DE102008038362A1

DE102008038362A1 - Implant e.g. pacemaker, for use in data transmission system, has transmission power controlling unit for determining transmission power of transceiver based on actual received signal magnitude and reference signal magnitude

Info

Publication number: DE102008038362A1
Application number: DE102008038362A
Authority: DE
Inventors: Gunnar Gorecki; Jim Nelson; Julian Merlin
Original assignee: Biotronik CRM Patent AG
Current assignee: Biotronik CRM Patent AG
Priority date: 2008-08-19
Filing date: 2008-08-19
Publication date: 2010-02-25

Abstract

The implant (20) has a current source (210) connected to a transceiver (200) with various transmission power for bidirectional, wireless transmission of data from and to the implant. The transceiver includes a transmission power controlling unit (220) for regulating the transmission power. The transmission power controlling unit determines the transmission power of the transceiver based on actual received signal magnitude and reference signal magnitude. The transmission power controlling unit is connected with a storage (230). An independent claim is also included for an external device, comprising a controlling device.

Description

Die Erfindung betrifft ein Implantat, insbesondere ein implantierbares medizinisches Gerät, wie beispielsweise einen Herzschrittmacher, Cardioverter/Defibrillator oder dergleichen.The The invention relates to an implant, in particular an implantable medical device, such as a pacemaker, Cardioverter / defibrillator or the like.

Solche Implantate, wie Herzschrittmacher oder Cardioverter/Defibrillatoren, sind heutzutage häufig mit einer Funkschnittstelle zur drahtlosen Übertragung von Daten ausgestattet. Eine solche Funkschnittstelle erlaubt es beispielsweise, ein Implantat drahtlos mit Hilfe eines externen (also außerhalb des Körpers eines Patienten befindlichen) Programmiergerätes zu programmieren. Außerdem erlaubt es eine derartige Funkschnittstelle, vom Implantat gesammelte Daten, beispielsweise physiologische Daten oder Betriebsdaten, an ein externes Gerät, wie beispielsweise ein externes Programmiergerät, zu übertragen. Weiterhin ist es bekannt, dass ein mit einer Funkschnittstelle versehenes Implantat über ein als Relaisstation dienendes externes Gerät mit einem entfernten zentralen Servicecenter kommunizieren kann, um von einem derartigen zentralen Servicecenter aus ein Implantat ansprechen, abfragen und ggf. auch fernprogrammieren zu können.Such Implants, such as pacemakers or cardioverter / defibrillators, are nowadays often with a radio interface to equipped wireless data transmission. Such a radio interface allows, for example, an implant wirelessly with the help of a external (ie outside the body of a patient programmer). Furthermore allows such a radio interface, collected by the implant Data, such as physiological data or operating data to an external device, such as an external programmer, transferred to. Furthermore, it is known that one with a Radio interface provided implant via a relay station serving external device with a remote central Service Center can communicate to from such a central service center from an implant, query and if necessary also remotely program to be able to.

Bestandteil einer Funkschnittstelle eines derartigen Implantats ist ein Sender/Empfänger (Transceiver), der es erlaubt, Daten bidirektional zu übertragen, d. h. Daten zu empfangen und Daten auszusenden. Um die üblicherweise sehr begrenzte Energiekapazität eines Implantats möglichst optimal auszunutzen, ist es bekannt, den jeweiligen Sender/Empfänger des Implantats nur bei Bedarf einzuschalten und die Sendeleistung des Senders/Empfängers so einzustellen, dass sie für eine sichere Datenübertragung vom Implantat zum externen Gerät gerade ausreichend ist. Die dem Implantat zur Verfügung stehende Energie wird nämlich üblicherweise über eine Batterie bereitgestellt, die sich nach einer prognostizierten Laufzeit von einigen Jahren erschöpft. Dann ist ein Austausch des Implantats erforderlich, der mit einer Operation an dem Patienten einhergeht und daher möglichst selten vorgenommen werden soll.component A radio interface of such an implant is a transmitter / receiver (Transceiver), which allows to transmit data bidirectionally, d. H. Receive data and send data. To the usually very limited energy capacity of an implant as possible optimally exploit, it is known, the respective transmitter / receiver of the implant only when needed and the transmission power of the transmitter / receiver to be set for a secure data transfer from the implant to the external one Device is just enough. The the implant available Standing energy is usually over provided a battery, which is expected after a Running time of a few years exhausted. Then there is an exchange of the implant required with surgery on the patient goes hand in hand and therefore be made as rarely as possible should.

Aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus US 5,476,488 , ist es bekannt, die Sendeleistung des Senders/Empfängers des Implantats durch drahtlos übermittelte Steuerbefehle zu steuern und somit aus der Ferne einzustellen. Dazu ermittelt das externe Gerät eine externe Empfangssignalstärke und prüft, ob diese ober- oder unterhalb einer Mindestsignalstärke liegt.From the prior art, for example US 5,476,488 , It is known to control the transmission power of the transmitter / receiver of the implant by wirelessly transmitted control commands and thus set remotely. For this purpose, the external device determines an external received signal strength and checks whether it is above or below a minimum signal strength.

Anschließend wird ein entsprechendes die Sendeleistung des Senders/Empfängers des Implantats erhöhendes oder erniedrigendes Signal in das Implantat gesendet.Subsequently is a corresponding transmission power of the transmitter / receiver of the implant increasing or decreasing signal in sent the implant.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Implantat mit einem Sender/Empfänger für die bidirektionale Datenübertragung anzugeben, bei dem die Sendeleistung des Senders/Empfängers auf eine im Vergleich zum bekannten Stand der Technik alternative Art und Weise einstellbar ist.task The invention is an implant with a transmitter / receiver for bidirectional data transmission, in which the transmission power of the transmitter / receiver to a in comparison to the known state of the art alternative type and Way is adjustable.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Implantat mit einer Stromquelle und einen mit der Stromquelle verbundenen Sender/Empfänger für eine bidirektionale drahtlose Übertragung von Daten vom und zum Implantat gelöst, wobei die Sendeleistung des Senders/Empfängers veränderlich ist und der Sender/Empfänger eine Sendeleistungssteuereinheit aufweist, die ausgebildet ist, eine jeweilige Sendeleistung einzustellen. Erfindungsgemäß ist die Sendeleistungssteuereinheit ausgebildet, eine jeweilige Sendeleistung des Senders/Empfängers in Abhängigkeit von einer jeweils aktuellen Empfangssignalstärke und einer Referenzsignalstärke, beispielsweise einer Sendeleistungsinformation zu bestimmen, wobei die Sendeleistungsinformation eine Information über die Sendeleistung eines externen Gerätes ist, von dem ein jeweiliges Signal mit jeweils aktueller Empfangssignalstärke stammt. Dadurch wird die Sendeleistung des Senders/Empfängers ständig den aktuell herrschenden Übertragungsbedingungen angepasst und der Energiebedarf des Implantats hinsichtlich der Datenübertragung so gering gehalten, wie es eine jeweilige Übertragungstrecke bei ausreichender Übertragungssicherheit erlaubt.According to the invention this task by an implant with a power source and a transmitter / receiver connected to the power source for a bidirectional wireless transmission of data from and solved to the implant, wherein the transmission power of the transmitter / receiver is changeable and the transmitter / receiver a Transmitting power control unit, which is formed a to set the respective transmission power. According to the invention the transmission power control unit is formed, a respective transmission power of the sender / receiver depending on a current received signal strength and a reference signal strength, For example, to determine transmission power information, wherein the transmission power information is information about the Transmission power of an external device, of which a respective Signal with current received signal strength is derived. As a result, the transmission power of the transmitter / receiver is constantly the adapted to the currently prevailing transmission conditions and the energy requirements of the implant in terms of data transmission kept as low as a given transmission line allowed with sufficient transmission security.

Mit einer Stromquelle ist in diesem Zusammenhang jede Art von Stromquelle im weiteren Sinne, also beispielsweise auch eine Spannungsquelle wie beispielsweise eine Batterie im engeren Sinne, gemeint. Die Empfangssignalstärke ist die Stärke des von dem Implantat empfangenen Signals. Die Sendeleistungsinformation beschreibt die jeweilige, in der Regel konstante, Sendeleistung des externen Gerätes, also beispielsweise eines Programmiergerätes oder eines Patientengerätes oder dergleichen. Ein externes Gerät enthält dabei mindestens einen Sender, mindestens einen Empfänger und eine Steuereinheit.With A power source in this context is any type of power source in the broader sense, so for example, a voltage source such as For example, a battery in the strict sense, meant. The received signal strength is the strength of the signal received by the implant. The transmission power information describes the respective, as a rule constant, transmitting power of the external device, so for example a programmer or a patient device or similar. An external device is included at least one transmitter, at least one receiver and a control unit.

