Un técnica de codificación pulsada basada en la modulación UWB óptica para biotelemetría inalámbrica implantable de alta tasa de datos y baja potencia
Autores: De Marcellis, Andrea; Palange, Elia; Nubile, Luca; Faccio, Marco; Di Patrizio Stanchieri, Guido; Constandinou, Timothy G.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2016
Acceso abierto
Artículo científico
2016
Un técnica de codificación pulsada basada en la modulación UWB óptica para biotelemetría inalámbrica implantable de alta tasa de datos y baja potencia
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Técnica de codificación pulsada
Modulación óptica de banda ultra ancha
Sistemas de biotelemetría implantables inalámbricos
Enfoque de codificación de datos ópticos
Láser pulsado de subnanosegundo
Acondicionamiento de señal de fotodiodo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
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Este artículo informa sobre una técnica de codificación pulsada basada en la modulación óptica de banda ultra ancha (UWB) para sistemas de biotelemetría implantables inalámbricos que permiten una alta velocidad de enlace de datos al tiempo que habilitan una reducción significativa de energía en comparación con la tecnología actual. Este enfoque de codificación de datos ópticos es adecuado para aplicaciones biomédicas emergentes como sistemas de comunicación inalámbrica neural transcutánea. La arquitectura general que implementa esta técnica de modulación óptica utiliza un láser pulsado de subnanosegundo como transmisor de datos y un fotodiodo de área sensible pequeña como receptor de datos. Además, incluye sistemas digitales de codificación y decodificación, circuitos analógicos de polarización y conducción para la generación de pulsos láser y acondicionamiento de la señal del fotodiodo. El sistema completo se ha implementado en una matriz de compuertas programable en campo (FPGA) y una placa de circuito impreso (PCB) prototipo con componentes discretos disponibles en el mercado. Al insertar un difusor entre el transmisor y el receptor para emular piel/tejido, el sistema es capaz de lograr una velocidad de datos de 128 Mbps con una tasa de error de bits inferior al 10 y un consumo total de energía estimado de alrededor de 5 mW correspondiente a una eficiencia energética de 35,9 pJ/bit. Estos resultados podrían permitir, por ejemplo, la transmisión de una interfaz de grabación neural de 800 canales muestreada a 16 kHz con una resolución de 10 bits.
Descripción
Este artículo informa sobre una técnica de codificación pulsada basada en la modulación óptica de banda ultra ancha (UWB) para sistemas de biotelemetría implantables inalámbricos que permiten una alta velocidad de enlace de datos al tiempo que habilitan una reducción significativa de energía en comparación con la tecnología actual. Este enfoque de codificación de datos ópticos es adecuado para aplicaciones biomédicas emergentes como sistemas de comunicación inalámbrica neural transcutánea. La arquitectura general que implementa esta técnica de modulación óptica utiliza un láser pulsado de subnanosegundo como transmisor de datos y un fotodiodo de área sensible pequeña como receptor de datos. Además, incluye sistemas digitales de codificación y decodificación, circuitos analógicos de polarización y conducción para la generación de pulsos láser y acondicionamiento de la señal del fotodiodo. El sistema completo se ha implementado en una matriz de compuertas programable en campo (FPGA) y una placa de circuito impreso (PCB) prototipo con componentes discretos disponibles en el mercado. Al insertar un difusor entre el transmisor y el receptor para emular piel/tejido, el sistema es capaz de lograr una velocidad de datos de 128 Mbps con una tasa de error de bits inferior al 10 y un consumo total de energía estimado de alrededor de 5 mW correspondiente a una eficiencia energética de 35,9 pJ/bit. Estos resultados podrían permitir, por ejemplo, la transmisión de una interfaz de grabación neural de 800 canales muestreada a 16 kHz con una resolución de 10 bits.