的详细说明一起并入说明书,并且形成说明书的一部分,其用于进一步说明包括要求保护的发明的概念的多种实施例,并且用于解释这些实施例的多种原理和优点。
图1示出了实现本教导的实施例的无线通信系统。
图2是示出依照一些实施例的一种使用解构和延迟的数据流提供空间可选的通信的方法的逻辑流程图。
图3示出了实现本教导的一些实施例的发送设备的方框图。
图4是示出依照一些实施例的一种使用解构和延迟的数据流提供空间可选的通信的方法的逻辑流程图。
图5是示出依照一些实施例的一种用于解构数据流以便于使用解构和延迟的数据流提供空间可选的通信的方法的方框图。
图6是示出依照一些实施例的一种用于重建数据流以便于使用解构和延迟的数据流提供空间可选的通信的方法的逻辑流程图。
图7是示出依照一些实施例的无线通信系统的方框图。
图8是示出依照一些实施例的无线通信系统的方框图。
本领域技术人员将理解,出于简单和清楚的目的而示出了附图中的元件,并没有必要按比例绘制。例如,附图中的一些元件的尺寸相对于其他元件可能被放大,从而有助于提高对各个实施例的理解。另外,说明书和附图不一定需要所示的顺序。还可以理解的是,虽然以特定的发生顺序描述或解释了某些动作和/或步骤,但本领域技术人员将理解,实际上并不需要这样的关于顺序的特殊性。
设备和方法元件已经由常规符号表示在附图中的合适的地方,仅示出了与理解多种实施例相关的具体细节,从而使得不会混淆公开内容和那些对于能够从本文的说明书中受益的本领域技术人员来说是显而易见的细节。因此,可以 理解的是,出于简单和清楚的说明目的,为了便于这些各种实施例的较少阻碍的分析,可能不会描述商业上可行的实施例中有用的或必须的常见而公知的元件。
具体实施方式
一般来说,依据多种实施例,本发明提供了一种使用解构和延迟的数据流提供空间可选的通信的方法和设备。依照本发明的教导,由发送设备装置执行一种方法,该发送设备装置包括多个发射器,和具有存储在其中的计算机可读代码的非易失性计算机可读存储元件,这些计算机可读代码对该发送设备内的计算机进行编码以执行该方法。本文中所使用的“多个”表示多于一个。该方法包括:从数据源接收数据流到发送设备,并且接收数据流的目标点的指示和围绕该目标点的目标体积。该方法进一步包括将数据流解构为多个数据子流。通过所述多个发射器中的不同的单个发射器发送多个数据子流的每一个。另外,该方法包括确定用于发送一个数据子流的每个发射器的相应的发射器延迟。所述发射器延迟是基于所述目标点和相应的发射器之间的空间关系。此外,该方法包括基于所述目标体积确定应用到传输中的每个数据子流之间的数据区间间距。所应用的数据区间间距和发射器延迟防止数据子流在除了目标体积内的空间中的所有区域中重建回到原始数据流。该方法进一步包括使用相应的发射器延迟并且在每个数据子流之间具有所述数据区间间距从发射器发送相应的数据子流。
现在参见附图,尤其是附图1,示出了实现依照本发明教导的实施例的无线通信系统并总的表示为100。系统100包括具有三个发射器104-108的发送设备102和七个接收设备110-122。为了便于描述,仅示出了有限数量的系统元件104-122,但是通信系统100中还可以包括其他这样的元件。此外,为了清楚地描述附加的实施例,从附图中略去了系统100的商用实施例所需的其他元件。然而,在该示例性实现方式中,无线通信系统100是声音通信系统,这表示发送和接收设备之间的传输载波是声音能量(存在为声波)。此外,本文的教导可以应用于其他类型的传输载波,例如射频能量(存在为无线电或电磁波)和光能量(存在为光波)。
发送设备102包括无线网络接口以从数据源(未示出)接收数据流128。可替换地,发送设备102可以使用通用串行总线(USB)有线接口或其他类型的 有线或无线接口以从数据源接收数据流128。发送设备102进一步包括多个发射器104-108。每个发射器包括数模转换器、放大器和扬声器(未示出)。发射器104-108发送能量(例如,在这种情况下,以模拟信号的形式)到接收设备110-122。此外,发送设备102包括微处理器(未示出)和存储器元件(未示出)。在一个实施例中,发送设备102是射频识别(RFID)读取器,其包括微处理器、I/O元件、多个发射器和天线等。发射器104-108和接收设备110-122位于三维空间中的各种位置。在这种情况下,每个接收设备包括模拟信号接收元件(例如天线)、模拟到数据转换器和处理设备(未示出)。接收设备110-122使用模数转换器(例如模数转换器或二极管检测器)将接收到的模拟信号转换为数字信号。可替换地,接收设备110-122使用二极管检测器或其他类型的模拟信号转换元件将接收到的模拟信号转换为数字信号。
一般来说,如本文所使用的,发送设备102和接收设备110-122或者它们的硬件被“配置”或“适配”意味着使用一个或多个(尽管未示出)可操作地耦合的存储器设备、网络接口、调制设备、数模转换器、模数转换器、收发器、放大器和/或处理设备来实现这样的元件,当被编程时,形成这些系统元件的装置以实现他们期望的功能,例如参见如图2-8所示的方法。网络接口被用来在系统100的元件之间传递包括控制信息的在本文中也被称为消息传送(例如消息、分组、数据报、帧、超帧、数据流等)的信令。网络接口包括依照任何一个或多个标准进行操作的处理、调制和收发器元件,或专用有线或无线接口。处理、调制、数模转换器、模数转换器、收发器和放大器元件的一些功能可以由处理设备通过诸如存储在系统元件的存储器设备中的软件应用程序或固件这样的编程逻辑或者通过硬件来执行。
因此,由系统100的元件所利用的处理设备可以部分由硬件实现,以及使用软件或固件逻辑进行编程或代码以用于执行参见图2-8所示的功能;和/或处理设备完全由硬件实现,例如状态机或ASIC(专用集成电路)。由这些系统元件所实现的存储器可包括实施各个元件的功能所需的多种信息的短期和/或长期存储。存储器可进一步存储用于使用执行其功能所需的逻辑或代码对处理没备进行编码的软件或固件。
我们现在转向系统100的元件的功能以及参考剩下的附图并依照本文教导的发送设备102所执行的方法的详细说明。图2是示出依照一些实施例的由发 送设备102所执行的用于使用解构和延迟的数据流提供空间可选的通信的方法200的逻辑流程图。在步骤202,发送设备102从数据源接收数据流。数据流可以是命令或任何其他类型的数据,其包括数字数据元素或条目的序列。数据元素可以是比特、字节、十进制数、十六进制(也就是十六进制)数、两比特、128字节、八字节等。例如,数据流128包括三个数据元素01、10和11,其中每一个都是两比特数据元素。本文中的数据流的源或提供者被称为数据源。数据源可以是但不限于:数据库、应用程序服务器、计算机文件和电子设备。
在步骤204,发送设备102接收在空间中的目标点的指示以及围绕目标点的目标体积的指示。目标点是三维空间中的点,其可被指示和表述为笛卡尔坐标系中的一个笛卡尔坐标元组(x,y,z)。在该示例实施例中,目标点的指示是指示三维空间中的目标点的坐标元组(x,y,z)。目标体积被定义为在三维空间中围绕目标点的空间体积。目标体积可以是围绕目标点的任意几何体积形状,例如球形、卵圆形、矩形棱柱、立方体等。当目标体积是球形或卵圆形时,其可被指示和表述为到目标点的半径。在该示例实施例中,目标体积的指示是指示以目标点为中心的球形的目标体积的半径。
在步骤206,发送设备102基于调制方案将接收到的数据流解构为多个调制后的数据子流。示例调制方案包括但不限于:幅度和频率调制。在该示例实施例中,数据流被划分为多个数据子流,使用调制方案将多个数据子流的每一个转换为调制后的数据子流。数据流的数据子流包括该数据流的数据元素的子集(表示一些而非所有),同时调制后的数据子流是基于调制方案的数据子流的数字编码表现。每个调制后的数据子流是数字数据元素的序列(例如比特),该序列是诸如在物理媒介中移动的波这样的信号的形状和形式的抽象的、数字化的表示。
在步骤208,基于每个发射器和目标点之间的空间关系,发送设备102确定用于每个发射器的发射器延迟。空间关系规定了一个点或者物体相对于另一个点或物体如何位于空间中(例如物理距离和相对坐标)。在该示例实施例中,在发射器和目标点之间的物理距离被用来确定发射器延迟。在通过相应的发射器传输数据子流时应用发射器延迟,发送设备102可以控制数据子流同时或大致同时到达目标点。
虽然发射器延迟使得从相应的发射器发送的数据子流可以同时到达目标 点,这样的同时到达导致位于或者靠近目标点的接收设备中的数据子流的冲突(也就是时间重叠)。此外,希望位于目标体积内的而非在目标体积之外的所有接收设备能够正确地接收并解码(也就是读取)所述数据子流。由接收设备正确地接收并解码数据流意味着以与在传输前的数据流中的数据元素相同的顺序接收数据流的数据元素。另外,由接收设备正确地接收并解码数据流意味着接收到的数据元素的数据时间间隔满足数据时间间隔约束。在这样的情况下,接收到的元素被被称为是处于正确的时间对准。
数据时间间隔是接收到两个连续的数据元素时的时刻之间的时间跨度。在数据时间间隔非常小时,例如零或者负值,相应的两个连续接收到的数据元素被认为会彼此冲突。因此,接收设备无法正确地接收、解码两个连续接收到的数据元素,也无法使用这两个连续接收到的数据元素来重建数据流。数据时间间隔约束包括最小时间限制和最大时间限制。当数据时间间隔大于(也就是超过)该约束的最小时间限制并且小于最大时间限制时,数据时间间隔满足数据时间间隔约束。
因此,为了实现由位于目标体积内而非目标体积外的接收设备正确地接收数据流,需要在发射器的传输时刻在多个数据子流之间应用数据区间间距。在步骤210,发送设备确定数据区间间距以使得由位于目标体积内而非目标体积外的接收设备接收到的数据元素处于正确的时间对准。每个发射器延迟和数据区间间距都是一个时间跨度,并且通常使用例如毫秒(ms)或微秒(μs)来衡量。在步骤212,发送设备102使用发射器延迟和数据区间间距发送多个调制后的数据子流,从而发送相应的多个数据子流。
