愛爾蘭研究人員正在研究如何讓人成為下一代無線基礎(chǔ)設(shè)施，他們設(shè)想讓人們穿戴上傳感器、無線電發(fā)射裝置和網(wǎng)關(guān)，建立一個(gè)“身體對身體”的網(wǎng)絡(luò)。

通過重新設(shè)備的天線、低功率發(fā)射器和新的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，經(jīng)常移動(dòng)的身體網(wǎng)絡(luò)將建立起一個(gè)“超高帶寬移動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施”。利用平行傳輸和身體節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行路由，這種網(wǎng)絡(luò)甚至能夠從蜂窩網(wǎng)絡(luò)中下載大型文件。在需要時(shí)，身體節(jié)點(diǎn)能夠與固定的訪問點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)或蜂窩網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。

“以身體為中心”的通訊已經(jīng)成為了位于北愛爾蘭貝爾法斯特的英國女王大學(xué)電子通訊與信息技術(shù)學(xué)的重點(diǎn)研究項(xiàng)目。目前研究人員已經(jīng)獲得了英國皇家工程院和英國工程與物理科學(xué)研究理事會(huì)80萬美元的資助。

該學(xué)院研究人員Simon Cotton博士稱，研究人員將通過這種新的網(wǎng)絡(luò)將對“身體對身體”無線通訊進(jìn)行一個(gè)為期五年的探索，其中包括探索人類身體和運(yùn)動(dòng)將如何無線信號的傳播等問題。

身體網(wǎng)絡(luò)概念是無線醫(yī)療傳感器和戰(zhàn)場傳感器研究的一個(gè)擴(kuò)展領(lǐng)域。如今無線醫(yī)療傳感器已經(jīng)可以被放置或植入到病人身體內(nèi)，戰(zhàn)場傳感器也可以由士兵穿戴或背負(fù)在身上。這些傳感器能夠監(jiān)測多很特殊的活動(dòng)和閥值，并收集數(shù)據(jù)，然后向固定式系統(tǒng)傳送信息。

Cotton稱，目前該學(xué)院的研究工作主要是創(chuàng)建一個(gè)身體內(nèi)部的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，與此同時(shí)這個(gè)網(wǎng)絡(luò)還能夠通過與網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施協(xié)同工作與身體外部進(jìn)行通訊。

Cotton表示：“最初的想法是替代與蜂窩網(wǎng)絡(luò)基站間的通訊，因?yàn)榉涓C網(wǎng)絡(luò)基站每隔1至2公里遠(yuǎn)就需要建立一個(gè)。在人口稠密的區(qū)域內(nèi)，通過合作通訊方式，信息能夠通過自己周圍的人進(jìn)行傳遞。所有的用戶都要為其他網(wǎng)絡(luò)用戶留出一定數(shù)量的帶寬，直到信息到達(dá)預(yù)定的接收者那里或是被轉(zhuǎn)發(fā)到蜂窩網(wǎng)絡(luò)上。”

與基于IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)相似，身體網(wǎng)絡(luò)的功率很低，信號只能被傳播10至100米。

位于美國賓州的匹茲堡的卡內(nèi)基梅隆大學(xué)目前正在就上千部無線傳感器如何彼此間智能化協(xié)作展開研究。

Cotton稱：“另一個(gè)好處是這種網(wǎng)絡(luò)的頻率分配在很短的距離內(nèi)被重新使用，這意味著寶貴的無線電頻譜可以被更為充分的使用。”

Cotton預(yù)測，一個(gè)功能齊全而又可靠的身體對身體網(wǎng)絡(luò)甚至可以讓一些蜂窩網(wǎng)絡(luò)基站在人口稠密地區(qū)變得多余。他還預(yù)測稱，這種網(wǎng)絡(luò)甚至可以被用于傳輸高清視頻。Cotton解釋稱：“用戶設(shè)備上的軟件可以智能的將一個(gè)文件分成許多小的數(shù)據(jù)流，然后利用身邊的多個(gè)人傳輸內(nèi)容，這些人又會(huì)將這些數(shù)據(jù)流傳輸給其他的人，就像網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)一樣。在到達(dá)預(yù)定的接收者那里，這些數(shù)據(jù)流會(huì)將文件重新拼起來。”

要實(shí)現(xiàn)這些需求一個(gè)網(wǎng)絡(luò)軟件棧處理動(dòng)態(tài)變化的網(wǎng)絡(luò)配置。因此容延容斷網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在為了他們的一個(gè)新的研究重點(diǎn)。

天線設(shè)計(jì)是關(guān)鍵

無線身體網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)關(guān)鍵是天線的設(shè)計(jì)。該學(xué)院的網(wǎng)站上稱，WBAN(無線體域網(wǎng))使用的理想天線是體積小，功率受身體組織影響最小，用戶的運(yùn)動(dòng)不會(huì)為其帶來不良影響。

該學(xué)院正在進(jìn)行天線的設(shè)計(jì)與研發(fā)，頻率從400MHz至2.4GHz，可連接身體上的傳感器，也可在各個(gè)方向與身體外部連接進(jìn)行通訊。

信號會(huì)受到來自身體自身的影響，如我們用手觸摸AM/FM天線時(shí)我們會(huì)發(fā)現(xiàn)信號的強(qiáng)弱會(huì)發(fā)生變化。身體的運(yùn)動(dòng)也會(huì)影響信號，如呼吸。此外持續(xù)變化的網(wǎng)絡(luò)中的無線電信號反射也會(huì)帶來影響，如一個(gè)活“節(jié)點(diǎn)”正在持續(xù)移動(dòng)穿越建筑物和街道。

Cotton稱，新的撥款將幫助女王大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)對從ISM頻段中的2.4GHz微波頻率至毫米波頻率中的60GHz高帶寬通訊進(jìn)行技術(shù)評估。天線技術(shù)應(yīng)當(dāng)具備MIMO(多輸入多輸入)技術(shù)，使用IEEE 802.11n無線LAN標(biāo)準(zhǔn)。