CN103516389B - 数据信号传输方法及系统、信号传输控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
一种数据信号传输方法，包括：发送端获取数据信号和模拟音频信号；所述发送端通过对所述数据信号进行扩频处理获取扩频信号；所述发送端将所述扩频信号与模拟音频信号合成为混合信号并发送给接收端；接收端接收所述混合信号，通过对所述混合信号进行逆扩频处理获取所述数据信号。所述数据信号的带宽小于阈值。此外，还提供了一种数据信号传输系统、以及信号传输控制方法及系统。上述数据信号传输方法和系统在传输数据信号时，对模拟音频信号的干扰较小，能够降低数据信号传输时的噪音。上述信号传输控制方法及系统可以减少数据信号在传输时对模拟音频信号的干扰。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种数据信号传输方法及系统、信号传输控制方法及系统。
背景技术
随着通信技术的发展，智能手机越来越普及。智能手机与传统的仅具有通话和短信功能的移动终端相比，具有更多的应用。用户可以在智能手机上玩游戏、听音乐、看小说。
智能手机的多功能耳机相较于传统技术的耳机也有着功能上的改进。多功能耳机通常包括耳机、麦克风和其他传感器元件。麦克风获取语音输入，并通过音频输入接口将语音的模拟音频信号传输给智能手机。耳机则通过音频输出接口获取智能手机发送的模拟音频信号，并根据该模拟音频信号发声。传感器元件可采集数据，并通过音频输入接口传输给智能手机。智能手机上的应用可将传感器元件采集的数据作为输入生成图表或进行计算。
传统技术中，多功能耳机在将传感器采集的数据信号和模拟音频信号通过音频接口发送给智能手机时采用DTMF(DualToneMultiFrequency，双音多频)技术进行传输。但DTMF传输的数据信号通常带宽较窄、功率谱密度较大，且位于人耳的听觉范围20至20khz的频谱范围上，因此，数据信号与模拟音频信号形成的混合信号在使用音频设备播放时噪声功率较大。
发明内容
基于此，有必要提供一种能降低音频播放时的噪声功率的数据信号传输方法。
一种数据信号传输方法，包括：
发送端获取数据信号和模拟音频信号；
所述发送端通过对所述数据信号进行扩频处理获取扩频信号；
所述发送端将所述扩频信号与模拟音频信号合成为混合信号并发送给接收端；
接收端接收所述混合信号，通过对所述混合信号进行逆扩频处理获取所述数据信号。
在其中一个实施例中，所述发送端通过对所述数据信号进行扩频处理获取扩频信号的步骤为：
所述发送端通过预设的扩频码对所述数据信号进行直接序列扩频处理获取扩频信号。
在其中一个实施例中，所述扩频码为正交扩频码；
所述发送端通过预设的扩频码对所述数据信号进行直接序列扩频处理获取扩频信号的步骤为：
所述发送端通过将预设的正交扩频码与所述数据信号相乘获取扩频信号。
在其中一个实施例中，所述接收端通过对所述混合信号进行逆扩频处理获取所述数据信号的步骤为：
所述接收端将所述正交扩频码与所述混合信号相乘；
所述接收端通过相乘得到的信号获取所述数据信号。
在其中一个实施例中，所述发送端将所述混合信号发送给接收端的步骤为：
所述发送端通过音频接口将所述混合信号发送给接收端。
在其中一个实施例中，所述音频接口为标准有线音频接口；
所述发送端通过音频接口将所述混合信号发送给接收端的步骤为：
所述发送端通过标准有线音频接口将所述混合信号发送给接收端。
在其中一个实施例中，所述标准有线音频接口为3.5mm音频接口；
所述发送端通过标准有线音频接口将所述混合信号发送给接收端的步骤为：
所述发送端通过3.5mm音频接口将所述混合信号发送给接收端。
在其中一个实施例中，所述发送端将所述混合信号发送给接收端的步骤为：
所述发送端将所述混合信号调制后通过无线传输方式发送给接收端。
在其中一个实施例中，所述数据信号的带宽小于阈值。
此外，还有必要提供一种能降低音频播放时的噪声功率的数据信号传输系统。
一种数据信号传输系统，包括发送端和接收端，其特征在于，所述发送端包括：
信号获取模块，用于获取数据信号和模拟音频信号；
扩频处理模块，用于通过对所述数据信号进行扩频处理获取扩频信号；
信号合成模块，用于将所述扩频信号与模拟音频信号合成为混合信号；
信号发送模块，用于将所述混合信号发送给所述接收端；
所述接收端包括：
信号接收模块，用于接收所述混合信号；
逆扩频处理模块，用于通过对所述混合信号进行逆扩频处理获取所述数据信号。
在其中一个实施例中，所述扩频处理模块还用于通过预设的扩频码对所述数据信号进行直接序列扩频处理获取扩频信号。
在其中一个实施例中，所述扩频码为正交扩频码；
所述扩频处理模块还用于通过将预设的正交扩频码与所述数据信号相乘获取扩频信号。
在其中一个实施例中，所述逆扩频处理模块还用于将所述正交扩频码与所述混合信号相乘，通过相乘得到的信号获取所述数据信号。
在其中一个实施例中，所述信号发送模块还用于通过音频接口将所述混合信号发送给接收端。
在其中一个实施例中，所述音频接口为标准有线音频接口；
所述信号发送模块还用于通过标准有线音频接口将所述混合信号发送给接收端。
在其中一个实施例中，所述标准有线音频接口为3.5mm音频接口；
所述信号发送模块还用于通过3.5mm音频接口将所述混合信号发送给接收端。
在其中一个实施例中，所述信号发送模块还用于将所述混合信号调制后通过无线传输方式发送给接收端。
在其中一个实施例中，所述数据信号的带宽小于阈值。
此外，有必要提供一种能降低数据信号传输对模拟音频信号干扰的信号传输控制方法。
一种信号传输控制方法，包括：
移动终端获取数据传输终止信号；
所述移动终端根据接收到的混合信号生成与所述混合信号对应的反馈信号并返回给外设装置，所述混合信号包括识别信号以及数据信号和/或模拟音频信号；
