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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität gemäß 35 USC 119(a) der
koreanischen Anmeldung Nr. 10-2001-0011207 , eingereicht am 8. Februar 2011, und der
koreanischen Anmeldung Nr. 10-2012-0006394 , eingereicht am 19. Januar 2012, beim koreanischen Patentamt, die hier durch Bezugnahme vollständig mit aufgenommen sind.
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HINTERGRUND
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Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf einen Sender, auf einen Empfänger und auf ein Verfahren dafür in einem Humanweg-Kommunikationssystem und insbesondere auf einen Sender, auf einen Empfänger und auf ein Verfahren dafür in einem Humanweg-Kommunikationssystem, die Daten durch Auswählen einer Kombination optimaler Empfangselektroden, wenn in dem Humanweg-Kommunikationssystem für ein Kapsel-Endoskop oder dergleichen zwei Sendeelektroden und mehrere Empfangselektroden verwendet werden, effizienter und stabiler senden und empfangen können.
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Ein Stand der Technik der vorliegenden Erfindung ist im
koreanischen Patent Nr. 0522132 (veröffentlicht am 10. Oktober 2005) offenbart.
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Es sind verschiedene Erfassungsvorrichtungen zum Erheben medizinischer Informationen aus dem Inneren eines menschlichen Körpers entwickelt worden. Allerdings ist es sehr wichtig, außer der Informationserhebungstechnologie eine Technologie zu entwickeln, um erhobene Informationen aus einem menschlichen Körpers heraus zu senden.
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Ein Beispiel eines allgemeinen Datenübertragungsverfahrens kann ein Kommunikationskabelschema enthalten, das für ein Endoskop verwendet wird, das zum Beobachten eines Innenzustands eines Magens entwickelt worden ist. Hauptsächlich führt das Kommunikationskabelschema ein aus einem Draht oder aus einer Lichtleitfaser konfiguriertes Kabel durch einen Hals eines Patienten in einen menschlichen Körper ein. Das Kommunikationskabelschema weist hohe Zuverlässigkeit auf und sichert eine Qualität der aus dem Innern des menschlichen Körpers erhobenen Daten, verursacht aber Patienten, die einem endoskopischen Eingriff ausgesetzt werden, starke Schmerzen.
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Um die Probleme zu lösen, hat die Given Imaging Co. in Israel ein Kapsel-Endoskop mit dem Warenzeichen 'M2A' entwickelt. Anders als das vorhandene Gastroskop oder Kolonoskop weist das Kapsel-Endoskop eine Tablettenform auf. Somit werden durch einen Bildsensor in dem Kapsel-Endoskop Bilder aus dem Innern einer Kehle, eines Magens, eines Dünndarms und eines Dickdarms photographiert, wenn ein Nutzer das Kapsel-Endoskop über einen Mund aufnimmt. Ferner kann das Kapsel-Endoskop die photographierten Bilddaten über drahtlose Kommunikation an einen Empfänger außerhalb des menschlichen Körpers senden, wobei sie in dem Empfänger gespeichert werden können.
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Allerdings wendet das Kapsel-Endoskop ein Funkwellenschema als ein Signalübertragungsschema an, wobei es im Ergebnis eine erhebliche Menge Leistung verbrauchen kann, die Betriebszeit verkürzen kann, durch verschiedene elektromagnetische Wellen von außerhalb des menschlichen Körpers gestört werden kann und eine verringerte Empfangsempfindlichkeit aufweisen kann. Ferner enthält das Kapsel-Endoskop eine Modulationsschaltung, die Videosignale in Hochfrequenzsignale umsetzt, und einen drahtlosen Sender wie etwa eine Antenne zum Senden von Signalen oder dergleichen und kann sie im Ergebnis ein erhöhtes Volumen aufweisen, die Produktionskosten erhöhen, und den menschlichen Körper wegen der Verwendung der Hochfrequenz schädigen. Somit gibt es ein Humanweg-Kommunikationssystem, das Daten im Innern des menschlichen Körpers durch Niederfrequenzstrom unter Verwendung des menschlichen Körpers als einen Draht aus dem menschlichen Körper heraus übertragen kann.
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Allerdings wird in dem Humanweg-Kommunikationssystem in Übereinstimmung mit dem verwandten Gebiet Strom durch eine Potentialdifferenz zwischen den auf einer Oberfläche eines in den menschlichen Körper injizierten Kapsel-Endoskops gebildeten Sendeelektroden erzeugt und fließt dieser durch den menschlichen Körper, um zwischen zwei auf der Oberfläche des menschlichen Körpers angebrachten Empfangselektroden eine Spannung zu induzieren, wodurch ermöglicht wird, dass die Empfangsvorrichtung die Daten in dem menschlichen Körper empfängt. Allerdings wird in der Empfangselektrode keine Spannung induziert oder wird diese klein, wenn eine Richtung des Stroms vertikal zu einer Anordnungsrichtung der Empfangselektroden ist, falls wie oben beschrieben nur die zwei Empfangselektroden verwendet werden, so dass eine Empfangsvorrichtung außerhalb des menschlichen Körpers das von dem Kapsel-Endoskop gesendete Signal nicht genau empfangen kann.
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Ferner wird die Spannung in Übereinstimmung mit einer Entfernung zwischen der Sendeelektrode und der Empfangselektrode induziert, wenn der durch die Potentialdifferenz zwischen den Sendeelektroden des Kapsel-Endoskops erzeugte Strom die Empfangselektroden durch den menschlichen Körper erreicht. Tatsächlich wird der Spannungswert um das Mehrtausendfache bis -zehntausendfache verringert, wenn die aus dem Innern des menschlichen Körpers gesendeten Signale die Empfangselektroden durch den menschlichen Körper erreichen, wobei wegen aus dem menschlichen Körper erzeugtem elektromagnetischem Rauschen die Signalstörung auftritt, so dass die Empfangselektroden die Sendesignale nicht genau empfangen können.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist auf einen Sender, auf einen Empfänger und auf ein Verfahren dafür in einem Humanweg-Kommunikationssystem gerichtet, die Daten durch Auswählen einer Kombination optimaler Empfangselektroden effizienter und stabiler senden und empfangen können, wenn in dem Humanweg-Kommunikationssystem für ein Kapsel-Endoskop oder dergleichen zwei Sendeelektroden und mehrere Empfangselektroden verwendet werden.
