專利名稱：在體域網(wǎng)中使用人體一部分作為天線的通信系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在體域網(wǎng)中使用人體的一部分作為天線的通信系統(tǒng)和方法，并更具體地，涉及按照以下方式使能在不使用龐大的天線的情況下使用低頻帶的無線通信的通信系統(tǒng)和方法，其中傳送方通信設(shè)備經(jīng)由傳送方耦合器向人體施加電信號(hào)以允許人體的一部分充當(dāng)天線，并且由于射頻(RF)信號(hào)在人體的另一部分中發(fā)生的電信號(hào)經(jīng)由接收方耦合器而傳遞到接收方通信設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代社會(huì)中的許多人習(xí)慣攜帶諸如個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、移動(dòng)電話、和便攜式醫(yī)療設(shè)備的便攜式設(shè)備。為了在這些便攜式設(shè)備之間傳送和接收各種數(shù)據(jù)，在環(huán)繞人體的區(qū)域中建立網(wǎng)絡(luò)，并且這樣的網(wǎng)絡(luò)被定義為體域網(wǎng)。該體域網(wǎng)中使用的數(shù)據(jù)傳送方法可以是使用線纜的有線傳送方法以及使用射頻 (RF)波的無線傳送方法。有線傳送方法提供數(shù)據(jù)安全和快速傳送速度的優(yōu)點(diǎn)，但是其需要攜帶諸如線纜的有線設(shè)備。另一方面，無線傳送方法準(zhǔn)備方便的數(shù)據(jù)傳送，但是無線信道受到人體自己或人體移動(dòng)的極大影響。即，作為具有非常高的波損耗特性的電介質(zhì)體的人體位于體域網(wǎng)中的通信設(shè)備之間的無線信道中，這樣信號(hào)損耗非常高。而且，根據(jù)人體移動(dòng)在通信裝置之間反復(fù)形成視線(line of sight)和非視線無線信道，使得跨越無線信道的信號(hào)損耗變化可非常高，由此引起穩(wěn)定信道構(gòu)建的難度。為了解決這些問題，需要使用低頻帶。低頻帶比高頻帶的有利之處在于，其特征在于由于弱的波線性而導(dǎo)致的、由人體引起的RF波的損耗的降低以及由人體移動(dòng)引起的信號(hào)損耗變化的降低。然而，無線傳送所需的天線尺寸趨于與利用的頻率的波長(zhǎng)成比例，使得在使用低頻帶的情況下，需要非常大尺寸的天線。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的一個(gè)方面提供在體域網(wǎng)中使用人體的一部分作為天線的通信系統(tǒng)和方法。所述通信系統(tǒng)和方法按照以下方式使能在不使用龐大的天線的情況下使用低頻帶的無線通信，其中傳送方通信設(shè)備經(jīng)由傳送方耦合器向人體施加電信號(hào)以允許人體的一部分充當(dāng)天線，并且由于射頻(RF)信號(hào)在人體的另一部分中發(fā)生的電信號(hào)經(jīng)由接收方耦合器而傳遞到接收方通信設(shè)備。問題的解決方案根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種在體域網(wǎng)中使用人體的一部分作為天線的通信系統(tǒng)，該通信系統(tǒng)包括傳送方和接收方通信設(shè)備，用于經(jīng)由無線傳送來傳送和接收數(shù)據(jù)信號(hào)；傳送方和接收方耦合器，用于在所述傳送方和接收方通信設(shè)備與人體之間傳遞數(shù)據(jù)信號(hào)；以及傳送方和接收方阻抗匹配設(shè)備，用于實(shí)現(xiàn)所述傳送方和接收方通信設(shè)備與所述傳送方和接收方耦合器之間的阻抗匹配。 4
