基于分布式天线系统实现医用植入物的柔性无线充电
网络与互联网体系结构
2020-02-04 v2 系统与控制
系统与控制
摘要
本文介绍 In-N-Out 的设计、实现与评估，这是一种用于远场无线能量传输的软硬件解决方案。In-N-Out 能够在近最优波束成形功率下持续为位于深部组织中的医用植入物充电，即使该植入物在人体内部移动。为此，我们利用分布式天线阵列独特的能量球模式，并设计了一种反向散射辅助波束成形算法，可将射频能量集中于医用植入物周围微小区域。同时，身体其他部位的功率水平保持低位，降低了过热风险。我们在 21 个软件定义无线电和一个印刷电路板（PCB）上搭建了 In-N-Out 原型。大量实验表明，In-N-Out 在 10 cm 厚的猪肚内可实现 0.37 mW 的平均充电功率，足以无线驱动一系列商用医疗设备。与最先进方法的头对头比较显示，当植入物静止时，In-N-Out 获得 5.4×–18.1× 的功率增益；当植入物运动时，获得 5.3×–7.4× 的功率增益。
引用
@article{arxiv.2001.07644,
title = {Towards Flexible Wireless Charging for Medical Implants Using Distributed Antenna System},
author = {Xiaoran Fan and Longfei Shangguan and Richard Howard and Yanyong Zhang and Yao Peng and Jie Xiong and Yunfei Ma and Xiang-Yang Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.07644},
year = {2020}
}
备注
In MobiCom 2020: The 26th Annual International Conference on Mobile Computing and Networking, London, 15 pages