【摘 要】
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近年来,便携式可穿戴设备已成为人们的研究重点,利用可穿戴设备人们可以更加便捷的实现信息传递与交互。在便携式设备发展过程中,近距离通信技术尤为重要,目前存在的几种近距
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近年来,便携式可穿戴设备已成为人们的研究重点,利用可穿戴设备人们可以更加便捷的实现信息传递与交互。在便携式设备发展过程中,近距离通信技术尤为重要,目前存在的几种近距离通信技术,如蓝牙、Zigbee、Wi Fi等都存在各自的局限性。人体通信技术是最近出现的一种新型短距离无线通信技术,它利用人体本身作为通信信道,更适合用于人体可穿戴设备通信,对完善短距离通信体系有重要意义。本文在分析人体通信系统信号耦合方式和人体天线特性的基础上,确定了后续仿真和实验所使用的频率范围;并利用Matlab进行了人体耦合电场的仿真,分析了不同电极形状及人体不同姿态情况下的人体电场分布。以此为基础,论文分析了人体自身的电磁特性以及人体的组织信道模型,计算得到了人体组织的电特性参数;利用人体组织的电特性参数,论文建立了一种分布式的人体通信信道电路模型,并利用此模型对人体信道进行了时域和频域仿真分析。为验证前述仿真分析结果,论文设计了用于电容耦合型人体通信的电极,并搭建了人体通信系统实验平台,对人体通信的主要影响因素,如信道距离、电极类型等进行了实验分析。结果表明,在1MHz至100MHz范围内,人体通信系统呈现出带通特性,通频带为30MHz至60MHz。人体通信系统中信号主要以表面波的形式传播。最后,设计了一个基于FPGA的伪随机序列发生器,利用伪随机序列对人体通信系统做了测试,在接收端检测到清晰的伪随机序列,而且输出信号没有出现时延。
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