无线体域网的通信模式切换方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种无线体域网的通信模式切换方法及装置，涉及无线体域网技术领域，该方法包括：获取当前WBANs的业务特征，业务特征包括业务参数信息和通信需求信息；将业务特征输入至预先训练的业务分类模型，得到当前WBANs的业务类别；根据业务类别、预先建立的业务类别与最优通信模式的对应关系，确定业务类别对应的最优通信模式；将当前WBANs的通信模式切换为最优通信模式。本发明专利技术实施例提供的无线体域网的通信模式切换方法及装置，可以根据通信需求自适应选择最优的通信模式，实现了低能耗和高传输质量的双重保障。

Communication mode switching method and device for wireless body area network

The invention provides a communication mode switching method and device for wireless body area network, which relates to the technical field of wireless body area network. The method includes: acquiring the service characteristics of current WBANs, including the service parameters information and the communication requirements information; inputting the service characteristics into the pre-trained service classification model to obtain the current service characteristics. Business category of WBANs; according to the corresponding relationship between business category, pre-established business category and optimal communication mode, the optimal communication mode corresponding to the business category is determined; and the current communication mode of WBANs is switched to the optimal communication mode. The communication mode switching method and device of the wireless body area network provided by the embodiment of the invention can adaptively select the optimal communication mode according to the communication requirements, and realize the dual guarantee of low energy consumption and high transmission quality.

【技术实现步骤摘要】
无线体域网的通信模式切换方法及装置
本专利技术涉及无线体域网
，尤其是涉及一种无线体域网的通信模式切换方法及装置。
技术介绍
在当今技术发展的驱动下，为解决社会对高质量、低成本医疗保健的需求而出现并迅速发展的无线体域网(Wirelessbodyareanetworks，WBANs)有着广阔的应用前景。WBANs是生命信息采集与传输的重要技术手段，具有业务多样性和服务差异化的突出特点，同时WBANs中的节点也是典型的资源受限型设备，能耗成为其长期工作中最大的瓶颈，也是制约WBAN发展的关键因素之一。无线体域网常用的通信手段包括新近发展起来的以人体作为通信媒介的人体通信(Humanbodycommunication，HBC)和传统的近人体无线通信，此两种通信方式的多种实现模式应用于不同通信需求的无线体域网业务时，能效有显著差异。然而由于缺少对通信模式与业务特征之间匹配关系的研究，当前WBANs仍采用单一通信模式来应对多种业务差异化的通信需求，无法对系统能耗和通信质量进行优化配置。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种无线体域网的通信模式切换方法及装置，可以实时切换通信模式，降低能耗并提高通信质量。第一方面，本专利技术实施例提供了一种无线体域网的通信模式切换方法，方法应用于无线体域网WBANs的控制器，包括：获取当前WBANs的业务特征，业务特征包括业务参数信息和通信需求信息；将业务特征输入至预先训练的业务分类模型，得到当前WBANs的业务类别；根据业务类别、预先建立的业务类别与最优通信模式的对应关系，确定业务类别对应的最优通信模式；将当前WBANs的通信模式切换为最优通信模式。进一步地，业务分类模型的建立过程包括：选择多个WBANs业务作为聚类样本；提取每个聚类样本的业务特征；通过聚类算法对业务特征进行聚类，建立业务分类模型。进一步地，业务类别与最优通信模式的对应关系通过以下方式建立：获取WBANs业务的通信需求信息，建立满足通信服务质量需求的约束条件；根据近人体无线通信能效模型和人体通信能效模型建立能效目标函数；根据能效目标函数建立满足约束条件的能效最优化方程组；对能效最优化方程组求解，确定能效最高的通信模式；将能效最高的通信模式作为WBANs业务的业务类别对应的最优通信模式。进一步地，业务类别与最优通信模式的对应关系通过以下方式建立：获取WBANs业务的通信需求信息，建立满足通信服务质量需求的约束条件；根据近人体无线通信能效模型和人体通信能效模型建立能效目标函数；根据WBANs业务的关键指标信息，建立关键指标目标函数；根据能效目标函数和关键指标目标函数，建立多目标最优化方程组；对多目标最优化方程组求解，确定最优通信模式；将最优通信模式作为WBANs业务的业务类别对应的最优通信模式。进一步地，还包括建立人体通信能效模型的步骤，建立人体通信能效模型的步骤包括：通过级联电路分析建立电容耦合方式的人体信道传输模型；根据人体通信的要求选择调制与编码方式；由调制与编码方式和误码率公式计算射频能耗；根据射频电路架构和功率放大器信息，计算电路能耗；结合射频能耗和电路能耗确定人体通信能效模型。进一步地，上述方法还包括建立近人体通信能效模型的步骤，建立近人体通信能效模型的步骤包括：通过有限元仿真建立近人体无线通信的信道传输模型；基于近人体通信的要求选择调制与编码方式；根据调制方式与编码方式及误码率公式计算射频能耗；根据射频电路架构和功率放大器信息，计算电路能耗；结合射频能耗和电路能耗确定人体通信能效模型。进一步地，根据业务类别、预先建立的业务类别与最优通信模式的对应关系，确定业务类别对应的最优通信模式，包括：获取预先建立的业务类别与最优通信模式的映射表；在映射表中查找业务类别对应的最优通信模式；将最优通信模式确定为业务类别对应的最优通信模式。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种无线体域网的通信模式切换装置，装置应用于无线体域网WBANs的控制器，包括：业务特征获取模块，用于获取当前WBANs的业务特征，业务特征包括业务参数信息和通信需求信息；业务类别识别模块，用于将业务特征输入至预先训练的业务分类模型，得到当前WBANs的业务类别；通信模式确定模块，用于根据业务类别、预先建立的业务类别与最优通信模式的对应关系，确定业务类别对应的最优通信模式；通信模式切换模块，用于将当前WBANs的通信模式切换为最优通信模式。进一步地，该装置还包括分类模块；该分类模块，用于选择多个WBANs业务作为聚类样本；提取每个聚类样本的业务特征；通过聚类算法对业务特征进行聚类，建立业务分类模型。进一步地，该装置还包括关系建立模块；该关系建立模块用于：获取WBANs业务的通信需求信息，建立满足通信服务质量需求的约束条件；根据近人体无线通信能效模型和人体通信能效模型建立能效目标函数；根据能效目标函数建立满足约束条件的能效最优化方程组；对能效最优化方程组求解，确定能效最高的通信模式；将能效最高的通信模式作为WBANs业务的业务类别对应的最优通信模式。本专利技术实施例提供的无线体域网的通信模式切换方法及装置，在线监控当前WBANs的业务特征，通过业务特征确定当前WBANs的业务类别，并确定其对应的最优通信模式，将当前WBANs的通信模式切换至该最优通信模式，从而可以根据通信需求自适应选择最优的通信模式，实现了低能耗和高传输质量的双重保障。本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种无线体域网的通信模式切换方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的WBANs业务分类及通信需求分析的流程图；图3为本专利技术实施例提供的另一种无线体域网的通信模式切换方法的流程示意图；图4为本专利技术实施例提供的植入式设备混合通信结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的仿真实验结果的示意图；图6为本专利技术实施例提供的一种无线体域网的通信模式切换装置的示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。考虑到现有无线体域网的数据传输方式，存在无法适应无线体域网的多样化的业务特征及通信需求的问题，为改善此问题，本专利技术实施例提供的一种无线体域网数据传输方法及装置，下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式作详细说明。实施例一本专利技术实施例一提供了一种无线体域网的通信模式切换方法，应用于无线体域网WBANs的控制器。参见图1所示的无线体域网的通信模式切换方法的流程示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线体域网的通信模式切换方法，其特征在于，所述方法应用于无线体域网WBANs的控制器，包括：获取当前WBANs的业务特征，所述业务特征包括业务参数信息和通信需求信息；将所述业务特征输入至预先训练的业务分类模型，得到所述当前WBANs的业务类别；根据所述业务类别、预先建立的业务类别与最优通信模式的对应关系，确定所述业务类别对应的最优通信模式；将所述当前WBANs的通信模式切换为所述最优通信模式。

