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Miniaturized Novel UWB Band-Notch Textile Antenna for Body Area Networks

Computer Systems Science & Engineering 2022年第3期40卷 1183-1198页

作者： Mohammad Monirujjaman Khan Arifa Sultana Mehedi Masud Gurjot Singh Gaba Hesham A.Alhumyani Department of Electrical and Computer Engineering North South UniversityBashundharaDhaka1229Bangladesh Department of Computer Science College of Computers and Information TechnologyTaif UniversityTaif21944Saudi Arabia School of Electronics&Electrical Engineering Lovely Professional UniversityPunjabIndia Department of Computer Engineering College of Computers and Information TechnologyTaif UniversityTaif21944Saudi Arabia

This paper presents the design and analysis of a miniaturized and novel wearable ultra-wideband(UWB)band-notch textile antenna for Body Area Networks(bans).The major goal of building the antenna for wearable applications with band notch in X-band is to reject the downlink band(7.25 to 7.75 GHz)of satellite communication in the UWB frequency ranges of 3.1–10.6 GHz to keep away from interference.Computer Simulation Technology(CST)TM Microwave Studio,which is user-friendly and reliable,was used to model and simulate the antenna.The radiating element of the antenna is designed on Jeans’textile substrate,which has a relative permittivity of 1.7.The thickness of the jeans’fabric substrate has been considered to be 1 mm.Return loss,gain,bandwidth,impedance,radiation,and total efficiency,and radiation patterns are presented and investigated.The antenna is simulated placed on the three layers of the human body model,and the on-body results are summarized in comparison with free space.Results and analysis indicate that this antenna has good band-notch characteristics in the frequency range of 7.25 GHz to 7.75 GHz.The parametric study varying the relative permittivity of Jeans’fabric substrate of this antenna is also evaluated.In addition,effects on the antenna parameters of variation of ground plane size have been reported.The antenna is 25 mm×16 mm×1.07 mm in total volume.Results reveal that this antenna achieves the design goal and performs well both in free space and on the body.

关键词： UWB band notch textile antenna wearable antenna on-body bans jeans X-band CST

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基于bans的云平台监控系统的设计与实现

基于BANS的云平台监控系统的设计与实现

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作者：曹旭东电子科技大学

学位级别：硕士

云计算作为一种新兴的的网络计算模式,为用户提供了海量计算能力、大规模数据处理、大容量存储等功能,已经成为了一种被业界普遍接受的计算模式,吸引了各方包括学术界、政府界和产业界的广泛关注,被认为是未来计算机发展的趋势,将极大... 详细信息

云计算作为一种新兴的的网络计算模式,为用户提供了海量计算能力、大规模数据处理、大容量存储等功能,已经成为了一种被业界普遍接受的计算模式,吸引了各方包括学术界、政府界和产业界的广泛关注,被认为是未来计算机发展的趋势,将极大的改变人类的生活方式。云计算具有高度伸缩性、高可靠性以及资源的最大化利用等特点。云平台作为大规模计算机集群,如何保障云平台的稳定可靠运行,简化部署流程,提高管理效率,提升云平台的可靠性和安全性成为现阶段云计算研究方向的一个热点问题。云平台监控系统是云平台的重要组成部分,在保障云平台的稳定性和服务质量方面有着举足轻重的作用,因此对监控系统的研究是很有意义的。本文对云计算和云平台监控相关概念和技术进行研究,分析了设计云平台监控系统所面临的关键问题,设计并实现了云平台监控系统Nervous。Nervous是基于仿生自主神经系统(bans)原理,借鉴开源项目Ganglia的结构,而设计开发的一款针对云平台资源的监控系统。该系统对云平台内部各种资源的性能指标、安全性进行实时监控并记录历史其信息,及时发现资源故障,对于非重大的故障能实现自我修复,对于需要管理员参与排除的故障能及时通知云平台管理员,并提供历史信息供其快速定位排查。在WEB管理界面,通过曲线很容易见到每个节点的工作状态和历史信息,方便云平台管理员第一时间了解云平台状态,对合理调整、分配系统资源,提高系统整体性能起到重要作用。首先,本文对涉及到的相关技术进行了研究,包括云计算、集群监控、bans仿生自主神经系统、Ganglia开源集群监视项目、Round Robin数据存储技术等,然后针对设计监控系统中所面临的关键问题,给出了分析而且比较了各种方案,接着阐述了Nervous云平台监控系统的整体结构和详细设计,同时给出了各个部分的具体实现,最后本文将Nervous监控系统部署在实验室的云计算平台上进行了功能测试,同时给出了测试结果分析。Nervous云平台监控系统弥补了ganglia开源监控项目不能下达指令到被监控对象执行和缺乏告警机制的短板,同时融入了仿生自主神经系统bans的思想。