Das erfindungsgemäße Implantat ist vorteilhafter Weise dazu in der Lage, die jeweilige Leistung seines Senders/Empfängers autonom einzustellen und dazu die Empfangssignalstärke auszuwerten. Das heißt, das Implantat ist in der Lage, ohne einen mittels eines Signals übertragenen Steuerbefehl von einem externen Gerät an das Implantat die jeweils erforderliche Sendeleistung seines Senders/Empfängers den jeweils aktuellen Signalübertragungsbedingungen anzupassen. Die Erfindung beruht auf der Annahme, dass der Übertragungspfad und damit auch die Übertragungsverluste vom externen Gerät zum Implantat und umgekehrt jeweils annähernd identisch sind. Ist die Sendeleistung des externen Geräts als Referenzsignalstärke innerhalb des Implantats bekannt (auf dem Wege der Sendeleistungsinformation), kann das Implantat aus der Differenz zwischen Sendeleistung und Empfangssignalstärke einen die Übertragungsverluste beschreibenden Parameter ermitteln und diesen wiederum zur Bestimmung der erforderlichen Sendeleistung seines eigenen Senders/Empfängers heranziehen: Übertragungsverlust = Sendeleistungexternes Gerät – EmpfangssignalstärkeImplantat. The implant according to the invention is advantageously able to autonomously set the respective power of its transmitter / receiver and to evaluate the received signal strength. That is, the implant is able, without a signal transmitted by a control command from an external device to the implant to adjust the respectively required transmission power of its transmitter / receiver to the current signal transmission conditions. The invention is based on the assumption that the transmission path and thus also the transmission losses from the external device to the implant and vice versa are each approximately identical. Is the transmission power of the external Device known as the reference signal strength within the implant (by way of the transmission power information), the implant from the difference between the transmission power and received signal strength determine the transmission loss descriptive parameters and this in turn to determine the required transmit power of its own transmitter / receiver use: Transmission loss = transmission power external device - received signal strength Implant.

Zur Bestimmung der Sendeleistung muss die Sendeleistungssteuereinheit jedoch nicht notwendigerweise die Differenz zwischen der durch die Sendeleistungsinformation gegebenen Sendeleistung des externen Gerätes und der Empfangssignalstärke bilden. Vielmehr kann die Sendeleistungssteuereinheit des Implantats die Sendeleistung des Senders/Empfängers des Implantats im einfachsten Fall auch schlicht umgekehrt proportional, ggf. mit einem Offset versehen, zur Empfangssignalstärke bestimmen, das heißt, je geringer die Empfangssignalstärke ist, umso größer soll die Sendeleistung des Senders/Empfängers sein, um einen Signalstärkemindestwert beim Empfang des Signals auf Seiten des externen Gerätes sicherzustellen.to Determining the transmission power must be the transmission power control unit however, not necessarily the difference between that by the Transmission power information given transmission power of the external device and the received signal strength. Rather, the Transmit power control unit of the implant the transmission power of the implant Transmitter / receiver of the implant in the simplest case, too simply inversely proportional, possibly provided with an offset, determine the received signal strength, that is, the lower the received signal strength, the greater should be the transmit power of the transmitter / receiver to a signal strength minimum when receiving the signal on the side of the external device.

Damit ergibt sich für die Empfangssignalstärke des Implantats: SignalstärkemindestwertImplantat = SendeleistungImplantat – Übertragungsverlust This results for the received signal strength of the implant: Signal strength minimum value implant = Transmission power implant - Transmission loss

Vorzugsweise weist das Implantat einen Speicher auf, der mit der Sendeleistungsteuereinheit verbunden ist, der dazu ausgebildet ist, die Sendeleistungsinformation als Referenzsignalstärke zu speichern. Auf diese Weise kann die Sendeleistungsinformation beispielsweise einmal fest gespeichert werden, wenn bekannt ist, dass alle zur Verfügung stehenden externen Geräte mehr oder weniger die gleiche Sendeleistung aufweisen. Genauso ist es möglich und gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung auch vorgesehen, dass das Implantat die Sendeleistungsinformation in Form eines drahtlos übertragenen Signals empfangen, decodieren und in dem Speicher speichern kann. Auf diese Weise kann jedes externe Gerät eine Information über seine eigene Sendeleistung an das Implantat senden und damit das Implantat in die Lage versetzen, die Sendeleistung des implantateigenen Senders/Empfängers im Übrigen autonom zu bestimmen.Preferably The implant has a memory which is connected to the transmission power control unit which is adapted to the transmission power information as Store reference signal strength. This way you can for example, the transmission power information is stored once, if it is known that all available external Devices have more or less the same transmission power. It is just as possible and according to one preferred embodiment of the invention also provided the implant transmits the transmission power information in the form of a wireless transmission Receive, decode and store signals in memory. In this way, any external device can provide information about send its own transmission power to the implant and thus the Implant, the transmission power of the implant Incidentally, the transmitter / receiver is to be determined autonomously.

Weiter bevorzugt weist das Implantat einen weiteren Speicher auf, der ebenfalls mit der Sendeleistungssteuereinheit verbunden ist und der einen Signalstärkemindestwert und mindestens einen Grenzwert eines Qualitätsparameters wie beispielsweise entweder von einem Signal-Rausch-Verhältnis oder Durchsatz oder von einer Bitfehlerrate oder Blockfehlerrate enthält. Der Speicher kann auch als eine zentrale Speichereinheit des Implantats ausgeführt sein, in der alle von der Sendeleistungssteuereinheit benötigten Informationen wie Sendeleistungsinformationen von externen Geräten als Referenzsignalstärke, einen Signalstärkemindestwert, einen Offset-Wert, Qualitätsparameter und weitere Daten gespeichert werden können.Further Preferably, the implant has a further memory, which also is connected to the transmission power control unit and the one signal strength minimum value and at least one limit of a quality parameter such as either a signal-to-noise ratio or Throughput or from a bit error rate or block error rate. The memory may also act as a central storage unit of the implant be executed, in which all of the transmission power control unit needed information such as transmission power information from external devices as reference signal strength, a Signal strength minimum value, an offset value, quality parameters and more data can be stored.

Der Signalstärkemindestwert beschreibt die seitens eines externen Gerätes mindestens erforderliche Empfangssignalstärke, um eine sichere Signalübertragung zwischen dem externen Gerät und dem Implantat zu gewährleisten.Of the Signal strength minimum value describes that on the part of an external Device at least required received signal strength, for a secure signal transmission between the external Device and the implant.

Die Sendeleistungssteuereinheit des Implantats ist vorzugsweise weiter ausgebildet, die jeweilige Sendeleistung des Senders/Empfängers zusätzlich in Abhängigkeit von solch einem Signalstärkemindestwert zu bestimmen. Genauso ist es möglich und gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung auch vorgesehen, dass der Sender/Empfänger in Verbindung mit dem Speicher und der Sendeleistungssteuereinheit dazu ausgebildet ist, den Signalstärkemindestwert in Form eines drahtlos übertragenen Signals zu empfangen, zu dekodieren und in dem Speicher zu speichern.The Transmitting power control unit of the implant is preferably further trained, the respective transmission power of the transmitter / receiver additionally as a function of such a signal strength minimum value to determine. It is just as possible and according to one preferred embodiment of the invention also provided that the transmitter / receiver in conjunction with the memory and the transmission power control unit is adapted to the signal strength minimum value in the form of a wirelessly transmitted signal, to decode and store in the memory.

Die Sendeleistungssteuereinheit des Implantats ist vorzugsweise weiter ausgebildet, einen Signalstärkemindestwert zusätzlich in Abhängigkeit von einem jeweils aktuellen Qualitätsparameter eines jeweils aktuell empfangenen Signals selbsttätig zu bestimmen, beispielsweise durch Vergleich mit einem im Speicher gespeicherten Grenzwert, um anschließend den im Speicher bis zu diesem Zeitpunkt gespeicherten Signalstärkemindestwert durch den neu bestimmten Signalstärkemindestwert zu ersetzen. Damit soll die notwendige Qualität der Signalübertragung zwischen Implantat und externem Gerät gewährleistet werden, um eine Verfälschung oder auch einen Verlust von übertragenen Daten weitestgehend zu vermeiden.The Transmitting power control unit of the implant is preferably further formed, a signal strength minimum value in addition depending on a current quality parameter of each currently received signal to automatically determine, for example, by comparison with one in the memory stored limit, and then the memory stored signal strength minimum value at this time to replace with the newly determined signal strength minimum value. In order to should provide the necessary quality of signal transmission between implant and external device be transferred to a falsification or even a loss of To avoid data as much as possible.

