專利名稱：利用前向糾錯技術(shù)傳送信號的遠(yuǎn)程訓(xùn)狗器的信號和協(xié)議的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及遠(yuǎn)程訓(xùn)狗系統(tǒng)，特別涉及與訓(xùn)狗系統(tǒng)的發(fā)送器/接收器相關(guān)的信號處理。
背景技術(shù)：
遠(yuǎn)程訓(xùn)狗系統(tǒng)通過由訓(xùn)練人員操作的發(fā)送器對狗提供至少一個刺激，狗通常戴有具有接收器的項圈，以響應(yīng)訓(xùn)練員的發(fā)送器。刺激可能包括聲音/音調(diào)的刺激和/或電刺激，還可以利用其他的刺激，例如震動刺激。通過與狗的頸部某些部位相接觸的接收器電極對狗提供電刺激。為了適應(yīng)品種的不同、狗個體的脾性、訓(xùn)練條件等，提供寬范圍的可能的刺激是有好處的，該范圍可以由訓(xùn)練員在發(fā)送器上選擇。例如，某一品種與另一品種在皮毛/皮膚上的總體差異可能造成接觸電阻的總體差異，這一差異通常會造成某一品種比另一品種在更低的電刺激下即更易于調(diào)教，其中另一品種如具有較厚的皮毛和絨毛底層的品種。此外，對于一個給定的訓(xùn)練條件，意志力相對較強(qiáng)的狗可能比更馴服的狗需要更多的刺激。另外，訓(xùn)練條件對于決定一只狗所需要的刺激量而言非常重要。例如，如果正在訓(xùn)練狗去獵取山地的獵鳥，而獵人和/或狗不經(jīng)意間驚動了一只正在附近睡覺的鹿，狗很容易變得幾乎完全專注于追逐鹿。這種情況下，獵人可能需要對狗提供高得多的刺激水平才能將狗從追逐鹿的行為中糾正回來，而繼續(xù)獵取鳥。
由于地形和/或覆蓋植被情況，獵人可能直到狗已經(jīng)距獵人/訓(xùn)練員相當(dāng)遠(yuǎn)時才意識到狗正在追逐鹿這一事實，因而需要快速強(qiáng)烈的糾正。當(dāng)狗和訓(xùn)練員之間的距離增加時，由于鹿和隨后的狗可能穿過例如公路這樣的危險區(qū)，而狗不知道或不關(guān)心可能到來的交通情況，對糾正的需要可能相應(yīng)地增加。盡管上述例子是關(guān)于運動型狗的，陪伴狗也可能發(fā)生類似的情況，例如對陪伴狗進(jìn)行無束縛的順從訓(xùn)練時出現(xiàn)一只飛奔的松鼠。發(fā)送器/接收器對的有效范圍是遠(yuǎn)程訓(xùn)狗發(fā)送器和接收器之間滿足以下條件的最大距離發(fā)送器對接收器發(fā)送糾正命令，該糾正命令被接收器可靠地接收和執(zhí)行，該有效范圍與許多因素有關(guān)，例如發(fā)射功率輸出、接收器靈敏度、天線效率、噪聲、干擾、大氣條件和其他因素。對于訓(xùn)狗系統(tǒng)的至少一部分物理參數(shù)來說，例如發(fā)射功率輸出、接收器靈敏度和天線效率，通過提高這些元件的性能來增大系統(tǒng)的有效范圍會增加系統(tǒng)組件的成本。對于由提高組件性能導(dǎo)致的成本增加的一種可能的替換方案是通過適當(dāng)?shù)男盘柼幚韥碓鰪?qiáng)系統(tǒng)性能。
用于訓(xùn)狗的(獵鳥或訓(xùn)練假人)遠(yuǎn)程發(fā)射器的控制系統(tǒng)和方法公開了一種發(fā)送信令，該信令包括發(fā)送16個定時脈沖，隨后是一個包含三個連續(xù)的標(biāo)識(ID)字節(jié)的信息包，其中標(biāo)識字節(jié)構(gòu)成發(fā)送所指向的具體發(fā)射器單元的地址或標(biāo)識，信息包之后是一個單字節(jié)功能碼，隨后是校驗和字節(jié)。校驗和字節(jié)之后是1400微秒的延時，然后重發(fā)三個ID字節(jié)的信息包。校驗該序列最后的一個奇偶校驗位。盡管校驗和字節(jié)和奇偶校驗位可能能夠檢測出發(fā)送中的差錯，但是沒有用于糾正任何檢測出的差錯的余量。此外，盡管三個ID字節(jié)的信息包被重發(fā)，提供了正確識別待激活的發(fā)射器單元的第二次機(jī)會，但是沒有重發(fā)功能碼，因此功能碼中的差錯會導(dǎo)致發(fā)射器的錯誤，從而降低系統(tǒng)可靠性。
本領(lǐng)域需要一種方法和設(shè)備，用于增加訓(xùn)狗系統(tǒng)的有效范圍和可靠性，而不增加系統(tǒng)組件的成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于遠(yuǎn)程訓(xùn)狗系統(tǒng)的信號和協(xié)議，包括前向糾錯和重復(fù)發(fā)送。
本發(fā)明的一種形式包括一種用于訓(xùn)狗系統(tǒng)的發(fā)送器，該發(fā)送器具有用于將訓(xùn)練命令輸入輸入到該發(fā)送器中的命令輸入裝置，和與命令輸入裝置相連的發(fā)送器控制器。發(fā)送器控制器將訓(xùn)練命令輸入轉(zhuǎn)換為標(biāo)識數(shù)據(jù)和命令數(shù)據(jù)。發(fā)送器控制器還由標(biāo)識數(shù)據(jù)和命令數(shù)據(jù)產(chǎn)生至少一個前向糾錯碼字。
本發(fā)明的另一種形式包括一種訓(xùn)狗系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有接收器，和與該接收器進(jìn)行電磁通信的發(fā)送器。該發(fā)送器具有將訓(xùn)練命令輸入輸入到該發(fā)送器中的命令輸入裝置，和與命令輸入裝置相連的發(fā)送器控制器。發(fā)送器控制器將訓(xùn)練命令輸入轉(zhuǎn)換為標(biāo)識數(shù)據(jù)和命令數(shù)據(jù)。發(fā)送器控制器還由標(biāo)識數(shù)據(jù)和命令數(shù)據(jù)產(chǎn)生至少一個前向糾錯碼字。