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf einen Sender in einem Humanweg-Kommunikationssystem, der Folgendes enthält: eine Bilddaten-Erzeugungseinheit, die Bildrahmen erzeugt, die Bilddaten enthalten, die ein erhaltenes Bild betreffen; eine Datenübertragungsrahmen-Erzeugungseinheit, die die Bildrahmen empfängt, um einen Datenübertragungsrahmen zu erzeugen; und Sendeelektroden, die den Datenübertragungsrahmen senden, wobei der Datenübertragungsrahmen mehrere Steuerrahmen, die zum Auswählen von Paaren von Empfangselektroden in einem Empfänger verwendet werden, und mehrere Datenrahmen, die die Bildrahmen enthalten, enthält.
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In einer Ausführungsform enthält jeder der mehreren Steuerrahmen des Senders aus Anspruch 1 Folgendes: eine erste Präambel, die zum Synchronisieren der Rahmen und zum Auswählen der Empfangselektroden verwendet wird, einen ersten Anfangsblock, der Rahmentypen unterscheidet, Rahmeninformationen, die Informationen über die Bildrahmen enthalten; und einen Schaltzeitabschnitt zum Liefern der Zeit, die für die Elektrodenschaltung in dem Empfänger erforderlich ist, und wobei jeder der mehreren Datenrahmen Folgendes enthält: eine zweite Präambel, die die Rahmen synchronisiert, einen zweiten Anfangsblock, der die Rahmentypen unterscheidet; und wenigstens einen Abschnitt der Bildrahmen.
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In einer Ausführungsform kann die Anzahl mehrerer Steuerrahmen durch die Anzahl von Empfangselektroden in dem Empfänger bestimmt sein.
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In einer Ausführungsform kann die Datenübertragungsrahmen-Erzeugungseinheit Folgendes enthalten: eine Datenmodulationseinheit, die die Bildrahmen in Übereinstimmung mit einem vorgegebenen Modulationsschema moduliert; eine Präambelerzeugungseinheit, die die erste und die zweite Präambel erzeugt; eine Anfangsblock-Erzeugungseinheit, die den ersten und den zweiten Anfangsblock erzeugt; eine Rahmeninformations-Erzeugungseinheit, die die Rahmeninformationen erzeugt; und einen Multiplexer, der den modulierten Bildrahmen, die erste und die zweite Präambel, den ersten und den zweiten Anfangsblock und die Rahmeninformationen und den Schaltzeitabschnitt multiplext, um den Datenübertragungsrahmen zu erzeugen.
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Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf einen Empfänger in einem Humanweg-Kommunikationssystem, der Folgendes enthält: mehrere Empfangselektroden, die einen Datenübertragungsrahmen enthalten, der mehrere Steuerrahmen und mehrere Datenrahmen enthält; einen ersten und einen zweiten Schalter, die mit den mehreren Empfangselektroden verbunden sind; eine Schaltsteuereinheit, die ein Schalten des ersten und des zweiten Schalters steuert, um die mehreren Empfangselektroden jedes Mal, wenn jeder der mehreren Steuerrahmen eingegeben wird, in Reaktion auf jeden Steuerrahmen in Übereinstimmung mit einer vorgegebenen Regel mit dem ersten und mit dem zweiten Schalter wahlweise zu verbinden; eine Signalverarbeitungseinheit, die an dem von dem ersten und von dem zweiten Schalter ausgegebenen Datenübertragungsrahmen durch Verstärkung des von dem ersten und von dem zweiten Schalter ausgegebenen Datenübertragungsrahmens und durch Ausführen einer Filterung zur Rauschbeseitigung eine Signalverarbeitung ausführt; eine Präambeldetektierungseinheit, die aus jedem der mehreren in dem mittels Signalverarbeitung verarbeiteten Datenübertragungsrahmen enthaltenen Steuerrahmen die erste Präambel detektiert, um Präambelkorrelationswerte für die erste Präambel zu erzeugen; und eine Korrelationswert-Verarbeitungseinheit, die die Schaltsteuereinheit auf der Grundlage der Präambelkorrelationswerte steuert, damit sie unter den mehreren Empfangselektroden Paare endgültiger Empfangselektroden auswählt.
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In einer weiteren Ausführungsform kann der Präambelkorrelationswert die Korrelation von Daten repräsentieren, die durch Vergleichen jeder der ersten Präambeln mit einer vorgegebenen Referenzpräampel für jedes Bit erhalten werden.
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In einer weiteren Ausführungsform kann die Korrelationsverarbeitungseinheit zwei Empfangselektroden, die der ersten Präambel mit einem höchsten Absolutwert zwischen dem vorgegebenen Referenzkorrelationswert und dem Präambelkorrelationswert entsprechen, als die Paare endgültiger Empfangselektroden auswählen.
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In einer weiteren Ausführungsform kann jeder der mehreren Steuerrahmen Folgendes enthalten: eine erste Präambel, die zum Synchronisieren der Rahmen und zum Auswählen der Paare endgültiger Empfangselektroden verwendet wird, einen ersten Anfangsblock, der Rahmentypen unterscheidet, Rahmeninformationen, die Informationen über die Bildrahmen enthalten; und einen Schaltzeitabschnitt zum Liefern der Zeit, die für die Schaltsteuerung in der Schaltsteuereinheit erforderlich ist, und wobei jeder der mehreren Datenrahmen enthält: eine zweite Präambel, die die Rahmen synchronisiert, einen zweiten Anfangsblock, der die Rahmentypen unterscheidet; und wenigstens einen Abschnitt der Bildrahmen.
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In einer weiteren Ausführungsform kann die Anzahl mehrerer Steuerrahmen durch die Anzahl der mehrerer Empfangselektroden bestimmt sein.
