專利名稱：身體耦合的通信系統(tǒng)的電極多樣性的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耦合器設(shè)備、處理多個(gè)身體耦合的通信信號(hào)的處理裝置和方法。
背景技術(shù)：
已經(jīng)提出了將身體耦合的通信(BCC)或基于身體的通信作為用于體域網(wǎng)(body area networks)基礎(chǔ)的射頻(RF)通信的一個(gè)有前景的替代方案。BCC允許在人或動(dòng)物身體 處或緊鄰人或動(dòng)物身體的多個(gè)設(shè)備之間進(jìn)行信息交換。這可以通過(guò)將低能電場(chǎng)電容或電流 耦合到所述身體表面上來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，人身體被用作通信信道，使得與常用于體域網(wǎng)(BAN， 例如ZigBee或藍(lán)牙系統(tǒng))的標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線電系統(tǒng)相比，可以以低得多的能耗進(jìn)行通信。由于BCC 通常緊鄰身體而應(yīng)用，所以它可以用于基于接觸或鄰近來(lái)實(shí)現(xiàn)新的且直觀的身體-設(shè)備接BCC可以在技術(shù)上通過(guò)由小的身體-穿戴的標(biāo)簽生成的電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)，該標(biāo)簽例如被 集成到信用卡或附在身體上或緊鄰身體穿戴的另一個(gè)合適設(shè)備。該標(biāo)簽電容地或電流地將 低功率信號(hào)耦合到身體。有時(shí)，該身體耦合的通信被稱為“近場(chǎng)體內(nèi)通信”。BCC是一種無(wú) 線技術(shù)，其允許人身體上和附近的電子設(shè)備通過(guò)電容或電流耦合交換數(shù)字信息。通過(guò)調(diào)制 電場(chǎng)并電容地或電流地將處于微微安范圍內(nèi)的微小電流耦合到身體上來(lái)傳輸信息。所述身 體將微小電流(例如，50pA)傳導(dǎo)到安裝在身體上的接收器。環(huán)境(空氣和/或大地)為被 傳輸?shù)男盘?hào)提供了返回路徑。圖IA和IB示出電容BCC的通用發(fā)送器-接收器模型，如在1995年9月Thomas Guthrie Zimmerman Master of thesis,MassachusettsInstitute of Technology 上發(fā) 表的 Personal Area Networks (PAN) :Near_Field Intra-Body Communication 中所描述。 TX和RX元件都是電子電池供電的設(shè)備，是電絕緣的并且具有一對(duì)電極A和B，其充當(dāng)參考 電極和信號(hào)電極。所述發(fā)送器和接收器電極A、B可以被模型化為電容器板。這種電容BCC 可以用于在所謂的個(gè)人局域網(wǎng)(PAN)或體域網(wǎng)(BAN)中的設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。開(kāi)發(fā)了 以330kHz工作的PAN原型(prototype)以演示通過(guò)身體進(jìn)行的數(shù)據(jù)的數(shù)字交換。例如在 US6992565, US6777992, US6223018 和 US5914701 中公開(kāi)了這種通信系統(tǒng)的實(shí)例。所述電極A、B可以由普通的具有銅表面的印刷電路板(PCB)材料制成。其尺寸可 以近似為3CmX5CmXlCm。測(cè)量已經(jīng)顯示在整個(gè)人體上的可靠通信，而不管TX和RX設(shè)備這 兩者的位置。盡管圖IA和IB中的設(shè)備具有良好的靈敏度并且給出強(qiáng)信號(hào)，甚至當(dāng)TX和RX設(shè) 備遠(yuǎn)離身體時(shí)也是如此，但是RX/TX設(shè)備相對(duì)于人體的取向是關(guān)鍵性的并且很大程度地影 響通信性能。對(duì)于電容BCC，理想地，TX和RX設(shè)備平坦地位于身體表面上，一個(gè)電極緊密接 觸身體而另一個(gè)電極具有對(duì)周圍環(huán)境的“自由視野”。情況是這樣的，這是因?yàn)殡娙軧CC的性能受到發(fā)送器(TX)和接收器(RX)設(shè)備與 人體和所有周圍導(dǎo)體之間的電容耦合的影響。在該情況下，最關(guān)鍵的方面由所述設(shè)備相對(duì) 于身體的取向來(lái)代表。信號(hào)衰減強(qiáng)烈地依賴于信號(hào)電極的到人體的電容耦合與參考電極的
4到人體的電容耦合之間的比率。所述耦合值越接近，接收的/發(fā)送的信號(hào)越弱。該問(wèn)題的 一種解決方案是至關(guān)重要的，以便在未固定到人體但在大多數(shù)可能情況中也可以松弛地放 置在其周圍的BCC設(shè)備之間具有可靠的通信。在圖IA中，TX和RX設(shè)備這兩者相對(duì)于人體成平角。因此，電極B對(duì)身體的電容 C2b比對(duì)周圍環(huán)境(電容Clb)強(qiáng)得多，而電極A更好地耦合到周圍環(huán)境(電容Cla)并且僅小 程度地耦合到身體(電容C2a)。這樣，在TX電極之間應(yīng)用的信號(hào)將生成接收器中電極之間 的電壓差，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送。然而，在圖IB中，RX設(shè)備被旋轉(zhuǎn)90°，這意味著RX設(shè)備的電極A和B這兩者具有 到身體(電容C2a = C2b)和周圍環(huán)境(電容Cla = Clb)的相同耦合。結(jié)果，由身體傳導(dǎo)的任 何信號(hào)(例如由TX設(shè)備生成的信號(hào))對(duì)于RX設(shè)備中的電極A和B來(lái)說(shuō)是共模的(common mode) 0換言之，電極A和B 二者看到(see)相同的電勢(shì)并且沒(méi)有電壓差。對(duì)于其中TX設(shè) 備被旋轉(zhuǎn)90度的情形，情況一樣。在這種情況下，沒(méi)有信號(hào)被提供給身體并且信號(hào)傳輸是 不可能的。當(dāng)然，90度角是極限情形，但是應(yīng)當(dāng)清楚，任何其他旋轉(zhuǎn)(相對(duì)于理想平角)將 導(dǎo)致所接收的信號(hào)功率減小。為了提供對(duì)于人體的緊密接觸和平角，已經(jīng)提出將電極固定到身體上(例如借 助粘附物或橡皮筋)，但是這對(duì)可能的應(yīng)用帶來(lái)了很大的限制，因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)情況中，期望 TX/RX設(shè)備僅僅接近身體并且松弛地耦合到身體(例如，可以放置在衣袋中的任何設(shè)備(比 如移動(dòng)電話)或集成在紡織品中的任何設(shè)備)。