|
|
больше ...
Термины запроса в документе
Реферат
[RU] 1. Система беспроводной передачи данных, включающая передающий аппарат, выполненный с возможностью передачи потока данных, включающий устройство подготовки сигнала, соединенное с потоком данных и выполненное с возможностью выработки прямого сигнала и инвертированного сигнала; первый передающий терминал, соединенный с устройством подготовки сигнала так, чтобы первый передающий терминал создавал электромагнитное поле, представляющее собой прямой сигнал; и второй передающий терминал, разделенный в пространстве от первого передающего терминала и соединенный с устройством подготовки сигнала так, чтобы второй передающий терминал создавал электромагнитное поле, представляющее собой инвертированный сигнал; приемный аппарат, включающий первый приемный терминал, способный обнаруживать электромагнитное поле, созданное первым передающим терминалом, что вызывает воспроизведение прямого сигнала на первом приемном терминале; второй приемный терминал, разделенный в пространстве от первого приемного терминала и способный обнаруживать электромагнитное поле, созданное вторым передающим терминалом, что вызывает воспроизведение инвертированного сигнала на втором приемном терминале; и устройство восстановления потока данных, в котором каждый из таких приемных терминалов соединен с устройством восстановления потока данных так, чтобы полученный прямой сигнал и полученный инвертированный сигнал объединялись для выработки полученного потока данных; где передающий аппарат сориентирован относительно приемного аппарата так, чтобы по крайней мере одна непроводящая среда разделяла передающий аппарат и приемный аппарат. 2. Система по п.1, где по крайней мере один из первого передающего терминала и второго передающего терминала меньше, чем по крайней мере один из первого приемного терминала или второго приемного терминала. 3. Способ для беспроводной передачи потока данных между передающим аппаратом и приемным аппаратом, осуществляемый с помощью системы по п.1, где передающий аппарат включает устройство подготовки сигнала, первый передающий терминал и второй передающий терминал, а приемный аппарат включает первый приемный терминал и второй приемный терминал, включающий ориентацию передающего аппарата относительно приемного аппарата так, чтобы по крайней мере одна непроводящая среда разделяла первый и второй передающие терминалы от первого и второго приемных терминалов; подачу потока данных на устройство подготовки сигнала, вырабатывающее прямой и инвертированный сигналы; подачу прямого сигнала на первый передающий терминал, что приводит к созданию первого электромагнитного поля, представляющего прямой сигнал; и подачу инвертированного сигнала на второй передающий терминал, что приводит к созданию второго электромагнитного поля, представляющего инвертированный сигнал. 4. Способ по п.3, где также до подачи по крайней мере на один из терминалов - первый передающий терминал и второй передающий терминал, выполняют усиление по крайней мере одного из двух сигналов - прямого и инвертированного сигнала. 5. Способ по п.4, где также до подачи по крайней мере на один из терминалов - первый передающий терминал и второй передающий терминал, выполняют фильтрацию по крайней мере одного из двух сигналов - прямого и инвертированного сигнала. 6. Способ беспроводного приема сигнала, осуществляемый с помощью системы по п.1, включающий обнаружение первого электромагнитного поля на первом приемном терминале, что вызывает воспроизведение полученного прямого сигнала на первом приемном терминале; обнаружение второго электромагнитного поля на втором приемном терминале, что вызывает воспроизведение полученного инвертированного сигнала на втором приемном терминале; и объединение полученного прямого сигнала и полученного инвертированного сигнала для выработки полученного потока данных. 7. Способ по п.6, где также до объединения полученного прямого сигнала и полученного инвертированного сигнала выполняют усиление по крайней мере одного из двух сигналов - полученного прямого и полученного инвертированного сигнала. 8. Способ по п.7, где также до объединения полученного прямого сигнала и полученного инвертированного сигнала выполняют фильтрацию по крайней мере одного из двух сигналов - полученного прямого и полученного инвертированного сигнала. 9. Способ по п.6, где также включена защита одного или большего количества компонентов приемного аппарата от определенных уровней напряжения, которые могут нанести вред одному или большему количеству компонентов приемного аппарата. 10. Способ по п.6, где включена защита одного или большего количества компонентов приемного аппарата от определенных уровней тока, которые могут нанести вред одному или большему количеству компонентов приемного аппарата. 11. Передающий аппарат для беспроводной передачи потока данных, являющийся частью системы по п.1, включающий устройство подготовки сигнала, соединенное с потоком данных и выполненное с возможностью выработки прямого сигнала и инвертированного сигнала; первый передающий терминал, соединенный с устройством подготовки сигнала так, чтобы первый передающий терминал создавал электромагнитное поле, представляющее прямой сигнал; и второй передающий терминал, разделенный в пространстве от первого передающего терминала и соединенный с устройством подготовки сигнала так, чтобы второй передающий терминал создавал электромагнитное поле, представляющее инвертированный сигнал. 12. Передающий аппарат по п.11, где также включен по крайней мере один усилитель так, чтобы по крайней мере один из двух сигналов - прямой сигнал и инвертированный сигнал усиливался до получения его по крайней мере одним из терминалов - первым передающим терминалом и вторым передающим терминалом. 13. Передающий аппарат по п.11, где также включен по крайней мере один фильтр так, чтобы по крайней мере один из двух сигналов - прямой сигнал и инвертированный сигнал фильтровался до получения его по крайней мере одним из терминалов - первым передающим терминалом и вторым передающим терминалом. 14. Передающий аппарат по п.11, где устройство подготовки сигнала включает дупликатор. 15. Передающий аппарат по п.14, где устройство подготовки сигнала также включает кодирующее устройство так, чтобы поток данных кодировался до получения его дупликатором. 16. Передающий аппарат по п.15, где кодирующее устройство является устройством физического кодирования. 17. Передающий аппарат по п.11, где устройство подготовки сигнала включает первый блок обработки сигнала, соединенный по крайней мере с двумя цифроаналоговыми преобразователями. 18. Передающий аппарат по п.17, где первый блок обработки сигнала настроен на кодирование потока данных. 19. Передающий аппарат по п.18, где первый блок обработки сигнала способен физически кодировать поток данных. 20. Приемный аппарат для беспроводного получения двух электромагнитных сигналов для выработки полученного потока данных, являющийся частью системы по п.1, включающий первый приемный терминал, способный обнаруживать первое электромагнитное поле, что вызывает воспроизведение полученного прямого сигнала на первом приемном терминале; второй приемный терминал, способный обнаруживать второе электромагнитное поле, что вызывает воспроизведение полученного инвертированного сигнала на втором приемном терминале; устройство восстановления потока данных, где каждый из таких приемных терминалов соединен с устройством восстановления потока данных так, чтобы полученный прямой сигнал и полученный инвертированный сигнал объединялись для выработки полученного потока данных. 21. Приемный аппарат по п.20, где также включен по крайней мере один усилитель так, чтобы до получения восстановителем потока данных усиливался по крайней мере один из двух сигналов - полученный прямой сигнал и полученный инвертированный сигнал. 22. Приемный аппарат по п.21, где также включен по крайней мере один фильтр так, чтобы до получения восстановителем потока данных фильтровался по крайней мере один из двух сигналов - полученный прямой сигнал и полученный инвертированный сигнал. 23. Приемный аппарат по п.20, где также включена по крайней мере одна система защиты так, чтобы один или большее количество компонентов приемного аппарата были защищены от определенных уровней напряжения, которые могут нанести вред одному или большему количеству компонентов приемного аппарата. 24. Приемный аппарат по п.20, где также включена по крайней мере одна система защиты так, чтобы один или большее количество компонентов приемного аппарата были защищены от определенных уровней тока, которые могут нанести вред одному или большему количеству компонентов приемного аппарата. 25. Приемный аппарат по п.20, где устройство восстановления потока данных включает схему сравнения сигналов. 26. Приемный аппарат по п.25, где устройство восстановления потока данных также включает декодер так, чтобы декодировать полученный поток данных. 27. Приемный аппарат по п.26, где декодер является физическим декодером. 28. Приемный аппарат по п.20, где устройство восстановления потока данных включает второй блок обработки сигнала, соединенный по крайней мере с двумя цифроаналоговыми преобразователями. 29. Приемный аппарат по п.28, где второй блок обработки сигнала имеет возможность декодирования для выработки полученного потока данных. 30. Приемный аппарат по п.29, где второй блок обработки сигнала имеет возможность физического декодирования для выработки полученного потока данных.
