人体通信以人体作为通信系统的一部分,利用人体自身良好的导电特性实现电信号的传输,具有功耗低、无需天线设计、连接方便、抗干扰性强、辐射小等诸多特点,是实现移动医疗在人体“最后一米”信息交互的新颖手段。目前人体通信信道建模的研究多集中于人体信道几何体抽象模型、等效分布式电路模型、数值解析模型。本文基于真实测试环境建立更加完备的场路结合的人体信道模型,深入探讨电信号在人体内部的传输机制。并建立具有真实几何形状和空间电导率变化的仿体模型,结合在体实验,验证场路模型的有效性和准确性。最后展开探究性实验,说明人体自身的一致性、双向性和线性性。具体研究内容如下:首先,文章推导准静态近似条件下的人体通信控制方程,结合由可视人三维重构得到的包含外观轮廓和组织分层特征的边界条件,以及人体主要组织的介电特性,建立人体信道电场模型。进一步考虑测试设备输入输出阻抗、电极间寄生电容与信道的耦合关系,构建外部电路模型,通过设计场路接口单元,将电场模型与外部电路模型相结合,建立更加完备的场路结合的人体通信信道传输模型。而后完成场路模型的参数估计并对其展开有限元分析,仿真结果表明10kHz-1MHz范围内,肌肉层是对信号传输影响最大的组织,超过65%的电流信号流经肌肉层。其次,针对人体组织电导率的差异性,配置拟人体皮肤、脂肪和肌肉层介电特性的材料。然后考虑人体组织轮廓的复杂性和不规则性,利用可视人制作仿体模具,建立具有真实几何形状和空间变化电导率的仿体模型,开展仿体性能测试,对验证场路模型的准确性进行有效的补充。最后,实验部分由验证性实验和探究性实验两方面构成。验证性实验验证场路模型的有效性和准确性以及仿体模型的通用性,探究性实验研究人体信道的一致性、双向性和线性性。实验结果显示,相对于电场模型,场路模型更加接近人体实验结果,场路模型和人体实验的误差小于9dB。而仿体模型和人体具有相似的信道特性曲线,能够成为验证场路模型准确性的有效补充。探究性实验通过在体实验的设计验证了人体信道的一致性、双向性和线性性,为人体通信硬件电路的设计提供理论指导。总之,本文基于场路结合的人体通信建模与实验,揭示了电信号在人体内部的传播情况,为移动医疗设备人体通信技术的实际应用提供基础理论。