而且，還在可以縫到人體的設(shè)備(例如，醫(yī) 學(xué)傳感器)的情況下，用戶在正常生活期間的活動(dòng)可能以不能保證可靠通信的方式影響發(fā) 送/接收設(shè)備的電容配置。因此，使用BCC的通信對(duì)耦合器相對(duì)于身體的取向是敏感的。由于這個(gè)對(duì)耦合器 的取向的敏感性，要求用戶將BCC設(shè)備放置并保持在定義明確的取向上。這造成了用戶的 不方便和不期望的傳輸。因此，期望的是，使得可被放置在身體的某處的設(shè)備之間的BCC通 信可靠，從而使得這些設(shè)備的通信范圍是整個(gè)身體。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提高身體耦合的或基于身體的通信系統(tǒng)中的魯棒性和用戶便利 性。該目的是通過(guò)如權(quán)利要求1所述的耦合器設(shè)備、如權(quán)利要求5所述的裝置和如權(quán) 利要求16所述的方法實(shí)現(xiàn)的。因此，提供一種自適應(yīng)配置系統(tǒng)，從而使得在一組電極內(nèi)，可以選擇最適合充當(dāng)信 號(hào)電極的電極(例如比平均情況更好地耦合到人體的那些電極)和最適合充當(dāng)參考電極的 電極(例如比平均情況更弱地耦合到人體的那些電極)。以此方式，可以明顯改善所述通信 系統(tǒng)操作的條件，而不管發(fā)送/接收設(shè)備相對(duì)于人體的位置或取向。因此可以減小身體耦 合的通信的取向敏感性并且可以增加魯棒性和用戶便利性。具有相互間取向差異的多個(gè)或 分段電極在身體上或靠近身體提供。隨后，該電極多樣性(diversity)可以應(yīng)用于或者選 擇用于傳輸?shù)碾姌O或組合來(lái)自不同耦合器的信號(hào)。在一個(gè)特定實(shí)施例中，可以使用加權(quán)和 來(lái)組合來(lái)自不同耦合器的信號(hào)。因此，可以提供電極多樣性的構(gòu)思、用于組合或選擇來(lái)自不同電極的信號(hào)的技術(shù)、用于確定選擇或組合參數(shù)的不同方法以及用于允許聯(lián)合發(fā)送和接收耦合器多樣性的信號(hào) 發(fā)送方法。所述電極可以以任意數(shù)量、任意形狀配置，或者可以設(shè)置成任意幾何形態(tài)。由此， 所述系統(tǒng)能夠選擇將被用作信號(hào)電極或用作參考電極的一組期望的電極。相似地，所述組 合參數(shù)可以被確定以組合來(lái)自不同電極的信號(hào)。因此，在這些方式中，可以針對(duì)給定的相對(duì) 于身體的位置和取向獲得具有增強(qiáng)的接收功率或質(zhì)量的電極配置，從而使得可以實(shí)現(xiàn)最優(yōu) 的且可靠的通信?？梢愿鶕?jù)應(yīng)用情況靜態(tài)地(僅僅在啟動(dòng)時(shí))或動(dòng)態(tài)地(連續(xù)地或周期性地)選擇 所述電極配置。所述配置的選擇可以基于例如電容估計(jì)并且可以由硬件或軟件控制。隨后， 所述系統(tǒng)和通信少得多地受到相對(duì)于人或動(dòng)物身體的位置、取向或活動(dòng)的影響。此外，用作參考耦合器或信號(hào)耦合器的電極的數(shù)量可被最優(yōu)化。例如，如果少量的 電極足以實(shí)現(xiàn)信號(hào)到身體的合適耦合，則所有其他電極可被選擇作為參考電極。這提供了 進(jìn)一步的最優(yōu)化，因?yàn)閰⒖茧姌O(一個(gè)或多個(gè))到周圍環(huán)境導(dǎo)體(大地)的電容耦合是確 定信號(hào)強(qiáng)度的參數(shù)之一。電容耦合越多，信號(hào)越強(qiáng)。所述電極布置的多個(gè)電極或電極段可被設(shè)置為在所述身體耦合的通信期間提供 以下至少之一信號(hào)電極和參考電極或電極段之間相對(duì)于人或動(dòng)物身體的表面的水平取 向、信號(hào)電極和參考電極或電極段之間相對(duì)于人或動(dòng)物身體的表面的垂直取向以及僅信號(hào) 取向(在該取向上，所述電極布置僅由信號(hào)電極構(gòu)成)，并且其中所述多個(gè)電極或電極段在 取向和位置中的至少一個(gè)方面不同，不同的程度足以實(shí)現(xiàn)所述耦合器多樣性。由此，可以提 供各個(gè)電極或電極段的很多種取向，從而接收至少一個(gè)強(qiáng)信號(hào)的可能性很高。在一個(gè)特定實(shí)例中，所述多個(gè)電極或電極段可以以三維布置來(lái)設(shè)置，這可以進(jìn)一 步提高多樣性收獲。而且，所述多個(gè)電極或電極段可以包括具有第一傳導(dǎo)區(qū)的第一電極和具有第二傳 導(dǎo)區(qū)的第二電極，所述第一傳導(dǎo)區(qū)具有比所述傳導(dǎo)區(qū)更大的尺寸。利用該布置，具有較小傳 導(dǎo)區(qū)的電極可以用作電容器測(cè)量電極。根據(jù)第一選項(xiàng)，可以通過(guò)確定耦合器電極(已經(jīng)通過(guò)該耦合器電極接收了身體耦 合的通信信號(hào))之間的電容或電阻的至少一個(gè)來(lái)本地地執(zhí)行所述估計(jì)。根據(jù)第二選項(xiàng)，可以基于經(jīng)由身體耦合的通信信號(hào)接收的訓(xùn)練序列(training sequence)執(zhí)行所述估計(jì)。在一個(gè)特定實(shí)例中，所述估計(jì)可以適于接收在身體耦合的通信信 號(hào)包的前導(dǎo)(preamble)中的訓(xùn)練序列。根據(jù)第三選項(xiàng)，可以基于所接收的身體耦合的通信信號(hào)的數(shù)據(jù)信號(hào)執(zhí)行所述估 計(jì)，更特別地，所述估計(jì)器可以適于基于所接收的數(shù)據(jù)信號(hào)的誤差檢驗(yàn)來(lái)估計(jì)發(fā)送參數(shù)、選 擇參數(shù)或加權(quán)參數(shù)。所述發(fā)送參數(shù)可以通過(guò)使用所述選擇處理依次地適于多個(gè)身體耦合的通信信號(hào) 的每一個(gè)。而且，可以提供用于存儲(chǔ)身體耦合的設(shè)備(已經(jīng)從中接收了所述多個(gè)身體耦合的 通信信號(hào))的被估計(jì)的發(fā)送參數(shù)的查找表。此外，所估計(jì)的發(fā)送信號(hào)可被向回發(fā)送到身體耦合的設(shè)備(已經(jīng)從中接收了所述 多個(gè)身體耦合的通信信號(hào))。
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上述裝置的信號(hào)處理單元可以包括多個(gè)乘法器(multiplier)，其用于選擇性地 加權(quán)所述多個(gè)接收的身體耦合的通信信號(hào)；和加法器，其用于將被加權(quán)的身體耦合的通信 信號(hào)相加?？商鎿Q地，所述信號(hào)處理單元可以包括多個(gè)比較器，其用于比較所述多個(gè)身體耦 合的通信信號(hào)的每一個(gè)的強(qiáng)度和平均強(qiáng)度或其他閾值水平；和多個(gè)開(kāi)關(guān)，其用于選擇那些 信號(hào)強(qiáng)度高于平均強(qiáng)度或其他閾值的身體耦合的通信信號(hào)以將其組合以生成輸出信號(hào)。下面定義其他有利實(shí)施例。


