Development of an Adaptive Acquisition and Transmission System for Digital Processing of ECG Signals under Variable n-QAM Schemes / Desarrollo de un Sistema Adaptativo de Adquisición y Transmisión para el Procesamiento Digital de Señales de ECG Bajo Esquemas Variables n-QAM

ABSTRACT

Abstract In the post-pandemic era, it is critical to monitor and transmit biomedical signals, specifically ECG. This study aims to develop a platform that enables signal acquisition, adaptation, and transmission using different n-QAM modulation schemes. The system comprises an acquisition stage implemented in the 2.5 GHz band employing the Olimex module and electrodes equipped with an Ag/AgCl type sensor. To effectively manage appropriate bandwidths during implementation of the various n-QAM modulation schemes, an adaptive algorithm was developed and applied to the system. The power amplifier was operated in the linear region to enhance the crest factor and achieve an ACPR close to 30 dBc, demonstrating an appropriate demodulation of the electrocardiogram (ECG) signal, it is feasible to shift to modulation schemes above 64-QAM in order to detect high frequencies and perform a subsequent Fourier analysis. As a telemedicine proposal, the developed system offers flexibility in signal acquisition, data storage, and digitalization, in addition to a multivariable n-QAM scheme; the hardware implementation ensures n-QAM scheme compatibility. For the purpose of contributing to telemedicine via RF transmission, the system was executed on an AD9361 transceiver, which removes the requirement for a traditional signal vector generator and enables optimal control of the tones to be transmitted.

RESUMEN

Resumen El monitoreo y transmisión de señales biomédicas, particularmente ECG, es fundamental en la era pospandemia, este trabajo de investigación se centra en el desarrollo de una plataforma para la adquisición, adaptación y transmisión de señales bajo diversos esquemas de modulación n-QAM. El sistema incluye una etapa de adquisición mediante el módulo Olimex y electrodos con un sensor tipo Ag/AgCl. Se desarrolló un algoritmo adaptativo a los diversos esquemas de modulación n-QAM para la gestión de anchos de banda apropiados durante una implementación en la banda de 2,5 GHz, al amplificador de potencia se operó en la región lineal para mejorar el factor de cresta y obtener un ACPR cercano a 30 dBc, se realizó una demodulación adecuada de la señal ECG y es posible migrar a esquemas de modulación superiores a 64-QAM si se requiere detectar altas frecuencias y un posterior análisis de Fourier. El sistema desarrollado como propuesta de Telemedicina brinda versatilidad para la adquisición de señales, digitalización, almacenamiento de datos y un esquema multivariable n-QAM, la implementación en hardware proporcionó una adecuada adaptabilidad para esquemas n-QAM. El sistema se implementó sobre un transceptor AD9361 que elimina el tradicional generador vectorial de señal y permite un control óptimo de los tonos a enviar, para aporte en el área de Telemedicina a través de transmisión RF.