【摘 要】
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随着第五代移动通信技术与可穿戴电子设备的不断发展,人们对在毫米波频段下实现无线体域网（Wireless Body Area Network,WBAN）系统的兴趣日益浓厚。相较于传统无线通信信道,WBAN信道更加复杂多变,极易受到人体运动的影响。尤其是对于体上信道来说,由于收发天线都放置在人体上,随着人体运动姿势的变化,收发天线的相对位置也会相应地发生改变。为了建立稳定可靠的WBAN系统,有必要研究
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随着第五代移动通信技术与可穿戴电子设备的不断发展,人们对在毫米波频段下实现无线体域网（Wireless Body Area Network,WBAN）系统的兴趣日益浓厚。相较于传统无线通信信道,WBAN信道更加复杂多变,极易受到人体运动的影响。尤其是对于体上信道来说,由于收发天线都放置在人体上,随着人体运动姿势的变化,收发天线的相对位置也会相应地发生改变。为了建立稳定可靠的WBAN系统,有必要研究毫米波动态体上信道的传播特性,并建立毫米波动态体上信道模型。本文利用对走、跑、坐三种动作在不同极化方式下的体上信道进行仿真实验得到的信道信息,分析信道的大尺度衰落特性并建立小尺度多径信道模型。仿真频率范围为25-30 GHz,研究的体上信道包括:腰-胸链路、腰-膝盖链路、腰-手链路及腰-耳链路。每种动作都被划分为15帧连续的动作姿势,并逐帧进行仿真实验。本文主要研究内容如下:1.基于仿真结果计算出了各信道的路径损耗和交叉极化鉴别率（CrossPolarization Discrimination,XPD）,研究了不同动作、不同极化方式对毫米波动态体上信道大尺度衰落特性的影响。结果表明:体上信道路径损耗极易受人体运动动作的影响,剧烈变化的人体运动姿势将引起路径损耗的强烈波动。信道采用共极化方式比采用交叉极化方式的路径损耗更小。从去极化问题上看,当人体处于运动状态时随着肢体摆动幅度的增大,体上信道的去极化效应也会加强。2.基于走、跑、坐三种动作下45个运动姿势的仿真结果对各信道的功率时间衰减常数、首达路径与路径间延迟等特征参数进行统计分析,进而建立各链路在不同极化方式下的信道冲激响应模型。具体方法是首先通过特定分布模型拟合各特征参数的累积分布函数得到相应的概率分布参数,然后根据拟合得到的所有参数建立各链路的信道模型。最终将建模结果、仿真结果及实测结果的均方根时延扩展与多径XPD的分布特性进行对比,验证了所建模型的有效性和可靠性。
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