壓縮封包的發送裝置與接收裝置與其發送方法及接收方法
2023-05-21 05:51:06
壓縮封包的發送裝置與接收裝置與其發送方法及接收方法
【專利摘要】一種壓縮封包的發送裝置與接收裝置與其發送方法及接收方法。發送裝置包括無線模塊及處理單元。處理單元操作用以建立一壓縮封包及控制無線模塊將壓縮封包傳輸至一外部接收裝置。壓縮封包包括數據定義頭區及數據點儲存區，其中數據點儲存區包括數個數據位，該些數據位儲存有數個數據點，該些數據點連續地寫入於該些數據位內，而數據定義頭區紀錄各數據點的單位位數及該些數據位的總位數。
【專利說明】壓縮封包的發送裝置與接收裝置與其發送方法及接收方法
【技術領域】
[0001]本發明是有關於一種壓縮封包的發送裝置與接收裝置與其發送方法及接收方法，且特別是有關於一種可縮短封包長度的壓縮封包的發送裝置與接收裝置與其發送方法及接收方法。
[0002]發明背景
[0003]由於無線通訊的發展，愈來愈多的數據被封包成符合所採用的通訊協議的封包，然後依據無線通訊協議傳輸於二無線裝置之間。然而，當封包的長度愈長時，在處理封包上就會愈耗電。因此，如何發展出可節省電力的建立封包方法，是本發明【技術領域】業者努力的方向之一。
【發明內容】
[0004]本發明有關於一種壓縮封包的發送裝置與接收裝置與其發送方法及接收方法，可節省處理壓縮封包的耗電。
[0005]根據本發明，提出一種壓縮封包的發送裝置。發送裝置包括一無線模塊及一處理單元。處理單元操作用以建立一壓縮封包及控制無線模塊將壓縮封包傳輸至一外部接收裝置。壓縮封包包括一數據定義頭區及一數據點儲存區，其中數據點儲存區包括數個數據位，該些數據位儲存有數個數據點，該些數據點連續地寫入於該些數據位內，而數據定義頭區紀錄各數據點的一單位位數及該些數據位的一總位數。
[0006]根據本發明，提出一種壓縮封包的接收裝置。接收裝置包括一無線模塊及一處理單元。處理單元操作用以控制該無線模塊接收一壓縮封包，其中壓縮封包包括一數據定義頭區及一數據點儲存區,其中數據點儲存區包括數個數據位,該些數據位儲存有數個數據點，該些數據點連續地寫入於該些數據位內，而數據定義頭區紀錄各數據點的一單位位數該些數據位的一總位數；以及，讀取該數據定義頭區內的該單位位數及該總位數，且依據該單位位數及該總位數，解壓縮該壓縮封包，以擷取該些數據點。
[0007]根據本發明，提出一種壓縮封包的發送方法。封包傳送方法包括以下步驟。於一發送裝置建立一壓縮封包，壓縮封包包括一數據定義頭區及一數據點儲存區，其中數據點儲存區包括數個數據位，該些數據位儲存有數個數據點，該些數據點連續地寫入於該些數據位內，而數據定義頭區紀錄各數據點的一單位位數及該些數據位的一總位數；以及，傳輸壓縮封包至一接收裝置。
[0008]根據本發明，提出一種壓縮封包的接收方法。封包接受方法包括以下步驟。接收一壓縮封包，其中壓縮封包包括一數據定義頭區及一數據點儲存區，數據點儲存區包括數個數據位，該些數據位寫入有數個數據點，該些數據點連續地寫入於該些數據位內，而數據定義頭區紀錄各數據點的一單位位數及該些數據位的一總位數；讀取數據定義頭區內的單位位數及總位數；以及，依據單位位數及總位數，解壓縮壓縮封包，以擷取該些數據點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1繪示依照本發明一實施例的發送裝置與接收裝置的功能方塊圖。
[0010]圖2A繪示依照本發明一實施例的壓縮封包的示意圖。
[0011]圖2B繪示圖2A的負載數據區的示意圖。
[0012]圖3繪示依照本發明另一實施例的負載數據區的示意圖。
【具體實施方式】
[0013]為讓本發明的上述內容能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
[0014]請參照圖1，其繪示依照本發明一實施例的發送裝置與接收裝置的功能方塊圖。發送裝置100可以是具有無線通訊功能的感測組件，其可感知一生物體的生理訊息，例如是心跳變化、體溫變化或其它生物訊息。本發明實施例以心跳感測組件為例說明。
