GEBIET DER
ERFINDUNGAREA OF
INVENTION
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Zweiwegekommunikation durch
eine Erfassungsvorrichtung im lebenden Organismus, und insbesondere das
Senden und das Empfangen drahtloser Signale durch eine Erfassungsvorrichtung
im lebenden Organismus.The
The present invention relates to two-way communication by
a detection device in the living organism, and in particular the
Transmitting and receiving wireless signals through a detection device
in the living organism.
HINTERGRUND
DER ERFINDUNGBACKGROUND
THE INVENTION
Autonome
Erfassungsvorrichtungen im lebenden Organismus sind bekannt. Bestimmte
autonome Erfassungsvorrichtungen im lebenden Organismus enthalten
Funktionen, die in Reaktion auf verschiedene Signale oder Stimuli,
wie beispielsweise das Verstreichen an Zeit, eine Änderung
bezüglich Umgebungsbedingungen,
wie beispielsweise eine Änderung
einer Szenerie, oder anderer Faktoren aktiviert oder deaktiviert
werden können.autonomous
Detecting devices in the living organism are known. Certain
contain autonomous detection devices in the living organism
Functions that respond in response to various signals or stimuli,
such as the passage of time, a change
regarding environmental conditions,
such as a change
Scenery, or other factors enabled or disabled
can be.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung werden eine Vorrichtung, ein System und ein Verfahren
für eine
autonome Erfassungsvorrichtung im lebenden Organismus zur Verfügung gestellt,
die einen Transceiver in einem lebenden Organismus enthält, um sowohl
drahtlose Signale zu beispielsweise einem externen Empfänger zu
senden als auch drahtlose Signale von beispielsweise einem externen
Sender zu empfangen. Bei einigen Ausführungsbeispielen kann der Transceiver
ein Halbduplex-Transceiver sein, der zwischen einem Senden und einem
Empfangen wechseln kann. Bei anderen Ausführungsbeispielen der vorliegenden
Erfindung kann der Transceiver mit einer höheren Geschwindigkeit senden,
als er empfangen kann. Bei noch anderen Ausführungsbeispielen der vorliegenden
Erfindung kann ein Empfangen durch eine Kommunikation breiter Bandbreite,
wie z.B. eine Spreizspektrums-Kommunikation, erfolgen. Typischerweise
können
die durch den Transceiver in einem lebenden Organismus gesendete
drahtlose Signale erfasste Daten sein oder enthalten, wie beispielsweise
Bilddaten, die durch die Erfassungsvorrichtung im lebenden Organismus
gesammelt sein können.
Gemäß Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung können
die durch den Transceiver empfangenen drahtlosen Signale Befehlssignale
zum Ändern
von einem oder mehreren Betriebszuständen der Vorrichtung im lebenden
Organismus sein.According to one
embodiment
The invention relates to a device, a system and a method
for one
autonomous detection device provided in the living organism,
which contains a transceiver in a living organism to both
wireless signals to, for example, an external receiver
send as well as wireless signals from, for example, an external one
Receive station. In some embodiments, the transceiver may
be a half-duplex transceiver that is between a send and a
Receiving can switch. In other embodiments of the present invention
Invention, the transceiver can send at a higher speed,
when he can receive. In still other embodiments of the present invention
Invention can be receiving through wide bandwidth communication,
such as. spread spectrum communication. typically,
can
sent by the transceiver in a living organism
be wireless signals captured data or include, such as
Image data obtained by the detection device in the living organism
can be collected.
According to embodiments
of the present invention
the wireless signals received by the transceiver command signals
to change
of one or more operating states of the device in the living
Be an organism.
KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE
DRAWINGS
Der
Gegenstand, der als die Erfindung angesehen wird, ist insbesondere
in der detaillierten Beschreibung in der Beschreibung herausgestellt
und deutlich beansprucht. Die Erfindung kann jedoch am besten durch
Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung verstanden
werden, wenn sie mit den beigefügten
Zeichnungen gelesen wird, wobei:Of the
The subject matter considered as the invention is particularly
in the detailed description in the description
and clearly stressed. However, the invention is best understood by
With reference to the following detailed description
when they come with the attached
Drawings is read, where:
1 eine
Erfassungsvorrichtung im lebenden Organismus und ein zugehöriges System
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt; 1 a living body detection device and associated system according to an embodiment of the present invention;
2A eine
Ein/Aus-Tastung (OOK) zeigt, die als Sendesignal zu einer Vorrichtung
im lebenden Organismus gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann; 2A shows an on / off keying (OOK) which can be used as a transmission signal to a living organism device according to an embodiment of the present invention;
2B die
Frequenzkennlinie eines Ein/Aus-Tastungs-(OOK-)Signals zeigt, das als Sendesignal
zu einer Vorrichtung im lebenden Organismus gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann; 2 B shows the frequency characteristic of an on / off keying (OOK) signal that can be used as a transmission signal to a living organism device according to an embodiment of the present invention;
3A eine
Ein/Aus-Tastungsmodulation zeigt, kombiniert mit einem Signal variabler
Frequenz, das als Sendesignal zu einer Vorrichtung im lebenden Organismus
gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann; 3A shows on / off keying modulation combined with a variable frequency signal that can be used as a transmission signal to a living organism device according to another embodiment of the present invention;
3B die
Frequenzkennlinie einer Ein/Aus-Tastungsmodulation
zeigt, kombiniert mit einem Signal variabler Frequenz, das als Sendesignal zu
einer Vorrichtung im lebenden Organismus gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann; 3B shows the frequency characteristic of on / off keying modulation combined with a variable frequency signal that can be used as a transmission signal to a living organism device according to another embodiment of the present invention;
4A ein
moduliertes Trägersignal
mit konstanter Hüllkurve
zeigt, das als Sendesignal zu einer Vorrichtung im lebenden Organismus
gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann; 4A shows a constant envelope modulated carrier signal that can be used as a transmission signal to a living organism device according to another embodiment of the present invention;
4B eine
Ein/Aus-Tastungsmodulation zeigt, kombiniert mit einem Frequenzwobbelsignal, das
als Sendesignal zu einer Vorrichtung im lebenden Organismus gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann; 4B shows on / off keying modulation combined with a frequency sweep signal that can be used as a transmission signal to a living organism device according to another embodiment of the present invention;
5 schematisch
einen Bereich eines Senders zum Senden eines Signals mit konstanter
Hüllkurve
mit einer breiten Frequenzbandbreite gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt; 5 schematically shows a portion of a transmitter for transmitting a constant envelope signal having a wide frequency bandwidth according to an embodiment of the present invention;
6 schematisch
ein Blockdiagramm der Schaltung für den Empfängerteil eines Transceivers gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt; 6 schematically shows a block diagram of the circuit for the receiver part of a transceiver according to an embodiment of the present invention;
7 eines
oder mehrere Symbole zeigt, die aus einer Sequenz von schmalen OOK-Pulsen
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung bestehen; 7 one or more icons showing consist of a sequence of narrow OOK pulses according to an embodiment of the present invention;
8 ein
Blockdiagramm eines Senders zum Senden von OOK-Pulsen gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt; 8th shows a block diagram of a transmitter for transmitting OOK pulses according to an embodiment of the present invention;
9 ein
Blockdiagramm der Schaltung für einen
Empfang von OOK-Pulsen gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt; 9 shows a block diagram of the circuit for receiving OOK pulses according to an embodiment of the present invention;
10 ein
Diagramm mit einer Schaltung für einen
Demodulatorempfänger
gemäß Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung zeigt; 10 shows a diagram with a circuit for a demodulator receiver according to embodiments of the present invention;
11 ein
modifiziertes FSK-Schemenspektrum gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt; 11 shows a modified FSK-scheme spectrum according to an embodiment of the present invention;
12 einen
FSK-Empfänger
eines Hartbegrenzers gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt; 12 shows an FSK receiver of a hard limiter according to an embodiment of the present invention;
13 einen
Bereich eines Senders zum Senden eines FSK-modulierten Signals gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt; und 13 shows a portion of a transmitter for transmitting an FSK modulated signal according to an embodiment of the present invention; and
14 ein
Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt. 14 a flowchart of a method according to an embodiment of the present invention shows.
Es
wird erkannt werden, dass der Einfachheit und der Klarheit der Darstellung
halber Elemente, die in den Figuren gezeigt sind, nicht notwendigerweise genau
oder im Maßstab
gezeichnet worden sind. Beispielsweise können die Dimensionen von einigen
der Elemente in Bezug auf andere Elemente der Klarheit halber übersteigert
sein oder können
mehrere physikalische Komponente in einem funktionellen Block oder
Element enthalten sein. Weiterhin können dort, wo es als geeignet
angesehen wird, Bezugszeichen unter den Figuren wiederholt sein,
um entsprechende oder analoge Elemente anzuzeigen.It
will be recognized that simplicity and clarity of presentation
half elements shown in the figures are not necessarily accurate
or in scale
have been drawn. For example, the dimensions of some
elements in relation to other elements for the sake of clarity
be or can
multiple physical component in a functional block or
Be included element. Furthermore, it can be where it is suitable
is considered, reference numerals be repeated among the figures,
to display corresponding or analogous elements.
DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED
DESCRIPTION OF THE INVENTION
In
der folgenden Beschreibung werden verschiedene Aspekte der vorliegenden
Erfindung beschrieben werden. Zum Zwecke einer Erklärung werden
spezifische Konfigurationen und Details aufgezeigt, um ein ernsthaftes
Verstehen der vorliegenden Erfindung zur Verfügung zu stellen. Jedoch wird
es einem Fachmann auf dem Gebiet auch offensichtlich werden, dass
die vorliegende Erfindung ohne die hierin präsentierten spezifischen Details
ausgeführt werden
kann. Weiterhin können
wohlbekannte Merkmale weggelassen oder vereinfacht sein, um die
vorliegende Erfindung nicht zu verdunkeln.In
The following description will discuss various aspects of the present invention
Invention be described. For the purpose of explanation
specific configurations and details pointed out to be a serious one
To provide understanding of the present invention. However, it will
It will also be apparent to one of ordinary skill in the art
the present invention without the specific details presented herein
be executed
can. Furthermore you can
well-known features may be omitted or simplified to avoid the
not obscure the present invention.
Es
wird angemerkt, dass einige Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung auf eine autonome, typischerweise schluckbare,
Vorrichtung in einem lebenden Organismus ausgerichtet sein können. Andere
Ausführungsbeispiele
müssen
nicht schluckbar sein. Vorrichtungen oder Systeme gemäß Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung können
gleich Ausführungsbeispielen
sein, die in der internationalen Anmeldung WO 01/65995 und/oder in
dem US-Patent NR. 5,604,531 beschrieben sind, von welchen jedes
Dokument für
den gemeinsamen Zessionär
der vorliegenden Erfindung zessioniert ist und von welchen jedes
Dokument hierdurch durch Bezugnahme vollständig enthalten ist. Weiterhin kann
ein Empfangs- und/oder
Anzeigesystem, das zur Verwendung mit Ausführungsbeispielen der vorliegenden
Erfindung geeignet ist, auch gleich Ausführungsbeispielen sein, die
in WO 01/65995 und/oder im US-Patent mit der Nr. 5,604,531 beschrieben
sind. Vorrichtungen und Systeme, wie sie hierin beschrieben sind,
können
andere Konfigurationen und andere Gruppen von Komponenten haben.