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In einer weiteren Ausführungsform kann der Empfänger ferner Folgendes enthalten: einen Demultiplexer, der den mittels Signalverarbeitung verarbeiteten Datenübertragungsrahmen demultiplext; eine Anfangsblock-Verarbeitungseinheit, die einen Anfangsblockabschnitt in einer Ausgabe von dem Demultiplexer demoduliert; eine Datendemodulationseinheit, die die Bildrahmen in der Ausgabe von dem Demultiplexer demoduliert, wenn der Rahmentyp als Ergebnis der Bestimmung des in der Anfangsblock-Verarbeitungseinheit demodulierten Anfangsblocks ein Datenrahmen ist; Lind eine Bilddaten-Verarbeitungseinheit, die den demodulierten Bildrahmen verarbeitet.
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Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Übertragung von Daten, das für ein Humanweg-Kommunikationssystem verwendet wird, wobei das Verfahren Folgendes enthält: Erzeugen von Bildrahmen, die Bilddaten enthalten, die ein erhaltenes Bild betreffen; Erzeugen eines Datenübertragungsrahmens, der die Bildrahmen enthält; und Senden des Datenübertragungsrahmens über Sendeelektroden, wobei der Datenübertragungsrahmen mehrere Steuerrahmen, die zum Auswählen von Paaren von Empfangselektroden in einem Empfänger verwendet werden, und mehrere Datenrahmen, die die Bildrahmen enthalten, enthält.
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Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Empfangen von Daten, das in einem Humanweg-Kommunikationssystem verwendet wird, wobei das Verfahren Folgendes enthält: Empfangen eines Datenübertragungsrahmens, der mehrere Steuerrahmen und mehrere Datenrahmen enthält, über mehrere Empfangselektroden; Steuern eines Schaltens eines ersten und eines zweiten Schalters, um die mehreren Empfangselektroden in Reaktion auf jeden Steuerrahmen in Übereinstimmung mit einer vorgegebenen Regel mit dem ersten und mit dem zweiten Schalter wahlweise zu verbinden, jedes Mal, wenn jeder der mehreren Steuerrahmen eingegeben wird, durch eine. Schaltsteuereinheit; Ausführen einer Signalverarbeitung an dem von dem ersten und von dem zweiten Schalter ausgegebenen Datenübertragungsrahmen, durch eine Signalverarbeitungseinheit; Detektieren der ersten Präambel aus jedem der mehreren in dem mittels Signalverarbeitung verarbeiteten Datenübertragungsrahmen enthaltenen Steuerrahmen, um Präambelkorrelationswerte für die erste Präambel zu erzeugen, durch eine Präambeldetektierungseinheit; und Steuern der Schaltsteuereinheit auf der Grundlage der Präambelkorrelationswerte, damit sie unter den mehreren Empfangselektroden Paare endgültiger Empfangselektroden auswählt, durch eine Korrelationswert-Verarbeitungseinheit.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die obigen und weitere Aspekte, Merkmale und weitere Vorteile werden deutlicher verständlich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung, in der:
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1 ein Diagramm ist, das eine Konfiguration eines Senders in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
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2 ein Diagramm ist, das eine Konfiguration einer für den Sender verwendeten Datenmodulationseinheit in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
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3 ein Diagramm ist, das eine Konfiguration einer für die Datenmodulationseinheit aus 2 verwendeten subfrequenzselektiven Spreizeinrichtung darstellt;
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4 ein Diagramm ist, das eine Konfiguration eines Empfängers in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; und
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5 ein Diagramm ist, das eine Konfiguration eines in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendeten Datenübertragungsrahmens darstellt.
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BESCHREIBUNG SPEZIFISCHER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden werden anhand der beigefügten Zeichnung Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Allerdings dienen die Ausführungsformen nur zu Veranschaulichungszwecken und sollen den Umfang der Erfindung nicht einschränken.
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1 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines Senders in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, 2 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer für den Sender verwendeten Datenmodulationseinheit in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, 3 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer für die Datenmodulationseinheit aus 2 verwendeten subfrequenzselektiven Spreizeinrichtung darstellt, 4 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines Empfängers in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, und 5 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendeten Datenübertragungsrahmens darstellt. Anhand der beigefügten Zeichnung werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Wie zunächst in 5 dargestellt ist, kann ein in einem Sender und in einem Empfänger in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendeter Datenübertragungsrahmen mehrere Steuerrahmen 300, die zum Auswählen von Paaren von Empfangselektroden in dem Empfänger verwendet werden, und mehrere Datenrahmen 400, die einen Bildrahmen 500 enthalten, enthalten.
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Jeder der mehreren Steuerrahmen 300 kann eine erste Präambel P1, die zum Synchronisieren der Rahmen und zum Auswählen der Empfangselektroden verwendet wird, einen ersten Anfangsblock H1 zum Unterscheiden eines Rahmentyps, Rahmeninformationen mit Informationen über den Bildrahmen 500 und einen Schaltzeitabschnitt zum Bereitstellen der Zeit, die für die Elektrodenschaltung in dem Empfänger erforderlich ist, enthalten. Ferner kann jeder der mehreren Datenrahmen 400 eine zweite Präambel P2 zum Synchronisieren der Rahmen, einen zweiten Anfangsblock H2 zum Unterscheiden der Rahmentypen und wenigstens einen Abschnitt des Bildrahmens 500 enthalten, wobei die ausführliche Beschreibung davon im Folgenden gegeben wird.
