无线体域网WBAN超短距离信道模型的研究

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1、分类号TN925密级公开重庆邮电大学硕士学位论文论文题目无线体域网(wB舢叼起短距离信道模型的研究英文题目TheShortDistanceChannelModelofResearch论文提交日期2Q!三：垒：!墨．：论文答辩日期2Q13：5：!星论文评阅人拉凼直宣答辩委员会主席星查鏊三量立垒塑里查望2013年5月17日重庆邮电大学硕士论文摘要本论文重点研究无线人体局域网(WBAN)超短距离信道特性和信道建模，模拟人体组织建立人体模型并研究其比吸收率和路径损耗特性。论文在简要介绍无线人体局域网的基础概念上，对

2、无线人体局域网的信道模型进行研究，给出了天线对人体辐射的影响，以及人体组织对收发天线间功率损耗的影响，并从四种信道模型分别建模，得出了相应信道参数的统计特性。根据无线人体局域网信号传输围绕人体的特殊性，选择电磁仿真软件XFDTD对人体组织进行确定性建模。根据无线人体局域网信道模型不够成熟的原因，选择simulink进行仿真验证。在此基础上，论文仿真了天线在人体模型中的比吸收率(SAR)分布，对人体不同组织下的路径损耗进行对比。论文首先对无线人体局域网信道的研究现状和意义做了简单介绍。通过使用XFDTD仿真人

3、体组织四层模型在不同频率下的SAR，得出10克和l克组织下频率越高其SAR值越大，并用完整人体模型计算在2．4GHz下的人体10克组织的SAR满足国际规定的最新标准，得出了SAR最大的三种组织为皮肤、血液和肌肉。其次，通过分析无线人体局域网的信道特性和影响信道的主要因素，提出和建立了人体四层组织结构的人体通信模型，在2．4GHz使用两个半波偶极子天线贴近皮肤表层研究人体组织对天线传输信号的路径损耗，分别从天线距离、组织厚度和天线高度对信道的传输特性进行仿真，得出了随着天线距离的增大路径损耗变大，随着组织厚度

4、增加路径损耗逐渐趋于稳定，天线距离人体组织越高其路径损耗越小。最后，通过国外实测得出的参数，提出了四种通信链路从路径损耗模型和冲激响应模型来具体分析，用Simulink建立了无线人体局域网信道中的四种信道模型并对这四种信道模型进行仿真，得出不同频点下的路劲损耗值，与国外测量的数据基本吻合。在2．4GHz下，实测参数仿真出来的路径损耗结果稍微大于人体组织建模仿真的结果。仿真数据表明：比吸收率最高的区域为靠近天线附近的体表，人体周围环境和人体组织对于无线人体局域网的信道有着重要的影响，并且人体组织吸收造成的损耗

5、成为主要因素。其次，人体组织的厚度，天线的距离和高度都影响着短距离无线信号的传输。关键词：无线人体局域网，信道模型，路劲损耗，人体组织Abstractrnlisthesisfocusonstudyingthechannelcharacteristicsandchannelmodelingofwirelessbodyareanetwork，simulationofhumantissuesmodelandtostudytheSARandpathlossproperties．Onthebasisofbriefly

6、reviewingtheconceptofwirelessbodyareanetwork，andanalyzethechannelmodelofwirelessbodyareanetwork．Giventheeffectsofantennaradiationtohumanbody，andhuman-bodytissueswhichistheinfluencethattheantennaoftransmitandreceivehavepowerloss．Formingthefourkindsofchannel

7、modelsrespectively，thestatisticalcharacteristicofthecorrespondingchannelparametersareobtained．AccordingtotheparticularityofsignaltransmissionaroundthebodyinWBAN，wechoosetheelectromagneticsimulationsoftwareXFDTDtodeterministicmodelingforhuman-bodytissues．Ac

8、cordingtothechannelmodelisnotenoughmatureinWBAN，wechoosesimulinktosimulafionandvalidation．Onthisbasis,thepapersimulatestheantennaSARdistributioninhumanbodymodelandpathlossunderdifferenthuman—bodytissues．Theth