无线体域网
无线体域网MAC层IEEE802.15.6协议研究
无线体域网MAC层IEEE802.15.6协议研究无线体域网（Wireless Body Area Network，WBAN）是一种基于无线传感器网络的技术，用于监测人体内或周围的生理参数和动态活动。
WBAN技术在医疗保健、体育运动、军事和娱乐等领域具有广泛的应用前景。
在WBAN中，MAC层扮演着重要的角色，决定了网络节点之间的通信方式和资源分配。
IEEE802.15.6是专门针对无线体域网的MAC层协议，本文将对IEEE802.15.6协议进行研究和分析。
1. 无线体域网MAC层概述无线体域网MAC层是指网络中负责控制数据传输的部分，它管理节点之间的数据交换、资源分配和冲突检测等功能。
在无线体域网中，由于节点密度高、功耗低、传输质量要求高等特点，MAC层的设计必须考虑这些特殊需求。
2. IEEE802.15.6协议介绍IEEE802.15.6是专门针对无线体域网设计的MAC层协议，它提供了适用于医疗保健等应用场景的低功耗、低传输延迟和高可靠性的通信机制。
IEEE802.15.6协议对不同类型的传感器数据进行了分类，为各种传感器提供了不同的通信机制，以满足其特定的需求。
3. IEEE802.15.6协议特点（1）低功耗：IEEE802.15.6协议采用了诸多节能技术，包括睡眠模式、自适应传输功率和数据压缩等，以降低传感器节点的功耗。
（2）多传感器支持：IEEE802.15.6协议支持多种不同类型的传感器节点，如生理参数传感器、运动传感器和环境传感器等，为不同应用场景提供了灵活的支持。
（3）高可靠性：IEEE802.15.6协议采用了多种传输机制和错误控制技术，以确保数据传输的可靠性和稳定性。
（4）多层安全保护：IEEE802.15.6协议提供了多层数据安全保护机制，包括身份认证、数据加密和防重放攻击等，以保障数据的安全性。
4. IEEE802.15.6协议结构IEEE802.15.6协议包括PHY层和MAC层两部分，其中MAC层负责实现数据的传输控制和资源分配。
基于人体环境的无线体域网网络结构研究
基于人体环境的无线体域网网络结构研究一、本文概述随着无线通信技术的快速发展和人体健康监测需求的日益增长，基于人体环境的无线体域网（Wireless Body Area Network，WBAN）已成为当前研究的热点领域。
WBAN作为一种特殊的无线传感器网络，通过在人体表面或内部部署各种传感器节点，实现对人体健康信息的实时、连续、无线监测和传输。
这种网络结构不仅为医疗保健、运动健康等领域提供了全新的技术手段，也对无线通信技术、网络协议设计、数据处理等方面提出了新的挑战。
本文旨在深入研究基于人体环境的无线体域网网络结构，从网络拓扑、通信协议、能量管理、数据安全等多个方面展开分析。
介绍WBAN的基本概念和特点，阐述其研究背景和应用价值。
然后，对现有的WBAN网络结构进行综述，分析其在人体环境中的优势和不足。
在此基础上，提出一种新型的WBAN网络结构，通过优化网络拓扑、设计高效通信协议、实现能量管理和数据安全保障等措施，提高WBAN 的性能和可靠性。
通过实验验证所提网络结构的有效性和可行性，为WBAN的实际应用提供理论支持和技术指导。
本文的研究不仅有助于推动WBAN技术的进一步发展，也为相关领域的研究提供了有益的参考和借鉴。
对于提升我国在无线通信技术、医疗健康等领域的创新能力，具有重要的现实意义和社会价值。
二、人体环境对无线体域网的影响分析人体环境对无线体域网的影响是多方面的，涵盖了从生理特征到日常活动等多个层面。
人体的生理特征，如皮肤电阻、体温和汗水等，都直接影响无线信号的传输。
例如，皮肤电阻的变化可能会影响天线的性能，而体温和汗水则可能影响无线信号的衰减。
人体的日常活动，如行走、跑步和跳跃等，都会对无线体域网产生动态影响。
这些活动可能导致天线位置的改变，从而影响信号的稳定性和可靠性。
