[发明专利]基于非均匀介质的人体通信信道建模方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及人体通信领域，特别是涉及一种基于非均匀介质的人体通信信道建模方法和系统。

背景技术

人体通信是一种以人体为传输媒介进行信号传输的通信方式。为了基于数值计算仿真的研究，研究者都采用了人体是一个均匀介质的假设来简化模型，然而，人体是一个复杂的非均匀介质体，均匀介质人体模型不符合实际情况，计算出的信道特性与实际值相差较大，所建人体电磁模型准确性较差。

发明内容

基于此，有必要针对传统的均匀介质人体电磁模型准确性较差的问题，提供一种准确性较高的基于非均匀介质的人体通信信道建模方法和系统。

一种基于非均匀介质的人体通信信道建模方法，包括以下步骤：

将人体按结构划分为多个结构模型；

将所述多个结构模型抽象成规则几何体；

对各个结构模型内部进行介质层划分，设置各介质层的厚度，并计算各个结构模型的等效的电学参数；

将具有不同电学参数的均匀介质结构模型重新组合，并恢复人体轮廓，构建多个不同电学参数的均匀介质结构模型的非均匀介质人体电磁模型。

在其中一个实施例中，所述将人体按结构划分为多个结构模型的步骤包括：

将人体划分为头、躯干、上臂、前臂、大腿、小腿。

在其中一个实施例中，将所述多个结构模型抽象成规则几何体的步骤包括：

将头抽象成球体，躯干抽象成长方体，上臂前臂、大腿、小腿抽象成相应的圆柱体。

在其中一个实施例中，所述对各个结构模型内部进行介质层划分的步骤包括：

将各个结构模型内部划分成三层介质层或四层介质层。

在其中一个实施例中，所述等效的电学参数包括介电常数和/或电导率。

一种基于非均匀介质的人体通信信道建模系统，包括：

划分模块，用于将人体按结构划分为多个结构模型；

预处理模块，用于将所述多个结构模型抽象成规则几何体；

电学参数等效模块，用于对各个结构模型内部进行介质层划分，设置各介质层的厚度，并计算各个结构模型的等效的电学参数；

构建模块，用于将具有不同电学参数的均匀介质结构模型重新组合，并恢复人体轮廓，构建多个不同电学参数的均匀介质结构模型的非均匀介质人体电磁模型。

在其中一个实施例中，所述划分模块还用于将人体划分为头、躯干、上臂、前臂、大腿、小腿。

在其中一个实施例中，所述预处理模块还用于将头抽象成球体，躯干抽象成长方体，上臂前臂、大腿、小腿抽象成相应的圆柱体。

在其中一个实施例中，所述预处理模块还用于将各个结构模型内部划分成三层介质层或四层介质层。

在其中一个实施例中，所述等效的电学参数包括介电常数和/或电导率。

上述基于非均匀介质的人体通信信道建模方法和系统，通过将人体划分为多个结构模型，并对各个结构模型内部进行划分多个介质层，再计算各结构模型的等效电学参数，得到等效的均匀介质的结构模型，然后将各个结构模型组合，构成了不同电学参数的均匀介质结构模型的非均匀介质人体电磁模型，相对于统一均匀介质的人体模型，准确性高；将各个结构模型等效为均匀介质的结构模型，简化了后续的计算，节省了计算空间。

此外，采用三层介质层既能简化计算又能保持计算精度。

附图说明

图1为一个实施例中基于非均匀介质的人体通信信道建模方法的流程图；

图2为一个实施例中人体结构模型划分示意图及每个结构模型对应的三层组织等效图；

图3为一个实施例中基于非均匀介质的人体通信信道建模系统的结构框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为一个实施例中基于非均匀介质的人体通信信道建模方法的流程图。该基于非均匀介质的人体通信信道建模方法，包括以下步骤：

步骤102，将人体按结构划分为多个结构模型。

本实施例中，步骤102包括：将人体划分为头、躯干、上臂、前臂、大腿、小腿。

具体的，根据人体轮廓和运动大关节将人体划分为上述多个结构模型。针对所划分的人体结构进行不同的组织划分，可划分为皮肤、脂肪、肌肉、血管、骨骼、骨髓、器官。

步骤104，将该多个结构模型抽象成规则几何体。