体域网基带设计与系统实现

来源 :王铭 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zyl123456789zyl12345
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着人口老龄化趋势和医护资源负担的加剧,由若干穿戴或植入设备及中心节点组成的,用于电子医疗监测的无线体域网(WBAN),已成为当前医疗物联网重要应用方向之一。基于体域网传感节点长续航、小体积等特征,近年来适用于无线医疗监测的体域网生物医学传感技术受到学术界、工业界的广泛关注,设计具备低功耗、小体积、低延迟、高可靠性传输特性的数字电路以满足WBAN协议组网需求,对于现代体域网电子医疗监测领域的发展具有重要作用。本文基于IEEE 802.15.6协议实现体域网窄带物理层通信系统,具体工作如下:(1)基于软件无线电的WBAN无线通信系统验证平台基于软件定义无线电(SDR)平台GNURadio和通用软件无线电外设USRP N210搭建WBAN多种数据处理模块,有组包成帧、调制解调,以及一系列确保可靠性传输的校验模块,并在此基础上建模完整的WBAN无线通信系统并验证其可实现性。通过使用GNU Radio平台自带模块如数据流格式转换、锁相环路等基带数据处理电路,以及USRP N210对数据通用的处理如数字上下变频及模拟端数据处理能力,缩短WBAN无线通信系统建模周期。(2)低功耗可重构数字收发系统在软件定义无线电平台验证基础上,通过FPGA实现基于IEEE 802.15.6协议的低功耗可重构体域网窄带物理层数字收发机系统,该收发机囊括扩频、交织、加扰、成形滤波和调制解调等多种电路实现。为确保数据传输的可靠性,嵌入CRC、BCH编码,同时在接收端使用查找表的方式实现不超过两比特的BCH误码自动纠错功能。缩短码的插入移除算法中使用资源消耗较少的实现方案可进一步降低数字收发机功耗。系统中集成了 GMSK和三种偏置DPSK调制方式,并仿真测试了 GMSK调制的相干解调与非相干解调方案,通过资源消耗和解调性能比较分析两种解调方式优缺点。为提高收发系统解调性能,分组检测、定时同步等模块被应用于系统接收端。(3)流片与发射节点电路测试最后对包含数字基带和模拟射频电路的完整体域网传感节点发射芯片进行测试验证,芯片数字基带部分可支持WBAN窄带物理层可重构帧结构通信,并与射频电路交互稳定。用软件定义无线电平台做节点网络接收,实测接收端正常接收解码数据满足体域网的传输距离需求。总之,本文结合WBAN网络节点尺寸小、功耗低、可靠性强等特点,先于软件定义无线电平台建模原型并验证,随后在FPGA中实现体域网窄带物理层数字收发机系统,复用多种调制方式共有电路,为具有可重构特性的WBAN传感节点的ASIC实现打下基础,最后验证发射芯片与SDR接收端的跨平台无线传输系统可行性。
其他文献
波达方向(Direction of Arrival,DOA)估计是阵列信号处理(Array Signal Processing,ASP)的重要研究方向,其含义是利用形态已知的传感器阵列完成信源方向的估计。目前,DOA估计技术已经在雷达、通信、声纳、语音等领域中得到了广泛的应用。考虑到阵列信号天然的空域稀疏性,近年来很多学者尝试使用稀疏表示框架表述DOA估计任务,通过利用信号的结构性信息来增强算法的
学位
死亡教育是儿童教育中不可缺少的一部分。儿童对死亡的认知就是对于生命的感受和理解。这种认知让儿童学会思考生与死的区别,体会生命的价值,有利于儿童在生活中树立正确的人生观和价值观。绘本寓教于乐,通过有趣的故事和精美的图画,为儿童搭建起认识世界的桥梁。死亡教育题材儿童绘本以绘本为媒介,帮助儿童从死亡出发认识生命,是死亡教育的有效推行方式。本次毕业创作从死亡教育题材儿童绘本的设计与呈现出发,对死亡教育题材
学位
