CN113285766B - 人体通信的信号传输方法与装置、人体通信收发器 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种人体通信的信号传输方法与装置、人体通信收发器，该方法包括：在需要于第一人体上传输第一信号的情况下，确定第一人体通信信道的传输能力参数；根据第一人体通信信道的传输能力参数和预设阈值从至少两个候选电极中确定至少两个目标电极；通过第二人体通信信道传输第一信号，其中，第二人体通信信道包括至少两个目标电极中的两个目标电极之间构建的人体通信信道。本申请实施例有利于实现从多条人体通信信道中选择合适的人体通信信道来传输信号，以及有利于提高信号在人体中的传输质量。

Description

人体通信的信号传输方法与装置、人体通信收发器

技术领域

本申请涉及计算机网络通信技术领域，具体涉及一种人体通信的信号传输方法与装置、人体通信收发器。

背景技术

人体通信(Human Body Communication,HBC)技术是一种将人体作为传输媒介以实现短距离无线通信的技术。由于人体具有较好的导电性能，使得人体通信技术相比现有的蓝牙技术、紫峰(Zigbee)技术、无线保真(Wireless Fidelity,WI-FI)技术、光保真(Light Fidelity,LI-FI)技术和近场通信(Near Field Communication,NFC)等短距离无线通信技术，具有低功耗、高速率和高安全性等优点。

目前，人体通信通过电子设备连接的电极将信号耦合至人体，以实现信号在人体的传输。然而，当人体作为信号的传输媒介，并且人体上移入的电极数量较多时，由于电极可以分布于人体的手臂、躯干、大腿等各个部位，因此人体上任意两个电极之间可以形成“手臂-手臂”、“手臂-大腿”和“手臂-躯干”等不同的人体通信信道，导致人体上存在多条人体通信信道来传输信号。

发明内容

本申请实施例提供了一种人体通信的信号传输方法与装置、人体通信收发器，以期望实现从多条人体通信信道中选择合适的人体通信信道来传输信号，以及有利于提高信号在人体中的传输质量。

第一方面，本申请实施例提供一种人体通信的信号传输方法，包括：

在需要于第一人体上传输第一信号的情况下，确定第一人体通信信道的传输能力参数，所述第一人体通信信道包括所述第一人体上的至少两个候选电极中的两个候选电极之间构建的人体通信信道，所述传输能力参数用于指示所述第一人体通信信道传输信号的能力；

根据所述传输能力参数和预设阈值从所述至少两个候选电极中确定至少两个目标电极；

通过第二人体通信信道传输所述第一信号，所述第二人体通信信道包括所述至少两个目标电极中的两个目标电极构建的人体通信信道。

第二方面，本本申请实施例提供一种人体通信的信号传输装置，包括：

处理单元，用于在需要于第一人体上传输第一信号的情况下，确定第一人体通信信道的传输能力参数，所述第一人体通信信道包括所述第一人体上的至少两个候选电极中的两个候选电极之间构建的人体通信信道，所述传输能力参数用于指示所述第一人体通信信道传输信号的能力；用于根据所述传输能力参数和预设阈值从所述至少两个候选电极中确定至少两个目标电极；用于通过第二人体通信信道传输所述第一信号，所述第二人体通信信道包括所述至少两个目标电极中的两个目标电极之间构建的人体通信信道。

第三方面，本申请实施例提供一种人体通信收发器，包括：电极、接收器、发送器和人体通信的信号传输装置，其中，

所述电极用于接触所述第一人体以传输所述第一信号；

所述接收器与所述电极连接，所述接收器用于通过所述电极接收所述第一信号；

所述人体通信的信号传输装置用于执行本申请实施例第一方面中所述描绘的部分或全部步骤。

所述发送器同所述电极和所述人体通信的信号传输装置连接，所述发送器用于通过所述电极发送信号。

第四方面，本申请实施例提供一种电子设备，所述电子设备包括处理器和存储器，所述存储器存储有一个或多个程序，并且被配置由所述处理器执行，所述一个或多个程序用于执行本申请实施例第一方面中的步骤的指令。

第五方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储用于电子数据交换的计算机程序，并且所述计算机程序可操作来使得计算机执行本申请实施例第一方面中所描述的部分或全部步骤。

第六方面，本申请实施例提供一种计算机程序产品，其中，所述计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质，所述计算机程序可操作来使得计算机执行本申请实施例第一方面中所描述的部分或全部步骤。该计算机程序产品可以为一个软件安装包。

