Выбор стандартов связи. Основные характеристики стандартов

Поскольку речь идёт о передаче относительно простых по структуре и малых по объёму данных, полученных при проведении энцефалографических исследований, будучи доступных для распространения не только на аппаратуру медицинских центров, но и на любое устройство, позволяющее выполнять какие-либо операции с данными и просматривать их, будет логично использовать для этого Bluetooth. Данный стандарт связи работает в трёх классах мощности радиусами действия 1 (макс. мощность – 1 мВт), 10 (2,5 мВт) и 100 метров (100 мВт) и больше всего походит для первичной передачи данных с устройства снятия и оцифровки церебральных сигналов на какое-либо портативное устройство (мобильный телефон, ноутбук и т.д.) для хранения и просмотра результатов и/или передачи информации по глобальным сетям. Здесь речь может идти о передаче не одного, а сразу группы сигналов (т.е. одновременный мониторинг состояния мозговой активности нескольких человек), используя технологию построения пикосоты, как это реализовано в электроэнцефалорегистраторе «ЭнцефаланЭЭГР19/26» [Л. 8].

Разумно использовать версию Bluetooth 4.0. Она обладает наилучшими характеристиками в плане скорости передачи (1 Мбит/с) и малого энергопотребления (спецификация Bluetooth low energy). Диапазон частот Bluetooth составляет 2400-2483,5 Мгц, а ёмкость полосы – 79 подканалов с шириной полосы пропускания 1 Мгц. Уменьшить сложность приёмопередатчиков позволяет использование радиоканалов с двойной частотой модуляции и простым кодированием, где положительная девиация частоты обозначается единицей, отрицательная – нулём. Передача данных – пакетная (рис. 2.1), структура пакета показана на рис. 2.2. В Bluetooth Low Energy применяется Гауссовская частотная манипуляция (GFSK), обеспечивающая вышеуказанную скорость.

 

Рис. 2.1. Передача пакетов различной длины

 

 

Рис. 2.2. Структура пакета сообщения Bluetooth

 

В Bluetooth используется адаптивное скачкообразное изменение частоты. Последовательность изменения частот может быть адаптирована таким образом, чтобы исключить какую-то часть частотного диапазона Bluetooth. Это может оказаться необходимым в нескольких случаях. Во-первых, если эта часть диапазона используется другими устройствами, что, в свою очередь, создает помехи для устройств пикосети. Адаптивная методика изменения частоты, в этом случае, снижает влияние других систем радиосвязи диапазона 2400 МГц (не использующих смену частот), работающих в окрестности пикосети. Во-вторых, в ряде стран (Франция, Испания, Япония) используются не все 79 подканалов, а только 22 из них [Л. 9].

Выбор стандарта Bluetooth обоснован простотой, экономичностью и широтой применения, поэтому он идеально подходит для первичной сети передачи данных.

После того, как информация достигла портативного устройства, её можно передавать по любым сетям связи. Во введении была рассмотрена система OTELO, передающая поток данных по сети мобильной связи при использовании стандарта высокоскоростной пакетной передачи данных (3,5G/HSDPA). Уже известно, что при использовании этого стандарта задержки при передаче данных с увеличением уровней квантования незначительны, и это при условии, что передаваемая информация представляет собой видео в реальном времени – результат ультразвукового сканирования организма. В случае с церебральными сигналами (электроэнцефалографией) можно отказаться от передачи видео, передавая пакеты с упрощённой информацией, получаемой непосредственно при проведении мониторинга мозговой активности. Церебральные сигналы будут передаваться на портативное устройство, формируя таблицы (возможно с автоматическим построением графиков), которые позже можно будет передавать дальше, используя любую стандарт 3,5G или даже 3G, если позволят требования к качеству передачи. Но есть небольшое замечание: расчёт параметров передачи по мобильным сетям требовался бы только в том случае, если бы мы пользовались специално спроектированными для приёма, обработки и передачи данных устройством. Здесь же роль этого устройства играют любые девайсы со встроенным модулем Bluetooth (или позволяющие подсоединить его) и имеющие выход в сети, в этом случае мы можем использовать такой девайс в качестве коммутатора в собственной пикосети. Таким образом единственное, что остаётся для создания радиосистемы – оснащение всех его модулей необходимым программным обеспечением.