本發(fā)明的再一種形式包括訓(xùn)狗系統(tǒng)中的發(fā)送器和接收器之間的一種電磁信號傳送方法，該方法包括如下步驟接收來自發(fā)送器的命令輸入裝置的訓(xùn)練命令輸入；將訓(xùn)練命令輸入傳送給與命令輸入裝置相連的發(fā)送器控制器；由發(fā)送器控制器將訓(xùn)練命令輸入轉(zhuǎn)換為標(biāo)識數(shù)據(jù)和命令數(shù)據(jù)；和由發(fā)送器控制器由標(biāo)識數(shù)據(jù)和命令數(shù)據(jù)產(chǎn)生至少一個前向糾錯碼字。
本發(fā)明的一種優(yōu)點是增加了訓(xùn)狗系統(tǒng)的有效范圍和可靠性，而不增加系統(tǒng)組件的成本。本發(fā)明的另一種優(yōu)點是改善了訓(xùn)狗系統(tǒng)的性能(至少包括有效范圍和可靠性)，而不增加系統(tǒng)組件的成本。
本發(fā)明還有一種優(yōu)點，即適應(yīng)更多數(shù)量的刺激脈沖，從而適應(yīng)從低到高的寬刺激范圍。


通過結(jié)合附圖參考下文的本發(fā)明的具體實施方式
，本發(fā)明的上述和其他特點和優(yōu)點以及獲得它們的方式將更加清楚，能夠更好地理解本發(fā)明。附圖中圖1是依照本發(fā)明的訓(xùn)狗系統(tǒng)的一種實施方式的示意圖；圖2是一個示意圖，示出了前向糾錯碼字?jǐn)?shù)據(jù)位與標(biāo)識數(shù)據(jù)和命令數(shù)據(jù)之間的關(guān)系；圖3是一個時序圖，示出了依照本發(fā)明的發(fā)送包結(jié)構(gòu)的一種實施方式；圖4是一個時序圖，示出了與依照本發(fā)明的實施方式相關(guān)的前同步信號、比較器輸入端的DC穩(wěn)定性和時鐘同步之間的關(guān)系；圖5是依照本發(fā)明的一個發(fā)送信號和兩個接收信號的實施方式的時序圖；圖6是依照本發(fā)明的訓(xùn)狗系統(tǒng)的發(fā)送器和接收器之間的電磁信號傳送方法的實施方式的流程圖；和圖7是圖6的發(fā)送器和接收器之間的電磁信號傳送方法的實施方式的延續(xù)部分的流程圖；在全部附圖中，對應(yīng)的附圖標(biāo)記表示對應(yīng)的部分。在此示出的范例說明本發(fā)明的一種形式的一種優(yōu)選實施方式，這些范例不應(yīng)以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
具體實施例方式
現(xiàn)在參考附圖，具體而言是圖1，示出了一個訓(xùn)狗系統(tǒng)10，通常包括發(fā)送器12和與發(fā)送器12進(jìn)行電磁通信的接收器14。
發(fā)送器12通常可以是一種手持設(shè)備，該設(shè)備包括外殼，還具有命令輸入裝置16，用于將訓(xùn)練命令輸入輸入到發(fā)送器12中。發(fā)送器12也可以包括顯示器，例如LCD顯示器，該顯示器提供對由訓(xùn)練員選擇的發(fā)送器12功能的視覺反饋和確認(rèn)。命令輸入裝置16可以是單個按鈕、多個按鈕、一組開關(guān)和按鈕、觸摸板、旋轉(zhuǎn)式選擇器開關(guān)、它們的某些組合或其他輸入元件。發(fā)送器12能夠用于多個接收器14或多只狗，訓(xùn)練員通過觸碰命令輸入裝置16上的適當(dāng)?shù)妮斎朐?，選擇要被糾正的狗、要提供的刺激和刺激水平。例如，盡管本發(fā)明不局限于這樣的功能，命令輸入裝置16可以包括8個按鈕或觸摸板，它們具有如下功能升高(BOOST)、音調(diào)近似、項圈選擇、上箭頭、主要刺激、下箭頭、連續(xù)/瞬時、程序。命令輸入裝置16利用命令輸入裝置16與發(fā)送器控制器20之間的多個電連接18將訓(xùn)練命令輸入傳送給發(fā)送器控制器20。
發(fā)送器控制器20將訓(xùn)練命令輸入轉(zhuǎn)換為識別數(shù)據(jù)22和命令數(shù)據(jù)24。在圖2所示的實施方式中，數(shù)據(jù)要求是8位用于識別數(shù)據(jù)22(ID0-ID7)，8位用于命令數(shù)據(jù)24(CD0-CD7)。發(fā)送器控制器20由所述的識別數(shù)據(jù)22和命令數(shù)據(jù)24產(chǎn)生前向糾錯碼字26、28和30。前向糾錯編碼是BCH(15，7)，其中BCH表示Bose-Chaudhuri-Hocquenghen，他們是一類多重糾錯循環(huán)碼的發(fā)現(xiàn)者。具體而言，BCH(15，7)編碼采用7個數(shù)據(jù)位作為輸入，并生成8位的前向糾錯(FEC)碼，構(gòu)成每個碼字中的總共15位。由于數(shù)據(jù)要求是總共16位(8位用于識別數(shù)據(jù)22(ID0-ID7)，8位用于命令數(shù)據(jù)24(CD0-CD7))，因此需要三個碼字。碼字通常包括7位數(shù)據(jù)和8位FEC，共計15位(圖3)。碼字1(26)的7個數(shù)據(jù)位是1、ID7、ID6、ID5、ID4、ID3、1D2，其中第一位1表示這是第一個碼字；碼字2(28)的7個數(shù)據(jù)位是0、1、ID1、1D0、CD7、CD6、CD5，其中前兩位0、1表示這是不是第一個碼字；碼字3(30)的7個數(shù)據(jù)位是0、1、CD4、CD3、CD2、CD1、CD0，其中前兩位0、1表示這是不是第一個碼字。8個FEC位能夠檢測和糾正15位字中的任何2位差錯。為每個碼字生成8位FEC依賴于相應(yīng)碼字的7個數(shù)據(jù)位，如表1-4所示。
表1.生成BCH(15，7)碼字生成BCH(15，7)碼字生成多項式GX＝0xE880 將數(shù)據(jù)位左移至MSB，形成輸入字(16位) syndrome＝calc_syn(inword)；unsigned int calc_syn(unsignedint inword){unsigned int temp；int x；temp＝inword &0xfffe；x＝0；while(x ＜＝7){while(！(temp&0x8000)){temp＝temp＜＜1；x++；if(x＝7)retum temp；}temp^＝GX；}} syndrome＝syndrome＞＞7；outword＝inword | syndrome；
表2.生成例碼字1的例子7個輸入數(shù)據(jù)位＝ 1 0 0 0 0 0 0開始 x＝0 1 0 0 0 0 0 0Gx1 1 1 0 1 0 0 0 1
0 1 1 0 1 0 0 0 1x＝10 1 1 0 1 0 0 0 1Gx1 1 1 0 1 0 0 0 1
0 0 1 1 1 0 0 1 1x＝20 0 1 1 1 0 0 1 1x＝30 1 1 1 0 0 1 1Gx1 1 1 0 1 0 0 0 1
0 0 0 0 1 1 1 0 1x＝40 0 0 0 1 1 1 0 1x＝50 0 0 1 1 1 0 1x＝60 0 1 1 1 0 1
表3.生成例碼字2/3的例子7個輸入數(shù)據(jù)位＝0 1 0 0 0 0 0開始 x＝0 0 1 0 0 0 0 0x＝10 1 0 0 0 0 0Gx1 1 1 0 1 0 0 0 1
0 1 1 0 1 0 0 0 1x＝20 1 1 0 1 0 0 0 1Gx1 1 1 0 1 0 0 0 1
0 0 1 1 1 0 0 1 1x＝30 0 1 1 1 0 0 1 1x＝40 1 1 1 0 0 1 1Gx1 1 1 0 1 0 0 0 1
0 0 0 0 1 1 1 0 1x＝50 0 0 0 1 1 1 0 1x＝60 0 0 1 1 1 0 1x＝70 0 1 1 1 0 1
表4.生成例碼字2/3的第二個例子7個輸入數(shù)據(jù)位＝ 0 1 1 1 1 1 1開始 x＝00 1 1 1 1 1 1x＝1 0 1 1 1 1 1 1Gx 1 1 1 0 1 0 0 0 1
0 0 0 1 0 1 0 0 1x＝2 0 0 0 1 0 1 0 0 1x＝3 0 0 1 0 1 0 0 1x＝4 0 1 0 1 0 0 1Gx 1 1 1 0 1 0 0 0 1
0 1 0 0 1 1 0 0 1x＝5 0 1 0 0 1 1 0 0 1Gx 1 1 1 0 1 0 0 0 1
0 1 1 1 0 0 0 1 1x＝61 1 1 0 0 0 1 1Gx 1 1 1 0 1 0 0 0 1
0 0 0 0 1 0 1 1 1 時鐘同步和DC穩(wěn)定性需要在碼字之前的1/0跳變圖樣。此后稱該時間段為前同步(PREAMBLE)(圖3-4)。邊緣檢測和有效寬度算法(圖4)以多倍數(shù)據(jù)率(即比特率的8倍)對數(shù)據(jù)信號進(jìn)行采樣。這些算法用于將真正的信號與噪聲區(qū)別開，并適當(dāng)?shù)貙R位集成窗。在位同步之后需要一個同步(SYNC)圖樣(圖3和表5)，以建立字邊界。所選的同步圖樣是0xc7，這是由于其較低的互相關(guān)性。本發(fā)明在75ms(毫秒)內(nèi)提供一次完整的發(fā)送，格式和波特率選擇為不歸零制(NRZ)@1000bps。在這一方案下，共有75位是可用的(其中45位用于BCH碼字，剩余30位可用于前同步和同步)。然而，為了接收器硬件能夠正確地解碼，在發(fā)送信號中保持良好的1-0平衡也是必要的。因此，保留前14位用于前同步，隨后是8位的同步，然后是碼字1(15位)，然后是4位1-0調(diào)整(1eveling)，再然后是碼字2(15位)，其后是4位1-0調(diào)整，最后是碼字3(15位)。
下面說明如何確定碼字1和碼字2之后的4位1-0調(diào)整位圖樣a)碼字1＝15位BCH碼字b)確定碼字1中的1的個數(shù)c)如果1的個數(shù)＝＞9，則4位圖樣為0000d)如果1的個數(shù)＝8，則4位圖樣為0001e)如果1的個數(shù)＝7，則4位圖樣為1110f)如果1的個數(shù)＜＝6，則4位圖樣為1111發(fā)送器控制器20利用前向糾錯碼字26、28、30生成第一發(fā)送包32。第一發(fā)送包32包括14位的數(shù)字前同步42(PREAMBLE)，同步字節(jié)44(SYNC)，碼字1(26)，4位的1-0調(diào)整，碼字2(28)，4位的1-0調(diào)整和碼字3(30)。調(diào)制器34與發(fā)送器控制器20相連。發(fā)送器天線36與調(diào)制器34相連，發(fā)送器12產(chǎn)生第一發(fā)送包32的無線信號38。例如，調(diào)制器34可以是頻移鍵控(FSK)調(diào)制器，其中第一發(fā)送包32的數(shù)字1和0用兩種頻率表示，其中一種頻率用于表示二進(jìn)制0，另一種頻率用于表示二進(jìn)制1，輸出頻率中沒有相位間斷。表5給出了第一發(fā)送包32的例子。
表5.發(fā)送示例 無線信號38包括在第一發(fā)送包32之后的第二發(fā)送包40，其中第二發(fā)送包40與第一發(fā)送包32基本相同。