所述外设装置接收所述反馈信号，将所述反馈信号与所述混合信号进行对比，在所述反馈信号与所述混合信号对应时，终止发送数据信号。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：
所述移动终端获取数据传输恢复信号；
所述移动终端终止生成反馈信号；
所述外设装置在检测到未接收到反馈信号或接收到的反馈信号与所述混合信号不对应时，恢复发送数据信号；
在其中一个实施例中，所述方法还包括：
所述外设装置接收数据传输恢复信号；
所述外设装置恢复送数据信号。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：
所述外设装置通过音频输入接口将所述混合信号发送给所述移动终端。
在其中一个实施例中，所述移动终端将反馈信号发送给所述外设装置的步骤为：
所述移动终端通过音频输出接口将所述反馈信号返回给所述外设装置。
在其中一个实施例中，所述移动终端获取数据传输终止信号的步骤之前还包括：
所述移动终端检测是否有来电；
所述移动终端在检测到来电时生成数据传输终止信号；
所述移动终端将所述反馈信号返回给所述外设装置的步骤为：
所述移动终端获取来电语音的模拟音频信号，并与反馈信号合成后发送给所述外设装置；
所述外设装置接收所述反馈信号的步骤为：
所述外设装置通过接收到的信号获取所述反馈信号。
在其中一个实施例中，所述移动终端获取数据传输恢复信号的步骤之前还包括：
所述移动终端检测来电是否挂断；
所述移动终端在检测到来电挂断时生成数据传输恢复信号。
此外，还有必要提供一种能降低数据信号传输对模拟音频信号干扰的信号传输控制系统。
一种信号传输控制系统，包括移动终端和外设装置，其特征在于，所述移动终端包括：
指令获取模块，用于获取数据传输终止信号；
反馈信号生成模块，用于根据接收到的混合信号生成与所述混合信号对应的反馈信号，所述混合信号包括识别信号以及数据信号和/或模拟音频信号；
信号反馈模块，用于将所述反馈信号返回给所述外设装置；
所述外设装置包括：
信号发送模块，用于发送所述混合信号至所述移动终端；
信号比对模块，用于将接收的所述反馈信号与所述混合信号进行对比，在所述反馈信号与所述混合信号的波形对应时，通知所述信号发送模块终止发送数据信号。
在其中一个实施例中，所述指令获取模块还用于获取数据传输恢复信号，并通知所述反馈信号生成模块终止生成反馈信号；
所述信号比对模块还用于在检测到未接收到反馈信号或接收到的反馈信号与所述混合信号不对应时，通知所述信号发送模块恢复发送数据信号；
在其中一个实施例中，所述外设装置还包括指令接收模块，用于接收数据传输恢复信号，通知所述信号发送模块恢复发送数据信号。
在其中一个实施例中，所述信号发送模块还用于通过音频输入接口将所述混合信号发送给所述移动终端。
在其中一个实施例中，所述信号反馈模块还用于通过音频输出接口将所述反馈信号发送给所述外设装置。
在其中一个实施例中，所述移动终端还包括通话检测模块，用于检测是否有来电，在检测到来电时生成数据传输终止信号；
所述移动终端还包括信号合成模块，用于获取来电语音的模拟音频信号，并与反馈信号合成；
所述外设装置还包括信号滤波模块，用于通过接收到的信号获取所述反馈信号。
在其中一个实施例中，所述通话检测模块还用于检测来电是否挂断，在检测到来电挂断时生成数据传输恢复信号。
上述数据信号传输方法和装置在传输数据信号时，由于音频信号的频谱范围为人耳的听觉范围，即一般为20至20khz，因此音频信号相对于扩频信号来说，可以视作扩频信号在20至20khz上的强噪声。而扩频信号的频谱范围较宽，通常横跨20khz的频谱范围，在20至20khz上的功率谱密度较低，因此，20至20khz上的强噪声对扩频信号整体上的干扰较小，使得解出的数据信号的误码率较低，受模拟音频信号的影响不大。
且由于人耳的听觉范围一般为20至20khz，混合信号中的扩频信号在20至20khz上相对于模拟音频信号来说为噪声。扩频信号由于频谱较宽，在20至20khz上的功率谱密度较小，因此扩频信号在20至20khz上对模拟音频信号的噪声功率较小。当将混合信号编码成数字音频信号或直接输入给音频播放设备时，人能听到的在20至20khz上的噪声较小，从而降低了数据信号传输时音频播放的噪声功率。当数据信号与模拟音频信号同时传输时，人就听不到一些杂音了。
此外，采用了上述信号传输控制方法及系统之后，可通过触发数据传输终止信号来控制外设装置与移动终端的数据传输，从而使得外设装置与移动终端之间的数据信号的传输不会对外设装置与移动终端之间的音频传输形成干扰。
附图说明
图1为一个实施例中数据信号传输方法的流程图；
图2为一个实施例中数据信号扩频前后的频谱变化示意图；
图3为一个实施例中物理音频接口插头的结构示意图；
图4为一个实施例中数据信号传输系统的结构示意图；
图5为另一个实施例中数据信号传输系统的结构示意图；
图6为一个实施例中信号传输控制方法的流程图；
图7为一个实施例中接收到数据传输恢复信号后恢复发送数据信号的流程图；
图8为一个实施例中信号传输控制系统的结构示意图；
图9为另一个实施例中信号传输控制系统的结构示意图。
具体实施方式
在一个实施例中，如图1所示，一种数据信号传输方法，包括：
步骤S102，发送端获取数据信号和模拟音频信号。
在一个实施例中，发送端设置于多功能耳机上，模拟音频信号为多功能耳机上的麦克风采集的语音信号，其频谱在人类听觉范围内，即一般为20至20khz之间。数据信号为多功能耳机上的传感器采集的数据。传感器包括心跳传感器、体温传感器、血压传感器等。数据信号可以是生理数据，包括心率、体温、血压等。在本实施例中，传感器为心跳传感器，采集的数据信号为心率。该数据信号相对于模拟音频信号而言带宽较窄，为带宽小于阈值的信号，优选的数据信号的带宽阈值为4khz。且数据信号的振幅较低、数据量较小，小于10bytes/second。进一步的，数据信号为脉冲信号。心跳感应器在检测到人体心跳之后，将心跳数据以脉冲信号发送给发送端。数据信号中的每一个脉冲即代表一次心跳。