Полный текст патента
(57) Реферат / Формула:
1. Система беспроводной передачи данных, включающая передающий аппарат, выполненный с возможностью передачи потока данных, включающий устройство подготовки сигнала, соединенное с потоком данных и выполненное с возможностью выработки прямого сигнала и инвертированного сигнала; первый передающий терминал, соединенный с устройством подготовки сигнала так, чтобы первый передающий терминал создавал электромагнитное поле, представляющее собой прямой сигнал; и второй передающий терминал, разделенный в пространстве от первого передающего терминала и соединенный с устройством подготовки сигнала так, чтобы второй передающий терминал создавал электромагнитное поле, представляющее собой инвертированный сигнал; приемный аппарат, включающий первый приемный терминал, способный обнаруживать электромагнитное поле, созданное первым передающим терминалом, что вызывает воспроизведение прямого сигнала на первом приемном терминале; второй приемный терминал, разделенный в пространстве от первого приемного терминала и способный обнаруживать электромагнитное поле, созданное вторым передающим терминалом, что вызывает воспроизведение инвертированного сигнала на втором приемном терминале; и устройство восстановления потока данных, в котором каждый из таких приемных терминалов соединен с устройством восстановления потока данных так, чтобы полученный прямой сигнал и полученный инвертированный сигнал объединялись для выработки полученного потока данных; где передающий аппарат сориентирован относительно приемного аппарата так, чтобы по крайней мере одна непроводящая среда разделяла передающий аппарат и приемный аппарат. 2. Система по п.1, где по крайней мере один из первого передающего терминала и второго передающего терминала меньше, чем по крайней мере один из первого приемного терминала или второго приемного терминала. 3. Способ для беспроводной передачи потока данных между передающим аппаратом и приемным аппаратом, осуществляемый с помощью системы по п.1, где передающий аппарат включает устройство подготовки сигнала, первый передающий терминал и второй передающий терминал, а приемный аппарат включает первый приемный терминал и второй приемный терминал, включающий ориентацию передающего аппарата относительно приемного аппарата так, чтобы по крайней мере одна непроводящая среда разделяла первый и второй передающие терминалы от первого и второго приемных терминалов; подачу потока данных на устройство подготовки сигнала, вырабатывающее прямой и инвертированный сигналы; подачу прямого сигнала на первый передающий терминал, что приводит к созданию первого электромагнитного поля, представляющего прямой сигнал; и подачу инвертированного сигнала на второй передающий терминал, что приводит к созданию второго электромагнитного поля, представляющего инвертированный сигнал. 4. Способ по п.3, где также до подачи по крайней мере на один из терминалов - первый передающий терминал и второй передающий терминал, выполняют усиление по крайней мере одного из двух сигналов - прямого и инвертированного сигнала. 5. Способ по п.4, где также до подачи по крайней мере на один из терминалов - первый передающий терминал и второй передающий терминал, выполняют фильтрацию по крайней мере одного из двух сигналов - прямого и инвертированного сигнала. 6. Способ беспроводного приема сигнала, осуществляемый с помощью системы по п.1, включающий обнаружение первого электромагнитного поля на первом приемном терминале, что вызывает воспроизведение полученного прямого сигнала на первом приемном терминале; обнаружение второго электромагнитного поля на втором приемном терминале, что вызывает воспроизведение полученного инвертированного сигнала на втором приемном терминале; и объединение полученного прямого сигнала и полученного инвертированного сигнала для выработки полученного потока данных. 7. Способ по п.6, где также до объединения полученного прямого сигнала и полученного инвертированного сигнала выполняют усиление по крайней мере одного из двух сигналов - полученного прямого и полученного инвертированного сигнала. 8. Способ по п.7, где также до объединения полученного прямого сигнала и полученного инвертированного сигнала выполняют фильтрацию по крайней мере одного из двух сигналов - полученного прямого и полученного инвертированного сигнала. 9. Способ по п.6, где также включена защита одного или большего количества компонентов приемного аппарата от определенных уровней напряжения, которые могут нанести вред одному или большему количеству компонентов приемного аппарата. 10. Способ по п.6, где включена защита одного или большего количества компонентов приемного аппарата от определенных уровней тока, которые могут нанести вред одному или большему количеству компонентов приемного аппарата. 11. Передающий аппарат для беспроводной передачи потока данных, являющийся частью системы по п.1, включающий устройство подготовки сигнала, соединенное с потоком данных и выполненное с возможностью выработки прямого сигнала и инвертированного сигнала; первый передающий терминал, соединенный с устройством подготовки сигнала так, чтобы первый передающий терминал создавал электромагнитное поле, представляющее прямой сигнал; и второй передающий терминал, разделенный в пространстве от первого передающего терминала и соединенный с устройством подготовки сигнала так, чтобы второй передающий терминал создавал электромагнитное поле, представляющее инвертированный сигнал. 12. Передающий аппарат по п.11, где также включен по крайней мере один усилитель так, чтобы по крайней мере один из двух сигналов - прямой сигнал и инвертированный сигнал усиливался до получения его по крайней мере одним из терминалов - первым передающим терминалом и вторым передающим терминалом. 13. Передающий аппарат по п.11, где также включен по крайней мере один фильтр так, чтобы по крайней мере один из двух сигналов - прямой сигнал и инвертированный сигнал фильтровался до получения его по крайней мере одним из терминалов - первым передающим терминалом и вторым передающим терминалом. 14. Передающий аппарат по п.11, где устройство подготовки сигнала включает дупликатор. 15. Передающий аппарат по п.14, где устройство подготовки сигнала также включает кодирующее устройство так, чтобы поток данных кодировался до получения его дупликатором. 16. Передающий аппарат по п.15, где кодирующее устройство является устройством физического кодирования. 17. Передающий аппарат по п.11, где устройство подготовки сигнала включает первый блок обработки сигнала, соединенный по крайней мере с двумя цифроаналоговыми преобразователями. 18. Передающий аппарат по п.17, где первый блок обработки сигнала настроен на кодирование потока данных. 19. Передающий аппарат по п.18, где первый блок обработки сигнала способен физически кодировать поток данных. 20. Приемный аппарат для беспроводного получения двух электромагнитных сигналов для выработки полученного потока данных, являющийся частью системы по п.1, включающий первый приемный терминал, способный обнаруживать первое электромагнитное поле, что вызывает воспроизведение полученного прямого сигнала на первом приемном терминале; второй приемный терминал, способный обнаруживать второе электромагнитное поле, что вызывает воспроизведение полученного инвертированного сигнала на втором приемном терминале; устройство восстановления потока данных, где каждый из таких приемных терминалов соединен с устройством восстановления потока данных так, чтобы полученный прямой сигнал и полученный инвертированный сигнал объединялись для выработки полученного потока данных. 21. Приемный аппарат по п.20, где также включен по крайней мере один усилитель так, чтобы до получения восстановителем потока данных усиливался по крайней мере один из двух сигналов - полученный прямой сигнал и полученный инвертированный сигнал. 22. Приемный аппарат по п.21, где также включен по крайней мере один фильтр так, чтобы до получения восстановителем потока данных фильтровался по крайней мере один из двух сигналов - полученный прямой сигнал и полученный инвертированный сигнал. 23. Приемный аппарат по п.20, где также включена по крайней мере одна система защиты так, чтобы один или большее количество компонентов приемного аппарата были защищены от определенных уровней напряжения, которые могут нанести вред одному или большему количеству компонентов приемного аппарата. 24. Приемный аппарат по п.20, где также включена по крайней мере одна система защиты так, чтобы один или большее количество компонентов приемного аппарата были защищены от определенных уровней тока, которые могут нанести вред одному или большему количеству компонентов приемного аппарата. 25. Приемный аппарат по п.20, где устройство восстановления потока данных включает схему сравнения сигналов. 26. Приемный аппарат по п.25, где устройство восстановления потока данных также включает декодер так, чтобы декодировать полученный поток данных. 27. Приемный аппарат по п.26, где декодер является физическим декодером. 28. Приемный аппарат по п.20, где устройство восстановления потока данных включает второй блок обработки сигнала, соединенный по крайней мере с двумя цифроаналоговыми преобразователями. 29. Приемный аппарат по п.28, где второй блок обработки сигнала имеет возможность декодирования для выработки полученного потока данных. 30. Приемный аппарат по п.29, где второй блок обработки сигнала имеет возможность физического декодирования для выработки полученного потока данных.
(19)
Евразийское
патентное
ведомство
025756
(13) B1
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2017.01.30
(21) Номер заявки 201400414
(22) Дата подачи заявки
2011.10.10
(51) Int. Cl.