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Wie in 1 dargestellt ist, kann ein Sender in einem Humanweg-Kommunikationssystem in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Bilddaten-Erzeugungseinheit 110, die den Bildrahmen 500 erzeugt, der Bilddaten hinsichtlich des in der Bildsensoreinheit 100 aufgenommenen Bilds enthält, eine Datenübertragungsrahmen-Erzeugungseinheit 1000, die den Bildrahmen 500 empfängt, um den Datenübertragungsrahmen zu erzeugen, und eine Sendeelektrode 160 zum Senden des Datenübertragungsrahmens, enthalten. Ferner kann die Datenübertragungsrahmen-Erzeugungseinheit 1000 eine Datenmodulationseinheit 140, die den Bildrahmen 500 in Übereinstimmung mit einem voreingestellten Modulationsschema moduliert, eine Präambelerzeugungseinheit 120, die eine erste und eine zweite Präambel P1 und P2 erzeugt, eine Anfangsblock-Erzeugungseinheit 130, die einen ersten und einen zweiten Anfangsblock H1 und H2 erzeugt, eine Rahmeninformations-Erzeugungseinheit 180, die Rahmeninformationen erzeugt, und einen Multiplexer 150, der den modulierten Bildrahmen 500, die erste und die zweite Präambel P1 und P2, den ersten und den zweiten Anfangsblock H1 und H2, Rahmeninformationen und einen Schaltzeitabschnitt multiplext, um den Datenübertragungsrahmen zu erzeugen, enthalten.
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Wie in 4 dargestellt ist, kann außerdem ein Empfänger in einem Humanweg-Kommunikationssystem in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Empfangselektrodeneinheit 200, die mehrere Empfangselektroden 1 bis n enthält, die einen Datenübertragungsrahmen enthalten, der mehrere Steuerrahmen 300 und mehrere Datenrahmen 400 enthält, einen ersten und einen zweiten Schalter 211 und 212, die mit mehreren Empfangselektroden 1 bis n verbunden sind, eine Schaltsteuereinheit 250, die in Reaktion auf jeden Steuerrahmen 300 in Übereinstimmung mit einer vorgegebenen Regel jedes Mal, wenn jeder der mehreren Steuerrahmen 300 eingegeben wird, ein Schalten des ersten und des zweiten Schalters 211 und 212 steuert, um die mehreren Empfangselektroden 1 bis n mit dem ersten und mit dem zweiten Schalter 211 und 212 zu verbinden, eine Signalverarbeitungseinheit 214, die durch Verstärken des von dem ersten und von dem zweiten Schalter 211 und 212 ausgegebenen Datenübertragungsrahmens und durch Ausführen der Filterung zur Rauschbeseitigung eine Signalverarbeitung ausführt, eine Präambeldetektierungseinheit 230, die von jedem der mehreren in den mittels Signalverarbeitung verarbeiteten Datenübertragungsrahmen enthaltenen Steuerrahmen 300 die erste Präambel P1 detektiert, um Präambelkorrelationswerte für die erste Präambel P1 zu erzeugen, und eine Korrelationswert-Verarbeitungseinheit 240, die die Schaltsteuereinheit 250 so steuert, dass auf der Grundlage der Präambelkorrelationswerte Paare endgültiger Empfangselektroden unter den mehreren Empfangselektroden 1 bis n ausgewählt werden, enthalten.
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Außerdem kann der Empfänger in dem Humanweg-Kommunikationssystem in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ferner einen Demultiplexer 220, der den mittels Signalverarbeitung verarbeiteten Datenübertragungsrahmen demultiplext, eine Anfangsblock-Verarbeitungseinheit 260, die einen Anfangsblockabschnitt in einer Ausgabe von dem Demultiplexer 220 demoduliert, eine Datendemodulationseinheit 270, die den Bildrahmen 500 in der Ausgabe von dem Demultiplexer 220 demoduliert, wenn der Rahmentyp als ein Ergebnis der Bestimmung des in der Anfangsblock-Verarbeitungseinheit 260 demodulierten Anfangsblocks ein Datenrahmen ist, und eine Bilddaten-Verarbeitungseinheit 280, die den demodulierten Bildrahmen 500 verarbeitet, enthalten.
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Anhand von 1 bis 5 werden ausführlich der Betrieb und die Wirkung der wie oben beschrieben konfigurierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Der Sender, der Empfänger und das Verfahren dafür in dem Humanweg-Kommunikationssystem in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können z. B. für ein Sende- und Empfangsverfahren für ein Kapsel-Endoskop verwendet werden. Die in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendete Datenübertragungsrahmenstruktur enthält mehrere (Anzahl C) Steuerrahmen 300, die in einer kurzen Länge wiederholt werden, um die Paare von Empfangselektroden unter den mehreren Empfangselektroden 1 bin n des Empfängers auszuwählen, und mehrere (Anzahl D) Datenrahmen 400, um die Bilddaten unter Verwendung der ausgewählten Paare von Empfangselektroden zu übertragen. Jeder der Steuerrahmen 300 ist so konfiguriert, dass er die erste Präambel P1, den ersten Anfangsblock H1 und die Rahmeninformationen und die Schaltzeit enthält, und jeder der Datenrahmen 400 ist so konfiguriert, dass er die zweite Präambel P2, den zweiten Anfangsblock H2, Daten und eine zyklische Redundanzprüfung (CRC) enthält.
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1 veranschaulicht eine Konfiguration des Senders in dem Humanweg-Kommunikationssystem in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 1 empfängt die Bilddaten-Erzeugungseinheit 110 die durch die Bilderfassungseinheit 100 erfassten Bilder, um die Bilddaten zu erzeugen, und fügt die Bildinformationen wie etwa eine Bildzeilennummer oder dergleichen zu den Bilddaten hinzu, um den wie in 5 dargestellten Bildrahmen 500 von A Bytes, B Zeilen, zu erzeugen.
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Wie oben beschrieben wurde, kann die Datenübertragungsrahmen-Erzeugungseinheit 1000 die Datenmodulationseinheit 140, die Präambelerzeugungseinheit 120, die Anfangsblock-Erzeugungseinheit 130, die Rahmeninformations-Erzeugungseinheit 180 und den Multiplexer 150 enthalten.
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Die Präambelerzeugungseinheit 120 erzeugt eine vorgegebene Länge von Präambeln P1 und P2 zum Synchronisieren von Rahmen zu Beginn der mehreren Steuerrahmen 300 und einen Anfangsabschnitt des Datenrahmens 400. Um die für die Steuerrahmen 300 verwendete Präambel P1 und die für den Datenrahmen 400 verwendete Präambel P2 zu unterscheiden, sind sie hier durch die erste Präambel P1 und durch die zweite Präambel P2 dargestellt. Die für jeden der Steuerrahmen 300 verwendete erste Präambel P1 wird in dem Empfänger zum Auswählen der Paare von Empfangselektroden verwendet.
