Modelado de Canal para Comunicaciones Ópticas Intra-Cuerpo
Autores: Trevlakis, Stylianos E.; Boulogeorgos, Alexandros-Apostolos A.; Chatzidiamantis, Nestor D.; Karagiannidis, George K.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Modelado de Canal para Comunicaciones Ópticas Intra-Cuerpo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Telecomunicaciones
Palabras clave
Aplicaciones biomédicas
Comunicaciones ópticas inalámbricas
Tejidos
Modelo de pérdida de señal
Dispersión
Coeficiente de absorción
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
La próxima generación de aplicaciones biomédicas de dentro hacia fuera del cuerpo ha adoptado las comunicaciones ópticas inalámbricas (OWC). Sin embargo, al profundizar en la literatura publicada, se reconoce una brecha en la modelización del canal de dentro hacia fuera, ya que la mayoría de las contribuciones publicadas descuidan las particularidades de los diferentes tipos de tejidos. En este artículo, presentamos modelos novedosos de pérdida de trayectoria y dispersión para enlaces de OWC de dentro hacia fuera. Específicamente, derivamos expresiones analíticas que describen con precisión la absorción de los cinco principales constituyentes de los tejidos, a saber, grasa, agua, melanina y sangre oxigenada y desoxigenada. Además, formulamos un modelo para el cálculo del coeficiente de absorción de cualquier tejido biológico genérico. A continuación, al incorporar el impacto de la dispersión en el modelo mencionado, formulamos el modelo completo de pérdida de trayectoria. El modelo desarrollado se verifica mediante comparaciones entre la pérdida de trayectoria estimada y las mediciones experimentales de trabajos de investigación independientes. Finalmente, ilustramos la precisión del modelo propuesto para estimar las propiedades ópticas de cualquier tejido genérico en función de su constitución. Se espera que el modelo de canal extraído permita el análisis del presupuesto de enlace, el análisis de rendimiento y el desarrollo de un marco teórico, lo que impulsará el diseño de protocolos de comunicación optimizados para una plétora de aplicaciones biomédicas.
Descripción
La próxima generación de aplicaciones biomédicas de dentro hacia fuera del cuerpo ha adoptado las comunicaciones ópticas inalámbricas (OWC). Sin embargo, al profundizar en la literatura publicada, se reconoce una brecha en la modelización del canal de dentro hacia fuera, ya que la mayoría de las contribuciones publicadas descuidan las particularidades de los diferentes tipos de tejidos. En este artículo, presentamos modelos novedosos de pérdida de trayectoria y dispersión para enlaces de OWC de dentro hacia fuera. Específicamente, derivamos expresiones analíticas que describen con precisión la absorción de los cinco principales constituyentes de los tejidos, a saber, grasa, agua, melanina y sangre oxigenada y desoxigenada. Además, formulamos un modelo para el cálculo del coeficiente de absorción de cualquier tejido biológico genérico. A continuación, al incorporar el impacto de la dispersión en el modelo mencionado, formulamos el modelo completo de pérdida de trayectoria. El modelo desarrollado se verifica mediante comparaciones entre la pérdida de trayectoria estimada y las mediciones experimentales de trabajos de investigación independientes. Finalmente, ilustramos la precisión del modelo propuesto para estimar las propiedades ópticas de cualquier tejido genérico en función de su constitución. Se espera que el modelo de canal extraído permita el análisis del presupuesto de enlace, el análisis de rendimiento y el desarrollo de un marco teórico, lo que impulsará el diseño de protocolos de comunicación optimizados para una plétora de aplicaciones biomédicas.