СПОСОБ ОРГАНИЗАЦИИ БЕСПРОВОДНОЙ КОМПЬЮТЕРНОЙ СЕТИ Российский патент 2018 года по МПК H04W84/12 H04W92/02 H04B10/00 G01H9/00 G06F15/16 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к компьютерной технике и может быть использовано для создания и организации работы беспроводной компьютерной сети.

Уровень техники

Из уровня техники известен стандарт для беспроводных компьютерных сетей, использующих видимый свет для передачи данных: IEEE 802.15.7-2011 - IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks - Part 15.7: Short-Range Wireless Optical Communication Using Visible Light (см.: URL: http://standards.ieee.org/about/get/802/802.15.html (дата обращения: 03.06.2016)). Этот стандарт описывает использование технологии передачи данных посредством видимого света (по-другому называемой технологией VLC (Visible Light Communication)) для организации беспроводных персональных сетей WPAN (Wireless Personal Area Network). При этом передачу данных по технологии VLC производят посредством модуляции с использованием изменения параметров излучения, производимого искусственными источниками видимого света.

Например, в патентном документе US 2013/0208184 A1 "Inter-device communications using visible light" (опубл. 15.08.2013) описывают способ обмена данными между устройствами посредством технологии VLC. При этом в канале связи, описанном в патентном документе US 2013/0208184 A1, в качестве передающего устройства используют дисплей, подключенный к компьютеру-источнику, и в качестве приемного устройства используют видеокамеру, подключенную к компьютеру-получателю электронного сообщения.

В статье "SINR-constrained joint scheduling and optimal resource allocation in VLC based WPAN system", Ratan Kumar Mondal, Nirzhar Saha, Nam-Tuan Le, Yeong Min Jang, - Wireless Personal Communications, Volume 78, Issue 4, pp. 1935-1951. Publisher: Springer US. October 2014. DOI: 10.1007/s11277-014-2054-y (см.: URL: http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs11277-014-2054-у (дата обращения: 03.06.2016)) описывают беспроводную персональную сеть, основанную на использовании технологии VLC.

В статье "Survey on optical camera communications: challenges and opportunities", Nirzhar Saha, Md Shareef Ifthekhar, Nam Tuan Le, Yeong Min Jang, - IET Optoelectronics, Volume 9, Issue 5, pp. 172-183. Publisher: IET. October 2015. DOI: 10.1049/iet-opt.2014.0151 (см.: URL: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/login.jsp?tp=&arnumber=7284721 (дата обращения: 03.06.2016)) описывают технологию ОСС (Optical Camera Communications), которая основана на технологии VLC и при использовании которой при передаче данных в качестве приемного устройства используют видеокамеру.

Технология VLC имеет недостаток, который заключается в том, что при передаче данных вне помещений, на ярком солнечном свете, происходит ухудшение качества сигнала. Для устранения этого недостатка используют специальное оборудование, например оптические фильтры (см.: "Experimental outdoor visible light data communication system using differential decision threshold with optical and color filters", Yong-Hyeon Kim, Yeon-Ho Chung, - Optical Engineering, Volume 54, Issue 4, 040501 (Apr. 09, 2015). DOI:10.1117/1.OE.54.4.040501, URL:http://opticalengineering.spiedigitallibrary.org/article.aspx?articleid=2272702 (дата обращения: 03.06.2016)).

В соответствии с определением канала связи (см.: "Теория электрической связи: Учебник для вузов". / Зюко А.Г., Кловский Д.Д. и др. - М.: Радио и связь, 1999. - 432 с., ISBN 5-256-01288-6) канал связи содержит:

1) физическую среду, посредством которой производят передачу сигналов от источника сообщений к получателю сообщений;

2) передающее устройство, преобразующее сообщение в сигнал;

3) приемное устройство, преобразующее сигнал в сообщение.

При этом при организации канала связи важным является способ модуляции, применяемый в этом канале связи при передаче сообщения по каналу связи.