人体的姿态和动作还可能引起信号的多径效应和阴影效应，进一步增加无线体域网设计的复杂性。
除了上述直接影响外，人体环境还可能通过影响周围环境和设备来间接影响无线体域网。
无线体域网MAC层若干问题研究
无线体域网MAC层若干问题研究无线体域网（Wireless Body Area Network，简称WBAN）是近年来兴起的一种新型无线传感器网络，它主要应用于人体监测、医疗健康等领域。
WBAN的通信层主要涉及到物理层、介质访问控制层（Medium Access Control，简称MAC层）和网络层等方面。
本文将重点研究WBAN中MAC层存在的若干问题。
首先，为了满足WBAN中传感器节点对功耗和延迟的要求，传统的无线传感器网络协议栈在MAC层引入了一些控制机制，如时间分割多路复用（TDMA）和载波感应多路访问（CSMA）。
然而，这些传统机制在WBAN中可能存在问题。
其一是协议的灵活性不足。
由于传感器节点可能处于不同工作状态下，例如静止状态、运动状态等，因此MAC层应具备适应性和灵活性，能够根据节点的状态进行相应调整和控制。
然而，传统的TDMA和CSMA机制往往无法很好地适应不同的工作状态，导致在某些情况下性能下降。
其二是节点间干扰问题。
在WBAN中，由于节点之间距离较近，节点间的干扰会更加明显。
而传统的CSMA机制对干扰的抑制能力有限，可能会导致严重的碰撞问题。
因此，在WBAN中需要设计新的MAC层协议，能够更好地应对干扰问题，提高网络性能。
其三是能耗控制问题。
WBAN中的传感器节点通常由电池供电，能耗是一个至关重要的问题。
传统的MAC层机制往往无法很好地控制传感器节点的能耗，在工作时可能过度消耗能量，缩短节点的寿命。
因此，为了提高WBAN的可靠性和持久性，需要在MAC层设计中考虑能耗控制的问题。
为解决上述问题，近年来研究者们提出了一些新的MAC层协议。
例如，基于自适应信道切换的MAC协议（Adaptive Channel Hopping-based MAC Protocol）能够根据节点状态和环境变化自适应调整信道，以减少干扰并提高网络性能。
此外，一种基于时间优先级与功耗权衡的MAC协议（MAC Protocol based on Time Priority and Energy Trade-off）能够根据节点的能耗情况动态调整TDMA时隙的分配，以实现能耗控制。
面向无线体域网的跨域安全通信方案研究
面向无线体域网的跨域安全通信方案研究汇报人：2023-11-27•引言•无线体域网的基本原理与架构•跨域安全通信方案设计•方案实现与优化•安全通信方案评估与展望•结论与贡献引言无线体域网（BAN）的发展及其在医疗、健身、智能家居等领域的应用保障BAN跨域安全通信的重要性现有研究在解决跨域安全通信问题上的不足研究背景与意义当前BAN跨域安全通信的研究现状及主要成果面临的挑战和亟待解决的问题本研究在已有研究基础上的创新和突破研究现状与挑战01020304研究内容设计一种面向BAN的跨域安全通信方案，解决跨域安全通信问题研究方法结合密码学、网络安全、通信协议等技术手段，构建一个高效、安全的跨域通信系统技术路线从理论分析、系统设计、实验验证等多个方面展开研究，综合运用多种技术手段进行方案设计和优化实验评估通过实验验证方案的可行性和有效性，分析方案的性能和优势，并提出改进措施。
研究内容与方法无线体域网的基本原理与架构无线体域网的概念与特点无线体域网是一种以人体为中心，由各种传感器节点组成的无线通信网络，主要用于实时监测和收集人体的生理数据。
无线体域网具有低功耗、低成本、小型化和便携化的特点，同时具有较高的隐私保护和安全性能要求。
传感器节点负责采集人体生理数据，并将数据传输到汇聚节点；汇聚节点负责将数据汇总、处理后发送到外部网络。
跨域通信无线体域网需要与其他网络进行跨域通信，因此需要解决跨域认证、跨域路由等问题。
