一种基于可穿戴设备的人体通信分析方法

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1、36传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2015年第34卷第12期DOI：10．13873／J．1000-9787(2015)12-0036-03一种基于可穿戴设备的人体通信分析方法刘志远，邢琚，简荣坤，王旭(中国电子科技集团公司第四十九研究所，黑龙江哈尔滨150001)摘要：针对人体通信技术在可穿戴设备中应用缺少准确的理论分析方法的问题，提出了一种等效电路分析方法。将人体组织的通信信道等效成可解析的阻抗电路，通过对电路的分析计算得到人体通信的

2、信道增益。在此基础上，利用有限元仿真软件HFSS建立了人体通信模型，仿真结果与等效电路分析方法计算的信道增益差距小于1dB。仿真分析表明：该分析方法能够准确地描述可穿戴设备中人体通信信道的特性，完善了可穿戴设备中人体通信技术的分析方法。关键词：可穿戴设备；人体通信；等效电路模型分析方法中图分类号：TN919文献标识码：A文章编号：1000-9787(2015)12-0036-03Ananalysismethodofhuman·bodycommunicationbasedonwearabledevi

3、ceLIUZhi—yuan，XINGJun，JIANRong-kun，WANGXu(The49thResearchInstitute，ChinaElectronicsTechnologyGroupCorporation，Harbin150001，China)Abstract：Aimingatproblemthatapplicationofhuman·bodycommunicationtechnologyinwearabledeviceslackofaccuratetheoreticalanalys

4、ismethod，anequivalentcircuitanalysismethodisproposed．Humantissue’communicationchannelisseenasananalysableimpedancecircuit，channelgainofhuman-bodycommunicationisobtainedbyanalyzingandcalculatingoncircuit．Onthisbasis，human—bodycommunicationmodelisestabl

5、ishedbyusingFEMsimulationsoftwareHFSS，diferenceofchannelgainbetweenequivalentcircuitanalysismethodandsimulationresultsislessthanldB．Simulationresuhsshowthattheanalysismethodcanaccuratelyrepresentcharacteristicofhuman—body’Scommunicationchannelinwearab

6、ledeviceandimprovesanalysismethodofhuman-bodycommunicationtechnologyforwearabledevice．Keywords：wearabledevice；human—bodycommunication；equivalentcircuitmodelanalysismethod0引言影响。人体通信技术是利用人的身体作为通信信号传输媒介本文提出了一种用于可穿戴设备的人体通信技术的等的一种新型通信方式，通信电极贴在人的身体上，通过手臂效电路

7、模型分析方法，将人体的组织层特性细化分析从而或身体其他部位去接触配备了同样通信电极的机器或人，得出整个人体通信的信道增益。利用有限元仿真软件实现数据的快速交换。人体通信技术是形成可穿戴设AnsysHFSS建立了人体通信模型，深入分析了人体通信的备网络或系统的关键技术之一，人体通信技术可以实现在信道特性。不同种类的可穿戴设备之间或者不同佩戴可穿戴设备的人1人体通信等效电路之间进行信息的交互和传递J。研究以人体作为信号传如图1中所示，在可穿戴设备的人体通信系统中，发射输信道的可穿戴设备通信系统不仅在医

8、疗军事方面有很好端通过两个正方形电极(源电极和地电极，)在人体组织内的应用前景，在生活服务和个人消费娱乐方面也具有相部产生感应电流，接收端两个电极(源电极和地电极，与发当大的市场潜力。射端尺寸相同)利用人体组织的电阻特性检测电极之间的现有可穿戴设备的人体通信分析方法都是将人体的各电势差。其中，D为收发端的间距，D为发射端电极和接层组织看成是电磁特性相同的整体，而实际中人体的每一收端电极的电极内间距。可穿戴设备一般应用于人体前层细胞组织的电磁特性都不相同，现有的分析方法未能准臂，故采