無(wú)線體域網(wǎng)差錯(cuò)控制技術(shù)的能效研究.pdf

1、無(wú)線體域網(wǎng)(WBAN，Wireless Body Area Network)是一種將節(jié)點(diǎn)放置在體表或體內(nèi)，在人體周圍進(jìn)行通信的新型無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN，Wireless Sensor Network），主要被用作實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)和采集人體生理數(shù)據(jù)，為人體的生理狀況判斷提供數(shù)據(jù)支持。作為WSN的分支和物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分，WBAN通過(guò)應(yīng)用泛在計(jì)算技術(shù)、智能信息處理技術(shù)和新型網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)等來(lái)提高人民醫(yī)療保健的水平并因此日益受到研究人員和企業(yè)的關(guān)注

2、。與傳統(tǒng)傳感器網(wǎng)絡(luò)不同是：WBAN是把人體當(dāng)作網(wǎng)絡(luò)的中心，并且還存在一些關(guān)鍵技術(shù)亟待解決。和WSN一樣，WBAN中的節(jié)點(diǎn)由電池供電，網(wǎng)絡(luò)中電能的消耗必須受到制約，所以降低 WBAN的能耗，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的壽命和節(jié)約節(jié)點(diǎn)能耗是WBAN的研究重點(diǎn)和熱點(diǎn)，對(duì)這一課題的研究不但在理論研究上很有意義，而且在實(shí)際應(yīng)用方面有很重要的價(jià)值。而傳感器節(jié)點(diǎn)低功耗的限制，使信號(hào)傳播更易受到人體信道環(huán)境的影響，通信傳輸可靠性變得非常脆弱，因此，差錯(cuò)控制已經(jīng)成為WBA

3、N必須重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。本文圍繞能量效率這一衡量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)無(wú)線體域網(wǎng)的差錯(cuò)控制技術(shù)進(jìn)行了較為深入的研究。
　　本文首先在綜合分析了WBAN研究背景，特征和應(yīng)用特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，指出WBAN中差錯(cuò)控制技術(shù)研究的重要意義。其次，基于IEEE802.15.6標(biāo)準(zhǔn)和WBAN信道模型標(biāo)準(zhǔn)研究了自動(dòng)請(qǐng)求重傳(ARQ，Automatic Repeat Request)和前向糾錯(cuò)(FEC，F(xiàn)orward Error Correction)兩種差錯(cuò)控制技術(shù)

4、的能量效率模型，得出了各參數(shù)對(duì)兩種技術(shù)能量效率的影響。對(duì)ARQ技術(shù)，指出ARQ的重傳機(jī)制不會(huì)改變系統(tǒng)能效，即其不會(huì)隨著ARQ技術(shù)重傳次數(shù)的改變而變化，并從數(shù)學(xué)分析和軟件仿真兩方面分別予以證明和驗(yàn)證。通過(guò)對(duì)ARQ能效模型的分析得出影響系統(tǒng)能效的參數(shù)有數(shù)據(jù)包長(zhǎng)、通信距離、調(diào)制方式和誤碼率，然后通過(guò)理論推導(dǎo)出這些參數(shù)與能效的關(guān)系。同時(shí)通過(guò)仿真分析出存在一個(gè)最優(yōu)負(fù)載使系統(tǒng)能效達(dá)到最大。對(duì)FEC技術(shù)，基于FEC能效模型，得出數(shù)據(jù)包長(zhǎng)、通信距離、B