可以采用跨域认证协议、跨域路由协议等技术实现。
低功耗设计由于无线体域网需要长时间佩戴，因此低功耗设计是关键技术之一，可以采用低功耗芯片、节能算法等方法实现。
数据安全由于涉及个人隐私，数据安全是无线体域网的重要问题之一。
可以采用数据加密、数据完整性保护等方法确保数据安全。
网络拓扑无线体域网的拓扑结构直接影响到网络的性能和能耗。
可以采用自组织网络、分布式协同等技术优化网络拓扑。
跨域安全通信方案设计在无线体域网中，数据传输的机密性是至关重要的，需要采取有效的加密措施来防止数据泄露。
新无线体域网
体域网1 绪论1.1 研究背景及意义近年来，随着经济的发展，人们对生活品质的需求不断提升。
随着传感器技术的成熟，无线通信技术的不断发展，无线体域网的应用逐步进入人们的日常生活。
以远程医疗监护为例，无线穿戴式医疗监护已成为了可能。
根据需求，人们可通过将各种传感器置于身体各部位，组建所需要的无线体域网结构，通过传感器端的检测和发送数据来获到人体健康、运动等状况。
对比传统医疗存在的不足，远程无线医疗监控通过在患者身体上布置无线体域网，将医护人员所需要的各种生理参数通过无线的方式传送至监控仪器，这样可以避免仪器线路的影响，也解决了仪器对病人活动空间的影响，也减轻医护人员24 小时监护病患的工作量，工作数据记录也可完整无误。
此外，无线监护系统的长期监控状态，在病理数据累积的过程中，起到了预防疾病的作用。
对于正常的健康人，也可以通过这样便携的监护体系进行健康保健。
同时，在一些特定的人群中，比如运动员，可以通过监测心律、体温以及运动速度强度等信息，来提示运动员控制训练强度，在无形之中监护系统也起到了健康体能教练的作用。
同时，无线体域网也能帮助残疾人定位，进行行动导航。
随着技术的成熟和发展，无线体域网在日常生活、医疗、娱乐、军事等领域也将有着重要的地位和应用。
也就是说，无线体域网所涉及到的范围可以大致分为医疗应用和非医疗应用这两大类。
无线体域网在多方面的应用都将发挥着显著的意义，因此对无线体域网的深入研究有着深远的意义。
目前，越来越多的学者专家投入到无线体域网的研究领域，而随着应用当中越来越多的需要以及限制，对无线体域网的系统和架构的思考有了新的要求和挑战。
例如，能量限制、数据传输速率的可变范围、可靠性和服务质量、针对医疗专业人士的易用性、互操作性、防干扰、安全性等。
IEEE802.15.1 是第一个将短距离作为重点的个域网标准，而 IEEE802.15.4 则将重点放在了低功耗的操作上。
之前的研究表明，IEEE802.15.4 只满足了低速率的医疗应用寿命要求，而事实上 IEEE802.15.4 标准却为医疗应用提供了一个解决方案[3]。
无线体域网MAC层IEEE802.15.6协议研究
无线体域网MAC层IEEE802.15.6协议研究无线体域网（WBAN）是一种新型的无线通信网络，用于监测人体内部或周围环境的生理参数。
它可以在医疗保健、运动监测、紧急救援等领域发挥重要作用。
IEEE 802.15.6是WBAN的MAC层标准，它定义了在医疗和相关应用中使用的无线通信协议。
IEEE 802.15.6协议的研究对于推动WBAN技术的发展具有重要意义。
本文将重点就IEEE 802.15.6协议进行探讨，分析其特点、研究进展及应用前景。
一、IEEE 802.15.6协议概述IEEE 802.15.6协议是一种专门针对人体监测的低功耗、低速率的无线通信标准。
它在频谱利用效率、能量消耗、传输可靠性等方面都做出了优化设计，以满足医疗监测等应用的需求。
该协议支持多种调制方式，包括窄带调制、超宽带调制等，以提供更灵活的通信方式。
IEEE 802.15.6协议定义了多种不同的物理层和MAC层选项，以适用于不同的应用场景和需求。
其中包括基于超宽带的高速传输模式、低功耗的窄带传输模式等。
该协议还提供了多种不同的链路层接入机制，包括随机接入、分配接入等，以适应不同的网络结构和场景需求。