在另一个实施例中，发送端设置于移动终端上，数据信号为移动终端根据输入生成的控制指令。控制指令可以是控制传感器开关的指令、智能手机上的应用生成的调节多功能耳机音量的指令、挂起和恢复数据传输的指令。控制指令对应的数据信号为带宽小于阈值的脉冲信号。在本实施例中，模拟音频信号为移动终端上播放的音乐的音频输出。
步骤S104，发送端通过对数据信号进行扩频处理获取扩频信号。
对数据信号进行扩频处理的方式可包括：直接序列扩频(DSSS，DirectSequenceSpreadSpectrum)、正交码扩频、跳频(FHSS，Frequency-hoppingspreadspectrum)中的至少一种。
在一个实施例中，发送端可通过预设的扩频码对数据信号进行直接序列扩频处理获取扩频信号。
在本实施例中，发送端在获取到数据信号后，可将预设的扩频码与数据信号相乘得到扩频信号。发送端可通过乘法电路将扩频码和数据信号相乘。扩频码为高速率的扩频序列。将扩频码与数据信号相乘后得到的扩频信号相较于数据信号，频谱得到了扩展。
在一个实施例中，数据信号为带宽小于阈值的信号。发送端还可通过数据信号进行相移键控调制(PSK，phase-shiftkeying)进行扩频。进一步的，相移键控调制的载波频率为18khz。进一步的，扩频信号的频谱中频率最大值为22.1khz。
步骤S106，发送端将扩频信号与模拟音频信号合成为混合信号并发送给接收端。
在一个实施例中，发送端通过将扩频信号与模拟音频信号叠加来合成混合信号。在本实施例中，发送端可通过加法电路将扩频信号与模拟音频信号进行叠加。
在本实施例中，若发送端获取不到模拟音频信号，则将扩频信号发送给接收端。若发送端未获取到数据信号，则将模拟音频信号发送给接收端。
进一步的，发送端将扩频信号与模拟音频信号合成为混合信号之前还调整扩频信号的功率。在本实施例中，发送端还根据模拟音频信号的功率按照预设的比例调整扩频信号的功率。在另一个实施例中，发送端将扩频信号的功率调整为小于阈值。
发送端在生成混合信号之前调整扩频信号的功率，可调整模拟音频信号在人类听觉频谱范围内的噪声功率，使得接收端在接收到混合信号后不需要对混合信号进行处理，可直接通过音频播放设备播放该混合信号，而不用对该混合信号的进行噪声过滤。
步骤S108，接收端接收混合信号，通过对混合信号进行逆扩频处理获取数据信号。
在一个实施例中，逆扩频处理为对混合信号解码和/或解调的处理。
在一个实施例中，接收端接收到混合信号后，首先通过扩频码同步捕获电路来捕获发送来到扩频码精确相位，并由此产生跟发送端的扩频码相位完全一致的扩频码相位，作为本地解扩信号，然后将本地解扩信号与混合信号相乘，即可得到数据信号。
由于音频信号的频谱范围为人耳的听觉范围,即一般为20至20khz，因此音频信号相对于扩频信号来说，可以视作扩频信号在20至20khz上的强噪声。而扩频信号的频谱范围较宽，通常横跨20khz的频谱范围，在20至20khz上的功率谱密度较低，因此，20至20khz上的强噪声对扩频信号整体上的干扰较小，使得解出的数据信号的误码率较低，受模拟音频信号的影响不大。
在本实施例中，接收端还可将接收的混合信号编码成数字音频信号。接收端使用PCM编码将混合信号编码成数字音频信号。接收端位于智能手机时，可将编码得到的数字音频信号作为应用的输入和显示。在另一个实施例中，接收端还可将接收到的混合信号发送给音频播放设备进行播放。
如图2所示，A为数据信号的极限幅值，N为扩频增益，BW为数据信号的频带宽度。由于人耳的听觉范围为一般为20至20khz，混合信号中的扩频信号在20至20khz上相对于模拟音频信号来说为噪声。扩频信号由于频谱较宽，在20至20khz上的功率谱密度较小，因此扩频信号在20至20khz上对模拟音频信号的噪声功率较小。当将混合信号编码成数字音频信号或直接输入给音频播放设备时，人能听到的在20至20khz上的噪声较小，从而降低了数据信号传输时音频播放的噪声功率。当数据信号与模拟音频信号同时传输时，人就听不到一些杂音了。
在一个实施例中，扩频码为正交扩频码。发送端通过预设的扩频码对数据信号进行直接序列扩频处理获取扩频信号的步骤可具体为：
发送端通过将预设的正交扩频码与数据信号相乘获取扩频信号。
接收端通过对混合信号进行逆扩频处理获取数据信号的步骤可具体为：
接收端将正交扩频码与混合信号相乘。
接收端通过相乘得到的信号获取数据信号。
进一步的，可将相乘得到的信号滤波后获取数据信号。
在本实施例中，数据信号为比特率低于阈值的数据信号。例如，发送端设置于智能手机上，数据信号为智能手机发出的控制指令，通常只有较少的几个脉冲。
在一个实施例中，发送端将混合信号发送给接收端的步骤可具体为：发送端通过音频接口将混合信号发送给接收端。
进一步的，音频接口为标准有线音频接口。发送端通过音频接口将混合信号发送给接收端的步骤为：
发送端通过标准有线音频接口将混合信号发送给接收端。
进一步的，标准有线音频接口为3.5mm音频接口。发送端通过标准有线音频接口将混合信号发送给接收端的步骤为：发送端通过3.5mm音频接口将混合信号发送给接收端。
在一个实施例中，多功能耳机与智能手机通过标准有线音频接口连接。标准有线音频接口的连接头如图3所示，包括L、R、G、M4个信道。其中，L和R分为耳机的左右声道，M为麦克风声道，G为接地。
在本实施例中，发送端位于多功能耳机，接收端位于智能手机，则发送端可通过M信道将混合信号发送给接收端。在另一个实施例中，发送端位于智能手机，接收端位于多功能耳机，发送端可通过L和/或R信道将混合信号发送给接收端。
