体内光无线信道的信道建模
信号处理
2021-11-05 v1
摘要
下一代体内到体外生物医学应用已采用光无线通信（OWCs）。然而，通过深入已发表文献，我们认识到在建模体内到体外信道方面存在空白，因为大多数已发表工作忽略了不同类型组织的特殊性。为此，本文提出了一种用于体内到体外 OWC 链路的新型路径损耗与散射模型。具体而言，我们推导了精确描述五种主要组织成分（即脂肪、水、黑色素、含氧与脱氧血液）吸收的分析表达式。此外，我们构建了用于计算任意通用生物组织吸收系数的模型。接着，通过将上述模型纳入散射影响，我们建立了完整的路径损耗模型。所开发的理论框架通过与独立研究工作中估计路径损耗和实验测量的比较得到验证。最后，我们展示了该理论框架基于组织构成估算任意通用组织光学性质的准确性。所提取的信道模型能够推动众多生物医学应用中优化通信协议的设计。
引用
@article{arxiv.2111.02495,
title = {Channel modeling for in-body optical wireless communications},
author = {Stylianos E. Trevlakis and Alexandros-Apostolos A. Boulogeorgos and Nestor D. Chatzidiamantis and George K. Karagiannidis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.02495},
year = {2021}
}