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Die Anfangsblock-Erzeugungseinheit 130 erzeugt die Anfangsblöcke H1 und H2 mit einem Unterscheidungsmerkmal zum Unterscheiden der Steuerrahmen 300 und des Datenrahmens 400 und mit Rahmensteuerbits. Um den für die Steuerrahmen 300 verwendeten Anfangsblock H1 und den für den Datenrahmen 400 verwendeten Anfangsblock H2 zu unterscheiden, werden sie durch den ersten Anfangsblock H1 und durch den zweiten Anfangsblock H2 repräsentiert.
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Ferner erzeugt die Rahmeninformations-Erzeugungseinheit 180 die Rahmeninformationen. Die Rahmeninformationen können die Informationen hinsichtlich des Bildrahmens wie etwa eine Bildrahmennummer, eine Bildbelichtungszeit oder dergleichen enthalten.
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Die Datenmodulationseinheit 140 moduliert den von der Bilddaten-Erzeugungseinheit 110 erzeugten Bildrahmen in Übereinstimmung mit einem vorgegebenen Modulationsschema und liefert den modulierten Bildrahmen an den Multiplexer 150. Als das verwendete Modulationsschema können hier in Übereinstimmung mit Kommunikationsschemata, Bilddatenformaten oder dergleichen verschiedene Typen von Modulationsschemata verwendet werden.
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Der Multiplexer 150 fügt zu der erzeugten ersten Präambel P1, zu dem ersten Anfangsblock H1 und zu den Rahmeninformationen die Schaltzeit hinzu, um die mehreren (Anzahl C) Steuerrahmen 300 zu erzeugen, und fügt zu den Daten, die die zweite Präambel P2, der zweite Anfangsblock H2 und der Bildrahmen sind, die CRC hinzu, um die mehreren (Anzahl D) Datenrahmen 400 zu erzeugen. Die Schaltzeit wird hier hinzugefügt, um die Zeit sicherzustellen, die zum Schalten der mehreren mit zwei Schaltern des Empfängers verbundenen Empfangselektroden verwendet wird. Die CRC repräsentiert die zyklische Redundanzprüfung, die zu jedem Ende der mehreren Datenrahmen 400 hinzugefügt wird.
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Der Datenübertragungsrahmen, der die erzeugten Steuerrahmen 300 und den erzeugten Datenrahmen 400 enthält, wird über die Sendeelektrode 160 gesendet, wobei die Steuerrahmen 300 und der Datenrahmen 400 im Folgenden ausführlicher beschrieben sind.
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Währenddessen kann die Datenmodulationseinheit 140 als ein Beispiel des in der Datenmodulationseinheit 140 verwendeten Modulationsschemas die Datenspreizung durch ein frequenzselektives Digitalübertragungsschema (FSDT-Schema), das einen frequenzselektiven Spreizcode in Übereinstimmung mit der Ausführungsform aus 2 verwendet, erzeugen.
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2 ist ein Konfigurationsbeispiel der Datenmodulationseinheit 140 in dem Sender in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Datenmodulationseinheit 140 ist so konfiguriert, dass sie einen CRC-Generator 10, einen Seriell-parallel-Umsetzer 20, eine frequenzselektive Spreizeinrichtung 30 und einen Multiplexer 40 enthält.
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Die von der Bilddaten-Erzeugungseinheit 110 eingegebenen Bildrahmendaten werden in den Seriell-parallel-Umsetzer 20 eingegeben, während sie in den CRC-Generator 10 in der Datenmodulationseinheit 140 eingegeben werden. Ferner werden 12 Bits parallele Symbole, die durch den Seriell-parallel-Umsetzungsprozess in dem Seriell-parallel-Umsetzer 20 erzeugt werden, in die frequenzselektive Spreizeinrichtung 30 eingegeben. Die eingegebenen 12 Bits parallele Symbole werden von oben in 4 Bits geteilt und in dieser Reihenfolge in die subfrequenzselektiven Spreizeinrichtungen 31, 41 und 51 eingegeben. Es wird angenommen, dass die Werte SGN1, SGN2 und SGN3 innerhalb der subfrequenzselektiven Spreizeinrichtungen 31, 41 und 51 zum Auswählen einer Frequenz auf ”101”, ”110” und ”111” eingestellt werden, wobei die subfrequenzselektive Spreizeinrichtung 1 31 durch die eingegebenen Bits b11, b10, b9 und b8 und ”101”, d. h. den Wert von SGN1, einen von 8 Walsh-Codes W40 bis W47 der Untergruppe 5 als 3 Bits von b11, b10 und b9 auswählt und durch XOR-Verknüpfung des ausgewählten Werts mit b8 64 Bits als A in Form eines 1-Bitstroms ausgibt. Die subfrequenzselektive Spreizeinrichtung 2 41 wählt durch die Eingangsbits b7, b6, b5 und b4 und ”110”, d. h. den Wert von SGN2, einen der 8 Walsh-Codes W48 bis W55 der Untergruppe 6 als die 3 Bits b7, b6 und b5 aus und gibt durch XOR-Verknüpfung des ausgewählten Werts mit b4 64 Bits als B in Form von 1 Bitstrom aus. Die subfrequenzselektive Spreizeinrichtung 3 51 wählt durch die Eingangsbits b3, b2, b1 und b0 und ”111”, d. h. den Wert von SGN3, einen der 8 Walsh-Codes W56 bis W63 der Untergruppe 7 als die 3 Bits b3, b2 und b1 aus und gibt durch XOR-Verknüpfung des ausgewählten Werts mit b0 64 Bits als C in Form von 1 Bitstrom aus.
