利用可重配置的大型MIMO天线阵列,在生物医学物联网应用中实现增强的无线连接

科学领域:

• 无线通信无线通信
• 生物医学工程 生物医学工程
• 天线系统天线系统

背景情况:

• 智能医疗需要实时,节能,耐干扰的通信.
• 生物医学物联网 (Bio-IoT) 系统面临着由于移动性,延迟,功率和干扰而对传感器的可靠无线连接的挑战.
• 现有的解决方案难以满足现代医疗监测的严格要求.

研究的目的:

• 为生物物联网系统提出一种新的可重新配置的大规模多输入多输出 (MIMO) 天线架构.
• 在智能医疗环境中提高无线连接可靠性,能源效率和干扰弹性.
• 解决可穿戴和可植入生物医学传感器中移动性,延迟灵敏度和多用户干扰所带来的挑战.

主要方法:

• 开发了一种可重新配置的大型MIMO天线架构,具有混合模拟-数字光束成形和自适应信号处理.
• 集成的常规算法 (LMS,ZF,MVDR) 采用了一种新的移动意识的光束成形方案.
• 通过使用现实的道模型 (雷利,里西安,3GPP UMa) 进行系统级模拟来评估性能指标.

主要成果:

• 拟议的混合光束成型系统的性能明显超过了基准标准.
• 实现了高达35%的更高吞吐量,并减少了65%的数据包掉落率.
• 即使在高流动性条件下,也证明了10毫秒以下的延迟,具有强大的干扰取消和动态叶片转向.

结论:

• 拟议的架构非常适合在智能医院下一代生物物联网部署.
• 为关键医疗监测提供安全,适应性和功率意识的连接.
• 解决了先进医疗保健应用无线通信的关键挑战.