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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:盧志育
研究生(外文):Chih-Yu Lu
論文名稱:多點無線生理訊號傳輸系統模擬
論文名稱(外文):Simulation of Multiple Wireless Transmission of Biomedical Signal
指導教授:詹曉龍詹曉龍引用關係
指導教授(外文):Hsiao-Lung Chan
學位類別:碩士
校院名稱:長庚大學
系所名稱:電機工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
畢業學年度:93
語文別:中文
論文頁數:60
中文關鍵詞:無線傳輸模擬
外文關鍵詞:wireless transmissionsimulation
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生理訊號無線監測有助於即時了解病患、運動員及戰士的生理狀況,其中透過無線傳輸的方式收集身體相關部位之生理訊號或資訊,可以避免過多的連接線造成生活的不便及行動的限制,然而每個生理訊號或資訊所需的資料傳輸量及頻率皆不同,訊號類型也因量測對象而有所不同,因此需要一個通訊機制來進行多點資料傳輸。本論文係針對Slotted ALOHA碰撞避免機制,以MATLAB/SIMULINK為模擬環境及Nordic公司生產的nRF2401射頻接收器為核心,設計一個『多通道生理訊號無線傳輸模擬系統』。本論文結果顯示資料傳輸在高訊號雜訊比的通道環境中,有較低的錯誤率,同時藉由重傳機制,可減低因碰撞所造成的錯誤率,代表本系統可以成功模擬多點無線傳輸,此外藉由模擬不同生理訊號類型及特性,並將通道環境及功率消耗一起納入系統效能評估,可作為以實際硬體設計時,傳輸機制設定之參考。
The wireless physiological monitoring provides a way to know the physiological status of patients, soldier, etc. The wireless transmission of physiological signal or information from multiple sites of the body can reduce the inconvenience caused by the wire connection. However, the data amounts and transmitting frequency of transmission for various physiological signal or information are so different that a multiple-point transmission protocol is needed. In this thesis, a simulation system based on the MATLAB/SIMULINK for the Slotted-ALOHA wireless transmission was proposed on the basis of nRF2401 RF transceiver (Nordic Inc., Norway). The results demonstrated the packet error rate decreases in the communication channel with higher signal-to-noise ratio. Moreover, the re-transmitting mechanism can reduce packet error rates caused by data collisions. The advantage of the proposed simulation system can be easily modified for physiological monitoring in different conditions or applications. Incorporating the characteristics of the channel and the consideration of low power consumption into the simulation system can provide essential information about the optimal settings in actual system design.
第一章 緒論
1-1 前言..............................................................................................1
1-2 研究動機與目的..........................................................................3
1-3 論文架構......................................................................................4
第二章 研究背景與原理
2-1 生理資訊之無線傳輸..................................................................5
2-2 多點無線通訊機制......................................................................8
2-2-1 分時多工..........................................................................8
2-2-2 分頻多工..........................................................................9
2-2-3 展頻................................................................................10
2-2-4 藍芽................................................................................13
2-3 調變機制....................................................................................14
2-4 偵測碰撞機制............................................................................18
2-4-1 ALOHA..............................................................................18
2-4-2 資料傳輸成功率............................................................19
2-4-3 slotted ALOHA..............................................................22
第三章 系統架構與方法
3-1 nRF2401 RF Transceiver..........................................................24
3-1-1 nRF2401 基本特性........................................................24
3-1-2 資料封包協定................................................................25
3-2 模擬流程....................................................................................29
3-3 系統模擬方塊............................................................................32
3-3-1 1對1傳輸.....................................................................32
3-3-2 多對1傳輸....................................................................33
第四章 實驗結果與討論
4-1 1對1傳輸.................................................................................39
4-1-1 1對1傳輸.......................................................................39
4-1-2 回授控制........................................................................40
4-2 多對1傳輸................................................................................44
4-2-1 2對1傳輸.....................................................................44
4-2-2 回授控制........................................................................45
4-3 討論............................................................................................48
第五章 結論與未來發展
參考文獻 ………………………………………………………………50
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[2] http://www.doh.gov.tw/statistic
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[7] 禹帆,“新趨勢技術系列-無線藍芽技術的深入探討”,文魁資訊股份有限公司,民國90年
[8] Simon Haykin,“Communication Systems”,Wiley,2001
[9] 沈俊良,“應用於數位無線公共廣播射頻模組之設計與製作”,逢甲大學電子工程學系碩士班碩士論文,民國92年
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[14] 鈦思科技,“視覺化建模環境-Simulink入門與進階”,鈦思科技股份有限公司,民國90年
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