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Nachfolgend empfängt eine Einheit 54 für die Auswahl mehrerer Werte die von jeder der subfrequenzselektiven Spreizeinrichtung 31, 41 und 51 ausgegebenen 3 Bitströme A, B und C und gibt den Wert D in Übereinstimmung mit der folgenden Gleichung 1 als mehrere Werte aus. D = (A und B) oder (B und C) oder (C und A). (1)
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In der obigen Gleichung 1 repräsentiert 'oder' ein ODER-Gatter und repräsentiert 'und' ein UND-Gatter.
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Der Multiplexer 40 wählt in Übereinstimmung mit der Konfiguration des Datenrahmens 400 die Ausgabe von der frequenzselektiven Spreizeinrichtung 30 und den von dem CRC-Generator 10 erzeugten CRC-Wert aus und gibt ihn aus.
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3 veranschaulicht eine Konfiguration der subfrequenzselektiven Spreizeinrichtung 1 31 in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die subfrequenzselektive Spreizeinrichtung 1 31 weist einen 6-Bit-Zähler 80 auf und weist die frequenzselektiven Steuerbits s2, s1 und s0 der 3 Bits und die Dateneingangsbits b11, b10, b9 und b8 von 4 Bits auf. Der 6-Bit-Zähler wird für jedes Symbol auf einen Anfangswert '0' zurückgesetzt, um von 0 bis 63 zu zählen. Die frequenzselektiven Steuerbits s2, s1 und s0 mit 3 Bits und die Dateneingangsbits b11, b10 und b9 mit 3 Bits wählen einen der 8 Walsh-Codes A aus, und A wird durch XOR-Verknüpfung von b8 unter den Eingangsbits mit den erzeugten Walsh-Codes in Form von 1 Bitstrom ausgegeben. Zusätzlich zur Gray-Indizierung sind fünf XOR-Logikschaltungen 81, 82, 83, 84 und 85 vorgesehen. Ferner sind 6 UND-Logikschaltungen 86, 87, 88, 89, 90 und 91, die C5 bis CO, die eine Ausgabe von dem 6-Bit-Zähler sind, ein oberstes Bit s2 des frequenzselektiven Steuerbits und jeweils ein Ausgangsbit der 5 XOR-Logikschaltungen verwenden, und eine XOR-Logikschaltung 92 für die XOR-Verknüpfung der Ausgabe von den 6 UND-Logikschaltungen und von b8 mit dem b8 vorgesehen. Die subfrequenzselektive Spreizeinrichtung 2 41 und die subfrequenzselektive Spreizeinrichtung 351 können durch dasselbe Verfahren konfiguriert werden.
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4 veranschaulicht ein Konfigurationsbeispiel des Empfängers in dem Humanweg-Kommunikationssystem in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, d. h. eine Empfangsvorrichtung für ein Kapsel-Endoskop. In 4 ist die Empfangselektrodeneinheit 200, die n Empfangselektroden 1 bis n enthält, an jedem Abschnitt des menschlichen Körpers befestigt, um Signale zu empfangen, die von der Sendevorrichtung in dem menschlichen Körper gesendet werden, wobei die Ausgabe von den Empfangselektroden 1 bis n mit dem ersten Schalter 211 bzw. mit dem zweiten Schalter 212 der analogen Empfangsschaltung 210 verbunden ist.
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Der erste Schalter 211 und der zweite Schalter 212 empfangen das Steuersignal der Schaltsteuereinheit 250 und sind jeweils wahlweise mit den Paaren von Empfangselektroden unter den n Empfangselektroden 1 bin n verbunden. Die Ausgabe von dem ersten Schalter 211 ist mit einem (+)-Anschluss eines Differenzverstärkers 213 verbunden, die Ausgabe von dem zweiten Schalter 212 ist mit einem (–)-Anschluss des Differenzverstärkers 213 verbunden und der Differenzverstärker 213 verstärkt eine Differenz des Spannungswerts zwischen den zwei Elektroden und gibt sie aus.
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Daraufhin empfängt die Signalverarbeitungseinheit 214 die Spannungsdifferenzen der Paare von Empfangselektroden, die die Ausgaben von dem Differenzverstärker 213 sind, und führt an dem Eingangssignal eine Filterung zum Entfernen von Rauschen, eine Signalverstärkung, eine Takt- und Datenrückgewinnung (CDR) für die Frequenz- und Zeitsynchronisation oder dergleichen aus. Die Ausgabe von der Signalverarbeitungseinheit 214 wird an die Präambeldetektierungseinheit 230 und an den Demultiplexer 220 geliefert.
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Die Präambeldetektierungseinheit 230 empfängt die Ausgabe von der Signalverarbeitungseinheit 214, um eine vorgegebene Länge der ersten und der zweiten Präambel P1 und P2 zu detektieren, die in den mehreren Steuerrahmen 300 und in dem Datenrahmen 400 enthalten sind, und um dadurch die Rahmensynchronisation auszuführen und an der in jedem der mehreren Steuerrahmen 300 enthaltenen ersten Präambel P1 den Präambelkorrelationswert zu erzeugen. Der Präambelkorrelationswert repräsentiert hier die durch Vergleichen jeder der detektierten ersten Präambeln mit den vorgegebenen Referenzpräambeln für jedes Bit erhaltene Datenkorrelation.