另外,在步骤214,发送设备102确定数据时间间隔约束。数据时间间隔约束依赖于所述目标体积。一般来说,数据时间间隔约束的体积与目标体积的大小有直接关系。在一个实施例中,该直接关系被实现为查找表。使用该查找表,发送设备102通过将目标体积的大小作为输入来定位其在查找表中的位置而确定数据时间间隔约束。在步骤216,发送设备102发送数据时间间隔约束到一个或多个接收设备。可替换地,可使用数据时间间隔约束对接收设备进行预配置。
现在参见附图3,其示出了实现本发明教导的一些实施例的发送设备102的方框图。发送设备102包括从数据源(未示出)接收数据流128、目标点126的指示130、和目标体积124的指示132的处理设备302(例如微处理器)。发 送设备102进一步包括三个存储器缓冲器310-314、三个数模转换器316-320、三个放大器322-326和三个扬声器328-332。如本文所使用的,数模转换器、放大器和扬声器被统称为发射器。因此,发送设备102包括三个发射器104-108。处理设备302将数据流128解构为三个调制后的数据子流,并将其分别放置到存储器缓冲器301-314中。
微处理器302使得在存储器缓冲器310-314中的调制后的数据子流从由相应的环形指针334-338指示的位置开始传递到相应的数模转换器316-320。微处理器302基于相应的发射器延迟和数据区间间距调整三个环形指针334-338的值。例如,微处理器302从存储器缓冲器310-314中读取数据,并且将数据分别写入到相应的数模转换器316-320。可替换地,微处理器302使用直接存储器存取将数据传递到数模转换器316-320。数模转换器316-320将存储在存储器缓冲器310-314中的调制后的数据子流转换为模拟信号。放大器322-326分别驱动三个扬声器328-332。在将模拟信号发送到相应的扬声器之前,每个放大器322-326增加相应的模拟信号的强度或功率。扬声器328-332产生通过空间传播的声波。
现在转到附图4,其示出了依照一些实施例的由发送设备102执行的使用解构和延迟数据流提供空间可选通信的方法400的逻辑流程图。在步骤402,发送设备102接收数据流128。在步骤404,发送设备102将数据流128解构或划分为三个数据子流。在步骤406,发送设备102将该三个数据子流转换为三个调制后的数据子流,并将其放置到存储器缓冲器310-314中。所述转换是基于调制方案的,诸如幅度调制方案。以下参照如图5的方框图所示的方法500进一步描述解构数据流和生成三个调制后的数据子流。
现在转到附图5,数据流502包括从字段516中的01、字段518中的10和字段520中的11开始的两比特数据元素的序列。数据流502的剩余的数据元素由字段522表示。发送设备102将数据流502划分为三个数据子流504-508。每个数据子流包括数据流502的部分而非全部的数据元素。另外,数据子流504-508包括其他数据。例如,在字段516-520中的数据元素被分别放置在数据子流504-508的字段524、534和544中。此外,特定的数据元素XX(表示没有声音)被放置在字段526-528,532,536,540-542中。字段530、538和546包括存储在字段522中的数据元素和其他特定数据元素。发送设备被102使用调制方案将数据子流504-508转换为调制后的数据子流,并且将这些数据子流放入到相应 的存储器缓冲器310-314中。
现在转回附图4的详细描述,在步骤408,发送设备102使用以下公式确定目标点126和三个发射器104-108之间的物理距离:
距离=((x2-x1)2+(y2-Y1)2+(z2-z1)2)1/2,其中笛卡尔坐标(x1,y1,z1)代表发射器,(x2,y2,z2)代表三维空间中的目标点。
在步骤410,发送设备102确定用来发送该数据流的传输载波的传输速度。在该示例实施例中,声音能量是传输载波,其传输速度大约是每秒126英尺(ft/s)。在步骤412,发送设备102基于传输速度和每个发射器104-108与目标点126之间的距离来确定用于三个发射器104-108的三个发射器延迟。
例如,当三个发射器104-108与目标点126之间的物理距离是61英尺、68英尺和58英尺时,从三个发射器104-108到目标点126的模拟信号传输时间分别是54.174ms(=61英尺/1126ft/s)、60.391ms(=68英尺/1126ft/s)和51.510ms(=58英尺/1126ft/s)。接下来根据最小信号传输时间计算发射器延迟。因此,三个示例发射器104-108的发射器延迟分别是2.664ms(=54.174ms-51.510ms)、8.881ms(=60.391ms-51.510ms)和0ms(=51.510ms-51.510ms)。从三个示例发射器104-108发送模拟信号时应用发射器延迟,可以控制从三个示例发射器104-108发送的模拟信号同时或近乎同时到达目标点126。因此,相比于由发射器108发送的数据子流,由发射器106-108发送的数据子流被延迟,从而在本文中被称为延迟数据流。
为了仅允许在目标体积124内的接收设备正确地接收和解码接收到的数据流,在步骤414进一步确定数据区间间距。一般来说,目标体积的大小与相应的数据区间间距有直接关系。在本发明教导的一个实施例中,该关系被实现为查找表。通过使用相应的目标体积作为输入从查找表中检索而确定数据区间间距。查找表还可被实现为反映在目标体积内的接收设备和相应的数据区间间距之间的关系。可替换地,可使用数学公式来确定数据区间间距。
假设在以上示例场景中确定数据区间间距为0.01ms,三个发射器104-108的传输延迟分别是2.674ms(=2.664ms+0.01ms)、8.901ms(=8.881ms+0.01ms+0.01ms)和0ms。发射器的传输延迟是数据区间间距和该发射器的发射器延迟的组合。应用了组合的传输延迟后,可以控制由位于目标点或在目标点附近的接收设备相隔0.01ms或大致0.01ms接收从三个示例发射器发 送的连续的数据元素。
在步骤416,发送设备102通过调整用于包括调制后的数据子流的三个存储器缓冲器310-314的三个环形指针334-338的值而应用传输延迟。换而言之,发送设备102调整三个环形指针334-338的值以反映各个传输延迟。例如,在存储器缓冲器310中的相邻值是相隔1μs,用于发射器104的传输延迟是2.573ms,则从环形指针334中减去2573。在步骤418,发送设备102使得在存储器缓冲器310-314中的调制的数据子流从由各个环形指针334-338所指示的位置开始传递到相应的数模转换器316-320。当环形指针到达存储器缓冲器的末尾,该环形指针移回存储器缓冲器的起点。换而言之,存储器缓冲器和环形指针以循环方式一起工作。因此,发送设备102以循环方式保持填充(例如通过运行单独的线程)存储器缓冲器316-320。
在步骤420,三个数模转换器316-320将相应的调制后的数据子流转换为模拟信号。在步骤422,发送设备102使用三个发射器104-108将转换后的模拟信号传输到接收设备。因此,三个发射器104-108分别发送在步骤404中生成的三个数据子流。一旦接收到模拟信号,接收设备将这些模拟信号转换回数字数据元素。参照附图6所示的流程图的方法600进一步说明数据元素的接收。
在步骤602,诸如接收设备110-122的接收设备接收由三个发送设备104-108的每一个发送的模拟信号。在步骤604,接收设备使用模数转换器将接收到的模拟信号转换为数字数据元素。当接收设备处于目标体积124内时,其应当能够正确地接收和解码所述数据元素。换而言之,接收的数据元素处于正确的时间对准。相反的,当接收设备位于目标体积124之外时,其应当不能正确地接收和解码数据元素。
例如,如附图1所示,接收设备116、120和122以与在数据流128中一致的顺序接收数据元素01、10和11。用于接收设备120和122的在连续接收的数据元素之间的数据时间间隔满足数据时间间隔约束。因此,接收设备120-122正确地接收数据流128,并且可以解码所述接收到的数据流。然而,在接收设备116中的接收到的数据元素10和11之间的数据时间间隔大于数据时间间隔约束的最大时间限制,从而无法满足数据时间间隔约束。因此,接收设备116无法正确地解码接收到的数据元素01、10和11的数据流。
在另一个例子中,如附图1所示,接收设备118在数据元素10之前接收数 据元素11。因此,接收设备118以与在数据流128中不同的顺序接收数据元素01、10和11。因此,接收设备118无法正确地接收数据流,也无法正确地解码接收到的数据元素01、10和11的数据流。在另一个例子中,接收设备110以与在数据流128中相同的顺序接收数据元素01和10。然而,在两个连续接收到的数据元素01和10之间的数据时间间隔小于零,从而数据元素01和10相冲突。因此,接收设备110无法正确地接收数据流,也无法正确地解码接收到的数据元素01、10和11的数据流。
在步骤606,为了确定接收到的数据元素是否处于正确的时间对准,接收设备通过计算接收到两个数据元素时在时刻上的时间跨度来确定每两个连续接收的数据元素之间的数据时间间隔。在步骤608,接收设备通过从例如内部存储器、文件或数据库中检索而确定数据时间间隔约束。一般来说,数据时间间隔约束是从发送设备内的发射器接收到,或者规定作为系统或设备设置的一部分。在步骤610,接收设备对在步骤606确定的数据时间间隔应用数据时间间隔约束。如果数据时间间隔满足数据时间间隔约束,在步骤612,接收设备接受并处理接收到的数据元素。换而言之,接收设备正确地接收并解码包括接收到的数据元素的接收到的数据流。否则,在步骤614,接收设备丢弃或忽略接收到的数据元素。因此,在步骤610,接收设备基于数据时间间隔约束决定接收到的数据元素的可接受性。
参照附图7和附图8描述了实现本发明教导的示例无线通信系统。在附图7中,在音频发送设备(未示出)内的三个音频发射器702-706使用声波作为传输载波发送数据流到音频接收设备716-744。音频接收设备716-744附着于购物产品或其他物体。音频接收设备726-734是由购物车714承载的,音频接收没备716-724是由购物车710承载的,音频接收设备736-744是由购物车712承载的。可替换地,以及音频接收设备716-744在传送带上移动。