Als messbare Qualitätsparameter zur Steuerung des Senders/Empfängers des Implantats durch die Sendeleistungssteuereinheit können beispielsweise das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR), die Bitfehlerrate (BER), die Blockfehlerrate (BLER), der Datendurchsatz oder andere Parameter verwendet werden, um ebenfalls eine von einem externen Gerät vorgebbare notwendige Qualität der Signalübertragung zu gewährleisten.When measurable quality parameters for controlling the transmitter / receiver of the implant by the transmission power control unit For example, the signal-to-noise ratio (SNR), the Bit error rate (BER), the block error rate (BLER), the data throughput or other parameters used to be one of a external device specified necessary quality to ensure the signal transmission.

Das Signal-Rausch-Verhältnis ist dabei das Verhältnis der mittleren Signalleistung zur vorhandenen mittleren Rauschleistung.The Signal-to-noise ratio is the ratio the average signal power to the existing average noise power.

Die Qualitätsparameter Bitfehlerrate (BER), Blockfehlerrate (BIER) und Datendurchsatz stehen dabei in einer direkten Beziehung zum Signal-Rausch-Verhältnis. Wird das Signal-Rausch-Verhältnis auf ein Informationsbit bezogen, so erhält man ein Bitenergie-Rauschleistungsdichte-Verhältnis, nämlich das Verhältnis von der für ein Informationsbit aufgewendeten Energie zur spektralen Rauschleistungsdichte. Das bedeutet, dass mit steigendem Rauschen die Bitfehlerrate oder Blockfehlerrate steigt bzw. der Datendurchsatz sinkt.The Quality parameter bit error rate (BER), block error rate (BEER) and data throughput are in a direct relationship to the signal-to-noise ratio. Is the signal-to-noise ratio based on an information bit, one obtains a bit energy to noise power density ratio, namely the ratio of that spent on an information bit Energy for spectral noise power density. It means that with increasing noise the bit error rate or block error rate increases or the data throughput drops.

Aus diesem Grund braucht zur Aufrechterhaltung bzw. Steigerung der Qualität der Signalübertragung jeweils nur ein einziger von den genannten Qualitätsparametern gemessen und zur Qualitätsbewertung der jeweils aktuellen Signalübertragung herangezogen werden.Out This reason needs to maintain or increase the quality the signal transmission only a single one of the measured quality parameters and quality assessment the respective current signal transmission are used.

Das Signal-Rausch-Verhältnis ist dabei ein bevorzugter Qualitätsparameter, und das Implantat ist vorzugsweise dazu ausgebildet, das Signal-Rausch-Verhältnis eines empfangenen Signals zu bestimmen und den so bestimmten Wert zur Steuerung der Sendeleistung des Implantats heranzuziehen. Dem liegt die Annahme zugrunde, dass Störungen der Übertragungskanäle gleichermaßen eingehende wie ausgehende Signale betrifft. Es ist dabei ausreichend, im Speicher des Implantats als Grenzwert eine Verhältniszahl von einer Empfangssignalstärke zu einer Empfangsrauschsignalstärke, die nicht unterschritten werden darf, zu speichern. In diesem Fall ist die Sendeleistungssteuereinheit in Verbindung mit dem Speicher und dem Sender/Empfänger des Implantats dazu ausgebildet, bei Empfang eines Signals eine jeweils aktuelle Empfangssignalstärke und bei Nichtempfang eines Signals eine jeweils aktuelle Empfangsrauschsignalstärke zu messen, das Verhältnis von beiden gemessenen Werten zu bilden, es mit dem im Speicher gespeicherten Grenzwert zu vergleichen, bei Abweichung einen neuen Signalstärkemindestwert zu ermitteln und den im Speicher gespeicherten alten Signalstärkemindestwert durch den neuen Signalstärkemindestwert zu ersetzen.The Signal-to-noise ratio is a preferred quality parameter, and the implant is preferably adapted to the signal-to-noise ratio of a received signal and the value thus determined to control the transmission power of the implant. the is based on the assumption that disturbances of the transmission channels equally incoming as well as outgoing signals concerns. It is sufficient in the memory of the implant as a limit a ratio of a received signal strength to a received noise signal strength that does not fall below be allowed to save. In this case, the transmission power control unit is in connection with the memory and the transceiver of the implant is designed to receive a signal upon receipt of a signal respectively current received signal strength and if not received a signal is a current receive noise signal strength to measure the ratio of both measured values make it comparable to the limit stored in memory, in case of deviation, to determine a new signal strength minimum value and the old signal strength minimum stored in memory to replace with the new signal strength minimum value.

Es kann auch als alternativer Grenzwert ein vorher festgelegter Empfangsrauschsignalstärkewert im Speicher gespeichert sein. Dadurch ist lediglich die Messung einer jeweils aktuellen Empfangsrauschsignalstärke bei Nichtempfang eines Signals notwendig, um bei Abweichung der gemessenen Empfangsrauschsignalstärke von der im Speicher gespeicherten vorher festgelegten Empfangsrauschsignalstärke zwischen beiden Werten die Differenz bilden zu können. Mit dem Differenzwert bestimmt das Implantat dann den Signalstärkemindestwert neu. Das bedeutet, dass sich der Signalstärkemindestwert um den jeweiligen Differenzbetrag erhöht, wenn die gemessene Empfangsrauschsignalstärke größer ist, als die vorher festgelegte Empfangsrauschsignalstärke. Ist die gemessene Empfangsrauschsignalstärke jedoch kleiner als die vorher festgelegte Empfangsrauschsignalstärke, dann vermindert das Implantat den gespeicherten Signalstärkemindestwert um den jeweiligen Differenzbetrag.It can also be used as an alternative limit value, a predetermined receive noise signal strength value in Memory to be stored. This is just the measurement of a current reception noise signal strength when not received a signal necessary to determine the deviation of the measured received noise signal strength from the preset receive noise signal strength stored in memory to be able to form the difference between the two values. With the difference value, the implant then determines the signal strength minimum value again. This means that the signal strength minimum value is around increases the difference if the measured Receive noise signal strength is greater, as the predetermined receive noise signal strength. However, the measured receive noise signal strength is smaller as the predetermined receive noise signal strength, then the implant reduces the stored signal strength minimum around the respective difference.

Die Verwendung der Bitfehlerrate, der Blockfehlerrate bzw. des Datendurchsatzes als vom Implantat zu überwachende Qualitätsparameter ist zwar grundsätzlich möglich, ist aber gegenüber der Verwendung des Signal-Rausch-Verhältnisses mit einem höheren Aufwand verbunden. Um ein brauchbares und vor allem schnell auswertbares Prüfergebnis zu erzielen, ist mindestens ein Bitfehlerraten-Tester in Verbindung mit einem vergleichsweise jeweils aufwändigen Auswertungsverfahren notwendig, der einen weiteren Platzbedarf in einem Implantat beanspruchen würde. Mit solch einem Tester sind analog auch der Datendurchsatz und unter bestimmten Bedingungen auch de Blockfehlerrate ableitbar. Eine Verwendung einer der genannten Qualitätsparameter durch ein externes Gerät zur Beurteilung der Qualität eines von einem Implantat empfangenen Signals hingegen stellt jedoch kein Problem dar.The Use of the bit error rate, the block error rate or the data throughput as a quality parameter to be monitored by the implant is basically possible, but is opposite the use of the signal-to-noise ratio with a higher expenses connected. To be useful and above all to achieve quickly evaluable test result is at least a bit error rate tester in conjunction with a comparatively each time consuming evaluation process necessary, the would require a further space requirement in an implant. With such a tester are analogous also the data throughput and under certain Conditions also de block error rate derivable. A use of a the mentioned quality parameters by an external device to assess the quality of an implant However, received signal is not a problem.

Da es in der Literatur durchaus für die Begriffe Bitfehlerrate, Blockfehlerrate und Datendurchsatz unterschiedliche Definitionen gibt, sind diese Begriffe nachfolgend noch einmal erklärt.There it certainly in the literature for the terms bit error rate, Block error rate and data throughput different definitions These terms are explained again below.

Die Bitfehlerrate, auch Bitfehlerhäufigkeit genannt, ist das Verhältnis einer Anzahl von binären Signalelementen, die bei der Signalübertragung verfälscht wurden, zur Gesamtzahl der ausgesendeten binären Signalelemente. Die Bitfehlerrate hängt sowohl von der vorhandenen Rauschleistung als auch von dem verwendeten Kodierverfahren ab. Das heißt, mit steigender Rauschleistung steigt auch die Bitfehlerrate. Und wird ein Kodierverfahren mit einer höheren Informationsdichte bei der Signalübertragung verwendet, wird auch ein höherer Signal-Rausch-Abstand benötigt, weil sonst bei Übertragung einer höheren Informationsdichte während eines definierten Übertragungszeitraums die Bitfehlerhäufigkeit ebenfalls proportional zur Erhöhung der Informationsdichte innerhalb des Übertragungszeitraums steigt.The Bit error rate, also called bit error rate, is the Ratio of a number of binary signal elements, that were corrupted during signal transmission, to the total number of transmitted binary signal elements. The bit error rate depends both on the available noise power as well as the coding method used. This means, As the noise power increases, the bit error rate also increases. And becomes a coding method with a higher information density used in signal transmission, is also a higher Signal-to-noise ratio is needed because otherwise during transmission a higher information density during a defined transmission period, the bit error rate also proportional to the increase in information density within the transmission period increases.