[0015]發送裝置100包括電源110、感知器120、處理單元130、無線模塊140、天線150及儲存單元160。電源110例如是內建電池，其提供足夠電力給感知器120、處理單元130及無線模塊140，使其可正常工作。
[0016]感知器120例如是心電感知器(EKG sensor)，其包含二電極121。此二電極121接觸人體，與人體構成一電氣迴路，以感測人體心跳的微電壓變化。感知器120將此微電壓變化放大成模擬電壓信號。處理單元130將模擬電壓信號轉換成數字電壓信號，並將其壓縮成壓縮封包P1，然後透過無線模塊140及天線150傳送壓縮封包Pl給外部接收裝置200。儲存單元160例如是內存，其可儲存已從發送裝置100發送出去的歷史壓縮封包P1。
[0017]實際工作上，感知器120可持續地感知心跳，處理單元130持續地建立壓縮封包Pl並控制無線模塊140持續地傳送給接收裝置200，使觀察者可從接收裝置200上觀察人體持續性的心跳變化。
[0018]處理單元130例如是單晶片控制器(Single-Chip Microcomputer),又稱微控制器(Microcontroller),其是把中央處理器、內存、定時/計數器(Timer/Counter)、各種輸入輸出接口等都整合在一塊集成電路晶片上的微型計算機。本發明實施例對處理單元130的種類不加以限制，只要是可完成本發明實施例的功能的集成電路、晶片、控制器、處理器及/或電路模塊等，皆可作為本發明實施例的處理單元130。
[0019]無線模塊140例如是藍牙模塊、Wifi模塊或其它各種具有無線通訊功能的模塊。
[0020]在發送裝置100傳送壓縮封包Pl給接收裝置200前，處理單元130控制無線模塊140建立發送裝置100與接收裝置200之間的無線聯機。此無線聯機可由發送裝置100與接收裝置200之一者向發送裝置100與接收裝置200之另一者提出要求後，再由發送裝置100與接收裝置200建立彼此間的無線聯機。此無線聯機例如是藍牙通訊協議、Wifi通訊協議或其它任何無線通訊協議，而壓縮封包Pi的結構符合所採用的通訊協議的格式。
[0021]接收裝置200例如是具有無線通訊功能的電子裝置，如手機、筆記型計算機、心電圖機或其它合適的可攜式電子裝置。接收裝置200包括天線210、無線模塊220、處理單元230、顯示屏幕240及儲存單元250。無線模塊220透過天線210接收來自於發送裝置100的壓縮封包Pl。無線模塊220例如是藍芽模塊、Wifi模塊或其它各種具有無線通訊功能的模塊。處理單元230將接收的壓縮封包Pl解壓縮，以獲得壓縮封包Pl內的數字電壓信號並將其儲存於儲存單元250內且以心電圖(electrocard1gram, ECG)型式顯示在顯示屏幕240上。如此一來，可從接收裝置200上觀察人體的心跳變化是否正常。
[0022]處理單元230例如是單晶片控制器(Single-Chip Microcomputer),又稱微控制器(Microcontroller),其是把中央處理器、內存、定時/計數器(Timer/Counter)、各種輸入輸出接口等都整合在一塊集成電路晶片上的微型計算機。本發明實施例對處理單元230的種類不加以限制，只要是可完成本發明實施例的功能的集成電路、晶片、控制器、處理器及/或電路模塊等，皆可作為本發明實施例的處理單元230。
[0023]本實施例的發送裝置100以有效率的壓縮方式建立壓縮封包P1，因此可節省發送裝置100及接收裝置200在處理壓縮封包Pl過程中的消耗頻寬及電力。以下是詳細說明。
[0024]請參照圖2A，其繪示依照本發明一實施例的壓縮封包的示意圖。壓縮封包Pl例如是符合藍牙通訊協議的封包，其包括8位的前言(preamble) Pll、32位的信道地址(access address)P12、協議數據單兀(protocol data unit)P13 及一循環冗餘碼(cyclicredundancy code, CRC) P14。