H04B 5/02 (2006.01) H03H 7/25 (2006.01)
(54)
СИСТЕМА БЕСПРОВОДНОЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ, СПОСОБ БЕСПРОВОДНОЙ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ МЕЖДУ ПЕРЕДАЮЩИМ И ПРИЕМНЫМ УСТРОЙСТВАМИ, СПОСОБ БЕСПРОВОДНОГО ПОЛУЧЕНИЯ СИГНАЛА, ПЕРЕДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСПРОВОДНОЙ ПЕРЕДАЧИ И ПРИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСПРОВОДНОГО ПРИЕМА ДАННЫХ
(31) a 2011 11915
(32) 2011.10.10
(33) UA
(43) 2014.08.29
(86) PCT/UA2011/000094
(87) WO 2013/055303 2013.04.18 (71)(72)(73) Заявитель, изобретатель и патентовладелец:
БОСЕНКО РОСТИСЛАВ ВЛАДИМИРОВИЧ (UA)
(74) Представитель:
Борщ-Компанеец Н.С. (RU)
(56) ЕР-А2-1043850
US-A1-20050195027
ЕР-В1-0810599
US-A1-20090085696
US-4763340
RU-2414054
(57) Изобретение раскрывает аппараты, методы и системы для высокоскоростной емкостной беспроводной передачи данных между двумя электронными устройствами. Передающий аппарат соединен с потоком данных и содержит устройство подготовки сигнала и два передающих терминала. Устройство подготовки сигнала подает копию потока данных в виде повторенного сигнала на первый передающий терминал и его инвертированную версию на второй передающий терминал. Каждый передающий терминал создает электрическое поле, представляющее сигнал, полученный от устройства подготовки сигнала. Приемный аппарат, разделенный в пространстве от передающего аппарата непроводниковым материалом, содержит два разделенных в пространстве друг от друга приемных терминала и устройство восстановления потока данных. Каждый приемный терминал обнаруживает электрическое поле, созданное соответствующим передающим терминалом, так, чтобы полученный повторенный сигнал индуцировался на первый приемный терминал, а полученный инвертированный сигнал индуцировался на второй приемный терминал. Эти полученные сигналы объединяют для продуцирования полученного потока данных.
Область техники
Изобретение относится к области электронных систем связи. Более конкретно, изобретение относится к высокоскоростным, близкодействующим, емкостным системам, методам и аппаратам.
Уровень техники
Использование электромагнитных полей как средства коммуникации в современном обществе можно встретить везде. Как коммуникации, осуществляемые через физические носители, т.е. проводные, так и такие, как радио и телевидение, широко распространены и являются обычным делом. Такие коммуникации могут осуществляться на далекие расстояния, в том числе радиосвязь с космическими исследовательскими ракетами на расстоянии миллионы километров от Земли, или на значительно меньших расстояниях, например замкнутой телевизионной системы или использование терминала для связи с локальным сервером.
Беспроводная передача аналоговых и цифровых сигналов ранее осуществлялась с помощью:
1. Радио (в том числе LF, HF, VHF, SHF и микроволновых диапазонов).
2. Оптических систем (например, лазер или инфракрасный - используется в большинстве телевизионных пультов дистанционного управления и передачи данных с использованием инфракрасного излучения).
3. Акустики (как правило, ультразвук).
4. Индуктивной связи (так называемая "магнитная" связь), а также
5. Емкостной связи.
Распространение радиоволн относительно медленно уменьшается с увеличением расстояния. Радиоволны также могут затухать, и возможна интерференция волн. Радиопередачи строго ограничиваются в отношении их частотного диапазона и излучаемой энергии. Кроме того, поскольку радиотрансляция излучает энергию, она требует значительной энергии питания.
Оптические системы связи содержат в себе светодиод в передающем устройстве и фототранзистор в приемном устройстве для приема света от светодиода. Оптические передачи, как правило, узконаправленны по своей сути. Их могут преграждать объекты, находящиеся на пути передачи. Такая характеристика направленности часто имеет две стороны: направленность, как правило, желательна для предотвращения интерференции, но делает обеспечение ориентации и линии видимости важным и часто обременительным. Кроме того, такие системы требуют значительную энергию питания.
Ультразвуковые системы передачи дорогие и также используют значительную энергию питания.
Индуктивные или магнитные системы связи известны, как такие, в которых передатчик генерирует переменное магнитное поле, которое можно обнаружить с помощью приемника для передачи данных. Например, и коммуникации ближнего поля, и RFID передают информацию с помощью индуктивной взаимосвязи. В обоих случаях, и передающее устройство и принимающее устройство имеют катушки с резонансом на одной частоте. Катушка передающего устройства генерирует магнитное поле, а катушка приемного устройства воспринимает как можно больше из этого поля. Использование резонанса помогает эффективной передаче, но одновременно означает, что частоты, позволяющие системе работать, являются близкими или очень близкими к оптимальной (резонансной) частоте. В случае передачи данных, такой узкий диапазон рабочей частоты в дальнейшем вызывает необходимость модуляции и относительно низкой скорости передачи в битах в секунду (т.е. меньше чем 1 мегабит в секунду). Например, в соответствии со стандартом ISO/IEC 14443, приемники RFID работают на 13.56 МГц, передача данных модулирована поднесущей частотой 847.5 кГц, а скорости передачи данных обычно колеблются от 106 до 848 килобит в секунду.
Емкостные системы связи, известные как такие, в которых данные передаются от одного проводящего элемента к другому проводящему элементу, где два проводника разделены непроводником. Между двумя проводниками создается электрическое поле и, как результат, потенциал на первом проводнике можно через электрическое поле наводить на второй проводник. В некоторых емкостных системах связи данные передаются с использование людского тела, как среды передачи, т.е., диэлектрика. Например, патент США № 5796827 раскрывает аппараты и методы для электронной коммуникации "пользуясь тем, что людское тело состоит, в основном, из электролитической жидкости и, таким образом, способно непосредственно переносить электрические сигналы".
В других емкостных системах связи данные передаются между интегральными схемами. Например, Патент США № 6916719 (Томас Найт и др.) раскрывает аппараты и методы, в которых "пары половин пластин конденсатора, одна половина находится на каждом чипе, модуль или подкладки используются для емкостного соединения сигналов от одного чипа, модуля или подкладки к другому. Эти системы обычно требуют наличия общего источника питания и заземления.
В целом, существуют и другие емкостные системы связи. Патент США № 6336031 (Шиндель) раскрывает: (i) передатчик, имеющий пару электродов, разделенных пространстве, и схему передатчика для изменения разницы напряжения, прикладываемого к электродам с целью изменения градиента потенциала электрического поля, которое генерируется передатчиков в соответствии с передаваемыми данными, и (ii) приемник, имеющий пару электродов, разделенных в пространстве и схему приемника, детектирующего изменения потенциала квазиэлектростатического поля с целью получения переданных данных.
Патент США № 6615023 (Эренсверд) раскрывает систему для беспроводного, двухстороннего преобразования электрических сигналов через емкостный интерфейс между задающим блоком и гостевым блоком. Емкостный интерфейс включает три проводниковые зоны на обеих - задающем и гостевом блоках. Первая проводниковая зона задающего блока присоединяется к схеме резонансного генератора с автоматической подстройкой частоты в задающем блоке для получения высокого усиления сигналов, переданных на гостевой блок. Вторая и третья проводниковые зоны задающего блока присоединяются к импедансной схеме в задающем блоке для получения сигналов от гостевого блока. Первая и вторая проводниковые зоны гостевого блока присоединяются к импедансной схеме в гостевом блоке для получения сигналов от задающего блока. В лучшем варианте реализации изобретения, первая и третья проводниковые зоны гостевого блока также соединены гальванически.
Патент США № 4763340 (Cireo и др.) раскрывает систему передачи данных емкостного типа для портативных электронных устройств, содержащих схему входа, схему изменения емкости, схему передатчика, емкостным образом связанного со схемой приемника, и детекторную схему для определения любых изменений емкости в соответствующей схеме. Сигнал данных, который подлежит передаче, подается на схему входа. В соответствии со значением входного бинарного цифрового сигнала данных, емкость соответствующей схемы меняется. Изменение емкости передается емкостным способом от передающей схемы на получающую схему и определяется в ней. Детекторная схема может быть генератор-ною схемою, дифференцирующей RC цепью или интегрирующей RC цепью.
Патент США № 7877123 (Абдул-Гафур и др.) раскрывает методы и устройства для радиочастотной передачи сигнала между фиксированной базовой частью и подвижной частью мобильного терминала связи, с использованием емкостной связи. Методы и аппараты обеспечивают внутреннюю радиочастотную передачу сигнала, когда подвижная часть открыта и когда подвижная часть закрыта. Метод для внутренней радиочастотной передачи сигнала в мобильном терминале связи включает первую обкладку конденсатора для формирования первого конденсатора, когда две части в первом положении одна относительно другой и вторую для формирования второго конденсатора, когда две части во втором положении одна относительно другой.
Независимо от существования этих технологий, остается потребность в усовершенствованных системах, методах и аппаратах беспроводной связи, независимые от модуляции или индукции, которые не требуют общих проводов или заземления, потребляют мало энергии питания и способны передавать данные на очень большой скорости.