1. 低功耗设计IEEE 802.15.6协议在设计上充分考虑了无线体域网设备的低功耗需求，通过优化通信协议和硬件设计，降低设备的能量消耗。
这使得WBAN设备可以长时间佩戴在人体上，实现长期、持续的监测。
2. 高可靠性由于WBAN在医疗等领域的应用需要对数据传输的可靠性要求较高，IEEE 802.15.6协议采用了多种技术手段来提高数据传输的可靠性，包括数据重传机制、信道编码、信道自适应等，保障数据的准确传输。
3. 多样化的调制方式IEEE 802.15.6协议支持多种不同的调制方式，包括窄带调制、超宽带调制等，以适应不同的应用场景和需求。
这样可以灵活应对不同的通信环境，提高通信的稳定性和灵活性。
4. 多种链路层接入机制为了满足不同的网络结构和场景需求，IEEE 802.15.6协议提供了多种链路层接入机制，包括随机接入、分配接入等。
无线网络：无线个域网、无线体域网和无线家居网
⽆线⽹络：⽆线个域⽹、⽆线体域⽹和⽆线家居⽹⽬录⽆线个域⽹WPAN 的概念个域⽹（Personal Area Network, PAN），是⼀种范围较⼩的计算机⽹络，主要⽤于计算机设备间的通信，包括电话和个⼈设备等。
PAN 的通信范围往往仅⼏⽶，也可连接多个⽹络。
PAN 可进⼀步接⼊更⼤的⽹络，也可作为最后⼀⽶的解决⽅案。
⽆线个域⽹（Wireless PAN，WPAN）采⽤⽆线介质代替传统有线电缆，实现个⼈信息终端的互连，组建个⼈信息⽹络。
WPAN 是为了实现活动半径⼩(如⼏⽶)、业务类型丰富、⾯向特定群体的连接⽽提出的新型⽆线⽹络技术。
WPAN 主要应⽤于个⼈⽤户⼯作空间，WPAN 系统通常可分为以下 4 个层次：WPAN 系统层次说明应⽤软件和程序由驻留在主机上的软件模块组成,控制⽹络模块的运⾏固件和软件栈负责管理连接建⽴,并规定和执⾏ QoS 要求基带装置负责数据处理，定义装置运⾏的状态，并与主控制器接⼝交互⽆线电收发负责经数/模和模/数转换处理所有的输⼊输出数据WPAN 的特点WPAN 的主要有价格便宜、体积⼩、易操作和功耗低等优点，主要特点有：1. ⾼数据速率并⾏链路：>100Mbps；2. 邻近终端之间的短距离连接：典型 1~10m；3. 标准⽆线或电缆与外部因特⽹或⼴域⽹的连接；4. 典型的对等式拓扑结构；5. 中等⽤户密度。
WPAN 的分类WPAN 按传输速率分为低速、⾼速和超⾼速三类：PAN 的分类说明低速 WPAN主要为近距离⽹络互联⽽设计，结构简单、数据率低、距离近、功耗低、成本低，可⼴泛⽤于⼯业、办公和家庭⾃动化及农业等⾼速 WPAN适合⼤量多媒体⽂件、短时的⾳视频流传输。
⽽动态拓扑结构能使便携式装置在短时间内加⼊或脱离⽹络超宽带WPAN速率可达 110~480 Mbps，⽀持 IP 语⾳、⾼清电视、家庭影院、数字成像和位置感知等信息的⾼速传输WPAN 的应⽤WPAN 技术的应⽤范围⾮常⼴泛，如智能家居的照明、温控、安全和家电控制等，⼯业领域的⽣产流程、现场监测和安保等，智能交通的定位、导航和提⽰等，医疗领域的体征监测、诊断管理和病患监护等。
无线体域网(WBAN)
无线体域网应用-老人监护系统
体域网设计： 体域网是附着在人体身上的一种网络，有一套小巧可 移动、具有通信功能的传感器和一个身体主站（或叫协调 器）组成。每一传感器即可佩戴在身上，又可植入体内。 协调器是网络的管理器，也是BAN和外部网络之间的网关， 使数据得以安全地传送和交换。体域网是一种可长期监视 和记录人体健康信号的基本技术。对于这个系统，在物理 上有两个定节点：无线腕式血氧体温节点和无线心电脉搏 衣节点。这些几点都具有独立数据运算、存储、电源管理， 无线通信等功能。这些节点可以持续收集原始数据信息， 简单处理、存储后无线发送到主节点上。
与此同时，把这些数据记录存储到数据库，供以后分析 诊断，同时医院也可以基于这些数据提供很多针对性的医疗 服务。
无线体域网的应用
