基于5G网络和wifi的移动医疗物联网系统设计与测试(3)

Qq一八三二五九零八二七 1、以课题的研究背景、目的与意义和国内外研究现状为基础；

2、5G wifi的介绍、5G网络、移动医疗信息系统简介和物联网介绍等理论

知识为辅助；

3、深入研究了基于5G wifi的移动医疗物联网整体系统设计，包括系统应用技术分析、硬件系统分析和软件系统分析等；

4、最后通过调查问卷对系统的运用进行了测试。

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Qq一八三二五九零八二七 第二章 选题的相关原理综述

2.1 5G wifi的介绍

5G Wi-Fi（802.11ac）是指第五代Wi-Fi传输技术，并且运行在5Ghz无线电波频段（这里有个误区，并不是运行在5Ghz频段的Wi-Fi就是5G Wi-Fi了，运行在5Ghz频段的Wi-Fi协议标准包括802.11a（第一代）、802.11n（第四代，同时运行在2.4Ghz和5Ghz双频段）和802.11ac（第五代），而只有采用802.11ac协议的Wi-Fi才是真正5G Wi-Fi）。更高的无线传输速度是5G Wi-Fi的最大特征。业界认为，5G Wi-Fi的入门级速度是433Mbps，这至少是现在Wi-Fi速率的三倍，一些高性能的5G Wi-Fi还能达到1Gbps以上。

2.1.1 5G wifi的优点

Wi-Fi这个高速公路正变得拥挤不堪。目前全球最快的Wi-Fi传输速WiFi度仅为300Mbps（少数可以达到600Mbps），相当于每秒只能传输约36MB的内容。[24]在人们只利用它来看网站、处理邮件的年代，这没什么问题。但到了今天，面对越来越复杂的使用需求，旧的技术标准变得捉襟见肘。

5G Wi-Fi要解决的就是这样的问题。视频流量的爆发性成长以及与日俱增的无线装置，加重了Wi-Fi网络负担，导致用户消费者在观看影片时很容易遇到播放不顺畅、影片下载时间冗长等问题。[25]5G Wi-Fi每秒传输速度可达125M，让每秒下载速度约为30~45M的高清电影传输不成问题。5G Wi-Fi另一大优点是节能--由于同一时间传送的内容更多，设备也能更快地进入低功率的省电模式。比如博通的 5G Wi-Fi 技术可让行动装置降低83%的耗电率，因此可延长装置的使用时间。目前2.4GHz频段Wi-Fi网络上“奔跑”的不仅仅有手机、平板、笔记本电脑、掌上游戏机，还有各种各样的移动设备。大量设备堆积在一个狭小的频段中很容易彼此干扰。国内5G频段使用较少，无线电干扰大为降低，信号品质有极大提升。

2.1.2 5G wifi的缺点

同许多技术进步一样，802.11ac是非常复杂的。这肯定是非常糟糕的事情，特别是对于通用消费者市场的技术来说更是如此。到目前为止，厂商以及Wi-Fi联盟等行业协会在向最终用户隐藏复杂性方面做了许多工作。[26]因此，这里还

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Qq一八三二五九零八二七 有希望。然而，802.11ac增加了传输设备和接收设备之间的设置和选择数量。因此，设置用户对于每一台设备的功能的预期是很困难的。

我们刚刚把电源形容为好事之一。但是，电源在802.11ac中仍然是一个挑战，特别是对于那些作为高带宽数据源的设备来说更是如此。[27]要实现802.11ac中最高的可用带宽最多需要使用8台RD传输设备。相比之下，目前的802.11n最多允许4个传输流，但是，具有4个传输流的能力的设备很少，这主要是由于电源和其它RF的挑战。802.11ac功能的全部实现可能还需要很长时间。