可以看出，本申请实施例所描绘的一种人体通信的信号传输方法与装置，在电子设备需要于第一人体上传输第一信号的情况下，通过确定第一人体上的多个候选电极中的两个候选电极之间构建的人体通信信道对信号的传输能力参数，并根据传输能力参数和预设阈值从多个候选电极中选择至少两个目标电极，最后再由至少两个目标电极中的两个电极之间构建的人体通信信道来传输第一信号。在人体上存在多个电极构建多条人体通信信道的情况下，由于电极通过传输能力参数和预设阈值进行选择，因此有利于实现从多条人体通信信道中选择合适的人体通信信道来传输信号，以及有利于提高信号在人体中的传输质量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种人体通信场景的示意图；

图2是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的一种人体通信收发器进行信号传输过程的示意图；

图4是本申请实施例提供的一种人体通信的信号传输方法的流程示意图；

图5是本申请实施例提供的另一种电子设备的结构示意图；

图6是本申请实施例提供的一种人体通信的信号传输装置的功能单元组成框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、软件、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。下面结合附图，对本申请实施例进行详细介绍。

在对本申请实施例提供的人体通信的信号传输方法详细介绍之前，先对本申请实施例涉及的人体通信的相关概念进行介绍。

人体通信技术是一种将人体作为传输媒介以实现短距离无线通信的技术。由于人体具有较好的导电性能，使得人体通信技术相比现有的蓝牙技术、紫峰技术、无线保真技术、光保真技术和近场通信等短距离无线通信技术，具有低功耗、高速率和高安全性等优点。其中，在人体通信中，人体上的电极可以将信号耦合到人体上以实现信号在人体的传输。

具体的，根据信号耦合方式的不同，人体通信方式可以包括电流耦合方式、静电场耦合方式和电磁波耦合方式。其中，在电流耦合方式中，差分信号加载到人体上的两个电极之间，然后该两个电极之间在人体上产生感应电流，最后由人体上另两个电极接收该感应电流以产生差分信号，实现信号在人体的传输。电流耦合方式利用了人体组织的电介质特性，人体内的电离子流充当信号的载体。在静电场耦合方式中，人体处于电场，并通过电场而发生介质极化，因此将电场的变化作为信号检测。电磁波耦合方式利用波导效应将电磁信号耦合到人体，利用人体完成电磁信号的传导，而波导由一组物质边界或构件制成，用于在微波或可见光波段中约束或引导电磁波的传播。此外，人体通信信道组成与信号耦合方式有关。当采用电流耦合方式时，电流耦合的主要人体通信信道为人体组织内部。其中，脂肪电阻率和肌肉电阻率对信号传输有显著影响，而皮肤电磁特性参数和骨头电磁特性参数则对信号传输影响不大。此外，降低肌肉电阻率，信号衰减将增大，而降低脂肪电阻率，信号衰减将减小。当采用静电场耦合方式时，信号主要沿着人体表面与空气交界面传输，人体通信信道主要由人体组织和空气共同组成。

具体的，随着信号频率的上升，人体中的大部分活组织或器官的介电常数将大幅下降，而电导率显著提高。可见，人体组织的导电能力将随着信号频率的上升而提高。因此，人体通信需要较高的信号频率上进行，以减小通信过程中信号的衰减。然而，信号频率提高会导致信号的波长相应变短。当波长接近人体的身高时，人体会作为射频天线向周围发射电磁波，造成通信过程中信号的衰减，甚至导致通过空气耦合的信号逐渐超过通过人体耦合的信号，过高频率的信号也不适宜用来进行人体通信。因此，信号频率可以选取在10kHz～100MHz的范围。电流耦合方式的通信频率低于1MHz，而电容耦合方式的通信频段范围比电流耦合方式宽，其通信频率可以由收发器的结构决定。

下面介绍本申请实施例的一种人体通信场景，请参阅图1。在人体通信场景100中，电子设备120可以用于在人体110上对信号进行传输。其中，电子设备110与多个电极130相连，该多个电极130可以包括电极130A、电极130B、电极130C、电极130D和电极130E，该多个电极130可以分离与电子设备110，也可以与电子设备110作为一个整体。该多个电极130可以接触在人体110上，并通过该多个电极130将信号耦合到人体110进行传输。其中，该多个电极130可以分布于人体110的手臂、躯干、大腿、头部、脸部、足部、手部等各个部位，因此人体110上的任意两个电极之间可以形成不同的人体通信信道。

具体的，本申请的电子设备120可以是具有人体通信的信号传输能力的电子设备，也可以包括各种具有人体通信的信号传输能力的手持设备、车载设备、可穿戴设备、计算设备或连接到人体的其他处理设备，以及各种形式的智能终端设备和物联网终端设备等。例如，电子设备可以为可穿戴式微型计算机、手机、可穿戴式医疗监护器人体携带的电子手表、掌上电脑(Personal Digital Assistant,PDA)、人体内植入的电子芯片或传感器等。