Работу компьютерной сети организуют посредством организации работы каналов связи и узлов этой компьютерной сети. Осуществление работы узла компьютерной сети производят посредством использования оборудования узла компьютерной сети (по-другому называемого NNE (Network Node Equipment), см.: "Metro network utilizing 10-Gb/s directly modulated lasers and negative dispersion fiber", Ioannis Tomkos, Robert Hesse, Rich Vodhanel, Aleksandra Boskovic, - IEEE Phontonics technology letters, Volume 14, Issue 3, pp. 408-410. Publisher: IEEE. March 2002. DOI: 10.1109/68.986829, URL:http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?reload=true&arnumber=986829 (дата обращения: 03.06.2016)).

Оборудование узла компьютерной сети (NNE) содержит следующие устройства:

1) передающее устройство, через которое от компьютера передают электронное сообщение;

2) приемное устройство, через которое на компьютере получают электронное сообщение.

В документе: ГОСТ ИСО 5347-0-95. Вибрация. Методы калибровки датчиков вибрации и удара. - Введ. 1997-07-01. - М.: Издательство стандартов, 1996. - 28 с., описан стандарт, который устанавливает определение генератора вибрации в следующем виде: "Генератор вибрации - это любое устройство для создания и передачи контролируемого движения посадочной поверхности датчика". При этом контролируемые движения создают посредством осуществления работы генератора вибрации. При этом характеристики контролируемых движений определяются параметрами режимов работы генератора вибрации, например продолжительностью работы генератора вибрации, частотой колебательного движения, создаваемого и передаваемого генератором вибрации через его контактную поверхность.

Из уровня техники известно большое количество образцов генераторов вибрации. Например, в патентном документе US 2006/0082231 A1 "Vibration generator and electronic apparatus", Assignee: Sony Corporation (опубл. 20.04.2006), описан генератор вибрации, применяемый в электронном устройстве, в частности, например, в мобильном телефоне. Работой этого генератора вибрации управляют посредством передачи сигналов, представляющих параметры режима работы этого генератора вибрации, от электронного устройства к этому генератору вибрации.

В патентном документе US 7023326 В2 "Vibration apparatus for а mobile telecommunication terminal and method for controlling the same", Assignee: Samsung Electronics Co., Ltd. (опубл. 04.04.2006), описан генератор вибрации, посредством которого создают и передают контролируемые механические движения через контактную поверхность этого генератора вибрации. Этот генератор вибрации устанавливают в мобильное устройство связи с возможностью создавать и передавать колебательные механические движения с контролируемой частотой и с заданной продолжительность работы этого генератора вибрации через контактную поверхность этого генератора вибрации. При этом работой этого генератора вибрации управляют посредством передачи сигналов, представляющих параметры режимов работы генератора вибрации, этому генератору вибрации.

В патентном документе US 2006/0066164 A1 "Multi-mode vibration generator for communication terminal", Assignee: Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. (опубл. 30.03.2006), описан генератор вибрации, посредством которого создают и передают контролируемые механические движения через контактную поверхность этого генератора вибрации в соответствии с различными режимами его работы. При этом создают и передают контролируемые механические движения с различными параметрами.

Из уровня техники известен способ восстановления параметров звуковых сигналов, с помощью специальных программ, посредством осуществления видеозаписи вибрации объекта, не являющегося генератором вибрации, на который воздействуют звуковыми сигналами (см.: "The Visual Microphone: Passive Recovery of Sound from Video", Abe Davis, Michael Rubinstein, Neal Wadhwa, Gautham J. Mysore, Fredo Durand, William T. Freeman, - ACM Transactions on Graphics (Proceedings of ACM SIGGRAPH 2014), Volume 33, Issue 4, Article No. 79, July 2014. DOI: 10.1145/2601097.2601119. URL: http://dl.acm.org/citation.cfm?id=2601119 (дата обращения: 03.06.2016)). В указанном выше источнике информации описано, например, восстановление параметров звукового сигнала, содержащего речь, посредством осуществления видеозаписи вибрации листьев растения, на которые воздействуют звуковыми сигналами, содержащими речь. При этом в указанном выше документе не описан канал связи, в котором передачу электронного сообщения производят посредством видеозаписи контактной поверхности генератора вибрации, используемого в качестве передающего устройства и подключенного к компьютеру-источнику, и в котором в качестве приемного устройства используют видеокамеру, подключенную к компьютеру-получателю электронного сообщения.

Из уровня техники не известен способ организации беспроводной компьютерной сети, в каждом беспроводном канале связи которой передачу электронного сообщения производят посредством видеозаписи контактной поверхности генератора вибрации при осуществлении его работы, используемого в качестве передающего устройства и подключенного к компьютеру-источнику, и в качестве приемного устройства используют видеокамеру, подключенную к компьютеру-получателю электронного сообщения.

Раскрытие изобретения

Изобретением является новый способ организации беспроводной компьютерной сети. Каждый узел этой компьютерной сети содержит компьютер с подключенной видеокамерой и с подключенным генератором вибрации. При этом генератор вибрации, подключенный к одному узлу этой компьютерной сети, размещают с возможностью получения изображений контактной поверхности этого генератора вибрации видеокамерой, подключенной к другому узлу этой компьютерной сети. Каждый генератор вибрации наделяют возможностью создавать и передавать контролируемые механические движения его контактной поверхности посредством осуществления его работы в соответствии с задаваемыми параметрами режимов его работы. Каждый компьютер наделяют возможностью управлять работой подключенного к нему генератора вибрации посредством передачи параметров режимов работы этому генератору вибрации. Каждую видеокамеру, подключенную к компьютеру, настраивают, с помощью специальных программ, на получение изображений контактной поверхности генератора вибрации, подключенного к другому компьютеру, и на передачу изображений контактной поверхности генератора вибрации на подключенный к этой видеокамере компьютер при осуществлении работы этого генератора вибрации. Каждый компьютер, с помощью специальных программ, настраивают на получение изображений, передаваемых подключенной к нему видеокамерой, и на восстановление параметров механических движений контактной поверхности генератора вибрации, подключенного к другому компьютеру, по получаемым изображениям контактной поверхности этого генератора вибрации при осуществлении работы генератора вибрации.

Передачу электронных сообщений от одного узла к другому узлу этой компьютерной сети производят по беспроводным каналам связи, предназначенным для передачи электронных сообщений от компьютеров-источников к компьютерам-получателям.

Каждый беспроводной канал связи этой компьютерной сети организуют так, что к компьютеру-источнику подключают генератор вибрации, который настраивают на получение параметров режимов его работы от компьютера-источника и осуществление работы генератора вибрации в соответствии с получаемыми параметрами режимов его работы, к компьютеру-получателю подключают видеокамеру, при этом видеокамеру настраивают на получение изображений контактной поверхности генератора вибрации, подключенного к компьютеру-источнику, и на передачу изображений контактной поверхности этого генератора вибрации на подключенный к этой видеокамере компьютер-получатель.

Сначала передаваемое электронное сообщение кодируют, с помощью специальных программ, в виде конечной последовательности символов с использованием кода, удовлетворяющего условию однозначного декодирования. Полученную последовательность символов кодируют, с помощью специальных программ, в виде конечной последовательности параметров режимов работы генератора вибрации с использованием кода, удовлетворяющего условию однозначного декодирования. Затем конечную последовательность параметров режимов работы генератора вибрации передают генератору вибрации, подключенному к компьютеру-источнику. Затем создают и передают контролируемые механические движения контактной поверхности генератора вибрации посредством осуществления его работы в соответствии с переданной конечной последовательностью параметров режимов его работы.

Для получения передаваемого электронного сообщения к компьютеру-получателю подключают видеокамеру, предназначенную для получения изображений контактной поверхности генератора вибрации, подключенного к компьютеру-источнику. Затем видеокамеру, подключенную к компьютеру-получателю, настраивают на получение изображений контактной поверхности генератора вибрации, подключенного к компьютеру-источнику, и на передачу изображений контактной поверхности этого генератора вибрации на подключенный к этой видеокамере компьютер-получатель. Затем компьютер-получатель, с помощью специальных программ, переводят в режим получения изображений, передаваемых видеокамерой, подключенной к этому компьютеру-получателю. Затем на видеокамере получают изображения контактной поверхности генератора вибрации, подключенного к компьютеру-источнику, при осуществлении работы этого генератора вибрации в соответствии конечной последовательностью параметров режимов работы генератора вибрации, представляющей переданное электронное сообщению. На компьютере-получателе получают, с помощью специальных программ, изображения контактной поверхности генератора вибрации, подключенного к компьютеру-источнику, полученных видеокамерой при осуществлении работы этого генератора вибрации в соответствии с конечной последовательностью параметров режимов работы генератора вибрации, представляющей переданное электронное сообщение. Затем на компьютере-получателе, с помощью специальных программ, из полученных изображений восстанавливают параметры механических движений контактной поверхности генератора вибрации, подключенного к компьютеру-источнику, создаваемые посредством осуществления работы этого генератора вибрации. Из восстановленных параметров механических движений контактной поверхности генератора вибрации, подключенного к компьютеру-источнику, создаваемых посредством осуществления работы этого генератора вибрации, с помощью специальных программ, на компьютере-получателе получают конечную последовательность параметров режимов работы генератора вибрации. Полученную конечную последовательность параметров режимов работы генератора вибрации декодируют и получают конечную последовательность символов. Затем полученную конечную последовательность символов декодируют. В результате этого декодирования получают переданное электронное сообщение.

При этом существенным условием организации этой беспроводной компьютерной сети является то, что каждый узел этой беспроводной компьютерной сети наделяют возможностями через подключаемую к нему видеокамеру получать электронные сообщения от другого узла этой беспроводной компьютерной сети и через подключаемый к нему генератор вибрации передавать электронные сообщения другому узлу этой беспроводной компьютерной сети по беспроводным каналам связи этой компьютерной сети.

Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, является то, что в каждом беспроводном канале связи этой беспроводной компьютерной сети для передачи данных используется видимый свет и при этом не используется модуляция с использованием изменения параметров излучения, производимого искусственными источниками видимого света. Этот технический результат обеспечивается тем, что в качестве передающего устройства в каждом беспроводном канале связи этой беспроводной компьютерной сети, предназначенном для передачи электронного сообщения от компьютера-источника к компьютеру-получателю, используют генератор вибрации, подключенный к компьютеру-источнику, и в качестве приемного устройства используют видеокамеру, подключенную к компьютеру-получателю.

Осуществление изобретения

Изобретением является новый способ организации беспроводной компьютерной сети. Каждый узел этой компьютерной сети содержит компьютер с подключенной видеокамерой и с подключенным генератором вибрации. При этом генератор вибрации, подключенный к одному узлу этой компьютерной сети, размещают с возможностью получения изображений контактной поверхности этого генератора вибрации видеокамерой, подключенной к другому узлу этой компьютерной сети. При этом каждый генератор вибрации, предпочтительно, жестко прикрепляют к поверхности, на которой его размещают. В качестве примера генератора вибрации использован генератор вибрации, способный с контролируемой частотой создавать и передавать колебательные механические движения через его контактную поверхность. В качестве примера видеокамеры использована видеокамера, позволяющая получать видеозапись с частотой 30 кадров в секунду, с разрешением 1080×1920. Каждый генератор вибрации наделяют возможностью создавать и передавать контролируемые механические движения его контактной поверхности посредством осуществления его работы в соответствии с задаваемыми параметрами режимов его работы. Каждый компьютер наделяют возможностью управлять работой подключенного к нему генератора вибрации посредством передачи параметров режимов работы этому генератору вибрации. Каждую видеокамеру, подключенную к компьютеру, настраивают, с помощью специальных программ, на получение изображений контактной поверхности генератора вибрации, подключенного к другому компьютеру, и на передачу изображений контактной поверхности генератора вибрации на подключенный к этой видеокамере компьютер. Каждый компьютер, с помощью специальных программ, настраивают на получение изображений, передаваемых подключенной к нему видеокамерой, и на восстановление параметров механических движений контактной поверхности генератора вибрации, подключенного к другому компьютеру, по получаемым изображениям контактной поверхности этого генератора вибрации.

