[发明专利]一种无线体域网通信系统有效
申请号: | 201910202580.5 | 申请日: | 2019-03-18 |
公开(公告)号: | CN111726169B | 公开(公告)日: | 2021-09-03 |
发明(设计)人: | 赵健;杨华中;刘勇攀 | 申请(专利权)人: | 清华大学 |
主分类号: | H04B13/00 | 分类号: | H04B13/00;H04B5/00 |
代理公司: | 北京路浩知识产权代理有限公司 11002 | 代理人: | 王庆龙;周永君 |
地址: | 100084 北京市海*** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 无线 网通 系统 | ||
本发明实施例提供一种无线体域网通信系统。该系统包括:发射端和接收端;接收端包括负载电阻、数控电感阵列和损耗补偿器;负载电阻和数控电感阵列依次串联于信号电极和地电极间,所述损耗补偿器与所述负载电阻和所述数控电感阵列并联;负载电阻根据发射端发射的激励信号生成电压信号;损耗补偿器根据电压信号生成控制信号;数控电感阵列根据控制信号从数控电感阵列的多个电感中确定若干个电感作为补偿电感,并通过补偿电感对无线体域网通信系统中的反向路径损耗进行补偿。本发明实施例提供的系统,能够在人体姿态变化过程中动态且有效的对系统中的反向路径损耗进行补偿,使得系统的功耗大幅降低。
技术领域
本发明实施例涉及无线体域网技术领域,尤其涉及一种无线体域网通信系统。
背景技术
无线体域网(wireless body area networks,WBAN),是指建立在个人所携带的电子设备之间的信息网络。为了促进无线体域网的发展,无线体域网标准IEEE802.15.6于2012年正式确立。标准中规定了三类用以进行无线体域网通信的信号频段:窄带(narrowband,NB)、超宽带(ultra wideband,UWB)和人体通信(human bodycommunication,HBC)频段。其中,窄带和超宽带均属于射频通信的方式,而人体通信则是将人的身体视为导体,利用人体作为信道完成信号的传导,是一种非射频的通信方式。与射频通信的方式相比,人体通信由于利用人体低损耗的特性,且无需天线、线圈,有望真正实现无线体域网的低功耗和小型化。
对于基于人体通信的无线体域网通信系统,依照耦合方式的不同,又可分为基于电容耦合的无线体域网通信系统和基于电流耦合的无线体域网通信系统。其中,基于电容耦合的无线体域网通信系统是通过发射端或接收端的两个电极分别与人体和空气进行电容耦合来确立通信回路,进而实现信号的传导。
图1为现有技术中无线体域网通信系统的结构示意图,如图1所示,该系统为基于电容耦合的无线体域网通信系统,包括发射端和接收端,其中,发射端包括一个信号电极SEtx、一个交流信号源和一个地电极GEtx,接收端包括一个信号电极SErx、一个负载电阻和一个地电极GErx。其中,信号电极SEtx和信号电极SErx均贴于人体表面,此时,信号电极SEtx-人体-信号电极SErx间构成了前向路径,地电极GEtx-空气-地电极GErx间构成了反向路径。由于空气中的耦合电容的导电率远低于人体的导电率,从而使得反向路径损耗远高于前向路径损耗。
为了保持无线体域网通信系统的低功耗,需要对反向路径损耗进行补偿。图2为现有技术中具有补偿功能的无线体域网通信系统的结构示意图,如图2所示,通常通过在接收端的信号电极SErx和地电极GErx间串联一个固定电感,以实现对反向路径损耗进行补偿。但是,反向路径损耗随人体姿态的变化而变化,现有技术无法在人体姿态的动态变化过程中对反向路径损耗进行有效的补偿,因此,无法保持该系统的低功耗。因此,提出一种能够在人体姿态动态变化过程中对反向路径损耗进行有效补偿的无线体域网通信系统成为了亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题,本发明实施例提供一种无线体域网通信系统。
第一方面,本发明实施例提供一种无线体域网通信系统,包括:
发射端和接收端;其中,所述接收端包括:
负载电阻、数控电感阵列和损耗补偿器;其中,
所述负载电阻和所述数控电感阵列依次串联于信号电极和地电极间,所述损耗补偿器与所述负载电阻和所述数控电感阵列并联;
所述负载电阻,用于根据所述发射端发射的激励信号,生成电压信号;
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