下面对电子设备120可能的结构示例进行介绍，请参阅图2。图2是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。电子设备120可以包括处理器210、通信模块220、信号采集模块230、电源模块240、存储器250。其中，处理器210以对应的总线形式连接通信模块220、信号采集模块230、电源模块240和存储器250。其中，处理器210是电子设备120的控制中心，并通过各种接口和线路连接电子设备120的各个部分。此外，处理器210通过运行或执行存储器250内的软体程序和/或模块，调用存储器内的存储数据，以执行电子设备120的各种功能和处理数据，并监控电子设备120的整体运行。可选的，处理器210可以包括中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application-Specific Integrated Circuit,ASIC)和现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)等等。信号采集模块230可以用于采集人体的人体特征信号、当前人体所处的环境信号等。通信模块220可以用于实现无线短距离信号通信与传输方式，以执行对信号的接收和发送。该通信模块220可以为多个电极130。电源模块240可以包括电源管理芯片，并可以为电子设备120提供电能变换、分配、检测等管理功能。存储器250可以用于存储软体程序和/或模块，并且可以包括存储程序区和存储数据区。其中，存储程序区可存储操作系统或者至少一个功能所需的软体程序等，并且该至少一个功能所需的软件程序可以用于执行人体通信的信号传输功能。

进一步的，电子设备120可以为一种人体通信收发器。其中，该人体通信收发器可以包括多个电极130、接收器、发送器等。在人体通信收发器中，该多个电极130用于接触第一人体110以发送或接收信号，接收器与该多个电极130中的每个电极连接，接收器用于通过该多个电极130接收信号，发送器与该多个电极130中的每个电极连接，发送器用于通过该多个电极130发送信号。

下面本申请实施例提供一种人体通信收发器进行信号传输过程的示意图，如图3所示。在发送器310中，信号根据传输需求由调制器进行调制编码，再放大到合适的发送功率，并由接触人体110上的电极340A耦合进人体通信信道330中进行传输。然后，接收器320通过电极340B检测人体表面感应电场。电极340B上的感应电场经过带通滤波器滤出有用信号，并将其送入低噪声放大器放大，并经过解调器解调出信号。其中，电极340A和电极340B可以为上述多个电极130中的任意两个。

由于人体110作为信号的传输媒介，并且人体110上移入的多个电极130的数量较多，因此在通过多个电极130进行信号传输时，人体110上可能存在多条人体通信信道330，例如，多个电极130中的任意一个电极可以分布于人体的手臂、躯干、大腿、头部、脸部、足部、手部等。如何选择适合的人体通信信道进行信号传输，需要进一步的考虑。

针对上述存在的问题，下面将从方法示例的角度介绍人体通信的信号传输方法的执行步骤，请参阅图4。图4是本申请实施例提供的一种人体通信的信号传输方法的流程示意图，该方法包括：

步骤410、在需要于第一人体上传输第一信号的情况下，确定第一人体通信信道的传输能力参数。

其中，第一人体通信信道包括第一人体上的至少两个候选电极中的两个候选电极之间构建的人体通信信道，传输能力参数用于指示第一人体通信信道传输信号的能力。此外，至少两个候选电极可以用于发送或接收信号，而从至少两个候选电极中的某些电极发送的信号，可以被至少两个候选电极中的另一些电极接收。可以理解的是，在电子设备连接有多个电极，并且该多个电极接触于人体的情况下，当信号通过该多个电极中的某些电极耦合到人体进行传输，并由该多个电极中的另一些电极接收时，该多个电极的收发会在人体中形成多条人体通信信道。为了从该多条人体通信信道中选择符合传输需求的人体通信信道，需要判断该多条人体通信信道对信号的传输能力。

具体的，第一信号可以包括人体体征信号、保密性信号、语音媒体信号等。其中，人体体征信号可以包括记载人体体温、人体脉搏、人体呼吸、人体血压和人体血红蛋白浓度等体征信息的信号，而人体体征信号可以由电子设备120检测得到，可以由人体通信收发器检测得到，也可以由其他信息采集设备得到。保密性信号可以包括用户登录账号与密码信息、涉及金融业务相关的信息等。相对于在其他无线短距离信号传输方式(蓝牙、WI-FI、Zigbee等)中信号的传输过程容易被监听或窃取，人体通信能够有效提高对该保密性信号的传输的安全性。语音媒体信号可以包括音乐、视频、新闻媒体、图像、在线直播、语音等信号。

具体的，第一人体通信信道可以由第一人体的人体组织或第一人体的人体组织与空气交界面组成，具体可以根据信号的耦合方式来确定。例如，在采用电流耦合方式中，电流耦合的主要人体通信信道为人体组织内部；在采用静电场耦合方式中，信号主要沿着人体表面与空气交界面传输，人体通信信道主要由人体组织与空气交界面组成。

具体的，第一人体通信信道的传输能力参数可以包括第一人体通信信道的信道阻抗、传输速率、传输差错率等。其中，信道阻抗可以用于表示在第一人体通信信道上人体组织对电流的阻碍作用；传输速率可以用于表示第一人体通信信道上传输信号的速率，即在单位时间内传输的比特数或码元数等；传输差错率可以用于表示在第一人体通信信道上发生错误比特数或码元数等的概率。

由于电子设备120连接的多个电极130可以分布于人体的各个部位，例如人体的手臂、躯干、大腿、头部、脸部、足部、手部等，因此可以通过多个电极130分布的各个部位之间的人体组织的电磁特性来确定人体阻抗，以便从多个人体通信信道中选择适宜的人体通信信道。

在一个可能的示例中，在第一人体通信信道的传输能力参数包括第一人体通信信道的信道阻抗的情况下，确定第一人体通信信道的传输能力参数可以包括以下操作：获取第一人体的环境参数，该环境参数用于指示当前第一人体所处环境的信息；根据该环境参数确定第一人体的人体组织的电磁特性参数，该电磁特性参数包括以下至少一种：介电常数、电导率、电阻系数、磁导率；根据该电磁特性参数确定第一人体通信信道的信道阻抗。可以看出，当前人体所处的环境能够影响人体组织的电磁特性，通过测量当前的环境参数以获取对应的人体组织的电磁特性参数，并根据该电磁特性参数来得到多条人体通信信道的信道阻抗，最后通过对信道阻抗的判断以实现从多个人体通信信道中选择合适的人体通信信道，有利于通过信道阻抗从多条人体通信信道中选择合适的人体通信信道来传输信号。

具体的，第一人体的环境参数可以包括当前第一人体所处的温度、空气湿度、气压等参数。因此，根据该环境参数确定第一人体的人体组织的电磁特性参数，可以理解为，通过当前第一人体所处的环境来获取人体组织的电磁特性参数。

具体的，由于在10Hz至10GHz的频率范围内，人体组织的电磁特性可以由人体组织类型、频率、环境因素、人体组织中的含水量等决定，而人体组织类型可以包括人体的皮肤、肌肉、脂肪、骨质和骨髓等。也就是说，随着人体组织的含水量的变化和加载电场频率的变化，人体组织的电磁特性参数也会发生变化。其中，人体的电阻值大小随着温度的升高逐渐变小，如人体在较为寒冷环境中的电阻值比炎热的夏天高，而人体的电阻值大小随着频率的增大而减小。此外，对于不同人体的人体组织的电磁特性参数以及同一人体的不同人体组织类型的电磁特性参数均会不同。举例中，表1记录了一种人体组织在不同频率下可能的电导率，表2记录了人体组织在不同频率下可能的相对介电常数。

进一步的，本申请实施例可以考虑将人体的四肢与躯干建模为直径和高度不同的圆柱体的人体信道模型，并且将复杂的人体组织分布简化为电磁特性参数单一、各向同性的电介质。此外，本申请实施例可以采用人体的肌肉组织的电导率、介电常数、电导率和磁导率来表示人体组织的电磁特性参数。因此，通过当前第一人体所处的环境，查询得到肌肉组织的电导率、介电常数、电导率和磁导率，并通过这些参数值得到当前人体中多条人体通信信道的信道阻抗。

表1

表2

上述示例仅考虑单频率下根据环境参数来确定人体组织的电磁特性参数，因此本申请实施例还可以考虑多频率下根据环境参数来确定人体组织的电磁特性参数。在一个可能的示例中，根据环境参数确定第一人体的人体组织的电磁特性参数可以包括以下操作：根据环境参数向至少两个候选电极施加第一信号频率和第二信号频率；获取在第一信号频率下第一人体的人体组织的第一电磁特性参数，以及在第二信号频率下第一人体的人体组织的第二电磁特性参数；根据第一电磁特性参数和第二电磁特性参数确定第一人体的人体组织的电磁特性参数。

具体的，第一信号频率的频率范围和第二信号频率的频率范围可以都为10kHz至100MHz。

具体的，根据第一电磁特性参数和第二电磁特性参数确定第一人体的人体组织的电磁特性参数可以包括以下操作：计算根据第一电磁特性参数和第二电磁特性参数的平均值，得到第一参数值；将第一参数值作为人体组织的电磁特性参数。

举例中，在当前人体所处的环境温度为37℃下，向电子设备120连接的多个电极130中的某些电极施加频率为100kHz和频率1MHz的信号，检测得到在100kHz下人体皮肤的第一电磁特性参数值和在1MHz的信号频率下人体皮肤的第二电磁特性参数值，最后将第一电磁特性参数值与第二电磁特性参数值的平均值作为在温度37℃下人体皮肤的电磁特性参数。

