人體通信信號傳輸方式與特性研究
本文選題:人體通信 切入點:多層結(jié)構(gòu)組織模型 出處:《浙江大學(xué)》2012年碩士論文 論文類型:學(xué)位論文
【摘要】:便攜式消費電子產(chǎn)品和醫(yī)療衛(wèi)生保健市場的迅速發(fā)展,推動著新興信息技術(shù)的變革。人體通信技術(shù)以人體作為數(shù)據(jù)傳輸通道,為便攜式電子設(shè)備建立起無線網(wǎng)絡(luò),降低了監(jiān)測系統(tǒng)的復(fù)雜度,具有新的歷史意義以及廣闊的應(yīng)用前景。 本文首先回顧了人體通信技術(shù)在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀,對比了人體通信中信號的三種耦合方式,詳細分析了人體通信研究使用的組織結(jié)構(gòu)模型和通信信道模型。在此基礎(chǔ)上,本文建立了更為貼近實際的多層組織結(jié)構(gòu)人體通信系統(tǒng)模型,從電磁場與人體相互作用的角度探討了人體通信的信號傳輸機制和特性。通過仿真實驗,本文分析了人體通信信道在不同方向上的信號衰減率,獲取了人體通信的最佳通信頻段,并對人體通信的其他影響因素,如收發(fā)器與人體表面的間距、電極尺寸、電極間距等進行了分析,為人體通信技術(shù)的進一步發(fā)展提供指導(dǎo)依據(jù)。 仿真結(jié)果表明,在人體通信中,電磁波信號在人體表面的傳播具有表面波的特征,沿人體表面,場強衰減緩慢,遠離人體表面,場強衰減迅速;電場在平行和垂直于人體表面的方向上具有不同的衰減常數(shù),垂直于人體表面的場強分量強于平行分量;在0~1000MHz的頻率范圍內(nèi),500~600MHz是最佳的人體通信頻段;在收發(fā)器與人體表面相隔一定距離的情況下,同樣可以實現(xiàn)良好的通信,信號傳輸主要集中在人體表面5mm的距離范圍內(nèi);設(shè)計的收發(fā)器應(yīng)適于接收垂直于人體表面的電場分量,考慮到隨收發(fā)器和人體表面之間距離的增加,信號損耗增大,需考慮改進收發(fā)器結(jié)構(gòu)以提高信號接收效率。
[Abstract]:The rapid development of portable consumer electronics and health care market has promoted the revolution of new information technology. The human body communication technology takes the human body as the data transmission channel and establishes the wireless network for portable electronic devices. It reduces the complexity of the monitoring system and has new historical significance and broad application prospects. This paper first reviews the research status of human body communication technology at home and abroad, compares three kinds of signal coupling methods in human body communication, and analyzes in detail the organization structure model and communication channel model used in human body communication research. In this paper, a model of human body communication system with multi-layer tissue structure is established, and the signal transmission mechanism and characteristics of human body communication are discussed from the point of view of the interaction between electromagnetic field and human body. In this paper, the signal attenuation rate of human body communication channel in different directions is analyzed, and the optimum communication frequency band is obtained, and other factors affecting human body communication, such as the distance between transceiver and human body surface, electrode size, are obtained. The electrode spacing is analyzed to provide guidance for the further development of human communication technology. The simulation results show that the electromagnetic wave signal propagates on the human body surface with the character of surface wave in the human body communication. Along the human body surface, the field intensity attenuates slowly, far away from the human body surface, and the field intensity attenuates rapidly. The electric field has different attenuation constants in the direction of parallel and perpendicular to the human body surface, the field intensity component perpendicular to the human body surface is stronger than the parallel component, and 500 ~ 600MHz is the best human communication frequency band in the frequency range of 0 ~ 1000MHz. In the case of a certain distance between the transceiver and the human body surface, good communication can also be achieved, and the signal transmission is mainly concentrated in the range of 5 mm from the human body surface, and the designed transceiver should be suitable for receiving electric field components perpendicular to the human body surface, Considering that the signal loss increases with the increase of the distance between the transceiver and the human body, it is necessary to improve the transceiver structure to improve the signal reception efficiency.
【學(xué)位授予單位】:浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2012
【分類號】:R318.6;TN911
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,本文編號:1632733
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