Skip to main content
SUPERVISOR
Pejman Khadivi,MasoudReza Hashemi
پژمان خدیوی (استاد راهنما) مسعودرضا هاشمی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Zahra Alavi kia
زهرا علوی کیا

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388
Recently, the research regarding wireless applications in e-Health services has increased. The use of wireless technology has an important influence on different e-Health applications, because the main aim in the healthcare networks is the delivery of accurate medical information anytime and anywhere. Simple communications, fast delivery of medical information, reducing treatment cost and reducing the medical workers error rate, are the main benefits of using wireless technologies in e-Health applications. But on the other hand, the use of wireless technologies causes the electromagnetic interference (EMI) problem. The main effects of the interference are automatic shutdown, automatic restart and waveform distortion of sensitive medical devices that can imperil patients who are using those devices. The most critical issues in designing wireless networks for e-Health environments such as a hospital are how to design an effective network to provide guaranteed quality of service (QoS) and to consider the EMI problem. Although power management and reducing the transmission power is an effective method to avoid the EMI, but it causes the number of successful message deliveries to the AP to decrease, and hence, the QoS requirements cannot be met. In this work, we first introduce QoS requirements in different medical data transmissions and then, investigate two approaches to avoid EMI effects in sensitive healthcare environments such as a hospital. In one approach, the controller must notify users of their maximum allowable transmission power based on the information about EMI immunity levels, status of sensitive medical devices and locations of users and sensitive medical devices. In upper bound power calculation per user, the controller must have accurate and perfect knowledge of the location and the status of all users in the network, and this information must be updated with every change in the network. However, these can increase the complexity of the controller in the network. To reduce the complexity of the controller in the first approach, the hospital environment is sectored into areas and the maximum allowable power for each area is calculated. We then compare interference and outage probabilities for proposed approaches. Results show that by considering network parameters, the interference problem can be alleviated with different arrival probabilities. Power management methods can control and avoid EMI problem, but it can increase the number of unsuccessful message deliveries. To reduce the outage probability in aforementioned scenarios, the advantages of relay station placement are investigated. We apply the genetic algorithm to find optimal positions for relays in the hospital. Performance evaluation results show that two-hop transfer of the information by using relay stations can reduce the outage probability; in addition, it can reduce the delay of high-priority users for low data size. We also investigate different relay assignment methods that can be used in healthcare environments. Keywords: Wireless Communication, EMI Problem, Power Management, Outage Reduction.
امروزه استفاده از زیرساخت ها و تکنولوژی های ارتباطی برای مقاصد پزشکی و سلامت روز به روز رشد و توسعه می یابد. در میان تکنولوژی های مختلف ارتباطی، استفاده از شبکه های بی سیم در حوزه ی بهداشت و درمان با توجه به ویژگی هایی مانند دسترسی سریع به بیمار، کاهش هزینه ی درمان، امکان جابه جایی و افزایش راحتی بیمار، بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است. آن چه شبکه ی مورد استفاده برای کاربردهای پزشکی را از سایر شبکه ها متمایز می سازد، تضمین دریافت صحیح و به موقع اطلاعات پزشکی است که توجه به مقوله ی کیفیت سرویس را در این شبکه ها دو چندان کرده است. در این میان، استفاده از تکنولوژی های بی سیم در محیط های حساسی مانند بیمارستان ها، منجر به بروز تداخل الکترومغناطیسی (EMI) روی تجهیزات حساسی مانند الکتروشوک و دستگاه بیهوشی می شود. این تداخلات، اختلالاتی چون خاموش شدن اتوماتیک دستگاه های پزشکی، اعوجاج در شکل موج نمایشی، راه اندازی مجدد سیستم های فوق و مواردی از این قبیل را به همراه می آورد که می تواند جان بیمار تحت پایش را با خطرات جدی مواجه سازد. از این رو، مزایای به کارگیری ارتباطات بی سیم در محیط های سلامت تحت تأثیر مشکلات ناشی از EMI قرار می گیرند. در این پایان نامه، ضمن معرفی شبکه های بی سیم سلامت و اثرات آن در پزشکی مدرن، به مرور تحقیقات مختلفی که در رابطه با فراهم کردن کیفیت سرویس در این شبکه ها انجام شده است، پرداخته می شود. پس از آن، با بررسی چالش ها و کاربردهای شبکه های بی سیم در محیط های سلامت به ویژه بیمارستان ها، به ارائه راه حلی برای فراهم کردن کیفیت سرویس در این محیط ها با در نظر گرفتن اثرات ناشی از تداخل الکترومغناطیسی پرداخته می شود. پیشنهاد مطرح شده، استفاده از روش های مدیریتی توان برای کنترل توان فرستنده های بی سیم و در نتیجه کاهش تداخل الکترومغناطیسی روی تجهیزات حساس خواهد بود. در این راستا دو راهکار پیشنهاد می شود و نتایج آن با راه حل های پیشین مقایسه می گردد. از طرفی، کاهش توان منجر به افزایش احتمال تلفات می شود. از این رو، در ادامه مزایای استفاده از شبکه رله برای کاهش احتمال تلفات در شبکه ی بی سیم بیمارستانی پیشنهاد و مسائل پیش روی آن مورد ارزیابی قرار می گیرد. چگونگی جایگذاری رله و نیز نحوه ی انتساب و انتخاب رله از سایر مواردی است که در این پایان نامه به آن ها پرداخته شده است. نتایج نشان می دهد به کارگیری روش های مدیریتی توان و نیز به کارگیری رله در شبکه های بیمارستانی می تواند کیفیت سرویس مورد نیاز را فراهم کند. کلمات کلیدی: 1- ارتباطات بی سیم 2- مشکل تداخل الکترومغناطیسی 3- مدیریت توان 4- کاهش نرخ تلفات.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی