CN108155971B - 数据传输处理方法及食管pH值检测系统数据传输装置 - Google Patents
数据传输处理方法及食管pH值检测系统数据传输装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提出了一种数据传输处理方法及食管pH值检测系统数据传输装置,该方法为获取待发送的原始数据，将原始数据转换成离散数字信号S；对离散数字信号S进行累加，并将累加值保存为校验和；将离散数字信号S与校验和进行纠错编码，得到编码后数据帧S1；将编码后数据帧S1添加同步帧头、调制后发送到数据接收端；数据接收端接收到编码后数据帧S1后，判断校验和是否正确，如正确则不需要纠错，如不正确，则数据接收端对编码后数据帧S1进行纠错解码，得到解码后数据列S2，再次判断校验和是否正确，如果正确，则纠错成功；如果不正确，则丢弃编码后数据帧S1。该方法降低数据的误码率，提高数据无线传输可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及数据传输领域，具体涉及一种数据传输处理方法及食管pH值检测系统数据传输装置。
背景技术
近年来胃食管反流病(GERD)的发病率逐渐提高，是消化内科的常见病、多发病，主要症状为反酸、烧心及胸骨后疼痛。食管pH值监测可了解食管内pH值的动态变化，是诊断是否存在胃食管反流的定性和定量的检测方法。传统导管式的pH值监测方法令患者感觉不适，从而减少引起酸反流的日常活动，增加假阴性率。食管无线pH值检测的装置似胶囊大小，固定于食管上，无需携带导管，其安全性及耐受性已被大量研究证实。
pH值无线检测系统由两部分组成：pH胶囊与记录仪，可以连续监测食道内pH值的变化。pH胶囊传感器检测体内酸碱度数据以无线信号方式实时传送到体外携带的数据记录仪进行存储记录，医生利用软件分析数据记录仪所记录的pH数据，了解食道pH值变化的情况，对消化道病情做出判断。然而数据通过无线传输易出现同频段干扰或波形畸变，导致记录仪接收到的数据误码率较高，可靠性降低，影响医护人员对病人胃食管反流病的诊断效果。
发明内容
为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种传输可靠性高的数据传输处理方法及食管pH值检测系统数据传输装置。
为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种数据传输处理方法，包括以下步骤：
步骤一，获取待发送的原始数据，将原始数据转换成离散数字信号S；
步骤二，对离散数字信号S进行累加，并将累加值保存为校验和；
步骤三，将离散数字信号S与校验和进行纠错编码，得到编码后数据帧S1；
步骤四，将编码后数据帧S1添加同步帧头、调制后发送到数据接收端；
步骤五，数据接收端接收到编码后数据帧S1后，首先判断校验和是否正确，如果正确，则编码后数据帧S1不需要纠错；如不正确，说明编码后数据帧S1存在错误，转到步骤六；
步骤六，数据接收端对编码后数据帧S1进行纠错解码，得到解码后数据列S2。
步骤七，再次判断校验和是否正确，如果正确，则纠错成功；如果不正确，则丢弃编码后数据帧S1。
本方法通过对传输数据同时加入纠错编译码与校验和的方式，降低数据的误码率，提高数据无线传输可靠性。该方法可用于多种领域，特别如食管无线pH值检测系统数据传输领域，可提高pH传输数据的可靠性，增强胃食管反流病的诊断效果。
优选的，所述纠错编码采用FEC前向纠错编码。
进一步的，所述步骤三中在选择纠错编码时，设离散数据信号S的数据位长度为L,校验和长度为N,帧头长度为P,编码冗余数据长度为R，pH胶囊电池容量正常工作下能够支撑的数据帧的最大字节长度为M；pH数据传输过程的纠错率不得小于规定概率A；
则需满足该条件：R<M-L-N-P；其中，L＝[T/t*a/8]，t为传感器采集1个pH数据所用时间，a为一个pH数据的位数，T为一帧数据发送周期；
任意选择一种纠错编码类型，假设选用的纠错码编码前位数为k，纠错码编码后位数为n，冗余数据位数为r,纠错位数为y，则编码冗余数据长度R＝[[(L+N)*8/k]*r/8]<M-L-N-P，y/n>＝A；
根据k、r、y所满足的所选纠错编码类型对应的编码前位数、纠错码编码后位数、冗余数据位数和纠错位数之间的计算关系，以及纠错码编码后位数n＝纠错码编码前位数k+冗余数据位r，且取编码冗余数据长度R最小值或者取y/n的最大值，从而得到纠错码编码前位数k、纠错码编码后位数n和冗余数据位数r，选定纠错编码的码型；
