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一种人工耳蜗射频数据传输方法

阅读：185发布：2020-07-23

专利汇可以提供一种人工耳蜗射频数据传输方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种人工耳蜗的射频数据传输方法，该方法将射频信号进行数字化编码，形成特定格式帧，该特定格式帧封装放电刺激参数信息，特定格式帧采用两个刺激相位周期传送方式，每一刺激相位周期均由相位同步码、数据码、检验码和扩展载波组成。与现有技术相比，本发明与传统的ASK调制PWM编码方式比，具有可靠性高、解码电路简单、抗干扰能力强、数据传输率高、低功耗的特点。，下面是一种人工耳蜗射频数据传输方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种人工耳蜗的射频数据传输方法，其特征在于，该方法将射频信号进行数字化编码，形成特定格式帧，该特定格式帧封装放电刺激参数信息。
2.根据权利要求1所述的人工耳蜗的射频数据传输方法，其特征在于，所述特定格式帧采用两个刺激相位周期传送方式，每一刺激相位周期均由相位同步码、数据码、检验码和扩展载波组成。
3.根据权利要求2所述的人工耳蜗的射频数据传输方法，其特征在于，每个所述特定格式帧包括18比特数据码，平均分布于两个刺激相位周期中。
4.根据权利要求3所述的人工耳蜗的射频数据传输方法，其特征在于，每个所述18比特数据码包括5位电极地址、5位模式选择和8位刺激电流幅度值。
5.根据权利要求3所述的人工耳蜗的射频数据传输方法，其特征在于，每个所述18比特数据码由6个数据块组成，各所述数据块包括6个连续单元。
6.根据权利要求5所述的人工耳蜗的射频数据传输方法，其特征在于，每个所述单元包括N个连续的载波周期或N个空载波周期。
7.根据权利要求4所述的人工耳蜗的射频数据传输方法，其特征在于，植入体根据接收到的所述特定格式帧的数据值工作于工作模式或测试模式，
在工作模式下，植入体判断数据值是否合法，若是，则产生相应的刺激电流，若否，则忽略，
在测试模式下，植入体判断数据值是否合法，若是，则产生刺激电流，同时检测电极通道上电阻值，若否，则忽略。
8.根据权利要求7所述的人工耳蜗的射频数据传输方法，其特征在于，所述工作模式或测试模式的切换条件是：接收的特定格式帧的数据值中电极地址为0且模式选择为0。
9.根据权利要求7所述的人工耳蜗的射频数据传输方法，其特征在于，所述测试模式下，植入体根据电极地址的数据值，在下一帧返回保存在电路中的电阻值或电路状态值。

说明书全文

一种人工耳蜗射频数据传输方法

技术领域

[0001] 本发明涉及人工耳蜗技术领域，尤其是涉及一种人工耳蜗的射频数据传输方法。

背景技术

[0002] 植入人工耳蜗是目前重度与极重度听力障碍患者重新获得听力的有效手段。人工耳蜗包括植入体与声音处理器两个部分，植入体通过手术植入患者耳蜗内，并有电极阵列连接耳蜗内感知听觉的神经细胞；声音处理器捕获外界的声音，经过处理后产生射频信号定向发射给植入体；植入体通过电磁感应获得电力并接收射频数据，通过分析数据获得声音的特征，然后在电极阵列上产生相应的放电，从而刺激听神经细胞使患者获得听力感知。声音处理器与植入体之间通过射频信号传输声音数据，同时持续给植入体供电。

[0003] 现有射频传输通常采用PWM编码方式，PWM编码方式是最简单的一种编码方式，其具有解码方便的优点，但是传输效率很差，而且抗干扰能力一般。

发明内容

[0004] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可靠性高、解码电路简单、抗干扰能力强、数据传输率高、低功耗的人工耳蜗的射频数据传输方法。

[0005] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

[0006] 一种人工耳蜗的射频数据传输方法，该方法将射频信号进行数字化编码，形成特定格式帧，该特定格式帧封装放电刺激参数信息。

[0007] 进一步地，所述特定格式帧采用两个刺激相位周期传送方式，每一刺激相位周期均由相位同步码、数据码、检验码和扩展载波组成。

[0008] 进一步地，每个所述特定格式帧包括18比特数据码，平均分布于两个刺激相位周期中。

[0009] 进一步地，每个所述18比特数据码包括5位电极地址、5位模式选择和8位刺激电流幅度值。

[0010] 进一步地，每个所述18比特数据码由6个数据块组成，各所述数据块包括6个连续单元。

[0011] 进一步地，每个所述单元包括N个连续的载波周期或N个空载波周期。

[0012] 进一步地，植入体根据接收到的所述特定格式帧的数据值工作于工作模式或测试模式，

[0013] 在工作模式下，植入体判断数据值是否合法，若是，则产生相应的刺激电流，若否，则忽略，

[0014] 在测试模式下，植入体判断数据值是否合法，若是，则产生刺激电流，同时检测电极通道上电阻值，若否，则忽略。

[0015] 进一步地，所述工作模式或测试模式的切换条件是：接收的特定格式帧的数据值中电极地址为0且模式选择为0。

[0016] 进一步地，所述测试模式下，植入体根据电极地址的数据值，在下一帧返回保存在电路中的电阻值或电路状态值。

[0017] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

[0018] 本发明针对PWM编码的缺陷进行了改进，采用数字化编码的方式，且为两级编码方式，能极大提高传输效率，抗干扰能力也得到了增强。

[0019] 相比现有的ASK调制PWM编码方式，本发明使用了数字化编码(二进制编码)，这使得人工耳蜗的声音处理器与植入体之间的射频通讯有了质的飞跃，二者之间的差异可以类比于模拟通讯与数字通讯之间的差别。