Beispielsweise kann es sein, dass Vorrichtungen und Systeme, die hierin
beschrieben sind, für
eine kontrollierte Drogenabgabe, wie beispielsweise zu einer Zielstelle,
verwendet werden, wie es durch die PCT-Veröffentlichung
WO 00/22975, veröffentlicht
am 27. April 2000, beschrieben sein kann, welche für den gemeinsamen
Zessionär
zessioniert ist und welche hierdurch durch Bezugnahme vollständig enthalten
ist. Andere Ausführungsbeispiele
einer Vorrichtung, eines Systems und eines Verfahrens gemäß verschiedenen
Ausführungsbeispielen
der Erfindung können mit
anderen Vorrichtungen, Vorrichtungen ohne Bildgabe und/oder Vorrichtungen,
die nicht im lebenden Organismus sind, verwendet werden.It
It is noted that some embodiments
of the present invention to an autonomous, typically swallowable,
Device can be aligned in a living organism. Other
embodiments
have to
not be swallowable. Devices or systems according to embodiments
of the present invention
same embodiments
be in the international application WO 01/65995 and / or in
US Patent NO. 5,604,531, each of which is described
Document for
the common assignee
of the present invention and of which each
Document is hereby fully incorporated by reference. Furthermore, can
a reception and / or
A display system suitable for use with embodiments of the present invention
Invention is also equal to embodiments, the
in WO 01/65995 and / or in U.S. Patent No. 5,604,531
are. Devices and systems as described herein
can
have different configurations and other groups of components.
For example, it may be that devices and systems described herein
are described for
a controlled drug delivery, such as to a target site,
be used as it is by the PCT publication
WO 00/22975, published
on April 27, 2000, which may be described for the common
assignee
and which are hereby incorporated by reference in their entirety
is. Other embodiments
a device, a system and a method according to various
embodiments
of the invention can with
other devices, devices without imaging and / or devices,
that are not in the living organism.
Es
wird auf 1 Bezug genommen, die ein schematisches
Diagramm eines Ausführungsbeispiels
einer Erfassungsvorrichtung im lebenden Organismus und ein externes
Empfänger-
und Sendersystem gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt. Bei einem Ausführungsbeispiel kann das System
eine Vorrichtung 40 mit einem Bildgeber 46, einem
optischen System 50, einem Sensor 43, einer Beleuchtungsquelle 42,
einer Energiequelle 45, wie beispielsweise einer oder mehreren
Batterien und einer Steuerung 47 enthalten. Die Steuerung 47 kann als
Prozessor FPGA (feldprogrammierbares Gatearray) oder durch eine ähnliche
Implementierung implementiert sein. Andere Komponenten oder Sensoren
können
auch enthalten sein. Die Steuerung 47 kann beispielsweise
Signale, die durch die Vorrichtung 40 empfangen werden,
in beispielsweise Befehls- oder
Steuersignale verarbeiten können,
die einen Betriebszustand von Komponenten, die in der Vorrichtung 40 enthalten
sein können,
steuern, aktivieren, deaktivieren oder auf andere Weise ändern können. Die
Vorrichtung 40 kann einen Transceiver 49 enthalten,
der dazu fähig
sein kann, drahtlose Signale zu empfangen und drahtlose Signale
zu senden. Der Transceiver 49 kann auch andere Funktionen
haben. Bei einigen Ausführungsbeispielen
können
der Transceiver 49 und die Steuerung 47 eine einzige
integrierte Schaltung oder eine andere Vorrichtung sein oder in
dieser enthalten sein. Die Vorrichtung 40 kann eine Antenne 48 enthalten,
die betreibbar am Transceiver 49 angebracht sein kann. Bei
einigen Ausführungsbeispielen
kann die Antenne 48 für
die oder bei der Durchführung
von sowohl dem Empfangen als auch dem Senden von drahtlosen Signalen
durch den Transceiver 49 verwendet werden. Bei anderen
Ausführungsbeispielen
kann es mehr als eine Antenne geben, wie beispielsweise eine Empfängerantenne
und/oder eine Senderantenne.It will open 1 Referring to Fig. 1, which shows a schematic diagram of an embodiment of a living organism detection apparatus and an external receiver and transmitter system according to an embodiment of the invention. In one embodiment, the system may include a device 40 with an imager 46 , an optical system 50 , a sensor 43 , a source of illumination 42 , an energy source 45 such as one or more batteries and a controller 47 contain. The control 47 may be implemented as a processor FPGA (Field Programmable Gate Array) or by a similar implementation. Other components or sensors may also be included. The control 47 For example, signals can be generated by the device 40 in, for example, can process command or control signals representing an operating state of components operating in the device 40 can be included, control, enable, disable, or otherwise change can. The device 40 can a transceiver 49 which may be capable of receiving wireless signals and transmitting wireless signals. The transceiver 49 can also have other functions. In some embodiments, the transceiver may 49 and the controller 47 be a single integrated circuit or other device or included in this. The device 40 can an antenna 48 included, which are operable on the transceiver 49 can be appropriate. In some embodiments, the antenna 48 for or in performing both the receiving and transmitting of wireless signals by the transceiver 49 be used. In other embodiments, there may be more than one antenna, such as a receiver antenna and / or a transmitter antenna.
Die
Vorrichtung 40 kann typischerweise eine autonome schluckbare
Kapsel sein oder eine solche enthalten, kann aber andere Formen
haben und muss nicht schluckbar oder autonom sein. Beispielsweise
kann die Vorrichtung 40 eine Kapsel oder eine andere Einheit
sein, wobei alle Komponenten im Wesentlichen innerhalb eines Behälters, eines
Gehäuses
oder einer Schale enthalten sind und wobei die Vorrichtung 40 keine
Verdrahtung oder Verbindung zu beispielsweise einer Empfangsleistung
oder Sendeinformation erfordern muss. Bei einem Ausführungsbeispiel
kann die Vorrichtung 40 erfasste Daten vom GI-Trakt sammeln,
während
sie durch das GI-Lumen bzw. den GI-Hohlraum läuft. Andere Lumen können abgebildet
werden.The device 40 may typically be or contain an autonomous swallowable capsule, but may take other forms and need not be swallowable or autonomous. For example, the device 40 a capsule or other entity, all components being contained substantially within a container, housing or shell, and wherein the device 40 does not require any wiring or connection to, for example, receive power or transmit information. In one embodiment, the device 40 Collect captured data from the GI tract as it passes through the GI lumen or GI cavity. Other lumens can be imaged.
Extern
zur Vorrichtung 40 können
ein Empfänger 12,
ein Sender 13, eine Steuerung 17, eine Speichereinheit 15 und
eine Anzeigeeinheit 16 sein. Der Empfänger 12, der ein Empfänger/Aufzeichner sein
kann, und der Sender 13 (der typischerweise eine Antenne
oder ein Antennenfeld enthält
oder damit verbunden ist) kann in demselben Gehäuse oder derselben Einheit
untergebracht oder enthalten sein oder kann in einer oder mehreren
separaten Einheiten untergebracht sein. Beispielsweise können der Sender 13 und
der Empfänger 12 in
einer tragbaren Einheit untergebracht sein, die von einem Patienten mit
sich geführt
oder getragen werden kann, und/oder können in einen Transceiver integriert
sein.Externally to the device 40 can be a receiver 12 , a transmitter 13 , a controller 17 , a storage unit 15 and a display unit 16 be. The recipient 12 who can be a receiver / recorder, and the sender 13 (typically containing or connected to an antenna or antenna array) may be housed or contained in the same housing or unit, or may be housed in one or more separate units. For example, the sender 13 and the receiver 12 be housed in a portable unit that can be carried or carried by a patient, and / or may be integrated into a transceiver.
Der
Empfänger 12 kann
mit einem Prozessor 14 verbunden und/oder in elektrischer
Kommunikation mit diesen sein, der beispielsweise Datensignale, wie
beispielsweise erfasste Datensignale, die von der Vorrichtung 40 empfangen
werden, verarbeiten und/oder von der Vorrichtung 40 empfangene
Daten steuern kann. Bei einigen Ausführungsbeispielen kann der Prozessor 14 betriebsmäßig mit
der Anzeige 16 und/oder einem Speichersystem 15 verbunden sein,
die das Bild oder andere erfasste Daten, die durch die Vorrichtung 40 gesammelt
und gesendet sind, anzeigen und/oder speichern kann/können. Der Prozessor 14 kann
durch den Empfänger 12 empfangene
Daten analysieren und kann in Kommunikation mit dem Speichersystem 15 sein,
während
er Bilddaten (die als beispielsweise Framedaten gespeichert und
transferiert werden können)
oder andere Daten zu dem und von dem Speichersystem 15 transferiert. Der
Prozessor 14 kann auch die analysierten Daten zur Anzeige 16 liefern,
wo ein Anwender die Bilder anschauen kann. Die Anzeige 16 kann
die Daten, wie beispielsweise Bildframedaten oder Videodaten von beispielsweise
dem gastrointestinalen (GI-)Trakt oder einem anderen Körperlumen
bzw. -hohlraum, präsentieren
oder anzeigen. Bei einem Ausführungsbeispiel
kann der Prozessor 14 zur Echtzeitverarbeitung und/oder
zur durchzuführenden
Nachverarbeitung konfiguriert sein. Andere Überwachungs- und Empfangssysteme
können
verwendet werden.The recipient 12 can work with a processor 14 be connected and / or in electrical communication with these, for example, the data signals, such as detected data signals coming from the device 40 be received, process and / or from the device 40 can control received data. In some embodiments, the processor 14 operational with the display 16 and / or a storage system 15 be connected to the image or other data collected by the device 40 collected and sent, displayed and / or saved. The processor 14 can by the recipient 12 analyze received data and may be in communication with the storage system 15 while storing image data (which may be stored and transferred as, for example, frame data) or other data to and from the storage system 15 transferred. The processor 14 can also display the analyzed data for display 16 deliver where a user can look at the pictures. The ad 16 may present or display the data, such as image frame data or video data from, for example, the gastrointestinal (GI) tract or other body lumen. In one embodiment, the processor 14 be configured for real-time processing and / or to be performed post-processing. Other monitoring and receiving systems can be used.
Bei
einigen Ausführungsbeispielen
können der
Sender 13 und die Steuerung 17 in einem Empfänger untergebracht
sein, der beispielsweise von einem Patienten getragen werden kann,
in welchem die Vorrichtung 40 platziert ist. Bei einigen
Ausführungsbeispielen
können
der Sender 13 und die Steuerung 17 irgendwo untergebracht
sein und können separat
untergebracht sein. Beispielsweise kann die Steuerung 17 betriebsmäßig mit
dem Empfänger 12 so
verbunden sein, dass ein externer Bediener, der beispielsweise erfasste
Daten auf der Anzeige 16 anschauen kann, den Sender 13 aktivieren
kann, um ein drahtloses Signal zum Transceiver 49 zu liefern.In some embodiments, the transmitter may 13 and the controller 17 be housed in a receiver, which may for example be worn by a patient, in which the device 40 is placed. In some embodiments, the transmitter may 13 and the controller 17 be accommodated anywhere and can be accommodated separately. For example, the controller 17 operational with the receiver 12 be connected so that an external operator, for example, the data recorded on the display 16 can watch the transmitter 13 can activate to send a wireless signal to the transceiver 49 to deliver.
Der
Sender 13 kann typischerweise mit einem Prozessor 14 verbunden
und/oder in elektrischer Kommunikation mit diesem sein. Der Prozessor 14 kann
wenigstens teilweise als Steuerung fungieren und/oder beispielsweise
eine Steuerung 17 enthalten, um beispielsweise Steuerbefehle/Anweisungen
zu der Vorrichtung 40 über
den Sender 13 verarbeiten. Bei anderen Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung können
Signale, die andere als Steuerbefehle/Anweisungen sind, durch den
Prozessor 14 mit beispielsweise der Steuerung 17 verarbeitet
und über
den Sender 13 gesendet werden. Bei noch anderen Ausführungsbeispielen
können
die Steuerung 17 und der Prozessor 14 separate
Einheiten sein, die in elektrischer Kommunikation miteinander sein
können.
Bei einigen Ausführungsbeispielen der
vorliegenden Erfindung können
beispielsweise durch die Steuerung 17 erzeugte Steuer-Befehle/Anweisungen
auf Daten basieren, die durch den Empfänger 12 empfangen
und durch den Prozessor 14 verarbeitet sind. Bei einigen
anderen Ausführungsbeispielen
der Erfindung kann die Steuerung 17 Befehle und/oder Anweisungen
basierend auf Signalen erzeugen, die Messungen darstellen, die beim
Empfänger 12 empfangen
sind. Bei anderen Ausführungsbeispielen
können
Steuer-Befehle/Anweisungen, die durch die Steuerung 17 erzeugt
sind, beispielsweise auf Anwender-Eingabedaten basieren, und ein
Patient oder ein externer Bediener kann beispielsweise das Senden
eines drahtlosen Signals und/oder eines Befehls von beispielsweise
dem Sender 13 zu dem Transceiver 49 initiieren.
Bei noch anderen Ausführungsbeispielen
können
Steuer-Befehle/Anweisungen
auf sowohl Anwender-Eingabedaten als auch Daten basieren, die durch
den Prozessor 14 empfangen und/oder verarbeitet sind.The transmitter 13 can typically be with a processor 14 connected and / or be in electrical communication with this. The processor 14 may at least partially act as a controller and / or, for example, a controller 17 For example, to include control commands / instructions to the device 40 over the transmitter 13 to process. In other embodiments of the present invention, signals other than control commands / instructions may be provided by the processor 14 with, for example, the controller 17 processed and over the transmitter 13 be sent. In still other embodiments, the controller may 17 and the processor 14 be separate units that can be in electrical communication with each other. In some embodiments of the present invention, for example, by the controller 17 generated control commands / instructions based on data provided by the receiver 12 received and through the processor 14 are processed. In some other embodiments of the invention, the controller may 17 Generate commands and / or instructions based on signals representing measurements taken at the receiver 12 are received. In other embodiments, control commands / instructions may be executed by the controller 17 are generated at For example, based on user input data, and a patient or external operator may, for example, transmit a wireless signal and / or a command from, for example, the transmitter 13 to the transceiver 49 initiate. In still other embodiments, control commands / instructions may be based on both user input data and data provided by the processor 14 received and / or processed.
Bei
einigen Ausführungsbeispielen
kann der Transceiver 49 ein Halbduplex-Transceiver sein,
wo der Transceiver 49 von einem Senden zu einem Empfangen
z.B. über
einen Zeitvielfachzugriff (TDMA) wechselt. Typischerweise kann die
Sendegeschwindigkeit bzw. -rate zu dem externen Empfänger 12 signifikant
höher als
die Sendegeschwindigkeit bzw. -rate vom externen Sender 13 zum
Transceiver 49 sein. Beispielsweise kann die Vorrichtung 40 z.B. Bildframedaten
mit einer ersten Rate zu dem externen Empfänger 12 mit einer
Rate von 1–10
Mbits/s, wie z.B. 2,7 Mbits/s, senden, während der Sender 13 Steuer-Befehle/Anweisungen
zum Transceiver 49 senden kann, die bei einer Rate von
10–30
Kbits/sek sein können.In some embodiments, the transceiver may 49 be a half-duplex transceiver where the transceiver 49 from a transmission to a reception, for example via a time division multiple access (TDMA). Typically, the transmission rate to the external receiver 12 significantly higher than the transmission rate from the external transmitter 13 to the transceiver 49 be. For example, the device 40 For example, image frame data at a first rate to the external receiver 12 at the rate of 1-10 Mbits / s, such as 2.7 Mbits / s, while the transmitter is transmitting 13 Control Commands / Transceiver Instructions 49 which can be at a rate of 10-30 Kbits / sec.
Im
Betrieb kann bei einigen Ausführungsbeispielen
die Vorrichtung 40 in einen Körperhohlraum, wie beispielsweise
den GI-Trakt oder einen anderen Körperhohlraum, platziert, eingefügt oder
eingenommen sein. Bei einigen Ausführungsbeispielen kann ein Bildgeber 46 Bilder
von Bereichen des Körperhohlraums
einfangen und solche Bilder oder Bilddaten können durch den Transceiver 49 zu beispielsweise
dem Empfänger 12 gesendet
werden, wo ein externer Bediener die gesendeten Daten anschauen oder
irgendeine andere Funktion diese analysieren kann. Zu einer oder
mehreren Zeiten, wie beispielsweise in Reaktion auf ein Lesen, eine
Analyse oder ein Bild, was durch die Vorrichtung 40 gesendet
werden kann, kann ein externer Bediener eine Eingabevorrichtung,
wie z.B. eine Tastatur, eine Wählscheibe,
etc. oder irgendeine andere automatisierte oder manuelle Funktion
verwenden oder eine Verarbeitung durchführen, um einen Befehl zu der
Steuerung 17 zu senden, um ein drahtloses Signal, wie beispielsweise
ein Steuersignal, vom Sender 13 zum Transceiver 49 zu
senden. In Reaktion auf solche drahtlosen Signale können/kann
der Transceiver 49 und/oder die Steuerung 47 einen
Befehl, eine Steuerung oder ein anderes Signal zu beispielsweise
dem Sensor 43, dem Bildgeber 46 oder zu irgendeiner
anderen Komponente der Vorrichtung 40 ausgeben. Bei einigen
Ausführungsbeispielen
kann ein Signal zu einer bestimmten Komponente der Vorrichtung 40 mittels
oder durch die Steuerung 47 ausgegeben werden. In Reaktion
auf ein solches Signal kann eine Komponente oder ein Sensor, wie
beispielsweise der Sensor 43 oder der Bildgeber 46,
aktiviert, deaktiviert oder auf andere Weise seinen Betriebszustand ändern. Andere
Aktionen, Funktionen oder Prozesse der Vorrichtung 40,
wie beispielsweise eine Aktivierungszeit, eine Lichtintensität, eine
Freigabe einer eingeschlossenen Flüssigkeit oder eines eingeschlossenen
Pulvers, eine Änderung
bezüglich
eines Auftriebs, eine Frame-Einfangrate,
eine Bildauflösung,
eine Gewebeabtastsammlung, eine Sendeleistung oder andere Hilfsfunktionen,
können
in Reaktion auf ein durch den Transceiver 49 empfangenes
Signal aktiviert, deaktiviert oder auf andere Weise geändert werden.In operation, in some embodiments, the device 40 placed, inserted or ingested in a body cavity, such as the GI tract or other body cavity. In some embodiments, an imager 46 Capture images of areas of the body cavity and such images or image data can be transmitted through the transceiver 49 for example, the recipient 12 where an external operator can view the data being sent or any other function can analyze it. At one or more times, such as in response to a reading, an analysis or an image, by the device 40 can be sent, an external operator can use an input device such as a keyboard, dial, etc., or any other automated or manual function, or perform processing to issue a command to the controller 17 to send a wireless signal, such as a control signal, from the transmitter 13 to the transceiver 49 to send. In response to such wireless signals, the transceiver may / may 49 and / or the controller 47 a command, control, or other signal to, for example, the sensor 43 , the imager 46 or to any other component of the device 40 output. In some embodiments, a signal may be to a particular component of the device 40 by or through the controller 47 be issued. In response to such a signal, a component or sensor, such as the sensor, may be used 43 or the imager 46 , activate, deactivate or otherwise change its operating state. Other actions, functions or processes of the device 40 such as activation time, light intensity, trapped liquid or trapped powder release, change in buoyancy, frame capture rate, image resolution, tissue sampling, transmit power, or other auxiliary functions may occur in response to a transceiver 49 received signal is activated, deactivated or changed in any other way.
Bei
einem anderen Ausführungsbeispiel
der Erfindung kann die Steuerung 17 Parameter des beim
Empfänger 12 empfangenen
Signals analysieren. Solche Parameter können beispielsweise eine empfangene
Leistung, eine Signalqualität,
ein Frequenzoffset, ein Modulationsindex oder irgendein anderer
charakteristischer Parameter des Signals sein. Basierend auf der
Analyse kann die Steuerung 17 Befehle und/oder Anweisungen
vom Sender 13 zum Transceiver 4 senden. Diese
Befehle und/oder Anweisungen können
durch die Steuerung 47 verwendet werden, um Charakteristiken
des vom Transceiver 49 zum Empfänger 12 gesendeten
Signals zu verbessern. Ein Verbessern von Signalcharakteristiken
kann beispielsweise ein Sicherstellen enthalten, dass eine Signalleistung
ausreichend ist, um eine gute Signalqualität beim Empfänger 12 zu garantieren,
einen richtigen Modulationsindex, eine richtige Trägerfrequenz
und ähnliches.
Die Befehle und/oder Anweisungen, die durch den Prozessor 14 unter
von beispielsweise der Steuerung 17 ausgegeben werden,
können
sowohl automatisch als auch manuell erzeugt werden.In another embodiment of the invention, the controller 17 Parameter of the receiver 12 analyze received signal. Such parameters may be, for example, a received power, a signal quality, a frequency offset, a modulation index, or any other characteristic parameter of the signal. Based on the analysis, the controller 17 Commands and / or instructions from the sender 13 to the transceiver 4 send. These commands and / or instructions can be controlled by the controller 47 used to be the characteristics of the transceiver 49 to the recipient 12 to improve the transmitted signal. Improving signal characteristics may include, for example, ensuring that signal power is sufficient to ensure good signal quality at the receiver 12 to guarantee a correct modulation index, a correct carrier frequency and the like. The commands and / or instructions provided by the processor 14 under, for example, the controller 17 can be generated both automatically and manually.
Die
Energiequelle 45 kann eine oder mehrere Batterien enthalten.
Beispielsweise kann die Energiequelle 45 Silberoxidbatterien,
Lithiumbatterien, andere geeignete elektrochemische Zellen mit hoher Energiedichte
oder ähnliches
enthalten. Andere Energiequellen können verwendet werden. Beispielsweise
kann anstelle einer internen Energiequelle 45 oder zusätzlich zu
ihr eine externe Energiequelle zum Senden von Leistung zur Vorrichtung 40 verwendet werden.The energy source 45 can contain one or more batteries. For example, the energy source 45 Silver oxide batteries, lithium batteries, other suitable high energy density electrochemical cells or the like. Other sources of energy can be used. For example, instead of an internal energy source 45 or in addition to it, an external power source for sending power to the device 40 be used.
Bei
einigen Ausführungsbeispielen
kann der Sensor 43 beispielsweise ein pH-, ein Temperatur-, ein
Druck- oder ein Sensor für
andere physiologische Parameter sein oder enthalten.In some embodiments, the sensor 43 For example, be a pH, a temperature, a pressure or a sensor for other physiological parameters or contain.
Größen- und
Leistungsbeschränkungen
typischer autonomer Vorrichtungen im lebenden Organismus können beispielsweise
die Schaltungsgröße und/oder
die Empfangskapazität
eines Empfängers im
lebenden Organismus beschränken.
Gemäß einigen
Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung kann eine Spreizspektrums-Kommunikation
für ein
Senden hoher Leistung von beispielsweise einem Signal mit konstanter
Hüllkurve
zu einer Vorrichtung im lebenden Organismus implementiert sein.For example, size and performance limitations of typical autonomous devices in the living organism may limit the circuit size and / or the receiving capacity of a recipient in the living organism. According to some embodiments of the present invention, spread spectrum communication for high power transmission of, for example, a Signal with constant envelope to be implemented in a device in the living organism.
Nun
wird auf 2A Bezug genommen, die ein Signal
mit konstanter Hüllkurve
zeigt, das als Sendesignal zu einer Vorrichtung im lebenden Organismus
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Bei einigen Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung kann ein einfaches amplitudenmoduliertes
Signal während
eines Sendens zur Vorrichtung 40 verwendet werden, um die
Schaltung zu minimieren, die für
einen Empfang und/oder einer Entschlüsselung des gesendeten Signals
erforderlich ist. Die einfachste Form eines amplitudenmodulierten
Signals kann beispielsweise ein Ein/Aus-Tastungs-(OOK-)Modulationssignal 300 sein,
mit einem Trägersignal
konstanter Frequenz 350, das typischerweise in Kurzbereichsvorrichtungen
(SRD) verwendet werden kann. Einige der Vorteile eines Verwendens
einer OOK-Modulation
können
darin bestehen, dass beispielsweise keine A/D- oder Digitalsignal-Verarbeitung
(DPS) erforderlich sein können,
eine OOK-Modulation weniger empfindlich gegenüber einem Phasenrauschen und
einem Frequenzfehler sein kann und das Signal mit konstanter Hüllkurve
zum effizienten Senden von Leistung dient.Now it will open 2A Reference is made, which shows a signal with constant envelope, which can be used as a transmission signal to a device in the living organism according to an embodiment of the present invention. In some embodiments of the present invention, a simple amplitude modulated signal may be transmitted to the device during transmission 40 can be used to minimize the circuitry required to receive and / or decrypt the transmitted signal. The simplest form of amplitude modulated signal may be, for example, an on / off keying (OOK) modulation signal 300 be, with a carrier signal of constant frequency 350 typically used in short-range devices (SRD). Some of the advantages of using OOK modulation may be that, for example, A / D or digital signal processing (DPS) may not be required, OOK modulation may be less sensitive to phase noise and frequency error, and the signal may be more constant Envelope is used to efficiently send power.
Typischerweise
kann jedes Symbol in OOK einen der zwei folgenden Werte annehmen:
eine logische "Markierung" (z.B. "1") oder einen logischen "Raum" (z.B. "0"). Andere Codierungen und Bedeutungen
können
verwendet werden. Für
die Markierung 320 kann der Sender 13 ein Trägersignal 350 mit
einer konstanten Frequenz Fc während
des gesamten Markierungssymbols senden. Für den Raum 330 kann
der Sender nichts senden. Der Transceiver 49 kann während jedes
Symbols die empfangene Energie messen und entscheiden, ob eine Markierung 320 oder
ein Raum 330 gesendet worden sein kann.Typically, each symbol in OOK may take one of the following two values: a logical "tag" (eg, "1") or a logical "space" (eg, "0"). Other codings and meanings can be used. For the marking 320 can the sender 13 a carrier signal 350 with a constant frequency, send Fc throughout the marker symbol. For the room 330 the sender can not send anything. The transceiver 49 can measure the received energy during each symbol and decide if a marker 320 or a room 330 may have been sent.
Ein
schematisches Diagramm des OOK-Modulationssignals im Frequenzbereich
gemäß einem Ausführungsbeispiel
ist in 2B gezeigt. Die Sendeleistung
der Markierung oder des Symbols kann im Frequenzbereich beispielsweise
durch das Integral der Verstärkung
der spektralen Dichte (SD) über
der Bandbreite des Trägersignals 350 unter
Verwendung bekannter Verfahren bestimmt werden. Für eine OOK-Modulation
kann die typische schmale Bandbreite von beispielsweise dem Signal 300 die
gesamte Sendeleistung beschränken.A schematic diagram of the OOK modulation signal in the frequency domain according to one embodiment is shown in FIG 2 B shown. The transmission power of the marker or symbol may be in the frequency domain, for example, by the integral of the spectral density enhancement (SD) over the bandwidth of the carrier signal 350 be determined using known methods. For OOK modulation, the typical narrow bandwidth of, for example, the signal 300 limit the total transmit power.
Typischerweise
kann ein Empfang für
Vorrichtungen im lebenden Organismus beispielsweise aufgrund einer
Dämpfung
behindert werden, für
die es bekannt ist, dass sie durch die Körpergewebe erfolgt, so dass
eine höhere
Sendeleistung nötig
sein kann. Jedoch können
Regulierungen bzw. Vorschriften, wie z.B. Federal Communication
Control (FCC) oder andere Vorschriftenstandards, die Verstärkung der
spektralen Dichte auf beispielsweise 50,5 dBuV/m für FCC (oder
darunter für ähnliche
Vorschriften in anderen Ländern)
beschränken,
so dass es schwierig sein kann, die Sendeleistung, wie beispielsweise
eine Sendeleistung von etwa –12
dBm, die erforderlich sein kann, zu erreichen.typically,
can a reception for
Devices in the living organism, for example due to a
damping
be hindered, for
it is known that it takes place through the body tissues, so that
a higher one
Transmission power required
can be. However, you can
Regulations such as e.g. Federal Communication
Control (FCC) or other regulatory standards that reinforce the
spectral density to, for example, 50.5 dBuV / m for FCC (or
including for similar
Regulations in other countries)
restrict,
so that it can be difficult to transmit power, such as
a transmission power of about -12
dBm, which may be required to achieve.
Nun
wird auf 3A Bezug genommen, die schematisch
eine OOK zeigt, kombiniert mit einem Signal variabler Frequenz,
das für
ein Senden von Befehlssignalen in einem Transceiver 49 im
lebenden Organismus gemäß einigen
Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung implementiert sein kann. Bei einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung kann der Sender 13 für ein Symbol,
wie beispielsweise eine Markierung 240, ein Signal variabler
Frequenz, wie beispielsweise ein Chirp-Signal, mit höherer Markierungssymbolamplitude
im Vergleich mit der Markierungssymbolamplitude 320 senden,
und für
ein Symbol wie beispielsweise einen Raum 260 kann der Sender
gar nichts senden. Beispielsweise kann ein Verwenden der durch die 2A beschriebenen
Modulation eine maximale Leistung von –23 [dBm] erzeugen, während die Modulation
in 3A, unter denselben Regulierungsbeschränkungen –9 [dBm]
erreichen kann. Die höhere
Markierungssymbolamplitude kann beispielsweise eine Dämpfung kompensieren,
die durch das Körpergewebe
erfolgen kann. Das Trägersignal
variabler Frequenz kann beispielsweise zum Diffundieren der spektralen
Dichte über
einen größeren Bereich
von Frequenzen dienen. Diese Kombination aus einem Erhöhen der
Amplitude der Markierung oder der Symbolamplitude, während mit
einer variablen und/oder breitbandigen Frequenz gesendet wird, kann
beispielsweise ermöglichen,
dass Befehlssignale durch eine Vorrichtung im lebenden Organismus erfolgreich
empfangen werden, ohne die obere Grenze von FCC oder anderen Regulierungen
bzw. Vorschriften für
Kommunikationssignale zu überschreiten.
Eine gesendete Trägerfrequenz 250 kann
ein Träger
variabler Frequenz sein, der im Bereich von beispielsweise zwischen
3–10 MHz
sein kann. Andere geeignete Bereiche können verwendet werden. Der
entsprechende Frequenzbereich des Signals ist schematisch in 3B gezeigt.
Ein Einführen
einer variablen oder breitbandigen Trägerfrequenz 250 kann
zum Erhöhen
der gesamten Sendeleistung dienen, während eine spezifizierte (oder
erforderliche, z.B. durch Regulierungsstandards) Leistung spektraler
Dichtung beibehalten wird, wie z.B. die Leistung spektraler Dichte,
die in 2B gezeigt ist. Die zusätzliche
Leistung kann beispielsweise durch Erhöhen der Bandbreite des Trägersignals
im Frequenzbereich erhalten werden. Daher kann es bei einigen Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung möglich
sein, die gesamte Sendeleistung auf einen erwünschten Pegel zu erhöhen, solange
die Bandbreite in derselben Proportion erhöht werden kann. Typischerweise
kann das gesendete Signal niedrige Anforderungen an eine Frequenzstabilität und ein Phasenrauschen
haben, da ein solcher Empfänger nur
die Amplitude berücksichtigen
kann und die Frequenzkomponente des Trägersignals nicht berücksichtigen
kann. Für
einen solchen Empfänger
kann die Verwendung einer einzigen Frequenz oder von variierenden
Frequenzen denselben Effekt haben, solange die gesamte Leistung
dieselbe sein kann. Ein zusätzlicher
Vorteil zu einem solchen Ausführungsbeispiel
kann darin bestehen, dass ein enges (Bandpassfilter) BPF, das typischerweise
eine wesentliche Schaltung erfordert, nicht erforderlich sein kann.
Als solches können
gemäß Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung Befehls/Anweisungs-Signale, die mit breiter
Eingangsbandbreite empfangen werden, beispielsweise entschlüsselt werden,
wie es hierin beschrieben sein kann. Bei anderen Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung kann es möglich sein, eine kontinuierliche
Phasenfrequenzumtastung (CPFSK) mit beispielsweise 2 oder mehreren
Bits/Symbol zu verwenden, um ein flaches Spektrum zu erreichen und/oder
um die Bitrate zu erhöhen.
Bei anderen Ausführungsbeispielen kann
die Bitrate beispielsweise durch Erhöhen der Symbolrate erhöht werden.
Andere geeignete Signale können
dazu verwendet werden, Befehlssignale unter Verwendung einer Spreizspektrumskommunikation
zu senden.Now it will open 3A Reference is made, which schematically shows an OOK combined with a variable frequency signal, which is suitable for transmitting command signals in a transceiver 49 in the living organism according to some embodiments of the present invention. In one embodiment of the present invention, the transmitter 13 for a symbol, such as a marker 240 , a variable frequency signal, such as a chirp signal, having a higher marker symbol amplitude as compared to the marker symbol amplitude 320 send, and for a symbol such as a room 260 the sender can not send anything. For example, using the through the 2A described modulation to produce a maximum power of -23 [dBm], while the modulation in 3A , under the same regulatory constraints -9 [dBm]. For example, the higher marker symbol amplitude may compensate for attenuation that may occur through the body tissue. For example, the variable frequency carrier signal may be used to diffuse the spectral density over a wider range of frequencies. For example, this combination of increasing the amplitude of the marker or the symbol amplitude while transmitting at a variable and / or wideband frequency may allow command signals to be successfully received by a device in the living organism without the upper limit of FCC or other regulations or rules for communication signals. A transmitted carrier frequency 250 may be a variable frequency carrier, which may be in the range of, for example, 3-10 MHz. Other suitable ranges may be used. The corresponding frequency range of the signal is schematically in 3B shown. Introducing a variable or broadband carrier frequency 250 can serve to increase the total transmit power while maintaining a specified (or required, eg, by regulatory standards) spectral seal performance, such as the power of spectral density exhibited in 2 B is shown. The additional power can be obtained, for example, by increasing the bandwidth of the carrier signal in the frequency domain. Therefore, in some embodiments of the present invention, it may be possible to increase the total transmit power to a desired level as long as the bandwidth can be increased in the same proportion. Typically, the transmitted signal may have low requirements for frequency stability and phase noise, as such a receiver can only consider the amplitude and can not account for the frequency component of the carrier signal. For such a receiver, the use of a single frequency or varying frequencies may have the same effect as long as the total power can be the same. An additional advantage to such an embodiment may be that a narrow (bandpass filter) BPF, which typically requires substantial circuitry, may not be required. As such, in accordance with embodiments of the present invention, command / instruction signals received with wide input bandwidth may be decrypted, for example, as may be described herein. In other embodiments of the present invention, it may be possible to use a continuous phase shift keying (CPFSK) of, for example, 2 or more bits / symbol to achieve a flat spectrum and / or to increase the bit rate. In other embodiments, the bit rate may be increased, for example, by increasing the symbol rate. Other suitable signals may be used to send command signals using spread spectrum communication.
Nun
wird auf 5 Bezug genommen, die schematisch
einen Bereich eines Senders 13 zum Senden eines OOK-Signals
mit einer breiten Frequenzbandbreite und/oder einem Spreizspektrum gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt. Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung kann eine Komponente, wie beispielsweise ein I/Q-Modulator 510 dazu
verwendet werden, ein Trägersignal
mit breiter Bandbreite und/oder mit einem Spreizspektrum zu erzeugen. Das
Signal kann durch einen Verstärker 520 zu
einer erwünschten
Verstärkung
verstärkt
werden. Ein Verstärken
des Signals zu der erwünschten
Verstärkung kann
einen Empfang des Signals im lebenden Organismus trotz einer Dämpfung erleichtern.
Ein Schalter 53C kann dazu verwendet werden, ein Markierungs/Raum-moduliertes
Signal zu erzeugen. Andere Verfahren und/oder Komponenten, wie beispielsweise
ein Verschlüssler,
können
zum Erzeugen eines Signals mit einem Spreizspektrum verwendet werden.Now it will open 5 Reference is made, schematically a portion of a transmitter 13 for transmitting an OOK signal having a wide frequency bandwidth and / or a spread spectrum according to an embodiment of the present invention. In one embodiment of the present invention, a component such as an I / Q modulator 510 be used to generate a carrier signal with a wide bandwidth and / or with a spread spectrum. The signal can be through an amplifier 520 be amplified to a desired gain. Amplifying the signal to the desired gain may facilitate reception of the signal in the living organism despite attenuation. A switch 53C can be used to generate a mark / space modulated signal. Other methods and / or components, such as an encryptor, may be used to generate a signal having a spread spectrum.
Nun
wird auf die 4A und 4B Bezug genommen,
die schematisch eine modulierte Trägerfrequenz 400 und
ein Signal mit konstanter Hüllkurve zeigen,
das als ein Sendesignal zu einer Vorrichtung im lebenden Organismus
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.Now on the 4A and 4B Reference is made schematically to a modulated carrier frequency 400 and show a constant envelope signal that can be used as a transmission signal to a living organism device according to an embodiment of the present invention.
Gemäß einigen
Ausführungsbeispielen
der Erfindung kann ein Sender, wie beispielsweise der Sender 13,
ein Signal variabler Frequenz senden, das beispielsweise ein Chirp-Signal sein kann,
wie es in 4A gezeigt ist. Ein Erzeugen
einer variablen Frequenz mit einem Chirp-Muster kann als Frequenzwobbelung
bezeichnet werden. Die Frequenz des Chirp-Signals oder eines anderen Signals kann symmetrisch
um eine Trägerfrequenz
(Fc), wie z.B. 13,56 MHz ± 150
kHz variieren. Zusätzlich
kann sich das Chirp-Signal bezüglich
der Frequenz erhöhen (z.B.
Aufwärts-Chirp) 401 oder
bezüglich
der Frequenz erniedrigen (z.B. Abwärts-Chirp) 402, was
jeweils eine logische Angabe bei dem Transceiver 49 darstellt,
wie es in 4B gezeigt ist. Beispielsweise zeigt 4B den
Aufwärts-Chirp 403,
der eine logische "0" oder einen Raum
darstellt, und den Abwärts-Chirp 404,
der eine logische "1" oder eine "Markierung" bei beispielsweise
dem Transceiver 49 darstellen kann. Andere Codierungen
und Bedeutungen können
verwendet werden. Ein Verwenden des Chirp-Signals oder eines anderen
Trägersignals
variabler Frequenz kann beispielsweise zum Diffundieren der spektralen
Dichte über
einen großen
Bereich von Frequenzen dienen. Zusätzlich kann das Datensignal
ein Signal mit konstanter Hüllkurve
sein, was auf einfache Weise erzeugt werden kann. Bei einigen Ausführungsbeispielen
der Erfindung kann die Geschwindigkeit der Frequenzwobbelung über bestimmte
Bänder
geändert
werden. Beispielsweise kann ein Verlangsamen der Frequenzwobbelung beim
Abwärts-Chirp-Signal
nahe Fc in einem Senden von mehr Leistung in diesem Band resultieren.According to some embodiments of the invention, a transmitter such as the transmitter 13 , Send a variable frequency signal, which may be, for example, a chirp signal, as in 4A is shown. Generating a variable frequency with a chirp pattern may be referred to as frequency sweeping. The frequency of the chirp signal or other signal may vary symmetrically about a carrier frequency (Fc), such as 13.56 MHz ± 150 kHz. In addition, the chirp signal may increase in frequency (eg up-chirp) 401 or decrease in frequency (eg, down-chirp) 402 , which is always a logical statement in the transceiver 49 represents how it is in 4B is shown. For example, shows 4B the up-chirp 403 representing a logical "0" or space, and the down chirp 404 which is a logical "1" or a "mark" in, for example, the transceiver 49 can represent. Other codings and meanings can be used. For example, using the chirp signal or other variable frequency carrier signal may serve to diffuse the spectral density over a wide range of frequencies. In addition, the data signal can be a constant envelope signal, which can be easily generated. In some embodiments of the invention, the rate of frequency sweep may be changed over particular bands. For example, slowing down the frequency sweep in the down-chirp signal near Fc may result in more power transmission in that band.
Es
kann angemerkt werden, dass die Modulationsstruktur, die ein Chirp-Signal
verwendet, gleich einer Manchester-Codierung sein kann, wie sie
im Stand der Technik bekannt ist. Daher kann die Modulationsstruktur
invariant gegenüber
Frequenzverschiebungen sein, was die Leistungsfähigkeit der Kommunikation verbessern
kann. Andere Verfahren mit variabler Frequenz können verwendet werden.It
may be noted that the modulation structure, which is a chirp signal
can be equal to a Manchester encoding as they are used
known in the art. Therefore, the modulation structure
invariant opposite
Frequency shifts, which improve the performance of the communication
can. Other variable frequency methods can be used.
Es
wird auf 6 Bezug genommen, die schematisch
ein Blockdiagramm der Schaltung für den Empfänger 600 des Transceivers 49 in
beispielsweise einer Vorrichtung in lebendem Organismus 40 gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung kann der Empfänger 600 ein typischer
nicht kohärenter
OOK-Empfänger
mit fester Verstärkung
sein, der typischerweise beispielsweise in Kurzbereichsvorrichtungen
(SRD(s)) zum Empfangen von Befehlen/Anweisungen in der Form eines
Signals mit konstanter Symbolhüllkurve
verwendet werden kann. Bei anderen Ausführungsbeispielen können andere
geeignete Empfänger
oder Komponenten in der Schaltung des Empfängers 600 verwendet
werden und/oder können
andere Signale neben OOK-modulierten Signalen empfangen werden.
Typischerweise kann in einer OOK-Empfängerschaltung 600 ein
Bandpassfilter (BPF) 610 implementiert sein, um das Rauschen
zu beschränken (und/oder
um die erwartete Trägerfrequenz
(Fc) des Signals auszuwählen)
und kann ein Hüllkurvendetektor
(620) zum Erfassen von Markierungen 320 und Räumen 330 des
empfangenen Signals implementiert sein. Bei einigen Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung kann das BPF natürlich durch eine Antenne 48 vorgesehen
sein. Die Antenne 48 kann ein Induktor parallel zu irgendeiner
Kapazität sein,
die als BPF fungieren können.
Gemäß einem aus
Ausführungsbeispiel
kann die Mitten- Trägerfrequenz
(Fc) durch Steuern der Kapazität
parallel zu der Antenne eingestellt werden. Bei anderen Ausführungsbeispielen
kann ein BPF enthalten sein, das ein anderes als die Antenne ist.
Typische Hüllkurvendetektoren
können
geeignete logarithmische Verstärker und/oder
geeignete Dioden- und RC-Schaltungen enthalten. Eines oder mehrere
Tiefpassfilter (LPF) 630 können für einen Glättungseffekt eingeführt werden,
und eine Schwellenbildung 640 kann zum Entscheiden implementiert
sein, ob das Symbol eine Markierung (obere Schwelle) oder ein Raum
(untere Schwelle) ist. Das LPF kann beispielsweise eine typische
Integrations- und Dämpfungseinheit
zum Eliminieren des Rauschens von der Hüllkurve sein. Andere geeignete
Verfahren zum Glätten
können
implementiert werden. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann der Empfänger 600 ein
logarithmischer Verstärkerempfänger, ein
Demodulatorempfänger,
ein IF-Empfänger
oder ein anderer geeigneter Empfänger
sein.It will open 6 Reference is made schematically to a block diagram of the circuit for the receiver 600 of the transceiver 49 in for example a device in living organism 40 according to an embodiment of the present invention. According to an embodiment of the present invention, the receiver 600 may be a typical non-coherent fixed gain OOK receiver, which may typically be used, for example, in short range devices (SRD (s)) to receive commands / instructions in the form of a constant symbol envelope signal. In other embodiments, other suitable receivers or components may be included in the circuitry of the receiver 600 can be used and / or other signals in addition to OOK-modulated signals received who the. Typically, in an OOK receiver circuit 600 a bandpass filter (BPF) 610 be implemented to limit the noise (and / or to select the expected carrier frequency (Fc) of the signal) and an envelope detector ( 620 ) for detecting marks 320 and rooms 330 be implemented of the received signal. Of course, in some embodiments of the present invention, the BPF may be provided by an antenna 48 be provided. The antenna 48 For example, an inductor can be parallel to any capacitance that can act as a BPF. According to one embodiment, the center carrier frequency (Fc) can be adjusted by controlling the capacitance in parallel with the antenna. In other embodiments, a BPF other than the antenna may be included. Typical envelope detectors may include suitable logarithmic amplifiers and / or suitable diode and RC circuits. One or more low pass filters (LPF) 630 can be introduced for a smoothing effect, and a threshold 640 may be implemented to decide whether the symbol is a marker (upper threshold) or a space (lower threshold). For example, the LPF may be a typical integration and damping unit for eliminating the noise from the envelope. Other suitable methods for smoothing can be implemented. In other embodiments, the receiver 600 a logarithmic amplifier receiver, a demodulator receiver, an IF receiver or another suitable receiver.
Bei
einigen Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung kann die zu dem Transceiver 49 gesendete
Signalrate in der Größenordnung
von 10–30
Kbits/s sein und kann somit typischerweise ein BPF derselben Größenordnung
wie der Empfänger erfordern.