可以看出，多频率下根据环境参数来确定人体组织的电磁特性参数，能够有利于保证得到的人体组织的电磁特性参数更加准确，以及有利于通过信道阻抗从多条人体通信信道中选择合适的人体通信信道来传输信号。。

上述示例主要通过多个电极130分布的各个部位之间的人体组织的电磁特性参数来确定人体阻抗，以便从多个人体通信信道中选择适宜的人体通信信道，而本申请实施例还可以考虑通过信号在人体的电压与电流变化来确定人体通信信道的信道阻抗。

在一个可能的示例中，在第一人体通信信道的传输能力参数包括第一人体通信信道的信道阻抗的情况下，确定第一人体通信信道的传输能力参数可以包括以下操作：向至少两个候选电极施加恒定交变电流；检测到第一恒定交变交流在第一人体通信信道的电流与电压变化量；根据电流与电源变化量确定第一人体通信信道的信道阻抗。

可以看出，通过多个电极中的某些电极向人体施加一定的恒定交变电流，并在多个电极中的另一些电极中检测到该恒定交变电流的电流与电压变化量，以便得到多条人体通信信道的信道阻抗，有利于通过信道阻抗从多条人体通信信道中选择合适的人体通信信道来传输信号。

上述示例主要考虑人体通信信道的信道阻抗来分析信号传输的能力，而信号传输能力也可以通过传输速率来分析。

在一个可能的示例中，在第一人体通信信道的传输能力参数包括第一人体通信信道的传输速率的情况下，确定第一人体通信信道的传输能力参数可以包括以下操作：在通过至少两个候选电极传输第二信号的情况下，获取至少两个候选电极接收第二信号的第一时间信息；根据第二信号和第一时间信息确定第一人体通信信道的传输速率。

可以看出，向多个电极中的某些电极施加第二信号，并根据多个电极中的另一些电极对该第二信号的接收的时间来来获取到多条人体通信信道对信号传输的速率，有利于通过传输速率从多条人体通信信道中选择合适的人体通信信道来传输信号。

步骤420、根据第一人体通信信道的传输能力参数和预设阈值从至少两个候选电极中确定至少两个目标电极。

在一个可能的示例中，根据第一人体通信信道的传输能力参数和预设阈值从至少两个候选电极中确定至少两个目标电极可以包括以下操作：计算第一人体通信信道的传输能力参数与预设阈值的差值，得到第一差值；根据第一差值从至少两个候选电极中选择至少两个目标电极。可以理解的是，从第一人体通信信道中的每条人体通信信道对应的传输能力参数中选择满足预设阈值的一条或多条人体通信信道，并根据该一条或多条通信信道对应的候选电极来作为目标电极。其中，如果满足预设阈值为一条人体通信信道，则目标电极为两个；如果满足预设阈值为多条人体通信信道，而目标电极为多个。此外，选择目标电极的目的也是因为，信道需要目标电极耦合到人体才能进行传输。

具体的，如果第一人体通信信道的传输能力参数为信道阻抗，则选择小于预设阈值的信道阻抗对应的人体通信信道来传输信号，以提高信号传输的质量。可以理解的是，信道阻抗越小，信号的传输质量越好。

具体的，如果第一人体通信信道的传输能力参数为传输速率，则选择大于预设阈值的传输速率对应的人体通信信道来传输信号，以提高信号传输的质量。可以理解的是，传输速率越大，信号的传输质量越好。

可以看出，通过传输能力参数和预设阈值的比较，从多条人体通信信道中选择信号传输能力好的人体通信信道，有利于提高信号在人体中的传输质量。

步骤430、通过第二人体通信信道传输所述第一信号，其中，第二人体通信信道包括至少两个目标电极中的两个目标电极之间构建的人体通信信道。可以理解的是，第二人体通信信道可以为一条或多条人体通信信道。在第二人体通信信道为一条人体通信信道的情况下，第二人体通信信道为第一人体通信信道中最优的一条信道。此时，目标电极的个数为两个，第一信号通过这两个目标电极中的一个耦合到人体进行传输，并由另一个目标电极接收；在第二人体通信为多条人体通信信道的情况下，目标电极的个数为多个，第一信号通过该多个目标电极中的任意一个耦合到人体进行传输，并由多个目标电极中的另一个接收。

具体的，相比于第一人体通信信道中的其他人体通信信道，第二人体通信信道能够保证第一信号的传输过程具有更高的传输质量，例如速率更快、时延更低、误码更低等。

可以看出，本申请实施例所描绘的一种人体通信的信号传输方法，在电子设备需要于第一人体上传输第一信号的情况下，通过确定第一人体上的多个候选电极中的两个候选电极之间构建的人体通信信道对信号的传输能力参数，并根据传输能力参数和预设阈值从多个候选电极中选择至少两个目标电极，最后再由至少两个目标电极中的两个电极之间构建的人体通信信道来传输第一信号。在人体上存在多个电极构建多条人体通信信道的情况下，由于电极通过传输能力参数和预设阈值进行选择，因此有利于实现从多条人体通信信道中选择合适的人体通信信道来传输信号，以及有利于提高信号在人体中的传输质量。

