应对设计医疗体域网的挑战

无线体域网（WBAN）包括传感器或螺线管的无线连接节点，这些连接节点常因数据处理而得到加强。这些节点放置在人体内、人体上、人体周围，形成一个连续监测生理和/或环境信号的网络支持医疗、生活方式和娱乐活动。医疗无线体域网支持从疾病到健康管理的范式转变，重点在于早期疾病检测，有望节省美国大约年4万亿卫生保健支出。然而，鉴于物理（PHY）应用层需要满足的严格要求，无线体域网的设计和有效操作面临若干技术挑战。

大多数无线体域网是根据关于无线体域网的IEEE标准802.15.6（包括基于测量的信道模型）建立的。然而，这些模型并不对节点移动和人机交互应用负责。欧洲的无线体域网技术规范是根据ETSI标准EN301 839 （402-405MHz），EN 303 203 （2483.5-2500MHz） 以及技术推荐 TR 101 557 （1785-2500MHz）。在所有情况下都提到，符合人体曝光指南需核对本地法规是否满足SAR（根据IEC/TR 62630 FCC， OET 65c 或者 IEC62704-1）的基本限制。

无线体域网最关键的功能是有效的实现节点发出和接受的信息交换。将有效信息交换转换成与低功耗的可靠的、安全的、快速的、容错的、干扰免疫通信。能量消耗不在此文件讨论的范围内，达成所需效率的所有其他方面需考虑许多与人体密切相关的重要问题。植入的节点与表面节点间的通信（体内通信，体内外通信）可能出现高信号衰减。携带无线体域网节点的人体部位的移动可能会改变通信链路预算或阻塞信号，影响网络拓扑结构。信号传播是高度复杂的，因为自由空间传播是与衍射、爬行和表面波（由源特性决定，比如，频率、极化、入射角、身体姿态和形状等）结合的。ZMT开发了帮助设计者应对评估和优化无线体域网性能的挑战需要的工具。

设计自由空间通信有简单的公式，但体内射频传播并不能进行精确的描述。体内射频传播取决于使用的频率、设备的位置及个人解剖学。组织不均匀性导致电磁环境复杂，随着时间改变，因病人情绪、体重变化和年龄改变。因此，模型成为此项挑战任务推荐的解决方案，支持体域网节点快速置入任意可覆盖病人人群的精细解剖模型。这些功能模型可自然模拟病人的活动（POSER模块），易修改用于覆盖病人群体或复制某些病症。此外，任意频率下的组织任务直接与DISFIT模块相关。P-EM-FDTD物理模型用于评估窄带及超宽带（UWB）应用的体内及体内外通信性能。