該傳送方通信設(shè)備可經(jīng)由該傳送方耦合器將電信號(hào)形式的傳送數(shù)據(jù)信號(hào)施加到人體，以允許電信號(hào)流經(jīng)人體的一側(cè)，并且射頻波可從人體的所述一側(cè)輻射到大氣中。該接收方通信設(shè)備可經(jīng)由該接收方耦合器接收電信號(hào)，該電信號(hào)是由于從人體的所述一側(cè)輻射的射頻波而在人體的另一側(cè)出現(xiàn)的。所述傳送方和接收方耦合器可被配置為信號(hào)電極，以傳遞數(shù)據(jù)信號(hào)。而且，所述傳送方和接收方耦合器可進(jìn)一步包括與所述傳送方和接收方通信設(shè)備的地相連的相應(yīng)地電極。所述傳送方和接收方耦合器可以與人體接觸或可以不與人體接觸。當(dāng)所述傳送方和接收方耦合器與人體接觸時(shí)，所述傳送方和接收方耦合器可以分離地形成在所述傳送方和接收方通信設(shè)備的外部以直接接觸人體。當(dāng)所述傳送方和接收方耦合器不與人體接觸時(shí)，所述傳送方和接收方耦合器可以分別包括在所述傳送方和接收方通信設(shè)備的內(nèi)部?？梢愿鶕?jù)所述傳送方和接收方耦合器是與人體接觸還是不與人體接觸，基于可變阻抗，來不同地配置所述傳送方和接收方阻抗匹配設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種在體域網(wǎng)中使用人體的一部分作為天線的通信方法，該通信方法包括傳送方通信設(shè)備經(jīng)由傳送方耦合器將電信號(hào)形式的傳送數(shù)據(jù)信號(hào)施加到人體，以允許電信號(hào)流經(jīng)人體的一側(cè)；將通過電信號(hào)流動(dòng)的來自人體的所述一側(cè)的射頻波輻射到大氣中；和接收方通信設(shè)備經(jīng)由接收方耦合器接收電信號(hào)，該電信號(hào)是由于從人體的所述一側(cè)輻射的射頻波而在人體的另一側(cè)出現(xiàn)的。發(fā)明的有利效果如上所述，根據(jù)本發(fā)明的示范實(shí)施例，在傳送方和接收方通信設(shè)備之間的無線通信期間，使用人體的一部分作為天線，由此在不使用龐大的天線的情況下使用低頻帶來建立穩(wěn)定的無線信道。而且，在傳送方和接收方通信設(shè)備以及傳送方和接收方耦合器之間提供的阻抗匹配設(shè)備允許匹配根據(jù)傳送方和接收方耦合器是否接觸人體而可變的阻抗，由此降低信號(hào)損
^^ ο此外，進(jìn)一步包括與通信設(shè)備的地相連的地電極，由此將更強(qiáng)信號(hào)施加到人體或從人體接收更強(qiáng)信號(hào)。


圖1示意性圖示了根據(jù)本發(fā)明示范實(shí)施例的在體域網(wǎng)中使用人體的一部分作為天線的通信系統(tǒng)；圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明示范實(shí)施例的在體域網(wǎng)中使用人體的一部分作為天線的通信系統(tǒng)的詳細(xì)配置；和圖3是圖示了在使用人體的一部分作為天線的通信系統(tǒng)中、當(dāng)耦合器接觸人體時(shí)和當(dāng)耦合器不接觸人體時(shí)的耦合器的輸入阻抗的圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參考附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的示范實(shí)施例。然而，將省略與公知功能或配置相關(guān)的詳細(xì)描述，以便不會(huì)不必要地使本發(fā)明的主題模糊。在這些圖中，將始終使用相同的附圖標(biāo)記來指定相同或相似的部分。另外，在說明書中，將理解的是，當(dāng)元件被稱為與另一元件相連時(shí)，其可與所述另一元件直接相連或可存在居間元件。而且，除非按照相反的方式明確描述，否則詞“包括 (include) ”以及諸如“包括(includes) ”或“包括(including) ”的變型將被理解為暗指包括所闡明的元件但是不排除任何其他元件。圖1示意性圖示了根據(jù)本發(fā)明示范實(shí)施例的在體域網(wǎng)中使用人體的一部分作為天線的通信系統(tǒng)。人體具有傳導(dǎo)性，雖然是低電平。該傳導(dǎo)性可允許將人體用作用于無線傳送的天線。