現(xiàn)在將以舉例方式基于參照附圖的實(shí)施例來(lái)描述本發(fā)明，在附圖中圖IA和IB示出示意性的人體和設(shè)備取向?qū)︸詈想娙萜鞯挠绊?；圖2A-2C示出具有不同的參考和信號(hào)電極取向的電極耦合設(shè)置；圖3示出根據(jù)實(shí)施例的具有電極多樣性的電極布置；圖4示出根據(jù)實(shí)施例的多樣性組合器(diversity combiner)的功能實(shí)現(xiàn)方式；圖5示出用于加權(quán)參數(shù)的基于訓(xùn)練的估計(jì)的示意性數(shù)據(jù)包；圖6示出根據(jù)實(shí)施例的估計(jì)程序的流程圖；圖7示出根據(jù)實(shí)施例的多電極布置的實(shí)例；圖8A和8B示出根據(jù)實(shí)施例的分開(kāi)的電極的實(shí)例；圖9示出根據(jù)實(shí)施例的用于控制電極布置的控制電流的示意圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將基于作為PAN和BAN的射頻(RF)通信的替代的BCC系統(tǒng)來(lái)描述本發(fā)明的 各種實(shí)施例。如上所述，BCC信號(hào)在身體上傳輸而不是通過(guò)空氣傳輸。同樣，所述通信被限 于靠近身體的區(qū)域，這與其中覆蓋大得多的區(qū)域的RF通信形成對(duì)比。因此，TX和RX設(shè)備 位于身體上、連接到身體或靠近身體放置。這為識(shí)別和安全領(lǐng)域中的許多應(yīng)用創(chuàng)建了可能 性。而且，由于與RF通信相比可以使用更低的頻率，所以向BAN/PAN的低成本和低功率實(shí) 施敞開(kāi)了大門(mén)。數(shù)據(jù)信號(hào)不是通過(guò)天線發(fā)送的，而是使用由例如電極組成的“耦合器”發(fā)送 的。這些耦合器被配置為將數(shù)據(jù)信號(hào)(例如電流或電容)耦合到身體。圖2A-2C示出用于TX設(shè)備與RX設(shè)備之間的BCC通信的可能的電極配置。更特別 地，示出了手臂上的通信設(shè)置(setup)，其中信息從TX設(shè)備發(fā)送到RX設(shè)備。圖2A示出第一耦合設(shè)置，其中信號(hào)電平(S)和參考或地電平(GND)這兩者都被靠 近身體放置或放置在身體上并且都以此方式耦合到身體。所述耦合器的相應(yīng)電極被配置為 獲得水平場(chǎng)取向并且最常見(jiàn)地用于電流耦合。圖2B示出第二耦合設(shè)置，其中信號(hào)電平(S) 或參考或地電平(GND)被耦合到身體，而相應(yīng)的另一個(gè)電平被耦合到“空氣”、“周圍環(huán)境”或 “大地”。該第二耦合設(shè)置提供了垂直場(chǎng)取向并且最常見(jiàn)地用于電容耦合。連接到身體的所 述結(jié)構(gòu)由兩個(gè)隔離的耦合電極組成，其中一個(gè)電極必須被導(dǎo)向身體，而另一個(gè)電極被平行 于第一電極堆疊。圖2C示出第三耦合設(shè)置，其中僅一個(gè)耦合器被連接到身體或靠近身體放 置，但是其中RX/TX設(shè)備的PCB的接地板(GND)充當(dāng)參考或接地電極。后一種配置最常見(jiàn) 地用于電容BCC。
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取代對(duì)于通信系統(tǒng)僅僅使用兩個(gè)電極(例如一個(gè)將信號(hào)耦合到身體，而另一個(gè)被 用作參考)，其在圖IA和IB中被示為一對(duì)板或一對(duì)電極A和B，在各種實(shí)施例中提供一組 板或電極(其可以為任意數(shù)量或形狀)。所述一組電極被連接到動(dòng)態(tài)(active)配置裝置或 系統(tǒng)，該裝置或系統(tǒng)選擇哪些電極耦合到人身體以便使用它們中的至少一些作為信號(hào)電極 (例如并行地)，而剩余電極中的至少一些于是被用作參考電極(例如也是并行地)。根據(jù)下面所描述的實(shí)施例，建議通過(guò)應(yīng)用電極多樣性來(lái)提高BCC系統(tǒng)的可靠性、 魯棒性和使用的便利性，所述多樣性具有電極的不同取向、用于或組合不同電極處的信號(hào) 或?qū)⑺鼈兎纸M和/或選擇它們(中的子集)來(lái)創(chuàng)建電極多樣性的不同技術(shù)、以及用于確定 期望的多樣性設(shè)置(即標(biāo)準(zhǔn)或參數(shù)，可以基于該標(biāo)準(zhǔn)或參數(shù)來(lái)控制多樣性設(shè)置(例如耦合 器的選擇))的不同程序中的至少一個(gè)。作為附加選項(xiàng)，從接收器(RX設(shè)備)到發(fā)送器(TX 設(shè)備)的特定信號(hào)發(fā)送可以被應(yīng)用以允許發(fā)送器基于在接收器處的測(cè)量或確定應(yīng)用或控 制其多樣性設(shè)置。圖2A-2C中呈現(xiàn)的耦合配置的缺陷在于，它們的性能對(duì)耦合器的取向敏 感。在 K. Fujii 等人于 IEICE Trans Commun E88-B，pp. 2401-2410 發(fā)表的 “Study on the Transmission Mechanism for Wearable DeviceUsing the Human Body as a Transmission Channel ”中，指示了圖2A中示出的取向與當(dāng)電極被旋轉(zhuǎn)90度相比具有高出 20dB的損失。針對(duì)圖2B和2C示出的耦合配置，指示了相似的情況。對(duì)于圖2B，指示了當(dāng) 耦合器(即電極對(duì))相對(duì)于身體傾斜時(shí)，所接收到的信號(hào)電平大幅度降低，如圖I.B.的上 述討論中所解釋的。它還顯示出當(dāng)GND參考電極面對(duì)地時(shí)所述性能是最佳的。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，通過(guò)將電極細(xì)分成更小的、獨(dú)立的電極或與圖2A至2C中呈 現(xiàn)的設(shè)置相似地提供附加的電極來(lái)降低取向敏感性。隨后以這樣的方式組合和/或選擇不 同電極上的信號(hào)使得對(duì)于電極配置或身體的給定取向，獲得頂峰性能。圖3示出針對(duì)圖2A的水平取向的可能的多樣性設(shè)置。在該設(shè)置中，與原始設(shè)置相 比，接收器(RX) 10包括三個(gè)附加信號(hào)電極40 (例如板或類似物)，其中信號(hào)電極40和參考 電極42 (顏色為黑色并提供GND信號(hào))被連接到選擇和/或組合單元30 (其可以是硬件 電路或元件或軟件程序，并且其可以被設(shè)置為一個(gè)單獨(dú)的單元或是接收器10的一部分)。 