Mathematical modeling and characteristics analysis of ultra-wideband ın vivo radio channel

Bu araştırmada Ultra Geniş Bant (UWB) üzerindeki in vivo kablosuz kanal cevabının deneysel analizini 3.1 - 10.6 GHz frekanslarında sunuyoruz. Analiz, in vivo kanalın lokasyona bağlı temel özelliklerini kanıtlar. Sonuçlar açıkça çok yollu senaryoyu göstermektedir. Kanalın çok yollu etkisinin daha yoğun bölgelerde, yani bağırsak bölgesinde veya midenin içine yerleştirilmiş bir antende çok daha yüksek olduğu da gözlemlenebilir. yoğun deneyler veya simülasyonlar yapmadan in vivo kanal yanıtı için referans modeli olarak kullanılır. Deneysel ve önerilen model arasındaki hata tahmin istatistikleri, önerilen modelin yüksek doğruluğunu gösteren RMSE = 5.29'dur. Ek olarak, önerilen model kör verilere uygulanmıştır ve hata tahmin istatistikleri RMSE = 7.76'dır ve bu da modelin makul bir doğruluğunu göstermektedir. Bu model, simülasyonlar, deneyler için zamandan ve maliyetten tasarruf sağlayacak ve gelecekteki gelişmiş sistem için doğru bir bağlantı bütçesi hesaplamasının tasarlanmasında yardımcı olacaktır. Bu çalışma aynı zamanda bir in vivo radyo kanalı için ekolayzırları kullanarak bit hata oranı (BER) performans analizi ve iyileştirme de sunmaktadır. 50 MHz bant genişliği (BW) kullanarak simülasyonlar gerçekleştirerek, in vivo radyo kanalının küçük ölçekli solmadan etkilendiğini gözlemledik. Bu solma, yaklaşmakta olan sembol aktarımını etkileyen semboller arası parazitlenme (ISI) ile sonuçlanır, sembollerin geciktirilmiş versiyonlarının alıcı tarafına ulaşmasına ve BER'in artmasına neden olur. Bir insan kadavrası kullanılarak deneysel olarak ölçülen verilerden 29 musluklu bir kanal gözlendi ve ideal katkı beyaz Gauss gürültüsü (AWGN) ve Rayleigh kanal modelleri ile birlikte ölçülen in vivo kanal tepkisi için BER hesaplandı. Doğrusal ve doğrusal olmayan uyarlanabilir ekolayzırlar, yani, in vivo radyo kanalının BER performansını arttırmak için karar geri bildirim ekolayzır (DFE) ve en küçük ortalama kare (LMS) kullanılmıştır. Hem ekolayzırların BER'i ​​iyileştirdiği, ancak DFE'nin LMS'ye kıyasla daha iyi BER'e sahip olduğu ve Eb / No = 12 dB'de ve Eb / No = 14 dB'de LMS'den 2 dB ve 4 dB performans kazancı gösterdiği, sırasıyla.