无线体域网(WBAN)
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WBAN频带选择
MICS(Medical Implanted Communication System) MICS是一个超低功率、无需牌照、移动无线服务,这样医疗护理提供者
就能在一个植入 设备与一个基站之间建立高速、短程无线连接,支持结合植入 医疗设备的诊断和治疗功能。其频段为402-405MHz,已被大部分国家和地区 广泛接受。 WMTS(Wireless Medical Telemetry Service)
植入设备的信道模型基本上是不同的,外部设备之间的 距离最大可以为5m,一般在2-3m之间。
WBAN信道模型 WBAN系统不同于传统无线通信,它的路径损耗由距
离决定又由频率决定
BAN可能的通信链路
WBAN中的关键技术——传感器
传感器技术是WBAN的重要基础,小型化,智能化,高精 度,低功率的各类传感器是支持WBAN的必要条件。低功 率对于植入到人体内部的传感器是非常关键的性能。这些 传感器只能靠电池来驱动,有限的电池能量需要在相当长 的传感器生命周期内支持传感器的正常工作。因此, WBAN中的传感器应该具有从周边环境自动收集能量的能 力,比如利用人体组织的热量转换电能等。
场景列表及其描述
WBAN信道模型
可以讲WBAN使用的传感器节点分为3种类型: 1)可植入节点:放置在人体体内的节点; 2)体表节点:放置在人体皮肤表面的节点,最多远离皮肤
表面2cm 3)外部节点:放置在人体皮肤外部节点,与人体皮肤不直
接接触的节点(Βιβλιοθήκη Baidu多不超过5m)。 包含人体表面和植入场景的信道模型的结构并不相同。
WMTS一般用于通过无线电技术来远程监控病人的健康。WMTS的使用给 予了病人很大的移动性,减少了医疗监护的费用。主要频带分布在420429MHz、440-449 MHz、608-614 MHz、1395-1400 MHz、1427-1429.5 MHz,这个频带非常适合WBAN,首先它是一个低频带,可提供大量通信带宽, 如在608-614 MHz中允许有4个1.5MHz带宽的信道;其次WMTS带宽只用于医 疗通信,这样就比ISM频带的干扰要少很多。 UWB(Ultra-Wideband)
WBAN频带选择
根据目前的研究分析,无线个人通信系统可以操作在 一些无需牌照的频谱上,并得到全球普遍的认可。体域网 络的照耀频带包括可植入通信系统(Medical Implanted Communication System-MICS)频带,无线医疗遥测服 务(Wireless Medical Telemetry Service-WMTS)频带, 工业、科学、医疗(the Industrial ,Scientific and Medical-ISM)频带,超宽带(Ultra-Wideband,UWB)频 带。
ISM频带是ITU-R定义的无线电规范,ISM的分配是不需要牌照的,因而 可以为WBAN方便使用
常见的频带选择范围
WBAN信道模型 在WBAN开发中比较重要的一点就是人体附近或者在人体内部 的设备的电磁波传播特性。由于人体组织结构和体型相对复 杂,这样使建立一个简单的BAN的路径损耗模型变得比较困 难。WBAN应用中的天线放置在人体表面或者内部,因而 BAN西in到模型需要考虑人体对无线传播的影响。
WBAN中的关键技术 ——通信
WBAN通信关键技术一般主要涉及到其物理层的频带选择、 信道模型、MAC层的能量有效性、可扩展性、安全性等性 能要求,通过具体分析这些关键技术的要求,合理设计符 合WBAN要求的通信协议。目前IEEE802.15委员会任务小 组TG6正在对WBAN相关技术提出一些草案和建议,已经 基本完善的草案就有物理层特性分析、WBAN的技术要求 规范等。为WBAN相关协议的研究提供了更好的理论指导。 这里主要对 的频带选择和信道模型问题进行具体设计和分 析。
WBAN中的关键技术
WBAN是一种新的交叉技术,和无线个人网(Wireless Personal Area Network,WPAN)、无线传感器网络(Wireless Sensor Network , WSN)、泛在传感器网络(Ubiquitous Sensor Network,USN)、 无线短距通信技术、传感器技术等都有着密切关系、目前业界倾向于 认为WBAN是WPAN的一种延伸。它实际上就是一个低功率、小范围、 低速率和低价格的电缆替代技术。而WBAN把WPAN扩展到了部署在 人体表面和内部的各类传感器。远程医疗诊断和监护则是WSN应用 的一个非常重要的方面,和WBAN密切相关。WSN的泛在化导致了 USN(Ubiquitous Sensor Network )的出现。USN严格来讲是一种面向 应用和业务的体系结构,通过这种公共的结构可以支持各种传感器网 络和全IP的公共数据网络相互连通,实现FMC(Fixed Mobile Convergence,固定网络与移动网络融合),并基于传感器数据提供 各类业务和应用。
无线体域网(WBAN)
WBAN——无线体域网 无线体域网简介 无线体域网中的关键技术——通信、传感器 无线体域网的具体应用 结论
无线体域网(WBAN)简介:
WBAN,即无线体域网(Wireless Body Area Network),就是以人体为中心,由和人体相关的各种网 络元素组成的通信网络。这些元素包括:个人终端、分布 在人体即人体周围一定距离范围甚至人体内部的传感器、 组网设备等。我们可以通过WBAN以及可携带的个人设备 如:PDA、手机等进行通信,同时WBAN也可以和其他数 据通信网络连接,成为整个通信网络的一部分,从而实现 与任何网络终端的通信。
UWB是一种短距离的无线通信方式。其传输距离通常在10m以内,使用 1GHz以上的带宽,通信速度可以达到几百Mbit/s以上。UWB不采用载波,而是 利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,因此其所占的频谱范围很宽, 适用于高速、近距离的无线个人通信 ISM(the Industrial ,Scientific and Medical)