在该示例系统中,仅有在目标体积708内的音频接收设备能够正确地接收并解码接收到的数据流。当购物车714漫步进目标体积708,音频接收设备726-734处于目标体积708内,从而能够从音频发射器702-706正确地接收数据流。换而言之,在每个音频接收设备726-734内的接收到的数据元素的时间对准是正确的。反之,在每个音频接收设备716-724和736-744内的接收到的数据元素的时间对准是不正确的,因此这些接收设备无法利用接收到的数据元素。然 而,当购物车710或购物车712漫步进入目标体积708,由其承载的音频接收设备能够从音频发射器702-706正确地接收数据流。
现在转到附图8,三个卫星804-808是三个发射器,其共同充当发送设备。目标体积810是在地球802的表面上方的球体或者在地球802的表面上的所选择的区域。依照本发明教导,仅有处于目标体积810内的接收设备能够正确地接收从三个卫星804-808发送的数据流。在地球802的所有其他位置上或者空间中的接收设备无法正确地接收数据流。例如,在空间体积812和814内的接收设备无法正确地接收数据流。在该示例实施例中,传输载波是射频能量。当数据区间间距被降低到接近零的值时,可能仅有位于目标体积810的目标点的接收设备可以正确地接收来自三个卫星804-808的数据流。因此,不采用编码和/或加密技术也能实现通信安全。
在本发明教导的另一个实施例中,当接收设备110-122不忙于接收、解码和处理来自发送设备102的数据流时,接收设备110-122以低功耗状态(例如睡眠模式)进行操作。接收设备110-122从睡眠模式唤醒(意味着从一个状态转换为另一个状态),接下来在接收到具有正确时间对准的数据流时以正常操作状态进行操作。因此,发送设备102可以使用数据流以唤醒处于目标体积内的所有接收设备,同时保持在目标体积之外的其他接收设备处于睡眠模式。
在先前的说明书中,已经描述了具体实施例。然而,本领域技术人员理解的是可以做出多种修改和改变而不脱离由以下权利要求所要求保护的本发明的范围。因此,说明书和附图被认为是示例性的而非限制性的,并且所有这样的修改都试图包括在本发明教导的范围内。益处、优点、问题的解决方案和可能会导致益处、优点或解决方案的发生或使其变得明显的任何元素不应当被解释为任何或所有权利要求的重要的、必须的或特定技术特征或要素。本发明仅由附加的权利要求所限定,权利要求包括本申请在待决期间所做出的任何修改和这些权利要求的所有等同变换。
此外在本文中,可以单独使用诸如第一和第二、顶部和底部等这些关系术语以使得一个实体或动作与另一个实体或动作相区分,而无需要求或暗示这些实体或动作之间的任何实际关系或顺序。术语“包括”、“包含”、“具有”、“含有”或任何其他变形都试图覆盖非排他性的包括,从而使得包括、包含、具有、含有元素列表的处理、方法、工艺或设备不仅仅包括那些元素,还包括其他未在 列表中表示的或这些处理、方法、工艺或设备所固有的元素。除非有更多约束,由“包括一个”、“包含一个”、“具有一个”、“含有一个”所处理的元素并未排除在包括、包含、具有、含有这些元素的处理、方法、工艺或设备中有其他同样的元素存在。除非明确说明,在本文中术语“一”和“一个”定义为一个或多个。术语“基本上”、“本质上”、“近似”、“大约”或任何上述其他形式,被定义为接近本领域技术人员所理解的范围,在一个非限制实施例中,这些术语被定义为10%以内,在另一个实施例中是5%以内,在另一个实施例中是1%以内,以及在另一个实施例中是0.5%以内。本文中使用的术语“耦合”定义为连接,虽然不一定是直接地也不一定是机械地。以特定方式“配置”设备或结构表示至少通过那种方式配置该设备或结构,但是还可以通过其他未列出的方式进行配置。
将理解的是一些实施例包括一个或多个诸如微处理器、数字信号处理器、定制处理器或现场可编程门阵列(FPGA)等通用或专用处理器(或处理没备)和独特存储的程序指令(包括软件和固件两者),其控制一个或多个处理器与特定非处理器电路一起执行本文所描述的使用解构和延迟数据流提供空间可选通信的方法和设备的一些、多数或所有功能。非处理器电路包括但不限于:无线电接收器、无线电发射器、信号驱动器、时钟电路、电源电路和用户输入设备。这样的话,这些功能可以被解释为本文所描述的执行提供空间可选通信的方法的步骤。可替换地,还可以使用不具有存储的程序指令的状态机,或者在一个或多个专用集成电路(ASIC)中实现一些或所有功能,在专用集成电路中,每个功能或特定功能的一些组合被实现为定制逻辑。当然,还可以使用两个方案的组合。状态机和ASIC在本文中被视为用于以上论述和权利要求语言的“处理设备”。
此外,实施例还可被实现为其上存储有计算机可读代码的非易失1生计算机可读存储元件或媒介,这些计算机可读代码用于编程计算机(例如包括处理设备)以执行本文所述和所要求保护的方法。这样的计算机可读存储元件的例子包括但不限于:硬盘、CD-ROM、光存储设备、磁存储设备、ROM(只读存储器)、PROM(可编程只读存储器)、EPROM(可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)和闪存。此外,尽管可以通过例如可用时间、当前技术和经济考量等激励显著努力和许多设计选择,当通过本文所公开的概念和原理引导时,预计本领域技术人员将可以以最少的实验而容易地 生成这样的软件指令和程序和IC。
还提供了本发明的摘要以允许读者快速地确定技术公开的本质。对于提交的摘要有以下理解:其不会用来解释或限制权利要求的范围或含义。另外,在以上详细说明中,可以发现多种特征被组合到多种实施例中,以用于简化本公开。本公开的该方法不应当被解释为反映所要求保护的实施例需要超出每个权利要求明确陈述的更多特征的意图。相反的,如以下权利要求所反映的,发明主题在于比单个所公开的实施例的所有特征更少的特征。因此以下权利要求被并入到详细说明中,每个权利要求自身作为单独要求保护的主题。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于使用解构和延迟的数据流提供空间可选的通信的方法,其中所述方法由发送设备执行,所述方法包括:
从数据源接收数据流到所述发送设备,其中所述发送设备包括多个发射器;
接收用于所述数据流的目标点的指示和围绕所述目标点的目标体积;
将所述数据流划分为多个数据子流,其中通过所述发射器中的不同的单个发射器发送每个数据子流;
确定用于用来发送所述数据子流中的一个的每个发射器的相应的发射器延迟,其中所述发射器延迟是基于所述目标点和相应的发射器之间的空间关系;
基于所述目标体积确定将在传输时的每个数据子流之间应用的数据区间间距,其中所应用的数据区间间距和所述发射器延迟防止所述数据子流在除了所述目标体积之外的空间中的所有区域中重建回到所述数据流;和
使用所述相应的发射器延迟并且在每个数据子流之间具有所述数据区间间距的情况下从所述发射器发送相应的数据子流。
2.根据权利要求1所述的方法,其中通过相同的传输载波发送每个数据子流,其中进一步基于所述传输载波确定相应的发射器延迟。
3.根据权利要求2所述的方法,其中所述传输载波是声音能量、射频能量和光能量所构成的组中的一个。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述空间关系包括物理距离。
5.根据权利要求1所述的方法,进一步包括:
使用调制方案将所述多个数据子流转换为多个调制后的数据子流。
6.根据权利要求1所述的方法,进一步包括基于所述目标体积确定数据时间间隔约束,其中所述数据时间间隔约束进一步防止所述数据子流在除了所述目标体积之外的空间中的所有区域中重建回到所述数据流。
7.根据权利要求6所述的方法,进一步包括发送所述数据时间间隔约束到至少一个接收设备。
8.根据权利要求1所述的方法,其中所述数据流被用来唤醒在所述目标体积内的所有接收设备。
9.一种使用解构和延迟的数据流提供空间可选的通信的设备,所述设备包括:
多个发射器,每个都被配置为使用相同的传输载波发送数据子流;
接口,其被配置从数据源接收数据流,以及接收用于所述数据流的目标点的指示和围绕所述目标点的目标体积;和
处理设备,其被配置为:
将所述数据流划分为多个数据子流;
对所述多个数据子流进行调制以生成相应的多个调制后的数据子流,其中通过所述多个发射器中的不同的单个发射器发送每个调制后的数据子流;
确定用于每个发射器的相应的发射器延迟,其中所述发射器延迟是基于所述目标点和相应的发射器之间的空间关系,并且还基于所述传输载波;
基于所述目标体积确定数据区间间距和数据时间间隔约束,所述数据区间间距被应用于传输时的每个调制后的数据子流之间,其中所述数据区间间距和所述数据时间间隔约束限制所述数据子流在所述目标体积内的区域中重建回到所述数据流;和
控制所述发射器以使用相应的发射器延迟并且在每个调制后的数据子流之间具有所述数据区间间距的情况下发送相应的调制后的数据子流。
10.一种具有存储在其上的计算机可读代码的非易失生计算机可读存储元件,其中所述计算机可读代码用于对具有多个发射器的发送设备内的计算机进行编程以执行使用解构和延迟数据流提供空间可选通信的方法,所述方法包括:
从数据源接收数据流;
接收用于所述数据流的目标点的指示和围绕所述目标点的目标体积;
从所述数据流生成多个数据子流,以便使用所述发射器中的不同的单个发射器发送每个数据子流;
确定用于用来发送所述数据子流中的一个的每个发射器的相应的发射器延迟,其中所述发射器延迟是基于所述目标点和相应的发射器之间的物理距离;
基于所述目标体积确定用于应用于传输时的每个数据子流之间的数据区间间距和数据时间间隔约束,其中所应用的数据区间间距和所述数据时间间隔约束防止所述数据子流在除了所述目标体积之外的空间中的所有区域中重建回到所述数据流;和
使用相应的发射器延迟并且在每个数据子流之间具有所述数据区间间距的情况下发送所述相应的数据子流。

