均匀来说，咱们的人生有99%以上是在医院或诊所外度过。因此，在医院和临床环境之外的医疗保健变得和在医院内的相同重要。此外，逐步添加的医疗条件、晚年人口和上升的医疗保健本钱构成了推进更好的医疗保健处理方案的要素。在改善医疗保健和患者的日子质量方面，无线技能发挥了很大的效果，一起下降了本钱。
图1：医疗保健循环
医疗保健循环(见图1)包含从婴幼儿到晚年人的防备保健护理监控、健康监测、医院环境下的确诊护理、恢复和岗位流程护理。经过更好的长途监控能让患者早些回家，可协助削减医治本钱，还可以改善患者的日子质量，并且在许多情况下协助进行前期确诊。监测生理参数现已大幅演进从运用电线束与患者衔接的巨大床边设备，到可以从患者身体上捕捉重要的生理参数且不影响日常活动的超小型无线传感器。除了监测之外，某些设备还可以供给医治。
为协助了解医疗设备无线方面的要求，让咱们首要根据运用大致归类这些设备(参见图2)。
图2：无线医疗设备的类别
无线医疗设备运用广泛，依靠于需求丈量的参数，有些运用只需传输数个字节，而别的一些运用需求传输高带宽的的数据流，有些需求长的电池寿数，特别是人体植入设备，替换电池意味着手术。定点丈量设备比方温度丈量仪关于无线电
带宽的要求比起心电督查仪等的设备较小，比较后者它运用频率低，而后者常常需求实时传输心电图波形信息。
不同的运用对无线技能有不同的要求，因此不或许存在一种无线技能可以一起满意不同运用需求。
关于人体植入和可进入消化道的无线电有着一起的约束，无线电通讯有必要穿过机体安排进行，而身领会明显削弱高频率RF信号。美国联邦通讯委员会(FCC) 已将用于植入用处(MICS和MEDS频带)的频带分配在400MHz规模内，以便在体内时到达最佳功能。植入的无线电还需求极低的功耗、走漏电流和有用的唤醒机制来发动通讯。美高森美的植入级无线电规划专门用于此类运用。针对植入级无线电的一些运用如图3所示：
图3：植入运用示例
植入运用中的无线电周期性(duty-cycled) 作业，这意味着一般处于睡觉形式。除了运转中的超低功耗，还要求具有极低的走漏电流。关于植入无线电运用，数据速率要求并不高，尽管具有较高数据速率的无线电可协助削减作业周期并延伸电池寿数。
可吸取运用包含药丸开麦拉(参见图4)以传输数以千计的高质量胃肠道图片，以及胃肠道中的药物运送和酸度监控等其它运用。此类运用还要求无线电和电路具有超低功耗，由于受限于电池尺度，即使其设备的电池寿数或许比植入物更短。
图4：运用美高森美无线电的Pillcam药丸开麦拉
除了超低功耗，此类无线电还需求安全的高效通讯协议。规范协议，比方低能耗蓝牙(Bluetooth Low Energy)或 Zigbee，比较于专用协议，需求更高的通讯协议开支(protocol overhead)。大多数植入无线电因此运用专用协议来优化功耗并改善通讯功率和安全性。
外部无线传感器涵盖了规模广泛的运用，从健康监测到特征生理参数监测。关于无线个人网 (wireless personal area network, WPAN) 和无线体域网(wireless body area network, WBAN)，今日的传感和监测处理方案可在极低功耗下支撑接连的数据流。这关于可穿戴的医疗体系尤为要害，由于它们都在要频频替换电池较为困难和贵重的环境中运用。这些体系以往需求用AA或AAA电池，而现在则可以运转在微功率电池上。使之成为实际的是超低功耗短程无线电收发器，它们的电路规划在一些要害参数上针对功率功率进行了优化。
WPAN占有个人周围的网络空间，覆盖了邻近的日子或作业空间( 一般可达十米)，并选用蓝牙和Zigbee等协议来施行。WBAN则占有更小的无线空间，在人体周围大约一米，用于与人体相关的传感器通讯。运用已从很多的作业周期性点测扩展到更多数据密布的接连链接。在医院和临床设备、临床家庭监护和非卧床运用、以及顾客健康和健身中，这项技能有着多种运用(参见图5)。