[0020] 一方面，通过数字化编码，极大提高了通讯效率。如果按照PWM编码方式，要控制到第21号电极，所需时间最小为1728t(t为RF载波的周期)、最大达到23051t(依赖于参与放电的电极数量)；而采用数字化编码后，如果N取5，则控制任一电极所需时间均为固定的150t，通讯时间与参与放电的电极多少无关。显然，这种传输效率比PWM编码有了极大的提升。人工耳蜗一个重要的性能指标就是放电刺激率，而射频传输效率又直接影响着刺激率，只有射频传输率提高了，才有基础改善放电刺激率。

[0021] 另一方面，由于采用了数字化编码，射频通讯的质量也有很大的改善，协议中增加了校验码，抗干扰能力得到极大提高，使接收端的解码电路变得更加容易实现。原有的通讯方式为了保证接收端能稳定可靠的收到信息，不得不增大发射端的功率；如果要增加抗干扰能力，也只能通过增大发射端的功率来达到目的。新通讯协议具备出色的抗干扰能力，整个通讯系统的功耗也降了下来。

[0022] 本发明的射频数据传输方式相比现有的方式在传输效率、抗干扰能力、可靠性、稳定性、低功耗方面都有显著提升。附图说明

[0023] 图1为本发明数据块的示意图；

[0024] 图2为本发明特殊格式帧的一个相位周期格式示意图；

[0025] 图3为本发明特殊格式帧的完整格式示意图；

[0026] 图4为本发明特殊格式帧帧间隔定义示意图；

[0027] 图5为本发明数据传输的流程示意图。

具体实施方式

[0028] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

[0029] 本发明提供一种人工耳蜗的射频数据传输方法，该方法将射频信号进行数字化编码，形成特定格式帧，该特定格式帧封装放电刺激参数信息。

[0030] 通过本发明数字化编码方式获得的特定格式帧采用两个刺激相位周期传送方式，每一刺激相位周期均由相位同步码、数据码、检验码和扩展载波组成，在一帧的刺激周期内传递下一帧的刺激参数。每个所述特定格式帧包括18比特数据码，平均分布于两个刺激相位周期中。每个所述18比特数据码由6个数据块组成，各所述数据块包括6个连续单元。

[0031] 1、单元(Cell)：N个连续的载波周期表示为Cell 1；N个空载波周期表示为Cell 0。即Cell 1、Cell 0都有相同的时长(N个载波周期)，Cell 1期间为N个载波，Cell 0期间没有载波，N取5或10，本协议取5，可以提高数据传输率。

[0032] 2、数据块(Data Token简称DT)：6个连续的单元(Cell)为一个数据块(Token)，表示6个比特的数据。Token取值有26＝64种可能，取其中10种为合法Token值。这10种Token值对应8个三位最终编码及2个相应同步码。10种合法Token值对应关系如表1所示。

[0033] 表1

[0034]块编号数据块 3比特值校验值
1 101010 同步码1
2 101011 同步码2
3 101101 011(偶校验错) 0
4 101110 000 0
5 101111 001 1
6 110101 弃用
7 110110 101 0
8 110111 010 1
9 111010 弃用
10 111011 110 0
11 111101 111(奇校验错) 1
12 111110 100 1

[0035] 3、数据码：一帧数据共18比特，分别为5位电极地址(E)、5位模式选择(M)、8位刺激电流幅度值(A)。这18位数据分为两个部分，由6个数据块(DT)组成，如图1所示。

[0036] 4、帧格式：18比特数据值分为一帧的两个刺激相位周期传送，一个相位周期的格式如图2所示。

[0037] 在发送特定格式帧时，分两个周期发送，每个周期中，首先发送一个相位同步TOKEN，表示当前为哪一个相位刺激周期，后面跟随3个数据块DT(它代表9个比特位)，再后面是一个奇校验DT，最后是长度最少一个单元(Cell)的扩展载波。

[0038] 完整一帧的数据格式如图3所示，帧间隔定义如图4所示。

[0039] RF单元接受声音处理器的控制，通过控制信号决定是否发射载波，控制方式可由简单的开关电路来实现，数据传输的流程图如图5所示。

[0040] 5、数据值定义

[0041] 该方法中特定格式帧中的数据值定义如表2所示。

[0042] 表2

[0043]

[0044] 测试模式下，在E＝31/30时，M、A值均忽略。表2范围以后的数值均为非法值。

[0045] 植入体根据接收到的所述特定格式帧的数据值工作于工作模式或测试模式，在工作模式下，植入体判断数据值是否合法，若是，则产生相应的刺激电流，若否，则忽略，在测试模式下，植入体判断数据值是否合法，若是，则产生刺激电流，同时检测电极通道上电阻值，若否，则忽略。且在测试模式下，植入体根据电极地址的数据值，在下一帧返回保存在电路中的电阻值或电路状态值。

[0046] 所述工作模式或测试模式的切换条件是：接收的特定格式帧的数据值中电极地址为0且模式选择为0。

[0047] 模式选择：

[0048] 单极(多极)是22个主动极中一个与共用COM组成回路；

[0049] 双极是22个极中一个为主动，另一个为参考组成回路，与共用极COM无关；

[0050] M＝1，为单极(多极)模式；电极地址采用绝对地址(包括COM1、COM2)；

[0051] M≥1，为双极模式的地址间隔(可以用绝对地址表示)；M＝E为非法。

[0052] 以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

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