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1、10申请公布号CN104160634A43申请公布日20141119CN104160634A21申请号201280062039522申请日2012120513/325,21620111214USH04B7/06200601H04R1/32200601H04B11/0020060171申请人讯宝科技公司地址美国纽约州72发明人RE卡尔瓦莱西TE沃尔芙74专利代理机构上海专利商标事务所有限公司31100代理人李玲54发明名称使用解构和延迟的数据流提供空间可选的通信的方法和设备57摘要一种具有处理装置和多个发射器的发送装置执行一种使用解构和延迟的数据流提供空间可选的通信的方法。该方法包括接收数据流2。

2、02、用于该数据流的目标点的指示204和围绕该目标点的目标体积204。该方法进一步包括将该数据流解构为多个数据子流206,并且基于相应的发射器和目标点之间的空间关系确定用于每个发射器的发射器延迟208。此外,该方法进一步包括基于该目标体积确定应用于传输时每个数据子流之间的数据区间间距210。另外,该方法包括使用相应的发射器延迟和数据区间间距从所述发射器发送相应的数据子流212,发射器延迟和数据区间间距限制了数据子流在目标体积内往回重建成所述数据流。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014061386PCT国际申请的申请数据PCT/US2012/0679412012120587PC。

3、T国际申请的公布数据WO2013/090089EN2013062051INTCL权利要求书2页说明书9页附图8页按照条约第19条修改的权利要求书2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书9页附图8页按照条约第19条修改的权利要求书2页10申请公布号CN104160634ACN104160634A1/2页21一种使用解构和延迟的数据流提供空间可选的通信的方法,其中所述方法由发送设备执行,所述方法包括从数据源接收数据流到所述发送设备,其中所述发送设备包括多个发射器;接收用于所述数据流的目标点的指示和围绕所述目标点的目标体积;将所述数据流解构为多个数据子流,其中通过所述。

4、发射器中的不同的单个发射器发送每个数据子流;确定用于用来发送所述数据子流中的一个的每个发射器的相应的发射器延迟,其中所述发射器延迟是基于所述目标点和相应的发射器之间的空间关系;基于所述目标体积确定将在传输时每个数据子流之间应用的数据区间间距,其中所应用的数据区间间距和所述发射器延迟防止所述数据子流在除了所述目标体积之外的空间中的所有区域中重建回到所述数据流;和使用相应的发射器延迟并且在每个数据子流之间具有所述数据区间间距的情况下从所述发射器发送相应的数据子流。2根据权利要求1所述的方法,其中通过相同的传输载波发送每个数据子流,其中进一步基于所述传输载波确定相应的发射器延迟。3根据权利要求2所述。

