要的干扰。这些频段也可以在不注册的情况下使用。使用该频段进行通信，虽然节省 了成本，但是难免会受到来自其他用户的干扰。未被注册频段存在的主要的问题是： 该频段传输设备的设计经验不多以及基于这些频段的数据传输对人体的影响都是未 知的。
第五，现有的已注册频段。这些频段虽然已经被注册，但是很多注册用户对注册
频段的使用率并不高[14]。随着频谱感知技术被广泛用于在注册频段中寻找频谱空洞， 利用频谱感知技术在现有的注册频谱中动态的寻找频谱进行无线体域网的数据传输 开始成为可能。虽然在已注册频段进行数据传输需要利用感知技术增加了系统设计的 算法复杂性，但是现有已注册频段传输终端的设计已经非常成熟以及基于该频段的数 据传输对人体的影响也已经被广泛的研究。同时，通过实时的对频谱环境进行动态检 测，能够有效的避免其他的用户的冲突，保证本用户的传输可靠性。
总之，虽然对于无线体域网，可用的无线通信技术和可用的无线频段都有很大的 不确定性，但是无线体域网未来广阔的应用前景正在激励着广大科研工作者在这个领 域不断前行。
1.4. 本课题的研究意义
无线体域网的传输频段目前还没有统一的规定，但是很多学者和科研机构已经对
无线体域网可用的传输频谱进行了广泛而有建设性的研究。虽然ISM、MICS以及WMTS 频段等已分配频段和很多未分配频段可以被作为无线体域网数据传输的频段，但是这 些频段被用作无线体域网的传输频段时存在以下缺点：
首先，对于存在很多注册用户的 ISM、MICS以及WMTS 频段来说，无线体域网数 据传输设备的引入一方面，可能会影响已有用户的正常传输，另一方面，很多已有用 户的存在也会对无线体域网数据传输产生影响。由于无线体域网业务传输的最大特点 之一就是对数据传输可靠性要求很高，因此，很多已注册用户的干扰是不能被无线体 域网内数据传输所接受的。
其次，对于已经存在很多注册用户的ISM、MICS 以及WMTS 频段来说，FCC 对使 用这些频段进行数据传输用户的业务类型，传输带宽等都有着非常严格的要求。但是， 无线体域网的业务类型广泛，传输带宽多样，因此，直接利用这些已分配频段进行数 据传输会影响无线体域网的业务开展、降低设计的灵活性。
第三， 虽然目前也存在很多未被注册的频段。但是这些频段一面有很多潜在的用户，对体域网内数据传输的干扰再所难免；另一方面，这些频段特别是在高频的未分配频段的传输特性不明且系统设计的经验不多以及对人体健康的影响未知都将成为束缚该频段在无线体域网数据传输的使用。
综合以上分析，本文提出了无线体域网频谱检测技术。该技术将无线通信中的频 谱检测技术用于无线体域网中以找出可用的频谱空洞或者对周围的频谱环境进行检测以保证有效地完成数据传输。在无线体域网中采用频谱检测技术的优势如下：
首先， 利用频谱检测技术找出已注册频段中的可用频谱并适时检测潜在注册用户的数据传输情况。当注册用户出现时，体域网内的用户将放弃注册频谱，并继续找新的频谱空洞。通过采用频谱检测技术既能尽可能的保证体域网内用户的数据传输，又能避免体域网内用户和已注册频谱用户间的传输冲突。采用频谱检测感知技术也能有效的提高已注册频谱的利用率[15]。
其次，当利用频谱检测技术在已注册频段中寻找频谱空洞用于体域网内数据传输时，无线体域网的系统设计既可以充分利用这些已有频段现有的系统设计经验，又能够根据已有的研究数据分析降低利用这些频段进行数据传输时对人体健康的影响。
第三，频谱感知技术的采用能够对传输环境进行动态检测。作为感知技术中的重要概念，频谱感知技术的使用使得用户能够动态的感知周围的环境变化，便于数据端实时地作出变化以保证数据的有效传输。这种情况对于人体周围比较复杂的运动环境有着特别的意义。
1.5. 本课题的研究内容
通过对无线体域网发展现状的介绍，不难发现无线体域网中的很多应用都处在探 索阶段。本文在无线体域网已有研究成果和频谱感知技术基础上，围绕无线体域网内 的频谱检测算法对体域网中的相关技术进行研究。这些研究包括：
首先，本文将先对无线体域网中传输信道进行建模。无线体域网内的很多无线设 备都是贴在体表或者植入体内的。通过对无线体域网信道的建模，便于更好地研究无 线体域网内独特的传输环境开展科研工作。
其次，本文将对已有的频谱感知算法进行分析。无线体域网虽然是新兴的领域， 但是在该领域中采用的技术很多都是在无线通信技术中已经成熟的或者正在发展的。 在介绍无线体域网中频谱检测算法设计前，本文将先对已有频谱检测技术进行分析。 第三，本文将在考虑无线体域网传输特点和传统的频谱检测技术的基础上，考虑 应用于无线体域网频谱检测算法设计及性能特点。本文将通过在无线体域网信道模型
的基础上对频谱检测技术的分析和讨论找出无线体域网频谱检测与人体相关的一些因素， 为后续的系统设计提供一定的帮助。
第四，本文还将给出无线体域网物理实现方案。这部分将先在实验室现有硬件研 发经验的基础上给出无线体域网系统部分模块的设计方案，然后根据无线体域网的频 谱算法研究，对无线体域网中其他模块的设计特点进行讨论，以期为后续的研究工作提供一些指导性建议。
1.6. 本文的组织结构
根据对本文内容的讨论，本文的组织结构如下：
本文第二章将对无线体域网医学场景中贴在人体表面的无线设备间存在的信道建 模方法进行讨论，并分析不同信道的传输特性。
本文第三章将对传统通信技术中频谱感知算法的原理和特点进行分析。为后续能 量检测算法的讨论打下基础。
本文第四章中将在信道模型的基础上对无线体域网内频谱检测算法进行分析，以 便找出无线体域网中影响频谱检测算法的因素，为后续系统设计提供指导。 本文第五章将无线体域网中系统设计中的算法和实现细节进行讨论。 本文第六章将总结全文给出结论。