无线体域网功率控制策略综述

通信技术的发展、微处理电路和生理传感技术的进步、日益增长的人体生理信息跟踪需求等催生了无线体域网（wireless body area networks,WBAN）,作为传感器网络的一个分支,其日渐成为研究的重点。WBAN的功率控制问题主要分为：单个体域网内功率控制、多个体域网间的冲突避免。本文将以单个WBAN节点的功率控制方法为重点,同时对这两方面的研究成果作出阐述、总结。最后,分析了无线体域网功率控制需要解决的问题和未来研究的方向。     

无线体域网中的传感器节点设计与实现

本文基于双光束投射原理,搭建了用于监测脉搏、血氧和环境信息的WBAN无线传感器节点硬件平台,编写了嵌入式系统软件.经测试,该节点工作稳定、可靠,且具有微型、低功耗等特点,对WBAN无线传感器节点设计具有一定的指导作用.     

基于临时节点的无线体域网高效节能路由算法

以优化网络路由、延长网络生存期为目的,提出了一种基于临时节点的无线体域网(Wireless Body Area Network,WBAN)高效节能路由算法-A WBAN Efficient Energy-saving Routing Scheme Utilizing Temporary Nodes(RSUTN).该算法针对WBAN应用中出现的新的情况,通过充分利用临时节点富余能量,优化网络路由,平衡网络节点间能量消耗,延长网络生存期.理论分析和仿真结果表明,该算法能明显地平衡网络能量消耗,显著地延长网络生存期.     

无线体域网技术与节能方案

在无线传感器网络研究中,体域网是当今发展的一大趋势,无论是在远程医疗还是健康监护等领域,都有着非常广阔的市场前景。无线体域网的应用,能够有效缓解看病贵、看病难的问题,对医学的发展有着至关重要的意义。本文主要以无线体域网技术分析作为出发点,进而探讨其节能方案,希望给我国医学领域带来一定帮助。     

基于预测方法的无线体域网跨层优化研究

为改善无线体域网的能效和传输可靠性,该文针对其具有资源有限、信道质量波动频繁、所传输数据有异构性等特点,提出一种基于链路质量预测的跨层优化方案。通过对物理层、网络层和MAC层的松散耦合,自适应地选择传感器节点的传输功率,并且建立高效节能的端到端路由。仿真结果显示,该方案相对于已有的单层协议,整体提高了体域网的能量效率和传输可靠性。     

无线体域网资源分配研究综述

无线体域网旨在提供实时的、无处不在的人体监测来执行独立的早期预测、诊断和身体跟踪响应的护理,并日渐成为研究和应用的热点。随着WBAN在人类日常生活中的重要性日趋突出,专用于无线体域网的标准IEEE802.15.6于2012年颁布。本文主要针对多个体域网网间和单个体域网内部的资源分配进行研究,考虑WBAN的异质性以及传感器节点的异质性,同时对体域网资源分配的研究现状和不足进行分析和总结。最后,分析了无线体域网资源分配需要解决的问题和未来研究的方向。     

无线体域网组网及管理研究综述

通信技术的发展、生理传感技术的进步和日益增长的人体生理信息跟踪需求等催生了无线体域网（Wireless Body Area Network）,WBAN旨在提供实时的、无处不在的人体监测来执行独立的早期预测、诊断和身体跟踪响应的护理,并日渐成为研究和应用的热点。作为传感器网络的一个分支,其日渐成为研究的重点。随着WBAN在人类日常生活中的重要性日趋突出,专用于无线体域网(WBAN)的标准IEEE802.15.6于2012年颁布。主要针对多个体域网网间组网及其管理进行研究,同时对体域网间组网及管理的研究现状进行分析和总结。最后,分析了无线体域网组网及管理需要解决的问题和未来研究的方向。     

无线体域网老人健康监护系统设计

在国内渐渐进入老龄化以后,老年人健康监护与管理受到了越来越多人的关注。而从实际案例来看,由于一些家庭所用的监护系统比较陈旧,许多功能没有很好的关注,故出现了许多危险事故。传统监护系统时效性差、功能单一、操作不便利,因此,传统监护模式并不能满足当前要求。而在无线通信、集成电路、MEMS等技术出现以后,无线体域网回到了历史的舞台。本文将以无线体域网为着眼点,设计老年人健康监护系统,介绍无线体域网技术架构,包括心电、脉搏、血氧、体温四大节点,并分析实际结果、实际效用。     

一种无线体域网发射机体偏置线性化技术

该文针对无线体域网人体介质通信(Human Body Communication, HBC)发射机严格的输出频谱指标,提出一种利用体偏置线性化技术进行频谱整形的技术。通过设计缓冲器中晶体管体偏置,从而调整晶体管二阶非线性系数,最终消除输出端的二阶互调项(Second order InterModulation, IM2)。采用0.35 m CMOS工艺和1.8 V供电电压设计了一个基于体偏置技术的HBC发射机实例。仿真结果显示二阶输入截点(IIP2)优化到 90 dBm,输出频谱在1 MHz处抑制-130 dBr。较传统电路,该技术提高了23 dB频谱抑制,使输出频谱符合无线体域网IEEE 802.15.6协议中-120 dBr的指标。     

基于循环谱检测的无线体域网帧结构设计

在无线体域网极低信噪比环境下,引入循环谱检测技术可以很好的加以应对.但是在实际无线传输帧结构中,固定的帧结构会导致循环谱特性的损失,从而影响循环谱检测的性能.重点研究了在无线体域网中数据帧结构的设计,考察不同长度和样式的帧前缀对检测性能的影响.     