图5：外部感测用例和技能
针对WPAN和WBAN的无线电要求
挑选可以在WPAN和WBAN中优化功率功率的短程无线电收发器时，还有必要考虑许多问题。针对低功率无线电的某些要害注意事项如图6所示。
图6：ULP无线电要求
其间，电源电压特别重要。大多数传感器运用单电池(电压依靠化学反应)单元运转,因此更宜选用低于2V的电源电压。这意味着短程无线电收发器有必要规划用于低电压运转——最理想是降至1.1 V，以便优化规划灵敏性并削减功率办理的约束。
另一个要害问题是峰值电流。简直一切根据无线的传感器网络都会依靠于某种程度的作业周期性来节省能源并约束无线电空间的运用，它们一般会在传感器的电流耗费曲线上发生峰值。无线电收发器中的低峰值电流耗费削减了无线传感器电源电压方面的约束。
输出阻抗也是重要的，由于它首要影响功率放大器(power amplifier, PA)的功耗。匹配网络来衔接无线电和天线有助于使插入损耗到达几个dB。
载波频率的挑选也会影响功耗。在医疗(ISM)无线电频带中的两种可用挑选为2.4GHz或sub-GHz频率。最常用的2.4GHz协议有Wi-Fi、Bluetooth和ZigBee。但是，在低功率和较低数据速率无线医疗监控运用中，sub-GHz无线体系供给了几大优势，包含下降功耗，以及由于较低的自由空间传达损耗，关于给定功率具有更长的间隔。更安静的频谱意味着更简单传输和更少重试，这不光更高效，并且节省了电池电能。
关于网络级的均匀功率分配，通讯协议也有着严重的影响。Zigbee 和蓝牙供给了高度杂乱的链接和网络层，但这些协议栈会占用大百分比的无线电功耗，以及较高的资源开支。关于超低功率体系，“一刀切”规范化选项罕有最佳处理方案。相反，规划人员为超低功耗运用而开发的处理方案应该考虑运用最适合其需求的协议。
最终，在周期性作业的无线链接中，链接数据速率是影响功耗的最重要要素之一。均匀功率简直与链接数据速率成反比;例如，关于相同的有用负载，100kbps无线电的功耗简直是50kbps无线电的一半。在比较RF收发器时，“每比特能量” (energy per bit) 是比电流耗费更好的功率功率目标。但高数据速率无线电常常具有较高的峰值电流，关于大多数小型电池来说，这些是十分不受欢迎的，由于它们会需求大型电容器。
前面提及的每个要素关于需求低功率优势且有用负载大于10 比特/每秒的运用都是至关重要的，但是，从前的可穿戴式无线传感器只是可以用于缓慢改变的参数，而新的RF技能可以用于协助调查更快改变的生理参数，比方心脏和大脑电气活动或血氧，它们需求大约0.5至5 kbit/s的数据速率，以便提取有意义的波形。
当心平衡这些取舍的一个示例便是美高森美的ZL70250收发器(参见图7)，该器材在尺度大约2mm x 3mm的芯片级封装内，具有规范的2线和SPI接口，可运用任何规范微操控器进行操控和数据传送。该微操控器的模数转换器(ADC)衔接至超低功耗模仿前端器材，连同ZL70250收发器，所构成的处理方案可用于开发无线ECG处理方案，选用CR系列扣子电池可以接连运转长达一周时刻。此类器材，比方用于病患呼吸丈量的3轴加快计或脉息血氧计(pulse-oximeter)、以及各种其它可穿戴式健康监控渠道，都可以到达相似的功率功率。此类器材使低本钱扣子电池或小型锂离子电池在替换前可以支撑长达两周时刻的接连WPAN和WBAN数据流。
图7：根据ZL70250的可穿戴式无线传感器设备
跟着微功率电池的呈现和超低功耗收发器技能的前进，构建智能化的灵敏智能无线传感器现已成为或许。要处理各种要害规划问题，挑选适宜的收发器是至关重要的，以便经过运用单一小型电池，可穿戴式无线医疗设备可以完成生物信号的长时间接连监测。今日的超低功耗收发器供给了功能和功率功率的组合，经过平衡一些技能运用相关的折衷，从低电流中获取最大的或许好处。