接收器14一般與狗戴的項圈相連，包括與解調(diào)器48相連的接收器天線46，解調(diào)器與接收器控制器50相連。接收器14通過接收器天線46接收無線信號38。解調(diào)器48解調(diào)無線信號38，以產(chǎn)生接收到的第一發(fā)送包52。解調(diào)器48可以是FSK解碼器，將信號重新轉(zhuǎn)換為電壓和/或電流二進(jìn)制信號。接收器控制器50對接收到的第一發(fā)送包52進(jìn)行解碼和糾錯。表6-9示出了如何對第一發(fā)送包52的碼字進(jìn)行解碼和糾錯。
表6.解碼接收到的BCH(15，7)碼字 syndrome＝calc_syn(inword)；unsigned int calc_syn(unsigned long inword){unsigned int temp；intx；temp＝inword&0xfffe；x＝0；while(x＜＝14){while(！(temp&0x8000)){temp＝temp＜＜1；x++；if(x＝＝15)retum temp；}temp^＝GX；}temp＝0xffff；retum temp；} syndrome＝syndrome＞＞8；errored_bits＝bch1507[syndrome]；表9中給出了表bch1507[]。該表作為一個CONST駐留在閃存中。
表7 解碼接收到的BCH(15，7)碼字(沒有差錯)in_word＝ 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0開始 x＝0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0Gx 1 1 1 0 1 0 0 0 1
x＝1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 00 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0Gx 1 1 1 0 1 0 0 0 1
0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0x＝2 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0x＝3 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0Gx 1 1 1 0 1 0 0 0 1
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0x＝3x＝15 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0校驗子＝0 0 0 0 0 0 0 0校驗子＝ 0x00bch1507
＝ 0x00未檢測出差錯表8解碼接收到的BCH(15，7)碼字(有2處差錯)in_word＝ 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0差錯＝ 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0
結(jié)果＝ 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0開始 x＝0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0Gx 1 1 1 0 1 0 0 0 1
0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0x＝1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0Gx 1 1 1 0 1 0 0 0 1
0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0x＝2，3，4 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0Gx 1 1 1 0 1 0 0 0 1
0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0x＝5，6 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0Gx 1 1 1 0 1 0 0 0 1
0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0x＝7，8，9，101 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0Gx 1 1 1 0 1 0 0 0 1
0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0x＝111 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0Gx 1 1 1 0 1 0 0 0 1
0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0x＝121 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0Gx 1 1 1 0 1 0 0 0 1