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Bei Beschreibung der Präambel mit einer Länge von 10 Bits als ein Beispiel, ist, falls die erste Präambel '1111100111' ist, wenn die vorgegebene Referenzpräambel '1111100000' ist, die Anzahl der Bits mit demselben Wert 7 und die Anzahl unterschiedlicher Bits 3, so dass der Präambelkorrelationswert, d. h. die Datenkorrelation, 7 sein kann. Außerdem kann der Präambelkorrelationswert 2 sein, wenn die Anzahl der Bits mit demselben Korrelationswert 2 ist und die Anzahl unterschiedlicher Bits 8 ist. Das heißt, bei der Berechnung der Präambelkorrelationswerte für jede der ersten Präambeln P1 der mehreren Steuerrahmen 300 wird erkannt werden, dass die Genauigkeit der Daten gegenüber der Referenzpräambel so hoch wie möglich ist, während der Wert groß ist. Da der erste Schalter 211 mit dem (+)-Anschluss des Differenzverstärkers 213 verbunden ist und der zweite Schalter 212 mit dem (–)-Anschluss des Differenzverstärkers 213 verbunden ist, kann von dem Differenzverstärker 213 und von der Signalverarbeitungseinheit 214 in Übereinstimmung mit der Reihenfolge oder mit der Position, in der jedes Paar von Empfangselektroden mit dem ersten Schalter 211 und mit dem zweiten Schalter 212 verbunden ist, außerdem das invertierende Signal mit einem umgekehrten Vorzeichen ausgegeben werden. Es wird gewürdigt werden, dass die Genauigkeit von Daten gegenüber der Referenzpräambel in diesem Fall erhöht wird, selbst wenn der Präambelkorrelationswert verhältnismäßig niedrig ist, da der Wert niedrig ist. Somit wird gewürdigt werden, dass ein Absolutwert der Differenz zwischen dem vorgegebenen Referenzkorrelationswert mit einem Zwischenpegel und jedem Präambelkorrelationswert berechnet wird und dass die Daten, die über eine Kombination von Paaren von Empfangselektroden empfangen werden, die die entsprechenden Steuerrahmen 300 empfangen, die die erste Präambel P1 mit einem verhältnismäßig großen Absolutwert enthalten, eine so hohe Genauigkeit wie möglich aufweisen, die eine Referenz sein kann, die die Paare endgültiger Empfangselektroden in den Empfangselektroden 1 bin n in der folgenden Stufe bestimmt.
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In Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird zur Zeit der Berechnung des Präambelkorrelationswerts an der Anzahl derselben Bits und an der Anzahl unterschiedlicher Bits die von der obigen Beschreibung verschiedene Operation ausgeführt, um den Korrelationswert zu erhalten. Falls der Korrelationswert ein Korrelationswert ist, der die Datengenauigkeit zwischen der Referenzpräambel und der entsprechenden Präambel repräsentieren kann, kann der Korrelationswert in Übereinstimmung mit der Entwurfsabsicht sogar durch irgendein Berechnungsverfahren bestimmt werden.
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Währenddessen führt der Demultiplexer 220 an dem mittels Signalverarbeitung verarbeiteten Datenübertragungsrahmen das Demultiplexen aus und extrahiert die Anfangsblock-Verarbeitungseinheit 260 in dem durch das Demultiplexen erhaltenen Ausgangssignal den ersten Anfangsblock H1 und den zweiten Anfangsblock H2, um das Rahmenunterscheidungsmerkmal und die Rahmensteuerbits zu demodulieren. Wenn das empfangene Rahmenunterscheidungsmerkmal in diesem Fall der Steuerrahmen ist, werden der Rahmenkorrelationswert und das Rahmensteuerbit, die in der Präambeldetektierungseinheit 230 erzeugt werden, an die Korrelationswert-Verarbeitungseinheit 240 geliefert.
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Die Korrelationswert-Verarbeitungseinheit 240 beginnt jedes Mal, wenn der Präambelkorrelationswert und das Rahmensteuerbit eingegeben werden, von der Kombination der Paare der Grundempfangselektroden, um den durch ununterbrochenes Aktualisieren der Kombination von Paaren von Empfangselektroden auf der Grundlage einer in Übereinstimmung mit der Anzahl der Empfangselektroden von der Präambeldetektierungseinheit 230 definierten Reihenfolge erhaltenen Präambelkorrelationswert zu empfangen und zu speichern, und wählt schließlich diejenigen Paare von Empfangselektroden aus, die der Präambel entsprechen, in der der Absolutwert zwischen dem obigen Referenzkorrelationswert und dem Präambelkorrelationswert ein Maximalwert ist.
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Zu diesem Zweck besteht eine Notwendigkeit, die Schaltsteuerung der Schaltsteuereinheit 250 zu erfordern, wobei die Schaltsteuereinheit 250 jedes Mal, wenn jeder der mehreren Steuerrahmen 300 über die Empfangselektroden 1 bis n empfangen wird, von der Kombination von Paaren von Grundempfangselektroden beginnt, um die Kombination von Paaren von Empfangselektroden auf der Grundlage einer in Übereinstimmung mit der Nummer der Empfangselektroden 1 bis n definierten Reihenfolge ununterbrochen zu aktualisieren und dadurch an dem ersten Schalter 211 und an dem zweiten Schalter 212 die Schaltsteuerung auszuführen. Zu diesem Zweck kann die Schaltsteuereinheit 250 die Informationen über die Kombination gegenwärtiger Empfangselektroden von der Korrelationswert-Verarbeitungseinheit 240 empfangen, wobei sie die Steuersignale zum Schalten des ersten Schalters 211 und des zweiten Schalters 212 innerhalb einer analogen Empfangseinheit 210 für die in jedem Steuerrahmen enthaltene ”Schaltzeit” erzeugt. Die Kombination von Paaren von Grundempfangselektroden und die definierte Reihenfolge werden hier auf der Grundlage mehrerer klinischer Experimente als diejenige Reihenfolge der Empfangselektroden, die den optimalen Empfangszustand repräsentiert, bestimmt. Das heißt, da für jeden Steuerrahmen die Kombination von Paaren entsprechender Empfangselektroden ausgewählt wird, werden die Paare von C Empfangselektroden für C Steuerrahmen ausgewählt und können sie mit dem ersten und mit dem zweiten Schalter 211 und 212 verbunden werden.
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Wenn durch den obigen Prozess die Paare von Empfangselektroden mit der höchsten Empfangsempfindlichkeit oder mit der ausgezeichneten Genauigkeit bestimmt werden und das in der Anfangsblock-Verarbeitungseinheit 260 demodulierte Rahmenunterscheidungsmerkmal der Datenrahmen ist, empfängt ein Datendemodulator 270 die Ausgabe von dem Demultiplexer 220, um die Demodulation auszuführen, und sendet daraufhin die demodulierten Daten an eine Bilddaten-Verarbeitungseinheit 280. Ferner führt die Bilddaten-Verarbeitungseinheit 280 an dem demodulierten Bildrahmen die Signalverarbeitung aus und gibt ihn aus.
