[發明專利]體耦合通信設備和系統以及用于設計所述體耦合通信設備和系統的設計工具和方法

在審

• 申請號: 201810245523.0
• 申請日: 2014-09-10
• 公開（公告）號: CN108429590A
• 公開（公告）日: 2018-08-21
• 發明（設計）人: J-P.M.G.林納茨
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: H04B13/00
• 分類號: H04B13/00;H04B1/3827
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉靖龍;陳嵐

基于體耦合通信系統中的新洞悉，在此本文提供了用于設計體耦合通信裝置的設計工具，以及用于使用在體耦合通信系統中的產品。

本申請是申請日為2014年09月10日、申請號為201480051671.9、發明名稱為“體耦合通信設備和系統以及用于設計所述體耦合通信設備和系統的設計工具和方法”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及體耦合通信設備。本發明還涉及使用這樣的設備的體耦合通信系統。

本發明還進一步涉及用于設計體耦合通信系統和設備的設計工具。

本發明還涉及用于設計體耦合通信系統和設備的設計方法。

背景技術

體耦合通信（BCC）被視為用于靠近人體或在人體上的短程通信的有吸引力的解決方案。在體耦合通信系統中人體是要傳輸的信號的重要載體。相比于無線電通信的優點在于信號停留在人體的緊密鄰域中。由于其短通信范圍，該技術特別適合于要求高安全水平的系統，諸如身體傳感器網絡，或者用于與電子驗證的人類交互，諸如在移動支付中、對建筑物的訪問、穿過公共交通中的門等。另外的優點在于緩解對其它系統的干擾并且典型地要求比用于諸如藍牙之類的其它無線技術的更少的功率。

為了高效且可靠地設計BCC設備和系統，要求簡潔但精確地限定BCC信道的模型。

傳統無線電通信技術采用存在的許多有用的簡化以描述傳送和接收天線之間的路徑損失。這樣的表達式時常用于估計設備的覆蓋范圍，以估計廣播傳送器的傳送功率，或者以計算鏈路預算和衰落余量。通常這樣的模型僅使用參數（范圍、天線高度、城市或鄉村地區的類別）的有限集合但是達到合理精度。示例是用于自由空間損失的“20 log d”模型、用于Egli平面地層損失的“40 log d”、6dB/oct天線高度增益等。

對BCC信道進行建模最近受到日益增加的關注量。BCC領域中的廣泛研究由Haga等人在公開于TRANS. COMMUN., VOL.E95-B, NO.1 2012年1月的“Proper Derivation ofEquivalent-Circuit Expressions of Intra-Body Communication Channels UsingQuasi-Static Field”中提供。

然而，不管針對體耦合通信的這些最近的努力如何，比如在傳統無線電通信技術中熟知的那些之類的經驗法則尚未可用。這使體耦合通信設備和包括這樣的設備的體耦合通信系統的設計復雜化。

FUJII K等人：“Electric Field Distributions of Wearable Devices Usingthe Human Body as a Transmission Channel IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS ANDPROPAGATION, IEEE SERVICE CENTER, PISCATAWAY, NJ, US, vol. 55, no. 7, 2007年7年1日（2007-07-01），第2080-2087頁，XP011187036, ISSN: 0018-926X, DOI: 10.1109/TAP.2007.900226提出通過使用時域有限差分（FDTD）方法的配備有可穿戴設備的人體的計算模型。而且，生物組織等同固體體模用于示出計算的有效性。從這些研究，確定使用人體作為傳送信道的可穿戴設備的傳送機制。

US20100315206涉及使用具有多個電極或電極區段的電極布置的耦合器設備、處理裝置。估計體耦合通信信號的相應傳送參數并且選擇和加權處理中的至少一個基于所估計的傳送參數而應用于從電極或其區段接收的所檢測到的體耦合通信信號。然而，經處理的體耦合通信信號組合以生成多樣性輸出信號。由此，抵擋耦合器誤放置的魯棒性和用戶便利性在體耦合或基于身體的通信系統中增加。圖2B在其中示出連接到身體的結構，其包括兩個隔離的耦合電極，其中一個必須指向身體并且另一個與其平行地堆疊。

發明內容