传输设备的数量和驱动这些设备的电源并不是唯一的实施的挑战。802.11n到目前为止还没有提供的一个功能Beamforming（波束形成）也是802.11ac的一部分。这只是这个复杂的技术的一个例子。这个技术需要实施以实现最大的数据速率，因为这个技术是在文件中说明的，这并不意味着这个技术很容易实施。

2.2 5G网络

5G网络作为下一代移动通信网络，其最高理论传输速度可达每秒数十Gb，这比现行4G网络的传输速度快数百倍，整部超高画质电影可在1秒之内下载完成。

2014年5月13日，三星电子宣布，其已率先开发出了首个基于5G核心技术的移动传输网络，并表示将在2020年之前进行5G网络的商业推广。

三星电子通过研究和试验表明，在28GHz的超高频段，以每秒1Gb以上的速度，成功实现了传送距离在2Km范围内的数据传输。此前，世界上没有一个企业或机构开发出在6GHz以上的超高频段实现每秒Gb级以上的数据传输技术，这是因为难以解决超高频波长短带来的数据损失大，传送距离短等难题。

2.3 移动医疗信息系统简介

2.3.1 基本定义

通过使用移动通信技术——例如Pad、移动电话和卫星通信来提供医疗服务和信息。它为发展中国家的医疗卫生服务提供了一种有效方法，在医疗人力资源短缺的情况下，通过移动医疗可解决发展中国家的医疗问题。[28]

2.3.2 需求分析

政府对医疗行业信息化发展高度重视的同时，对医院等医疗单位在医疗响应

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Qq一八三二五九零八二七 速度、医疗服务水平方面也提出了一定的要求。基于PC的医疗系统信息化系统带动着医院的管理水平大幅提升，然而仍然无法满足当今高效、移动化的办公环境需求。[29]这些需求具体如下：

（1）医生在巡查病房过程中，无法随时查询病人诊断记录、用药信息； （2）护士日常事务繁杂，对于病人的用药记录，测量记录仍以手动记录为主，往往导致笔误的出现。同时，无法实时查询医生药方和检查用药记录，需要频繁奔走于病房和办公区之间，花费大量的时间，真正花在病人护理上的时间相应减少；

（3）社区医生到居民家中拜访病人，无法实时通过移动终端录入拜访信息； （4）医护人员不能实时查询和采集患者信息；

（5）医院领导在外开会或出差期间，无法随时随地查询所需的医疗，财务和行政信息，往往导致信息滞后，影响决策。

2.3.3 国内发展历程

国内的移动医疗概念基本是在2011年被引入的；2011年3月， 好大夫发布其iphone版app；2011年11月，春雨掌上医生上线；2011年12月，丁香园健康互联频道开始发布相应的专题文章；2012年上半年一大批移动医疗初创企业产品开始上线；2012年下半年针对单科领域的移动医疗产品开始逐渐出现；2013年该领域开始成为投资热点，各种会议和学术探讨非常频繁；2013年7月，康康在线上线；2014年开始不断有重量级企业浮出水面，包括BAT开始跨领域出击，进入移动医疗。

2.4 物联网介绍

“物联网”是基于特定的终端，以有线或无线（IP/CDMA）等为接入手段，为集团和家庭客户提供机器到机器，机器到人的解决方案，满足客户对生产过程、家居生活监控、指挥调度、远程数据采集和测量、远程诊断等信息化方面的需求。

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物联网三个重要特征：

（1）全面感知，利用RFID、传感器、二维码随时随地获取物体的信息。 （2）可靠传递，通过各种电信网络与互联网的融合，将物体的信息实时准

确地传递出去。

（3）智能处理，利用云计算，模糊识别等各种智能计算技术，对海量的数

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Qq一八三二五九零八二七 本系统所使用的物联网技术主要是利用“心电传感器”、“运动传感器”等获取

据和信息进行分析处理，对物体实施智能化的控制。

病患的相关信息，通过无线网络传输到处理中心，处理中心对各种信息进行识别处理，反馈结果到数据采集终端及病患的健康档案。

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