Kanał radiowy w sieciach WBAN.
Opis
Monografia poświęcona modelowaniu kanałów radiowych w sieciach WBAN, czyli sieciach radiokomunikacyjnych krótkiego zasięgu, obejmujących swoim działaniem ciało człowieka (lub zwierzęcia) i jego bezpośrednie otoczenie. Podano definicję sieci WBAN i ich klasyfikację. Opisano podstawowe zagadnienia związane z tymi sieciami z uwzględnieniem problematyki radiokomunikacyjnej, narzędzia statystyczne najczęściej stosowane do analizy wyników eksperymentalnych badań propagacji fal radiowych, modele i metody umożliwiające oszacowanie wartości parametrów kanału radiowego w sieciach WBAN różnego typu oraz wyniki badań eksperymentalnych prowadzonych przez autora, stanowiących istotny wkład w rozwój telekomunikacji. Odbiorcy: pracownicy naukowi, inżynierowie oraz studenci telekomunikacji, elektroniki i informatyki, jak również specjaliści z zakresu inżynierii biomedycznej.
Spis treściWykaz ważniejszych oznaczeń 9Wykaz ważniejszych skrótów 15Przedmowa 18Wstęp 20Rozdział 1. Sieci WBAN – zagadnienia podstawowe 231.1. Definicja i klasyfikacja 231.2. Właściwości elektryczne ciała ludzkiego 261.3. Źródła zasilania 331.4. Bezpieczeństwo człowieka w sieciach WBAN 401.5. Zastosowania sieci WBAN 431.5.1. Zastosowania medyczne 441.5.1.1. Sieci nasobne 451.5.1.2. Sieci wszczepione 461.5.1.3. Zdalnie sterowane urządzenia medyczne 461.5.2. Zastosowania niemedyczne 46Rozdział 2. Sieci WBAN – zagadnienia radiokomunikacyjne 482.1. Podstawowe zjawiska propagacji fal radiowych 482.1.1. Wolna przestrzeń propagacyjna i łącze radiowe 492.1.2. Odbicie, dyfrakcja i rozpraszanie 552.1.3. Absorpcja, wnikanie i tłumienie fal radiowych w ośrodkach stratnych 582.1.4. Zjawisko wielodrogowości i depolaryzacja 642.1.5. Efekt falowodowy 652.2. Pasma częstotliwości 662.3. Wybrane zagadnienia niższych warstw modelu OSI 692.4. Zagadnienia antenowe 722.5. Zagadnienia bezpieczeństwa danych 752.6. Sieci WBAN jako systemy cyberfizyczne 772.7. Uwarunkowania prawne i standaryzacyjne 782.7.1. Uwarunkowania prawne na świecie 792.7.1.1. Regulacje dotyczące UWB 792.7.1.2. Regulacje dotyczące ISM 822.7.1.3. Regulacje dotyczące MICS 842.7.1.4. Regulacje dotyczące WMTS 852.7.1.5. Regulacje dotyczące LP-AMI 852.7.1.6. Regulacje dotyczące SRD 862.7.2. Standardy możliwe do wykorzystania w sieciach WBAN 87Rozdział 3. Analiza statystyczna wyników badań propagacyjnych 903.1. Wielowymiarowa analiza regresji liniowej 903.1.1. Procedura analizy regresji 903.1.2. Przypadek regresji z jedną zmienną niezależną 913.1.3. Model wielorakiej regresji liniowej 953.2. Rozkłady gęstości prawdopodobieństwa stosowane do opisu zjawisk propagacyjnych 993.2.1. Rozkład normalny (Gaussa) 993.2.2. Rozkład logarytmiczno-normalny 1003.2.3. Rozkład Rayleigha 1023.2.4. Rozkład Rice’a (Nakagamiego-n) 1033.2.5. Rozkład Nakagamiego-m 1043.2.6. Rozkład Weibulla 1053.2.7. Rozkład χ2 1063.2.8. Połączony rozkład logarytmiczno-normalny i Rayleigha 1073.3. Metody statystycznej oceny wyników badań eksperymentalnych 1083.3.1. Badanie istotności różnicy pomiędzy dwiema próbami 1083.3.2. Badanie istotności regresji liniowej i jej współczynników 1093.3.3. Badanie przystawalności wyników eksperymentalnych do modelu 1103.3.4. Test zgodności chi-kwadrat (χ2) 1123.3.5. Kryterium informacyjne Akaikego (AIC) 113Rozdział 4. Modelowanie kanału radiowego w sieciach WBAN 1144.1. Charakterystyka kanału radiowego 1154.1.1. Tłumienie kanału radiowego 1154.1.2. Unormowany profil opóźnienia 1164.1.3. Współczynnik dyskryminacji polaryzacji skrośnej 1174.1.4. Częstość i średni czas trwania zaników 1184.1.5. Intensywność zaników 1184.2. Rodzina modeli IEEE 802.15.6 1184.2.1. Modele dla łączy radiowych typu in-body (CM1 i CM2) 1204.2.2. Modele dla łączy radiowych typu on-body (CM3) 1214.2.3. Modele dla łączy radiowych typu off-body (CM4) 1314.3. Wybrane modele tłumienia systemowego 1344.3.1. Model tłumienia systemowego dla szerokopasmowych łączy radiowych typu in-body 1344.3.2. Model tłumienia systemowego dla łączy radiowych typu in-body dla różnych tkanek ciała ludzkiego 1364.3.3. Model tłumienia systemowego dla łączy radiowych typu on-body dla bydła domowego 1374.3.4. Model tłumienia propagacyjnego dla szerokopasmowych łączy radiowych typu off-body dla środowiska szpitalnego 1384.4. Modelowanie kanału radiowego w zakresie fal milimetrowych 1394.4.1. Łącza radiowe typu on-body 1414.4.2. Łącza radiowe typu off-body 143