• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제16권10호
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• pp.73-81
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• 2011

WBAN(Wireless Body Area Network) 기술은 인체 내부 및 외부에 부착한 센서 노드를 무선으로 연결하여 통신할 수 있는 근거리 무선 통신 기술로서 IEEE 802.15.6 TG BAN을 중심으로 물리 계층, 데이터 링크 계층, 네트워크 계층 및 응용 계층 등에서 표준화가 진행되고 있다. WBAN은 응용서비스의 종류에 따라 의료용과 비의료용으로 나눌 수 있다. 의료용 응용서비스의 경우데이터 전송 특징이 주기적이고 전송률이 상이한 의료용 센서를 사용하기 때문에 데이터 전송시 QoS를 보장하기 위하여 GTS 전송방식을 사용한다. 본 논문에서는 WBAN 환경에 적합한 MAC 프로토콜을 제안하였다. 첫 번째 WBAN 기반의 슈퍼프레임 구조와 프리미티브를 제안하였다. 두 번째 WFQ(Weighted Fair Queuing)기반의 GTS 채널 이용률 향상 알고리즘을 제안하였다. 제안한 스케줄링 방식은 i-Game(라운드로빈 스케줄링 방식)과 비교하여 채널 이용률을 향상시키는 것을 알 수 있다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.103-110
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• 2015

WBAN(Wireless Body Area Network)는 인체주변 2-3m 영역에서 의료 및 비의료 디바이스들로 구성된 다양한 환자 모니터링 분야를 지원하기 위한 무선센서네트워크이다. WBAN 환경을 위해서는 저전력 소비, QoS, 듀티사이클등의 요구사항을 만족하고 주파수 대역을 효율적으로 분배하며 트래픽 로드에 강하면서 에너지를 절약하는 MAC(Medium Access Control)이 설계되어야 한다. 본 논문에서는 트래픽 로드가 증가할 때를 고려해 에너지에 효율적인 AQ(Adaptive Queuing) MAC 슈퍼프레임 구조를 제안한다. 또한 시뮬레이션 결과 제안하는 AQ(Adaptive Quenuing)MAC를 IEEE 802.15.4 MAC과 비교 하였을 때 전송처리율, 평균MAC 지연율 측면에서 향상된 결과를 얻을 수 있었다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제15권12호
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• pp.4385-4399
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• 2021

The Internet of Things (IoT) eHealth systems composed by Wireless Body Area Network (WBAN) has emerged recently. Sensor nodes are placed around or in the human body to collect physiological data. WBAN has many different applications, for instance health monitoring. Since the limitation of the size of the battery, besides speed, reliability, and accuracy; design of WBAN protocols should consider the energy efficiency and time delay. To solve these problems, this paper adopt the end-edge-cloud orchestrated network architecture and propose a transmission based on reinforcement algorithm. The priority of sensing data is classified according to certain application. System utility function is modeled according to the channel factors, the energy utility, and successful transmission conditions. The optimization problem is mapped to Q-learning model. Following this online power control protocol, the energy level of both the senor to coordinator, and coordinator to edge server can be modified according to the current channel condition. The network performance is evaluated by simulation. The results show that the proposed power control protocol has higher system energy efficiency, delivery ratio, and throughput.

• KIEAE Journal
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• 제14권6호
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• pp.23-29
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• 2014

It is essential to investigate the structure and the main characteristics of BSN (Bio-Sensor Network) platform in built smart healthcare environment while designing healthy housing facilities. For this study, WSN (Wireless Sensor Network) data transmission technologies have been employed with medical sensors, and optimal medical devices would provide various Web 2.0 services by connecting to the WiBro network. The BSN platform normally recognizes in surroundings of WBAN (Wireless Body Area Network) or WPAN (Wireless Personal Area Network), and it is possible to manage sensor nodes by utilizing SOAP (Simple Object Access Protocol) and REST (REpresentational State Transfer). In addition, the feature of SNMP (Simple Network Management Protocol) for mobile gateway is also included for being adapted to huge network structure. Finally, BSN platform will play a role as important clues for developing personal WSN service models for smart healthy housing properties.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제8권12호
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• pp.4643-4660
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• 2014

Integrity authentication of biometric data in Wireless Body Area Network (WBAN) is a critical issue because the sensitive data transmitted over broadcast wireless channels could be attacked easily. However, traditional cryptograph-based integrity authentication schemes are not suitable for WBAN as they consume much computational resource on the sensor nodes with limited memory, computational capability and power. To address this problem, a novel lightweight integrity authentication scheme based on reversible watermark is proposed for WBAN and implemented on a TinyOS-based WBAN test bed in this paper. In the proposed scheme, the data is divided into groups with a fixed size to improve grouping efficiency; the histogram shifting technique is adopted to avoid possible underflow or overflow; local maps are generated to restore the shifted data; and the watermarks are generated and embedded in a chaining way for integrity authentication. Our analytic and experimental results demonstrate that the integrity of biometric data can be reliably authenticated with low cost, and the data can be entirely recovered for healthcare applications by using our proposed scheme.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권1호
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• pp.476-496
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• 2018