在另一个实施例中，发送端将混合信号发送给接收端的步骤为：发送端将混合信号调制后通过无线传输方式发送给接收端。
无线传输方式可以是蓝牙、红外等。可先将混合信号以较高频率的载频(蓝牙为2.4ghz)调制，传输后再进行解调，获取混合信号。
在一个实施例中，如图4所示，一种数据信号传输系统，包括发送端100和接收端200，其中，发送端100包括：
信号获取模块102，用于获取数据信号和模拟音频信号。
在一个实施例中，发送端100设置于多功能耳机上，模拟音频信号为多功能耳机上的麦克风采集的语音信号，其频谱在0至20k之间。数据信号为多功能耳机上的传感器采集的数据。传感器包括心跳传感器、体温传感器、血压传感器等。数据信号可以是生理数据，包括心率、体温、血压等。在本实施例中，传感器为心跳传感器，采集的数据信号为心率。该数据信号相对于模拟音频信号而言带宽较窄，为带宽小于阈值的信号，优选的数据信号的带宽阈值为4khz。且数据信号的振幅较低、数据量较小，小于10bytes/second。进一步的，数据信号为脉冲信号。心跳感应器在检测人体心跳之后，将心跳数据以脉冲信号发送给发送端。数据信号中的每一个脉冲即代表一次心跳。
在另一个实施例中，发送端100设置于移动终端上，数据信号为移动终端根据输入生成的控制指令。控制指令可以是控制传感器开关的指令、智能手机上的应用生成的调节多功能耳机音量的指令、挂起和恢复数据传输的指令。控制指令对应的数据信号为带宽小于阈值的脉冲信号。在本实施例中，模拟音频信号为移动终端上播放的音乐的音频输出。
扩频处理模块104，用于通过对数据信号进行扩频处理获取扩频信号。
扩频处理模块104对数据信号进行扩频处理的方式可包括：直接序列扩频(DSSS，DirectSequenceSpreadSpectrum)、正交码扩频、跳频(FHSS，Frequency-hoppingspreadspectrum)中的至少一种。
在一个实施例中，扩频处理模块104可用于通过预设的扩频码对数据信号进行直接序列扩频处理获取扩频信号。
在本实施例中，信号获取模块102在获取到数据信号后，扩频处理模块104可用于将预设的扩频码与数据信号相乘得到扩频信号。扩频处理模块104可用于通过乘法电路将扩频码和数据信号相乘。扩频码为高速率的扩频序列。将扩频码与数据信号相乘后得到的扩频信号相较于数据信号，频谱得到了扩展。
在一个实施例中，数据信号为带宽小于阈值的信号。扩频处理模块104还可用于通过数据信号进行相移键控调制(PSK，phase-shiftkeying)进行扩频。进一步的，相移键控调制的载波频率为18khz。进一步的，扩频信号的频谱中频率最大值为22.1khz。
信号合成模块106，用于将扩频信号与模拟音频信号合成为混合信号。
信号发送模块108，用于将混合信号发送给接收端。
在一个实施例中，信号合成模块106可用于通过将扩频信号与模拟音频信号叠加来合成混合信号。在本实施例中，信号合成模块106可用于通过加法电路将扩频信号与模拟音频信号进行叠加。
在本实施例中，若信号获取模块102获取不到模拟音频信号，则信号发送模块108用于将扩频信号发送给接收端200。若信号获取模块102未获取到数据信号，则信号发送模块108用于将模拟音频信号发送给接收端200。
进一步的，信号合成模块106可用于将扩频信号与模拟音频信号合成为混合信号之前还调整扩频信号的功率。在本实施例中，信号合成模块106还可用于根据模拟音频信号的功率按照预设的比例调整扩频信号的功率。在另一个实施例中，信号合成模块106可用于将扩频信号的功率调整为小于阈值。
信号合成模块106可用于在生成混合信号之前调整扩频信号的功率，可调整模拟音频信号的噪声功率，使得接收端200在接收到混合信号后不需要对混合信号进行处理，可直接通过音频播放设备播放该混合信号，而不用对该混合信号的进行噪声过滤。
接收端200包括：
信号接收模块202，用于接收混合信号；
逆扩频处理模块204，用于通过对混合信号进行逆扩频处理获取数据信号。在一个实施例中，逆扩频处理模块204可用于对混合信号进行解码和/或解调。
在一个实施例中，信号接收模块202接收到混合信号后，逆扩频处理模块204可用于通过扩频码同步捕获电路来捕获发送来到扩频码精确相位，并由此产生跟发送端的扩频码相位完全一致的扩频码相位，作为本地解扩信号，然后将本地解扩信号与混合信号相乘，得到数据信号。
由于音频信号的频谱范围为人耳的听觉范围,即一般为20至20khz，因此音频信号相对于扩频信号来说，可以视作扩频信号在20至20khz上的强噪声。而扩频信号的频谱范围较宽，通常横跨20khz的频谱范围，在20至20khz上的功率谱密度较低，因此，20至20khz上的强噪声对扩频信号整体上的干扰较小，使得解出的数据信号的误码率较低，受模拟音频信号的影响不大。
在本实施例中，如图5所示，接收端200还包括数模转换模块206，用于将接收的混合信号编码成数字音频信号。数模转换模块206可用于使用PCM编码将混合信号编码成数字音频信号。接收端200设置于智能手机时，可将编码得到的数字音频信号作为应用的输入和显示。在另一个实施例中，信号接收模块202还可将接收到的混合信号发送给音频播放设备进行播放。
如图2所示，A为数据信号的极限幅值，N为扩频增益，BW为数据信号的频带宽度。由于人耳的听觉范围为，混合信号中的扩频信号在20至20khz上相对于模拟音频信号来说为噪声。扩频信号由于频谱较宽，在20至20khz上的功率谱密度较小，因此扩频信号在20至20khz上对模拟音频信号的噪声功率较小。当将混合信号编码成数字音频信号或直接输入给音频播放设备时，人能听到的在20至20khz上的噪声较小，从而降低了数据信号传输时音频播放的噪声功率。当数据信号与模拟音频信号同时传输时，人就听不到一些杂音了。