Die Blockfehlerrate ist das Verhältnis von fehlerhaft empfangenen Datenblöcken zur Gesamtzahl aller gesendeten Datenblöcke. Ein Datenblock ist fehlerhaft, wenn ein oder mehrere Bits in einem Block falsch sind. Um Blockfehler erkennen zu können, müssen zusätzliche Informationen wie ein Paritätsbit oder eine Prüfsumme, die mit dem bekannten CRC-Verfahren gebildet werden kann, mit übertragen werden. In Analogie zur Bitfehlerrate hängt die Blockfehlerrate ebenfalls sowohl von der vorhandenen Rauschleistung als auch von dem verwendeten Kodierverfahren ab.The block error rate is the ratio of erroneously received data blocks to the total number of all transmitted data blocks. A data block is erroneous if one or more bits in a block are false. In order to detect block errors, additional information such as a parity bit or a checksum, which can be formed with the known CRC method, must be transmitted. In analogy to the bit error rate, the block error rate also depends on both the available noise power and the one used Coding procedure.

Der Datendurchsatz ist unter anderem ein Maß für die Leistungsfähigkeit eines Signalübertragungssystems, das Daten überträgt. Er errechnet sich aus dem Quotienten der fehlerfrei übertragenen Bits bzw. Datenpakete zu der Summe aller übertragenen Bits bzw. Datenpakete innerhalb einer festgelegten Zeitspanne.Of the Throughput is, among other things, a measure of the Performance of a signal transmission system, transmits the data. He is calculated from the Quotients of the error-free transmitted bits or data packets to the sum of all transmitted bits or data packets within a specified period of time.

Als alternative Ausführungsvariante der Erfindung ist das externe Gerät, das mindestens einen Sender, mindestens einen Empfänger und eine Steuereinheit enthält, wobei der Sender und der Empfänger jeweils mit der Steuereinheit verbunden sind, dazu ausgebildet, die Empfangssignalstärke eines von einem Implantat gesendeten jeweils aktuellen Signals zu messen und zu prüfen, ob ein vorher definierter Grenzwert eines Qualitätsparameters des externen Gerätes beispielsweise entweder eines Signal-Rausch-Verhältnisses oder eines Datendurchsatzes unterschritten oder einer Bitfehlerrate oder Blockfehlerrate überschritten wird. Tritt solch ein Fall auf, ist das externe Gerät weiter dazu ausgebildet, durch einen Vergleich der gemessenen Empfangssignalstärke mit dem Grenzwert einen solchen Signalstärkemindestwert für das Implantat zu bestimmen, der den Qualitätsverlust weitestgehend ausgleicht, und diesen Wert an das Implantat zu senden.When alternative embodiment of the invention is the external Device that has at least one transmitter, at least one receiver and a control unit, wherein the transmitter and the Receivers are each connected to the control unit, to formed, the received signal strength of one of an implant to measure and check the transmitted current signals whether a previously defined limit of a quality parameter the external device, for example, either a signal-to-noise ratio or a data throughput falls below or a bit error rate or block error rate is exceeded. Kick in like this Case on, the external device is further trained by a comparison of the measured received signal strength with the limit such a signal strength minimum value for To determine the implant, the loss of quality as far as possible compensates and send this value to the implant.

Der Sender/Empfänger des Implantats ist dann, wie bereits weiter oben beschrieben, in Verbindung mit dem Speicher und der Sendeleistungssteuereinheit dazu ausgebildet, den Signalstärkemindestwert in Form eines drahtlos übertragenen Signals zu empfangen, zu dekodieren und den bis dahin im Speicher gespeicherten Signalstärkemindestwert durch den zuletzt gesendeten Signalstärkemindestwert zu ersetzen.Of the Transmitter / receiver of the implant is then, as already further described above in connection with the memory and the transmission power control unit adapted to the signal strength minimum value in the form of a wirelessly transmitted signal to decode and the signal strength minimum value stored in memory until then replace the last transmitted signal strength minimum value.

Die benötigte Sendeleistung des Senders/Empfängers des Implantats wird von der Sendeleistungssteuereinheit somit als Summe aus dem vom externen Gerät empfangenen Signalstärkemindestwert und dem Übertragungsverlust wie folgt bestimmt: SendeleistungImplantat = Signalstärkemindestwertexternes Gerät + Übertragungsverlust,wobei sich der Übertragungsverlust in der Regel aus der Differenz von der Sendeleistung eines externen Geräts und der Empfangssignalstärke, wie bereits oben ausgeführt, ergibt: Übertragungsverlust = Referenzsignalstärkeexternes Gerät – EmpfangssignalstärkeImplantat,wobei die Referenzsignalstärke eine Sendeleistungsinformation des externen Gerätes sein kann.The required transmission power of the transmitter / receiver of the implant is thus determined by the transmission power control unit as the sum of the signal strength minimum value received from the external device and the transmission loss as follows: transmission power implant = Signal strength minimum value external device + Transmission loss, wherein the transmission loss usually results from the difference between the transmission power of an external device and the received signal strength, as stated above: Transmission loss = reference signal strength external device - received signal strength implant . wherein the reference signal strength may be transmission power information of the external device.

Um die Sicherheit der Signalübertragung von dem Implantat zu einem externen Gerät weiter zu erhöhen, ist ein Sicherheitszuschlag auf die Sendeleistung des Senders/Empfängers des Implantats vorteilhaft. Dementsprechend wird die benötigte Sendeleistung des Senders/Empfängers letztendlich wie folgt bestimmt: SendeleistungImplantat = Signalstärkemindestwertexternes Gerät + Übertragungsverlust + Sicherheitszuschlagexternes Gerät. In order to further increase the security of the signal transmission from the implant to an external device, a safety margin on the transmission power of the transmitter / receiver of the implant is advantageous. Accordingly, the required transmit power of the transmitter / receiver is ultimately determined as follows: transmission power implant = Signal strength minimum value external device + Transmission loss + security surcharge external device ,

Deshalb weist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung das Implantat einen Speicher auf, der mit der Sendeleistungssteuereinheit verbunden ist, und der zusätzlich einen Sicherheitszuschlag enthält. Der Sicherheitszuschlag soll vermeiden, dass sich die jeweils erforderliche Sendeleistung für die drahtlose Signalübertragung nicht ständig im Grenzbereich der mindestens erforderlichen Empfangssignalstärke befindet. Die Sendeleistungssteuereinheit ist deshalb vorzugsweise weiter ausgebildet, die jeweilige Sendeleistung des Senders/Empfängers zusätzlich um solch einen Sicherheitszuschlag zu erhöhen. Der Sender/Empfänger kann vorzugsweise auch in Verbindung mit dem Speicher und der Sendeleistungssteuereinheit dazu ausgebildet sein, den Sicherheitszuschlag in Form eines drahtlos übertragenen Signals zu empfangen, zu dekodieren und in dem Speicher zu speichern.Therefore In a further embodiment of the invention, the implant a memory connected to the transmission power control unit, and which additionally includes a security surcharge. The security surcharge should avoid that the respectively required Transmission power for wireless signal transmission not constantly at the limit of the minimum required Received signal strength is. The transmission power control unit is Therefore, preferably further developed, the respective transmission power the sender / receiver in addition to such a Increase safety margin. The transmitter / receiver may also preferably in connection with the memory and the transmission power control unit be adapted to the security surcharge in the form of a wirelessly transmitted Receive, decode and store signals in the memory.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Implantat einen Speicher auf, der mit der Sendeleistungssteuereinheit verbunden ist. Die Sendeleistungssteuereinheit ist in Verbindung mit dem Sender/Empfänger dazu ausgebildet, von einem externen Gerät Sendeleistungsverminderungsbefehle oder Sendeleistungserhöhungsbefehle zum empfangen und die Sendeleistung jeweils zu erniedrigen oder zu erhöhen und schließlich einen Sendeleistungsbestätigungsbefehl zu empfangen. Die Sendeleistungssteuereinheit ist weiterhin dazu ausgebildet, in Reaktion auf den Sendeleistungsbestätigungsbefehl die bei Empfang des Sendeleistungsbestätigungsbefehls vorliegende Sendeleistung des Senders/Empfängers als relative Referenzsignalstärke und die dabei von der Sendeleistungssteuereinheit gemessene Empfangssignalstärke als relative Referenzempfangssignalstärke in dem Speicher zu speichern.In In a further embodiment of the invention, the implant has a Memory connected to the transmission power control unit is. The transmission power control unit is in communication with the transceiver adapted to receive transmit power reduction commands from an external device or transmit power increase commands to receive and Transmit power in each case to decrease or increase and finally, a transmission power confirmation command to recieve. The transmission power control unit is further thereto formed in response to the transmission power confirmation command the present upon receipt of the transmission power confirmation command Transmission power of the transmitter / receiver as a relative reference signal strength and the received signal strength measured thereby by the transmission power control unit as the relative reference received signal strength in the memory save.

Die Sendeleistungssteuereinheit ist in Verbindung mit dem Sender/Empfänger und dem Speicher weiter vorzugsweise dazu ausgebildet, eine jeweilige Sendeleistung des Senders/Empfängers in Abhängigkeit von einer jeweils aktuellen Empfangssignalstärke und den im Speicher gespeicherten Werten Referenzsignalstärke und Referenzempfangssignalstärke selbsttätig zu bestimmen. Dabei ist die Sendeleistungssteuereinheit ausgebildet, die jeweils aktuelle Empfangssignalstärke zu messen, eine Differenz der gemessenen Empfangssignalstärke mit der Referenzempfangssignalstärke und eine Summe des so bestimmten Differenzwertes mit der Referenzsignalstärke zu bilden, und die Sendeleistung des Senders/Empfängers auf die so bestimmte Summe einzustellen.The transmission power control unit is in connection with the transmitter / receiver and the memory further preferably designed to automatically determine a respective transmission power of the transmitter / receiver in response to a respective current received signal strength and the values stored in the memory reference signal strength and reference received signal strength. In this case, the transmission power control unit is formed, each Measure current received signal strength to form a difference of the measured received signal strength with the reference received signal strength and a sum of the thus determined difference value with the reference signal strength, and adjust the transmission power of the transmitter / receiver to the thus determined sum.

Dabei berücksichtigt der so eingestellte und gespeicherte relative Referenzsignalstärkewert bereits einen Sicherheitszuschlag und/oder die Einhaltung eines Grenzwertes eines Qualitätsparameters wie entweder Signal-Rausch-Verhältnis oder Biffehlerrate oder Blockfehlerrate oder Durchsatz des externen Gerätes.there takes into account the set and stored relative Reference signal strength value already a safety margin and / or adherence to a limit of a quality parameter such as either signal-to-noise ratio or error rate or Block error rate or throughput of the external device.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist, dass die Sendeleistungssteuereinheit weiter ausgebildet ist, von einem externen Gerät einen Sendeleistungsmaximierungsbefehl in Form eines drahtlos übertragenen Signals zu empfangen, zu dekodieren und daraufhin die Sendeleistung des Senders/Empfängers auf maximale Sendeleistung einzustellen. Dieser Steuerbefehl kann beispielsweise dann von dem externen Gerät an das Implantat gesendet werden, wenn sich das Implantat räumlich in einem Gebiet befindet, in dem die Signalübertragung von dem Implantat zu dem externen Gerät durch in diesem Gebiet auftretende Störungen des Funkverkehrs extrem starke Schwankungen aufweist. Der Sendeleistungsmaximierungsbefehl kann auch dazu genutzt werden, Funktionen des Implantats zu testen.A Another embodiment of the invention is that the transmission power control unit is further formed by an external device Transmission power maximization command in the form of a wireless transmitted Receive signals to decode and then the transmission power of the transmitter / receiver to maximum transmission power. This Control command, for example, then from the external device be sent to the implant when the implant is spatially located in an area where the signal transmission from the implant to the external device through in this area occurring disturbances of the radio traffic extremely strong fluctuations having. The transmit power maximization command can also be used to Functions of the implant to test.

Weiterhin ist die Sendeleistungssteuereinheit bevorzugt ausgebildet, bei Beginn eines bidirektionalen Verbindungsaufbaus mit einem externen Gerät die Sendeleistung des Senders/Empfängers auf maximale Sendeleistung einzustellen, nach dem Verbindungsaufbau eine erste Empfangssignalstärke zu bestimmen und danach die Sendeleistung auf eine erforderliche Empfangssignalstärke anzupassen. Damit ist von vornherein eine sichere Signalübertragung gewährleistet.Farther is the transmission power control unit preferably formed at the beginning a bidirectional connection setup with an external device the transmission power of the transmitter / receiver to maximum transmission power to set after the connection to a first received signal strength determine and then the transmission power to a required received signal strength adapt. This is a safe signal transmission from the outset guaranteed.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Implantats und eines Datenübertragungssystems mit dem erfindungsgemäßen Implantat ergeben sich aus hier nicht expliziert erwähnten Kombinationen der verschiedenen vorteilhaften Merkmale eines solchen Implantats, wie sie hier beschrieben sind.Further advantageous embodiments of an inventive Implant and a data transmission system with the implant according to the invention arise from combinations not mentioned here explicitly the various advantageous features of such an implant, as they are described here.

Die Erfindung soll nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Figuren näher erläutert werden. Von diesen zeigt:The Invention will now be described with reference to an embodiment Reference to the figures will be explained in more detail. From these shows:

1: eine schematische Darstellung eines Datenübertragungssystems mit einem in einem Körper befindlichen Implantat, das mit einem externen Gerät bidirektional kommuniziert, 1 FIG. 2 is a schematic representation of a data transmission system with an implant in one body bidirectionally communicating with an external device. FIG.

2: ein Blockschaltbild des Implantats aus 1. 2 : a block diagram of the implant off 1 ,

1 zeigt ein Datenübertragungssystem 1 mit einem in einem lebenden Körper 10 befindlichen Implantat 20 und einem externen Gerät 30, wie beispielsweise ein Programmiergerät, ein Patientengerät oder dergleichen. Das externe Gerät enthält einen Sender 310, einen Empfänger 320 und eine Steuereinheit 330. Die Signalübertragung von und zu dem externen Gerät 30 erfolgt dabei drahtlos und bidirektional. Das bedeutet, dass sich zwischen dem Implantat 20 und dem externen Gerät 30 während einer Signalübertragung ein Übertragungspfad 32 vom externen Gerät 30 zum Implantat 20 und ein Übertragungspfad 34 vom Implantat 20 zum externen Gerät 30 aufgebaut. Es ist bekannt, dass solche Übertragungspfade 32 und 34 Störungen 36 ausgesetzt sind, die durchaus starke Schwankungen aufweisen und in der Regel über einen längeren Zeitraum nicht konstant sind. Solche Störungen 36, die zu Übertragungsverlusten während der Übertragung eines Signals führen, können bekanntermaßen defekte elektrische Geräte, andere im näheren Umfeld befindliche Funkübertragungssysteme und dergleichen mehr sein. 1 shows a data transmission system 1 with one in a living body 10 located implant 20 and an external device 30 such as a programmer, a patient device, or the like. The external device contains a transmitter 310 , a receiver 320 and a control unit 330 , The signal transmission from and to the external device 30 takes place wirelessly and bidirectionally. That means that between the implant 20 and the external device 30 during a signal transmission, a transmission path 32 from the external device 30 to the implant 20 and a transmission path 34 from the implant 20 to the external device 30 built up. It is known that such transmission paths 32 and 34 disorders 36 are exposed, which are quite volatile and are usually not constant over a longer period of time. Such disorders 36 which result in transmission losses during the transmission of a signal may be known to be defective electrical equipment, other nearby radio transmission systems and the like.

Ein Implantat 20, das Störungen 36 solcher Art der Übertragungspfade 32 und 34 mittels einer veränderlichen Sendeleistung selbsttätig kompensieren und damit weitgehend eine sichere Übertragung von Daten vornehmen kann, ist in 2 dargestellt. Das Implantat 20 mit einer Stromquelle 210 enthält einen Sender/Empfänger 200, der mit der Stromquelle 210 verbunden ist. Der Sender/Empfänger 200 ist für eine bidirektionale, drahtlose Übertragung von Daten mit einer veränderlichen Sendeleistung ausgelegt. Damit ist das Implantat 20 in der Lage, durch die Veränderung der Sendeleistung auf Schwankungen von Störungen 36 der drahtlosen Signalübertragung zu reagieren und die Sendeleistung so zu optimieren, dass eine sichere Signalübertragung gewährleistet werden kann. Dadurch wird gleichzeitig der Energieverbrauch aus der Stromquelle 210 dem aktuellen Sendeverhalten des Senders/Empfängers 200 angepasst und damit ebenfalls optimiert. Das führt letztendlich zu einer Verlängerung der Lebensdauer der Stromquelle 210.An implant 20 that interferences 36 such type of transmission paths 32 and 34 compensate automatically by means of a variable transmission power and thus can largely carry out a secure transmission of data, is in 2 shown. The implant 20 with a power source 210 contains a transmitter / receiver 200 that with the power source 210 connected is. The transmitter / receiver 200 is designed for bidirectional, wireless transmission of data at a variable transmission power. This is the implant 20 able to change the transmission power to fluctuations of interference 36 to respond to the wireless signal transmission and to optimize the transmission power so that a secure signal transmission can be ensured. As a result, the energy consumption from the power source is simultaneously 210 the current transmission behavior of the transmitter / receiver 200 adapted and therefore also optimized. This ultimately leads to an extension of the life of the power source 210 ,

Die Steuerung der Sendeleistung des Senders/Empfängers 200 des Implantats 20 und damit des Energieverbrauchs des Implantats 20 wird durch eine im Sender/Empfänger 200 enthaltenen Sendeleistungssteuereinheit 220 bewerkstelligt. Dazu verarbeitet die Sendeleistungssteuereinheit 220 Signalstärkewerte wie eine Referenzsignalstärke, die eine Sendeleistungsinformationen von externen Geräten 30 sein oder iterativ ermittelt werden kann, und entweder eine Referenzempfangssignalstärke oder zusätzlich einen Signalstärkemindestwert und/oder einen Sicherheitszuschlag zur Sendeleistung des Senders/Empfängers 200. Diese Werte können in einem Speicher 230 gespeichert werden, der mit der Sendeleistungssteuereinheit 220 verbunden ist. Die Funktionsweise der Sendeleistungssteuerung des Senders/Empfängers 200 des Implantats 20 durch die Sendeleistungssteuereinheit 220 wird nun in Form von Betriebsvarianten anhand von drei Fallbeispielen beschrieben.The control of the transmission power of the transmitter / receiver 200 of the implant 20 and thus the energy consumption of the implant 20 is by one in the transmitter / receiver 200 contained transmission power control unit 220 accomplished. For this purpose, the transmission power control unit processes 220 Signal strength values such as a reference signal strength, which is a transmission power information from external devices 30 be or iteratively determined, and either a reference received signal strength or additionally a signal strength minimum value and / or ei NEN security surcharge to transmit power of the transmitter / receiver 200 , These values can be stored in memory 230 stored with the transmission power control unit 220 connected is. The operation of the transmission power control of the transmitter / receiver 200 of the implant 20 by the transmission power control unit 220 will now be described in the form of operating variants based on three case studies.

Fallbeispiel 1:Case 1

Zu jedem Beginn des Aufbaus einer sicheren drahtlosen bidirektionalen Verbindung zwischen dem Implantat 20 und einem externen Gerät 30 sendet der Sender/Empfänger 200 des Implantats 20 mit maximaler Sendeleistung. In dem Speicher 230 des Implantats 20 sind bereits ein Referenzsignalstärkewert, zum Beispiel die Sendeleistungsinformation des externen Gerätes 30, mit dem der Verbindungsaufbau hergestellt wird, ein Signalstärkemindestwert und ein Sicherheitszuschlag zur Sendeleistung des Senders/Empfängers 200 gespeichert.At the beginning of building a secure wireless bidirectional connection between the implant 20 and an external device 30 sends the transmitter / receiver 200 of the implant 20 with maximum transmission power. In the store 230 of the implant 20 are already a reference signal strength value, for example the transmission power information of the external device 30 , which establishes the connection establishment, a signal strength minimum value and a safety margin to the transmission power of the transmitter / receiver 200 saved.

Nach dem Empfang eines ersten Signals von dem externen Gerät 30 misst die Sendeleistungssteuereinheit 220 die Empfangssignalstärke dieses Signals. Um den Übertragungsverlust zu ermitteln, bildet die Sendeleistungssteuereinheit 220 die Differenz zwischen der im Speicher 230 gespeicherten Sendeleistungsinformation des externen Gerätes 30 und der gemessenen Empfangssignalstärke. Zur Bestimmung der aktuell benötigten Sendeleistung des Senders/Empfängers 200 addiert die Sendeleistungssteuereinheit 220 den ermittelten Übertragungsverlust und die im Speicher 230 gespeicherten Werte Signalstärkemindestwert und Sicherheitszuschlag. Unmittelbar danach stellt die Sendeleistungssteuereinheit 220 die Sendeleistung des Senders/Empfängers 200 auf diesen so bestimmten Wert ein. Dieser Vorgang wiederholt sich bei jedem nachfolgend empfangenen Signal von dem externen Gerät 30. Dadurch wird zum Zeitpunkt der Messung der aktuellen Empfangssignalstärke die jeweilige Sendeleistung des Senders/Empfängers 200 an die aktuell bestehenden möglicherweise veränderten Übertragungsbedingungen vom Implantat 20 zum externen Gerät 30 angepasst.After receiving a first signal from the external device 30 measures the transmit power control unit 220 the received signal strength of this signal. To determine the transmission loss, the transmit power control unit forms 220 the difference between the one in memory 230 stored transmission power information of the external device 30 and the measured received signal strength. To determine the currently required transmit power of the transmitter / receiver 200 adds the transmit power control unit 220 the determined transmission loss and the memory 230 stored values signal strength minimum value and safety margin. Immediately thereafter, the transmit power control unit provides 220 the transmission power of the transmitter / receiver 200 to this value. This process is repeated for each subsequently received signal from the external device 30 , As a result, at the time of measurement of the current received signal strength, the respective transmission power of the transmitter / receiver 200 to the currently existing possibly changed transmission conditions of the implant 20 to the external device 30 customized.

Fallbeispiel 2:Case 2:

Auch in diesem Fall sendet zu jedem Beginn des Aufbaus einer sicheren drahtlosen bidirektionalen Verbindung zwischen dem Implantat 20 und einem externen Gerät 30 der Sender/Empfänger 200 des Implantats 20 mit maximaler Sendeleistung. Nach dem Empfang eines ersten Signals von dem externen Gerät 30 misst die Sendeleistungssteuereinheit 220 die Empfangssignalstärke dieses Signals, dekodiert das Signal und speichert aufgrund eines mit dem Signal empfangenen Speicherbefehls zur Speicherung von Referenzwerten die mit dem Signal übermittelten Werte wie die Sendeleistungsinformation als Referenzsignalstärke des externen Gerätes 30, mit dem der Verbindungsaufbau hergestellt wurde, einen Signalstärkemindestwert und einen Sicherheitszuschlag zur Sendeleistung des Senders/Empfängers 200 in dem Speicher 230. Die Sendeleistungssteuereinheit 220 bestimmt die aktuell benötigte Sendeleistung des Senders/Empfängers 200 auf die gleiche Weise, wie sie zuvor im Fallbeispiel 1 beschrieben ist.Also in this case, at each beginning of the setup, a secure wireless bidirectional connection is sent between the implant 20 and an external device 30 the transmitter / receiver 200 of the implant 20 with maximum transmission power. After receiving a first signal from the external device 30 measures the transmit power control unit 220 the received signal strength of this signal decodes the signal and, on the basis of a memory command received for the purpose of storing reference values, stores the values transmitted with the signal as the transmission power information as the reference signal strength of the external device 30 , with which the connection establishment was made, a signal strength minimum value and a security surcharge to the transmission power of the transmitter / receiver 200 in the store 230 , The transmission power control unit 220 determines the currently required transmit power of the transmitter / receiver 200 in the same way as before in the case study 1 is described.

Alternativ kann die Sendeleistungssteuereinheit 220 den im Speicher 230 nach dem Empfang eines ersten Signals im Speicher 230 gespeicherten Signalstärkemindestwert neu bestimmen, wenn ein vorher festgelegter Grenzwert eines Qualitätsparameters für die Signalübertragung von dem Implantat 20 zu dem externen Gerät 30 nicht eingehalten wird. Dazu erhöht die Signalsteuereinheit 220 den bisherigen Signalstärkemindestwert um den Wert, der notwendig ist, den vorher festgelegten Grenzwert des Qualitätsparameters des Implantats 20 einzuhalten. Ein solcher Qualitätsparameter kann beispielsweise das Signal-Rausch-Verhältnis, die Bitfehlerrate, die Blockfehlerrate oder der Datendurchsatz sein. Der Grenzwert des Qualitätsparameters kann im Implantat 20 fest eingestellt sein, indem beispielsweise ein vorher festgelegter Wert einer Empfangsrauschsignalstärke fest in dem Speicher 230 gespeichert ist. Die Sendeleistungssteuereinheit 220 misst die vom Sender/Empfänger 200 empfangene aktuelle Empfangsrauschsignalstärke, wenn kein Signal von dem externen Gerät 30 an das Implantat 20 gesendet wird, vergleicht diesen Wert mit dem im Speicher 230 gespeicherten Grenzwert, bestimmt bei Abweichen der aktuellen Empfangsrauschsignalstärke von dem vorher festgelegten Wert die Differenz zwischen beiden Werten, bestimmt mit diesem Differenzwert einen neuen Signalstärkemindestwert und speichert diesen Wert in dem Speicher 230. Der im Speicher 230 gespeicherte bisherige Signalstärkemindestwert wird damit durch diesen Wert ersetzt.Alternatively, the transmission power control unit 220 the one in the store 230 after receiving a first signal in memory 230 stored signal strength minimum value when a predetermined threshold of a quality parameter for the signal transmission from the implant 20 to the external device 30 is not adhered to. The signal control unit increases this 220 the previous signal strength minimum value by the value that is necessary, the predetermined limit value of the quality parameter of the implant 20 observed. Such a quality parameter can be, for example, the signal-to-noise ratio, the bit error rate, the block error rate or the data throughput. The limit value of the quality parameter may be in the implant 20 be fixed by, for example, a predetermined value of a received noise signal strength fixed in the memory 230 is stored. The transmission power control unit 220 measures the transmitter / receiver 200 received current receive noise signal strength when no signal from the external device 30 to the implant 20 is sent, compares this value with that in memory 230 stored value, determines the difference between the two values when the current received noise signal strength deviates from the predetermined value, determines a new signal strength minimum value with this difference value and stores this value in the memory 230 , The one in the store 230 stored previous signal strength minimum value is thus replaced by this value.