With the advancement and deployment of wireless communication techniques, wireless body area network (WBAN) has emerged as a promising approach for e-healthcare that collects the data of vital body parameters and movements for sensing and communicating wearable or implantable healthful related information. In order to avoid any possible rancorous attacks and resource abuse, employing lightweight ciphers is most effective to implement encryption, decryption, message authentication and digital signature for security of WBAN. As a typical lightweight cryptosystem with an extended sponge function framework, the PHOTON family is flexible to provide security for the RFID and other highly-constrained devices. In this paper, we propose a differential fault analysis to break three flavors of the PHOTON family successfully. The mathematical analysis and simulating experimental results show that 33, 69 and 86 random faults in average are required to recover each message input for PHOTON-80/20/16, PHOTON-160/36/36 and PHOTON-224/32/32, respectively. It is the first result of breaking PHOTON with the differential fault analysis. It provides a new reference for the security analysis of the same structure of the lightweight hash functions in the WBAN.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권8A호
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• pp.712-722
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• 2011

Wireless body area network (WBAN)은 인체 주변 영역에서의 통신서비스를 제공한다. WBAN 서비스는 인체 내부에 이식된 의료 응용을 위한 MICS 주파수 대역과 의료 응용과 consumer electronics (CE) 응용 분야 모두를 제공할 수 있는 ISM 주파수 대역에서의 서비스로 이루어지기 때문에 WBAN을 위한 MAC 프로토콜은 의료 응용과 CE 응용간의 상이한 특징과 유연성 (flexibility)을 고려하여 설계되어야 한다. 본 논문에서는 WBAN MAC 프로토콜의 요구사항을 확인하고, WBAN의 요구사항을 만족하는 WBAN MAC 프로토콜을 제안한다. WBAN의 다양한 응용을 위한 전송 유연성을 제공하기 위해서 동적 CFP(Contention Free Period) 할당(Dynamic CFP Allocation)을 제안한다. 또한, 경쟁 기반의 긴급 의료 데이터를 발생하는 의료 응용과 때때로 대량의 데이터를 발생하는 CE 응용을 지원하기 위해서 OCDP(opportunistic contention decision period) 구간과 4-mode Opportunity period를 제안하고, 제안한 방안을 이용하여 Inactive period와 Opportunity period를 일시적으로 전환하여 사용할 수 있는 기법을 제안한다. 다양한 시뮬레이션 결과 IEEE 802.15.4 MAC 프로토콜과 제안하는 WBAN MAC 프로토콜을 비교하였을 때, WBAN 환경에서의 전송 처리량, CFP 이용율, 전송지연 측면에서 증가된 성능 결과를 얻을 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.423-425
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• 2007

In this paper, Medium Access Control(MAC) protocol designed for Wireless Body area Sensor Network(Bio-MAC) is proposed, Because in WBSN, the number of node is limited and each node has different characteristics. Also, reliability in transmitting vital data sensed at each node and periodic transmission should be considered so that general MAC protocol cannot satisfy such requirements of biomedical sensors in WBSN. Bio-MAC aims at optimal MAC protocol in WBSN. For this, Bio-MAC used Pattern -SuperFrame, which modified IEE E 802.15.4-based SuperFrame structurely. Bio-MAC based on TDMA uses Medium Access-priority and Pattern eXchange -Beacon method for dynamic slot allocation by considering critical sensing data or power consumption level of sensor no de etc. Also, because of the least delay time. Bio-MAC is suitable in the periodic transmission of vital signal data. The simulation results demonstrate that a efficient performance in WBSN can be achieved through the proposed Bio-MAC.

• 정보와 통신
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• 제25권2호
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• pp.6-10
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• 2008

WBAN(Wireless Body Area Network)은 인체를 기준으로 하여 인체내부 및 인체로부터3미터 이내의 무선통신으로 정의하고 있다. 이에따라 WBAN은 현재 다양한 용도로 응용되고 있는데 크게 분류하면 의료용과 비의료용 무선기기로 구분할 수 있다. 즉 가전기기(Comsumer Electronics)들간 의 통신을 목적으로 하는 비의료용 분야와 인체내부에 이식되어 인체내부의 건강상태에 대한 모니터링이나 인체에 이상이 발생시 대처해 주는 인체이식형 무선기기와 인체외부 3미터 이내에서 의료용 sensor로부터 송수신하는 인체외부 기기로 구분할 수 있다. IEEE802.15.6에서 2006년 하반기부터 WBAN(Wireless Body Area Network)시스템에 대한 표준화를 진행하고 있으며, 2008년도에는 표준 제안서를 각국에서 받아 2009년도에 완료할 예정에 있다. 본 고에서는 기존 WBAN으로 사용하고 있던 무선장비들에 대한 각국의 인체내부와 외부의 주파수 분배동향을 분석한 후 WBAN표준화시 대두될 PHY/MODEM/MAC제안에 결정적 영향을 미치는 WBAN의 주파수에 대한 방향을 제시하였다.

• Journal of Communications and Networks
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• 제16권3호
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• pp.264-269
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• 2014

We consider transmission over body area networks. Due to the difficulty in assessing an accurate statistical model valid for multiple scenarios, we advocate a system design technique favoring robustness. Our approach, which is based on results in [12] and generalizes them, examines the variation of a performance metric when the nominal statistical distribution of fading is replaced by the worst distribution within a given Kullback-Leibler divergence from it. The sensitivity of the performance metric to the divergence from the nominal distribution can be used as an indication of the design robustness. This concept is applied by evaluating the error probability of binary uncoded modulation and the outage probability-the first parameter is useful to assess system performance with no error-control coding, while the second reflects the performance when a near-optimal code is used. The usefulness of channel coding can be assessed by comparing its robustness with that of uncoded transmission.