论文部分内容阅读
无线体域网是指以人体为中心,具有信息采集、数据处理和无线通信等多种功能的网络。由于人口老龄化发展迅速,医疗资源严重不足,无线体域网在现代医疗保健领域有着巨大的应用需求。无线体域网与其他传统网络最大的不同是以人体为中心,需要实时的、可靠的传输人体生理信息。由于人体表面特征和周围环境的复杂性,无线体域网的拓扑结构随着人体运动而动态变化,所以无线体域网的信道特征相对来说比较复杂。信道环境的不稳定性为实现信号传输的可靠性带来了一系列困难,因此本文重点研究在动态网络拓扑条件下的无线体域网中,如何提高通信可靠性、保证服务质量的问题。通过分析无线体域网的特点和要求,可以使用信道编码技术来提高信息传输的可靠性。首先,本文针对人体模型的特殊性和人体运动的复杂性,分析喷泉码在体域网环境下的性能。喷泉码是一种无比率码,不需要事先确定编码效率,对信道环境的适应性高,能量效率和可靠性都比较高。本文对几种典型喷泉码——LT码、Raptor码和Spinal码的可靠性进行了分析与比较。经过Python的仿真验证,其结果表明,Spinal码的平均编码效率比LT码和Raptor码高,能够更好的适应实时变化的信道条件。Raptor码的平均编码效率比LT码高,抗干扰能力强。其次,为了分析喷泉码在无线体域网中的通信质量,本文通过模块化编程将LT码在Shimmer生理传感器节点上实现,编写了无线收发模块、LT码编解码模块、数据采集模块和数据存储模块。最后,针对不同传输距离、不同外部环境、不同人体运动以及不同的度分布函数等条件,在无线体域网中进行了大量实验,对实验数据进行统计分析及比较,结果表明喷泉码可以根据信道环境自动地改变编码效率,有效地保障无线体域网的通信质量,提高信息传输的可靠性。