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Durch den obigen Prozess können die übertragenen Bilddaten innerhalb des Humanweg-Kommunikationssystems in einer Bildform mit der optimalen Genauigkeit über die Paare optimaler Empfangselektroden an den Nutzer geliefert werden.
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Währenddessen veranschaulicht 5 ein Konfigurationsdiagramm des Datenübertragungsrahmens in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Die Bilddaten-Erzeugungseinheit 110 erzeugt durch Addieren der Bilddaten und der Bildinformationen, die von der Bilderfassungseinheit 100 gelesen worden sind, den Bildrahmen 500 mit A Bytes und B Zeilen. Um einen erzeugten Bildrahmen 500 zu übertragen, ist der Datenübertragungsrahmen so konfiguriert, dass er die C Steuerrahmen 300 mit einer kurzen Länge und die D Datenrahmen 400 enthält.
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Der Steuerrahmen 300 ist so konfiguriert, dass er die erste Präambel P1, den ersten Anfangsblock H1, die Rahmeninformationen und die Schaltzeit zum Auswählen der Paare optimaler Empfangselektroden enthält, wobei die erste Präambel P1 für die Steuerrahmensynchronisation und für die Berechnung des Präambelkorrelationswerts verwendet wird. Ferner enthält der erste Anfangsblock H1 das Rahmenunterscheidungsmerkmal, andere Rahmensteuerbits oder dergleichen und informiert darüber, ob der Empfangsrahmen der Steuerrahmen oder der Datenrahmen ist. Die Rahmeninformationen können die Informationen hinsichtlich des Bildrahmens wie etwa die Bildrahmennummer, die Bildbelichtungszeit oder dergleichen enthalten, und die vorgegebene Zeit der Schaltzeit wird zum wahlweisen Schalten der Paare zweier Empfangselektroden unter den mehreren Empfangselektroden 1 bis n in dem ersten Schalter 211 und in dem zweiten Schalter 212 in dem wie oben beschriebenen Empfänger verwendet.
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Die Anzahl C von Steuerrahmen 300 ist durch die Anzahl n mehrerer Empfangselektroden 1 bis n bestimmt und kann auf denselben Wert wie nC2, d. h. auf die Anzahl der Fälle, zwischen zwei unterschiedlichen Empfangselektroden unter n auszuwählen, eingestellt werden. Dabei kann der Empfänger über jede Kombination von Paaren möglicher Empfangselektroden, die unter den mehreren Empfangselektroden 1 bis n wählbar sind, jeden der C Steuerrahmen 300 empfangen und durch Vergleich der Rahmenkorrelationswerte für jeden der empfangenen C Steuerrahmen 300 diejenige Kombination von Paaren endgültiger Empfangselektroden, die die höchste Signalempfangsgenauigkeit und die ausgezeichnete Empfangsempfindlichkeit aufweisen, als die Paare optimaler Empfangselektroden bestimmen. Wie oben beschrieben wurde, wird die Arbeit des Auswählens der Kombination von Paaren endgültiger Empfangselektroden in der Korrelationswert-Verarbeitungseinheit 240 ausgeführt, wobei die dadurch gesteuerte Schaltsteuereinheit 250 die Schaltsteuerung an dem ersten Schalter 211 und an dem zweiten Schalter 212 so ausführt, dass der Datenrahmen 400 über die Paare endgültiger Empfangselektroden empfangen wird.
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Ferner ist der Datenrahmen 400, d. h. ein Rahmen zum Übertragen des Bildrahmens 500 unter Verwendung des durch die Steuerrahmen 300 bestimmten Paars endgültiger Empfangselektroden, so konfiguriert, dass er die zweite Präambel P2, den zweiten Anfangsblock H2, die Daten und die CRC enthält. Die zweite Präambel P2 kann die Präambel wie die Steuerrahmen 300 verwenden und der zweite Anfangsblock H2 kann Datenrahmeninformationen wie das Rahmenunterscheidungsmerkmal und die Datenzeilennummer, die den Datennamen repräsentieren, enthalten. Die Daten mit E Bytes werden von den Bilddaten 500 eingegeben, und die Eingangsdaten erzeugen den CRC-Wert, der zu addieren und zu übertragen ist, nachdem die Daten mit E Bytes übertragen worden sind. Die Anzahl D von Datenrahmen 400 und die Datenlänge von E Bytes haben in Bezug auf A Bytes, B Zeilen, des Bildrahmens die Beziehungsgleichung wie die folgende Gleichung 2. A Bytes·B Zeilen = E Bytes·Anzahl D (Anzahl der Datenrahmen). (2)
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Wenn in dem für das Kapsel-Endoskop oder dergleichen verwendeten Humanweg-Kommunikationssystem die zwei Sendeelektroden und die mehreren Empfangselektroden verwendet werden, ist es in Übereinstimmung mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wie oben beschrieben möglich, die Daten durch Auswählen der Kombination optimaler Empfangselektroden effizienter und stabiler zu senden und zu empfangen.
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Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können den Sender, den Empfänger und das Verfahren dafür in dem Humanweg-Kommunikationssystem schaffen, die durch Auswählen der Kombination optimaler Empfangselektroden, wenn die zwei Sendeelektroden und die mehreren Empfangselektroden in dem für das Kapsel-Endoskop oder dergleichen verwendeten Humanweg-Kommunikationssystem verwendet werden, Daten effizienter und stabiler senden und empfangen können.
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Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind oben für Veranschaulichungszwecke offenbart worden. Der Fachmann auf dem Gebiet wird würdigen, dass verschiedene Änderungen, Hinzufügungen und Ersetzungen möglich sind, ohne von dem wie in den beigefügten Ansprüchen offenbarten Umfang und Erfindungsgedanken der Erfindung abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- KR 10-2001-0011207 [0001]
- KR 10-2012-0006394 [0001]
- KR 0522132 [0003]