或任意选用多种纠错编码，则
且R<M-L-N-P，
其中，x为纠错编码的类型种类数，ij为每种纠错码对应用到的次数，ij为自然数，j＝1,…x，kj为各种纠错编码编码前位数，rj为各种纠错编码的冗余位数,yj为各种纠错码的纠错位数，nj为各种纠错编码的编码后位数；
根据kj、rj、nj与yj所满足的所选纠错编码类型对应的编码前位数、冗余数据位、纠错码编码后位数和纠错位数之间的计算关系，以及纠错码编码后位数nj＝纠错码编码前位数kj+冗余数据位rj，取编码冗余数据长度R的最小值或者
的最大值，从而选定每个纠错编码的码型及每种码型对应用到的次数ij。
由于发送的数据位长度越长，耗电越快，反流症状检测必须满足一定的检测时间，采用该方案可选择到合适的纠错编码类型与码型，以便pH胶囊电池能完成对pH数据的传输。
本发明还提出了一种食管pH值检测系统数据传输装置，包括pH值胶囊和数据记录仪，所述pH值胶囊与数据记录仪之间采用无线通信连接，所述pH值胶囊包括编码器，所述数据记录仪包括译码器，所述编码器和译码器按上述的数据传输处理方法对pH值进行传输。这提高了pH传输数据的可靠性，增强胃食管反流病的诊断效果。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是发送端pH数据处理流程；
图2是接收端pH数据处理流程。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
如图1-图2所示，本发明提供了一种数据传输处理方法，包括以下步骤：
步骤一，获取待发送的原始数据，将原始数据转换成离散数字信号S。
步骤二，对离散数字信号S进行累加，并将累加值保存为校验和。
步骤三，将离散数字信号S与校验和进行纠错编码，得到编码后数据帧S1。纠错编码方法优选但不限于采用FEC向前纠错编码。
步骤四，将编码后数据帧S1添加同步帧头、调制后发送到数据接收端；
步骤五，数据接收端接收到编码后数据帧S1后，首先判断校验和是否正确，如果正确，则编码后数据帧S1不需要纠错；如不正确，说明编码后数据帧S1存在错误，转到步骤六；
步骤六，数据接收端对编码后数据帧S1进行纠错解码，得到解码后数据列S2。
步骤七，再次判断校验和是否正确，如果正确，则纠错成功；如果不正确，则丢弃编码后数据帧S1。
由于发送的数据位长度越长，耗电越快，反流症状检测必须满足一定的检测时间，因此对纠错编码的选择也是有要求的。
在具体选择纠错编码时，所述步骤三中在选择纠错编码时，设离散数据信号S的数据位长度为L,校验和长度为N,帧头长度为P,编码冗余数据长度为R，pH胶囊电池容量正常工作下能够支撑的数据帧的最大字节长度为M；pH数据传输过程的纠错率不得小于规定概率A。
则需满足该条件：R<M-L-N-P；其中，L＝[T/t*a/8]，t为传感器采集1个pH数据所用时间，a为一个pH数据的位数，T为一帧数据发送周期。
当任意选择一种纠错编码类型时，假设选用的纠错码编码前位数为k，纠错码编码后位数为n，冗余数据位数为r,纠错位数为y，则R＝[[(L+N)*8/k]*r/8]<M-L-N-P，y/n>＝A。
根据k、r、y所满足的所选纠错编码类型对应的编码前位数、纠错码编码后位数、冗余数据位数和纠错位数之间的计算关系，以及纠错码编码后位数n＝纠错码编码前位数k+冗余数据位r，且取编码冗余数据长度R最小值或者取y/n的最大值，从而得到纠错码编码前位数k、纠错码编码后位数n和冗余数据位数r，选定纠错编码的码型。
例如：
当选择汉明码时，则2r-1>＝r+k,n＝r+k,y＝1,即编码长度n中，错一位能够纠正过来，结合R＝[[(L+N)*8/k]*r/8]<M-L-N-P，y/n>＝A，由于M、L、N、P、A均为已知量，且取编码冗余数据长度R最小值或者取y/n的最大值，从而可得到纠错码编码后位数n、纠错码编码前位数k以及冗余数据位r，从而即得到了汉明码的码型。
当选择BCH码，则n＝2^m-1,r＝n-k<＝m*y，其中，m为大于3的任意正整数；结合R＝[[(L+N)*8/k]*r/8]<M-L-N-P，y/n>＝A，由于M、L、N、P、A均为已知量，且取编码冗余数据长度R最小值或者取y/n的最大值，从而可得到纠错码编码后位数n、纠错码编码前位数k以及冗余数据位r，从而即得到了BCH码的码型。
当任意选用多种纠错编码时，则
且R<M-L-N-P，