2、应用于以手机或移动设备为中心的场合
手机居于WBAN的中心位置，各种设备和传感器都可以和手机进行通 信。手机成为WBAN和外部网络如家庭网络、无线WLAN、公共IP网络、 2G/3G/4G移动通信网络等进行连接的中心。 以此来实现对家庭设备的远程控制，用户可以通过一个多功能的遥控设备 实现远程遥控，比如手机终端一个模块控制电视机，DVD机，PC，投影仪，
无线体域网的应用
基于无线体域网的老人监 护系统设计
系统整体可以分为三层：
1、可穿戴式无线体域 网
2、手持智能终端
3、医疗服务中心 具体结构如右所示：
无线体域网应用-老人监护系统
1、可穿戴的无线体域网
无线体域网是整个系统的最底层，也是关键层，它是 整个监护系统的信息来源。它有一些的智能生理参数传感 器节点构成，负责采集生理参数和情景信息，并把采集到 的生理参数信息无线上传到手持式智能终端上，整个网络 基于ZigBee协议， ZigBee协议时典型的星形网络，而手 持终端为整个体域网的路由节点，它负责收集数据并上传， 是整个体域网节点与外部数据中心的连接点，目前可以测 量的参数包括心电、血氧、脉搏、体温等参数。
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摘要随着通信技术的发展，人体周围的无线通信设备如手机、笔记本等无线设备越来越多。
为更有效地在人体周围的无线设备间实现计算资源和传输带宽的共享，无线体域网的概念开始被提出。
同时，随着生物电子学的进一步发展，应用于医学领域的无线体域网技术也开始被提出。
该类应用旨在通过人体周围的无线设备检测生理信息并把这些生理信息传输到远程监控设备。
IEEE802.15 TG6 工作组在充分考虑上述两种主要应用领域技术特点的基础上提出了无线体域网的规范。
无线体域网特殊的应用场景为在体域网中应用传统通信技术带来了新的考验。
本文以无线体域环境频谱检测算法作为主轴，对体域网中包括传输信道建模、单点频谱检测算法设计与性能分析以及各无线传输设备的硬件实现等问题进行广泛而深入的讨论。
无线通信技术的很多研究都是从通信信道建模开始的，无线体域网作为无线通信技术的重要分支也不例外。
本文将先根据已有的研究成果对无线体域网中体内人体信道和体外无线信道的建模进行讨论。
但是，由于体域网中信道建模受到人体或者人体不同部位运动的影响，所以体域网中的信道建模存在很多不确定性。
信道模型的不确定性就需要采用有效感知技术对信道环境的状况进行动态感知以提高算法的性能。
本文主要对信道环境感知中的单点频谱检测算法进行讨论。
这些讨论先根据无线体域网信道模型设计出体域网内的频谱检测算法，再对比自由空间与无线体域网频谱检测算法,找出无线体域网中存在的制约算法性能的因素，为更有效的实现体域网中的频谱检测算法提供指导。
最后,本文将根据无线体域网中不同传输节点的功能差异，对这些节点的硬件实现方案进行具体讨论。
在结论部分，本文将对取得的成果和未尽之处进行讨论，便于后续学者对该领域的深入研究。
关键字：无线体域网，人体信道，频谱检测，协作频谱检测, 物理层实现。
目录摘要 (I)ABSTRACT (IV)目录 (V)英文缩语表 (VII)表格目录 (VIII)插目录 (IX)第一章绪论 (1)1.1. 无线体域网的发展现状 (1)1.2. 无线体域网分类 (2)1.3. 无线体域网的传输技术和工作频段 (3)1.4. 本课题的研究意义 (4)1.5. 本课题的研究内容 (5)1.6. 本文的组织结构 (6)第二章无线体域网信道建模 (7)2.1 引言 (7)2.2 无线体域网体表传输信道模型 (8)2.2.1 基于路径损耗的信道模型 (8)2.2.2 基于阴影效应的信道模型 (8)2.2.3 基于信号衰落的信道模型 (9)2.3 无线体域网体内信道建模 (9)2.3.1 信道建模思路 (9)2.3.2 信道特性分析 (13)2.4 信道建模混合使用模型 (16)2.5 信道模型的进一步讨论 (21)2.6 本章小结 (22)第三章频谱感知算法介绍 (23)3.1. 