0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0x＝13，14 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0Gx 1 1 1 0 1 0 0 0 1
0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0x＝150 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0校驗子＝ 0 0 0 0 1 1 0 1校驗子＝ 0x0Dbch1507
＝ 0x1010差錯＝ 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0糾正后的碼字＝接收到的錯誤的碼字與差錯異或表9差錯表中的BCH1507[]位如果本表中返回的不是0xFFFF，則將接收到的字與表值異或，以對位進(jìn)行糾錯。返回值為0xFFFF表明一種差錯無法糾正的情況。
unsigned int bch1507[256] ＝{0x0000，0x0100，0x0200，0x0300，0x0400，0x0500，0x0600，0x0044，0x0800，0x0900，0x0a00，0xffff，0x0c00，0x1010，0x0088，0xffff，0x1000，0x1100，0x1200，0xffff，0x1400，0x0810，0xffff，0xffff，0x1800，0x0410，0x2020，0xffff，0x0110，0x0010，0xffff，0x0210，0x2000，0x2100，0x2200，0xffff，0x2400，0xffff，0xffff，0x0030，0x2800，0xffff，0x1020，0xffff，0xffff，0xffff，0xffff，0xffff，0x3000，0xffff，0x0820，0x4004，0x4040，0xffff，0xffff，0x000a，0x0220，0x0082，0x0020，0x0120，0xffff，0x2010，0x0420，0xffff，0x4000，0x4100，0x4200，0xffff，0x4400，0xffff，0xffff，0xffff，0x4800，0x0024，0xffff，0xffff，0xffff，0xffff，0x0060，0xffff，0x5000，0x8002，0xffff，0x2004，0x2040，0xffff，0xffff，0xffff，0xffff，0xffff，0xffff，0xffff，0xffff，0x4010，0xffff，0xffff，0x6000，0xffff，0xffff，0x1004，0x1040，0xffff，0x8008，0xffff，0x8080，0x0050，0xffff，0xffff，0xffff，0xffff，0x0014，0xffff，0x0440，0x0204，0x0104，0x0004，0x0040，0x0140，0x0240，0x0404，0xffff，0xffff，0x4020，0x0804，0x0840，0xffff，0xffff，0xffff，0x8000，0x8100，0x8200，0xffff，0x8400，0xffff，0xffff，0xffff，0x8800，0xffff，0xffff，0xffff，0xffff，0xffff，0xffff，0xffff，0x9000，0x4002，0x0048，0xffff，0xffff，0x000c，0xffff，0xffff，0xffff，0xffff，0xffff，0x0084，0x00c0，0x8010，0xffff，0xffff，0xa000，0xffff，0x0006，0xffff，0xffff，0x0042，0x4008，0xffff，0x4080，0xffff，0xffff，0xffff，0xffff，0xffff，0xffff，0xffff，0xffff，0xffff，0xffff，0xffff，0xffff，0xffff，0xffff，0xffff，0xffff，0xffff，0x8020，0xffff，0xffff，0xffff，0xffff，0xffff，0xc000，0x1002，0xffff，0xffff，0xffff，0xffff，0x2008，0xffff，0x2080，0xffff，0xffff，0xffff，0x0012，0xffff，0xffff，0xffff，0x0102，0x0002，0x00a0，0x0202，0xffff，0x0402，0xffff，0xffff，0xffff，0x0802，0xffff，0xffff，0x0028，0xffff，0xffff，0xffff，0x0880，0xffff，0x0408，0xffff，0x0208，0xffff，0x0008，0x0108，0x0080，0x0180，0x0280，0x0022，0x0480，0x0580，0x0808，0xffff，0xffff，0x2002，0xffff，0x8004，0x8040，0x0090，0x1008，0xffff，0x1080，0xffff，0xffff，0x0018，0xffff，0xffff，0xffff，0xffff，}；無線信號38包括在第一發(fā)送包32之后的第二發(fā)送包40。如果接收到的第一發(fā)送包52包含無法糾正的差錯(8位FEC能檢測和糾正15位字中的任何2位差錯，因此無法糾正的錯誤具有三個或更多差錯位)，解調(diào)器48對無線信號38進(jìn)行解調(diào)以產(chǎn)生接收到的第二發(fā)送包54。接收器控制器50對接收到的第二發(fā)送包54進(jìn)行解碼和糾錯，如表6-9所示。本發(fā)明給出了由前向糾錯锝到的信號加噪聲加畸變與噪聲加畸變的比率(SINAD)增益，如下所示g)希望的包(或信號)正確率＝(位正確率)包的長度h)包正確率＝0.99i)位正確率＝(1-誤比特率)對于前述的信號和協(xié)議，包的長度是45位(3個15位的碼字)。
