基于人体通信的心内信道初步建模与分析

摘要

目的:人体通信(intra-body communication,IBC)作为一种低功耗的短距离无线通信方式,适合于心内通信场景.本文以人体通信技术基础,利用场路结合的建模方法分析10kHz-10MHz频段内的心内信道特性.方法:在所构建的人体心脏等效模型上加上外部电路,模拟实际的测量过程,并利用电极作为电场与电路的连接点,实现场路结合的心内通信模型.通过离体猪心实验,验证所建模型的准确性,并探究心肌组织的厚度对信号传输的影响.结果:实验表明,外部电路对心内通信的影响不可忽略,应根据实际的测量方案选择合适的输入阻抗;心内信道的仿真结果与测量数据一致性良好,差值小于3dB;在该频段内的心内信道衰减波动很小,衰减几乎与频率无关;心肌层厚度与室间隔厚度的变化对心内信道几乎无影响.结论:该场路结合的建模方法用于心内信道分析研究时具有更高的准确性.