[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

摘要

本发明涉及一种场路结合的穿戴式设备电流型人体信道建模方法，采用电流耦合信号传输方式，先建立人体通信的电场模型，在此基础上，将穿戴式设备的通信部分、电极间的寄生容性阻抗、实际测量中外部环境的耦合容性阻抗等等效成外部电路模型，加入到电场模型中得到场路结合的模型。本发明改善了现有的信道建模方法忽略各电极间的寄生容性阻抗、外界环境耦合容性阻抗以及穿戴式设备电路等的不足，完善了建模的完整性，采用场路结合的穿戴式设备电流型人体信道方法进行人体信道估计，能全面反映实测环境的真实情况，与真实人体的信道特性吻合度更高。

主权项

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。