基于對(duì)性能或參數(shù)的一些已獲得的測(cè)量(稍后描述)，接收器10決定哪些電極(一個(gè)或多 個(gè))40用于接收數(shù)據(jù)信號(hào)(即選擇)和/或如何組合源自發(fā)送器(TX) 20的且被不同電極 40接收的信號(hào)(即組合)，并且基于其決定控制選擇和/或組合單元30。應(yīng)當(dāng)注意，在圖3 中為了圖解說(shuō)明的目的，參考電極42被選擇作為固定的。然而，在所述選擇多樣性的情況 下，也可以選擇一對(duì)電極。于是，5個(gè)電極40的本示范性情況產(chǎn)生10個(gè)可能的組合，而不是 具有所述固定GND參考電極42的4個(gè)組合?？商鎿Q地，使用該設(shè)置還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)作為參考 的一組電極和作為信號(hào)電極的另一組電極的不同分組。而且，所述發(fā)送器20不必是圖2中的固定的電極布置。而是，它也可以裝配有與 接收器10相似的多樣性設(shè)置。在這種情況下，可以在數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送之前，基于一些性能或 參數(shù)測(cè)量來(lái)選擇一對(duì)發(fā)送器電極。在一些耦合器配置中，對(duì)發(fā)送器20和接收器10的設(shè)置 進(jìn)行聯(lián)合優(yōu)化可能是有益的。對(duì)于圖2B和2C中的其他耦合器配置，可以制造不同的多樣性設(shè)置，其具有與圖3 中的設(shè)置相似的屬性。對(duì)于圖2B中的垂直取向，信號(hào)和GND電極40、42這兩者可以在多個(gè)單獨(dú)地連接到選擇和/或組合單元30的單獨(dú)電極中被分開(kāi)(split)。而且，這種電極可 以放置在不同角度上，這減少了整個(gè)設(shè)備的特定取向的影響。一個(gè)實(shí)例可以是分段的手鐲 (bracelet)，其由不同電極對(duì)組成。在這種配置中總是至少一個(gè)GND電極面對(duì)周圍環(huán)境或 地并且可以被選擇。 下文中，為了清楚起見(jiàn)，為了圖解的目的將考慮圖3的耦合器設(shè)置，盡管所述測(cè)量 和特征也適用于其他情況。圖4示出選擇和/或組合單元30的可能實(shí)現(xiàn)方式的示意性功能圖。在組合和/ 或選擇單元30的輸出端處獲得的接收的信號(hào)y可表達(dá)為 其中Xi和α i分別表示第i個(gè)電極的電壓和加權(quán)值。變量g表示GND參考電壓， 而相應(yīng)的權(quán)重α g將具有與其他電極相反的符號(hào)。針對(duì)所述選擇組合方法，對(duì)于所選的信 號(hào)電極isele。t而言α i等于1，而對(duì)其他信號(hào)電極等于0并且因此ag = -l。還注意到，可 以通過(guò)對(duì)于集合(iwd^Uku，...)設(shè)置、=1和Cig = -1來(lái)選擇子集。信號(hào)\和8 被相應(yīng)的乘法器44加權(quán)并且隨后用加法器46求和以獲得輸出y。在圖3中，提供了 4個(gè)信號(hào)電極40和一個(gè)GND電極或參考耦合器42。應(yīng)當(dāng)注意， 對(duì)于選擇組合，可以由開(kāi)關(guān)取代至少乘法器44中的一些。對(duì)于也選擇了參考電極42的情 況，用于所接收的信號(hào)的表達(dá)式變?yōu)?其中對(duì)于所選的信號(hào)電極a i等于“1”，而對(duì)于所選的參考電極α ,等于“_1”，且 對(duì)于所有其他電極、等于“0”。針對(duì)選擇確定i的程序基于最大化所接收的電壓，即， 類似地，對(duì)于可以從一組電極中選擇信號(hào)電極40和參考電極42這兩者的情況，其 中所述集合索引等于
^、另一種方法可以基于例如通過(guò)估計(jì)在沒(méi)有消息發(fā)送的時(shí)間期間所接收的功率而 對(duì)來(lái)自不同信號(hào)電極40的信號(hào)的干擾電平的選擇決定。當(dāng)然，當(dāng)目的是最大化所提出的方案的通信范圍時(shí)，出于隱私和安全的原因，可以 選擇產(chǎn)生期望的或目標(biāo)信號(hào)質(zhì)量(例如信噪比(SNR))的電極或電極對(duì)，而不選擇具有最高 可能信號(hào)質(zhì)量的電極或電極對(duì)。而且，取代選擇信號(hào)電極40中的一個(gè)(或兩個(gè))，可以選擇來(lái)自不同板的信號(hào)，這 提供以下優(yōu)點(diǎn)所述電極設(shè)置的整個(gè)區(qū)域得以應(yīng)用。在這種情況下，等式(1)和(2)中的權(quán) 重是不同電壓貢獻(xiàn)的相對(duì)權(quán)重。一種實(shí)現(xiàn)起來(lái)簡(jiǎn)單的解決方案是將所有信號(hào)以相等的權(quán)重 相加，即對(duì)于所有的i，α i = 1。一個(gè)更優(yōu)化的方案是α i = 1/SNRi，其中SNRi表示第i個(gè) 電極連接的瞬時(shí)信噪比。當(dāng)復(fù)信號(hào)(I和Q)用于身體耦合的發(fā)送時(shí)，在第i個(gè)電極上接收的信號(hào)可被寫(xiě)作Xi = β ^xpH θ ^t, (5)
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其中j表示復(fù)單元，t表示發(fā)送的(復(fù))信號(hào)，而1和θ 別表示TX電極與第 i個(gè)RX電極之間的信道的幅度和相位。在這種情況下，一種確定權(quán)重的好方法是基于最大 比組合，即CIi= βiexp(Jθi)。一個(gè)不那么復(fù)雜的方法是基于等增益組合，其得出αi = exp (j θi)，即來(lái)自不同電極40,42的信號(hào)被相干地相加(coherently added)。上面已經(jīng)描述了組合和選擇來(lái)自不同電極40、42的信號(hào)(電壓)的不同方法。下 面，給出用于估計(jì)加權(quán)參數(shù)、或其他參數(shù)的方法。這些方法包括例如離線估計(jì)、基于訓(xùn)練 的估計(jì)以及數(shù)據(jù)輔助參數(shù)估計(jì)。對(duì)于離線估計(jì)，可以在發(fā)送器和/或接收器中本地地估計(jì)參數(shù)以確定加權(quán)系數(shù)的 集合l>J。不需要發(fā)送數(shù)據(jù)或訓(xùn)練信號(hào)(一個(gè)或多個(gè))。稍后描述離線估計(jì)的若干方法， 其中對(duì)于到身體的電容耦合情況，電極對(duì)之間的有效電容實(shí)驗(yàn)地被確定?？