论文--软件无线电技术在医疗行业的应用

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1、14软件无线电技术在医疗行业的应用一、绪论（一）选题的目的和意义目前，很多医院的计算机都是放置在各部门或科室的固定位置，甚至在病房中放置计算机，通过计算机综合布线联网组成医院信息管理系统网络。随着医院信息管理系统应用的不断深入以及应用需求的不断增加，这种固定部署计算机方式所存在的局限性，已经制约了医院信息系统发挥更大的作用。因此，将无线通信技术引入医疗领域已经成为了国内外数字化医院建设的热点问题。无线通信可以分为无线局域网通信和无线移动通信两类。作为医院有线局域网的补充，无线局域网能为医院各种医疗活动提供准确、快捷、方便的服务，可以有效地克服

2、有线网络存在的弊端，在医生查房、护理监控、输液管理等方面提供更好的服务，有效地提高管理人员、医生和护士的工作效率，协调相关部门有序工作；而无线移动通信通过医院短信平台等方式可以加强医院与患者之间的交流与联系，并可以提供短信息群发、手机预约挂号、专家专科排班通知、相关活动通知、客户随访等一系列服务。随着无线技术不断成熟，无线电技术和3G技术在各个行业得到了应用。特别地在医疗这个特殊行业，对于医务工作者和患者之间的联系性和移动性的要求上比较高，无线技术的使用能够提高其工作效率，迅速解决突发状况，并能够提前做出应对措施。在医疗行业引进无线技术，是未

3、来医疗事业发展的一个趋势。（二）国内外研究现状和发展趋势1、研究现状国外对于软件无线电领域的研究比较早，其技术也已经应用到各个行业，包括军事、教育、医疗、政府机构等。我国的无线技术研究起步比较晚，在多个行业中，通信技术还是以有线通信作为基本的通信基础。而在医疗行业，先今，只有少数医院已经建设起了无线局域网，在此方面我们的技术和管理上还是存在很多的不足之处。2、发展趋势14软件无线电技术在医疗行业的应用任何一种主要技术的发展都会带来相关基础工业的发展，软件无线电也不例外。软件无线电的许多潜在效益存在于价值链的不同层次上，最终的影响取决于如何是这

4、种技术发展商业化。目前全世界软件无线电参与者正致力于确定软件无线电技术在产业链中的定位，未来软件无线电在应用层的实用性将为网络运营商提供新的发展机遇，它将从不同途径上对个人通信和更多的产业产生深刻的影响。在医疗行业，软件无线电技术的应用将会产生重要的作用，对于医务工作者的工作产生巨大的帮助。二、软件无线电技术（一）软件无线电的定义软件无线电（softwareradio）在一个开放的公共硬件平台上利用不同可编程的软件方法实现所需要的无线电系统，简称SWR。软件无线电的基本思想是以一个通用、标准、模块化的硬件平台为依托，通过软件编程来实现无线电台

5、的各种功能，从基于硬件、面向用途的电台设计方法中解放出来。功能的软件化实现势力要求减少功能单一、灵活性差的硬件电路，尤其是减少模拟环节，把数字化处理（A/D和D/A变换）尽量靠近天线。软件无线电强调体系结构的开放性和全面可编程性，通过软件更新改变硬件配置结构，实现新的功能。SWR是宽带模数及数模变换器（A/D及D/A）、大量专用/通用处理器、数字信号处理器（DigitalSignalProicesser，DSP）构成尽可能靠近射频天线的一个硬件平台。在硬件平台上尽量利用软件技术来实现无线电的各种功能模块并将功能模块按需要组合成无线电系统。（二

6、）软件无线电的基本组成及结构1、软件无线电的基本组成14软件无线电技术在医疗行业的应用软件无线电主要由天线、射频前端、宽带A/D-D/A转换器、通用和专用数字信号处理器以及各种软件组成。软件无线电的天线一般要覆盖比较宽的频段，要求每个频段的特性均匀，以满足各种业务的需求。射频前端在发射时主要完成上变频、滤波、功率放大等任务，接受时实现滤波、放大、下变频等功能。而模拟信号进行数字化后的处理任务全由DSP软件承担。为了减轻通用DSP的处理压力，通常把A/D转换器传来的数字信号，经过专用数字信号处理器件处理，降低数据流速率，并且把信号变至基带后，再

7、把数据送给通用DSP进行处理。一个理想的软件无线电的组成结构如图2.1.1所示图2.1.12、软件无线电的体系结构软件无线电主要有三种实现结构：射频全频段数字化采样、中频数字化采样结构、虚拟无线电结构。　　（1）射频全频段数字化采样　　依据器件水平，短波软件无线电的射频全频段数字化采样尚不能实现。按照Nyquist采样定理对短波频段采样速率至少需要70Msp/s，短波频段通信对ADC的动态范围要求为120dB～130dB，A/D是每bit提供6dB动态范围。这样对短波全频段采样需要130/6≈22bits，ADC达不到此要求。　　（2）中频数

8、字化采样结构　　中频采样是将射频信号预处理后，模拟变频到中频进行A/D采样，采样后的数据被送入DSP，在DSP中进行数字下变频和数字解调处理。这种结构的软件无线电与