特別是，當(dāng)傳送方通信設(shè)備10將電信號(hào)施加到人體30的一側(cè)時(shí)，電信號(hào)1流經(jīng)人體30。因此，人體30的一部分向大氣中輻射射頻(RF)波2，由此充當(dāng)傳送方天線。而且，當(dāng)人體30的另一側(cè)遭受輻射到大氣中的RF波2時(shí)，電信號(hào)3流經(jīng)人體30 并被傳送到接收方通信設(shè)備20，由此人體30的一部分充當(dāng)接收方天線。與此類似，形成體域網(wǎng)的傳送方和接收方通信設(shè)備10和20使得人體30的一部分能夠充當(dāng)天線，由此實(shí)現(xiàn)無需單獨(dú)天線裝置的無線通信。圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明示范實(shí)施例的在體域網(wǎng)中使用人體的一部分作為天線的通信系統(tǒng)的詳細(xì)配置。該通信系統(tǒng)包括傳送方和接收方通信設(shè)備10和20、在所述傳送方和接收方通信設(shè)備10和20中分別包括的傳送方和接收方耦合器11和21、以及用于傳送方和接收方耦合器11和21與傳送方和接收方通信設(shè)備10和20之間的阻抗匹配的阻抗匹配設(shè)備12和22。這里，通信設(shè)備10和20是使用無線傳送方法傳送和接收數(shù)據(jù)的無線通信設(shè)備。例如，在諸如個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、移動(dòng)電話、和醫(yī)療設(shè)備的通信設(shè)備能建立體域網(wǎng)的條件下， 通信設(shè)備10和20可與設(shè)備類型無關(guān)地改變。雖然為了便于解釋而將通信設(shè)備10和20劃分為傳送方和接收方通信設(shè)備10和20，但是它們?cè)跀?shù)據(jù)傳送方面具有相同功能。而且，耦合器11和21在通信設(shè)備10和20與人體30之間傳遞電信號(hào)形式的傳送和接收數(shù)據(jù)信號(hào)。雖然為了便于解釋將耦合器11和21劃分為傳送方和接收方耦合器11 和21，但是它們具有相同功能。傳送方通信設(shè)備10經(jīng)由傳送方耦合器11將電信號(hào)形式的傳送數(shù)據(jù)信號(hào)施加到人體30。接收方通信設(shè)備20經(jīng)由接收方耦合器21接收流經(jīng)人體的電信號(hào)形式的接收數(shù)據(jù)信號(hào)。傳送方和接收方耦合器11和21可被配置為信號(hào)電極，但是它們可接觸人體或者可不接觸人體。圖3圖示了在使用人體的一部分作為天線的通信系統(tǒng)中、當(dāng)耦合器接觸人體時(shí)和當(dāng)耦合器不接觸人體時(shí)的耦合器的輸入阻抗。如圖3中所示，與傳送方和接收方耦合器11 和21不接觸人體時(shí)相比，當(dāng)傳送方和接收方耦合器11和21接觸人體時(shí)，由于人體的高電介質(zhì)特性，所以傳送方和接收方耦合器11和21具有低阻抗值。所以，本發(fā)明在傳送方和接收方通信設(shè)備10和20與傳送方和接收方耦合器11和21之間包括阻抗匹配設(shè)備12和22。例如，如圖3中所示，阻抗匹配設(shè)備12和22可被配置為適于相應(yīng)阻抗，由此，當(dāng)傳送方和接收方耦合器11和21不接觸人體時(shí)以及當(dāng)傳送方和接收方耦合器11和21接觸人體時(shí)，傳送方和接收方耦合器11和21可向人體30施加更強(qiáng)信號(hào)并從人體30接收它們。其間，當(dāng)耦合器11和21接觸人體30時(shí)，它們可被配置為添加與通信設(shè)備10和20 的地相連的地電極13和23以及用于傳遞數(shù)據(jù)信號(hào)的信號(hào)電極。在該情況下，強(qiáng)信號(hào)流經(jīng)信號(hào)電極和地電極之間的人體。即，與當(dāng)將耦合器11和21配置為僅信號(hào)電極時(shí)相比，信號(hào)強(qiáng)度變強(qiáng)。所以，可向人體30施加更強(qiáng)信號(hào)，或可從人體30接收更強(qiáng)信號(hào)。