[发明专利]基于分组索引调制的超声波人体内通信方法及装置

权利要求书

1.一种基于分组索引调制的超声波人体内通信方法，其特征在于，步骤如下：

S1、在发送节点上，将串行信息进行串/并转换，分成多个信息块，每个信息块包括Y个调制比特和M个索引比特；

S2、针对于每个发送帧，将其划分成多个分组；

S3、对每个发送帧的分组进行索引调制，根据每个信息块的索引比特确定出分组所对应的激活组序号；

针对于每个信息块，对信息块的调制比特进行数字调制，并将数字调制后的调制比特映射到激活组序号所对应的激活组中；

S4、针对于在步骤S3中并行处理的多个信息块，依次进行并/串转换、脉冲成形和超声波转换，得到传输信号s(t)，并通过发送帧在人体内传送传输信号s(t)；

S5、在接收节点上，接收由人体传送到的传输信号s'(t)，并对接收到的传输信号s'(t)进行解调，最终得到索引比特和调制比特。

2.根据权利要求1所述的基于分组索引调制的超声波人体内通信方法，其特征在于，发送节点和接收节点均位于以人体作为传输介质的无线通信网络中；

在步骤S2中，根据接入节点的数量，将发送帧的时隙对应划分成N个分组，每个分组的时隙数量不小于接入节点的个数，每个接入节点对应分配一个分组内的单个时隙；

接入节点是无线通信网络中可用于发送信息块的发送节点。

3.根据权利要求2所述的基于分组索引调制的超声波人体内通信方法，其特征在于，在步骤S3中，数字调制后的调制比特映射到激活组序号所对应的激活组中的发送时隙，其中，发送时隙由发送节点确定，不同的发送节点采用不同的时隙作为携带调制比特的发送时隙。

4.根据权利要求2所述的基于分组索引调制的超声波人体内通信方法，其特征在于，对发送帧的分组进行索引调制，根据每个信息块的索引比特确定出分组中对应的激活组序号，具体为：

在N个分组中激活其中的K个分组，被激活的K个分组作为激活组，K个激活组的组合种类为种；

由不同的激活组的组合对应得出不同的激活组序号；

根据每个信息块的索引比特确定出所对应的激活组序号，以此得到对应的激活组组合；

索引比特的个数M与激活组的组合种类之间的关系式为：

其中，为向下取整函数；

调制比特的个数Y与激活组的个数K之间的关系式为：

Y＝K log₂ R；

关系式表示在K个激活组分别发送log₂R个比特，其中，R为数字调制的阶数，R为2^x，x为正整数。

5.根据权利要求1所述的基于分组索引调制的超声波人体内通信方法，其特征在于，数字调制为脉冲相位调制、脉冲位置调制、脉冲幅度调制、脉冲宽度调制或者脉冲波形调制。

6.根据权利要求5所述的基于分组索引调制的超声波人体内通信方法，其特征在于，传输信号s(t)为超声波脉冲信号；

当数字调制为脉冲幅度调制时，传输信号s(t)具体如下：

其中，t是时间，j是发送帧的序号；k是激活组的序号；p(t)是单周期脉冲信号，p(t)的脉冲宽度小于时隙宽度；T_s是一个发送帧的时间长度；T_g是一个分组的时间长度；T_c是一个时隙的时间长度；P_j,k是第j帧中第k个激活组；c_j是第j个发送帧的分组中的时隙序号；a_j,k是第j个发送帧第k个激活组第c_j个时隙发送的调制比特。