其中，x为纠错编码的类型种类数，ij为每种纠错码对应用到的次数，ij为自然数，j＝1,…x，kj为各种纠错编码编码前位数，rj为各种纠错编码的冗余位数,yj为各种纠错码的纠错位数，nj为各种纠错编码的编码后位数；
根据kj、rj、nj与yj所满足的所选纠错编码类型对应的编码前位数、冗余数据位、纠错码编码后位数和纠错位数之间的计算关系，以及纠错码编码后位数nj＝纠错码编码前位数kj+冗余数据位rj，取编码冗余数据长度R的最小值或者
的最大值，从而选定每个纠错编码的码型及每种码型对应用到的次数ij。
例如，同时选用两码型，BCH码和汉明码，则x＝2，j＝1,2,而由于汉明码满足2r 1-1>＝r1+k1,n1＝r1+k1,y1＝1,，BCH码满足n2＝2^m-1,r2＝n2-k2<＝m*y2，其中，m为大于3的任意正整数；结合
且R<M-L-N-P,
i1，i2为自然数，由于M、L、N、P、A均为已知量，取编码冗余数据长度R的最小值或者
的最大值，从而可得到纠错编码的编码后位数n1,n2；纠错编码的编码前位数k1,k2；冗余位数r1,r2,从而得到了纠错码的码型及每种码型对应用到的次数i1，i2。
本发明还提供了一种食管pH值检测系统数据传输装置，包括pH值胶囊和数据记录仪，所述pH值胶囊与数据记录仪之间采用无线通信连接，所述pH值胶囊包括编码器，所述数据记录仪包括译码器，所述编码器和译码器按上述的数据传输处理方法对pH值进行传输。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种数据传输处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，获取待发送的原始数据，将原始数据转换成离散数字信号S；
步骤二，对离散数字信号S进行累加，并将累加值保存为校验和；
步骤三，将离散数字信号S与校验和进行纠错编码，得到编码后数据帧S1；
步骤四，将编码后数据帧S1添加同步帧头、调制后发送到数据接收端；
步骤五，数据接收端接收到编码后数据帧S1后，首先判断校验和是否正确，如果正确，则编码后数据帧S1不需要纠错；如不正确，说明编码后数据帧S1存在错误，转到步骤六；
步骤六，数据接收端对编码后数据帧S1进行纠错解码，得到解码后数据列S2；
步骤七，再次判断校验和是否正确，如果正确，则纠错成功；如果不正确，则丢弃编码后数据帧S1；
所述步骤三中在选择纠错编码时，设离散数据信号S的数据位长度为L,校验和长度为N,帧头长度为P,编码冗余数据长度为R，pH胶囊电池容量正常工作下能够支撑的数据帧的最大字节长度为M；pH数据传输过程的纠错率不得小于规定概率A；
则需满足该条件：R<M-L-N-P；其中，L＝[T/t*a/8]，t为传感器采集1个pH数据所用时间，a为一个pH数据的位数，T为一帧数据发送周期；
任意选择一种纠错编码类型，假设选用的纠错码编码前位数为k，纠错码编码后位数为n，冗余数据位数为r,纠错位数为y，则编码冗余数据长度R＝[[(L+N)*8/k]*r/8]<M-L-N-P，y/n>＝A；
根据k、r、y所满足的所选纠错编码类型对应的编码前位数、纠错码编码后位数、冗余数据位数和纠错位数之间的计算关系，以及纠错码编码后位数n＝纠错码编码前位数k+冗余数据位r，且取编码冗余数据长度R最小值或者取y/n的最大值，从而得到纠错码编码前位数k、纠错码编码后位数n和冗余数据位数r，选定纠错编码的码型；
或任意选用多种纠错编码，则编码冗余数据长度
且R<M-L-N-P，
其中，x为纠错编码的类型种类数，ij为每种纠错码对应用到的次数，ij为自然数，j＝1,…x，kj为各种纠错编码编码前位数，rj为各种纠错编码的冗余位数,yj为各种纠错码的纠错位数，nj为各种纠错编码的编码后位数；
根据kj、rj、nj与yj所满足的所选纠错编码类型对应的编码前位数、冗余数据位、纠错码编码后位数和纠错位数之间的计算关系，以及纠错码编码后位数nj＝纠错码编码前位数kj+冗余数据位rj，取编码冗余数据长度R的最小值或者
的最大值，从而选定每个纠错编码的码型及每种码型对应用到的次数ij。
2.根据权利要求1所述的数据传输处理方法，其特征在于，所述纠错编码采用FEC前向纠错编码。
3.一种食管pH值检测系统数据传输装置，其特征在于，包括pH值胶囊和数据记录仪，所述pH值胶囊与数据记录仪之间采用无线通信连接，所述pH值胶囊包括编码器，所述数据记录仪包括译码器，所述编码器和译码器按权利要求1-2任一项所述的数据传输处理方法对pH值进行传输。
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