身体域条件约束统一衰落模型研究

Reliable fading model is an important support to the high quality wireless communication for body area. In body area,many factors produce an effect to the fading model.Published literature and our previous research indicate that the effects and mechanism of these factors on body area fading model are still unclear,meanwhile,it is important to know how these factors act cooperatively on the fading model.At these reasons,this subject will study the field equivalence method and its application in human body surface,then,the frequency domain measurement technoque can be applied,finally,based on the new probability density characterization,a unified fading model will be established by taking random decision tree approach.The research will generalize the fading model for body area, and hence would lay the foundation for accurate prediction of wireless signal fading in body area.

稳健、可靠的信号衰落模型是高质量身体域无线通信的重要支撑，在身体域中，诸多因素如个体特异性、天线增益、工作频率等都对该区域的信号衰落产生影响。已发表文献和我们以往的研究工作表明，各个因素对身体域衰落模型影响的规律和机制仍不完全明晰；同时，某几个因素共同作用于该衰落模型的方式和机理仍有待进一步的探索。针对以上问题，本课题拟研究场等效方法在身体表面的应用，在此基础上结合频域测量技术，针对身体域内有限样本的事实，重新表征衰落模型的概率密度，并最终通过决策树的组合建立身体域信号衰落的统一模型。以上研究拟解决当前身体域衰落模型较难推广的问题，为准确预测身体域内的无线信号衰减奠定基础。

随着我国老龄化的加剧，社会对老年人监护和个人健康保健护理的需求持续增加。自从1996年体域网概念的提出以来，可穿戴设备得到了长足的发展。稳健、可靠的可穿戴设备通信问题是可穿戴设备发展的基石。因此，亟需对身体中心无线通信信道展开深入的研究。在这种背景下，该项目顺应了体域网研究的发展规律，进行了以下几个方面的研究：1）决策树组合模型及其在体表窄带通信中的应用，该研究探寻了决策树组合模型本身的关键参数，包括分叉数及树的棵树等，最终实现了身体姿态的逆向识别；该研究为体域网姿态识别提供了新思路，并可以定量地分析体域网中各个因素所施加的影响；2）数值人体模型的构建，该研究探索了人体数字化的过程，所采用的流程和方法对后续研究具有借鉴意义；3）针对体域网信道的行为认证问题，该研究通过应用物理层安全相关的理念和技术，完成了体域网行为指纹的提取，由于该方法并不需要任何的硬件升级，因此可以最大限度地减少能量消耗；该技术对于后续体域网指纹提取具有重要的启发作用；4）参与设计了部分宽带天线，可作为无线个人网的重要组成部分；5）研究了基于MB-OFDM信道估计的小波去噪算法，实现了较为理想的误码率，为验证衰落模型的系统搭建奠定基础；6）实现了体表接收信号强度的采集，为体域网信道新的表征手段提供了思路。