无线体域网医学应用环境中频谱检测算法研究

摘要

随着通信技术的发展，人体周围的无线通信设备如手机、笔记本等无线设备越来越多。为更有效地在人体周围的无线设备间实现计算资源和传输带宽的共享，无线体域网的概念开始被提出。同时，随着生物电子学的进一步发展，应用于医学领域的无线体域网技术也开始被提出。该类应用旨在通过人体周围的无线设备检测生理信息并把这些生理信息传输到远程监控设备。IEEE802.15 TG6 工作组在充分考虑上述两种主要应用领域技术特点的基础上提出了无线体域网的规范。无线体域网特殊的应用场景为在体域网中应用传统通信技术带来了新的考验。本文以无线体域环境频谱检测算法作为主轴，对体域网中包括传输信道建模、单点频谱检测算法设计与性能分析以及各无线传输设备的硬件实现等问题进行广泛而深入的讨论。 无线通信技术的很多研究都是从通信信道建模开始的，无线体域网作为无线通信技术的重要分支也不例外。本文将先根据已有的研究成果对无线体域网中体内人体信道和体外无线信道的建模进行讨论。但是，由于体域网中信道建模受到人体或者人体不同部位运动的影响，所以体域网中的信道建模存在很多不确定性。信道模型的不确定性就需要采用有效感知技术对信道环境的状况进行动态感知以提高算法的性能。本文主要对信道环境感知中的单点频谱检测算法进行讨论。这些讨论先根据无线体域网信道模型设计出体域网内的频谱检测算法，再对比自由空间与无线体域网频谱检测算法,找出无线体域网中存在的制约算法性能的因素，为更有效的实现体域网中的频谱检测算法提供指导。 最后,本文将根据无线体域网中不同传输节点的功能差异，对这些节点的硬件实现方案进行具体讨论。在结论部分，本文将对取得的成果和未尽之处进行讨论，便于后续学者对该领域的深入研究。