关键词：云平台监控 bans

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超声波体域网中数据链路层可靠性研究

超声波体域网中数据链路层可靠性研究

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作者：王帆吉林大学

学位级别：硕士

体域网(Body Area Networks,bans)是一种部署于体表或者植入体内的生物传感器网络,属于无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)的一个分支,在生物医疗、体育运动、军事训练等领域都有广阔的应用前景。bans通常由一系列内置无线... 详细信息

体域网(Body Area Networks,bans)是一种部署于体表或者植入体内的生物传感器网络,属于无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)的一个分支,在生物医疗、体育运动、军事训练等领域都有广阔的应用前景。bans通常由一系列内置无线通信模块的微型传感器构成,这些传感器具有微型化、低功率、可植入等特点,并且随着通信、电子、计算机等科学技术的深入研究与高速发展,bans在健康预警、疾病诊断、远程医疗等医疗信息化领域有着长足的进步。在bans的理论研究中,无线通信技术是该领域的主要研究方向之一,而传输媒介作为无线通信系统中信息传输的桥梁与纽带,更是具有至关重要的作用,尤其在医疗健康领域,对于传输媒介的选择有着更高的要求。传统的bans采用无线电波作为传输媒介进行数据传输,这种传输模型存在以下问题:1)由于无线电波会产生电磁辐射,其造成的电磁污染势必会危害人体健康,这与bans应用于医疗健康的初衷是背道而驰的。2)医疗环境中对于无线电波的信号功率有着比较严格的要求,这也制约了无线电通信在bans中的应用。3)复杂环境下多种无线通信技术的互相干扰会导致信号衰减严重,甚至无法正常通信,影响了数据通信的可靠性。针对以上问题,本文采用超声波替代无线电波应用于bans,形成一种以超声波为传输媒介的网络,称之为超声波体域网(Ultrasonic Body Area Networks,Ubans)。在此基础上,基于超声波通信系统结构设计并实现了一种Ubans环境下的超声波通信原型系统,该系统可实现体表到体表场景下以超声波为传输媒介的点对点通信。本文的工作重点是研究适合应用于Ubans环境的可靠通信策略,因此本文提出了两种基于Ubans的自适应差错控制策略:策略一为基于超声波声强的Ubans自适应差错控制策略,该策略将超声波声强作为阈值,动态选择适用于Ubans的自动重传请求(Automatic Repeat Request,ARQ)协议或混合自动重传请求(Hybrid Automatic Repeat Request,HARQ)协议;策略二为基于隐马尔科夫模型(Hidden Markov Model,HMM)的Ubans自适应差错控制策略,该策略利用HMM对误码率进行预测,再根据系统下一时间段内误码率值的大小动态选择ARQ或HARQ进行差错控制,从而达到提高Ubans通信可靠性的目的。本文通过实验证明了策略的可行性和实用性,再通过传输成功率、能耗等指标的对比,表明两种自适应差错控制策略的整体性能优于传统策略,达到了本文工作的预期目标。

关键词： bans 超声波通信数据链路层超声波声强 HMM

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