引言 (23)3.2. 感知无线电发展 (23)3.3. 感知无线电的关键技术 (24)3.4. 基本检测算法 (25)3.4.1. 匹配滤波 (25)3.4.2. 能量检测 (25)3.4.3. 循环平稳检测 (26)3.5. 本章小结 (26)第四章无线体域网频谱检测算法性能分析 (28)4.1. 无线体域网中采用频谱检测算法的必要性 (28)4.2. 无线体域网中采用协作式频谱检测的必要性 (29)4.3. 基于人体信道的能量检测算法设计和分析 (29)4.3.1. 基于人体信道的能量检测算法仿真 (31)4.3.2. 基于混合信道的能量检测算法设计和分析 (35)4.4. 改善体域网内频谱检测算法的进一步考虑 (39)4.5. 本章小结 (40)第五章无线体域网算法实现 (41)5.1. 无线体域网频谱检测算法的实现场景 (41)5.1.1 无线体域网频谱检测场景介绍 (41)5.1.2 无线体域网传输节点放置讨论 (43)5.2. 无线体域网频谱检测算法实现 (44)5.3. 无线体域网网内基于人体信道的数据传输方案设计 (46)5.4. 无线体域网传输节点设计 (50)5.4.1. 控制节点 (50)5.4.2. 边缘节点和中继节点 (56)5.5. 本章小结 (58)第六章总结 (59)6.1. 本文所做的工作 (59)6.2. 下一步工作展望 (60)参考文献 (61)致谢 (64)攻读硕士学位期间发表或录用的学术论文和专利 (65)英文缩略语表ARM Advanced RICS Machines 高级精简指令处理器BAN Body Area Networks 体域网CPLD Complex Programmable Logic Device 复杂可编程逻辑器件ECG Electro Cardio Gram 心电图EEG Electro Encephalo Gram 脑电图FCC Federal Communication Committee 联邦通信委员会FDTD Finite Difference Time Domain 时域有限差分法HBC Human Body Communication 人体通信IBC Intra-Body Communication 体内通信ISM Industry Science and Medical frequency 工业、科学和医学频段JTAG Join Test Action Group 边界测试协议LOS Length Of Sight 视距传输LU Licensed User 授权用户MICS Medical Implant Communication Service 医学植入通信服务频段PAN Personal Area Networks 个域网PCB Printed Circuit Board 印刷电路板PWM Pulse Width Modulation 脉宽调制QOS Quality of Service 服务质量RC Resistor and capacitor 电阻电容RF Radio Frequency 射频SAR Special Absorb Ratio 特定吸收率SDR Software Defined Radio 软件无线电SG-BAN Study Group Body Area Networks 体域网工作组SNR Signal Noise Ratio 信噪比TG Task Group 工作组WBAN Wireless Body Area Networks 无线体域网WMTS Wireless Medical Telemetry Service 无线医学遥感频段表格目录表2-1 人体不同组织电阻率测试值 (10)表5-1 数据处理板主要接口资源 (52)表5-2 