Jedoch kann es aufgrund von beispielsweise Beschränkungen
bezüglich
des Raums, der Leistung, etc., die in einer autonomen, typischerweise
selbst enthaltenden, Vorrichtung im lebenden Organismus nicht möglich sein,
ein schmales BPF zu implementieren. Ein viel breiteres BPF, wie
beispielsweise ein 3–10
MHz-Filter, das implementiert sein kann, kann nicht für ein Schmalbandsignal
geeignet sein, da es zusammen mit dem gesendeten Signal eine Menge
an Rauschen und Interferenzen empfangen kann. Bei einigen Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung, die hierin beschrieben sind, können ein
Sendesignal und ein Sender vorgesehen sein, die zum Senden einer
niedrigen Datenrate, wie z.B. 10–30 Kbits/s, von Daten über eine
breite Bandbreite, z.B. ein Spreizspektrum, zu einer Vorrichtung im lebenden
Organismus 40 geeignet sein können. Jedoch können andere
Bereiche von BPFs verwendet werden, und bei anderen Ausführungsbeispielen der
vorliegenden Erfindung kann ein schmales BPF in dem Transceiver 49 enthalten
sein.In some embodiments of the present invention, the to the transceiver 49 sent signal rate on the order of 10-30 Kbits / s and thus may typically require a BPF the same size as the receiver. However, due to, for example, limitations in space, performance, etc., in an autonomous, typically self-contained device in the living organism, it may not be possible to implement a narrow BPF. A much wider BPF, such as a 3-10 MHz filter that may be implemented, may not be suitable for a narrowband signal because it can receive a lot of noise and interference along with the transmitted signal. In some embodiments of the present invention described herein, a transmit signal and a transmitter capable of transmitting a low data rate, such as 10-30 Kbits / s, of data over a wide bandwidth, eg, a spread spectrum, may be provided Device in the living organism 40 may be suitable. However, other ranges of BPFs may be used, and in other embodiments of the present invention, a narrow BPF may be present in the transceiver 49 be included.
Bei
einem anderen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung kann jedes Symbol aus einer Barker- oder
PN-Sequenz von schmalen OOK-Chips oder Pulsen bestehen. Andere Sequenzen
können verwendet
werden, wie beispielsweise die in 7 gezeigte
Sequenz, wobei eine Markierung durch beispielsweise eine Sequenz
von Pulsen von "0101" dargestellt sein
kann, während
ein Raum durch eine Sequenz von Pulsen von "1010" dargestellt
sein kann. Andere geeignete Sequenzen können verwendet werden, um zwischen
Markierungen und Räumen
zu unterscheiden. Die Breite der Pulse im Zeitbereich kann umgekehrt
proportional zu der Breite der Bandbreite im Frequenzbereich sein.
Für eine Spreizspektrumskommunikationn
kann die breite Bandbreite durch Implementieren einer Reihe von schmalen
Pulsen im Zeitbereich erhalten werden. Beispielsweise kann eine
10-MHz-Bandbreite Pulse von jeweils 100 ns erfordern. Somit kann
es beispielsweise für
eine Datenrate von 20 Kbit/s 500 OOK-Pulse in jedem Symbol
geben. Mehrere Pulse können
eine bessere Korrelation erleichtern, um den Anfang und das Ende
eines Symbols genauer zu bestimmen. Eines oder mehrere Symbole,
die aus einer Sequenz von schmalen OOK-Signalen bestehen, sind in 7 gezeigt.In another embodiment of the present invention, each symbol may consist of a Barker or PN sequence of narrow OOK chips or pulses. Other sequences may be used, such as those in 7 2, wherein a mark may be represented by, for example, a sequence of pulses of "0101", while a space may be represented by a sequence of pulses of "1010". Other suitable sequences can be used to distinguish between tags and spaces. The width of the pulses in the time domain may be inversely proportional to the width of the bandwidth in the frequency domain. For spread spectrum communications, the wide bandwidth can be obtained by implementing a series of narrow pulses in the time domain. For example, a 10 MHz bandwidth may require pulses of 100 ns each. Thus it can, for example, for a data rate of 20 Kbit / s 500 Give OOK pulses in each symbol. Multiple pulses can facilitate better correlation to more accurately determine the beginning and end of a symbol. One or more symbols consisting of a sequence of narrow OOK signals are in 7 shown.
Es
wird nun auf 8 Bezug genommen, die ein Blockdiagramm
eines Senders zum Senden von OOK-Pulsen gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung kann ein Synthesizer (810) implementiert
sein, um eine konstante Trägerfrequenz
zu erzeugen. In einem Block 820 kann die Trägerfrequenz
beispielsweise eingestellt werden, wie z.B. zu dem erwünschten
Amplitudenpegel verstärkt
und/oder gedämpft
werden. In einem Block 830 können die Pulse unter Verwendung eines
Ein/Aus-Schalters erzeugt werden. Bei anderen Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung können
andere geeignete Komponenten verwendet werden und können andere
geeignete Verfahren zum Erzeugen von Pulsen implementiert werden.It will be up now 8th Reference is made showing a block diagram of a transmitter for transmitting OOK pulses according to an embodiment of the present invention. According to one embodiment of the present invention, a synthesizer ( 810 ) to produce a constant carrier frequency. In a block 820 For example, the carrier frequency may be adjusted, such as amplified and / or attenuated to the desired amplitude level. In a block 830 For example, the pulses may be generated using an on / off switch. In other embodiments of the present invention, other suitable components may be used, and other suitable methods for generating pulses may be implemented.
Nun
wird auf 9 Bezug genommen, die ein Blockdiagramm
der Schaltung zeigt, die für
einen Empfang von OOK-Impulsen gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung erforderlich sein kann. Eine solche Schaltung
kann beispielsweise im Transceiver 49 implementiert sein.
Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung kann der Empfänger ein typischer Ein/Aus-Tastungs-(OOK-)Empfänger mit
einer zusätzlichen Schaltung
zum Identifizieren sein, ob ein Symbol eine "Markierung" oder ein "Raum" ist.
Typischerweise kann ein OOK-Empfänger 900 gleich
dem Empfänger
sein, der in 6 gezeigt ist und hierin beschrieben
ist, und zwar mit einem digitalen Zusatz. Bei einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung kann der digitale Zusatz einen "0"-Korrelationsblock 930 und
einen "1"-Korrelationsblock 940 enthalten. Der "0"-Korrelationsblock 930 und
der "1"-Korrelationsblock 940 können zum
Identifizieren der Pulse und zum Korrelieren der Sequenz von Pulsen und/oder
Chips verwendet werden. In einem Block 950 kann das Symbol
als entweder ein Markierungssymbol oder ein Raumsymbol bestimmt
werden. Andere geeignete Verfahren, die eine Spreizspektrumskommunikation
implementieren, können
verwendet werden.Now it will open 9 Referring to Figure 12, there is shown a block diagram of the circuitry that may be required for receiving OOK pulses in accordance with an embodiment of the present invention. Such a circuit can, for example, in the transceiver 49 be implemented. According to an embodiment of the present invention, the receiver may be a typical on / off keying (OOK) receiver with additional circuitry for identifying whether a symbol is a "tag" or a "space". Typically, an OOK receiver 900 be equal to the recipient who is in 6 is shown and described herein with a digital addition. In an embodiment of the present invention the digital addition may have a "0" correlation block 930 and a "1" correlation block 940 contain. The "0" correlation block 930 and the "1" correlation block 940 can be used to identify the pulses and to correlate the sequence of pulses and / or chips. In a block 950 the symbol can be determined as either a marker symbol or a space symbol. Other suitable methods that implement spread spectrum communication may be used.
Bei
alternativen Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung kann der Empfängerteil des Transceivers 49 ein
Demodulatorempfänger
sein. Bei einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung kann ein spannungsgesteuerter Oszillator 105 (VCO)
des Senderteils des Transceivers 49 als Demodulator während eines
Empfangs verwendet werden. Unter diesem Ausführungsbeispiel kann der VCO
des Senders in einem (Dauerstrich-)CW-Mode ohne Modulation aktiviert
werden. Da dieselbe Antenne für
sowohl ein Senden als auch Empfangen verwendet werden kann, kann
der VCO 105 beispielsweise als Vorstufenempfänger für das empfangene
Signal dienen. Es kann erforderlich sein, dass die empfangene Signalfrequenz
außerhalb
der PLL-Bandbreite (< 10
kHz) ist, um eine Dämpfung durch
die Synthesizerschleife zu vermeiden. Jedoch kann es nötig sein,
dass die Empfänger-Signalfrequenz
nahe der Synthesizerfrequenz beibehalten wird, so dass die Verstärkungsfähigkeiten
des VCO 105 implementiert werden können. Als solches kann der
VCO 105 beispielsweise zum Verstärken des empfangenen Signals
verwendet werden. Zusätzlich kann
die dem VCO 105 eigene Nichtlinearität als Mischer zwischen dem
CW- und dem Empfängersignal
dienen.In alternative embodiments of the present invention, the receiver portion of the transceiver 49 be a demodulator receiver. In one embodiment of the present invention, a voltage controlled oscillator 105 (VCO) of the transmitter part of the transceiver 49 be used as a demodulator during a reception. In this embodiment, the VCO of the transmitter can be activated in a (continuous wave) CW mode without modulation. Since the same antenna can be used for both transmit and receive, the VCO 105 For example, serve as a pre-stage receiver for the received signal. It may be necessary for the received signal frequency to be outside the PLL bandwidth (<10kHz) to avoid attenuation by the synthesizer loop. However, it may be necessary to maintain the receiver signal frequency near the synthesizer frequency, so that the gain capabilities of the VCO 105 can be implemented. As such, the VCO 105 For example, be used to amplify the received signal. In addition, the VCO 105 own non-linearity serve as a mixer between the CW and the receiver signal.
Nun
wird auf 10 Bezug genommen, die die Schaltung
zeigt, die in einem Demodulatorempfänger gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung implementiert werden kann. Ein solcher
Demodulatorempfänger
kann in beispielsweise dem Transceiver 49 enthalten sein.
Zusätzlich
zu dem VCO 105 und der Antenne 48 kann die Schaltung
beispielsweise einen Verstärker
mit niedrigem Rauschen 115, eine nichtlineare Vorrichtung 120,
ein Bandpassfilter 125 (BPF), einen logarithmischen Verstärker 130,
einen Integrator 135 und ein Schwellenprüfverfahren
und/oder -system 140 enthalten, was in Ausgangsdaten 145 resultiert.
Bei einigen Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung kann die nichtlineare Vorrichtung 120 erforderlich
sein, wenn beispielsweise eine Nichtlinearität des VCO 105 nicht hoch
genug sein kann. Eine nichtlineare Vorrichtung 120, die
beispielsweise eine RC- und Diodenschaltung sein kann, kann für eine Demodulation
verwendet werden. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann die Nichtlinearität des VCO 105 hoch
genug sein und kann der VCO 105 als Mischer dienen, wo das
Niederfrequenzprodukt von einer Varaktorbrücke des VCO 105 genommen
werden kann (die Varaktorbrücke
kann die Ausgabe des Schleifenfilters empfangen). In diesem Fall
kann die nichtlineare Vorrichtung in 10 redundant
sein. Das demodulierte Signal kann unter Verwendung eines BPF 125 gefiltert werden
und kann durch einen logarithmischen Verstärker 130 gehen, wie
es hierin beschrieben sein kann. Alternativ kann das BPF 125 durch
ein LPF ersetzt sein, wie beispielsweise dann, wenn es keine DC-Komponente
in der Ausgabe der nichtlinearen Vorrichtung 120 geben
kann. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel
kann der logarithmische Verstärker 130 durch
einen einfachen RC- und Dioden- oder Hartbegrenzer-Detektor ersetzt
sein, wie beispielsweise dann, wenn das Signal-zu-Rausch-Verhältnis (SNR)
hoch genug sein kann. Vorteile des Demodulatorempfängers können darin
bestehen, dass sehr wenige zusätzliche
Blöcke
erforderlich sein können,
um eine Empfangsfähigkeit
gegenüber
einer sendenden Vorrichtung im lebenden Organismus zur Verfügung zu
stellen. Ein weiterer Vorteil kann darin bestehen, dass es keine
Notwendigkeit für
Verstärker mit
hoher Verstärkung
geben kann und dass der logarithmische Verstärker bei der IF-Frequenz arbeiten kann.