与上述图4所述的实施例一致，请参阅图5，图5是本申请实施例提供的另一种电子设备的结构示意图。其中，电子设备120包括处理器510、存储器520、通信接口530。其中，存储器520存储有一个或多个程序521，并且该一个或多个程序521由处理器510执行。该一个或多个程序521包括用于执行以下步骤的指令：在需要于第一人体上传输第一信号的情况下，确定第一人体通信信道的传输能力参数，该第一人体通信信道包括第一人体上的至少两个候选电极中的两个候选电极之间构建的人体通信信道，该传输能力参数用于指示第一人体通信信道传输信号的能力；根据第一人体通信信道的传输能力参数和预设阈值从至少两个候选电极中确定至少两个目标电极；通过第二人体通信信道传输第一信号，该第二人体通信信道包括至少两个目标电极中的两个目标电极之间构建的人体通信信道。

可以看出，在电子设备需要于第一人体上传输第一信号的情况下，通过确定第一人体上的多个候选电极中的两个候选电极之间构建的人体通信信道对信号的传输能力参数，并根据传输能力参数和预设阈值从多个候选电极中选择至少两个目标电极，最后再由至少两个目标电极中的两个电极之间构建的人体通信信道来传输第一信号。在人体上存在多个电极构建多条人体通信信道的情况下，由于电极通过传输能力参数和预设阈值进行选择，因此有利于实现从多条人体通信信道中选择合适的人体通信信道来传输信号，以及有利于提高信号在人体中的传输质量。

在一个可能的示例中，第一人体通信信道的传输能力参数包括第一人体通信信道的信道阻抗；在确定第一人体通信信道的传输能力参数方面，该一个或多个程序521中的指令用于执行以下步骤：获取第一人体的环境参数，该环境参数用于指示当前第一人体所处环境的信息；根据环境参数确定第一人体的人体组织的电磁特性参数，该电磁特性参数包括以下至少一种：介电常数、电导率、电阻系数、磁导率；根据该电磁特性参数确定第一人体通信信道的信道阻抗。

在一个可能的示例中，在根据环境参数确定第一人体的人体组织的电磁特性参数方面，该一个或多个程序521中的指令用于执行以下步骤：根据环境参数向至少两个候选电极施加第一信号频率和第二信号频率；获取在第一信号频率下第一人体的人体组织的第一电磁特性参数，以及在第二信号频率下第一人体的人体组织的第二电磁特性参数；根据第一电磁特性参数和第二电磁特性参数确定第一人体的人体组织的电磁特性参数。

在一个可能的示例中，第一人体通信信道的传输能力参数包括第一人体通信信道的信道阻抗；在确定第一人体通信信道的传输能力参数方面，该一个或多个程序521中的指令用于执行以下步骤：向至少两个候选电极施加恒定交变电流；检测到第一恒定交变交流在第一人体通信信道的电流与电压变化量；根据电流与电源变化量确定第一人体通信信道的信道阻抗。

在一个可能的示例中，第一人体通信信道的传输能力参数包括第一人体通信信道的传输速率；在确定第一人体通信信道的传输能力参数方面，该一个或多个程序521中的指令用于执行以下步骤：在通过至少两个候选电极传输第二信号的情况下，获取至少两个候选电极接收第二信号的第一时间信息；根据第二信号和第一时间信息确定第一人体通信信道的传输速率。

在一个可能的示例中，在根据第一人体通信信道的传输能力参数和预设阈值从至少两个候选电极中确定至少两个目标电极方面，该一个或多个程序521中的指令用于执行以下步骤：计算第一人体通信信道的传输能力参数与预设阈值的差值，得到第一差值；根据第一差值从至少两个候选电极中选择至少两个目标电极。

上述主要从方法侧执行过程的角度对本申请实施例的方案进行了介绍。可以理解的是，电子设备120为了实现上述功能，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文中所提供的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，本申请能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

本申请实施例可以根据上述方法示例对电子设备120进行功能单元的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能单元，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。需要说明的是，本申请实施例中对单元的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

图6是本申请实施例提供的一种人体通信的信号传输装置的功能单元组成框图。人体通信的信号传输装置600应用于电子设备120，该装置包括处理单元610和通信单元620。其中，处理单元610用于对电子设备120的动作进行控制管理，例如，处理单元610用于支持电子设备120执行图4中的任一步骤和/或用于本文所描述的技术的其它过程。通信单元620用于支持电子设备120与其他设备的通信。该装置还可以包括存储单元630，用于存储电子设备120的程序代码和数据。