Eine weitere Möglichkeit ist, eine Grenzwertverhältnisangabe für das Verhältnis von Empfangssignalstärke zur Empfangsrauschsignalstärke im Speicher 230 fest zu speichern. Die Sendeleistungssteuereinheit 220 misst die jeweilige Empfangssignalstärke und die vom Sender/Empfänger 200 empfangene darauffolgende Empfangsrauschsignalstärke, wenn kein Signal von dem externen Gerät 30 an das Implantat 20 gesendet wird, bildet das Verhältnis zwischen den beiden gemessenen Werten, vergleicht diesen Verhältniswert mit der im Speicher 230 gespeicherten Grenzwertverhältnisangabe, bestimmt bei Abweichung von diesem Wert einen neuen Signalstärkemindestwert und speichert diesen Wert in dem Speicher 230. Der im Speicher 230 gespeicherte bisherige Signalstärkemindestwert wird damit durch diesen Wert ersetzt.Another possibility is to provide a limit value ratio for the ratio of received signal strength to received noise signal strength in the memory 230 to save firmly. The transmission power control unit 220 measures the respective received signal strength and that of the transmitter / receiver 200 received subsequent receive noise signal strength when no signal from the external device 30 to the implant 20 is sent, forms the ratio between the two measured values, comparing this ratio value with that in the memory 230 stored limit ratio indication, determines a deviation from this value, a new signal strength minimum value and stores this value in the memory 230 , The one in the store 230 gespeicher te previous signal strength minimum value is thus replaced by this value.

Wird als eine weitere Alternative beim Empfang eines vom Implantat 20 ausgesendeten Signals durch das externe Gerät 30 durch Messung festgestellt, dass ein vorher festgelegter Grenzwert eines Qualitätsparameters beispielsweise entweder des Signal-Rauschverhältnisses oder des Durchsatzes unterschritten oder entweder der Bitfehlerrate oder der Blockfehlerrate überschritten wird, dann sendet das externe Gerät 30 an das Implantat 20 ein Signal mit einem Austauschbefehl zum Austausch des bisher verwendeten Signalstärkemindestwertes und mit einem vom externen Gerät 30 neu bestimmten Signalstärkemindestwert, der bisherige Signalstärkemindestwert um den Wert erhöht, der notwendig ist, den vorher festgelegten Grenzwert des Qualitätsparameters des externen Gerätes 30 einzuhalten. Die Sendeleistungssteuereinheit 220 des Senders/Empfängers 200 des Implantats 20 speichert dann nach der Dekodierung des Signals gemäß dem Austauschbefehl zum Austausch des bisher verwendeten Signalstärkemindestwertes den neu bestimmten Signalstärkemindestwert im Speicher 230 und löscht den im Speicher 230 vorhandenen alten Signalstärkemindestwert. Ab diesem Zeitpunkt verwendet dann die Sendeleistungssteuereinheit 220 diesen neuen Signalstärkemindestwert zur Bestimmung der Sendeleistung des Senders/Empfängers 200.Used as another alternative when receiving one from the implant 20 emitted signal by the external device 30 determined by measuring that a predetermined limit of a quality parameter, for example, either the signal-to-noise ratio or throughput is exceeded or exceeded either the bit error rate or the block error rate, then sends the external device 30 to the implant 20 a signal with an exchange command to replace the previously used signal strength minimum value and one from the external device 30 newly determined signal strength minimum value, the previous signal strength minimum value increased by the value that is necessary, the predetermined limit value of the quality parameter of the external device 30 observed. The transmission power control unit 220 the sender / receiver 200 of the implant 20 then stores the newly determined signal strength minimum value in memory after the signal has been decoded in accordance with the replacement command for replacing the previously used signal strength minimum value 230 and clears the memory 230 existing old signal strength minimum value. From this point on, then uses the transmit power control unit 220 this new signal strength minimum value for determining the transmission power of the transmitter / receiver 200 ,

Fallbeispiel 3:Case 3:

Zu jedem Beginn des Aufbaus einer sicheren drahtlosen bidirektionalen Verbindung zwischen dem Implantat 20 und einem externen Gerät 30 sendet der Sender/Empfänger 200 des Implantats 20 ebenfalls mit maximaler Sendeleistung.At the beginning of building a secure wireless bidirectional connection between the implant 20 and an external device 30 sends the transmitter / receiver 200 of the implant 20 also with maximum transmission power.

Der Sender/Empfänger 200 empfängt einmal oder mehrmals nacheinander von dem externen Gerät 30 ein Signal, das Sendeleistungsverminderungsbefehle oder Sendeleistungserhöhungsbefehle enthält. Die Sendeleistungssteuereinheit 220 dekodiert das jeweils empfangene Signal, stellt die Sendeleistung des Senders/Empfängers 200 entsprechend den empfangenen Sendeleistungsverminderungsbefehlen oder Sendeleistungserhöhungsbefehlen auf den jeweiligen Signalstärkewert ein, speichert diesen Wert und die von der Sendeleistungssteuereinheit 220 gemessene Empfangssignalstärke des jeweils empfangenen Signals in dem Speicher 230 und löscht die im Speicher 230 befindlichen alten Werte. Dieser Vorgang wiederholt sich solange, bis die Sendeleistung des Senders/Empfängers 200 so eingestellt ist, dass die übertragenen Signale von dem Sender/Empfänger 200 des Implantats 20 an das externe Gerät 30 die erforderliche Signalstärke für das externe Gerät 30 erreicht haben.The transmitter / receiver 200 receives one or more times in succession from the external device 30 a signal containing transmission power reduction commands or transmission power increase commands. The transmission power control unit 220 decodes the respective received signal, sets the transmission power of the transmitter / receiver 200 corresponding to the received transmission power reduction commands or transmission power increase commands to the respective signal strength value, stores this value and that of the transmission power control unit 220 measured received signal strength of the respective received signal in the memory 230 and clears the memory 230 old values. This process is repeated until the transmission power of the transmitter / receiver 200 is set so that the transmitted signals from the transmitter / receiver 200 of the implant 20 to the external device 30 the required signal strength for the external device 30 achieved.

Dann sendet das externe Gerät 30 einen Sendeleistungsbestätigungsbefehl, der zur Folge hat, dass die Sendeleistungssteuereinheit 220 des Implantats 20 die zuletzt anliegende Sendeleistung des Implantats 20 als Referenzsignalstärke speichert. Der von dem externen Gerät 30 so eingestellte Signalstärkewert als relative Referenzsignalstärke zur Einstellung der Sendeleistung des Senders/Empfängers 200 des Implantats 20 berücksichtigt auch bereits einen Sicherheitszuschlag und/oder die Einhaltung eines vorher definierten Grenzwertes eines Qualitätsparameters des externen Geräts 30 wie beispielsweise das Signal-Rausch-Verhältnis, die Bitfehlerrate, die Blockfehlerrate oder den Durchsatz in Form eines Qualitätszuschlages zur Erhöhung der Sendeleistung des Senders/Empfängers 200.Then the external device sends 30 a transmission power confirmation command that causes the transmission power control unit 220 of the implant 20 the last transmitted power of the implant 20 stores as reference signal strength. The one from the external device 30 set signal strength value as relative reference signal strength for setting the transmission power of the transmitter / receiver 200 of the implant 20 also already takes into account a safety margin and / or compliance with a previously defined limit value of a quality parameter of the external device 30 such as the signal to noise ratio, the bit error rate, the block error rate or the throughput in the form of a quality supplement to increase the transmission power of the transmitter / receiver 200 ,

