The Journal of The Korea Institute of Intelligent Transport Systems (한국ITS학회 논문지)

The Korea Institute of Intelligent Transport Systems (한국ITS학회)
권호 표지

Antenna Selection Scheme Using Noncoherent Receivers for Off-Body High Data Rate WBAN

신체 외부 고속 통신에서 Noncoherent 수신기 기반의 안테나 선택 기법

  • 박종석 (인하대학교 정보통신대학원 WiTLAB) ;
  • 황재호 (인하대학교 정보통신대학원 WiTLAB) ;
  • 장성진 (인하대학교 정보통신대학원 WiTLAB) ;
  • 김재명 (인하대학교 정보통신대학원 WiTLAB) ;
  • 이형수 (한국전자통신연구원)
  • Published : 2009.12.31
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

As the development of wireless techniques, transmission technology of body area network plays an important role in realizing a welfare society by combining IT and BT when applying to vehicles. Off-body WBAN (Wireless Body Area Network) systems for video data transmission require low battery consumption and high data rate. To satisfy the requirement, UWB has been considered as a promising candidate for high rate WBAN. This paper introduces an antenna selection technique for ultra-wideband based off-body WBAN system with low complexity. In this paper, we propose an antenna selection scheme using non-coherent receiver for off-body high data rate WBAN system. The proposed receiver antenna selection method takes advantage of the characteristic of BPPM (Binary Pulse Position Modulation). With the property of BPPM, this scheme calculates the approximate SNR of the received signal with non-coherent receiver.

WBAN은 인체 내부 혹은 인체로부터 3미터 이내의 주변에서 일어나는 근거리 무선 통신을 목적으로 하는 네트워크이며 운전자의 생체 정보를 분석하여 보다 안전한 차량 운전이 가능하도록 하는 차량 산업에 적용할 수 있다. 본 논문에서는 고속 WBAN 시스템의 요구 조건을 만족하기 위한 UWB 기술과 다중 안테나 기법에 대해 논하고 Noncoherent UWB 수신기를 이용한 수신 안테나 선택 기법을 제안한다. 제안된 방식은 Noncoherent 수신기를 이용하여 BPPM 구간의 에너지 비율을 비교하여 수신 신호를 선택하는 기법으로 2~4개의 수신 안테나 환경에서의 성능을 비교 하였고, 시스템의 요구조건인 10-3 BER을 만족하는 경우에는 수신 신호의 에너지 크기를 비교하여 안테나를 선택하는 방식에 비해 4dB 이상의 성능 향상을 보였다.

Keywords

References

  1. 오주택, 조준희, 이상용, 김영삼, "위험운전 유형 분류 및 데이터 로거 개발", 한국ITS학회논문지, 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, 제25권, 제2호, pp. 26-31, 2008. 2.
  5. 이형수, "WBAN주파수 분배동향 및 주파수 대역 제안," 한국통신학회지, 제25권, 제2호, pp. 6-10, 2008. 2.
  6. L. Yang and G. B. Giannakis, "Ultra-wideband communications: an idea whose time has come," IEEE Signal Processing Magazine, vol. 21, no. 6, pp. 26-54, Nov. 2004.
  7. 최낙현, 황재호, 장성진, 김재명, "WBAN에서 신체 외 고속통신을 위한 UWB 전송 방식의 링크 버짓 및 성능 분석," 한국ITS학회 논문지, 제8권, 제1호, pp. 53-64, 2009. 2.
  8. IEEE P802.15.4a/D7, PART 15.4: Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for Low-Rate Wireless Personal Area Networks (LR-WPANs): Amendment to add alternate PHY, TG 4a drafting, doc., Jan. 2007.
  9. M. Z. Win, and R. A. Scholtz, "Ultra-wide bandwidth time-hopping spread-spectrum impulse radio for wireless multiple-access communications," IEEE Trans. Communications, vol. 48, no.4, pp. 679-689, Apr. 2000. https://doi.org/10.1109/26.843135
  10. K. Y. Yazdandoost and K. Sayrafian-Pour, Channel model for body area network (BAN), IEEE P802.15-08-0780-09-0006, April. 2009.
  11. H. Sawada, T. Aoyagi, J. Takada, K. Yazdandoost, and R. Kohno, Channel model between body surface and wireless access point for UWB band, IEEE P802.15-08-0576-00-0006, Aug. 2008.
  12. S. Sanayei and A. Nosratinia, "Antenna selection in MIMO systems," IEEE Commun. Mag., vol. 42, no. 10, pp. 68-73, Oct. 2004.
  13. A. F. Molisch and M. Z. Win, "MIMO systems with antenna selection," IEEE Microw. Mag., vol. 5, no. 1, pp. 46-56, Mar. 2004.