이 논문은 저변조지수(MI) 상황을 위해 설계된 무선 전력 및 데이터 전송(WPDT) 시스템을 소개하며, 특히 스마트 콘택트렌즈(SCLs)를 대상으로 한다. 이식형 의료기기에 사용하는 기존 WPDT 시스템은 로드-시프트 키잉(LSK)을 이용하며, 무선 데이터 전송(WDT)에 충분한 MI를 확보하기 위해 근접성을 전제로 한다. 그러나 SCL 응용은 소형 안테나와 SCL과 외부 리더(RX) 장치 사이의 거리 증가로 인해 MI가 낮아지며, 이로 인해 WDT에서 병목 현상이 발생한다. 제안된 WPDT 시스템은 저 MI 조건에서 신호대잡음비(SNR)를 개선하기 위해 데이터 전송률의 트레이드오프를 사용하는 적분형 수신기를 구현함으로써 이러한 한계를 극복하여, 더 긴 거리에서도 견고한 데이터 통신을 지원한다. 제안된 시스템은 433-MHz WPDT 시스템의 전체 체인에서 RX와 트랜스폰더(TX)라는 두 개의 동시 최적화 칩을 사용한다. MI가 0.1%일 때, 시스템은 비트 오류율(BER)이 미만을 달성하여, 이전에 보고된 최우수 결과에 비해 250배 이상 향상됨을 보여준다. 설계된 IC는 0.18- m CMOS 기술을 사용하여 제작되었다. SCL 프로토타입은 루프 안테나, 저항성 안압(IOP) 센서, 그리고 TX 칩을 포함한다. 전체 시스템은 3-D 프린팅된 안구 모델을 이용한 시험관 내(in vitro) 검증과, 살아있는 토끼를 이용한 생체 내(in vivo) 검증을 통해 모두 확인되었다. 본 연구는 저 MI 환경에서의 거리 제한이라는 고유한 과제를 해결함으로써, SCL과 같은 소형 생의학 기기에서의 WPDT를 가능하게 한다.
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