非正交多址接入(Non-Orthogonal Multiple Access,NOMA)技术作为第五代移动通信(The Fifth Generation,5G)的关键技术之一,允许多个用户使用同一时域、频域以及码域资源块传输信息,能大幅提升系统频谱效率,而协作中继(Cooperative Relay,CR)技术可以进一步改善系统的吞吐量和通信覆盖性能。因此,基于NOMA的协作中继技术的研究,成为了
学位
正交频分复用无源光网络(OFDM-PON)以其频谱利用率高,资源分配灵活等优势,成为下一代高速PON系统的主流技术之一,然而PON下行信号以广播模式传播,很容易遭到攻击。量子噪声流加密(QNSC)是一种可靠的物理层加密技术,能有效增强PON的安全性。此外,为了确保通信质量,前向纠错码(FEC)已成为通信系统必不可少的一部分。但是,当QNSC与FEC联合编码时,会产生大量的冗余信息,降低系统码率。同
学位
作为5G网络中的关键技术,移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)可以有效解决传统网络架构中时延过长和流量负载过高等问题。本文围绕MEC网络的生存性问题展开研究,针对MEC网络中的链路和节点故障,提出了两种高效的保护策略,即“专享保护”和“共享保护”。此外,考虑到不同的故障类型,也将保护策略分为“链路”保护和“链路+节点”保护两类。在专享保护策略中,针对网络中仅发生链路故
学位
《诗经》在中国古代诗歌中具有重要地位,是反映两周时期社会状况与先民生活的宝贵资料。《诗经》中有诸多诗篇描写先民种植、采集、利用植物的过程,可见植物与先秦时期人们的衣食住行密切相关,然而现下大众却对于《诗经》中的本土植物种类、形态特征、实用价值、情感意象等植物特性知之甚少且缺乏系统正确的认识。因而寻求一种全新的视觉呈现方式让《诗经》中的本土植物重归大众视野势在必行。本文从设计学角度出发,以《诗经》中
学位
被称为“最后的无赖派”的日本作家色川武大于1961年凭借短篇小说《黑布》登上日本文坛后,因疾病缠身,时隔十余年才重归纯文学创作。回归文坛后,他笔耕不辍,他发表的《奇异来客簿》、《百》、《离婚》等短篇小说和遗作《狂人日记》纷纷获奖,他却如同燃尽生命一般骤然离世。色川武大自称“与劣等为伍”,他总是站在最低处凝望世间,书写小町风情、艺人们的盛衰悲欢,底层人民的日常生活和他们虚无缥缈的命运,通过对父子关系
学位
随着全球气候逐渐变暖,北极海冰不断消融,海冰面积呈现出逐年大幅缩小的局面,这使得北极的开发更具可能性。世界各国不仅关注北极区域的自然资源,更是将目光聚集到北极航道的航行价值。北极航道主要包括东北航道和西北航道,未来若真正实现这两条航道的开通,将会极大程度地缩短欧洲、东亚以及北美洲海航线的距离,进而降低海上运输成本。北极航道的开通,将改变长期以来以巴拿马运河和苏伊士运河作为连接太平洋和大西洋要道的局
学位
歌剧《沂蒙山》作为新型创作的优秀作品,讲述了以抗日战争为时代背景,在山东沂蒙山地区上演了军民团结一致、牺牲小我换取民族和平的英雄事迹。将山东军区人民“水乳交融、生死与共”的革命精神刻画得淋漓尽致。其中蕴含了浓浓的山东民族风味,加以现代的作曲元素,将中西歌剧的特点结合得极其巧妙。其中海棠的经典唱段《等着我亲爱的人》、《就在山水间》、《沂蒙山,永远的爹娘》等也是加入了不少新的作曲元素及民族特色。为了清
学位
目的本研究旨在构建护理专业本科实习生核心胜任力评价指标体系,并对评价指标体系进行信度和效度检验,验证其有效性和可行性,为护理专业本科实习生临床护理实践考核、评价以及医院选拔、招聘优秀本科护理人才提供实践依据。方法1、行为事件访谈法。采用目的抽样选取20名实习表现优秀和普通的两组护理专业本科实习生开展行为事件访谈,请受访护生详细描述在临床护理实习过程中发生的3件成功或失败的事件,采用内容分析法归纳护
学位