5、的方法,其中所述传输载波是声音能量、射频能量和光能量所构成的组中的一个。4根据权利要求1所述的方法,其中所述空间关系包括物理距离。5根据权利要求1所述的方法,其中将数据流解构为多个数据子流包括将所述数据流划分为多个数据子流;和使用调制方案将所述多个数据子流转换为多个调制后的数据子流。6根据权利要求1所述的方法,进一步包括基于所述目标体积确定数据时间间隔约束,其中所述数据时间间隔约束进一步防止所述数据子流在除了所述目标体积之内的空间中的所有区域中重建回到所述数据流。7根据权利要求6所述的方法,进一步包括发送所述数据时间间隔约束到至少一个接收设备。8根据权利要求1所述的方法,其中所述数据流被用来唤。

6、醒在所述目标体积内的所有接收设备。9一种使用解构和延迟的数据流提供空间可选的通信的设备,所述设备包括多个发射器,每个都被配置为使用相同的传输载波发送数据子流;接口,其被配置成从数据源接收数据流,以及接收用于所述数据流的目标点的指示和围绕所述目标点的目标体积;和处理设备,其被配置为将所述数据流划分为多个数据子流;对所述多个数据子流进行调制以生成相应的多个调制后的数据子流,其中通过所述三个发射器中的不同的单个发射器发送每个调制后的数据子流;确定用于每个发射器的相应的发射器延迟,其中所述发射器延迟是基于所述目标点和相应的发射器之间的空间关系并且还基于所述传输载波;基于所述目标体积确定数据区间间距和数。

7、据时间间隔约束,所述数据区间间距被应用权利要求书CN104160634A2/2页3于传输时的每个调制后的数据子流之间,其中所述数据区间间距和所述数据时间间隔约束限制了所述数据子流在所述目标体积内的区域中重建回到所述数据流;和控制所述发射器以使用相应的发射器延迟并且在每个调制后的数据子流之间具有所述数据区间间距的情况下发送相应的调制后的数据子流。10一种具有存储在其上的计算机可读代码的非易失性计算机可读存储元件,其中所述计算机可读代码用于对具有多个发射器的发送设备内的计算机进行编程以执行使用解构和延迟的数据流提供空间可选的通信的方法,所述方法包括从数据源接收数据流;接收用于所述数据流的目标点的指。

8、示和围绕所述目标点的目标体积的指示;从所述数据流生成多个数据子流,以便使用所述发射器中的不同的单个发射器发送每个数据子流;确定用于用来发送所述数据子流中的一个的每个发射器的相应的发射器延迟,其中所述发射器延迟是基于所述目标点和相应的发射器之间的物理距离;基于所述目标体积确定用于应用于传输时的每个数据子流之间的数据区间间距和数据时间间隔约束,其中所应用的数据区间间距和所述数据时间间隔约束防止所述数据子流在除了所述目标体积之外的空间中的所有区域中重建回到所述数据流;和使用所述相应的发射器延迟并且在每个数据子流之间具有所述数据区间间距的情况下发送相应的数据子流。权利要求书CN104160634A1/。

9、9页4使用解构和延迟的数据流提供空间可选的通信的方法和设备技术领域0001一般而言,本发明涉及无线通信,具体而言,涉及一种使用解构和延迟的数据流提供空间可选的通信的方法和设备。背景技术0002在无线通信系统中,发送设备也就是发送器通过在传输媒介例如充满空气的空间中传播的无线载波本文中也称其为传输载波传输数据到一个或多个接收设备也就是接收器。无线载波包括但不限于声音能量、射频能量和光能量。声音能量存在为通过传输媒介传播的振动声波包括声音、超声波和次声波。同样的,射频能量和光能量分别存在为通过传输媒介传播的电磁波和光波。0003通过无线载波传输的数据例如语音、视频或文本数据由从发送器传播到接收器的。

10、信号来表示。通常情况下,存在有诸如中继站和基站的中间设备,这些中间设备将信号从发送器中继到接收器。发送器生成信号,并进行传播,例如,通过使用频率低于可视光的电磁波来传输无线广播的无线电台。由靠近发送器的兼容的接收设备或者中继信号的中间设备接收广播信号。例如,幅度调制AM无线电台广播无线信号到AM无线电设备。在信号足够强的AM无线电台的附近范围内,AM无线电设备能够接收无线电信号,并且允许听众调谐到AM无线电台。0004在一些情况下,数据仅用于特定接收器。根据目前的一些技术实现这一方案一般要求预先识别预期的接收设备。例如,在短消息服务SMS消息例如文本消息用于特定蜂窝电话的情况下,消息发送器预先。

11、识别该蜂窝电话。通过这样的方式,SMS消息可以嵌入安全特征例如标识和加密使得SMS消息被正确地路由到该预期的接收器,并且仅有该预期的接收器能够访问和解密该消息。0005该方案有时适宜基于位置而非身份来将数据发送到接收器。当不知道限定的空间体积也可互换地在本文中称其为“目标体积”内的预期的接收器的标识时,或者预期的接收器是仅可能短期地处于目标体积内的移动设备时,依赖于空间的通信是非常有用的。0006因此,需要一种使用解构和延迟的数据流提供空间可选的通信的方法和设备。附图说明0007在附图中,相同的参考标记贯穿各个视图表示相同或功能类似的元件,附图与以下的详细说明一起并入说明书,并且形成说明书的一。

12、部分,其用于进一步说明包括要求保护的发明的概念的多种实施例,并且用于解释这些实施例的多种原理和优点。0008图1示出了实现本教导的实施例的无线通信系统。0009图2是示出依照一些实施例的一种使用解构和延迟的数据流提供空间可选的通信的方法的逻辑流程图。0010图3示出了实现本教导的一些实施例的发送设备的方框图。说明书CN104160634A2/9页50011图4是示出依照一些实施例的一种使用解构和延迟的数据流提供空间可选的通信的方法的逻辑流程图。0012图5是示出依照一些实施例的一种用于解构数据流以便于使用解构和延迟的数据流提供空间可选的通信的方法的方框图。0013图6是示出依照一些实施例的一种。

13、用于重建数据流以便于使用解构和延迟的数据流提供空间可选的通信的方法的逻辑流程图。0014图7是示出依照一些实施例的无线通信系统的方框图。0015图8是示出依照一些实施例的无线通信系统的方框图。0016本领域技术人员将理解,出于简单和清楚的目的而示出了附图中的元件,并没有必要按比例绘制。例如,附图中的一些元件的尺寸相对于其他元件可能被放大,从而有助于提高对各个实施例的理解。另外,说明书和附图不一定需要所示的顺序。还可以理解的是,虽然以特定的发生顺序描述或解释了某些动作和/或步骤,但本领域技术人员将理解,实际上并不需要这样的关于顺序的特殊性。0017设备和方法元件已经由常规符号表示在附图中的合适的。

14、地方,仅示出了与理解多种实施例相关的具体细节,从而使得不会混淆公开内容和那些对于能够从本文的说明书中受益的本领域技术人员来说是显而易见的细节。因此,可以理解的是,出于简单和清楚的说明目的,为了便于这些各种实施例的较少阻碍的分析,可能不会描述商业上可行的实施例中有用的或必须的常见而公知的元件。具体实施方式0018一般来说,依据多种实施例,本发明提供了一种使用解构和延迟的数据流提供空间可选的通信的方法和设备。依照本发明的教导,由发送设备装置执行一种方法,该发送设备装置包括多个发射器,和具有存储在其中的计算机可读代码的非易失性计算机可读存储元件,这些计算机可读代码对该发送设备内的计算机进行编码以执行。

15、该方法。本文中所使用的“多个”表示多于一个。该方法包括从数据源接收数据流到发送设备,并且接收数据流的目标点的指示和围绕该目标点的目标体积。该方法进一步包括将数据流解构为多个数据子流。通过所述多个发射器中的不同的单个发射器发送多个数据子流的每一个。另外,该方法包括确定用于发送一个数据子流的每个发射器的相应的发射器延迟。所述发射器延迟是基于所述目标点和相应的发射器之间的空间关系。此外,该方法包括基于所述目标体积确定应用到传输中的每个数据子流之间的数据区间间距。所应用的数据区间间距和发射器延迟防止数据子流在除了目标体积内的空间中的所有区域中重建回到原始数据流。该方法进一步包括使用相应的发射器延迟并且。

