医療応用におけるアレーアンテナを用いた超広帯域UWBシステムのための先進信号処理

在医疗应用中使用阵列天线的超宽带 UWB 系统的高级信号处理

• 批准号: 05F05353
• 负责人: 河野 隆二
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05F05353/
• 关键词: UWB:Ultra Wideband; 超広帯域無線通信; Cognitive Radio; アレーアンテナ; UWB(Ultra Wide Band); UWB多元接続システム; 医療センサーネットワーク

超広帯域(UWB:Ultra Wideband)無線技術を中心とする先端通信技術を医療に応用することにより医療システムの高度化を図ることを目的とした。生体への電磁波障害を避け、マイクロ・ナノサイズのインプラントセンサーの位置を正確に測位し、澎大な生体医療情報を高速伝送するために通信測位方式としてUWB方式を用いてアレーアンテナで通信・測距を行う信号処理技術の研究を行った。本年度は、これまでに入った方式考案と理論解析や実験実証に基づき、提案方式の性能を明確にし、具体的な応用などを明確にし、本共同研究を取りまとめた。具体的には、(1)UWB無線システムのための周波数利用効率が高い直交パルス波形設計:医療にUWB無線技術を導入する場合、同一周波数帯をUWBシステムと既存システムがオーバーレイして利用することにより生じる干渉(与干渉、被干渉)を低減することが求められる。各国により異なるUWB信号に関する電波法の送信信号の周波数特性制限(スペクトルマスク)に準拠し、周波数効率を上げ、多数のUWBシステム間での相互干渉を解消するために、新たなクラスの直行パルス波形を考案し、その特性を理論的に解析し最適化を図った。(2)生体内医療イメージングのための超広帯域(UWB)信号用フィルタの設計:UWB無線の固有の特長である通信と同時に測距・測位(レーダー機能)が可能であることを医療における体内臓器の外部からのイメージング(CTなど)に活用したUWB医療イメージングシステムにおいて、様々な体内臓器に応じて伝搬特性が異なることによるイメージング精度の劣化を解消するためのアレーアンテナと圧縮フィルタを考案し、その距離分解能、誤認識確立などの性能解析、最適化を行なった。

Super hiroo 帯 domain (UWB: Ultra Wideband) wireless technology center を と す る apex communications を medical に 応 with す る こ と に よ り medical シ ス テ ム の を empirically 図 る こ と を purpose と し た. Born body へ の handicap of electromagnetic wave を け, avoiding マ イ ク ロ · ナ ノ サ イ ズ の イ ン プ ラ ン ト セ ン サ ー の を に right position location し, peng big な raw medical intelligence を high-speed 伝 send す る た め に communication way of measuring position と し て を UWB way with い て ア レ ー ア ン テ ナ で communication line, ranging を う signal line の 処 manage technology research を っ た. This year は, こ れ ま で に into っ と theory analytical や た way test case be 験 card be に base づ き, proposal の performance を clear に し, concrete な 応 with な ど を clear に し, from this common study を り ま と め た. Specific に は, (1) UWB wireless シ ス テ ム の た め の cycle for high using rate of unseen が い rectangular パ ル ス waveform design: medical に UWB wireless technology を import す る occasion, the same cycle for 帯 を UWB シ ス テ ム と existing シ ス テ ム が オ ー バ ー レ イ し て using す る こ と に よ り raw じ る dry involved (with dry involved, the dry involved) を low cut す る こ と Youdaoplaceholder0 find められる. Countries に よ り different な る UWB signal に masato す る wave method の signal の cycle for delivering the limitations feature (ス ペ ク ト ル マ ス ク) に quasi 拠 し, cycle number working rate を げ, most の UWB シ ス テ ム between で の dry each other involved を null す る た め に, new た な ク ラ ス の straight パ ル ス waveform し を test case, そ の を theory features に parsing し optimization を 図 っ Youdaoplaceholder0. (2) gave birth to the body health イ メ ー ジ ン グ の た め の super hiroo 帯 domain (UWB) signal with フ ィ ル タ の design: UWB wireless の inherent の specialty で あ る communication と に range at the same time, location (レ ー ダ ー function) may が で あ る こ と を medical に お け る body viscera の external か ら の イ メ ー ジ ン グ (CT な ど) に use し た UWB medical イ メ ー ジ ン グ シ ス テ ム に お い て, others 々 な body viscera に 応 じ て 伝 move features が different な る こ と に よ る イ メ ー ジ ン グ precision の degradation を null す る た め の ア レ ー ア ン テ ナ と 圧 shrinkage フ ィ ル タ し を test case, そ の distance decomposition are established, incorrect understanding な ど の parsing performance, line optimization を な っ た.

项目成果

Design of the Family of Orthogonal and Spectrally Efficient UWB Waveforms

• DOI: 10.1109/jstsp.2007.897045
• 发表时间: 2007-06-01
• 期刊: IEEE JOURNAL OF SELECTED TOPICS IN SIGNAL PROCESSING
• 影响因子: 7.5
• 作者: Dotlic, Igor;Kohno, Ryuji
• 通讯作者: Kohno, Ryuji

Design og Robust Compensation Filters for UWB Medical Imaging

用于 UWB 医学成像的鲁棒补偿滤波器的设计

• 发表时间: 2007
• 作者: I.Dotlic;R.Kohno
• 通讯作者: R.Kohno

Transmitting Antenna Array Pattern Synthesis with Element Power Constrains

具有元件功率约束的发射天线阵列方向图合成

• 发表时间: 2007
• 作者: R. Inada;T. Yasunami;Y. Iwata;Y. Nakamura;A. Oota;P. X. Zhang;稲積真哉・木村 亮・嘉門雅史・西山嘉一;Gabriel Porto Villardi;板井陽俊;Hideyuki Hasegawa;山海嘉之;Takuya Sakamoto;K.Iwai;Igor Dotlic
• 通讯作者: Igor Dotlic

Design of The Orthogonal UWB Pulses with The Cognitive Radio Applications

正交UWB脉冲与认知无线电应用的设计

• 发表时间: 2007
• 作者: Takuya Sakamoto;Motoaki Mouri;Masataka Sugimoto;Igor Dotlic
• 通讯作者: Igor Dotlic