Краткое описание
Это краткое описание приводится для знакомства с набором концепций в упрощенной форме, подробности которых даются в детальном описании ниже. Это краткое описание не предназначено для определения основных характеристик или важных признаков заявленного изобретения, и также не ограничивают объем заявленного изобретения.
Это раскрытие описывает аппараты, методы и системы для высокоскоростной, беспроводной передачи данных между двумя смежными электронными устройствами. Например, это может быть желательно для беспроводной передачи несжатых видеоданных со смартфона, находящегося на, лежащего рядом, или присоединенного к портативному компьютеру. Если и смартфон, и компьютер построены в соответствии с конкретной реализацией данного изобретения, то смартфон может передавать несжатые видеоданные на компьютер в режиме реального времени. Другие, не ограничивающие примеры, включают использование аппаратов, методов и систем, раскрываемых в данном описании, для передачи данных с фотоаппарата на смартфон, с фотоаппарат на компьютер, или с одного смартфона на другой.
Система беспроводной передачи может, во-первых, включать передающий аппарат, приспособленный для передачи потока данных, где передающий аппарат включает, по крайней мере, устройство подготовки сигнала для получения потока данных и по крайней мере два передающих терминала, разделенные в пространстве один от другого. Каждый из передающих терминалов может быть подсоединен к устройству подготовки сигнала таким образом, чтобы первый передающий терминал получал первый электрический сигнал, представляющий поток данных, а второй передающий терминал получал второй электрический сигнал, являющийся идентичным первому электрическому сигналу, кроме того, что он находится в противоположной полярности, и так, чтобы соответствующее электрическое поле создавалось каждым передающим терминалом. Система беспроводной передачи может также включать приемный аппарат, состоящий, по крайней мере, из двух приемных терминалов, разделенных в пространстве один от другого и устройство восстановления потока данных. Каждый приемный терминал приемного аппарат может быть подсоединен к устройству восстановления потока данных.
В системе, в соответствии с данных раскрытием, передающий аппарат может быть сориентированным на приемный аппарат так, чтобы, по крайней мере, один непроводящий материал разделял два аппарата, и так, чтобы первый приемный терминал был способен обнаруживать электрическое поле, созданное первым передающим терминалом, а второй приемный терминал был способен обнаруживать электрическое поле, созданное вторым передающим терминалом. В свою очередь, эти наведения вызывают воспроизведение соответствующих сигналов на первом и втором приемном терминалах, при этом сигнал, воспроизводимый на первом приемном терминале, соответствует первому электрическому сигналу,
представляющему поток данных, а сигнал, воспроизводимый на втором приемном терминале, соответствует второму электрическому сигналу. Каждый из сигналов, полученный на первом и втором приемниках, может быть объединен устройством восстановления потока данных для создания полученного потока данных.
Метод беспроводной связи в соответствии с данным раскрытием, может включать ориентацию передающего аппарата относительно приемного аппарата так, чтобы, по крайней мере, один непроводниковый материал разделял два аппарата.
Передающий аппарат может включать, по крайне мере, устройство подготовки сигнала, соединенное с потоком данных, предназначенным для передачи, и, по крайней мере, два передающих терминала, разделенных в пространстве один от другого. Приемный аппарат может включать, по крайней мере, первый и второй приемный терминал, и устройство восстановления потока данных. Метод также может включать передачу потока данных на устройство подготовки сигнала, что вызывает выработку устройством подготовки сигнала первого электрического сигнала, представляющего поток данных, и второго электрического сигнала, идентичного первому, но с противоположной полярностью. Первый и второй электрические сигналы могут подаваться на первый и второй передающие терминалы соответственно, вынуждая каждый передающий терминал создавать электрическое поле. Метод также может включать обнаружение первого электрического поля на первом приемном терминале и второго электрического поля на втором приемном терминале. В свою очередь, обнаружение сигналов вызывает воспроизведение соответствующих сигналов на первом и втором приемном терминале. При этом сигнал, воспроизводимый на первом приемном терминале, соответствует первому электрическому сигналу, представляющему поток данных, а сигнал, воспроизводимый на втором приемном терминале, соответствует второму электрическому сигналу. Метод также может включать объединение каждого сигнала, полученного на первом и втором приемном терминале, для создания полученного потока данных. Такое объединение может быть выполнено, например, в виде вычитания сигналов.
Детальное описание
Это изобретение включает аппараты, методы и системы для близкодействующей беспроводной передачи данных между двумя смежными электронными устройствами, такими как два смартфона или фотоаппарат и портативный компьютер. По крайней мере одно из двух устройств соединяется с передающим аппаратом изобретения и по крайней мере одно из устройств соединяется с приемным аппаратом изобретения. Однако, человек с обычными навыками понимает, что каждое устройство может быть изготовлено таким образом, чтобы включать и приемный и передающий аппараты так, чтобы была возможность организации двухсторонней связи между смежными устройствами.
Системы, методы и аппараты, описанные в этом документе, позволяют осуществлять передачу любых видов данных с одного аппарата на другой, независимо от того, в каком формате существуют эти данные. Например, в соответствии с данным раскрытием могут быть переданы песни в формате МРЗ или видеофайлы в формате MPEG-4. В одном варианте реализации, до того как передающий аппарат начнет обработку любых данных для их передачи на приемный аппарат, данные могут быть преобразованы в последовательность двоичных чисел, так, чтобы фактический поток данных, передаваемых от одного устройства на другое, был представлен потоком "1" и "0". Это раскрытие не накладывает никаких требований относительно специфического характера или протокола такого преобразования.
В одном варианте реализации, как показано на фиг. 1, в пределах передающего аппарата 100, поток данных 101 подается на устройство подготовки сигнала 102. В этом документе термин "устройство подготовки сигнала" касается аспектов и аппаратной и программной реализации для введения потока данных 101, и выдачи двух электрических сигналов на первый передающий терминал 103 и второй передающий терминал 104, как описано детально ниже. Поток данных 101 разделяется на два сигнала с целью улучшения качества сигнала на приемном аппарате; это разделение может снизить общее потребление энергии питания и может также уменьшить любые ошибки данных, которые могут возникнуть из-за шумов или других факторов во время передачи, процесс, описанный более детально ниже.
Первый выход 105 устройства подготовки сигнала 102 - электрический сигнал, представляющий поток данных 101 (далее - "повторенный сигнал"). Второй выход 106 - электрический сигнал, также представляющий поток данных 101, но имеющий противоположную полярность относительно первого электрического сигнала 105, т.е., инвертированный сигнал. Другими словами, если повторенный сигнал будет представлен на графике с осями X и Y, инвертированный сигнал будет идентичен повторенному сигналу, только он будет повернут на 180 градусов относительно оси X. С математической точки зрения, это означает умножение повторенного сигнала на "-1".
В одном варианте реализации устройство подготовки сигнала 102 создает инвертированный сигнал 106 и повторенный сигнал 105 таким образом, чтобы они, по сути, совпадали по фазе. Другими словами, на протяжении процесса создания инвертированного сигнала 106, который может иметь определенную длительность, повторенный сигнал 105 может быть создан таким образом, чтобы он был задержан на такую же самую длительность интервала времени. Конечный результат состоит в том, что сигналы 105, 106 на выходе дупликатора 303 синхронизированы таким образом, чтобы один был точным инверсным отображением другого. Конкретные примеры вариантов устройств подготовки сигнала 102 описываются
более детально ниже.
Устройство подготовки сигнала 102 может быть соединено с первым передающим терминалом 103 и вторым передающим терминалом 104 таким образом, чтобы повторенный сигнал 105 подавался на первый передающий терминал 103, а инвертированный сигнал 106 подавался на второй передающий терминал 104. Первый передающий терминал 103 может создавать электрическое поле, представляющее повторенный сигнал 105, а второй передающий терминал 104 может создавать электрическое поле, представляющее инвертированный сигнал 106.
Каждый передающий терминал 103, 104 может иметь любую форму, и быть выполнен из любого проводникового материала. Например, в одном варианте реализации, каждый передающий терминал 103, 104 является плоской, прямоугольной или квадратной металлической пластиной. В другом варианте реализации, каждый передающий терминал 103, 104 является круглой металлической пластиной. Однако человек с обычными навыками понимает, что каждый передающий терминал 103, 104 может иметь любую подходящую форму, и быть выполнен из любого материала для создания электрического поля, как описано в этом документе.
Также как показано на фиг. 1, приемный аппарат 150 может иметь первый приемный терминал 151 и второй приемный терминал 152. Каждый приемный терминал 151, 152 может иметь любую форму, и быть выполнен из любого проводникового материала. Например, в одном варианте реализации, каждый приемный терминал 151, 152 является плоской, прямоугольной или квадратной металлической пластиной. В другом варианте реализации каждый приемный терминал 151, 152 является круглой металлической пластиной. Однако человек с обычными навыками понимает, что каждый приемный терминал 151,
152 может иметь любую подходящую форму, и выполнен из любого материала для создания электрического поля, как описано в этом документе.
