醫(yī)療EMI限制下移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的功率控制研究.pdf

1、醫(yī)療問題與人們的生活質(zhì)量密切相關(guān)，一直以來都是民生關(guān)注的熱點(diǎn)。移動(dòng)醫(yī)療，一種以移動(dòng)計(jì)算、醫(yī)療傳感和通信技術(shù)為基礎(chǔ)的新型醫(yī)療保健模式，通過使用移動(dòng)通信技術(shù)來提供醫(yī)療服務(wù)。移動(dòng)醫(yī)療的出現(xiàn)給優(yōu)化醫(yī)療資源配置、提高醫(yī)療效率與質(zhì)量、降低就診成本等帶來了有效的解決方法。目前，基于移動(dòng)醫(yī)療的相關(guān)研究已越來越被人們所關(guān)注。因此本文在移動(dòng)醫(yī)療的背景下討論功率控制問題。
　　功率控制作為通信系統(tǒng)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源配置的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，可以減少系統(tǒng)內(nèi)信號(hào)的相互

2、干擾，使系統(tǒng)容量最大化。與傳統(tǒng)功率控制研究相比，在移動(dòng)醫(yī)療場(chǎng)景下進(jìn)行功率控制研究其特點(diǎn)和限制條件會(huì)有所不同。在移動(dòng)醫(yī)療場(chǎng)景下使用無線通信會(huì)存在一個(gè)關(guān)鍵問題，信號(hào)的輻射會(huì)對(duì)醫(yī)療傳感器產(chǎn)生電磁干擾（EMI），且干擾程度隨著通信發(fā)射功率的提高而增加，高水平的電磁干擾可能導(dǎo)致醫(yī)療傳感器的嚴(yán)重故障?；卺t(yī)療傳感器的電磁敏感性，如何進(jìn)行功率控制，在實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)化分配的同時(shí)也能保證醫(yī)療傳感器的正常工作，這是本文研究的主要問題。
　　功率控制過

3、程中，由于無線網(wǎng)絡(luò)中的用戶具有自私性，每個(gè)用戶都傾向于增大功率來最大化自己的性能，但這種功率的增大會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中其他用戶造成干擾，并且過大的功率會(huì)給醫(yī)療設(shè)備帶來有害的EMI。博弈論作為解決利害沖突的數(shù)學(xué)理論，由于不同場(chǎng)景下的功率控制過程與博弈過程的契合度非常高，所以可以用博弈論的思想來分析功率控制問題。如何運(yùn)用博弈論來解決上述的矛盾問題是本文研究的關(guān)鍵。
　　本文基于移動(dòng)醫(yī)療背景，以CDMA系統(tǒng)為例，提出兩種在非合作博弈論框架下的功率

4、控制算法以調(diào)度數(shù)據(jù)傳輸。局部功率控制算法，采用基于經(jīng)典博弈論的聯(lián)合功率和速率控制方法，目的是最大化受到電磁干擾約束的每個(gè)無線用戶的網(wǎng)絡(luò)效用。全局功率控制算法，采用基于最優(yōu)回報(bào)原則的勢(shì)博弈論的功率控制方法，目的是在最小化電磁干擾的前提下，引導(dǎo)每個(gè)用戶實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)級(jí)最優(yōu)化(近似最優(yōu))。最后對(duì)兩種算法分別進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)結(jié)果表明，兩種算法都能有效地將電磁干擾控制在可接受的范圍內(nèi)。其中我們的局部功率控制算法可以收斂到唯一納什均衡，可以在應(yīng)對(duì)移動(dòng)醫(yī)