商鎿Q地，在其中 所述電極電流地耦合到身體的情況下，可以確定所述電極之間的電阻。對(duì)于選擇組合，設(shè)置Ci,j = 1，其中所述電容最低而所述電阻最高，這與等式(1) 和(2)相似。對(duì)于其他多樣性方案，存在f(.)函數(shù)，其將電容和電阻值Cq和Rq映射到 加權(quán)值α μ，即Qi j = f (Cijj, Rijj) (6)一個(gè)實(shí)例可以是Cii,J = Ci,廣或ay = Ri,j^n，其中n = 1或2。離線估計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于，它可以在所述系統(tǒng)不在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)并且因此處理能力 (power)可用期間應(yīng)用。而且，它可以甚至在發(fā)送器和接收器不在通信范圍中時(shí)應(yīng)用。對(duì)于基于訓(xùn)練的估計(jì)，一個(gè)已知的序列或訓(xùn)練列率(sequency)被發(fā)送以使得 能夠估計(jì)加權(quán)參數(shù)。這可以是被發(fā)送以評(píng)估身體信道的單獨(dú)的包，其也被稱為“探測(cè) (sounding)包”。然而，也可以使用包發(fā)送的前導(dǎo)部分。圖5示出用于基于訓(xùn)練地估計(jì)所述加權(quán)或選擇參數(shù)的示意性數(shù)據(jù)包。前導(dǎo)50和 數(shù)據(jù)部分52—起包含在包發(fā)送中，無(wú)論如何(anyway)以實(shí)現(xiàn)同步，并且同樣該前導(dǎo)50不 會(huì)強(qiáng)加(impose)附加的開(kāi)銷。前導(dǎo)50通?？梢杂芍貜?fù)的符號(hào)組成并且可以用在該實(shí)施例 中以傳輸訓(xùn)練序列。將在這種程序中被估計(jì)的典型參數(shù)是β” 9i*SNRi。圖6示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于估計(jì)RX參數(shù)的程序的流程圖。在步驟SllO中，所述接收器10使用前導(dǎo)50的第一符號(hào)來(lái)進(jìn)入同步。隨后，在步 驟S120，在不同電極40上(例如逐個(gè)地)測(cè)量性能參數(shù)，以獲得估計(jì)的性能參數(shù)。這可以 通過(guò)針對(duì)僅僅一個(gè)i設(shè)置α i = 1來(lái)實(shí)現(xiàn)。在所述符號(hào)邊界處，接收器10通過(guò)設(shè)置α i+1 = 1和Cii = O切換到下一個(gè)電極。同樣，對(duì)應(yīng)于不同電極的參數(shù)被相繼地估計(jì)。在步驟S130 中，就在數(shù)據(jù)被接收之前，所述估計(jì)的參數(shù)(例如β θ》被用于針對(duì)數(shù)據(jù)的接收將加權(quán) 參數(shù)、設(shè)置為正確的值。應(yīng)當(dāng)注意，對(duì)于許多i值或大量的(i，j)，需要大的開(kāi)銷(即，長(zhǎng)前導(dǎo))來(lái)估計(jì)所 有參數(shù)。然而，可以通過(guò)存儲(chǔ)在前包的參數(shù)明顯地減少該開(kāi)銷。隨后，當(dāng)與包重復(fù)率相比所 述信道的時(shí)間常數(shù)較小時(shí)，僅須估計(jì)每包的RX電極40的子集的參數(shù)。對(duì)于數(shù)據(jù)輔助參數(shù)估計(jì)，被接收的和/或被檢測(cè)的數(shù)據(jù)信號(hào)用于估計(jì)所述參數(shù)。 基于檢測(cè)的符號(hào)，可以例如基于下面的等式確定所述信道的幅度Pi和相位Qi βiexp(-jθ^i) = t^-1xi(7)其中t是對(duì)從檢測(cè)的數(shù)據(jù)導(dǎo)出的發(fā)送信號(hào)的估計(jì)。另一個(gè)方法可以是基于在所述包的循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)上所選的電極(一個(gè)或多個(gè))。當(dāng)該校驗(yàn)示出所述包被錯(cuò)誤地檢 測(cè)時(shí)，接收器10可以切換到另一個(gè)電極。該方法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，不需要額外的開(kāi)銷。在發(fā)送器側(cè)處的耦合多樣性的情況下，兩個(gè)信號(hào)發(fā)送方法可以單獨(dú)地或組合地應(yīng) 用，即使用身體信道的互易性(reciprocity)或使用上述信道參數(shù)的反饋。在第一信號(hào)發(fā)送方法中，所有BCC設(shè)備充當(dāng)收發(fā)器，即具有發(fā)送器和接收器這二 者的功能。而且，所述身體信道的互易性被使用，這意味著從第一設(shè)備到第二設(shè)備的信道等 同于從第二設(shè)備到第一設(shè)備的信道。因此，所述發(fā)送器可以使用在接收階段期間(從相同 設(shè)備)估計(jì)的參數(shù)(例如I、θ i和SNRi)以確定加權(quán)參數(shù)α i的值。這些參數(shù)可以基于 上述估計(jì)方法中的任意一個(gè)。對(duì)于這第一信號(hào)發(fā)送方法，所述收發(fā)器可以裝配有存儲(chǔ)用于所有其他設(shè)備的在前 估計(jì)的參數(shù)的查找表。然而，該數(shù)量對(duì)于BAN將是小的，因?yàn)槿嘶騽?dòng)物身體上的節(jié)點(diǎn)的數(shù)量 將是有限的。在第二信號(hào)發(fā)送方法中，所述接收器估計(jì)所述信道參數(shù)，并且在檢測(cè)所述包的數(shù) 據(jù)部分之后，它將這些估計(jì)的值向后發(fā)送到源(即，發(fā)送器側(cè))，其可以將它們應(yīng)用于下面 的發(fā)送?？商鎿Q地，所述接收器可以確定用于發(fā)送器的、值并且將它們反饋回去。以此 方式，所述接收器可以針對(duì)TX和RX聯(lián)合地最優(yōu)化，這將導(dǎo)致性能的改善。為了針對(duì)不同TX 布置實(shí)現(xiàn)該估計(jì)過(guò)程，所述發(fā)送器可以在前導(dǎo)周期內(nèi)在耦合器板之間切換，例如每個(gè)前導(dǎo) 符號(hào)被另一個(gè)電極發(fā)送。因此，所提出的發(fā)送系統(tǒng)能夠選擇一組電極用作信號(hào)電極或用作參考電極。所提 出的系統(tǒng)可以由一組應(yīng)當(dāng)連接到BCC設(shè)備的電極、遵循不同原理提供關(guān)于一個(gè)單個(gè)電極與 剩余部分之間電容的信息的感測(cè)電路或功能、基于由所述感測(cè)單元或功能提供的信息決定 哪些電極應(yīng)當(dāng)被視為到人身體的耦合器而哪些電極應(yīng)當(dāng)被視為發(fā)送電極(到外部環(huán)境例 如大地的耦合)的配置控制器或功能組成。