j)0.99＝(1-BER)45k)0.9997767＝(1-BER)l)BER(誤比特率)＝2.233×10-4
因此，對于長度為45位的未保護(hù)的包，要達(dá)到0.99的正確率，需要0.000233的BER。如前所述，BCH(15，7)能夠容許15位碼字中的2處差錯。這等于BER容限為0.1333。SINAD對FSK數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟铄e概率的標(biāo)準(zhǔn)曲線可參見K.SamShanmugarn的“數(shù)字和模擬通信系統(tǒng)”和其他資料。BER為10-4要求SINAD大約為15dB，BER為10-1要求SINAD大約為9dB，因此對于45位的傳輸提供了大約6dB的編碼增益。對于給定的正確率，糾錯編碼可以在更低的SINAD下運行，這可以解釋為在相同的正確率下的增大的范圍。
為了比較本發(fā)明和由16個未保護(hù)的數(shù)據(jù)位構(gòu)成的發(fā)送信號，發(fā)送正確率為0.99所需要的BER如下所示m)0.99＝(1-BER)16n)0.9997767＝(1-BER)o)BER＝6.28×10-4同樣，這對于FSK約等于15dB的SINAD。通過本發(fā)明的6dB的前向糾錯編碼增益，可以預(yù)期范圍的增大，如下所示p)6＝20log(d)；僅考慮自由空間損失，或q)6＝33.2log(d)；考慮更實際的損失概況，距離每增加一倍損失10dB。因此r)d＝1.5；或?qū)ν瑯拥男阅芩椒秶黾?0％。
此外，本發(fā)明有另一個優(yōu)點，即如果接收到的第一發(fā)送包52有超過2位的差錯(無法糾正的錯誤)，接收器14接聽無線信號38以產(chǎn)生接收到的第二發(fā)送包54，這給了接收器14執(zhí)行訓(xùn)練員命令的第二次機(jī)會。
根據(jù)由訓(xùn)練員在命令輸入裝置16上輸入的訓(xùn)練員的命令，接收器控制器50利用經(jīng)過解碼和糾錯后的發(fā)送包啟動音調(diào)開關(guān)62和/或刺激開關(guān)56，這兩個開關(guān)與接收器控制器50相連。如果音調(diào)開關(guān)62被啟動，則開關(guān)62相應(yīng)地啟動發(fā)聲器64，以利用音調(diào)或其他聲音對狗提供糾正。如果刺激開關(guān)56被啟動，則開關(guān)56相應(yīng)地啟動變壓器58，變壓器利用例如變壓器回掃工作原理，通過電極60用電刺激對狗提供糾正。盡管本發(fā)明顯然包括音調(diào)啟動和刺激啟動的遙控功能，但還包括允許擴(kuò)展遙控功能組的特征(例如報警器功能(報警器被戴在狗項圈上，功能之一是產(chǎn)生訓(xùn)練員能檢測到的聲音，以定位茂密植被下的狗)和諸如發(fā)射器的輔助裝置)。
本發(fā)明的傳輸協(xié)議可以被用于“高端”訓(xùn)練產(chǎn)品，這類產(chǎn)品具有相對高水平的功能，因此需要具有寬(由低到高)的刺激范圍。每發(fā)送包長75ms(75位/1000bps)，發(fā)送之間有8ms的間隔。當(dāng)接收器14已經(jīng)禁止信號接收時，接收器控制器50輸出的糾錯時段在成功地對傳輸解碼之后開始，以6ms的時間段(解碼+硬件重配置時間+刺激電容充電時間)開始，隨后是多達(dá)15個5.3ms的基本糾錯寬度，最后是5ms的硬件重配置+穩(wěn)定(settling)時間。因此，糾錯脈沖周期＝(15×5.3 ms)+0.3 ms＝79.8 ms(允許最多16個刺激脈沖)，失聰周期＝糾錯時段+啟動+穩(wěn)定＝79.8 ms+6 ms+5 ms＝90.8 ms。每個5.3 ms的基本糾錯或刺激周期包括時間段TW1＝300μs(微秒)，隨后是時間段TW2＝500μs，然后是時間段TW3＝4000μs，再然后是時間段TW4＝500μs。TW1時間用于產(chǎn)生刺激脈沖寬度，該寬度能夠在最小1.2μs到最大300μs之間變化。當(dāng)TW1結(jié)束后，刺激輸出電容開始重新充電。有5000μs可用于這一電容重新充電。TW2被用于刺激和音調(diào)開始之間的緩沖。Ta發(fā)生在每個基本糾錯寬度開始后的800μs時。它是音調(diào)可以開始的時刻。TW3中充滿了盡可能多的所希望的音調(diào)的周期。Tb發(fā)生在每個基本糾錯寬度開始后的4800μs時。它是音調(diào)必須結(jié)束的時刻。TW4被用于音調(diào)和下一個糾錯寬度開始之間的緩沖。在糾錯寬度16中的TW1之后，刺激使能信號被設(shè)為FALSE，接收器硬件的重新配置和穩(wěn)定可以開始。