Andere Komponenten und Verfahren zum Bereitstellen eines demodulierenden
Verstärkers
können
implementiert werden.Now it will open 10 Reference is made showing the circuit that can be implemented in a demodulator receiver according to an embodiment of the present invention. Such a demodulator receiver can be used in, for example, the transceiver 49 be included. In addition to the VCO 105 and the antenna 48 For example, the circuit may have a low noise amplifier 115 , a non-linear device 120 , a bandpass filter 125 (BPF), a logarithmic amplifier 130 , an integrator 135 and a threshold testing method and / or system 140 contain what is in output data 145 results. In some embodiments of the present invention, the non-linear device 120 be required if, for example, a nonlinearity of the VCO 105 can not be high enough. A non-linear device 120 , which may be, for example, an RC and diode circuit, may be used for demodulation. In other embodiments, the non-linearity of the VCO 105 be high enough and can the VCO 105 serve as a mixer where the low frequency product from a varactor bridge of the VCO 105 can be taken (the varactor bridge can receive the output of the loop filter). In this case, the nonlinear device may be in 10 be redundant. The demodulated signal can be determined using a BPF 125 can be filtered and controlled by a logarithmic amplifier 130 go as described herein. Alternatively, the BPF 125 be replaced by an LPF, such as when there is no DC component in the output of the nonlinear device 120 can give. In another embodiment, the logarithmic amplifier 130 be replaced by a simple RC and diode or Hartbegrenzer detector, such as when the signal-to-noise ratio (SNR) can be high enough. Advantages of the demodulator receiver may be that very few additional blocks may be required to provide receptivity to a transmitting device in the living organism. Another advantage may be that there is no need for high gain amplifiers and that the logarithmic amplifier can operate at the IF frequency. Other components and methods for providing a demodulating amplifier may be implemented.
Nun
wird Bezug auf 11 genommen, die ein modifiziertes
FSK-Modulationsschema im Frequenzbereich gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschreibt. Für ein Senden eines "1"-Symbols 325 kann ein Breitbandsignal,
das bei Frequenzen oberhalb der Trägerfrequenz angeordnet ist,
gesendet werden. Gleichermaßen
kann für
ein Senden eines "0"-Symbols 335 ein
Breitbandsignal, das bei Frequenzen unterhalb der Trägerfrequenz
angeordnet ist, gesendet werden. Bei einigen Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung kann das "0"-
und das "1"-Symbol auf die Systembandbreite 301 begrenzt
werden. Bei anderen Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung kann das Breitbandsignal für "0" und "1" umgeschaltet
werden, können
andere Bereiche von Frequenzen für
ein Senden von "0" und "1" verwendet werden oder können andere
geeignete Verfahren unter Verwendung einer FSK-Modulation verwendet werden.Now, reference is made 11 which describes a modified FSK modulation scheme in the frequency domain according to another embodiment of the present invention. For sending a "1" symbol 325 For example, a broadband signal located at frequencies above the carrier frequency may be transmitted. Similarly, for sending a "0" symbol 335 a wideband signal, which is arranged at frequencies below the carrier frequency, are sent. In some embodiments of the present invention, the "0" and "1" symbols may be on the system bandwidth 301 be limited. In other embodiments of the present invention, the wideband signal may be switched for "0" and "1", other ranges of frequencies may be used for sending "0" and "1", or other suitable methods may be used using FSK modulation become.
Das
Breitbandsignal kann unter Verwendung mehrerer Techniken erzeugt
werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung kann ein Chirp-Signal verwendet werden.
Das Chirp-Signal kann beispielsweise als Signal mit konstanter Hüllkurve
mit einem linearen Wobbeln von Frequenzen definiert sein. Der Bereich
einer Frequenzwobbelung kann beispielsweise gemäß der Bandbreite des Systems 301 ausgewählt werden. Der
Frequenzwobbelbereich kann sich beispielsweise gemäß dem gesendeten
Symbol ändern.
Der Demodulator kann entscheiden müssen, ob die gesendete Frequenz
entweder oberhalb oder unterhalb der Trägerfrequenz oder einer anderen
spezifizierten Frequenz sein kann. Der FSK-Empfänger kann ein FSK-Empfänger sein,
der für
sowohl reguläre
als auch modifizierte FSK-Modulationsschemen verwendet werden kann.
Andere geeignete FSK-Empfänger können verwendet
werden.The wideband signal can be generated using several techniques. According to an embodiment of the present invention, a chirp signal may be used. For example, the chirp signal may be defined as a constant envelope signal with a linear sweep of frequencies. The range of frequency sweep may be, for example, according to the bandwidth of the system 301 to be selected. The frequency sweep range may change, for example, according to the transmitted symbol. The demodulator may need to decide whether the transmitted frequency can be either above or below the carrier frequency or some other specified frequency. The FSK receiver may be an FSK receiver that can be used for both regular and modified FSK modulation schemes. Other suitable FSK receivers may be used.
Nun
wird auf 12 Bezug genommen, die eine
Hartbegrenzer-Empfängerstruktur
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt. Ein solcher Empfänger kann
beispielsweise im Transceiver 49 enthalten sein. Der Empfänger kann auf
einer standardmäßigen Synthesizerschaltung
basieren, wo eine Spule eines VCO 905 als Antenne 906 dienen
kann, während
der VCO 905 selbst nicht angeschlossen sein kann. Ein Empfänger 901 kann die
Nulldurchgänge
des empfangenen Signals während
jedes Symbols (335, 325) zählen. Die Anzahl von Nulldurchgängen kann
mit einer Schwelle verglichen werden, um eine binäre Entscheidung
zu erreichen. Die erforderliche Verstärkung kann minimal sein, wie
beispielsweise eine Verstärkung,
die zulassen kann, dass ein Hartbegrenzer 912 arbeitet.
Ein Vorteil dieses Ausführungsbeispiels
kann darin bestehen, dass ein Zähler 915 unter
Verwendung der Synthesizerteiler implementiert werden kann, die
bereits existieren können.
Es kann möglich
sein, das Schema durch Teilen der Ausgabe des Hartbegrenzers 912 durch
eine Konstante vor einem Zählen
der Ergebnisse noch weiter zu vereinfachen. Dies kann den Dynamikbereich
des Zählers 915 erniedrigen. Eine
weitere Möglichkeit
kann darin bestehen, existierende Einheiten des Synthesizers noch
mehr zu verwenden. Es soll angenommen werden, dass wir für das "1"-Symbol 325 eine Frequenz senden,
die oberhalb der Trägerfrequenz
sein kann und wir für das "0"-Symbol 335 eine Frequenz senden,
die unterhalb der Trägerfrequenz
sein kann. Wenn der Synthesizer außer für den VCO 905 in Betrieb
sein kann, dann kann die Ladepumpe die Spannung über das Schleifenfilter entweder
nach oben für "0" oder nach unten für "1" stoßen. Somit
kann eine Schwelle 920 für die differentielle Spannung
des Schleifenfilters für die
binäre
Entscheidung verwendet werden. Die Vergleichsfrequenz kann erhöht werden,
um die Grenzzyklenphänomene
zu erniedrigen, die dann auftreten können, wenn die verwendeten
Frequenzen zu weit weg von der Trägerfrequenz sind. Ein Vorteil
dieses Ausführungsbeispiels
kann in seiner sehr einfachen Struktur bestehen. Die meisten Einheiten
können
bereits eine reguläre
Synthesizerentwicklung haben. Ein anderer Vorteil kann darin bestehen,
dass es einen nichtlinearen Verstärker 909 verwenden
kann, da nur Nulldurchgangsinformation extrahiert werden kann. Ein
Verstärker
mit niedrigem Rauschen (LNA) 907 und ein nichtlinearer
Verstärker 909 können eine minimale
Verstärkung
unterstützen,
was zulässt, dass
der Hartbegrenzer 912 funktioniert.Now it will open 12 Reference is made showing a Hartbegrenzer receiver structure according to an embodiment of the present invention. Such a receiver can, for example, in the transceiver 49 be included. The receiver may be based on a standard synthesizer circuit where a coil of a VCO 905 as an antenna 906 can serve while the VCO 905 itself can not be connected. A receiver 901 can detect the zero crossings of the received signal during each symbol ( 335 . 325 ) counting. The number of zero crossings can be compared to a threshold to achieve a binary decision. The required reinforcement can be minimal, such as a reinforcement that can allow a hard limiter 912 is working. An advantage of this embodiment may be that a counter 915 can be implemented using the synthesizer splitter that may already exist. It may be possible to divide the scheme by dividing the hard limiter output 912 by a constant before counting the results even further. This can change the dynamic range of the counter 915 humiliate. Another possibility may be to use existing synthesizer units even more. It should be assumed that we are for the "1" symbol 325 send a frequency that can be above the carrier frequency, and we can use the "0" symbol 335 send a frequency that may be below the carrier frequency. If the synthesizer except for the VCO 905 can be in operation, then the charge pump can push the voltage across the loop filter either up for "0" or down for "1". Thus, a threshold can 920 be used for the differential voltage of the loop filter for the binary decision. The comparison frequency can be increased to lower the limit cycle phenomena that can occur when the frequencies used are too far away from the carrier frequency. An advantage of this embodiment may be its very simple structure. Most units can already have a regular synthesizer development. Another advantage may be that it is a non-linear amplifier 909 because only zero-crossing information can be extracted. A Low Noise Amplifier (LNA) 907 and a nonlinear amplifier 909 can support a minimal reinforcement, which allows the hard limiter 912 works.
Größen- und
Leistungsbeschränkungen
von typischen autonomen Vorrichtungen im lebenden Organismus können beispielsweise
die Schaltungsgröße und/oder
eine Empfangsfähigkeit
eines Empfängers
im lebenden Organismus beschränken.
Gemäß einigen
Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung kann eine Spreizspektrumskommunikation für ein Senden
hoher Leistung von beispielsweise einem Signal konstanter Hüllkurve
zu einer Vorrichtung im lebenden Organismus implementiert sein.Size and
performance limitations
of typical autonomous devices in the living organism, for example
the circuit size and / or
a receptivity
a recipient
confine in the living organism.
According to some
embodiments
The present invention may provide spread spectrum communication for transmission
high power of, for example, a signal of constant envelope
be implemented to a device in the living organism.
Nun
wird auf 13 Bezug genommen, die einen
Bereich eines Senders zum Senden eines FSK-modulierten Signals gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt. Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung kann eine Komponente, wie beispielsweise ein I/Q-Modulator 710 beispielsweise
zum Erzeugen einer breiten Bandbreite und/oder eines Spreizspektrums-Trägersignals
verwendet werden, kann das Signal zu einer erwünschten Verstärkung verstärkt oder
gedämpft
werden (720), wie beispielsweise zu einer Verstärkung, die einen Empfang im
lebenden Organismus trotz einer Dämpfung ermöglichen wird. Andere Verfahren
können
verwendet werden, um ein FSK-moduliertes Signal mit einem Breitbandspektrum
zu erzeugen.Now it will open 13 Reference is made showing a portion of a transmitter for transmitting an FSK modulated signal according to an embodiment of the present invention. In one embodiment of the present invention, a component such as an I / Q modulator 710 For example, to generate a wide bandwidth and / or a spread spectrum carrier signal, the signal may be amplified or attenuated (720) to a desired gain, such as gain that will allow reception in the living organism despite attenuation. Other methods can be used to generate an FSK modulated signal with a broadband spectrum.
