基于直扩超宽带的超声波人体通信技术仿真

doi:10.12141/j.issn.1000-565X.190178

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2020, Vol. 48 ›› Issue (3): 18-23,31.doi: 10.12141/j.issn.1000-565X.190178

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基于直扩超宽带的超声波人体通信技术仿真

刘娇蛟王倩倩马碧云^†

华南理工大学电子与信息学院，广东广州 510640

收稿日期:2019-04-15 修回日期:2019-10-12 出版日期:2020-03-25 发布日期:2020-03-01
通信作者: 马碧云（1982-），女，博士，副教授，主要从事无线携能通信研究. E-mail:eebyma@scue.edu.cn
作者简介:刘娇蛟（1976-），女，博士，副教授，主要从事体域网、协作通信研究。E-mail：jjliu@scut.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金资助项目（61302056，61401158，61971198）；华南理工大学中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（2017MS047）

Simulation of Ultrasonic Human Body Communication Technology Based on DS-UsWB

LIU Jiaojiao WANG Qianqian MA Biyun

School of Electronic and Information Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, Guangdong, China

Received:2019-04-15 Revised:2019-10-12 Online:2020-03-25 Published:2020-03-01
Contact: 马碧云（1982-），女，博士，副教授，主要从事无线携能通信研究. E-mail:eebyma@scue.edu.cn
About author:刘娇蛟（1976-），女，博士，副教授，主要从事体域网、协作通信研究。E-mail：jjliu@scut.edu.cn
Supported by:
Supported by the National Natural Science Foundation of China (61302056, 61401158, 61971198)

摘要/Abstract

摘要： 现有超声波宽带（UsWB）技术应用于人体通信存在速率不高、对多节点干扰抑制能力有限的问题。为此，提出一种有效抑制多节点干扰的超声波通信技术——直扩超声波宽带（DS-UsWB）技术，利用直接序列扩频和超宽带技术仿真超声人体通信。即在 k-Wave 中建模人体信道，利用建模信道的冲激响应仿真人体内多节点通信；根据信道冲激响应的时延特性确定发送信号参数，从而克服人体信道的多径效应。系统性能分析和仿真结果均表明，与 UsWB 技术相比，DS-UsWB 可有效抑制多节点干扰和多径干扰，具有更高的速率和更低的误码率。

关键词: 超声波宽带, 人体通信, 信道建模, 多节点干扰

Abstract: The existing ultrasonic wideband ( UsWB) technology, when used in intra-body communications (IBCs), shows some shortcomings such as low rate and poor ability to resist multinode interference. Therefore, a direct-sequence ultrasonic wideband (DS-UsWB) technology was put forward. This technology can effectively resist the multinode interference. DS-UsWB adopts DS and ultra wide band (UWB) technology to simulate ultrasonic IBCs. That means to model the intra-body channel in k-Wave and simulate intra-body multinode communications with the impulse response of the channel model. The signal parameters, which are used to overcome the multi-path effect, are determined by analyzing the time delay characteristics of the channel impulse response. Both the analysis of system performance and simulation results verify that, compared with UsWB technology, DS-UsWB can effectively resist the multinode and multi-path interference, and achieve higher data rate and lower bit error rate.

Key words: ultrasonic wideband, human body communication, channel modelling, multinode interference

中图分类号:

刘娇蛟王倩倩马碧云. 基于直扩超宽带的超声波人体通信技术仿真[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2020, 48(3): 18-23,31.

LIU Jiaojiao WANG Qianqian MA Biyun. Simulation of Ultrasonic Human Body Communication Technology Based on DS-UsWB[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2020, 48(3): 18-23,31.

[1]	刘娇蛟, 陈阿粤, 马碧云. 基于直扩超声波宽带人体通信多点接入的自适应速率调整[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2023, 51(3): 91-97.
[2]	刘娇蛟, 陈阿粤, 马碧云. 直扩超声波宽带体内通信的误码比特率的仿真研究[J]. 华南理工大学学报(自然科学版), 2023, 51(11): 10-17.

基于直扩超宽带的超声波人体通信技术仿真

Simulation of Ultrasonic Human Body Communication Technology Based on DS-UsWB

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