16、在每个数据子流之间具有所述数据区间间距从发射器发送相应的数据子流。0019现在参见附图,尤其是附图1,示出了实现依照本发明教导的实施例的无线通信系统并总的表示为100。系统100包括具有三个发射器104108的发送设备102和七个接收设备110122。为了便于描述,仅示出了有限数量的系统元件104122,但是通信系统100中还可以包括其他这样的元件。此外,为了清楚地描述附加的实施例,从附图中略去了系统100的商用实施例所需的其他元件。然而,在该示例性实现方式中,无线通信系统100是声音通信系统,这表示发送和接收设备之间的传输载波是声音能量存在为声波。此外,本说明书CN104160634A3/9。

17、页6文的教导可以应用于其他类型的传输载波,例如射频能量存在为无线电或电磁波和光能量存在为光波。0020发送设备102包括无线网络接口以从数据源未示出接收数据流128。可替换地,发送设备102可以使用通用串行总线USB有线接口或其他类型的有线或无线接口以从数据源接收数据流128。发送设备102进一步包括多个发射器104108。每个发射器包括数模转换器、放大器和扬声器未示出。发射器104108发送能量例如,在这种情况下,以模拟信号的形式到接收设备110122。此外,发送设备102包括微处理器未示出和存储器元件未示出。在一个实施例中,发送设备102是射频识别RFID读取器,其包括微处理器、I/O元件。

18、、多个发射器和天线等。发射器104108和接收设备110122位于三维空间中的各种位置。在这种情况下,每个接收设备包括模拟信号接收元件例如天线、模拟到数据转换器和处理设备未示出。接收设备110122使用模数转换器例如模数转换器或二极管检测器将接收到的模拟信号转换为数字信号。可替换地,接收设备110122使用二极管检测器或其他类型的模拟信号转换元件将接收到的模拟信号转换为数字信号。0021一般来说,如本文所使用的,发送设备102和接收设备110122或者它们的硬件被“配置”或“适配”意味着使用一个或多个尽管未示出可操作地耦合的存储器设备、网络接口、调制设备、数模转换器、模数转换器、收发器、放大器。

19、和/或处理设备来实现这样的元件,当被编程时,形成这些系统元件的装置以实现他们期望的功能,例如参见如图28所示的方法。网络接口被用来在系统100的元件之间传递包括控制信息的在本文中也被称为消息传送例如消息、分组、数据报、帧、超帧、数据流等的信令。网络接口包括依照任何一个或多个标准进行操作的处理、调制和收发器元件,或专用有线或无线接口。处理、调制、数模转换器、模数转换器、收发器和放大器元件的一些功能可以由处理设备通过诸如存储在系统元件的存储器设备中的软件应用程序或固件这样的编程逻辑或者通过硬件来执行。0022因此,由系统100的元件所利用的处理设备可以部分由硬件实现,以及使用软件或固件逻辑进行编程。

20、或代码以用于执行参见图28所示的功能;和/或处理设备完全由硬件实现,例如状态机或ASIC专用集成电路。由这些系统元件所实现的存储器可包括实施各个元件的功能所需的多种信息的短期和/或长期存储。存储器可进一步存储用于使用执行其功能所需的逻辑或代码对处理没备进行编码的软件或固件。0023我们现在转向系统100的元件的功能以及参考剩下的附图并依照本文教导的发送设备102所执行的方法的详细说明。图2是示出依照一些实施例的由发送设备102所执行的用于使用解构和延迟的数据流提供空间可选的通信的方法200的逻辑流程图。在步骤202,发送设备102从数据源接收数据流。数据流可以是命令或任何其他类型的数据,其包括。

21、数字数据元素或条目的序列。数据元素可以是比特、字节、十进制数、十六进制也就是十六进制数、两比特、128字节、八字节等。例如,数据流128包括三个数据元素01、10和11,其中每一个都是两比特数据元素。本文中的数据流的源或提供者被称为数据源。数据源可以是但不限于数据库、应用程序服务器、计算机文件和电子设备。0024在步骤204,发送设备102接收在空间中的目标点的指示以及围绕目标点的目标体积的指示。目标点是三维空间中的点,其可被指示和表述为笛卡尔坐标系中的一个笛卡尔坐标元组X,Y,Z。在该示例实施例中,目标点的指示是指示三维空间中的目标点的坐标元组X,Y,Z。目标体积被定义为在三维空间中围绕目标。

22、点的空间体积。目标体积可以说明书CN104160634A4/9页7是围绕目标点的任意几何体积形状,例如球形、卵圆形、矩形棱柱、立方体等。当目标体积是球形或卵圆形时,其可被指示和表述为到目标点的半径。在该示例实施例中,目标体积的指示是指示以目标点为中心的球形的目标体积的半径。0025在步骤206,发送设备102基于调制方案将接收到的数据流解构为多个调制后的数据子流。示例调制方案包括但不限于幅度和频率调制。在该示例实施例中,数据流被划分为多个数据子流,使用调制方案将多个数据子流的每一个转换为调制后的数据子流。数据流的数据子流包括该数据流的数据元素的子集表示一些而非所有,同时调制后的数据子流是基于调。

23、制方案的数据子流的数字编码表现。每个调制后的数据子流是数字数据元素的序列例如比特,该序列是诸如在物理媒介中移动的波这样的信号的形状和形式的抽象的、数字化的表示。0026在步骤208,基于每个发射器和目标点之间的空间关系,发送设备102确定用于每个发射器的发射器延迟。空间关系规定了一个点或者物体相对于另一个点或物体如何位于空间中例如物理距离和相对坐标。在该示例实施例中,在发射器和目标点之间的物理距离被用来确定发射器延迟。在通过相应的发射器传输数据子流时应用发射器延迟,发送设备102可以控制数据子流同时或大致同时到达目标点。0027虽然发射器延迟使得从相应的发射器发送的数据子流可以同时到达目标点,。

24、这样的同时到达导致位于或者靠近目标点的接收设备中的数据子流的冲突也就是时间重叠。此外,希望位于目标体积内的而非在目标体积之外的所有接收设备能够正确地接收并解码也就是读取所述数据子流。由接收设备正确地接收并解码数据流意味着以与在传输前的数据流中的数据元素相同的顺序接收数据流的数据元素。另外,由接收设备正确地接收并解码数据流意味着接收到的数据元素的数据时间间隔满足数据时间间隔约束。在这样的情况下,接收到的元素被被称为是处于正确的时间对准。0028数据时间间隔是接收到两个连续的数据元素时的时刻之间的时间跨度。在数据时间间隔非常小时,例如零或者负值,相应的两个连续接收到的数据元素被认为会彼此冲突。因此。

25、,接收设备无法正确地接收、解码两个连续接收到的数据元素,也无法使用这两个连续接收到的数据元素来重建数据流。数据时间间隔约束包括最小时间限制和最大时间限制。当数据时间间隔大于也就是超过该约束的最小时间限制并且小于最大时间限制时,数据时间间隔满足数据时间间隔约束。0029因此,为了实现由位于目标体积内而非目标体积外的接收设备正确地接收数据流,需要在发射器的传输时刻在多个数据子流之间应用数据区间间距。在步骤210,发送设备确定数据区间间距以使得由位于目标体积内而非目标体积外的接收设备接收到的数据元素处于正确的时间对准。每个发射器延迟和数据区间间距都是一个时间跨度,并且通常使用例如毫秒MS或微秒S来衡。

26、量。在步骤212,发送设备102使用发射器延迟和数据区间间距发送多个调制后的数据子流,从而发送相应的多个数据子流。0030另外,在步骤214,发送设备102确定数据时间间隔约束。数据时间间隔约束依赖于所述目标体积。一般来说,数据时间间隔约束的体积与目标体积的大小有直接关系。在一个实施例中,该直接关系被实现为查找表。使用该查找表,发送设备102通过将目标体积的大小作为输入来定位其在查找表中的位置而确定数据时间间隔约束。在步骤216,发送设备102发送数据时间间隔约束到一个或多个接收设备。可替换地,可使用数据时间间隔约说明书CN104160634A5/9页8束对接收设备进行预配置。0031现在参见。