在圖3的示范性布置中，所述感測(cè)和配置功能 可以由選擇和/或組合單元30提供。圖7示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的多電極布置的實(shí)例。一般地，所述電極可以是任何形 狀、任何尺寸，并且可以設(shè)置在任何幾何形態(tài)配置中。然而，提供電極的三維(3D)分布的幾 何形態(tài)(比如圖7中的布置)提供選擇兩組具有很大差異的到人身體的總電容的電極的高 可能性，這有益于基于電容的BCC。一種發(fā)現(xiàn)最優(yōu)布置的解決方案可以是簡(jiǎn)單地嘗試所有(或一組)不同電極布置并 且確定哪一個(gè)是最佳的。如上所述，這可以通過(guò)與另一個(gè)接收器或發(fā)送器通信或通過(guò)在發(fā) 送模式中切換設(shè)備并測(cè)量輸出驅(qū)動(dòng)緩沖器中的電流消耗來(lái)實(shí)現(xiàn)。給出最低電流消耗的電 極配置是最優(yōu)的一個(gè)配置，因?yàn)樗_保具有到身體的大電容的所有電極一起被分組，從而 提供到身體的良好耦合。所有其他電極顯然具有到身體的小電容，這意味著它們必須具有 到周圍環(huán)境的“自由視野”，從而使得它們能夠被一起分組為組合的發(fā)送表面。當(dāng)情況改變 時(shí)，例如當(dāng)設(shè)備的取向改變時(shí)，甚至當(dāng)發(fā)送丟失(lost)時(shí)，可以使用舊配置，直到完成對(duì)所 有不同電極布置的新掃描。這樣的掃描因此可以有規(guī)律地進(jìn)行。圖8A和8B示出根據(jù)其他實(shí)施例的電極布置的實(shí)例，其中每個(gè)電極A1-A4被分成 兩個(gè)導(dǎo)體，例如一個(gè)大導(dǎo)體，將用作用于BCC通信的BCC電極40，和一個(gè)小導(dǎo)體，將用作用于 電容測(cè)量的測(cè)量節(jié)點(diǎn)43。所述導(dǎo)體可以是任何形狀和尺寸。
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根據(jù)該設(shè)置，BCC電極40和其相應(yīng)的感測(cè)或測(cè)量電極43之間的電容耦合強(qiáng)烈受到 環(huán)境中導(dǎo)體表面的存在的影響。如果孤立的傳導(dǎo)表面(如人身體)靠近電極，則BCC電極 40與測(cè)量電極43之間的電容增加。該差異可以容易地通過(guò)將已知信號(hào)應(yīng)用到BCC電極40 并且評(píng)價(jià)測(cè)量電極43處的信號(hào)的幅度。該操作可以針對(duì)所有屬于BCC信號(hào)的電極并行或 串行地執(zhí)行。而且，所述測(cè)量可以在標(biāo)準(zhǔn)操作期間通過(guò)使用不同于用于發(fā)送信號(hào)的頻帶的 頻帶來(lái)執(zhí)行，或者可以在發(fā)送或接收階段開(kāi)始之前執(zhí)行，或者可以以周期為基礎(chǔ)執(zhí)行(由 期望的應(yīng)用確定)。一旦所述電容測(cè)量被執(zhí)行，容易將所述電極分類為若干組，例如示出到外部導(dǎo)體 的更高電容的那些電極是被選擇作為到人身體的耦合器的電極，即信號(hào)電極，并且其他電 極是被選擇作為參考電極的電極。利用該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，也容易調(diào)適屬于各組的電極的數(shù)量。到身體的平均電容值可以 被估計(jì)并且例如每個(gè)示出大于平均值的電容的電極可被選擇作為到人身體的電極，而其他 電極(一個(gè)或多個(gè))應(yīng)當(dāng)被選擇作為到環(huán)境的電極。在這種情況下，僅僅為電容耦合到人 身體做出主要貢獻(xiàn)的電極被選擇作為信號(hào)電極，即使它們的數(shù)量小。圖9示出根據(jù)實(shí)施例的用于控制電極布置的控制電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的示意圖。BCC電極和其相應(yīng)測(cè)量電極之間的電容是電極220和傳導(dǎo)(例如人)身體之間距 離的度量(measure)。所述電容可以通過(guò)將已知信號(hào)應(yīng)用到電極并且測(cè)量在具有預(yù)定負(fù)荷 的測(cè)量電極處所得信號(hào)的幅度來(lái)測(cè)量。在圖9中，該負(fù)荷被示為到公共電壓V。的電阻器， 但是原則上，可以使用任何阻抗，例如電容器、線圈或其組合。同樣，在來(lái)自圖9的實(shí)施例 中，已知的信號(hào)直接從提供給具有非反相輸出端和反相輸出端的緩沖放大器210的經(jīng)調(diào)制 輸入發(fā)送信號(hào)導(dǎo)出。這是可能的，這是因?yàn)橐韵率聦?shí)在反相輸出端處經(jīng)反相的發(fā)送信號(hào)的 幅度等于原始發(fā)送信號(hào)的幅度，這意味著每個(gè)幅度檢測(cè)器230的輸出與對(duì)應(yīng)的輸入開(kāi)關(guān)Si 的位置不相關(guān)。當(dāng)然，也可以使用頻帶外頻率的額外的獨(dú)立信號(hào)源來(lái)提供已知的測(cè)量信號(hào)。 每個(gè)幅度檢測(cè)器230的輸出在緩沖器240處被緩沖以獲得DC電壓Vi,其表示信號(hào)強(qiáng)度并且 其經(jīng)由相同的電阻器Ri到Ri+n連接到求和節(jié)點(diǎn)，從而給出所有各個(gè)Vi電壓的平均電SVavg。 每個(gè)分支具有比較器250，其確定各個(gè)電壓Vi是高于還是低于平均電壓Vavg，并且基于該決 定，對(duì)應(yīng)的電極經(jīng)由開(kāi)關(guān)Si連接到發(fā)送信號(hào)或經(jīng)反相的發(fā)送信號(hào)。由此，表現(xiàn)出高于平均 電容的所有電極(接近身體)將被分組并連接到發(fā)送信號(hào)的一個(gè)相位，而所有其他電極將 連接到發(fā)送信號(hào)的相反相位。然而，應(yīng)當(dāng)注意，圖9的配置僅僅是可以如何建立系統(tǒng)的實(shí)例。也可以利用不同的 構(gòu)件(building block)獲得等效設(shè)置，或者在模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換后，在數(shù)字域且因此也基于 軟件程序而獲得等效設(shè)置。在發(fā)送期間，當(dāng)條件(例如設(shè)備的取向)改變時(shí)，所提出的配置將立即且連續(xù)地被 改變。在接收模式期間，可以使用現(xiàn)有發(fā)送模式的最后配置，或者可以將頻帶外信號(hào)應(yīng)用到 所有電極，這應(yīng)當(dāng)不影響頻帶內(nèi)接收的信號(hào)但是允許連續(xù)地調(diào)適電極布置。上面的實(shí)施例可以在許多領(lǐng)域中被實(shí)現(xiàn)為自適應(yīng)身體耦合的或基于身體的系統(tǒng)。 在消費(fèi)電子領(lǐng)域，無(wú)線連接可以更容易地建立。隨著可用電子設(shè)備的數(shù)量的增加(家庭計(jì) 算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、掌上型計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話.· ·)，這些設(shè)備之間的交互對(duì)于普通用戶來(lái) 說(shuō)變得越來(lái)越難以建立。作為便利性工具，BCC系統(tǒng)可以幫助使用不同種類的平臺(tái)和協(xié)議