另一方面，當(dāng)耦合器11和21不接觸人體時(shí)，即，當(dāng)在耦合器11和21與人體30之間存在諸如空氣或衣服的其他材料時(shí)，由于阻抗失配可附加發(fā)生信號(hào)損耗。然而，上述阻抗匹配設(shè)備12和22可降低這樣的信號(hào)損耗。所以，即使耦合器11和21可不接觸人體30，但是可通過向人體30施加電信號(hào)而將人體30的一部分用作天線。在該情況下，由于耦合器 11和21不需要接觸人體30，所以可增強(qiáng)使用便利性。而且，當(dāng)耦合器11和21需要接觸人體30時(shí)，它們可分離地形成在通信設(shè)備10和 20的外部。然而，當(dāng)耦合器11和21不需要接觸人體30時(shí)，它們可形成在通信設(shè)備10和 20的內(nèi)部。盡管已結(jié)合示范實(shí)施例而示出和描述了本發(fā)明，但是對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚的是，可進(jìn)行修改和變型，而不脫離所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種在體域網(wǎng)中使用人體的一部分作為天線的通信系統(tǒng)，該通信系統(tǒng)包括傳送方和接收方通信設(shè)備，用于經(jīng)由無線傳送來傳送和接收數(shù)據(jù)信號(hào)；傳送方和接收方耦合器，用于在所述傳送方和接收方通信設(shè)備與人體之間傳遞數(shù)據(jù)信號(hào)；以及傳送方和接收方阻抗匹配設(shè)備，用于實(shí)現(xiàn)所述傳送方和接收方通信設(shè)備與所述傳送方和接收方耦合器之間的阻抗匹配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的通信系統(tǒng)，其中該傳送方通信設(shè)備經(jīng)由該傳送方耦合器將電信號(hào)形式的傳送數(shù)據(jù)信號(hào)施加到人體，以允許電信號(hào)流經(jīng)人體的一側(cè)，并且射頻波從人體的所述一側(cè)輻射到大氣中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的通信系統(tǒng)，其中該接收方通信設(shè)備經(jīng)由該接收方耦合器接收電信號(hào)，該電信號(hào)是由于從人體的所述一側(cè)輻射的射頻波而在人體的另一側(cè)出現(xiàn)的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的通信系統(tǒng)，其中所述傳送方和接收方耦合器被配置為信號(hào)電極， 以傳遞數(shù)據(jù)信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的通信系統(tǒng)，其中所述傳送方和接收方耦合器進(jìn)一步包括與所述傳送方和接收方通信設(shè)備的地相連的相應(yīng)地電極。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的通信系統(tǒng)，其中所述傳送方和接收方耦合器與人體接觸或不與人體接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的通信系統(tǒng)，其中當(dāng)所述傳送方和接收方耦合器與人體接觸時(shí)，所述傳送方和接收方耦合器分離地形成在所述傳送方和接收方通信設(shè)備的外部以直接接觸人體，并且當(dāng)所述傳送方和接收方耦合器不與人體接觸時(shí)，所述傳送方和接收方耦合器分別包括在所述傳送方和接收方通信設(shè)備的內(nèi)部。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的通信系統(tǒng)，其中根據(jù)所述傳送方和接收方耦合器是與人體接觸還是不與人體接觸，基于可變阻抗，來不同地配置所述傳送方和接收方阻抗匹配設(shè)備。
