視覺假體作為治療視覺不可逆損傷的有效醫(yī)療手段,受到生物電子領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。能量與數(shù)據(jù)的體內(nèi)外傳輸是視覺假體等植入式醫(yī)療裝置臨床應(yīng)用需要首先解決的難題之一,本論文對視覺假體無線能量與數(shù)據(jù)傳輸?shù)南到y(tǒng)建模等關(guān)鍵技術(shù)進行研究,取得的主要創(chuàng)新性成果如下:1.為了解決視覺假體對高效能量傳輸與高速數(shù)據(jù)傳輸對頻率要求的矛盾,論文提出基于MDAPSK(M-ary differentially-encoded amplitude and phase-shift Keying)高階差分幅度相位調(diào)制技術(shù)的能量與數(shù)據(jù)單線圈組同載頻無線傳輸方案。該方案只需一組耦合線圈,大幅降低了植入單元體積,同時避免了采用多組線圈時的串擾問題。在綜合考慮高階調(diào)制方案解調(diào)電路復雜程度與誤碼特性等因素后,論文最終選定基于16DAPSK調(diào)制技術(shù)實現(xiàn)視覺假體能量與數(shù)據(jù)單線圈組同載頻無線傳輸。2.為了反映視覺假體次級線圈植入后生物組織對無線能量傳輸效率的影響,本文引入生物電容概念,并綜合考慮電感寄生電容、高頻等效電阻對系統(tǒng)的影響,建立了生物信道無線能量傳輸系統(tǒng)精確模型。實驗結(jié)果表明,所建模型較傳統(tǒng)模型精度高。在此基礎(chǔ)上,為了進一步提高無線...

【文章來源】： 西安理工大學陜西省

【文章頁數(shù)】：121 頁

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 視覺假體研究意義及現(xiàn)狀
        1.1.1 視覺假體研究背景
        1.1.2 視覺假體研究現(xiàn)狀
    1.2 植入式醫(yī)療裝置能量和信號傳輸技術(shù)發(fā)展
        1.2.1 植入式醫(yī)療裝置能量供給方式
        1.2.2 植入式醫(yī)療裝置數(shù)據(jù)傳輸方式
    1.3 論文研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)
        1.3.1 課題來源
        1.3.2 論文主要研究內(nèi)容
        1.3.3 論文各章節(jié)結(jié)構(gòu)
2 能量與數(shù)據(jù)同載頻無線傳輸方案研究—MDAPSK技術(shù)原理及實現(xiàn)
    2.1 視覺假體能量與數(shù)據(jù)無線傳輸面臨問題
        2.1.1 能量與數(shù)據(jù)無線傳輸選頻矛盾
        2.1.2 載頻矛盾傳統(tǒng)解決方案
        2.1.3 能量與數(shù)據(jù)單線圈組同載頻傳輸方案
    2.2 調(diào)制解調(diào)方案對比選擇
        2.2.1 基本數(shù)字調(diào)制方案性能分析
        2.2.2 最優(yōu)調(diào)制解調(diào)方案選取
    2.3 MDAPSK調(diào)制解調(diào)方案對比選擇
        2.3.1 16 DAPSK方案誤碼特性分析
        2.3.2 32 DAPSK方案誤碼特性分析
        2.3.3 64 DAPSK方案誤碼特性分析
        2.3.4 MDAPSK方案選擇
    2.4 本章小結(jié)
3 無線能量傳輸系統(tǒng)建模及效率優(yōu)化
    3.1 視覺假體無線能量傳輸系統(tǒng)建模
        3.1.1 無線能量傳輸理想系統(tǒng)模型
        3.1.2 理想模型完善與優(yōu)化——生物信道無線傳能系統(tǒng)建模
        3.1.3 生物信道無線能量傳能模型驗證
    3.2 視覺假體無線能量傳輸效率優(yōu)化方案研究
        3.2.1 視覺假體無線能量傳輸系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)分析
        3.2.2 視覺假體無線能量傳輸效率最大化建模
        3.2.3 效率優(yōu)化方案仿真分析與實驗驗證
    3.3 本章小結(jié)
4 無線數(shù)據(jù)傳輸誤碼率分析及建模
    4.1 生物介質(zhì)路徑損耗特性分析與建模
        4.1.1 基于COMSOL仿真軟件的生物信道建模分析
        4.1.2 生物介質(zhì)路徑損耗數(shù)學建模
        4.1.3 生物活體實驗驗證
    4.2 加性高斯白噪聲(AWGN)信道誤碼率分析
    4.3 體表信道高階調(diào)制方案誤碼率分析
        4.3.1 Rayleigh信道誤碼特性分析
        4.3.2 體表信道模型優(yōu)化分析
    4.4 生物植入信道高階調(diào)制方案誤碼率分析
        4.4.1 萊斯(Rician)信道差分相位解調(diào)誤碼特性分析
        4.4.2 萊斯(Rician)信道差分幅度解調(diào)誤碼特性分析
    4.5 視覺假體無線數(shù)據(jù)傳輸誤碼率建模
        4.5.1 信道衰減因子r對誤碼率的影響
        4.5.2 信噪比衰減對誤碼率的影響
        4.5.3 視覺假體無線數(shù)據(jù)傳輸誤碼率模型及驗證
    4.6 本章小結(jié)
5 誤碼抑制及糾錯方案研究
    5.1 MDAPSK軟解調(diào)及軟譯碼原理與實現(xiàn)
        5.1.1 軟解調(diào)原理與實現(xiàn)
        5.1.2 RS碼及編譯碼原理
    5.2 軟譯碼算法改進及仿真
    5.3 糾錯效果驗證
        5.3.1 仿真驗證
        5.3.2 實驗驗證
    5.4 本章小結(jié)
6 能量與數(shù)據(jù)同載頻傳輸實驗驗證
    6.1 實驗方案設(shè)計
    6.2 實驗測試結(jié)果
        6.2.1 空氣信道無線傳輸測試結(jié)果
        6.2.2 生物信道無線傳輸測試結(jié)果
    6.3 生物組織電磁輻射安全
    6.4 本章小結(jié)
7 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
        7.1.1 主要完成工作
        7.1.2 創(chuàng)新點
    7.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀博士學位期間成果



本文編號：3479239