[发明专利]一种场路结合的穿戴式设备电流型人体信道建模方法

权利要求书

1.一种场路结合的穿戴式设备电流型人体信道建模方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤S1：根据人体外观特征及内部组织间的分层规律，建立全身人体或局部人体的几何特征模型，而后对全身人体或局部人体的几何特征模型各组织设置相应的电磁参数，包括电导率、相对介电常数、磁导率；

步骤S2：穿戴式设备的通信部分包含发送模块与接收模块，其中发送模块由信号源、输入阻抗组成，接收模块由接收器、输出阻抗组成，并且在此基础上考虑电极间寄生容性阻抗、外界环境的耦合容性阻抗影响，将穿戴式设备的通信部分、电极间的寄生容性阻抗、外界环境的耦合容性阻抗等效成电路模型；

步骤S3：采用电流耦合信号传输方式，通过等效的电流型场路接口单元将步骤S1建立的人体电场模型与步骤S2建立的电路模型相结合构成场路结合的穿戴式设备电流型人体信道模型；

步骤S4：以Maxwell方程或者相应的简化形式作为步骤S3建立的场路结合的穿戴式设备电流型人体信道模型的控制方程；并以步骤S1建立的全身人体或局部人体的几何特征模型作为人体信道模型的边界条件，以各组织相应的电磁特性作为人体信道模型的本构关系；采用电磁场的解析法、半解析法或数值求解方法，获得电信号由发送端传输至接收端的传输方程，计算出路径损耗、相位偏移、估计信道容量、传输速率、误码率，进而获得场路结合的穿戴式设备电流型人体信道模型。

2.根据权利要求1所述的一种场路结合的穿戴式设备电流型人体信道建模方法，其特征在于：所述全身人体或局部人体的几何特征模型包括圆柱体、椭球体、长方体或真实人体的几何模型。

3.根据权利要求1所述的一种场路结合的穿戴式设备电流型人体信道建模方法，其特征在于：在步骤S3中，所述的电流型场路接口单元包括接触电阻、极化电压、接触电容，所述接触电阻与极化电压串联连接后与所述接触电容并联连接。

4.根据权利要求1所述的一种场路结合的穿戴式设备电流型人体信道建模方法，其特征在于：在步骤S4中，所述Maxwell方程：

式中，为磁场强度；为自由电流密度；为电位移矢量；为电场强度；为磁感应强度；为电荷密度。

5.根据权利要求1所述的一种场路结合的穿戴式设备电流型人体信道建模方法，其特征在于：在步骤S4中，所述Maxwell方程的相应简化形式为Laplace方程：，其中，表示电导率，ω表示角频率，代表真空介电常数，代表相对介电常数，为标量电位。