12連接若干不同的設(shè)備。例如，利用BCC，可以通過(guò)膝上型計(jì)算機(jī)和移動(dòng)電話這兩個(gè)設(shè)備的簡(jiǎn) 單接觸來(lái)建立它們之間的藍(lán)牙連接，從而允許例如照片交換應(yīng)用。BCC也可以用于實(shí)現(xiàn)在汽車領(lǐng)域中提供更多便利的應(yīng)用。實(shí)例是汽車進(jìn)入，其 中可以通過(guò)僅僅觸摸汽車來(lái)開(kāi)啟它；防盜，其僅僅允許穿戴識(shí)別標(biāo)簽的指定用戶操作汽車； 汽車配置/個(gè)性化，其解除了用戶按照他/她的個(gè)人偏好調(diào)整汽車設(shè)置的負(fù)擔(dān)，用戶在進(jìn)入 該汽車時(shí)立刻被認(rèn)出。而且，在醫(yī)學(xué)應(yīng)用中越來(lái)越需要自動(dòng)識(shí)別，以提高患者的安全和工作流程效率這 兩者?；谏眢w耦合的通信的患者標(biāo)識(shí)符允許在醫(yī)學(xué)檢查期間自動(dòng)識(shí)別患者、設(shè)備的安全 和自動(dòng)關(guān)聯(lián)，對(duì)各個(gè)患者的傳感器和無(wú)線測(cè)量。在上述所有應(yīng)用領(lǐng)域中，上述實(shí)施例中描述的解決方案明顯提高了身體信道通信 的可靠性。總之，已經(jīng)描述了一種耦合器設(shè)備、用于處理多個(gè)身體耦合的通信信號(hào)的處理裝 置和方法，所述信號(hào)已經(jīng)通過(guò)使用具有多個(gè)電極或電極段的電極布置檢測(cè)。所述身體耦合 的通信信號(hào)的相應(yīng)發(fā)送參數(shù)被估計(jì)并且選擇、分組和加權(quán)處理中至少一個(gè)基于所估計(jì)的發(fā) 送參數(shù)而被應(yīng)用于檢測(cè)的身體耦合的通信信號(hào)。隨后，將被處理的身體耦合的通信信號(hào)組 合以生成多樣性輸出信號(hào)。盡管，在附圖和前面的說(shuō)明書(shū)中詳細(xì)示出并描述了本發(fā)明，但是這些圖示和描述 被認(rèn)為是說(shuō)明性或示范性的而非限制性的。本發(fā)明不限于所公開(kāi)的實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人 員通過(guò)閱讀本公開(kāi)將清楚其他修改。這樣的修改可以涉及在本領(lǐng)域中已知的且可以代替或 補(bǔ)充本文已經(jīng)描述的特征而使用的其他特征。本領(lǐng)域技術(shù)人員通過(guò)研究附圖、公開(kāi)和所附權(quán)利要求，能夠理解并實(shí)現(xiàn)對(duì)所公開(kāi) 的實(shí)施例的改變。在權(quán)利要求中，文字“包括”不排除其他元件或步驟，且不定冠詞“一”不 排除多個(gè)元件或步驟。單個(gè)處理器或其他單元可以基于相應(yīng)的軟件程序?qū)崿F(xiàn)如結(jié)合圖4和 圖6描述的選擇和/或組合的單元30的功能。所述計(jì)算機(jī)程序可以存儲(chǔ)/發(fā)布在合適的 介質(zhì)上，如光學(xué)存儲(chǔ)介質(zhì)或與其他硬件一起提供或作為其一部分的固態(tài)介質(zhì)，但是也可以 以其他形式發(fā)布，例如經(jīng)由因特網(wǎng)或其他有線或無(wú)線電信系統(tǒng)分布。在相互不同的從屬權(quán) 利要求中敘述某些措施這個(gè)起碼事實(shí)并不表示這些措施的組合不能被有利地使用。權(quán)利要 求中的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)當(dāng)被解釋為限制其范圍。
1權(quán)利要求
一種用于身體耦合的通信的耦合器設(shè)備，所述耦合器設(shè)備被配置為放置在人或動(dòng)物身體處或緊靠人或動(dòng)物身體放置并且包括由多個(gè)電極或電極段(40，42；40，43)組成的電極布置，所述多個(gè)電極或電極段可單獨(dú)連接以實(shí)現(xiàn)電極多樣性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的耦合器設(shè)備，其中所述多個(gè)電極或電極段(40，42；40,43)被設(shè)置 為在所述身體耦合的通信期間提供信號(hào)電極和參考電極或電極段之間相對(duì)于所述人或動(dòng) 物身體的表面的水平取向、在信號(hào)電極和參考電極或電極段之間相對(duì)于人或動(dòng)物身體表面 的垂直取向以及其中所述電極布置僅僅由信號(hào)電極組成的僅信號(hào)取向中的至少一個(gè)，并且 其中所述多個(gè)電極或電極段(40，42;40，43)在取向和位置中的至少一個(gè)方面不同，不同的 程度足以實(shí)現(xiàn)所述電極多樣性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的耦合器設(shè)備，其中所述多個(gè)電極或電極段(40，42;40，43)以 三維布置來(lái)設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的耦合器設(shè)備，其中所述多個(gè)電極或電極段(40，43)包括具有第一 傳導(dǎo)區(qū)的第一電極(40)和具有第二傳導(dǎo)區(qū)的第二電極(43)，所述第一傳導(dǎo)區(qū)具有比所述 傳導(dǎo)區(qū)更大的尺寸。