27、附图3,其示出了实现本发明教导的一些实施例的发送设备102的方框图。发送设备102包括从数据源未示出接收数据流128、目标点126的指示130、和目标体积124的指示132的处理设备302例如微处理器。发送设备102进一步包括三个存储器缓冲器310314、三个数模转换器316320、三个放大器322326和三个扬声器328332。如本文所使用的,数模转换器、放大器和扬声器被统称为发射器。因此,发送设备102包括三个发射器104108。处理设备302将数据流128解构为三个调制后的数据子流,并将其分别放置到存储器缓冲器301314中。0032微处理器302使得在存储器缓冲器310314中的调制后。

28、的数据子流从由相应的环形指针334338指示的位置开始传递到相应的数模转换器316320。微处理器302基于相应的发射器延迟和数据区间间距调整三个环形指针334338的值。例如,微处理器302从存储器缓冲器310314中读取数据,并且将数据分别写入到相应的数模转换器316320。可替换地,微处理器302使用直接存储器存取将数据传递到数模转换器316320。数模转换器316320将存储在存储器缓冲器310314中的调制后的数据子流转换为模拟信号。放大器322326分别驱动三个扬声器328332。在将模拟信号发送到相应的扬声器之前,每个放大器322326增加相应的模拟信号的强度或功率。扬声器328。

29、332产生通过空间传播的声波。0033现在转到附图4,其示出了依照一些实施例的由发送设备102执行的使用解构和延迟数据流提供空间可选通信的方法400的逻辑流程图。在步骤402,发送设备102接收数据流128。在步骤404,发送设备102将数据流128解构或划分为三个数据子流。在步骤406,发送设备102将该三个数据子流转换为三个调制后的数据子流,并将其放置到存储器缓冲器310314中。所述转换是基于调制方案的,诸如幅度调制方案。以下参照如图5的方框图所示的方法500进一步描述解构数据流和生成三个调制后的数据子流。0034现在转到附图5,数据流502包括从字段516中的01、字段518中的10和。

30、字段520中的11开始的两比特数据元素的序列。数据流502的剩余的数据元素由字段522表示。发送设备102将数据流502划分为三个数据子流504508。每个数据子流包括数据流502的部分而非全部的数据元素。另外,数据子流504508包括其他数据。例如,在字段516520中的数据元素被分别放置在数据子流504508的字段524、534和544中。此外,特定的数据元素XX表示没有声音被放置在字段526528,532,536,540542中。字段530、538和546包括存储在字段522中的数据元素和其他特定数据元素。发送设备被102使用调制方案将数据子流504508转换为调制后的数据子流,并且将这。

31、些数据子流放入到相应的存储器缓冲器310314中。0035现在转回附图4的详细描述,在步骤408,发送设备102使用以下公式确定目标点126和三个发射器104108之间的物理距离0036距离X2X12Y2Y12Z2Z121/2,其中笛卡尔坐标X1,Y1,Z1代表发射器,X2,Y2,Z2代表三维空间中的目标点。0037在步骤410,发送设备102确定用来发送该数据流的传输载波的传输速度。在该示例实施例中,声音能量是传输载波,其传输速度大约是每秒126英尺FT/S。在步骤412,发送设备102基于传输速度和每个发射器104108与目标点126之间的距离来确定用于三说明书CN104160634A6/。

32、9页9个发射器104108的三个发射器延迟。0038例如,当三个发射器104108与目标点126之间的物理距离是61英尺、68英尺和58英尺时,从三个发射器104108到目标点126的模拟信号传输时间分别是54174MS61英尺/1126FT/S、60391MS68英尺/1126FT/S和51510MS58英尺/1126FT/S。接下来根据最小信号传输时间计算发射器延迟。因此,三个示例发射器104108的发射器延迟分别是2664MS54174MS51510MS、8881MS60391MS51510MS和0MS51510MS51510MS。从三个示例发射器104108发送模拟信号时应用发射器延迟。

33、,可以控制从三个示例发射器104108发送的模拟信号同时或近乎同时到达目标点126。因此,相比于由发射器108发送的数据子流,由发射器106108发送的数据子流被延迟,从而在本文中被称为延迟数据流。0039为了仅允许在目标体积124内的接收设备正确地接收和解码接收到的数据流,在步骤414进一步确定数据区间间距。一般来说,目标体积的大小与相应的数据区间间距有直接关系。在本发明教导的一个实施例中,该关系被实现为查找表。通过使用相应的目标体积作为输入从查找表中检索而确定数据区间间距。查找表还可被实现为反映在目标体积内的接收设备和相应的数据区间间距之间的关系。可替换地,可使用数学公式来确定数据区间间距。

34、。0040假设在以上示例场景中确定数据区间间距为001MS,三个发射器104108的传输延迟分别是2674MS2664MS001MS、8901MS8881MS001MS001MS和0MS。发射器的传输延迟是数据区间间距和该发射器的发射器延迟的组合。应用了组合的传输延迟后,可以控制由位于目标点或在目标点附近的接收设备相隔001MS或大致001MS接收从三个示例发射器发送的连续的数据元素。0041在步骤416,发送设备102通过调整用于包括调制后的数据子流的三个存储器缓冲器310314的三个环形指针334338的值而应用传输延迟。换而言之,发送设备102调整三个环形指针334338的值以反映各个传。

35、输延迟。例如,在存储器缓冲器310中的相邻值是相隔1S,用于发射器104的传输延迟是2573MS,则从环形指针334中减去2573。在步骤418,发送设备102使得在存储器缓冲器310314中的调制的数据子流从由各个环形指针334338所指示的位置开始传递到相应的数模转换器316320。当环形指针到达存储器缓冲器的末尾,该环形指针移回存储器缓冲器的起点。换而言之,存储器缓冲器和环形指针以循环方式一起工作。因此,发送设备102以循环方式保持填充例如通过运行单独的线程存储器缓冲器316320。0042在步骤420,三个数模转换器316320将相应的调制后的数据子流转换为模拟信号。在步骤422,发送。

36、设备102使用三个发射器104108将转换后的模拟信号传输到接收设备。因此,三个发射器104108分别发送在步骤404中生成的三个数据子流。一旦接收到模拟信号,接收设备将这些模拟信号转换回数字数据元素。参照附图6所示的流程图的方法600进一步说明数据元素的接收。0043在步骤602,诸如接收设备110122的接收设备接收由三个发送设备104108的每一个发送的模拟信号。在步骤604,接收设备使用模数转换器将接收到的模拟信号转换为数字数据元素。当接收设备处于目标体积124内时,其应当能够正确地接收和解码所述数据元素。换而言之,接收的数据元素处于正确的时间对准。相反的,当接收设备位于目标体积说明书。

37、CN104160634A7/9页10124之外时,其应当不能正确地接收和解码数据元素。0044例如,如附图1所示,接收设备116、120和122以与在数据流128中一致的顺序接收数据元素01、10和11。用于接收设备120和122的在连续接收的数据元素之间的数据时间间隔满足数据时间间隔约束。因此,接收设备120122正确地接收数据流128,并且可以解码所述接收到的数据流。然而,在接收设备116中的接收到的数据元素10和11之间的数据时间间隔大于数据时间间隔约束的最大时间限制,从而无法满足数据时间间隔约束。因此,接收设备116无法正确地解码接收到的数据元素01、10和11的数据流。0045在另一。

38、个例子中,如附图1所示,接收设备118在数据元素10之前接收数据元素11。因此,接收设备118以与在数据流128中不同的顺序接收数据元素01、10和11。因此,接收设备118无法正确地接收数据流,也无法正确地解码接收到的数据元素01、10和11的数据流。在另一个例子中,接收设备110以与在数据流128中相同的顺序接收数据元素01和10。然而,在两个连续接收到的数据元素01和10之间的数据时间间隔小于零,从而数据元素01和10相冲突。因此,接收设备110无法正确地接收数据流,也无法正确地解码接收到的数据元素01、10和11的数据流。0046在步骤606,为了确定接收到的数据元素是否处于正确的时间。