在一个实施例中，扩频码为正交扩频码。扩频处理模块104还可用于通过将预设的正交扩频码与数据信号相乘获取扩频信号。
逆扩频处理模块204还可用于将正交扩频码与混合信号相乘，通过相乘得到的信号获取数据信号。
进一步的，逆扩频处理模块204还可用于将相乘得到的信号滤波后获取数据信号。
在本实施例中，数据信号为比特率低于阈值的数据信号。例如，发送端100可设置于智能手机上，数据信号为智能手机发出的控制指令，通常只有较少的几个脉冲。
在一个实施例中，信号发送模块108用于通过音频接口将混合信号发送给接收端200。
进一步的，音频接口为标准有线音频接口。信号发送模块108用于通过标准有线音频接口将混合信号发送给接收端200。
进一步的，标准有线音频接口为3.5mm音频接口。信号发送模块108用于通过3.5mm音频接口将混合信号发送给接收端200。
在一个实施例中，多功能耳机与智能手机通过标准有线音频接口连接。标准有线音频接口的连接头如图3所示，包括L、R、G、M4个信道。其中，L和R分为耳机的左右声道，M为麦克风声道，G为接地。
在本实施例中，发送端100设置于多功能耳机，接收端200设置于智能手机，则信号发送模块108可用于通过M信道将混合信号发送给接收端200。在另一个实施例中，发送端100设置于智能手机，接收端200设置于多功能耳机，信号发送模块108可用于通过L和/或R信道将混合信号发送给接收端200。
在另一个实施例中，信号发送模块108可用于将混合信号调制后通过无线传输方式发送给接收端。
无线传输方式可以是蓝牙、红外等。信号发送模块108可用于将混合信号以较高频率的载频(蓝牙为2.4ghz)调制，传输后接收端200再进行解调，获取混合信号。
在一个实施例中，如图6所示，一种信号传输控制方法，包括：
步骤S202，移动终端获取数据传输终止信号。
在一个实施例中，移动终端可检测用户输入，当检测到用户按压屏蔽键时，生成数据传输终止信号并获取。
步骤S204，移动终端根据接收到的混合信号生成与混合信号对应的反馈信号并返回给外设装置，混合信号包括识别信号以及数据信号和/或模拟音频信号。
在一个实施例中，外设装置还将混合信号发送给移动终端。混合信号包括识别信号以及数据信号和/或模拟音频信号，即，识别信号、数据信号、模拟音频信号采用同一信道进行传输。识别信号可由外设装置生成，用于移动终端区分连接的外设装置。移动终端可将混合信号调整幅值后生成反馈信号并返回给外设装置。
步骤S206，外设装置接收反馈信号，将反馈信号与混合信号进行对比，在反馈信号与混合信号对应时，终止发送数据信号。
移动终端为可向外设装置发送指令的终端设备。进一步的，移动终端可以是任何安装有控制外设装置的软件的设备。例如，智能手机、笔记本电脑、个人PC等。
外设装置上可设置有传感器和音频设备，可将传感器检测到的数据信号与模拟音频信号以及由外设装置生成的起标识作用的识别信号混合后发送给移动终端。优选的，外设装置上设置的传感器为心率传感器、音频设备为耳机和麦克风。
在一个实施例中，移动终端根据混合信号的波形生成反馈信号。进一步的，移动终端根据混合信号的波形成比例生成反馈信号。
在一个实施例中，外设装置终止发送数据信号的步骤可具体为：终止将数据信号加入到混合信号中。在另一个实施例中，外设装置终止发送数据信号的步骤可具体为：外设装置通知传感器停止采集数据信号。
在一个实施例中，外设装置可将接收到的反馈信号与混合信号通过减法电路相见，若相减之后得到的信号的功率谱密度小于阈值，则反馈信号与混合信号对应，则外设装置停止在混合信号中加入数据信号，但仍然照常在同一信道中发送模拟音频信号。
例如，移动终端可将接收到的混合信号作为反馈信号返回，外部设备接收到反馈信号后，可通过滤波过滤出数据信号，然后将数据信号与混合信号相见，再将相减后得到的信号发送给移动终端。可明显得知，相减后得到的信号必然不包含数据信号，只包含模拟音频信号或为0，因此外设装置终止发送数据信号。
进一步的，移动终端将反馈信号返回给外设装置的步骤可具体为：移动终端通过音频输出接口将反馈信号返回给外设装置。
进一步的，外设装置可通过音频输入接口将混合信号发送给移动终端。
在本实施例中，音频输出接口为3.5mm物理音频接口的L和/或R信道。音频输入接口为3.5mm物理音频接口的M信道。
移动终端通过反馈信号来通知外设装置终止传输数据信号，采用了与混合信号相应的反馈信号作为控制指令，使得移动终端在通知外设装置之前不需要与外设装置进行配对。
在一个实施例中，数据信号传输方法还可包括：
步骤S302，移动终端获取数据传输恢复信号。
步骤S304，移动终端终止生成反馈信号。
步骤S306，外设装置在检测到未接收到反馈信号或接收到的反馈信号与混合信号不对应时，恢复发送数据信号。
在本实施例中，如上所述，外设装置可将混合信号与反馈信号在调整幅值后通过减法电路相减。在接收端终止生成反馈信号时，相减得到的信号仍为混合信号，从而恢复发送数据信号。
在一个实施例中，移动终端还可发送数据传输恢复信号给外设装置。外设装置接收数据传输恢复信号，恢复发送数据信号。
在本实施例中，移动终端可获取用户在接收端手动输入的数据传输恢复信号，然后将该数据传输恢复信号编码成脉冲信号，并将该脉冲信号扩频后发送给外设装置。
在一个实施例中，移动终端获取数据传输终止信号的步骤之前还可检测是否有来电，在检测到来电时生成数据传输终止信号。
移动终端还可获取来电语音的模拟音频信号，并与反馈信号合成后发送给外设装置。
外设装置可通过接收到的信号获取反馈信号。
进一步的，外设装置可通过将接收到的信号滤波滤掉来电语音的模拟音频信号获取反馈信号。
进一步的，移动终端获取数据传输恢复信号的步骤之前还可检测来电是否挂断，移动终端在检测到来电挂断时生成数据传输恢复信号。