9.一種在體域網(wǎng)中使用人體的一部分作為天線的通信系統(tǒng)，該通信系統(tǒng)包括通信設(shè)備，用于經(jīng)由無線傳送來傳送和接收數(shù)據(jù)信號(hào)；耦合器，用于在所述通信設(shè)備和人體之間傳遞數(shù)據(jù)信號(hào)；以及阻抗匹配設(shè)備，用于實(shí)現(xiàn)所述通信設(shè)備與所述耦合器之間的阻抗匹配。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的通信系統(tǒng)，其中所述通信設(shè)備經(jīng)由該耦合器將電信號(hào)形式的傳送數(shù)據(jù)信號(hào)施加到人體，以允許電信號(hào)流經(jīng)人體的一側(cè)，并且射頻波從人體的所述一側(cè)輻射到大氣中。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的通信系統(tǒng)，其中所述通信設(shè)備經(jīng)由該耦合器接收電信號(hào)，該電信號(hào)是由于從人體的所述一側(cè)輻射的射頻波而在人體的另一側(cè)出現(xiàn)的。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的通信系統(tǒng)，其中所述耦合器被配置為信號(hào)電極，以傳遞數(shù)據(jù)信號(hào)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的通信系統(tǒng)，其中所述耦合器進(jìn)一步包括與所述通信設(shè)備的地相連的地電極。
14.根據(jù)權(quán)利要求9的通信系統(tǒng)，其中所述耦合器與人體接觸或不與人體接觸。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的通信系統(tǒng)，其中當(dāng)所述耦合器與人體接觸時(shí)，所述耦合器分離地形成在所述通信設(shè)備的外部以直接接觸人體，并且當(dāng)所述耦合器不與人體接觸時(shí)，所述耦合器被包括在所述通信設(shè)備的內(nèi)部。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的通信系統(tǒng)，其中根據(jù)所述耦合器是與人體接觸還是不與人體接觸，基于可變阻抗，來不同地配置所述阻抗匹配設(shè)備。
17.一種在體域網(wǎng)中使用人體的一部分作為天線的通信方法，該通信方法包括傳送方通信設(shè)備經(jīng)由傳送方耦合器將電信號(hào)形式的傳送數(shù)據(jù)信號(hào)施加到人體，以允許電信號(hào)流經(jīng)人體的一側(cè)；將通過電信號(hào)流動(dòng)的來自人體的所述一側(cè)的射頻波輻射到大氣中；和接收方通信設(shè)備經(jīng)由接收方耦合器接收電信號(hào)，該電信號(hào)是由于從人體的所述一側(cè)輻射的射頻波而在人體的另一側(cè)出現(xiàn)的。
全文摘要
提供了一種在體域網(wǎng)中使用人體(30)的一部分作為天線的通信系統(tǒng)和方法，并更具體地，提供了一種按照以下方式使能在不使用龐大的天線的情況下使用低頻帶的無線通信的通信系統(tǒng)和方法，其中傳送方通信設(shè)備(10)經(jīng)由傳送方耦合器向人體施加電信號(hào)(1)以允許人體的一部分充當(dāng)天線，并且由于射頻(RF)信號(hào)(2)在人體的另一部分中發(fā)生的電信號(hào)(3)經(jīng)由接收方耦合器而傳遞到接收方通信設(shè)備(20)。
文檔編號(hào)H04B7/00GK102449923SQ200980152300
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2009年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月24日
發(fā)明者姜泰旭, 姜盛元, 崔炳建, 康太榮, 明惠珍, 樸景煥, 樸炯一, 林寅基, 玄錫奉, 邢昌熙, 金圣恩, 金整范, 金景洙, 黃正煥 申請(qǐng)人:韓國(guó)電子通信研究院