Link Budget and Performance Analysis of UWB Transmission Method for Off-body HDR Communication in WBAN System

WBAN에서 신체 외 고속통신을 위한 UWB 전송 방식의 링크버짓 및 성능 분석

  • 최낙현 (인하대학교 정보통신대학원 WiTLAB) ;
  • 황재호 (인하대학교 정보통신대학원 WiTLAB) ;
  • 장성진 (인하대학교 정보통신대학원 WiTLAB) ;
  • 김재명 (인하대학교 정보통신대학원 WiTLAB)
  • Published : 2009.02.28

Abstract

For a realization of the ubiquitous society, applying IT to vehicle industry has recently been an attractive issue to make wireless communication in body area network possible to everywhere. In this paper, we propose the physical layer symbol structure based on PPM scheme of the IEEE 802.15.4a for the off-body high data rate WBAN system. We propose four symbol structures which is classified according to the number of the chip and whether the channel coding is used or not. We calculate the required SNR through the link budget calculation and the recently proposed off-body WBAN channel environment was applied in the simulation. The results of four systems show that small number of burst's chip enhances the performance and the system is capable to achieve the data rate of 10 Mbps.

최근 유비쿼터스 사회를 현실화하기 위해서 IT 기술을 차량 산업에 적용하여 인체 영역에서의 무선 통신이 어디에서나 가능하도록 하는 방법에 대한 연구가 이슈화 되고 있다. 본 논문에서는 WBAN 기술의 인체외부 고속 통신을 위한 물리층 심벌 구조를 IEEE 802.15.4a 시스템 구조의 PPM 방식을 바탕으로 제안한다. 총 4가지 방식을 제안하며 채널 부호의 사용 유무, 연집신호에 들어가는 칩의 수에 따라 각 시스템을 구별하였다. 링크예산 계산을 통하여 요구되는 SNR을 구하였으며, 최근에 제안된 인체외부 WBAN 채널 환경을 적용하여 시뮬레이션을 하였다. 4가지 시스템의 성능 확인을 통하여 채널 부호를 사용하지 않고 적은 칩수의 연집신호를 사용하는 것이 성능향상에 영향을 미치는 것을 확인하였으며 요구되는 10 Mbps 이상의 전송률을 만족하였다.

Keywords

References

  1. 오주택, 조준희, 이상용, 김영삼, "위험운전 유형 분류 및 데이터 로거 개발," 한국ITS학회 논문지, 제7권, 제3호, pp. 15-28, 2008. 6.
  2. Y. H. Jeon, E. Kim, and D. Shim, "Useful applications for IG-BAN," IEEE P802.15-BAN- 0457-01, Nov. 2006.
  3. IEEE 802.15 WPAN WG homepage, http://www.ieee802.org/15
  4. 이성협, 윤양문, 김도현, "IEEE 802.15.6 중심의 WBAN 국내외 표준화 동향," 한국통신학회지 (정보와통신), 제25권 제2호, pp. 26-31, 2008. 2.
  5. 이형수, "WBAN주파수 분배동향 및 주파수대역 제안," 한국통신학회지 (정보와통신), 제25권, 제 2호, pp. 6-10, 2008. 2.
  6. 이재천, 남상욱, "저전력 고속 OOK 무선 캡슐형 내시경 시스템의 설계 및 제작," 한국통신학회지 (정보와통신), 제25권, 제2호, pp. 41-46, 2008. 2.
  7. J. Farserotu, "Applications in LDR PAN/ BAN Optimised PN," IEEE 802.15-06-0249-00-0ban-LDR_PN_Apps, May 2006.
  8. S. Ullah, H. Higgins, 곽경섭, "내장형 및 부착형 인테센서네트워크의 연구동향 및 이슈," 한국통신학회지 (정보와통신), 제25권, 제2호, pp. 18-25, 2008. 2.
  9. C. Cordeiro, "Use Cases, Applications, and Requirements for BANs," IEEE P802.15-07-0564, Jan. 2006.
  10. K. Y. Yazdandoost and K. Sayrafian-Pour, "Channel model for body area network (BAN)," IEEE 802.15-08-0780-01-0006, Nov. 2008.
  11. Z. Irahhauten, J. Dacuna, G. J. M. Janssen, and H. Nikookar, "A link budget model for UWB-WPAN applications," Proc. European Conf. Wireless Technology, pp. 95-98, Sept. 2006.
  12. IEEE 802.15 Working Group for WPANs, "PART 15.4: Wireless Medium Access Control(MAC) and Physical Layer(PHY) Specifications for Low-Rate Wireless personal Area Networks(LR-WPANs)," TG 4a drafting doc. April 2005.
  13. H. Urkowitz, "Energy detection of unknown deterministic signals," Proc. IEEE, vol. 55, no. 4, pp. 523-531, April 1967. https://doi.org/10.1109/PROC.1967.5573