[0025]前言Pll用以進行無線同步化(rad1 synchronizat1n)。信道地址P12用以識別二裝置間的物理連結關係(physical connect1n)。信道地址P12是一偽隨機(pseudo-random)的32位數值,其由發送裝置100於一連結建立階段(connect1n setupphase)所產生。協議數據單元P13攜帶文件頭區(header) P131及負載數據區(payloaddata)P132。循環冗餘碼P14用以確保協議數據單元P13的正確性。
[0026]請參照圖2B，其繪示圖2A的負載數據區的示意圖。本實施例中，負載數據區P132包括數據定義頭區P1321、數據點儲存區P1322、計次區P1323及數據定義尾區P1324。
[0027]數據定義頭區P1321的長度例如是8位或其它數值範圍，其紀錄各數據點SI的單位位數η及所有數據位BI的總位數m，以提供接收裝置200接收到壓縮封包Pl後的解壓縮參考。
[0028]數據點儲存區P1322包括數個數據位BI，上述數據點SI連續地寫入於數據點儲存區P1322的數據位BI內，即所有數據位BI都寫入有數據點SI的二進位值。詳細來說，處理單兀130於一時間區間T內，對來自於感知器120的模擬電壓信號(心跳電氣信號)取樣N次，然後轉換成N筆數字電壓信號(即N筆數據點SI )，如此可在時間區間T內取得N筆數據點SI，其中時間區間T可以是任意時間值，而N是大於I的正整數。然後，處理單元130將該些數據點SI中的P筆數據點連續地寫入於數據點儲存區P1322內，其中P的值小於或等於N。
[0029]本實施例中，數據點SI的單位位數η是以10位為例，而數據位BI的總位數m是以40為例說明。因此，如下式(I)，剛好可寫入4筆的數據點SI於數據位BI內，其為整數筆數據點SI。
[0030]m=nXp......................................................(I)
[0031]也就是說，數據點儲存區P1322內的所有數據位BI皆寫入數據點SI的二進位值，因此不會有虛設的數據位BI。如此一來，發送裝置100及接收裝置200在處理(傳送、接收、壓縮及/或解壓縮)壓縮封包Pl上可節省電力。
[0032]雖然本實施例的數據點SI的單位位數η是以10位為例，而數據位BI的總位數m是以40為例說明，然此數值非用以限制本發明實施例。另一實施例中，單位位數η及總位數m可以是大於I的任意正整數,如5位、12位或15位。當單位位數η的值愈大,表示數據點Si的解析度愈高。
[0033]在傳統的封包建立方法中，儲存一筆10位的數據點需要消耗16位(2Bytes)的空間，其中10個位空間寫入數據點的二進位值，剩下的6個位空間成為虛設位。以寫入4筆數據點為例，傳統的封包建立方法需配置64位數(SBytes)的數據負載。反觀本發明實施例，在儲存相同比數的數據點SI下，僅需要40個位數的數據負載。相較於傳統的封包建立方法，本發明實施例的封包壓縮可節省0.375(計算式:(64-40)/64=0.375)的數據負載長度，等同於可節省約37.5%的電力。在此設計下，即使提高數據點SI的解析度(例如，增加單位位數η的值)，本發明實施例的壓縮封包方法相較於傳統的封包建立方法仍較省電。
[0034]在寫入數據點SI於數據點儲存區Ρ1322過程中，處理單元130可判斷是否已完成數據點儲存區Ρ1322的寫入。其中一種判斷方法是，處理單元130填入第i筆數據點SI後，便可得知已完成i Xn個位的寫入。當處理單元130判斷i Xn等於m時，表示已完成所有數據點SI的寫入。另一種判斷方法是，處理單元130填入第i筆數據點SI後，累加i的值(i=i+l)，當i=P時，便可得知已完成P筆數據點SI的寫入。
