1、人體通信是一種依托人體作為信號(hào)傳輸通道的新型近場(chǎng)通信方式，其作為實(shí)現(xiàn)普適計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)之一，因低功耗、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和安全性好的優(yōu)勢(shì)將在眾多領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。而表面波導(dǎo)人體通信憑借其在高速通信方面的優(yōu)勢(shì)，迅速成為了人體通信研究領(lǐng)域中的熱點(diǎn)。但是當(dāng)前的表面波導(dǎo)人體通信研究存在兩個(gè)問(wèn)題:首先是研究中對(duì)人體的建模并不精確，因而人體通信信號(hào)內(nèi)在的傳輸機(jī)制尚不明確。同時(shí)研究中通常使用基于經(jīng)驗(yàn)的人工參數(shù)調(diào)節(jié)方法來(lái)對(duì)通信裝置進(jìn)行優(yōu)化，未將建模研究的成果應(yīng)

2、用于優(yōu)化問(wèn)題中。以上問(wèn)題限制了人體通信系統(tǒng)性能的提升。為了解決這些的問(wèn)題，本文利用電磁場(chǎng)正問(wèn)題和逆問(wèn)題的分析方法，從理論與應(yīng)用兩方面對(duì)表面波導(dǎo)人體通信建模問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究，主要包括以下四個(gè)方面:
　　1)表面波導(dǎo)人體通信電磁場(chǎng)求解方法分析（建模理論研究）
　　為了有效分析表面波導(dǎo)人體通信的建模問(wèn)題，本文首先建立了一套系統(tǒng)的人體通信信號(hào)傳輸機(jī)制的求解方法。其中圓柱坐標(biāo)系下的分層介質(zhì)表面波導(dǎo)理論被選擇為本文中的電磁場(chǎng)解析求解

3、方法，而四面體棱邊有限元法和基于Helmholtz方程弱形式的Galerkin加權(quán)余量法被選擇為本文中的電磁場(chǎng)數(shù)值求解方法。這些求解方法構(gòu)成了對(duì)人體通信建模問(wèn)題進(jìn)行研究的理論基礎(chǔ)和分析手段，這也是在人體通信研究領(lǐng)域?qū)﹄姶艌?chǎng)求解方法首次系統(tǒng)性地總結(jié)。
　　2)表面波導(dǎo)人體通信模型研究（建模理論研究）
　　為了解決現(xiàn)有人體通信理論模型存在的建模不精確和通信機(jī)理不明確的問(wèn)題，本文根據(jù)人體的實(shí)際情況，使用電磁場(chǎng)的解析求解方法提出了一

4、種基于分層介質(zhì)圓柱表面波導(dǎo)理論新型的人體通信理論模型。同時(shí)，與理論模型對(duì)應(yīng)的人體數(shù)值模型的計(jì)算結(jié)果被用來(lái)佐證理論模型計(jì)算結(jié)果的正確性。通過(guò)計(jì)算結(jié)果可知，本文提出的新型人體通信理論模型無(wú)論從預(yù)測(cè)變化趨勢(shì)方面還是計(jì)算精度方面均明顯優(yōu)于現(xiàn)有理論模型。該模型是目前表面波導(dǎo)人體通信研究領(lǐng)域最為精確的理論模型，能夠完整的刻畫(huà)電磁波在人體表面的傳輸機(jī)制，可為優(yōu)化表面波導(dǎo)人體人體通信信號(hào)分布和提高系統(tǒng)性能提供理論依據(jù)。
　　3)人體通信模型簡(jiǎn)化問(wèn)

5、題研究（建模理論研究）
　　人體通信裝置的逆優(yōu)化問(wèn)題需要大規(guī)模的人體模型計(jì)算，而前一部分提出的人體通信理論模型和數(shù)值模型的計(jì)算復(fù)雜度較大，這成為了將模型研究的結(jié)論應(yīng)用于人體通信裝置優(yōu)化問(wèn)題的瓶頸之一。為了解決這一問(wèn)題，本文對(duì)人體通信模型的簡(jiǎn)化問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)的研究，提出了一種簡(jiǎn)化人體通信數(shù)值模型。相比于標(biāo)準(zhǔn)的表面波導(dǎo)人體通信數(shù)值模型，該簡(jiǎn)化人體數(shù)值模型可在保持88％的計(jì)算精度的前提下將計(jì)算時(shí)間減少2/3，非常適合用于對(duì)人體通信信號(hào)的

6、傳輸特性進(jìn)行快速估計(jì)。模型簡(jiǎn)化研究的結(jié)論將被應(yīng)用于對(duì)人體通信信號(hào)發(fā)射器的優(yōu)化中，使得計(jì)算時(shí)間從原來(lái)的62.5天，減少到20.8天，大大提高了計(jì)算效率。
　　4)人體通信發(fā)射器設(shè)計(jì)與逆優(yōu)化研究（建模應(yīng)用研究）
　　現(xiàn)有的表面波導(dǎo)人體通信信號(hào)發(fā)射器一般是通過(guò)基于經(jīng)驗(yàn)的人工參數(shù)調(diào)整方法來(lái)實(shí)現(xiàn)性能優(yōu)化，因而存在集成性差和信號(hào)強(qiáng)度低、發(fā)射效率差兩方面的缺陷。為了解決以上問(wèn)題，本文首次將電磁場(chǎng)逆優(yōu)化問(wèn)題和人體數(shù)值模型引入人體通信裝置設(shè)計(jì)