一个可重新配置的身体通道收发器,用于可穿戴和灵活的生物医学传感器网络

科学领域:

• 电气工程 电气工程
• 生物医学工程 生物医学工程
• 无线通信无线通信

背景情况:

• 身体通道通信 (BCC) 是无线身体区域网络 (WBAN) 的关键技术,提供能源效率和安全性.
• 现有的BCC收发器与各种应用需求和不断变化的环境条件作斗争.
• 需要一个灵活和适应性的收发器架构来解决这些局限性.

研究的目的:

• 为BCC收发器 (TRX) 提出一种新的可重新配置架构.
• 为了实现软件定义 (SD) 参数和协议调整,以满足各种WBAN要求.
• 为了提高BCC在各种WBAN场景中的性能和适用性.

主要方法:

• 设计了一个可编程的直接采样接收器 (RX),集成一个低噪声放大器 (LNA) 和一个连续近似寄存器模拟到数字转换器 (SAR ADC).
• 开发了一个可编程数字发射器 (TX),使用2位DAC阵列支持各种调制方案 (PAM-4,NRZ,OOK,FSK).
• 在180nm CMOS 工艺中制造了 BCC TRX,并进行了体外实验.

主要成果:

• 实现了高达10 Mbps的数据速率.
• 证明了119.2 pJ/bit的显著的能源效率.
• 通过调整通信协议,在1.5米以上和车身屏蔽条件下成功进行通信.

结论:

• 拟议的软件定义的BCC TRX架构有效地解决了各种应用程序要求和道条件.
• 这种可重新配置的TRX显示出在所有WBAN应用类别中广泛部署的巨大潜力.
• 该设计为人体内的节能和适应性无线通信提供了一个有希望的解决方案.