[发明专利]无线体域网的通信模式切换方法及装置

说明书

本发明提供了一种无线体域网的通信模式切换方法及装置，涉及无线体域网技术领域，该方法包括：获取当前WBANs的业务特征，业务特征包括业务参数信息和通信需求信息；将业务特征输入至预先训练的业务分类模型，得到当前WBANs的业务类别；根据业务类别、预先建立的业务类别与最优通信模式的对应关系，确定业务类别对应的最优通信模式；将当前WBANs的通信模式切换为最优通信模式。本发明实施例提供的无线体域网的通信模式切换方法及装置，可以根据通信需求自适应选择最优的通信模式，实现了低能耗和高传输质量的双重保障。

技术领域

本发明涉及无线体域网技术领域，尤其是涉及一种无线体域网的通信模式切换方法及装置。

背景技术

在当今技术发展的驱动下，为解决社会对高质量、低成本医疗保健的需求而出现并迅速发展的无线体域网(Wireless body area networks，WBANs)有着广阔的应用前景。WBANs是生命信息采集与传输的重要技术手段，具有业务多样性和服务差异化的突出特点，同时WBANs中的节点也是典型的资源受限型设备，能耗成为其长期工作中最大的瓶颈，也是制约WBAN发展的关键因素之一。

无线体域网常用的通信手段包括新近发展起来的以人体作为通信媒介的人体通信(Human body communication，HBC)和传统的近人体无线通信，此两种通信方式的多种实现模式应用于不同通信需求的无线体域网业务时，能效有显著差异。然而由于缺少对通信模式与业务特征之间匹配关系的研究，当前WBANs仍采用单一通信模式来应对多种业务差异化的通信需求，无法对系统能耗和通信质量进行优化配置。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种无线体域网的通信模式切换方法及装置，可以实时切换通信模式，降低能耗并提高通信质量。

第一方面，本发明实施例提供了一种无线体域网的通信模式切换方法，方法应用于无线体域网WBANs的控制器，包括：获取当前WBANs的业务特征，业务特征包括业务参数信息和通信需求信息；将业务特征输入至预先训练的业务分类模型，得到当前WBANs的业务类别；根据业务类别、预先建立的业务类别与最优通信模式的对应关系，确定业务类别对应的最优通信模式；将当前WBANs的通信模式切换为最优通信模式。

进一步地，业务分类模型的建立过程包括：选择多个WBANs业务作为聚类样本；提取每个聚类样本的业务特征；通过聚类算法对业务特征进行聚类，建立业务分类模型。

进一步地，业务类别与最优通信模式的对应关系通过以下方式建立：获取WBANs业务的通信需求信息，建立满足通信服务质量需求的约束条件；根据近人体无线通信能效模型和人体通信能效模型建立能效目标函数；根据能效目标函数建立满足约束条件的能效最优化方程组；对能效最优化方程组求解，确定能效最高的通信模式；将能效最高的通信模式作为WBANs业务的业务类别对应的最优通信模式。

进一步地，业务类别与最优通信模式的对应关系通过以下方式建立：获取WBANs业务的通信需求信息，建立满足通信服务质量需求的约束条件；根据近人体无线通信能效模型和人体通信能效模型建立能效目标函数；根据WBANs业务的关键指标信息，建立关键指标目标函数；根据能效目标函数和关键指标目标函数，建立多目标最优化方程组；对多目标最优化方程组求解，确定最优通信模式；将最优通信模式作为WBANs业务的业务类别对应的最优通信模式。

进一步地，还包括建立人体通信能效模型的步骤，建立人体通信能效模型的步骤包括：通过级联电路分析建立电容耦合方式的人体信道传输模型；根据人体通信的要求选择调制与编码方式；由调制与编码方式和误码率公式计算射频能耗；根据射频电路架构和功率放大器信息，计算电路能耗；结合射频能耗和电路能耗确定人体通信能效模型。