清华大学研究生研发低成本SC-UWB可穿戴多媒体无线体域网

本文主要探讨了在第七届中国研究生电子设计竞赛中，清华大学参赛团队针对可穿戴多媒体无线体域网（Wearable Multimedia Wireless Body Area Network, WBAN）提出的一种创新解决方案。他们选择单载波超宽带（Single Carrier Ultra Wide Band, SC-UWB）技术作为无线体域网的物理层（Physical Layer, PHY），因为超宽带技术因其高速特性而被认为是满足这类应用的理想选择。 SC-UWB技术相对于传统的MB-OFDM UWB技术具有更低的成本、功耗和复杂度优势。MB-OFDM作为国际标准虽然性能优良，但其高昂的实现成本限制了其在无线体域网中的普及。为了克服这些问题，研究团队设计了一种低复杂度的单载波超宽带接收机，采用了并行信号处理策略来减小信号处理速率，进一步通过方波匹配、PN辅助序列双驻留同步（Double Resided Synchronization with PN Sequence）以及RAKE接收加上决定反馈均衡（Decision Feedback Equalization, DFE）算法来降低技术实现的复杂度，并增强抗多径干扰的能力。 此外，论文还提及了对协议栈结构的简化和MAC层（Medium Access Control Layer）协议的设计，这些优化旨在提升系统的效率和易用性。核心成果是一个基于Stratix I FPGA平台的可穿戴多媒体无线体域网演示系统，包括三个节点：两个外围数据采集节点负责实时采集视频并通过摄像头传输，中心汇聚节点则负责接收和转发数据到PC机进行多路显示。值得注意的是，单载波超宽带收发机已经实现了芯片化，这进一步证实了其在实际应用中的可行性和实用性。 关键词提炼了论文的核心内容，包括无线体域网、超宽带技术、UWB、单载波、SC-UWB、可穿戴设备、复杂度、功耗、多径效应、RAKE接收、均衡、视频、多媒体、时分多址（Time Division Multiple Access, TDMA）等，这些都是研究团队在这个项目中关注的重点和突破点。这篇论文展示了在特定条件下如何通过创新技术手段解决实际问题，推动了可穿戴多媒体无线体域网技术的发展。