39、对准,接收设备通过计算接收到两个数据元素时在时刻上的时间跨度来确定每两个连续接收的数据元素之间的数据时间间隔。在步骤608,接收设备通过从例如内部存储器、文件或数据库中检索而确定数据时间间隔约束。一般来说,数据时间间隔约束是从发送设备内的发射器接收到,或者规定作为系统或设备设置的一部分。在步骤610,接收设备对在步骤606确定的数据时间间隔应用数据时间间隔约束。如果数据时间间隔满足数据时间间隔约束,在步骤612,接收设备接受并处理接收到的数据元素。换而言之,接收设备正确地接收并解码包括接收到的数据元素的接收到的数据流。否则,在步骤614,接收设备丢弃或忽略接收到的数据元素。因此,在步骤610,。

40、接收设备基于数据时间间隔约束决定接收到的数据元素的可接受性。0047参照附图7和附图8描述了实现本发明教导的示例无线通信系统。在附图7中,在音频发送设备未示出内的三个音频发射器702706使用声波作为传输载波发送数据流到音频接收设备716744。音频接收设备716744附着于购物产品或其他物体。音频接收设备726734是由购物车714承载的,音频接收没备716724是由购物车710承载的,音频接收设备736744是由购物车712承载的。可替换地,以及音频接收设备716744在传送带上移动。0048在该示例系统中,仅有在目标体积708内的音频接收设备能够正确地接收并解码接收到的数据流。当购物车7。

41、14漫步进目标体积708,音频接收设备726734处于目标体积708内,从而能够从音频发射器702706正确地接收数据流。换而言之,在每个音频接收设备726734内的接收到的数据元素的时间对准是正确的。反之,在每个音频接收设备716724和736744内的接收到的数据元素的时间对准是不正确的,因此这些接收设备无法利用接收到的数据元素。然而,当购物车710或购物车712漫步进入目标体积708,由其承载的音频接收设备能够从音频发射器702706正确地接收数据流。0049现在转到附图8,三个卫星804808是三个发射器,其共同充当发送设备。目标体积810是在地球802的表面上方的球体或者在地球802。

42、的表面上的所选择的区域。依照本发明教导,仅有处于目标体积810内的接收设备能够正确地接收从三个卫星804808发送说明书CN104160634A108/9页11的数据流。在地球802的所有其他位置上或者空间中的接收设备无法正确地接收数据流。例如,在空间体积812和814内的接收设备无法正确地接收数据流。在该示例实施例中,传输载波是射频能量。当数据区间间距被降低到接近零的值时,可能仅有位于目标体积810的目标点的接收设备可以正确地接收来自三个卫星804808的数据流。因此,不采用编码和/或加密技术也能实现通信安全。0050在本发明教导的另一个实施例中,当接收设备110122不忙于接收、解码和处理。

43、来自发送设备102的数据流时,接收设备110122以低功耗状态例如睡眠模式进行操作。接收设备110122从睡眠模式唤醒意味着从一个状态转换为另一个状态,接下来在接收到具有正确时间对准的数据流时以正常操作状态进行操作。因此,发送设备102可以使用数据流以唤醒处于目标体积内的所有接收设备,同时保持在目标体积之外的其他接收设备处于睡眠模式。0051在先前的说明书中,已经描述了具体实施例。然而,本领域技术人员理解的是可以做出多种修改和改变而不脱离由以下权利要求所要求保护的本发明的范围。因此,说明书和附图被认为是示例性的而非限制性的,并且所有这样的修改都试图包括在本发明教导的范围内。益处、优点、问题的解。

44、决方案和可能会导致益处、优点或解决方案的发生或使其变得明显的任何元素不应当被解释为任何或所有权利要求的重要的、必须的或特定技术特征或要素。本发明仅由附加的权利要求所限定,权利要求包括本申请在待决期间所做出的任何修改和这些权利要求的所有等同变换。0052此外在本文中,可以单独使用诸如第一和第二、顶部和底部等这些关系术语以使得一个实体或动作与另一个实体或动作相区分,而无需要求或暗示这些实体或动作之间的任何实际关系或顺序。术语“包括”、“包含”、“具有”、“含有”或任何其他变形都试图覆盖非排他性的包括,从而使得包括、包含、具有、含有元素列表的处理、方法、工艺或设备不仅仅包括那些元素,还包括其他未在列。

45、表中表示的或这些处理、方法、工艺或设备所固有的元素。除非有更多约束,由“包括一个”、“包含一个”、“具有一个”、“含有一个”所处理的元素并未排除在包括、包含、具有、含有这些元素的处理、方法、工艺或设备中有其他同样的元素存在。除非明确说明,在本文中术语“一”和“一个”定义为一个或多个。术语“基本上”、“本质上”、“近似”、“大约”或任何上述其他形式,被定义为接近本领域技术人员所理解的范围,在一个非限制实施例中,这些术语被定义为10以内,在另一个实施例中是5以内,在另一个实施例中是1以内,以及在另一个实施例中是05以内。本文中使用的术语“耦合”定义为连接,虽然不一定是直接地也不一定是机械地。以特定。

46、方式“配置”设备或结构表示至少通过那种方式配置该设备或结构,但是还可以通过其他未列出的方式进行配置。0053将理解的是一些实施例包括一个或多个诸如微处理器、数字信号处理器、定制处理器或现场可编程门阵列FPGA等通用或专用处理器或处理没备和独特存储的程序指令包括软件和固件两者,其控制一个或多个处理器与特定非处理器电路一起执行本文所描述的使用解构和延迟数据流提供空间可选通信的方法和设备的一些、多数或所有功能。非处理器电路包括但不限于无线电接收器、无线电发射器、信号驱动器、时钟电路、电源电路和用户输入设备。这样的话,这些功能可以被解释为本文所描述的执行提供空间可选通信的方法的步骤。可替换地,还可以使。

47、用不具有存储的程序指令的状态机,或者在一个或多个专用集成电路ASIC中实现一些或所有功能,在专用集成电路中,每个功能或特定说明书CN104160634A119/9页12功能的一些组合被实现为定制逻辑。当然,还可以使用两个方案的组合。状态机和ASIC在本文中被视为用于以上论述和权利要求语言的“处理设备”。0054此外,实施例还可被实现为其上存储有计算机可读代码的非易失1生计算机可读存储元件或媒介,这些计算机可读代码用于编程计算机例如包括处理设备以执行本文所述和所要求保护的方法。这样的计算机可读存储元件的例子包括但不限于硬盘、CDROM、光存储设备、磁存储设备、ROM只读存储器、PROM可编程只读。

48、存储器、EPROM可擦除可编程只读存储器、EEPROM电可擦除可编程只读存储器和闪存。此外,尽管可以通过例如可用时间、当前技术和经济考量等激励显著努力和许多设计选择,当通过本文所公开的概念和原理引导时,预计本领域技术人员将可以以最少的实验而容易地生成这样的软件指令和程序和IC。0055还提供了本发明的摘要以允许读者快速地确定技术公开的本质。对于提交的摘要有以下理解其不会用来解释或限制权利要求的范围或含义。另外,在以上详细说明中,可以发现多种特征被组合到多种实施例中,以用于简化本公开。本公开的该方法不应当被解释为反映所要求保护的实施例需要超出每个权利要求明确陈述的更多特征的意图。相反的,如以下权。

49、利要求所反映的,发明主题在于比单个所公开的实施例的所有特征更少的特征。因此以下权利要求被并入到详细说明中,每个权利要求自身作为单独要求保护的主题。说明书CN104160634A121/8页13图1说明书附图CN104160634A132/8页14图2说明书附图CN104160634A143/8页15图3说明书附图CN104160634A154/8页16图4说明书附图CN104160634A165/8页17图5说明书附图CN104160634A176/8页18图6说明书附图CN104160634A187/8页19图7说明书附图CN104160634A198/8页20图8说明书附图CN104160634A201/2页211一种用于使用解构和延迟的数据流提供空间可选的通信的方法,其中所述方法由发送设备执行,所述方法包括从数据源接收数据流到所述发送设备,其中所述发送设备包括多个发射器;接收用于所述数据流的目标点的指示和围绕所述目标点的目标体积;将所述数据流划分为多个数据子流,其中通过所述发射器中的不同的单个发射器发送每个数据子流;确定用于用来发送所述数据子流中的一个的每个发射器的相应的发射器延迟,其中所述发射器延迟是基于所述目标点和相应的发射器之间的空间关系;基于所述目标体积确定将在传输时的每个数据子流之间应用的数据区间间距,其中所应用的数据区间间距和所述发射。

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