Передачу электронных сообщений от одного узла к другому узлу этой компьютерной сети производят по беспроводным каналам связи, предназначенным для передачи электронных сообщений от компьютеров-источников к компьютерам-получателям.

Каждый беспроводной канал связи этой компьютерной сети организуют так, что к компьютеру-источнику подключают генератор вибрации, который настраивают на получение параметров режимов его работы от компьютера-источника и осуществление работы генератора вибрации в соответствии с получаемыми параметрами режимов его работы, к компьютеру-получателю подключают видеокамеру, при этом видеокамеру настраивают на получение изображений контактной поверхности генератора вибрации, подключенного к компьютеру-источнику, и на передачу изображений контактной поверхности этого генератора вибрации на подключенный к этой видеокамере компьютер-получатель.

Затем организуют передачу электронных сообщений по беспроводному каналу связи от компьютера-источника к компьютеру-получателю. Для этого сначала передаваемое электронное сообщение кодируют в виде конечной последовательности символов с использованием кода, удовлетворяющего условию однозначного декодирования. В качестве примера такого кодирования использовано кодирование электронного сообщения в виде конечной последовательности символов, состоящей из нулей и единиц посредством записи его в виде двоичного файла, с помощью специальных программ, на устройстве хранения информации, подключенном к компьютеру-источнику. Затем полученную последовательность символов кодируют в виде конечной последовательности параметров режимов работы генератора вибрации с использованием кода, удовлетворяющего условию однозначного декодирования. В качестве примера такого кодирования каждому числу 0 ставят в соответствие упорядоченную пару чисел (7, 5), посредством которой задают параметры режима работы генератора вибрации и в которой первым числом 7 задают равную 7 Гц частоту колебательного движения, создаваемого и передаваемого генератором вибрации его контактной поверхности, и вторым числом 5 задают равную 5 секундам продолжительность работы генератора вибрации, соответствующую первому параметру этого режима работы генератора вибрации; каждому числу 1 ставят в соответствие упорядоченную пару чисел (12, 5), посредством которой задают параметры режима работы генератора вибрации и в которой первым числом 12 задают равную 12 Гц частоту колебательного движения, создаваемого и передаваемого генератором вибрации его контактной поверхности, и вторым числом 5 задают равную 5 секундам продолжительность работы генератора вибрации, соответствующую первому параметру этого режима работы генератора вибрации. Затем от компьютера-источника передают генератору вибрации полученную конечную последовательность параметров режимов работы генератора вибрации. Затем создают и передают контролируемые механические движения контактной поверхности генератора вибрации посредством осуществления работы генератора вибрации в соответствии с этой конечной последовательностью параметров режимов его работы.