在使用中，本發(fā)明公開了一種訓(xùn)狗系統(tǒng)中的發(fā)送器和接收器之間進(jìn)行電磁信號傳送的方法(圖6-7)，包括如下步驟接收(S100)來自發(fā)送器12的命令輸入裝置16的訓(xùn)練命令輸入；將訓(xùn)練命令輸入傳送(S102)給與命令輸入裝置16相連的發(fā)送器控制器20；發(fā)送器控制器20將訓(xùn)練命令輸入轉(zhuǎn)換(S104)為標(biāo)識數(shù)據(jù)22和命令數(shù)據(jù)24；以及發(fā)送器控制器20由標(biāo)識數(shù)據(jù)22和命令數(shù)據(jù)24生成(S106)至少一個前向糾錯碼字26，28，30。該方法還可以進(jìn)一步包括這一步驟發(fā)送器控制器20利用至少一個前向糾錯碼字26、28、30生成(S108)第一發(fā)送包32。在步驟S110和S112中，與發(fā)送器控制器20相連的調(diào)制器34和與調(diào)制器34相連的發(fā)送天線36產(chǎn)生第一發(fā)送包32的無線信號38。無線信號38可以包括第一發(fā)送包32之后(S114)的第二發(fā)送包40，其中第二發(fā)送包40與第一發(fā)送包32基本相同。該方法可以進(jìn)一步包括這一步驟由接收器14接收(S120)無線信號38，其中接收器14包括與解調(diào)器48相連的接收器天線46，解調(diào)器與接收器控制器50相連；解調(diào)器48解調(diào)(S122)無線信號38，其中解調(diào)器48產(chǎn)生接收到的第一發(fā)送包52；和接收器控制器50對接收到的第一發(fā)送包52進(jìn)行解碼和糾錯(S124)。步驟S126確定對接收的第一發(fā)送包52的糾錯或接聽是否通過。如果對接收的第一發(fā)送包52的糾錯或接聽通過了，那么接收器14禁止(S128)信號接收，特別是第二發(fā)送包40的接收，并且向狗發(fā)出(S136)糾正。如果接收到的第一發(fā)送包52包括無法糾正的錯誤(S126)，那么步驟S130在電磁信號38中提供在第一發(fā)送包32之后的第二發(fā)送包40，并且解調(diào)器48解調(diào)無線信號38以產(chǎn)生接收到的第二發(fā)送包54。步驟S132利用接收器控制器50對接收到的第二發(fā)送包54進(jìn)行解碼和糾錯。如果對第二發(fā)送包54的糾錯或接聽通過了(S134)，向狗發(fā)出(S136)糾正。如果對第二發(fā)送包54的糾錯或接聽沒有通過(S134)，那么訓(xùn)練員必須重新發(fā)送命令，或發(fā)送另一個命令。
本發(fā)明的方法可以用硬件、軟件、固件或它們的某些組合實現(xiàn)。
雖然本發(fā)明已經(jīng)被描述為具有一種優(yōu)選設(shè)計，但本發(fā)明可以在本公開的精神和范圍內(nèi)進(jìn)一步修改。因此本申請意在包含利用本發(fā)明的一般原理的任何變化、使用或改變。此外，本申請意在包含那些在本領(lǐng)域的公知技術(shù)或慣用手段內(nèi)，根據(jù)本公開所作的與本發(fā)明有關(guān)的和屬于附加的權(quán)利要求范圍內(nèi)的改變。
權(quán)利要求
1.一種用于訓(xùn)狗系統(tǒng)的發(fā)送器，所述發(fā)送器包括命令輸入裝置，用于將訓(xùn)練命令輸入輸入到所述發(fā)送器中；和與所述命令輸入裝置相連的發(fā)送器控制器，所述發(fā)送器控制器用于將所述訓(xùn)練命令輸入轉(zhuǎn)換為標(biāo)識數(shù)據(jù)和命令數(shù)據(jù)，所述發(fā)送器控制器由所述標(biāo)識數(shù)據(jù)和所述命令數(shù)據(jù)生成至少一個前向糾錯碼字。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)送器，其中，所述發(fā)送器控制器利用所述至少一個前向糾錯碼字生成第一發(fā)送包。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的發(fā)送器，還包括與所述發(fā)送器控制器相連的調(diào)制器和與所述調(diào)制器相連的發(fā)送器天線，所述發(fā)送器產(chǎn)生所述第一發(fā)送包的無線信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的發(fā)送器，其中，所述無線信號包括在所述第一發(fā)送包之后的第二發(fā)送包，所述第二發(fā)送包與所述第一發(fā)送包基本相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的發(fā)送器，其中，所述第一發(fā)送包包括數(shù)字前同步和同步字節(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的發(fā)送器，其中，所述至少一個前向糾錯碼字是BCH(15，7)碼字。
7.一種訓(xùn)狗系統(tǒng)，包括接收器；和與所述接收器進(jìn)行電磁通信的發(fā)送器，所述發(fā)送器包括命令輸入裝置和與所述命令輸入裝置相連的發(fā)送器控制器，所述命令輸入裝置用于將訓(xùn)練命令輸入輸入到所述發(fā)送器中，所述發(fā)送器控制器用于將所述訓(xùn)練命令輸入轉(zhuǎn)換為標(biāo)識數(shù)據(jù)和命令數(shù)據(jù)，所述發(fā)送器控制器由所述標(biāo)識數(shù)據(jù)和所述命令數(shù)據(jù)生成至少一個前向糾錯碼字。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的訓(xùn)狗系統(tǒng)，其中，所述發(fā)送器控制器利用所述至少一個前向糾錯碼字生成第一發(fā)送包。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的訓(xùn)狗系統(tǒng)，還包括與所述發(fā)送器控制器相連的調(diào)制器和與所述調(diào)制器相連的發(fā)送器天線，所述發(fā)送器產(chǎn)生所述第一發(fā)送包的無線信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的訓(xùn)狗系統(tǒng)，其中，所述無線信號包括在所述第一發(fā)送包之后的第二發(fā)送包，所述第二發(fā)送包與所述第一發(fā)送包基本相同。
