医用物联网通信标准物理层的设计与同频干扰的研究

发布时间：2020-05-22 23:14

【摘要】：医疗资源的紧缺与人口老龄化的加快阻碍社会的正常发展,而体域网能一定程度上解决这一问题。目前,国际上已经有相对成熟的标准,而国内至今没有相应标准。由于中国医用频带划分的差异性及医疗/保健方式的不同,将现有国际标准完全照搬至中国并不可行。为解决这一问题,本论文依托IEEE802.15.4N工作组提出了基于扩频的OQPSK调制方案。方案涉及内容如下： (1)参照IEEE802.15.4g/IEEE802.15.4c,本实验室与北京威讯紫晶公司共同设计了物理层方案,并搭建了基带仿真链路,分析了该方案在高斯信道、瑞利信道下的工作性能。仿真验证提案性能良好。 (2)通过链路仿真分别分析了该物理层方案在中国移动多媒体广播、公众对讲机、无线汽车防盗报警装置、IEEE802.15.6.数字对讲机、通用无线遥控设备干扰的背景下的工作性能,该物理层方案能在一定程度抑制干扰的影响。 (3)针对干扰避免做了相关深入研究。首先针对窄带干扰情景下帧检测虚警率较高这一问题,对延迟自相关算法进行了改进,提出一种基于两次延迟自相关的检测算法,仿真表明该算法帧检测正确率较高,可以提高通信系统性能。其次充分利用中国医用频段资源丰富的优势,提出一种基于MAC层的干扰检测及避免算法。该算法首先通过对可用信道集中各类信道的储存顺序进行随机化处理,并优先选用级别高的信道来降低被干扰的概率。其次在网络运行阶段,对各类信道采用不同的干扰检测方法,且干扰检测周期不同,除此以外,对B类信道还采取了动态干扰检测周期。在信道维护不太频繁并节省能耗的情况下发现干扰后及时更换信道。除了实时保证工作信道质量外,还通过实时维护备选信道方法缩短受干扰后更换信道的时间。仿真验证了该算法能够明显降低网络受到干扰的概率。 本文的研究成果对于IEEE802.15.4n的制定以及无线体域网技术的应用与研究具有一定的参考价值。
【图文】：

网在中国具有很好的发展前景。目前，世界各国均纷纷为医疗体域网分配频段，，如图1.1所示。这极大地促进了 WBAN技术及其产品的发展。同时，国际标准的制定工作也已逐步开展。国际化标准组织早于1998年3月就成立了 IEEE802.15工作组，并制定了IEEE802.15.4系列标准，标准中文全名为低速无线个人区域网络（Low RateWireless Body Area Network, LR-WPAN)的无线介质存取控制与物理层规格[2】，是ZigBee，WirelessHART规范的基础，相对应的无线体域网标准有IEEE802.15.6[3]、IEEE802.15.4j[4]、IEEE802.15.4n[5]。I 糊

本文编号：2676763