一种体域网无线心电监护系统的研制与测试

随着中国老龄化和家庭空巢化的加剧,患有慢性疾病的老人在医院外的健康监护问题变得日益突出。这就需要人们能够设计出有别于传统医疗仪器的新系统,这样的新系统称为体域网系统。论述了体域网无线心电监护系统的设计方案,重点介绍了患者系统以及预警系统的构成。患者系统采用便携式心电检测模块来采集患者的心电信号;蓝牙短距无线通信技术用于将实时心电信号传输到智能手机;预警系统能接收患者系统发送的心电信号。最后给出了在医院环境中对系统进行的三项测试结果。     

基于网络编码和ECC的无线体域网安全签名方案

针对无线体域网( WBAN)应用中人们关注的病患个人敏感数据在传输过程中容易受到攻击的安全问题,提出一种结合随机网络编码和椭圆曲线密码学( ECC)的安全签名方案。该方案首先在网络中引入随机网络编码建立多播网络模型,增加相同传输次数下的数据信息量;通过采用ECC算法对信息进行签名,保障病患相关生理信息的通信安全。该方案共有三个阶段,即创建、签名和验证阶段。理论证明了该方案是安全的,能够有效地对信息进行污染验证,并确定受攻击节点的位置。     

面向节能的无线体域网MAC层算法设计及实现

通过对无线体域网的低能耗特点进行分析,主要设计了面向节能的MAC层协议。此协议主要采用星形网络结构,应用以超帧作为基础的时分复用(TDMA)的接入控制方案,同时提出动态的时隙分配体系。可以在确保时延与缓存限制状况下,有效应用时隙,在一定程度上减小信息交互次数,进而满足低能耗需求。     

面向体域网智能客户端的数据传输方案实现

在构建小型无线体域网总体架构的基础上,通过分析两种体域网低功耗无线通信技术,设计了一种面向体域网智能客户端的数据传输方案,重点设计了几种数据传输方法,最终在一个智慧医疗系统中实现了该数据传输方案,在运行测试后符合设计要求,并具有一定的应用性。     

一种多等级无线体域网服务质量方法

提出一种基于等级的无线体域网(WBAN)QoS框架,将WBAN中的QoS分为3个等级。利用IEEE802.15.4的信标模式中基于时隙的CSMA/CA机制、保障时隙以及传感器节点内部的流量区分实现了QoS框架。仿真结果表明提出的QoS框架可以满足WBAN对QoS的需求。     

无线体域网中能量检测算法设计与验证

先根据无线体域网中人体信道幅度响应公式,分析了人体信道幅度响应与人体信道的长度和信号频率间的变化关系,然后又在上述信道模型幅度响应公式基础上,推导出基于人体信道传输信号的能量检测算法。最后通过仿真给出在频谱检测时间足够长时,不同的信号能量前提下,上文推出的能量检测算法的检测概率随着人体信道长度和信号频率的变化关系。     

无线体域网中能量高效且可靠的自适应路由协议

针对无线体域网中因通信链路时变而带来的能量浪费问题,该文提出一种能量高效且可靠的自适应路由协议.该协议在数据传播模型的基础上引入了无线链路质量的计算方法,并将各个链路质量作为隐马尔可夫模型(HMM)的状态观测值进行训练,以此得出最优的路由路径.仿真结果表明,该协议相比于基于预测的安全可靠路由(PSR)协议等已有的预测路由协议,降低了网络的数据丢包率和时延,延长了网络节点的生命周期.     

面向医护监测的无线体域网MAC层协议策略研究

针对医疗护理领域的业务需求和监护设备节点存在多样性的特点,在IEEE802.15.4协议基础上,讨论一种无线体域网混合MAC层协议策略。通过使用长超帧结构消除多余信标帧结构以提高时隙的利用率;通过短中断机制发送随机数据保证了数据的实时性;在竞争访问阶段使用短中断机制,提高能量利用率,延长网络的生存时间。仿真实验结果证明,混合MAC协议提高了医护监测应用中的网络效率。     

基于网络编码的无线体域网多中继协作节能策略

针对无线体域网中传输链路存在中断情况从而消耗额外能量的问题,在多源多中继系统模型中引入网络编码,提出一种基于网络编码多中继协作算法,并分析了该算法下系统的网络能耗,推导出系统的每比特网络整体能耗公式。仿真结果表明:该算法与传统的多路径多中继转发算法相比,可以较大程度的减少网络的整体能耗,适当地增加信源节点或者减少中继节点的数目对降低网络的整体能耗也有一定的作用。该算法能减少多源多中继网络的整体能耗,延长网络的生命周期。