[發明專利]基于頻譜感知技術無線體域網醫學場景中信息傳輸方法

無效

• 申請號: 200810041923.6
• 申請日: 2008-08-21
• 公開（公告）號: CN101345535A
• 公開（公告）日: 2009-01-14
• 發明（設計）人: 申志坤;劉艷麗;劉靜;戴文怡;盛楠
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H04B1/00
• 分類號: H04B1/00;A61B5/00;A61B19/00
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及的是一種無線通信技術領域的方法，具體是一種基于頻譜感知技術無線體域網醫學場景中信息傳輸方法。

背景技術

針對可分配的頻譜資源日益稀缺和無線技術對頻譜資源需求不斷增加這一矛盾，試圖在已分配的頻譜(Licensed?spectrum)中尋找可用頻譜空洞的認知無線電技術(Cognitive?Radio?wireless?transmission)開始被廣泛應用。雖已被分配但在時間或者空間范圍內沒有數據傳輸的頻段被稱為頻譜空洞。頻譜空洞的廣泛存在為認知無線電技術的發展提供了可能。認知無線正是在不影響主要用戶(Licensed?user)數據傳輸的前提下，通過主要用戶的注冊過的頻譜(Licensedspectrum)中找出可用的頻譜空洞用于傳輸認知用戶(cognitive?user)的數據。無線體域網通過貼在人體表面的無線設備構成網絡以檢測人體周圍的信息并將信息在體域網內和體域網外傳輸交互。根據傳輸數據內容的不同，無線體域網的應用領域可以分為醫學和非醫學領域。無線體域網醫學領域的應用主要是通過貼放在人體表面的無線設備檢測人體生理信息，并通過天線傳輸到醫療中心來遠程監控人體的健康狀況。無線體域網醫學應用場景中的混合信道包括人體外的無線空間構成的無線信道和人體本身構成的人體信道。由于體域網中無線傳輸設備緊貼在人體表面，因此無線體域網中無線信道的信號傳輸功率，信號工作的中心頻點和數據傳輸帶寬等參數都受到了約束。很多學者對人體信道的傳輸特性進行了廣泛而深入的研究，并通過實驗證實：通過控制人體信道的長度，在人體信道中傳輸特定頻率范圍和功率值范圍的調制信號時，接收信號誤碼率，脈沖展寬和幅度衰減等參數是能夠滿足某些業務要求的。

在頻譜檢測方法的實現方面，Danijela?Cabric等人發表在IEEE雜志上的《Implementation?Issues?in?spectrum?sensing?for?cognitive?radio》(《認知無線電中頻譜感知的實現問題》)對能量檢測方法、循環特征檢測和合作式頻譜檢測等認知無線電中常用的頻譜檢測方法的實現過程進行了詳細的介紹。在人體信道傳輸特性的研究方面，Namjun?Cho等人發表在IEEE上的《The?human?bodycharacteristic?as?a?signal?transmission?medium?for?intra-bodycommunication》(《人體作為體內通信的傳輸媒介時的傳輸特性》)對載波頻率在4MHZ以下，人體信道幅度衰減和相位延時等傳輸特性進行了研究，并通過實驗測出在特定的數據帶寬，工作頻點和人體信道長度下，利用人體信道傳輸心電圖等信息時，接收信號的誤碼率特性，初步論證了人體信道對數據速率不太高的數據業務是支持的。

經過對現有技術文獻的檢索發現，Wha?Sook?Jeon等人發表IEEE雜志上的《An?efficient?quiet?period?management?scheme?for?cognitive?radio?system》(《認知無線電中一種靜態時間段管理策略》)，該文主要是利用Markov鏈分析法證明在先利用多次能量檢測找出可能的頻譜空洞后再利用循環特征檢測對這些頻譜空洞進一步確認的兩級頻譜檢測操作時，通過調整能量檢測的次數能有效得在縮短兩級頻譜檢測方法的檢測時間和提高頻譜檢測的準確性間進行平衡。該文章雖然結合了能量檢測方法時間短和循環特征檢測準確性高的優點，但是文中給出的方法需要不斷調整能量檢測的次數在實現時的復雜度比較高。同時，對于陰影衰落廣泛存在的無線信道，也沒有考慮如何在本方法中采用合作式頻譜檢測來有效的對抗陰影衰落。

發明內容

本發明的目的是克服上述現有技術的不足，提出一種基于頻譜感知技術無線體域網醫學場景中信息傳輸方法，通過將認知無線電中的頻譜感知技術應用于無線體域網內，以在已分配頻譜資源中找出頻譜空洞用于無線體域網的數據傳輸，同時在對如何將無線體域網內的數據傳輸到體域網外這一全新領域進行研究時，充分考慮了無線體域網醫學場景中無線信道和人體信道組成的混合信道的傳輸特性和無線體域網內各節點數據內容的相關性。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括以下步驟：

步驟一，無線體域網內各節點將需要感知的信號的頻譜范圍，劃分成兩個以上的小頻段分段，利用頻譜感知技術中的能量檢測方法粗檢測每個小頻段內信號能量，對兩次能量檢測得到的信號能量均低于預先設定的能量閾值的小頻段標記警報，并保存標記警報的小頻段的兩個能量值；