Ebenso speichert die Sendeleistungssteuereinheit 220 nach Empfang des Sendeleistungsbestätigungsbefehls die im Speicher 230 zuletzt gespeicherte Empfangssignalstärke des zuletzt empfangenen Signals als relative Referenzempfangssignalstärke. Der relative Referenzsignalstärkewert und die relative Referenzempfangssignalstärke bilden ab dem Zeitpunkt die Ausgangswerte zur weiteren Regelung der Sendeleistung des Senders/Empfängers 200 durch die Sendeleistungssteuereinheit 220.Likewise, the transmission power control unit stores 220 upon receipt of the transmit power acknowledge command, in memory 230 Last stored received signal strength of the last received signal as relative reference received signal strength. The relative reference signal strength value and the relative reference received signal strength form the output values for the further regulation of the transmission power of the transmitter / receiver from the moment of time 200 by the transmission power control unit 220 ,

Ab diesem Zeitpunkt misst die Sendeleistungssteuereinheit 220 die Empfangssignalstärke aller nachfolgend empfangenen Signale und vergleicht den jeweils aktuell gemessenen Wert mit der im Speicher 230 gespeicherten relativen Referenzempfangssignalstärke. Weicht die jeweils zuletzt gemessene Empfangssignalstärke von der Referenzempfangssignalstärke ab, bildet die Sendeleistungssteuereinheit 220 die Differenz zwischen der gemessenen jeweils aktuellen Empfangssignalstärke und der Referenzempfangssignalstärke und bestimmt die aktuelle Sendeleistung des Implantats 20 aus dieser Differenz und der im Speicher 230 gespeicherten relativen Referenzsignalstärke die Sendeleistung des Senders/Empfängers 200 des Implantats 20 neu bestimmt und die Sendeleistung des Senders/Empfängers 200 darauf eingestellt. Das bedeutet, dass die Sendeleistung des Senders/Empfängers 200 steigt, wenn die jeweils aktuell gemessene Empfangssignalstärke sinkt, und dass umgekehrt die Sendeleistung des Senders/Empfängers 200 sinkt, wenn die jeweils aktuell gemessene Empfangssignalstärke steigt.From this point on the transmission power control unit measures 220 the received signal strength of all subsequently received signals and compares the currently measured value with the value in the memory 230 stored relative reference received signal strength. If the respective last received signal strength deviates from the reference received signal strength, the transmission power control unit forms 220 the difference between the measured respectively current received signal strength and the reference received signal strength and determines the current transmission power of the implant 20 out of that difference and in memory 230 stored relative reference signal strength, the transmission power of the transmitter / receiver 200 of the implant 20 newly determined and the transmission power of the transmitter / receiver 200 adjusted to it. This means that the transmission power of the transmitter / receiver 200 increases if the currently measured received signal strength decreases, and vice versa, the transmission power of the transmitter / receiver 200 decreases when the currently measured received signal strength increases.

Optional hat das externe Gerät 30 bei jedem der vorgenannten Fallbeispiele die Möglichkeit, jederzeit an das Implantat 20 einen Sendeleistungsmaximierungsbefehl zu senden, der bewirkt, dass die Sendeleistungssteuereinheit 220 die Sendeleistung des Senders/Empfängers 200 des Implantats 20 auf maximale Sendeleistung einstellt.Optionally has the external device 30 in each of the above case examples, the possibility at any time to the implant 20 send a transmission power maximum command causing the transmission power control unit 220 the transmission power of the transmitter / receiver 200 of the implant 20 to maximum transmission power.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 5476488 [0004]

Claims

Implant ( 20 ) with a power source ( 210 ) and one with the power source ( 210 ) connected transmitter / receiver ( 200 ) for bidirectional wireless transmission of data to and from the implant ( 20 ) with a variable transmission power, the transmitter / receiver ( 200 ) a transmission power control unit ( 220 ), which is designed to set a respective transmission power, characterized in that the transmission power control unit ( 220 ), a respective transmission power of the transmitter / receiver ( 200 ) to be determined automatically depending on a respective current received signal strength and a reference signal strength.

Implant ( 20 ) according to claim 1, characterized in that the implant ( 20 ) a memory ( 230 ) connected to the transmission power control unit ( 220 ) and which contains transmission power information as reference signal strength, the transmission power information comprising information about a transmission power of an external device ( 30 ), from which a respective signal with current received signal strength originates.

Implant ( 20 ) according to claim 2, characterized in that the transmitter / receiver ( 200 ) in connection with the memory ( 230 ) and the transmit power control unit ( 220 ) is adapted to receive a memory command for storing transmission power information and transmission power information in the form of a wirelessly transmitted signal, to decode and in response to the memory command the transmission power information in the memory ( 230 ) save.

Implant ( 20 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the implant ( 20 ) a memory ( 230 ) connected to the transmission power control unit ( 220 ) and which includes a signal strength minimum and at least one of either a signal-to-noise ratio or data rate, or a bit error rate or block error rate.

Implant ( 20 ) according to claim 4, characterized in that the transmission power control unit ( 220 ) is further formed, the respective transmission power of the transmitter / receiver ( 200 ) additionally in dependence on a signal strength minimum value.

Implant ( 20 ) according to claim 5, characterized in that the transmitter / receiver ( 200 ) in connection with the memory ( 230 ) and the transmit power control unit ( 220 ) is adapted to receive a signal strength minimum value in the form of a wirelessly transmitted signal, to decode and the signal strength minimum value in the memory ( 230 ) save.

Implant ( 20 ) according to claim 5, characterized in that the transmission power control unit ( 220 ) is further formed, a signal strength minimum value in addition depending on either from each current signal-to-noise ratio or data throughput or from a respective current bit error rate or block error rate of each currently received signal by means of a comparison with one in the memory ( 230 ) and the memory stored in memory ( 230 ) stored by the thus determined signal strength minimum value in memory ( 230 ) to replace.

Implant ( 20 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the implant ( 20 ) a memory ( 230 ) connected to the transmission power control unit ( 220 ) and which contains a security surcharge.

Implant ( 20 ) according to claim 8, characterized in that the transmission power control unit ( 220 ) is further formed, the respective transmission power of the transmitter / receiver ( 200 ) in addition to increase a security surcharge.

Implant ( 20 ) according to claim 8 or 9, characterized in that the transmitter / receiver ( 200 ) in connection with the memory ( 230 ) and the transmit power control unit ( 220 ) is adapted to receive a value for a security surcharge in the form of a wirelessly transmitted signal, to decode it and the value for the safety margin in the memory ( 230 ) save.

Implant ( 20 ) according to claim 1, characterized in that the implant ( 20 ) a memory ( 230 ) connected to the transmission power control unit ( 220 ) and the transmission power control unit ( 220 ) in conjunction with the transceiver ( 200 ) is adapted to decrease or increase transmission power reduction commands or transmission power increase commands and to receive transmission power and to receive a transmission power confirmation command, and in response to the transmission power confirmation command, transmit power of the transmitter / receiver (15) upon receipt of the transmission power confirmation command ( 200 ) as the reference signal strength and thereby by the transmission power control unit ( 220 ) measured received signal strength as the reference received signal strength in the memory ( 230 ) save.

Implant ( 20 ) according to claim 11, characterized in that the transmission power control unit ( 220 ) in conjunction with the transceiver ( 200 ) and the memory ( 230 ) is designed to a respective transmission power of the transmitter / receiver ( 200 ) depending on a respective current received signal strength and in the memory ( 230 ) values of reference signal strength and reference received signal strength by subtraction of the respective current received signal strength with the reference received signal strength and the summation of the thus determined difference value with the reference signal strength to determine automatically and the transmitter / receiver ( 200 ) to the so determined transmission power.

Implant ( 20 ) according to one of claims 1 to 12, characterized in that the transmission power control unit ( 220 ) is further formed by an external device ( 30 ) to receive and decode a transmission power maximumization command in the form of a wirelessly transmitted signal, and then the transmission power of the transmitter / receiver ( 200 ) to maximum transmission power.

Implant ( 20 ) according to one of claims 1 to 13, characterized in that the transmission power control unit ( 220 ) is formed at the beginning of a bidirectional connection setup with an external device ( 30 ) the transmitting power of the transmitter / receiver ( 200 ) to set to maximum transmission power to determine after the connection setup a first received signal strength and then adjust the transmission power to the required received signal strength according to one of claims 1 to 13.

External device ( 30 ) with a control unit ( 330 ), at least one with the control unit ( 330 ) connected transmitters ( 310 ) and at least one with the control unit ( 330 ) also connected receivers ( 320 ) for bi-directional wireless transmission of data to and from the external device ( 30 ), whereby the external device ( 30 ) is formed, a signal strength minimum value for the transmission power of an implant ( 20 ) and to the implant ( 20 ), characterized in that the external device ( 30 ) is configured to determine the signal strength minimum value as a function of either a respective current signal-to-noise ratio or throughput or of a respectively current bit error rate or block error rate of a respective currently received signal by means of a comparison with a previously defined limit value.

Data transmission system ( 1 ) with an implant ( 20 ) according to one of claims 1 to 14 and at least one external device ( 30 ).