其中，处理单元610可以是处理器或控制器，例如可以是CPU、通用处理器、DSP、ASIC、FPGA或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。处理单元610也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，DSP和微处理器的组合等等。通信单元620可以是通信接口、收发器、收发电路等。存储单元630可以是存储器。当处理单元610为处理器，通信单元620为通信接口，存储单元630为存储器时，本申请实施例所涉及的人体通信的信号传输装置600可以为图2和/或图5所示的电子设备。

具体实现时，处理单元610用于执行如上述方法实施例中的部分或全部步骤，且在执行诸如发送等数据传输时，可选择的调用通信单元620来完成相应操作，下面进行详细说明。

处理单元610具体用于：在需要于第一人体上传输第一信号的情况下，确定第一人体通信信道的传输能力参数，该第一人体通信信道包括第一人体上的至少两个候选电极中的两个候选电极之间构建的人体通信信道，该传输能力参数用于指示第一人体通信信道传输信号的能力；根据第一人体通信信道的传输能力参数和预设阈值从至少两个候选电极中确定至少两个目标电极；通过第二人体通信信道传输第一信号，该第二人体通信信道包括至少两个目标电极中的两个目标电极之间构建的人体通信信道。

可以看出，本申请实施例所描绘的一种人体通信的信号传输装置，在电子设备需要于第一人体上传输第一信号的情况下，通过确定第一人体上的多个候选电极中的两个候选电极之间构建的人体通信信道对信号的传输能力参数，并根据传输能力参数和预设阈值从多个候选电极中选择至少两个目标电极，最后再由至少两个目标电极中的两个电极之间构建的人体通信信道来传输第一信号。在人体上存在多个电极构建多条人体通信信道的情况下，由于电极通过传输能力参数和预设阈值进行选择，因此有利于实现从多条人体通信信道中选择合适的人体通信信道来传输信号，以及有利于提高信号在人体中的传输质量。

在一个可能的示例中，第一人体通信信道的传输能力参数包括第一人体通信信道的信道阻抗；在确定第一人体通信信道的传输能力参数方面，处理单元610具体用于：获取第一人体的环境参数，该环境参数用于指示当前第一人体所处环境的信息；根据环境参数确定第一人体的人体组织的电磁特性参数，该电磁特性参数包括以下至少一种：介电常数、电导率、电阻系数、磁导率；根据该电磁特性参数确定第一人体通信信道的信道阻抗。

在一个可能的示例中，在根据环境参数确定第一人体的人体组织的电磁特性参数方面，处理单元610具体用于：根据环境参数向至少两个候选电极施加第一信号频率和第二信号频率；获取在第一信号频率下第一人体的人体组织的第一电磁特性参数，以及在第二信号频率下第一人体的人体组织的第二电磁特性参数；根据第一电磁特性参数和第二电磁特性参数确定第一人体的人体组织的电磁特性参数。

在一个可能的示例中，第一人体通信信道的传输能力参数包括第一人体通信信道的信道阻抗；在确定第一人体通信信道的传输能力参数方面，处理单元610具体用于：向至少两个候选电极施加恒定交变电流；检测到第一恒定交变交流在第一人体通信信道的电流与电压变化量；根据电流与电源变化量确定第一人体通信信道的信道阻抗。

在一个可能的示例中，第一人体通信信道的传输能力参数包括第一人体通信信道的传输速率；在确定第一人体通信信道的传输能力参数方面，处理单元610具体用于：在通过至少两个候选电极传输第二信号的情况下，获取至少两个候选电极接收第二信号的第一时间信息；根据第二信号和第一时间信息确定第一人体通信信道的传输速率。

在一个可能的示例中，在根据第一人体通信信道的传输能力参数和预设阈值从至少两个候选电极中确定至少两个目标电极方面，处理单元610具体用于：计算第一人体通信信道的传输能力参数与预设阈值的差值，得到第一差值；根据第一差值从至少两个候选电极中选择至少两个目标电极。

本申请实施例还提供一种人体通信收发器，该人体通信收发器包括电极、接收器、发送器和人体通信的信号传输装置。其中，电极用于接触第一人体以传输信号；接收器与电极连接，并且接收器用于通过电极接收信号；人体通信的信号传输装置用于执行如上述方法实施例中记载的任一方法的部分或全部步骤；发送器同电极和人体通信的信号传输装置连接，并且发送器用于通过所述电极发送信号。

本申请实施例还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质存储用于电子数据交换的计算机程序，该计算机程序使得计算机执行如上述方法实施例中记载的任一方法的部分或全部步骤，上述计算机包括服务器。

本申请实施例还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质，该计算机程序可操作来使计算机执行如上述方法实施例中记载的任一方法的部分或全部步骤。该计算机程序产品可以为一个软件安装包，上述计算机包括服务器。

