无线体域网环境中信源处理及传输方法的研究

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1、ADissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterRESEARCHONSOURCEPROCESSINGANDTRANSMISSIONMETHODINWBANAuthor：LiSiyiSpecialty:CommunicationandInformationEngineeringAdvisor:QianLiangSchoolofElectronicsandElectricEngineeringShanghaiJiaoTongUniversityShanghai,P.R.ChinaDecemb

2、er,2009II无线体域网络环境中信源处理及传输方法研究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（WirelessBodyAreaNetwork，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

3、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V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。

4、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。关键词：无线体域网，Markov过程，信源压缩，曲线拟合，信道估计VIRESEARCHONSOURCEPROCESSINGANDTRANSISSIONMETHODINWBANABSTRACTWBAN(WirelessBodyAreaNetwork)isakindofwirelessnetworkwhichputswirelesssensorsonhumanbodytomonitorthephysicalcondition

5、andithasanimportantapplicationinourdailylife,medicalcareandentertainmentfield.InWBAN,humanbodywhichisconsideredasthecarrierofallkindsofsensornodeswillinfluencethechannelcharacteristic,andthismakesthechanneltimevarying.Inordertoensurethetransmissionquality,thispapercarriedoutsomeresearchonthe

6、compressionofsourceinformationandinformationprocessingbasedontheestimationofthemovementactivityandchannel,andproposedatransmissionschemeadaptedtoWBAN.Firstly,thispaperanalyzedthechannelcharacteristicinWBANandfoundthatthischannelwasenergylimitedandtimevarying.Afterthis,wealsodiscussedthetradi

7、tionalcompressionmethodoftheinformationsourceandpointedouttheshortcomings.ThispaperproposedacompressionmethodbasedonWBANwhichcanadapttothistimevaryingchannel.WeshouldconsiderthetimevaryingoftheVIIchannelwhenmakingthesourcecompressionbecauseofthecha