Bei
einigen Ausführungsbeispielen
kann der Transceiver 49 eine einzige integrierte Schaltung sein,
die sowohl für
einen Empfang als auch ein Senden drahtloser Signale sorgt. Ein
Verwenden einer einzigen integrierten Schaltung für sowohl
ein Empfangen als auch ein Senden drahtloser Signale durch die Vorrichtung 40 kann
bei einigen Ausführungsbeispielen
die Raum- und Leistungserfordernisse reduzieren, denen man sonst
bei autonomen Vorrichtungen in lebendem Organismus mit drahtlosen
Zweiwegefähigkeiten
begegnet.In some embodiments, the transceiver may 49 a single integrated circuit that provides both reception and transmission of wireless signals. Using a single integrated circuit for both receiving and transmitting wireless signals through the device 40 For example, in some embodiments, it may reduce the space and power requirements otherwise encountered in autonomous living body devices with wireless two-way capabilities.
Der
Transceiver 49 kann unter Verwendung von Funkwellen arbeiten,
aber bei einigen Ausführungsbeispielen
können
andere drahtlose Sendemedien verwendet werden. Bei einigen Ausführungsbeispielen
kann der Transceiver 49 drahtlose Signale auf einer bestimmten
Frequenz empfangen und kann drahtlose Signale auf einer solchen
selben Frequenz senden. In einem solchen oder in anderen Fällen kann
beispielsweise das Senden von drahtlosen Signalen durch beispielsweise
den Sender 13 bezüglich der
Zeit mit dem Senden von drahtlosen Signalen durch den Transceiver 49 abwechseln,
so dass solche zwei Komponenten nicht gleichzeitig senden können. Beispielsweise
kann ein Empfangen drahtloser Signale durch den Transceiver 49 derart
programmiert sein, dass es während
irgendeiner leeren Sendezeit erfolgt, wie beispielsweise während der Periode,
in welcher eine Beleuchtungsquelle 42 einen Bereich im
lebenden Organismus beleuchten kann. Bei anderen Ausführungsbeispielen
können andere
Perioden eines leeren Sendens für
ein Empfangen drahtloser Signale verwendet werden. Bei anderen Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung kann die Periode eines Empfangs kürzer oder länger als
die Periode einer Beleuchtung sein oder kann bei anderen geeigneten
Perioden erfolgen, die andere als die Periode einer Beleuchtung
sind. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel
kann der Transceiver 49 einen Funkstrahl oder ein anderes
Sendeanforderungssignal in verschiedenen Intervallen senden, um
beispielsweise dem Empfänger 12 anzuzeigen,
dass der Transceiver 49 zum Empfangen einer Sendung bereit
ist.The transceiver 49 may operate using radio waves, but in some embodiments, other wireless transmission media may be used. In some embodiments, the transceiver may 49 receive wireless signals on a particular frequency and can transmit wireless signals on such a same frequency. In such or other cases, for example, the transmission of wireless signals by, for example, the transmitter 13 in time with the transmission of wireless signals by the transceiver 49 alternate so that such two components can not transmit at the same time. For example, receiving wireless signals through the transceiver 49 programmed so that it occurs during any empty airtime, such as during the Period in which a lighting source 42 to illuminate an area in the living organism. In other embodiments, other periods of blank transmission may be used to receive wireless signals. In other embodiments of the present invention, the period of reception may be shorter or longer than the period of illumination, or may be at other suitable periods other than the period of illumination. In a further embodiment, the transceiver 49 send a radio beam or other transmit request signal at various intervals, for example to the receiver 12 indicate that the transceiver 49 is ready to receive a broadcast.
Gemäß einigen
Ausführungsbeispielen
der Erfindung kann der Transceiver 49 ein drahtloses Senden
auf einer anderen Frequenz als der Frequenz empfangen, die für ein Senden
des Transceivers 49 verwendet wird. In einem solchen Fall
können
sowohl der Sender 13 als auch der Transceiver 47 zur
selben Zeit unter Verwendung von unterschiedlichen Frequenzen und
durch Implementieren von beispielsweise einer Vollduplexkommunikation senden.According to some embodiments of the invention, the transceiver 49 receive a wireless transmission on a frequency other than the frequency required for sending the transceiver 49 is used. In such a case, both the transmitter 13 as well as the transceiver 47 at the same time using different frequencies and by implementing, for example, full duplex communication.
Gemäß einigen
Ausführungsbeispielen
der Erfindung kann eine Reihe von Symbolen ein Paket bilden, das
nach einer jeweiligen Aktivierung und/oder Triggerung des Abwärtsstreckenkanals
gesendet werden kann. Ein Implementieren eines Zerlegungsalgorithmus
kann zu einer zerlegten Struktur des Paketes führen. Die Länge der Pakete kann variieren
und kann in einem Paket-Dateianfangsetikett spezifiziert sein.According to some
embodiments
According to the invention, a series of symbols may form a packet which
after a respective activation and / or triggering of the downlink channel
can be sent. Implementing a decomposition algorithm
can lead to a disassembled structure of the package. The length of the packages can vary
and may be specified in a packet header.
Bei
einigen Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung kann ein einfaches Schema für eine automatische
Wiederholanforderung (ARQ) gleich beispielsweise dem TCP/IP-Protokoll enthalten
sein, um eine hohe Zuverlässigkeit
im Kommunikationskanal zur Verfügung
zu stellen. Beispielsweise kann ein zyklischer Redundanzcode (CRC)
durch den Sender 13 zur Bestätigung zur Verfügung gestellt werden.
Der Transceiver 49 kann dem Sender 13 bestätigen, ob
eine Nachricht bzw. Meldung richtig gesendet wurde. In einem Fall
eines Fehlers kann die Nachricht erneut gesendet werden, bis ein
Erfolg eintritt oder irgendeine beliebige Auszeit abläuft. Andere geeignete
Verfahren für
eine Bestätigung
können verwendet
werden. Bei anderen Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung kann es sein, dass eine Bestätigung nicht
implementiert ist.In some embodiments of the present invention, a simple scheme for an automatic repeat request (ARQ) may be included, for example, the TCP / IP protocol to provide high reliability in the communication channel. For example, a cyclic redundancy code (CRC) may be used by the sender 13 be provided for confirmation. The transceiver 49 can the sender 13 confirm whether a message or message has been sent correctly. In the event of an error, the message may be resent until success or any time out occurs. Other suitable methods for confirmation may be used. In other embodiments of the present invention, an acknowledgment may not be implemented.
Bei
einigen Ausführungsbeispielen
können vom
Sender 13 zum Transceiver 49 gesendete drahtlose
Signale mit einer Amplitudenmodulation moduliert sein. Alternativ
oder zusätzlich
dazu kann eine Frequenzmodulation zum Senden von solchen oder anderen
Signalen zu oder von der Vorrichtung 49 verwendet werden.In some embodiments, the transmitter may 13 to the transceiver 49 transmitted wireless signals to be modulated with an amplitude modulation. Alternatively or additionally, frequency modulation may be used to send such or other signals to or from the device 49 be used.
Es
wird auf 14 Bezug genommen, die ein Ablaufdiagramm
eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung zeigt. In einem Block 1410 kann ein drahtloses
Signal durch einen Transceiver in einer Vorrichtung im lebenden
Organismus empfangen werden. Bei einigen Ausführungsbeispielen kann ein solches
drahtloses Signal ein Steuer- oder Befehlssignal sein oder ein solches enthalten,
in Reaktion auf welches beispielsweise ein Betriebszustand einer
solchen Vorrichtung im lebenden Organismus aktiviert, deaktiviert
oder auf andere Weise geändert
werden kann. Bei einigen Ausführungsbeispielen
kann ein solches drahtloses Signal unter Verwendung einer Amplitudenmodulation
moduliert werden und kann von einem externen Sender unter Verwendung
eines nicht kontinuierlichen und hochauflösenden Signals gesendet werden.
Bei einigen Ausführungsbeispielen
kann die Befehls- oder Steuerinformation, die durch den Transceiver
empfangen wird, eine geringe Menge an Information sein oder eine
solche enthalten und kann von einem externen Empfänger mit
einer sehr niedrigen Übertragungsrate,
wie beispielsweise zwischen 1–10
kbits, gesendet worden sein. Andere Raten können verwendet werden.It will open 14 Reference is made showing a flowchart of a method according to an embodiment of the invention. In a block 1410 For example, a wireless signal may be received by a transceiver in a device in the living organism. In some embodiments, such a wireless signal may be or include a control or command signal in response to which, for example, an operating state of such device may be activated, deactivated, or otherwise altered in the living organism. In some embodiments, such a wireless signal may be modulated using amplitude modulation and may be transmitted from an external transmitter using a non-continuous and high-resolution signal. In some embodiments, the command or control information received by the transceiver may be or include a small amount of information and may have been transmitted by an external receiver at a very low transmission rate, such as between 1-10 kbits , Other rates can be used.
In
einem Block 1420 kann ein anderes drahtloses Signal durch
beispielsweise den Transceiver in einer solchen Vorrichtung im lebenden
Organismus gesendet werden. Ein solches anderes drahtloses Signal
kann erfasste Daten sein oder diese enthalten, die durch eine solche
Erfassungsvorrichtung im lebenden Organismus gesammelt sind, wie
beispielsweise Bilddaten des GI-Trakts. Die drahtlosen Daten des
Blocks 1410 können
auch eine Antwort enthalten, die beispielsweise eine Bestätigung enthält, dass
das Signal des Blocks 1410 empfangen worden ist. Bei einigen
Ausführungsbeispielen
kann ein drahtloses Signal, das durch den Transceiver empfangen
wird, auf derselben Funkfrequenz wie das drahtlose Signal gesendet
worden sein, das durch den Transceiver gesendet ist.In a block 1420 For example, another wireless signal may be sent by the transceiver in such a device in the living organism. Such other wireless signal may be captured data or contained data collected by such a detection device in the living organism, such as image data of the GI tract. The wireless data of the block 1410 may also contain a response, for example, containing an acknowledgment that the signal of the block 1410 has been received. In some embodiments, a wireless signal received by the transceiver may have been transmitted on the same radio frequency as the wireless signal transmitted by the transceiver.
Es
wird von Fachleuten auf dem Gebiet erkannt werden, dass die vorliegende
Erfindung nicht auf das beschränkt
ist, was hierin oben besonders gezeigt und beschrieben worden ist.
Alternative Ausführungsbeispiele
sind erwägt,
die in den Schutzumfang der Erfindung fallen.It
will be recognized by professionals in the field that the present
Invention is not limited to this
is what has been particularly shown and described herein above.
Alternative embodiments
are considering
which fall within the scope of the invention.
ZusammenfassungSummary
Eine
autonome Erfassungsvorrichtung im lebenden Gewebe, die einen Transceiver
enthält,
der beispielsweise drahtlose Signale zu beispielsweise einem externen
Empfänger
senden kann, und drahtlose Signale von beispielsweise einem externen
Sender empfangen kann. Bei einigen Ausführungsbeispielen können die
durch eine solche Vorrichtung empfangenen drahtlosen Signale Steuer-
oder Befehlssignale enthalten, die einen Betriebszustand von einer
oder mehreren Komponenten der Vorrichtung aktivieren, deaktivieren
oder ändern
können.An autonomous detection device in living tissue that includes a transceiver that can transmit wireless signals to, for example, an external receiver, and wire can receive loose signals from, for example, an external transmitter. In some embodiments, the wireless signals received by such device may include control or command signals that may enable, disable, or alter an operating state of one or more components of the device.