需要说明的是，对于上述的各方法实施例，为了简单描述，将其都表述为一系列的动作组合。本领域技术人员应该知悉，本申请不受所描述的动作顺序的限制，因为本申请实施例中的某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。此外，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请实施例所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，本领域技术人员应该知悉，所描述的装置可以通过其它的方式实现。可以理解的是，上述描述的装置实施例仅仅是示意性的。例如，上述单元的划分只是一种逻辑功能划分，实际中可以有另外的划分方式。也就是说，多个单元或组件可以结合或集成到另一个软件，以及一些特征可以忽略或不执行。此外，所显示或讨论的相互之间的耦合、直接耦合或通信连接等方式可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电性或其它的形式。

上述作为分离部件说明的单元可以是物理上分开的，也可以不是。此外，上述作为单元显示的部件可以是物理单元，也可以不是，即可以位于一个网络单元上，也可以分布到多个网络单元上。因此，上述各个实施例可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现。

另外，上述各个实施例中的各个功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以存在不同的物理单元中，也可以两个或两个以上的功能单元集成在一个物理单元中。上述单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

上述单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储器中。可以理解的是，本申请的技术方案(该技术方案对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分)可以通过计算机软件产品的形式体现。该计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干指令用以使得计算机设备(个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请实施例的全部或部分步骤。此外，上述存储器包括U盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域技术人员应该知悉，本申请实施例的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于存储器中，该存储器可以包括闪存盘、ROM、RAM、磁盘或光盘等。

以上对本申请实施例进行了详细介绍，本申请实施例中的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。本领域技术人员应该知悉，本申请实施例在具体实施方式和应用范围上均会有改变之处，至此，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (6)

1.一种人体通信的信号传输方法，其特征在于，包括：

在需要于第一人体上传输第一信号的情况下，获取电场频率、所述第一人体的环境参数、人体组织类型、人体组织中的含水量，所述环境参数用于指示当前所述第一人体所处环境的信息；

根据所述电场频率、所述环境参数、所述人体组织类型、所述人体组织中的含水量确定所述第一人体的人体组织的电磁特性参数，所述电磁特性参数包括以下至少一种：介电常数、电导率、电阻系数、磁导率；

根据所述电磁特性参数确定所述第一人体通信信道的信道阻抗，所述第一人体通信信道包括所述第一人体上的至少两个候选电极中的两个候选电极之间构建的人体通信信道；

根据所述信道阻抗和预设阈值从所述至少两个候选电极中确定至少两个目标电极；

通过第二人体通信信道传输所述第一信号，所述第二人体通信信道包括所述至少两个目标电极中的两个目标电极之间构建的人体通信信道。

2.根据权利要求1所述的信号传输方法，其特征在于，所述根据所述信道阻抗和预设阈值从所述至少两个候选电极中确定至少两个目标电极，包括：

计算所述信道阻抗与所述预设阈值的差值，得到第一差值；

根据所述第一差值从所述至少两个候选电极中选择所述至少两个目标电极。

3.一种人体通信的信号传输装置，其特征在于，包括：处理单元，用于

在需要于第一人体上传输第一信号的情况下，获取电场频率、所述第一人体的环境参数、人体组织类型、人体组织中的含水量，所述环境参数用于指示当前所述第一人体所处环境的信息；

根据所述电场频率、所述环境参数、所述人体组织类型、所述人体组织中的含水量确定所述第一人体的人体组织的电磁特性参数，所述电磁特性参数包括以下至少一种：介电常数、电导率、电阻系数、磁导率；

根据所述电磁特性参数确定所述第一人体通信信道的信道阻抗，所述第一人体通信信道包括所述第一人体上的至少两个候选电极中的两个候选电极之间构建的人体通信信道；

根据所述信道阻抗和预设阈值从所述至少两个候选电极中确定至少两个目标电极；

通过第二人体通信信道传输所述第一信号，所述第二人体通信信道包括所述至少两个目标电极中的两个目标电极之间构建的人体通信信道。

4.一种人体通信收发器，其特征在于，包括：电极、接收器、发送器和人体通信的信号传输装置，其中，

所述电极用于接触所述第一人体以传输信号；

所述接收器与所述电极连接，并且所述接收器用于通过所述电极接收信号；

所述人体通信的信号传输装置用于执行如权利要求1-2任一项方法的步骤；

所述发送器同所述电极和所述人体通信的信号传输装置连接，并且所述发送器用于通过所述电极发送信号。

5.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有一个或多个程序，并且该一个或多个程序由所述处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行如权利要求1-2任一项所述的方法中的步骤的指令。

6.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储用于电子数据交换的计算机程序，其中，所述计算机程序使得计算机执行如权利要求1-2中任一项所述的方法。

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