[0035]計次區P1323的長度例如是8位或其它數值範圍，其記錄壓縮封包Pl的發送次序。當所有數據點SI都寫入於數據點儲存區P1322後，處理單元130累加發送次序的數值。舉例來說，若上個壓縮封包Pl是第j個封包，其中j是任意正整數，那上個壓縮封包Pl的計次區P1323的值是j ;本次的壓縮封包Pl是第j+Ι個封包，則本次壓縮封包Pl的計次區P1323的值累加至以此類推。在完成數據點SI及發送次序的寫入後，處理單元130控制無線模塊140將壓縮封包Pl傳送給接收裝置200。
[0036]另一實施例中，亦可省略計次區P1323，如此可縮短壓縮封包Pl的長度，使發送裝置100及接收裝置200在處理壓縮封包Pl的過程中更省電。
[0037]當處理單元130成功建立壓縮封包Pl後，可清除配置給壓縮封包的內存地址；或者，下個建立的壓縮封包Pl直接覆寫於原配置的內存地址中。
[0038]接收裝置200在接收壓縮封包Pl後，讀取數據定義頭區P1321內的單位位數η及總位數m ;然後，依據單位位數η及總位數m，解壓縮壓縮封包Pl，以擷取P筆數據點SI。一實施例中，處理單元130切割數據點儲存區P1322的第(1-1) Xn+1至i Xn個位數，以取得第i筆數據點SI ;當處理單元130切割到數據定義尾區P1324時，表示已取得全部的數據點SI。另一實施例中，處理單元130切割數據點儲存區P1322的第(i_l) Xn+1至i Xn個位數，以取得第i筆數據點SI，其中i的初始值為1，每取得一筆數據點SI後便累加1(即i=i+l);當i的值累加至P時，表示已取得全部的P筆數據點SI ;在此設計下，可省略數據定義尾區P1324。
[0039]此外，接收裝置200的處理單元230可檢查本次接收到的壓縮封包Pl的發送次序(紀錄於計次區P1323內)與上次接收到的壓縮封包Pl的發送次序是否為連續正整數；若不連續，表示接收裝置200漏接到遺漏的壓縮封包Pl，接收裝置200可選擇性地要求發送裝置100重送遺漏的壓縮封包P1，或忽略此遺漏壓縮封包P1。當發送裝置100接收到接收裝置200的重送要求時，可以從儲存單元160搜尋此遺漏的壓縮封包Pl，然後重送此遺漏的壓縮封包Pl給接收裝置200。
[0040]請參照圖3，其繪示依照本發明另一實施例的負載數據區的示意圖。本實施例中，如下式(2)所示，數據點儲存區P1322的數據位BI的總位數m大於數據點SI的筆數p與數據點SI的單位位數η的乘積。因此，在完成所有數據點SI的寫入後，數據點儲存區Ρ1322會餘留m-nXp個虛設的數據位BI』。
[0041]m>nXp......................................................(2)
[0042]舉例來說，數據位BI的總位數m是以144，而數據點SI的單位位數η是以10為例而言，數據點儲存區Ρ1322內可填入的14筆數據點SI (計算式:m/n=14...4),並餘留4個(計算式:m-nXp)虛設數據位BI』。該些虛設數據位BI』位於數據點儲存區P1322的數據點SI與計次區P1323之間。即使本實施例的數據點儲存區P1322會餘留虛設數據位BI，然由於數據點SI的二進位值連續地寫入數據位BI內，故仍可有效縮短壓縮封包Pl的長度，相較於傳統封包建立方法而言仍較省電。
[0043]在接收裝置200接收壓縮封包Pl後，其處理單元230切割數據點儲存區P1322的第(1-1) Xn+1至i Xn個位數，以取得第i筆數據點SI，其中i的初始值為1，每取得一筆數據點SI後便累加I (即i=i+l);當i的值累加至P時，表示已取得P筆數據點SI ;在此設計下，可選擇性省略數據定義尾區P1324。
[0044]綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬【技術領域】中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾。因此，本發明的保護範圍當視後附的權利要求為準。