Приемный аппарат 150 может размещаться относительно передающего аппарата 100, как показано на фиг. 1, так, чтобы один или большее количество непроводниковых материалов 153, таких как, но, не ограничиваясь ними, воздух, пластик, стекло или бумага, не допускали, чтобы передающие терминалы 103, 104 непосредственно касались приемных терминалов 151, 152.
В этой конфигурации, если передающий аппарат 100 размещен достаточно близко от приемного аппарата 150 во время передачи потока данных 101 (через устройство подготовки сигнала 102, и в форме повторенного сигнала 105 и инвертированного сигнала 106) на два передающих терминала 103, 104, каждый из передающих терминалов 103, 104 будет действовать как первая обкладка конденсатора, непроводниковый материал(ы) 153 будет действовать как диэлектрик, и каждый приемный терминал 151, 152 будет действовать как вторая обкладка конденсатора.
Другими словами, как показано на фиг. 2, передающий терминал 103 и приемный терминал 151 создают "виртуальную емкость (конденсатор)" 201, и передающий терминал 104 и приемный терминал 152 создают "виртуальную емкость (конденсатор)" 202. Оставив без внимания шум и другие помехи, которые могут быть в окружающей среде вокруг двух устройств, потенциал, создаваемый на первом приемном терминале 151, коррелирует с повторенным сигналом 105 (далее - "полученный повторенный сигнал" 154), и потенциал, создаваемый на втором приемном терминале 152, коррелирует с инвертированным сигналом 106 (далее - "полученный инвертированный сигнал" 155).
Мобильный телефон и док-станция. Таким способом данные могут передаваться от одного устройства благодаря емкости. Это использование емкости, требуя присутствия непроводникового диэлектрика
153 означает, например, что передающий аппарат 100 может быть размещен полностью в корпусе смартфона, и приемный аппарат 150 может быть встроенный в корпус док-станции. Диэлектрик 153 между двумя аппаратами 100, 150 будет состоять из первого корпуса (изготовленного из любого подходящего непроводникового материала, из которого производятся корпуса телефонов), далее воздух, и затем другой корпус. Таким образом, и телефон и док-станция могут быть полностью герметичными. Другими словами, телефон и док-станция могут касаться один другого, так, что диэлектрик 153 между двумя аппаратами 100, 150 будет корпусами устройств. Допустимо, чтобы корпуса аппаратов были изготовлены из металла или другого проводникового материала при условии, что часть корпуса, контактирующая и/или покрывающая передающие терминалы 103, 104 и/или приемные терминалы 151, 152, изготовлена из непроводникового материала (т.е. неметаллического или непроводникового материала), чтобы действовать как диэлектрик между терминалами.
В противовес многим системам, использующим радиочастоты, емкостная система в соответствии с данным раскрытием не требует никакого резонанса между двумя аппаратами. Подобным образом, емкостная система в соответствии с данным раскрытием не ограничивает максимальную частоту и не требует модуляции, и таким образом, существуют в небольшой степени, или вообще не существуют ограничения в отношении частоты или возможных скоростей передачи данных. В качестве примера, в одном варианте реализации данного раскрытия возможна передача несжатого видео с одного аппарата на другой в режиме реального времени, что соответствует скорости передачи данных порядка нескольких гигабит в секунду. В противовес, технологии на основе электромагнитного поля, такие как NFC, имеют пропускную способность только мегабиты в секунду, разница в 1000 раз.
В отличие от других систем, базирующихся на емкости, в данном случае общая емкость необяза
тельно представляет передаваемую информацию. Другими словами, данные не передаются как функция того, что виртуальные емкости 201, 202 имеют большую или меньшую общую емкость так, что такое значение емкости приводит к тому, что в результате приемный аппарат "видит" "0" или "1" соответственно. На самом деле, в связи с тем, что эта реальная система в неидеальной среде, она легко может не иметь стабильной емкости, например, из-за вибрации, изменяющей расстояние между аппаратами. Скорее, в данном раскрытии, наведенный потенциал на терминале 151, 152 приемного аппарата 150 прямо представляет переданные сигналы.
Также в отличие от некоторых других систем на базе емкостной связи, это раскрытие необязательно требует общего источника питания или общего заземления между двумя аппаратами 100, 150. Т.е. нет необходимости использовать какие-либо провода между двумя аппаратами 100, 150, или между каждым из аппаратов 100, 150 и реальным (т.е. физическим) заземлением. Мы также отмечаем, что в данном раскрытии созданные электрические поля считаются однородными, и нет необходимости измерять градиент поля, что требует сложных технических средств и снижает пропускную способность.
Также, как изображено на фиг. 1, приемный аппарат 150 может также включать устройство восстановления потока данных 156. Устройство восстановления потока данных 156 предназначено для объединения полученного повторенного сигнала 154 и полученного инвертированного сигнала 155 - двух электрических сигналов - для продуцирования полученного потока данных 157, так, чтобы полученный поток данных 157 был, по сути, копией оригинального потока данных 101. В одном варианте реализации такое объединение может быть реализовано, как вычитание полученного инвертированного сигнала 155 из полученного повторенного сигнала 154. Как уже отмечалось ранее, по отношению к передающему аппарату, назначением использования двух полученных сигналов 154, 155 является уменьшение ошибок данных, которые могут возникнуть в отношении одного или обоих сигналов во время передачи в результате шума или других факторов. Устройство восстановления потока данных 156 может быть непосредственно соединено с двумя приемными терминалами 151, 152. Определенные варианты реализации устройств восстановления потока данных 156 обговариваются более детально ниже.
Разные элементы передающих и приемных аппаратов 100, 150 могут быть физически ориентированы в большинстве своем так, как навязывается общими ограничениями соответствующих устройств, с которыми соединены аппараты 100, 150. Например, нет никаких специфических требований касательно размещения первого передающего терминала 103 относительно второго передающего терминала 104, до тех пор, пока два терминала не размещены так, чтобы один блокировал другой или так, чтобы один мешал созданию электрического поля другому. В одном варианте реализации два передающих терминала 103, 104 могут быть ориентированы так, чтобы они находились в одной плоскости, но нет никаких требований, чтобы они были ориентированы именно таким образом. Кроме того, нет никаких требований, чтобы передающие терминалы 103, 104 были размещены очень близко один к другому в пределах передающего аппарата 100; скорее всего, они могут быть размещены на таком расстоянии один от другого, которое подходит для общей системы.
Аналогично, нет никаких специальных требований касательно размещения первого приемного терминала 151 относительно второго приемного терминала 152, пока два терминала не размещены так, чтобы один блокировал другой или так, чтобы полученные электрические поля мешали одно другому. В одном варианте реализации два приемных терминала 151, 152 могут быть ориентированы так, чтобы они находились в одной плоскости, но нет никаких требований, чтобы они были ориентированы именно таким образом. Кроме того, нет никаких требований, чтобы приемные терминалы 151, 152 были размещены очень близко один к другому в пределах приемного аппарата 150. Однако желательно размещать приемные терминалы 151, 152 в пределах приемного аппарата 150 в той же конфигурации, как и передающие терминалы 103, 104 размещены в пределах передающего аппарата 100 для обеспечения возможности физического создания двух виртуальных конденсаторов 201, 202.
В одном неограничивающем варианте реализации может быть желательно использовать круглые передающие терминалы 103, 104 и круглые приемные терминалы 151, 152, каждый 3 мм в диаметре, и размещенные непосредственно лицевой стороной один к другому. Однако, нет никаких требований к тому, чтобы передающие терминалы 103, 104 и приемные терминалы 151, 152 были одинакового размера. Так, в другом варианте реализации, желательно, например, использовать круглые передающие терминалы 105, 106 диаметром 2 мм, и круглые приемные терминалы 151, 152 диаметром 8 мм (это может быть полезным для уменьшения эмиссии, если относительное положения аппаратов не на сто процентов точное). Желательно, чтобы терминалы 103, 151 были приблизительно параллельными один другому. Несмотря на то, что это не является непреложным требованием, эффективность системы уменьшается, если угол между вышеуказанными терминалами увеличивается (система совсем не будет работать, если терминалы будут размещаться ортогонально). То же самое касается и другой пары терминалов 104, 152.