【技术特征摘要】
1.一种无线体域网的通信模式切换方法，其特征在于，所述方法应用于无线体域网WBANs的控制器，包括：获取当前WBANs的业务特征，所述业务特征包括业务参数信息和通信需求信息；将所述业务特征输入至预先训练的业务分类模型，得到所述当前WBANs的业务类别；根据所述业务类别、预先建立的业务类别与最优通信模式的对应关系，确定所述业务类别对应的最优通信模式；将所述当前WBANs的通信模式切换为所述最优通信模式。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述业务分类模型的建立过程包括：选择多个WBANs业务作为聚类样本；提取每个所述聚类样本的业务特征；通过聚类算法对所述业务特征进行聚类，建立业务分类模型。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述业务类别与最优通信模式的对应关系通过以下方式建立：获取WBANs业务的通信需求信息，建立满足通信服务质量需求的约束条件；根据近人体无线通信能效模型和人体通信能效模型建立能效目标函数；根据所述能效目标函数建立满足所述约束条件的能效最优化方程组；对所述能效最优化方程组求解，确定能效最高的通信模式；将所述能效最高的通信模式作为所述WBANs业务的业务类别对应的最优通信模式。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述业务类别与最优通信模式的对应关系通过以下方式建立：获取WBANs业务的通信需求信息，建立满足通信服务质量需求的约束条件；根据近人体无线通信能效模型和人体通信能效模型建立能效目标函数；根据所述WBANs业务的关键指标信息，建立关键指标目标函数；根据所述能效目标函数和所述关键指标目标函数，建立多目标最优化方程组；对所述多目标最优化方程组求解，确定最优通信模式；将所述最优通信模式作为所述WBANs业务的业务类别对应的最优通信模式。5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括建立人体通信能效模型的步骤，所述建立人体通信能效模型的步骤包括：通过级联电路分析建立电容耦合方式的人体信道传输模型；根据人体通信的要求选择调制与编码方式；由所述调制与编码方式和误码率公式计算射频能耗；根据射频电路架构和功率放大器信息，计算电路能耗；结合所述射频能...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙方敏，李烨，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44