Для получения передаваемого электронного сообщения к компьютеру-получателю подключают видеокамеру, предназначенную для получения изображений контактной поверхности генератора вибрации, подключенного к компьютеру-источнику. Затем видеокамеру, подключенную к компьютеру-получателю, настраивают, с помощью специальных программ, на получение изображений контактной поверхности генератора вибрации, подключенного к компьютеру-источнику, и на передачу изображений контактной поверхности этого генератора вибрации на подключенный к этой видеокамере компьютер-получатель. Затем компьютер-получатель, с помощью специальных программ, переводят в режим получения изображений, передаваемых видеокамерой, подключенной к этому компьютеру-получателю. Затем на видеокамере получают изображения контактной поверхности генератора вибрации, подключенного к компьютеру-источнику, при осуществлении работы этого генератора вибрации в соответствии конечной последовательностью параметров режимов работы генератора вибрации, представляющей переданное электронное сообщению. На компьютере-получателе получают, с помощью специальных программ, изображения контактной поверхности генератора вибрации, подключенного к компьютеру-источнику, полученных видеокамерой при осуществлении работы этого генератора вибрации в соответствии конечной последовательностью параметров режимов работы генератора вибрации, представляющей переданное электронное сообщение. Затем на компьютере-получателе, с помощью специальных программ, восстанавливают параметры механических движений, получаемых контактной поверхностью генератора вибрации при осуществлении работы генератора вибрации, подключенного к компьютеру-источнику. В качестве примера результатов восстановления параметров механических движений контактной поверхности генератора вибрации использована виброграмма. Из восстановленных параметров механических движений, получаемых контактной поверхностью генератора вибрации при осуществлении работы этого генератора вибрации, подключенного к компьютеру-источнику, с помощью специальных программ, восстанавливают конечную последовательность параметров режимов работы генератора вибрации. Восстановленную конечную последовательность параметров режимов работы генератора вибрации декодируют и получают конечную последовательность символов. Затем полученную конечную последовательность символов декодируют. В результате этого декодирования получают переданное электронное сообщение.

При этом существенным условием организации этой беспроводной компьютерной сети является то, что каждый узел этой беспроводной компьютерной сети наделяют возможностями через подключаемую к нему видеокамеру получать электронные сообщения от другого узла этой беспроводной компьютерной сети и через подключаемый к нему генератор вибрации передавать электронные сообщения другому узлу этой беспроводной компьютерной сети по беспроводным каналам связи этой компьютерной сети.

Изобретение относится к компьютерной технике и может быть использовано для создания и организации работы беспроводной компьютерной сети. Техническим результатом является то, что в каждом беспроводном канале связи этой беспроводной компьютерной сети для передачи данных используется видимый свет и при этом не используется модуляция с использованием изменения параметров излучения, производимого искусственными источниками видимого света. Результат достигается за счет того, что каждый узел компьютерной сети содержит компьютер с подключенной видеокамерой и с подключенным генератором вибрации, причем в качестве передающего устройства используется генератор вибрации, подключенный к компьютеру-источнику, а в качестве приемного устройства используют видеокамеру, подключенную к компьютеру-получателю.

Способ организации беспроводной компьютерной сети, заключающийся в том, что передачу электронных сообщений от одного узла к другому узлу этой компьютерной сети производят по беспроводному каналу связи, который организуют посредством подключения к компьютеру-источнику генератора вибрации, создания и передачи контролируемых механических движений контактной поверхности генератора вибрации посредством осуществления работы генератора вибрации в соответствии с получаемой от компьютера-источника конечной последовательностью параметров режимов работы генератора вибрации, представляющей передаваемое от компьютера-источника электронное сообщение, и посредством подключения к компьютеру-получателю видеокамеры, посредством которой получают изображения контактной поверхности генератора вибрации при осуществлении работы генератора вибрации, при этом на компьютере-получателе восстанавливают параметры механических движений контактной поверхности генератора вибрации по получаемым изображениям контактной поверхности генератора вибрации при осуществлении работы генератора вибрации и восстанавливают электронное сообщение по восстанавливаемым параметрам механических движений контактной поверхности генератора вибрации, при этом каждый узел этой компьютерной сети наделяют возможностями через подключаемую к нему видеокамеру получать электронные сообщения от другого узла этой компьютерной сети и через подключаемый к нему генератор вибрации передавать электронные сообщения другому узлу этой компьютерной сети по беспроводным каналам связи этой компьютерной сети.