通过检测来电是否接通来控制外设装置与移动终端之间的数据传输，可以使移动终端在来电接通时，实时的通知外设装置停止传输数据信号，且在来电挂断时，移动终端能够实时地通知外设装置恢复数据信号传输。从而使得占用了音频输入输出信道的数据信号的传输过程对来电时两边的语音通话不会造成干扰。
在一个实施例中，如图8所示，一种信号传输控制系统，包括移动终端300和外设装置400，其中，移动终端300包括：
指令获取模块302，用于获取数据传输终止信号。
在一个实施例中，移动终端300还包括输入检测模块(图中未标示)，用于检测用户输入，当检测到用户按压屏蔽键时，生成数据传输终止信号。指令获取模块302获取该数据传输终止信号。
反馈信号生成模块304，用于移动终端根据接收到的混合信号生成与混合信号对应的反馈信号，混合信号包括识别信号以及数据信号和/或模拟音频信号。
在一个实施例中，混合信号包括识别信号以及数据信号和/或模拟音频信号，即，识别信号、数据信号、模拟音频信号采用同一信道进行传输。识别信号由外设装置400生成，用于区分与移动终端连接的外设装置。移动终端300可将混合信号调整幅值后生成反馈信号。
信号反馈模块306，用于将反馈信号返回给外设装置400。
外设装置400包括：
信号发送模块402，用于发送混合信号至移动终端。
信号比对模块404，用于将接收的反馈信号与混合信号进行对比，在反馈信号与混合信号的波形对应时，通知信号发送模块终止发送数据信号。
移动终端300为可向外设装置400发送指令的终端设备。进一步的，移动终端300可以是任何安装有控制外设装置400的软件的设备。例如，智能手机、笔记本电脑、个人PC等。智能手机、笔记本电脑、个人PC等可向外设装置400发送指令的终端设备。
外设装置400上可设置有传感器和音频设备，信号发送模块402可用于将传感器检测到的数据信号与模拟音频信号以及由外设装置生成的起标识作用的识别信号混合后发送给移动终端300。优选的，外设装置400上设置的传感器为心率传感器、音频设备为耳机和麦克风。
在一个实施例中，反馈信号生成模块304可用于根据混合信号的波形生成反馈信号。进一步的，反馈信号生成模块304可用于根据混合信号的波形成比例生成反馈信号。
在一个实施例中，信号发送模块402可用于终止将数据信号加入到混合信号中。在另一个实施例中，信号发送模块402可用于通知传感器停止采集数据信号。
在一个实施例中，信号比对模块404可用于将接收到的反馈信号与混合信号通过减法电路相见，若相减之后得到的信号的功率谱密度小于阈值，则反馈信号与混合信号对应，则外设装置400停止在混合信号中加入数据信号，但信号发送模块402仍然用于照常在同一信道中发送模拟音频信号。
例如，信号反馈模块306可用于将接收到的混合信号作为反馈信号返回，外部设备400接收到反馈信号后，可通过滤波过滤出数据信号，然后将数据信号与混合信号相见，再将相减后得到的信号发送给移动终端。可明显得知，相减后得到的信号必然不包含数据信号，只包含模拟音频信号或为0，因此外设装置400终止发送数据信号。
进一步的，信号反馈模块306可用于通过音频输出接口将反馈信号返回给外设装置400。
进一步的，信号发送模块402可用于通过音频输入接口将混合信号发送给移动终端300。
在本实施例中，音频输出接口为3.5mm物理音频接口的L和/或R信道。音频输入接口为3.5mm物理音频接口的M信道。
移动终端通过反馈信号来通知外设装置终止传输数据信号，采用了与混合信号相应的反馈信号作为控制指令，使得移动终端在通知外设装置之前不需要与外设装置进行配对。
在一个实施例中，如图9所示，指令获取模块302还用于获取数据传输恢复信号，并通知反馈信号生成模块终止生成反馈信号。
信号比对模块404还用于在检测到未接收到反馈信号或接收到的反馈信号与所述混合信号不对应时，通知信号发送模块恢复发送数据信号
在本实施例中，如上所述，信号比对模块404可将混合信号与反馈信号在调整幅值后通过减法电路相减。在反馈信号生成模块304终止生成反馈信号时，相减得到的信号仍为混合信号，从而恢复发送数据信号。
在一个实施例中，如图9所示，外设装置400还包括指令接收模块406，用于接收数据传输恢复信号，通知信号发送模块402恢复发送数据信号。
在本实施例中，移动终端300可获取用户在手动输入的数据传输恢复信号，然后将该数据传输恢复信号编码成脉冲信号，并将该脉冲信号扩频后发送给外设装置400。
在一个实施例中，如图9所示，移动终端400还包括：
通话检测模块308，用于检测是否有来电，在检测到来电时生成数据传输终止信号。
信号合成模块310，用于获取来电语音的模拟音频信号，并与反馈信号合成；
外设装置400还包括：
信号滤波模块408，用于通过接收到的信号获取所述反馈信号。
进一步的，信号滤波模块408还用于通过将接收到的信号滤波滤掉来电语音的模拟音频信号获取所述反馈信号。
进一步的，通话检测模块308还用于检测来电是否挂断，在检测到来电挂断时生成数据传输恢复信号。
通过检测来电是否接通来控制外设装置与移动终端之间的数据传输，可以使移动终端在来电接通时，实时的通知外设装置停止传输数据信号，且在来电挂断时，移动终端能够实时地通知外设装置恢复数据信号传输。从而使得占用了音频输入输出信道的数据信号的传输过程对来电时两边的语音通话不会造成干扰。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (34)
1.一种数据信号传输方法，包括：
发送端获取数据信号和模拟音频信号；
所述发送端通过对所述数据信号进行扩频处理获取扩频信号；
所述发送端将所述扩频信号与模拟音频信号合成为混合信号并发送给接收端；
接收端接收所述混合信号，通过对所述混合信号进行逆扩频处理获取所述数据信号；
所述接收端生成反馈信号并将所述反馈信号传输到所述发送端；
其中，所述发送端在智能耳机上；