11.根據(jù)權(quán)利要求8的訓(xùn)狗系統(tǒng)，其中，所述第一發(fā)送包包括數(shù)字前同步和同步字節(jié)。
12.根據(jù)權(quán)利要求7的訓(xùn)狗系統(tǒng)，其中，所述至少一個前向糾錯碼字是BCH(15，7)碼字。
13.根據(jù)權(quán)利要求9的訓(xùn)狗系統(tǒng)，其中，所述接收器包括與解調(diào)器相連的接收器天線，該解調(diào)器與接收器控制器相連，所述接收器通過所述接收器天線接收所述無線信號，所述解調(diào)器解調(diào)所述無線信號，以產(chǎn)生接收到的第一發(fā)送，所述接收器控制器對所述接收到的第一發(fā)送進(jìn)行解碼和糾錯。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的訓(xùn)狗系統(tǒng)，其中，所述接收到的第一發(fā)送包包括無法糾正的錯誤，所述無線信號包括所述第一發(fā)送包之后的第二發(fā)送包，所述解調(diào)器解調(diào)所述無線信號，以產(chǎn)生接收到的第二發(fā)送，所述接收器控制器對所述接收到的第二發(fā)送進(jìn)行解碼和糾錯。
15.一種訓(xùn)狗系統(tǒng)中的發(fā)送器和接收器之間的電磁信號傳送方法，包括以下步驟接收來自所述發(fā)送器的命令輸入裝置的訓(xùn)練命令輸入；將所述訓(xùn)練命令輸入傳送到與所述命令輸入裝置相連的發(fā)送器控制器；由所述發(fā)送器控制器將所述訓(xùn)練命令輸入轉(zhuǎn)換為標(biāo)識數(shù)據(jù)和命令數(shù)據(jù)；以及由所述發(fā)送器控制器從所述標(biāo)識數(shù)據(jù)和所述命令數(shù)據(jù)生成至少一個前向糾錯碼字。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，還包括以下步驟由所述發(fā)送器控制器利用所述至少一個前向糾錯碼字生成第一發(fā)送包。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，還包括以下步驟由與所述發(fā)送器控制器相連的調(diào)制器和與所述調(diào)制器相連的發(fā)送器天線產(chǎn)生所述第一發(fā)送包的無線信號。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中，所述無線信號包括在所述第一發(fā)送包之后的第二發(fā)送包，所述第二發(fā)送包與所述第一發(fā)送包基本相同。
19.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中，所述第一發(fā)送包包括數(shù)字前同步和同步字節(jié)。
20.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中，生成步驟生成的至少一個前向糾錯碼字為BCH(15，7)碼字。
21.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，還包括以下步驟由接收器接收所述無線信號，該接收器包括與解調(diào)器相連的接收器天線，而該解調(diào)器與接收器控制器相連；利用所述解調(diào)器解調(diào)所述無線信號，所述解調(diào)器產(chǎn)生接收到的第一發(fā)送包；以及利用所述接收器控制器對所述接收到的第一發(fā)送包進(jìn)行解碼和糾錯。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，還包括以下步驟確定所述接收到的第一發(fā)送包是否包括無法糾正的錯誤；在所述電磁信號中提供在所述第一發(fā)送包之后的第二發(fā)送包；利用所述解調(diào)器解調(diào)所述無線信號以產(chǎn)生接收到的第二發(fā)送包；以及利用所述接收器控制器對所述接收到的第二發(fā)送包進(jìn)行解碼和糾錯。
全文摘要
本發(fā)明涉及利用前向糾錯技術(shù)傳送信號的遠(yuǎn)程訓(xùn)狗器的信號和協(xié)議。具體地說，提供了一種用于訓(xùn)狗系統(tǒng)的發(fā)送器，該發(fā)送器具有用于將訓(xùn)練命令輸入輸入到發(fā)送器中的命令輸入裝置以及與命令輸入裝置相連的發(fā)送器控制器。發(fā)送器控制器將訓(xùn)練命令輸入轉(zhuǎn)換為標(biāo)識數(shù)據(jù)和命令數(shù)據(jù)。發(fā)送器控制器還由標(biāo)識數(shù)據(jù)和命令數(shù)據(jù)生成至少一個前向糾錯碼字。
文檔編號G08C19/16GK101017603SQ20061014396
公開日2007年8月15日 申請日期2006年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月6日
發(fā)明者斯高特·A·邁克法蘭德 申請人:印諾泰克公司