【權利要求】
1.一種發送裝置，包括: 無線模塊；以及 處理單元，操作用以: 建立壓縮封包，該壓縮封包包括數據定義頭區及數據點儲存區，其中該數據點儲存區包括複數個數據位，該些數據位儲存有複數個數據點，該些數據點連續地寫入於該些數據位內，而該數據定義頭區紀錄各該數據點的單位位數及該些數據位的總位數；以及 控制該無線模塊將該壓縮封包傳輸至外部接收裝置。
2.如權利要求1所述的發送裝置，其特徵在於，該壓縮封包包括計次區，該計次區紀錄該壓縮封包的發送次序；該處理單元更用以連續地寫入該些數據點於該些數據位內、判斷是否全部的數據點都已寫入於該些數據位內，以及若全部的數據點都已寫入於該些數據位內，則累加該發送次序的數值。
3.如權利要求1所述的發送裝置，其特徵在於，該些數據位的該總位數等於各該數據點的該單位位數與該些數據點的數量的乘積。
4.如權利要求1所述的發送裝置，其特徵在於，該些數據位的該總位數大於各該數據點的該單位位數與該些數據點的數量的乘積。
5.一種接收裝置，包括: 無線模塊；以及 處理單元，操作用以: 控制該無線模塊接收壓縮封包，其中該壓縮封包包括數據定義頭區及數據點儲存區，其中該數據點儲存區包括複數個數據位，該些數據位儲存有複數個數據點，該些數據點連續地寫入於該些數據位內，而該數據定義頭區紀錄各該數據點的單位位數該些數據位的總位數；以及 讀取該數據定義頭區內的該單位位數及該總位數，且依據該單位位數及該總位數，解壓縮該壓縮封包，以擷取該些數據點。
6.如權利要求5所述的接收裝置，其特徵在於，該壓縮封包包括計次區，該計次區紀錄該壓縮封包的發送次序；該處理單元更用以檢查該壓縮封包的該發送次序與上次接收的該壓縮封包的該發送次序是否連續，以及若該壓縮封包的該發送次序與上次接收的該壓縮封包的該發送次序不連續，該處理單元要求該發送裝置重送該壓縮封包與上次接收的該壓縮封包之間遺失的該壓縮封包。
7.—種傳送方法,包括: 於發送裝置建立壓縮封包，該壓縮封包包括數據定義頭區及數據點儲存區，其中該數據點儲存區包括複數個數據位，該些數據位儲存有複數個數據點，該些數據點連續地寫入於該些數據位內，而該數據定義頭區紀錄各該數據點的單位位數及該些數據位的總位數；以及 傳輸該壓縮封包至接收裝置。
8.如權利要求7所述的封包傳送方法，其特徵在於，於該發送裝置建立該壓縮封包的步驟中，該壓縮封包包括計次區，該計次區紀錄該壓縮封包的發送次序，且更包括: 連續地寫入該些數據點於該些數據位內； 判斷是否全部的數據點都已寫入於該些數據位內； 若全部的數據點都已寫入於該些數據位內，則累加該發送次序的數值。
9.如權利要求7所述的封包傳送方法，其特徵在於，各該數據點與生物生理訊息有關的電壓信號。
10.一種封包接收方法，包括: 接收壓縮封包，其中該壓縮封包包括數據定義頭區及數據點儲存區，其中該數據點儲存區包括複數個數據位，該些數據位寫入有複數個數據點，該些數據點連續地寫入於該些數據位內，而該數據定義頭區紀錄各該數據點的單位位數及該些數據位的總位數； 讀取該數據定義頭區內的該單位位數及該總位數；以及 依據該單位位數及該總位數，解壓縮該壓縮封包，以擷取該些數據點。
11.如權利要求10所述的封包接收方法，其特徵在於，該壓縮封包包括計次區，該計次區紀錄該壓縮封包的發送次序； 該封包接收方法更包括: 檢查該壓縮封包的該發送次序與上次接收的該壓縮封包的該發送次序是否連續；以及若該壓縮封包的該發送次序與上次接收的該壓縮封包的該發送次序不連續，該接收裝置要求重送該壓縮封包與上次接收的該壓縮封包之間遺失的該壓縮封包。
【文檔編號】H04W52/02GK104519525SQ201310464307
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年9月30日 優先權日:2013年9月30日
【發明者】吳宗達 申請人:日月光半導體製造股份有限公司