所述接收端是移动终端。
2.根据权利要求1所述的数据信号传输方法，其特征在于，所述发送端通过对所述数据信号进行扩频处理获取扩频信号的步骤为：
所述发送端通过预设的扩频码对所述数据信号进行直接序列扩频处理获取扩频信号。
3.根据权利要求2所述的数据信号传输方法，其特征在于，所述扩频码为正交扩频码；
所述发送端通过预设的扩频码对所述数据信号进行直接序列扩频处理获取扩频信号的步骤为：
所述发送端通过将预设的正交扩频码与所述数据信号相乘获取扩频信号。
4.根据权利要求3所述的数据信号传输方法，其特征在于，所述接收端通过对所述混合信号进行逆扩频处理获取所述数据信号的步骤为：
所述接收端将所述正交扩频码与所述混合信号相乘；
所述接收端通过所述相乘得到的信号获取所述数据信号。
5.根据权利要求1所述的数据信号传输方法，其特征在于，所述发送端将所述混合信号发送给接收端的步骤为：
所述发送端通过音频接口将所述混合信号发送给接收端。
6.根据权利要求5所述的数据信号传输方法，其特征在于，所述音频接口为标准有线音频接口；
所述发送端通过音频接口将所述混合信号发送给接收端的步骤为：
所述发送端通过标准有线音频接口将所述混合信号发送给接收端。
7.根据权利要求6所述的数据信号传输方法，其特征在于，所述标准有线音频接口为3.5mm音频接口；
所述发送端通过标准有线音频接口将所述混合信号发送给接收端的步骤为：
所述发送端通过3.5mm音频接口将所述混合信号发送给接收端。
8.根据权利要求1所述的数据信号传输方法，其特征在于，所述发送端将所述混合信号发送给接收端的步骤为：
所述发送端将所述混合信号调制后通过无线传输方式发送给接收端。
9.根据权利要求1至8任一项所述的数据信号传输方法，其特征在于，所述数据信号的带宽小于阈值。
10.根据权利要求1所述的数据信号传输方法，其特征在于，进一步包括步骤：
当所述发送端接收所述反馈信号时，将所述反馈信号与所述混合信号进行对比，在所述反馈信号与所述混合信号对应时，所述发送端终止发送所述数据信号给所述接收端。
11.一种数据信号传输系统，包括发送端和接收端，其特征在于，所述发送端包括：
信号获取模块，用于获取数据信号和模拟音频信号；
扩频处理模块，用于通过对所述数据信号进行扩频处理获取扩频信号；
信号合成模块，用于将所述扩频信号与模拟音频信号合成为混合信号；
信号发送模块，用于将所述混合信号发送给所述接收端；
所述接收端包括：
信号接收模块，用于接收所述混合信号；
逆扩频处理模块，用于通过对所述混合信号进行逆扩频处理获取所述数据信号；
其中，
所述接收端进一步能够生成反馈信号并且将所述反馈信号传输到所述发送端；
其中，所述发送端在智能耳机上；
所述接收端是移动终端。
12.根据权利要求11所述的数据信号传输系统，其特征在于，所述扩频处理模块还用于通过预设的扩频码对所述数据信号进行直接序列扩频处理获取扩频信号。
13.根据权利要求12所述的数据信号传输系统，其特征在于，所述扩频码为正交扩频码；
所述扩频处理模块还用于通过将预设的正交扩频码与所述数据信号相乘获取扩频信号。
14.根据权利要求13所述的数据信号传输系统，其特征在于，所述逆扩频处理模块还用于将所述正交扩频码与所述混合信号相乘，通过所述相乘得到的信号获取所述数据信号。
15.根据权利要求11所述的数据信号传输系统，其特征在于，所述信号发送模块还用于通过音频接口将所述混合信号发送给接收端。
16.根据权利要求15所述的数据信号传输系统，其特征在于，所述音频接口为标准有线音频接口；
所述信号发送模块还用于通过标准有线音频接口将所述混合信号发送给接收端。
17.根据权利要求16所述的数据信号传输系统，其特征在于，所述标准有线音频接口为3.5mm音频接口；
所述信号发送模块还用于通过3.5mm音频接口将所述混合信号发送给接收端。
18.根据权利要求11所述的数据信号传输系统，其特征在于，所述信号发送模块还用于将所述混合信号调制后通过无线传输方式发送给接收端。
19.根据权利要求11至18任一项所述的数据信号传输系统，其特征在于，所述数据信号的带宽小于阈值。
20.根据权利要求11所述的数据信号传输系统，其特征在于：
所述发送端进一步能够当所述发送端接收所述反馈信号时，将所述反馈信号与所述混合信号进行对比，在所述反馈信号与所述混合信号对应时，终止发送所述数据信号给所述接收端。
21.一种信号传输控制方法，包括：
移动终端获取数据传输终止信号；
所述移动终端根据接收到的混合信号生成与所述混合信号对应的反馈信号并返回给外设装置，所述混合信号包括识别信号以及数据信号和/或模拟音频信号；
所述外设装置接收所述反馈信号，将所述反馈信号与所述混合信号进行对比，在所述反馈信号与所述混合信号对应时，终止发送数据信号；
其中，所述外设装置是智能耳机。
22.根据权利要求21所述的信号传输控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述移动终端获取数据传输恢复信号；
所述移动终端终止生成反馈信号；
所述外设装置在检测到未接收到反馈信号或接收到的反馈信号与所述混合信号不对应时，恢复发送数据信号。
23.根据权利要求22所述的信号传输控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述外设装置接收数据传输恢复信号；
所述外设装置恢复送数据信号。
24.根据权利要求21所述的信号传输控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述外设装置通过音频输入接口将所述混合信号发送给所述移动终端。
25.根据权利要求21所述的信号传输控制方法，其特征在于，所述移动终端将反馈信号发送给所述外设装置的步骤为：
所述移动终端通过音频输出接口将所述反馈信号返回给所述外设装置。