Желательно размещать два аппарата 1 00, 150 так, чтобы общее расстояние между передающими терминалами 103, 104 и приемными терминалами 151, 152 было меньше или равным диаметру наименьшего из терминалов. В последнем примере, где используются терминалы разных размеров, желательно размещать два аппарата 100, 150 так, чтобы передающие терминалы 103, 104 и приемные терминалы 151, 152 были друг от друга на расстоянии приблизительно 2 мм. Однако человек с обычными навыками по
нимает, то можно разместить два аппарата 100, 150 на большем расстоянии друг от друга в зависимости от характеристик всей системы. Это также означает, что можно иметь два устройства, в которых аппараты 100, 150 размещаются с физическим контактом одного с другим, пока передающие терминалы 103,
104 и приемные терминалы 151, 152 не касаются один другого. Например, два смартфона в пластиковых корпусах могут касаться корпусами, но проводящие передающие терминалы 103, 104 и приемные терминалы 151, 152 могут быть размещены под поверхностью соответствующих корпусов телефонов. Таким способом, даже, если телефоны касаются один другого, проводящие терминалы могут находиться на расстоянии 2 мм (или другом подходящем расстоянии) друг от друга.
На фиг. 3А изображена блок-схема примера главным образом аналогового воплощения системы, показанной на фиг. 1. Как показано на фиг. 3А, устройство подготовки сигнала 102 может включать кодирующее устройство 301, которое может состоять из одного или большего количества модулей для кодирования потока данных 101. Человек с обычными знаниями понимает, что кодирующим устройством 301 может быть любой подходящий аппаратный или программный механизм, обеспечивающий преобразование данных из одного формата в другой. Кодирование может использоваться с целью уменьшения частоты возникновения ошибок на стороне приема для улучшения качества передачи сигнала.
В качестве примера, передача длинных рядов одинаковых битов (скажем, длинный ряд "0") в соответствии с данным раскрытием, может быть уязвимым для ошибок. Исходя из того, что система базируется на использовании емкости, в случае, если тот же самый потенциал постоянно будет приложен к передающим терминалам 103, 104, со временем потенциал на приемных терминалах 151, 152 будет стабилизироваться на некоторых равновесных значениях. После этого, единственные изменения потенциала, определенные на приемных терминалах 151, 152 будут вызваны шумом. Такой шум, может быть ошибочно интерпретирован, как полученный сигнал.
В зависимости от ограничений общей системы, можно обрабатывать поток данных 101 для минимизации длинного ряда "0" и "1" до того, как поток данных 101 будет подан на устройство подготовки сигнала 102. В качестве альтернативы, желательно использовать кодирующее устройство 301 для минимизации длинного ряда одинаковых чисел, т.е., используя технические средства кодирования.
Также может возникнуть необходимость иметь кодирующее устройство 301 для осуществления некоторого или всего физического кодирования. Например, известно, что физические коды (такие, как манчестерский код или 8b/10b код) устраняют проблемы длинных последовательностей "0" и "1", значительно сокращая описанные выше ошибки. Таким образом, в одном варианте реализации, кодирующее устройство 301 может быть реализовано в виде программной схемы, которую заранее запрограммировали на физическое кодирование потока данных 101, объединенного с сигналом синхронизации (не показано). Понятно, однако, что может быть использован любой тип подходящего кодирования, и изобретение не ограничивается только использованием физических кодов или, в частности, манчестерского кода. Главным преимуществом, показанной на фиг. 3А аналоговой реализации, есть то, что на вход кодирующего устройства поступает поток битов "1" и "0", а на его выходе получают электрический сигнал 302, представляющий собой закодированный поток битов.
Устройство подготовки сигнала 102 также может включать дупликатор 303, который может получать закодированный электрический сигнал 302 и вырабатывать два электрических сигнала, такие, как повторенный сигнал 105 и инвертированный сигнал 106. В одном варианте реализации, дупликатор 303 может быть выполнен с использованием однотранзисторной схемы "НЕ" (иногда также называемой инвертором/повторителем). В другом варианте реализации, дупликатор 303 может включать два или большее количество блоков. Человеку с обычными знаниями понятно, что выработка повторенного сигнала
105 и инвертированного сигнала 106, на основе входящего закодированного сигнала 302, может осуществляться любыми подходящими средствами.
В реализации в соответствии с фиг. 3А, устройство восстановления потока данных 156 может включать схему объединения сигналов 304. Схема объединения сигналов 304 может получать два электрических сигнала на входах, так, чтобы полученный повторяющий сигнал 154 и полученный инвертированный сигнал 155, вырабатывали один электрический сигнал на выходе ("объединенный полученный сигнал") 305. Термин "схема объединения сигналов", в данном документе, касается любого решения на основе аппаратного или программного воплощения, такого, как сумматор из сборки резисторов, дифференциатор, компаратор или любая другая соответствующая аппаратная или программная схема. В одном варианте реализации, схема объединения сигналов 304 может быть выполнена с использованием двух-транзисторного компаратора.
Как показано на фиг. 3А, устройство восстановления потока данных 156 может также включать декодер 306, который может включать один или большее количество модулей для декодирования объединенного полученного сигнала 305. В одном варианте реализации, декодер 306 может быть соединен со схемой объединения сигналов 304 так, чтобы декодер 306 получал объединенный полученный сигнал 305 и вырабатывал полученный поток данных 157, т.е. декодированную версию оригинального потока данных 101. Человек с обычными знаниями понимает, что декодер может быть выполнен в программной или аппаратной реализации, или в виде их комбинации, при условии, что существует возможность получать данные, закодированные кодирующим устройством 301.
На фиг. 3В изображена электрическая схема, показывающая один пример комбинации элементов, способных реализовать отдельные компоненты аналогового воплощения, показанного на фиг. 3А. В этом варианте реализации дупликатор 303 выполнен простой однотранзисторной схемой инвертора/повторителя. Со стороны приема, полученный повторенный сигнал 154 и полученный инвертированный сигнал 155 могут быть усилены однотранзисторными усилителями с общим эмиттером, показанные как 307 и 308. Наконец, схема объединения сигналов 304 может быть выполнена как двухтранзисторный компаратор. Человек с обычными знаниями, однако, понимает, что это лишь один из многих возможных вариантов реализации, логично изображенный на фиг. 3А.
Фиг. 4 показывает блок-схему, главным образом, цифрового воплощения системы, изображенной на фиг. 1. В одном таком варианте реализации, устройство подготовки сигнала 102 может включать первый блок обработки сигнала 401. Блок обработки сигнала 401 может быть механизмом любой природы на аппаратной или программной основе для продуцирования двух производных цифровых потоков 402, 403 на основе потока данных 101, как например, программируемый процессор общего назначения, специализированный процессор, специализированная интегральная микросхема (ASIC), и может включать память в случае необходимости хранения программного обеспечения.
Как и в случае с аналоговыми вариантами реализации, описанными для фиг. 3, для улучшения рейта ошибок может возникнуть необходимость использования кодирующих технологий. В одном варианте реализации, блок обработки сигнала 401 может физически кодировать поток данных 101, как часть выработки двух производных цифровых потоков 402, 403. Два производных цифровых потока 402, 403, сгенерированных блоком обработки сигнала 401 могут объединяться с двумя цифроаналоговыми преобразователями 404, 405, так, чтобы выход первого цифроаналогового преобразователя 404 был (электрическим) повторенным сигналом 105, а выход второго цифроаналогового преобразователя 405 был (электрическим) инвертированным сигналом 106. Термин "цифроаналоговый преобразователь" касается любого механизма на основе аппаратного или программного обеспечения для конвертации цифровых данных в аналоговую физическую величину.
Человек с обычными знаниями понимает, что обработка, требуемая для создания повторенного сигнала 105 и инвертированного сигнала 106, может распределяться между блоком обработки сигнала 401 и цифро-аналоговыми преобразователями 404, 405. Например, в одном варианте реализации, цифро-аналоговые преобразователи 404, 405, по сути, идентичны в том, что для заданного входного сигнала они имеют, по сути, идентичные выходные. Блок обработки сигнала 401 отвечает за обработку, необходимую для создания производных цифровых потоков 402 и 403, таким образом, чтобы, когда цифровые производные потоки 402, 403 подаются через идентичные цифроаналоговые преобразователи 404, 405, выход преобразователей был бы идентичным, но с противоположной полярностью.