5. 一種用于處理多個(gè)身體耦合的通信信號(hào)的裝置，所述裝置(30)包括a)多個(gè)輸入端子，用于接收所述多個(gè)身體耦合的通信信號(hào)；b)估計(jì)器，用于估計(jì)所述身體耦合的通信信號(hào)的各個(gè)發(fā)送參數(shù)；以及c)信號(hào)處理器，用于將選擇和加權(quán)處理中至少一個(gè)應(yīng)用到所述接收的身體耦合的通信 信號(hào)并且用于組合經(jīng)處理的身體耦合的通信信號(hào)以生成多樣性輸出信號(hào)，其中所述選擇和 加權(quán)處理基于所述估計(jì)的發(fā)送參數(shù)來(lái)控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的裝置，其中所述估計(jì)器適于通過(guò)確定通過(guò)其所述身體耦合的通信 信號(hào)已經(jīng)被接收的耦合器電極之間的電容或電阻中至少一個(gè)來(lái)本地地估計(jì)所述發(fā)送參數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的裝置，其中所述估計(jì)器適于基于經(jīng)由身體耦合的通信信號(hào)接收的 訓(xùn)練序列估計(jì)所述發(fā)送參數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的裝置，其中所述估計(jì)器適于接收在所述身體耦合的通信信號(hào)包的 前導(dǎo)中的所述訓(xùn)練序列。
9.根據(jù)權(quán)利要求5的裝置，其中所述估計(jì)器適于基于所接收的所述身體耦合的通信信 號(hào)的數(shù)據(jù)信號(hào)估計(jì)所述發(fā)送參數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的裝置，其中所述估計(jì)器適于基于所述接收的數(shù)據(jù)信號(hào)的誤差校 驗(yàn)來(lái)估計(jì)所述發(fā)送參數(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求5的裝置，其中所述估計(jì)器適于通過(guò)使用所述選擇處理相繼地針對(duì) 所述多個(gè)身體耦合的通信信號(hào)的每一個(gè)估計(jì)所述發(fā)送參數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求5的裝置，其中所述裝置包括用于存儲(chǔ)所述多個(gè)身體耦合的通信信 號(hào)已經(jīng)從中被接收的身體耦合的設(shè)備的被估計(jì)發(fā)送參數(shù)的查找表。
13.根據(jù)權(quán)利要求5的裝置，其中所述裝置包括一種發(fā)送器，其用于將估計(jì)的發(fā)送參數(shù) 向后發(fā)送到所述多個(gè)身體耦合的通信信號(hào)已經(jīng)從中被接收的身體耦合的設(shè)備。
14.根據(jù)權(quán)利要求5的裝置，其中所述信號(hào)處理單元包括多個(gè)乘法器(44)，其用于選 擇性地加權(quán)所述多個(gè)接收的身體耦合的通信信號(hào)；和加法器(46)，其用于將被加權(quán)的身體 耦合的通信信號(hào)相加。
15.根據(jù)權(quán)利要求5的裝置，其中所述信號(hào)處理單元包括多個(gè)比較器(250)，其用于比 較所述多個(gè)身體耦合的通信信號(hào)的每一個(gè)的強(qiáng)度與預(yù)定的閾值；和多個(gè)開(kāi)關(guān)(Si),其用于 選擇那些信號(hào)強(qiáng)度高于所述預(yù)定閾值的身體耦合的通信信號(hào)以將其組合以生成所述輸出信號(hào)。
16.一種處理多個(gè)身體耦合的通信信號(hào)的方法，所述方法包括a)通過(guò)使用具有多個(gè)電極或電極段(40，42；40,43)的電極布置來(lái)檢測(cè)身體耦合的通信信號(hào)；b)估計(jì)所述身體耦合的通信信號(hào)的各個(gè)發(fā)送參數(shù)；以及c)基于所述估計(jì)的發(fā)送參數(shù)將選擇和加權(quán)處理中至少一個(gè)應(yīng)用到所述接收的身體耦 合的通信信號(hào)并且組合所處理的身體耦合的通信信號(hào)以生成多樣性輸出信號(hào)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，進(jìn)一步包括通過(guò)確定所述耦合器電極或電極段的相應(yīng)的 一些之間的電容或電阻中至少一個(gè)來(lái)本地地執(zhí)行所述估計(jì)，所述身體耦合的通信信號(hào)已經(jīng) 通過(guò)所述耦合器電極或電極段被接收。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，進(jìn)一步包括基于經(jīng)由身體耦合的通信信號(hào)接收的訓(xùn)練序 列估計(jì)所述發(fā)送參數(shù)。
19.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，進(jìn)一步包括基于所述身體耦合的通信信號(hào)的所接收的數(shù) 據(jù)信號(hào)估計(jì)所述發(fā)送參數(shù)。
20.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，進(jìn)一步包括通過(guò)使用所述選擇處理相繼地針對(duì)所述多個(gè) 身體耦合的通信信號(hào)的每一個(gè)估計(jì)所述發(fā)送參數(shù)。
21.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，進(jìn)一步包括以信號(hào)形式向后發(fā)送估計(jì)的發(fā)送參數(shù)到身體 耦合的設(shè)備，從中所述多個(gè)身體耦合的通信信號(hào)已經(jīng)被接收。
22.—種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括用于執(zhí)行如權(quán)利要求16至21之一中所述方法的步驟的 代碼方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及耦合器設(shè)備、處理多個(gè)身體耦合的通信信號(hào)的處理裝置和方法，所述信號(hào)已經(jīng)通過(guò)使用具有多個(gè)電極或電極段(40，42；40，43)的電極布置而被檢測(cè)。所述身體耦合的通信信號(hào)的相應(yīng)發(fā)送參數(shù)被估計(jì)，并且基于所估計(jì)的發(fā)送參數(shù)將選擇和加權(quán)處理中至少一個(gè)應(yīng)用到所檢測(cè)的身體耦合的通信信號(hào)。隨后，所處理的身體耦合的通信信號(hào)被組合以產(chǎn)生多樣性輸出信號(hào)。由此，在身體耦合的或基于身體的通信系統(tǒng)中增加了抗耦合器錯(cuò)位的魯棒性和用戶的方便性。
文檔編號(hào)H04B13/00GK101904118SQ200880121478
公開(kāi)日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2008年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月20日
發(fā)明者A·法齊, J·范登霍姆伯格, T·C·W·申克 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司