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无线体域网环境中信源处理及传输方法研究

作　者: 李思谊
导　师: 钱良
学　校: 上海交通大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 无线体域网 Markov过程 信源压缩 曲线拟合 信道估计
分类号: TN925.93
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 433次
引　用: 1次
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内容摘要


将无线传感器置于身体各个部位用于监测人体身体状况的无线体域网(Wireless Body Area Network,WBAN)在我们的日常生活、医疗、娱乐等领域已有很重要的应用。在无线体域网环境中,人体作为各种传感器节点的承载体影响着整个网络中的信道特性,使得环境中的信道具有快速时变的特性。为了保证较好的传输质量,本文从信源信号的压缩与基于运动状态及信道估计的信源处理两方面进行研究,提出一种适合在无线体域网环境中传输信号的方案。本文首先分析了无线体域网环境中的信道特性,此环境中的信道是功率受限能量受限的时变信道。同时又分析了传统信源压缩的方法与特点,并指出其不适合无线体域网环境的缺点。接下来提出一种基于无线体域网环境的信源信号压缩方法。由于此环境中信道质量可能会发生变化,因此在考虑信源压缩的同时还要充分地考虑到信道环境的变化。此方法对进行过预处理的信源信号采用曲线拟合,以得到拟合参数,并利用这些参数建立码本。根据信道的变化调整传输码本参数,使之能够适应时变的无线信道。最后基于PCA方法对被监测者的运动状态进行分析,对信源信号传输进行改进。首先将信道产生误码的过程看作是一个Markov过程,通过信道的时变特性与对信道估计的估计结果来修正Markov过程,并利用对信道的估计结果来调整对信源的传输。利用信道估计结果,可以提高信源信号的检测与传输能力,提高信道的信道利用率,来适应能量受限的无线体域网,并在系统数据传输的时变自适应能力等关键指标上均有明显提高。

全文目录


摘要  5-7
ABSTRACT  7-9
缩略语  9-10
目录  10-12
第一章 绪论  12-19
  1.1 无线体域网的概念.  12
  1.2 无线体域网的应用及研究现状.  12-16
    1.2.1 无线体域网的应用  13-15
    1.2.2 无线体域网的研究现状  15-16
  1.3 无线体域网的特点及难点  16-17
    1.3.1 无线体域网的特点  16-17
    1.3.2 无线体域网的难点  17
  1.4 本文组织结构  17-19
第二章 无线体域网的信道特征  19-32
  2.1 无线体域网的信道特点  19-21
  2.2 无线体域网络中的相关性  21-28
    2.2.1 信道的时间域相关性  21-27
    2.2.2 网络中节点数据之间的相关性  27-28
  2.3 无线体域网中的MARKOV 信道模型  28-31
  2.4 本章小结  31-32
第三章 信源压缩方法  32-44
  3.1 信源种类  32-33
    3.1.1 WBAN 环境中信源信号的特点  32
    3.1.2 WBAN 环境中信源信号的分类  32-33
  3.2 传统的信源压缩方法  33-41
    3.1.1 数据直接压缩算法  33-37
    3.1.2 扇形数据压缩算法  37-39
    3.1.3 正交变换算法  39-41
  3.3 一种基于信道变化的信源压缩编码  41-42
  3.4 本章小结  42-44
第四章 基于无线体域网络的信源压缩方法  44-59
  4.1 信源数据的分析  44-47
    4.1.1 信源信号产生与组成  44-45
    4.1.2 数据来源——MIT-BIT 数据库  45-47
  4.2 无线体域网中信源的拟合压缩方法  47-54
    4.2.1 信源的预处理  47-48
    4.2.2 信源信号的检测  48-49
    4.2.3 信源的Hermite 曲线拟合  49-52
    4.2.4 码本建立与信道控制  52-54
  4.3 利用HERMITE 函数对信源信号的拟和  54-58
    4.3.1 直接利用Hermite 函数的信源拟合曲线  54-55
    4.3.2 定点化后的信源拟合曲线  55-57
    4.3.3 参数丢失时的信源拟合曲线  57-58
  4.4 本章小结  58-59
第五章 基于信道估计的信源传输  59-81
  5.1 无线体域网环境中的信道估计  59-70
    5.1.1 核磁共振原理  59-61
    5.1.2 运动伪影的产生  61-63
    5.1.3 主元分析（PCA）  63-64
    5.1.4 利用运动伪影对运动状态的估计  64-70
  5.2 利用MARKOV 信道模型对信道进行估计  70-73
    5.2.1 关于信道的假设  70-71
    5.2.2 仿真环境的设定  71-73
    5.2.3 仿真结论  73
  5.3 基于信道估计结果的传输  73-80
  5.4 信道估计对信源信号处理的影响  80
  5.5 本章小结  80-81
第六章 总结与展望  81-83
  6.1 全文总结  81
  6.2 研究展望  81-83
参考文献  83-87
致谢  87-88
硕士期间完成的论文和专利  88-91
上海交通大学硕士学位论文答辩决议书  91

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 无线电中继通信、微波通信 > 无线用户环路（无线接入网）
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