В альтернативном варианте реализации, цифроаналоговые преобразователи 404, 405 могут немного отличаться так, чтобы второй цифроаналоговый преобразователь 405 отвечал бы за изменение полярности производного цифрового потока 403, кроме создания электрического сигнала. В одном таком варианте реализации, первый цифро-аналоговый пре образователь 404 может быть настроен таким образом, чтобы "0" на входе 402 вызывал генерацию повторенного сигнала 105, равняющегося 0 вольт, а "1" на входе 402 вызывала генерацию повторенного сигнала 105, равняющегося некоторой фиксированной положительной величине напряжения. Второй цифроаналоговый преобразователь 405 может быть настроен таким образом, чтобы "0" на входе 403 вызывал генерацию инвертированного сигнала 106, равняющегося 0 вольт, а "1" на входе 403 вызывала генерацию инвертированного сигнала 106, равняющегося некоторой фиксированной отрицательной величине напряжения. Максимальное выходное напряжение обоих конвертеров 404, 405 будет одинаковым, т.е. абсолютное значение выходного напряжения в соответствии с входным значением "1" во втором цифроаналоговом преобразователе 405, будет равняться выходному напряжению, отвечающему входному значению "1" в первом цифроаналоговом преобразователе 404. В таком варианте реализации, производные цифровые потоки 402, 403 будут идентичными, но выходы цифроаналоговых преобразователей 404, 405 будут такими, что электрический сигнал 106 будет в противоположной полярности к электрическому сигналу 105.
С приемной стороны, в таком варианте реализации, устройство восстановления потока данных 156 может содержать два аналогово-цифровых преобразователя 406, 407, соединенных со вторым блоком обработки сигнала 408, которые вместе выполняют функцию получения двух электрических сигналов, таких как, полученный повторенный сигнал 154 и полученный инвертированный сигнал 155, и продуцируют полученный цифровой поток данных 157.
Термин "аналого-цифровой преобразователь" касается любого механизма на основе аппаратного или программного обеспечения для преобразования электрического сигнала, такого, как напряжение, в поток битов.
В одном варианте реализации аналого-цифровые преобразователи 406, 407 могут быть 8-битными, так, чтобы выходы 409, 410 двух аналогово-цифровых преобразователей 406, 407 не были бинарными, но взамен имели диапазон значений от "0" до "255". В таком варианте реализации ожидается, что выход 409 первого аналого-цифрового преобразователя 406 будет иметь значения от "0" до "255", в зависимости от напряжения полученного повторенного сигнала 154. Аналогичным образом, ожидается, что выход 410
второго аналого-цифрового преобразователя 407 будет в диапазоне от "0" до "255", в зависимости от напряжения полученного инвертированного сигнала 155. Таким способом, и полученный повторенный сигнал 154 и полученный инвертированный сигнал 153 могут быть преобразованы в цифровую последовательность чисел в диапазоне от "0" до "255". Несмотря на вышеприведенные примеры, человек с обычными знаниями понимает, что 8-битная разрешающая способность не требуется, и, большая или меньшая различительная способность может подходить в свете общих характеристик системы. Человек с обычными знаниями также понимает, что существуют альтернативные механизмы для воплощения ана-логово-цифровых преобразователей, подходящих для этих целей.
Как описано выше, в пределах устройства восстановления потока данных 156, выход двух аналого-во-цифровых преобразователей 406, 407 подсоединяется ко второму блоку обработки данных 408. Блок обработки данных может выдавать на выход полученный поток данных 157 на основе разницы между выходами 409, 410 АЦП 406, 407. Этот блок 408 может быть аппаратным или программным механизмом любой природы для получения двух электрических сигналов и продуцирования потока данных, так, как в неограничивающем примере, может быть программируемым процессором общего назначения, специальным процессором, специализированной интегральной микросхемой (ASIC), и может включать память, которая может понадобиться для хранения программного обеспечения.
На фиг. 5 изображен другой альтернативный вариант реализации, независимо от типа применяемой к потоку данных 101 обработки, т.о. главным образом аналоговый или цифровой, он отображает многочисленные дополнительные, опциональные элементы. В зависимости от расстояния между двумя аппаратами 100, 150 и характера рабочей среды, может появиться необходимость использовать усилители и/или фильтры перед и/или после передачи повторенного сигнала 105 и инвертированного сигнала 106.
Усилители 501, 502 могут быть соединены с устройством подготовки сигнала 102 таким образом, чтобы и повторенный сигнал 105 и инвертированный сигнал 106 усиливались до достижения передающих терминалов 103, 104. Термин "усилитель" касается любого подходящего механизма повышения амплитуды или мощности сигнала, в том числе, как неограничивающий пример, транзисторные усилители, операционные усилители, полностью дифференциальные усилители и диодные усилители. В одном варианте реализации, два усилителя 501, 502 выполнены по схеме однотранзисторного усилителя с общим эмиттером.
Повторенный сигнал 105 и инвертированный сигнал 106 могут дополнительно проходить через выходные фильтры 503, 504 до того, как попасть на передающие терминалы 103, 104. Термин "выходной фильтр" касается любого аппаратного или программного элемента, способного изменить определенные характеристики сигнала (например, может быть использован для изменения формы сигнала с прямоугольной на трапецеидальную для уменьшения высокочастотных составляющих спектра). В целом, и усилители 501, 502 и выходные фильтры 503, 504 являются опциональными элементами, призванными улучшить качество сигнала до передачи.
В зависимости от общей среды системы, может оказаться полезным включение защитных схем для защиты компонентов в приемном аппарате 150 от уровней напряжения (например, возникающих из статического заряда на поверхности непроводникового покрытия), которые могут навредить. В варианте реализации, показанном на фиг. 5, две защитные схемы 505, 506 соединены с приемными терминалами 151, 152, таким образом, чтобы все следующие элементы были защищены от повреждений. Человек с обычными знаниями понимает, что защитная схема 505, 506 может быть, например, выполнена с использованием диода Зенера.
Также может быть полезным усиление сигналов на стороне приема до выполнения обработки сигнала. Так, как показано на фиг. 5, приемный аппарат 150 может включать усилители 507, 508 и входные фильтры 509, 510. Входные фильтры используются с целью фильтрации любого шума или нежеланных частот, наведенных из окружающей среды, в процессе передачи и/или усиления. Каждый из таких усилителей 507, 508 и входных фильтров 509, 510 являются опциональными элементами с целью улучшения качества передачи сигнала.
Человек с обычными знаниями понимает также, что система, объединяющая разные воплощения, о которых шла речь выше, может также использоваться или быть сконструированной. Например, передающий аппарат может использовать аналоговое исполнение для обработки потока данных в электрические сигналы в то время, как приемный аппарат может использовать цифровое исполнение для обработки полученных электрических сигналов в полученный поток данных, или наоборот. Действительно, поскольку это раскрытие является идеей для передачи потока данных между устройствами, которыми обладают разные люди, нет никаких гарантий, что приемные и передающие аппараты используют одну и ту же методику для обработки электрических сигналов и потока данных. Пока передающий и приемный аппараты используют одни и те же кодирующие/декодирующие технические средства, для их воплощения может быть выбрана любая реализация таких технических средств.
В то время, как конкретные варианты реализации и использования данного изобретения иллюстрированы и описаны, необходимо иметь в виду, что изобретение не ограничено раскрытыми тут точными конфигурациями и компонентами. Условия, описания и фигуры в данном описании использовались только с целью иллюстрации и не означают никаких ограничений. Разные модификации, изменения и
вариации, которые будут очевидными для квалифицированных людей, могут быть сделаны в компоновке, работе и деталях аппаратов, методов и систем раскрытого тут данного изобретения, не отступая от сути и контекста изобретения. Например, разные оговоренные тут дополнительные элементы, такие, как устройства подготовки сигнала, устройства восстановления сигнала, кодирующие устройства, усилители, фильтры и схемы защиты, могут быть объединены для каждого конкретного использования.
Разные иллюстративные логические блоки, модули, схемы и шаги алгоритма, описанные в объединении с раскрытыми тут вариантами реализации, могут быть воплощены как электронные аппаратные средства, программное обеспечение или как их комбинации. Для иллюстрации этой взаимозаменяемости аппаратного и программного обеспечения, были описаны с точки зрения их функциональности разные иллюстративные компоненты, блоки, модули, схемы и шаги алгоритма. Вопрос реализации такой функциональности аппаратной или программной, зависит от конкретного использования и, накладываемых на систему в целом конструктивных ограничений. Описанная функциональность может быть реализована разными способами в зависимости от конкретного использования, но такие определения реализации не должны интерпретироваться, как причины отклонения от контекста данного изобретения.
Шаги метода или алгоритмов, описанные в связи с раскрытыми в этом документе вариантами реализации, могут быть воплощены непосредственно в аппаратное обеспечение, в выполняемый процессором программный модуль или в их комбинации. Программный модуль может размещаться в оперативной памяти, флэш-памяти, памяти EPROM, памяти EEPROM, регистрах, на жестком диске, на сменном диске, CD-ROM или на любом другом носителе, используемом для сохранения данных.
Раскрытые здесь методы включают один или большее количество шагов или действий для достижения желаемого результата описанного метода. Шаги метода и/или действий могут заменяться один другим, не отступая от контекста данного изобретения. Иначе говоря, пока определенный порядок шагов или действий необходим для правильного функционирования определенной реализации, порядок и/или использование определенных шагов, и/или действий, могут быть изменены, не отступая от контекста данного изобретения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Система беспроводной передачи данных, включающая
передающий аппарат, выполненный с возможностью передачи потока данных, включающий
устройство подготовки сигнала, соединенное с потоком данных и выполненное с возможностью выработки прямого сигнала и инвертированного сигнала;
первый передающий терминал, соединенный с устройством подготовки сигнала так, чтобы первый передающий терминал создавал электромагнитное поле, представляющее собой прямой сигнал; и
второй передающий терминал, разделенный в пространстве от первого передающего терминала и соединенный с устройством подготовки сигнала так, чтобы второй передающий терминал создавал электромагнитное поле, представляющее собой инвертированный сигнал;
приемный аппарат, включающий
первый приемный терминал, способный обнаруживать электромагнитное поле, созданное первым передающим терминалом, что вызывает воспроизведение прямого сигнала на первом приемном терминале;
второй приемный терминал, разделенный в пространстве от первого приемного терминала и способный обнаруживать электромагнитное поле, созданное вторым передающим терминалом, что вызывает воспроизведение инвертированного сигнала на втором приемном терминале; и
устройство восстановления потока данных, в котором каждый из таких приемных терминалов соединен с устройством восстановления потока данных так, чтобы полученный прямой сигнал и полученный инвертированный сигнал объединялись для выработки полученного потока данных;
где передающий аппарат сориентирован относительно приемного аппарата так, чтобы по крайней мере одна непроводящая среда разделяла передающий аппарат и приемный аппарат.
2. Система по п.1, где по крайней мере один из первого передающего терминала и второго передающего терминала меньше, чем по крайней мере один из первого приемного терминала или второго приемного терминала.
3. Способ для беспроводной передачи потока данных между передающим аппаратом и приемным аппаратом, осуществляемый с помощью системы по п.1, где передающий аппарат включает устройство подготовки сигнала, первый передающий терминал и второй передающий терминал, а приемный аппарат включает первый приемный терминал и второй приемный терминал, включающий
ориентацию передающего аппарата относительно приемного аппарата так, чтобы по крайней мере одна непроводящая среда разделяла первый и второй передающие терминалы от первого и второго приемных терминалов;
подачу потока данных на устройство подготовки сигнала, вырабатывающее прямой и инвертированный сигналы;
подачу прямого сигнала на первый передающий терминал, что приводит к созданию первого элек
тромагнитного поля, представляющего прямой сигнал; и
подачу инвертированного сигнала на второй передающий терминал, что приводит к созданию второго электромагнитного поля, представляющего инвертированный сигнал.
4. Способ по п.3, где также до подачи по крайней мере на один из терминалов - первый передающий терминал и второй передающий терминал, выполняют усиление по крайней мере одного из двух сигналов - прямого и инвертированного сигнала.
5. Способ по п.4, где также до подачи по крайней мере на один из терминалов - первый передающий терминал и второй передающий терминал, выполняют фильтрацию по крайней мере одного из двух сигналов - прямого и инвертированного сигнала.
6. Способ беспроводного приема сигнала, осуществляемый с помощью системы по п.1, включающий
обнаружение первого электромагнитного поля на первом приемном терминале, что вызывает воспроизведение полученного прямого сигнала на первом приемном терминале;
обнаружение второго электромагнитного поля на втором приемном терминале, что вызывает воспроизведение полученного инвертированного сигнала на втором приемном терминале; и
объединение полученного прямого сигнала и полученного инвертированного сигнала для выработки полученного потока данных.
7. Способ по п.6, где также до объединения полученного прямого сигнала и полученного инвертированного сигнала выполняют усиление по крайней мере одного из двух сигналов - полученного прямого и полученного инвертированного сигнала.
8. Способ по п.7, где также до объединения полученного прямого сигнала и полученного инвертированного сигнала выполняют фильтрацию по крайней мере одного из двух сигналов - полученного прямого и полученного инвертированного сигнала.
9. Способ по п.6, где также включена защита одного или большего количества компонентов приемного аппарата от определенных уровней напряжения, которые могут нанести вред одному или большему количеству компонентов приемного аппарата.
10. Способ по п.6, где включена защита одного или большего количества компонентов приемного аппарата от определенных уровней тока, которые могут нанести вред одному или большему количеству компонентов приемного аппарата.
11. Передающий аппарат для беспроводной передачи потока данных, являющийся частью системы по п.1, включающий
устройство подготовки сигнала, соединенное с потоком данных и выполненное с возможностью выработки прямого сигнала и инвертированного сигнала;
первый передающий терминал, соединенный с устройством подготовки сигнала так, чтобы первый передающий терминал создавал электромагнитное поле, представляющее прямой сигнал; и
второй передающий терминал, разделенный в пространстве от первого передающего терминала и соединенный с устройством подготовки сигнала так, чтобы второй передающий терминал создавал электромагнитное поле, представляющее инвертированный сигнал.
12. Передающий аппарат по п.11, где также включен по крайней мере один усилитель так, чтобы по крайней мере один из двух сигналов - прямой сигнал и инвертированный сигнал усиливался до получения его по крайней мере одним из терминалов - первым передающим терминалом и вторым передающим терминалом.
13. Передающий аппарат по п.11, где также включен по крайней мере один фильтр так, чтобы по крайней мере один из двух сигналов - прямой сигнал и инвертированный сигнал фильтровался до получения его по крайней мере одним из терминалов - первым передающим терминалом и вторым передающим терминалом.
14. Передающий аппарат по п.11, где устройство подготовки сигнала включает дупликатор.
15. Передающий аппарат по п.14, где устройство подготовки сигнала также включает кодирующее устройство так, чтобы поток данных кодировался до получения его дупликатором.
16. Передающий аппарат по п.15, где кодирующее устройство является устройством физического кодирования.
17. Передающий аппарат по п.11, где устройство подготовки сигнала включает первый блок обработки сигнала, соединенный по крайней мере с двумя цифроаналоговыми преобразователями.
18. Передающий аппарат по п.17, где первый блок обработки сигнала настроен на кодирование потока данных.
19. Передающий аппарат по п.18, где первый блок обработки сигнала способен физически кодировать поток данных.
20. Приемный аппарат для беспроводного получения двух электромагнитных сигналов для выработки полученного потока данных, являющийся частью системы по п.1, включающий
первый приемный терминал, способный обнаруживать первое электромагнитное поле, что вызывает воспроизведение полученного прямого сигнала на первом приемном терминале;
второй приемный терминал, способный обнаруживать второе электромагнитное поле, что вызывает
воспроизведение полученного инвертированного сигнала на втором приемном терминале;
устройство восстановления потока данных, где каждый из таких приемных терминалов соединен с устройством восстановления потока данных так, чтобы полученный прямой сигнал и полученный инвертированный сигнал объединялись для выработки полученного потока данных.
21. Приемный аппарат по п.20, где также включен по крайней мере один усилитель так, чтобы до получения восстановителем потока данных усиливался по крайней мере один из двух сигналов - полученный прямой сигнал и полученный инвертированный сигнал.
22. Приемный аппарат по п.21, где также включен по крайней мере один фильтр так, чтобы до получения восстановителем потока данных фильтровался по крайней мере один из двух сигналов - полученный прямой сигнал и полученный инвертированный сигнал.
23. Приемный аппарат по п.20, где также включена по крайней мере одна система защиты так, чтобы один или большее количество компонентов приемного аппарата были защищены от определенных уровней напряжения, которые могут нанести вред одному или большему количеству компонентов приемного аппарата.
24. Приемный аппарат по п.20, где также включена по крайней мере одна система защиты так, чтобы один или большее количество компонентов приемного аппарата были защищены от определенных уровней тока, которые могут нанести вред одному или большему количеству компонентов приемного аппарата.
25. Приемный аппарат по п.20, где устройство восстановления потока данных включает схему сравнения сигналов.
26. Приемный аппарат по п.25, где устройство восстановления потока данных также включает декодер так, чтобы декодировать полученный поток данных.
27. Приемный аппарат по п.26, где декодер является физическим декодером.
28. Приемный аппарат по п.20, где устройство восстановления потока данных включает второй блок обработки сигнала, соединенный по крайней мере с двумя цифроаналоговыми преобразователями.
29. Приемный аппарат по п.28, где второй блок обработки сигнала имеет возможность декодирования для выработки полученного потока данных.
30. Приемный аппарат по п.29, где второй блок обработки сигнала имеет возможность физического декодирования для выработки полученного потока данных.
21.
21.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
025756
- 1 -
025756
- 1 -
025756
- 1 -
025756
- 1 -
025756
- 1 -
025756
- 4 -
025756
- 12 -
025756
- 13 -
|