数据处理板计算资源 (53)表5-3 数据传输板系统计算资源 (55)表5-4 数据传输板主要接口资源 (55)表5-5 中继节点和边缘节点系统计算资源 (57)表5-6 数据传输板主要接口资源 (57)插图目录图2-1体域网数据传输抽象图 (10)图2-2人体简化传输模型 (11)图2-3 传输模型的等效RC电路 (11)图2-4 基于分布式RC电路的等效人体模型 (12)图2-5 分布式RC人体模型的验证环境 (13)图2-6给定信号频率下，人体信道幅度响应随着信道长度的变化 (14)图2-7给定信道长度时，人体幅度响应随着频率的变化关系 (15)图2-8电极与人体接触面积与信号频率的关系 (16)图2-9无线体域网节点相对位置变化图 (17)图2-10人体信道传输频率在100MHz与无线2.4G天线传输特性对比 (19)图3-1感知无线电基本感知周期示意图 (24)图3-2能量谱检测框图 (25)图4-1能量检测算法图 (31)图4-2频谱检测场景图 (32)图4-3基于理想信道的能量检测检测概率和检测时间的关系 (32)图4-4基于人体信道的能量检测，人体信道长度为0.15m，调制频率为131MHz33图4-5信号频率为131MHz时，不同信号能量值时，频谱检测概率随着人体信道长度的变系 (34)图4-6 人体信道长度为0.15m 时，不同信号能量，频谱检测概率随信号频率的变化 (35)图4-7 理想信道情况下，信号检测概率随着人体信道长度的变化 (36)图4-8无线信道利用率20%时，频谱检测概率随着人体信道长度的变化 (36)图4-9 在不同混合信道变化速率,人体信道长为0.3m 时频谱检测概率随着信号能量的变化关系 (37)图4-10在不同混合信道变化速率,人体信道长为0.15m时,频谱检测概率随着信号能量变化关系 (38)图5-1无线体域网中所有节点分布场景 (41)图5-2无线体域网频谱感知粗检测方法流程图 (44)图5-3无线体域网频谱感知细检测方法流程图 (45)图5-4无线体域网内信道感知参数传输线路图 (46)图5-5无线体域网内边缘节点信息发送框图 (47)图5-6无线体域网数据帧结构 (47)图5-7无线体域网中间节点信息处理模块框图 (48)图5-8无线体域网利用频谱空洞传输数据框图 (49)图5-9中心控制节点模块处理框图 (50)图5-10数据处理板系统结构 (52)图5-11中心控制节点数据收发板设计 (54)图5-12边缘节点和中继节点的系统结构 (56)图5-13中继节点和边缘节点的板级结构 (57)第一章绪论1.1. 无线体域网的发展现状无线通信技术发展极大得改变了人和人之间,人和多媒体设备之间以及人和各种娱乐服务提供商之间的通信。
无线通信技术的迅速发展也为人类提供了遍布世界的通信网络，使得人们能够时时刻刻的享受到网络服务。
正是在无线通信技术高速发展的背景下，无线体域网的概念开始被提出。
无线体域网中的技术主要被用于改善传统医学治疗手段、方便患者或者残疾人员接收医疗监护和为电子消费者提供更便捷、更高速率、更好的服务质量的娱乐体验[1]。
但是在体域网概念被提出的初期，不同国家和地区的研究机构和企业对该领域的存在很多差异。
为此，2006年11月旨在为无线体域网领域制定统一规范的IEEE 802.15 SG-BAN正式成立。
从此，无线体域网的很多技术的研究开始朝着统一的概念和标准迈进。
无线体域网技术虽然是无线通信技术的进一步发展和延伸，但是由于无线体域网中的很多设备主要应用于人体周围使得无线体域网较传统的无线通信有很多独特的特点：首先，无线体域网的传输范围小。
定位于时时刻刻，无处不在的传统通信技术的传输范围最大的特点就是广。
相比之下，无线体域网定位于将人体周围的无线传输设备组成网络以便于与外界进行数据交换。
因此，无线体域网解决的主要人体周围小范围的数据传输。
其次，无线体域网传输技术对人体的影响必须被放在很高的位置来考虑[2]。