26.根据权利要求22所述的信号传输控制方法，其特征在于，所述移动终端获取数据传输终止信号的步骤之前还包括：
所述移动终端检测是否有来电；
所述移动终端在检测到来电时生成数据传输终止信号；
所述移动终端将所述反馈信号返回给所述外设装置的步骤为：
所述移动终端获取来电语音的模拟音频信号，并与反馈信号合成后发送给所述外设装置；
所述外设装置接收所述反馈信号的步骤为：
所述外设装置通过接收到的信号获取所述反馈信号。
27.根据权利要求26所述的信号传输控制方法，其特征在于，所述移动终端获取数据传输恢复信号的步骤之前还包括：
所述移动终端检测来电是否挂断；
所述移动终端在检测到来电挂断时生成数据传输恢复信号。
28.一种信号传输控制系统，包括移动终端和外设装置，其特征在于，所述移动终端包括：
指令获取模块，用于获取数据传输终止信号；
反馈信号生成模块，用于根据接收到的混合信号生成与所述混合信号对应的反馈信号，所述混合信号包括识别信号以及数据信号和/或模拟音频信号；
信号反馈模块，用于将所述反馈信号返回给所述外设装置；
所述外设装置包括：
信号发送模块，用于发送所述混合信号至所述移动终端；
信号比对模块，用于将接收的所述反馈信号与所述混合信号进行对比，在所述反馈信号与所述混合信号的波形对应时，通知所述信号发送模块终止发送数据信号；
其中，所述外设装置是智能耳机。
29.根据权利要求28所述的信号传输控制系统，其特征在于，所述指令获取模块还用于获取数据传输恢复信号，并通知所述反馈信号生成模块终止生成反馈信号；
所述信号比对模块还用于在检测到未接收到反馈信号或接收到的反馈信号与所述混合信号不对应时，通知所述信号发送模块恢复发送数据信号。
30.根据权利要求29所述的信号传输控制系统，其特征在于，所述外设装置还包括指令接收模块，用于接收数据传输恢复信号，通知所述信号发送模块恢复发送数据信号。
31.根据权利要求28所述的信号传输控制系统，其特征在于，所述信号发送模块还用于通过音频输入接口将所述混合信号发送给所述移动终端。
32.根据权利要求28所述的信号传输控制系统，其特征在于，所述信号反馈模块还用于通过音频输出接口将所述反馈信号发送给所述外设装置。
33.根据权利要求29所述的信号传输控制系统，其特征在于，所述移动终端还包括通话检测模块，用于检测是否有来电，在检测到来电时生成数据传输终止信号；
所述移动终端还包括信号合成模块，用于获取来电语音的模拟音频信号，并与反馈信号合成；
所述外设装置还包括信号滤波模块，用于通过接收到的信号获取所述反馈信号。
34.根据权利要求33所述的信号传输控制系统，其特征在于，所述通话检测模块还用于检测来电是否挂断，在检测到来电挂断时生成数据传输恢复信号。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SHENZHEN PIAOFU INTERACTIVE TECHNOLOGY CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: PERCEPTION SCIENCE + TECHNOLOGY SHENZHEN CO., LTD. Effective date: 20150526 Free format text: FORMER OWNER: PERCEPTION DIGITAL LIMITED Effective date: 20150526 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20150526 Address after: 518052 Nanshan Science and Technology Pioneering service center, No. 1 Qilin Road, Guangdong, Shenzhen, 914, 915, China. Nanshan District Applicant after: Perception Digital Technology (Shenzhen) Ltd. Address before: 518057 Guangdong city of Shenzhen province Nanshan District high tech Industrial Park South Hing a No. 9 Hong Kong University Science & Technology Shenzhen Research Institute of the third floor of the building Applicant before: Perception Digital Technology (Shenzhen) Limited Applicant before: Perception Digital Co., Ltd. |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Data signal transmission method and system, signal transmission control method and system Effective date of registration: 20210922 Granted publication date: 20160406 Pledgee: Botom integrated circuit (Shanghai) Co.,Ltd. Pledgor: Shenzhen Piaofu Interactive Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2021990000856 |