• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제12권2호
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• pp.104-108
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• 2014

The field of body sensor networks has attracted interest of many researchers due to its potential to revolutionize medicine. These sensors are usually implanted inside the human body and communicate among themselves. In the process of receiving, processing, or transmitting data, these devices produce heat. This heat damages the tissues surrounding the devices in the case of prolonged exposure. In this paper, to reduce this damages, we have improved and evaluated two protocols-the least temperature routing protocol and adaptive least temperature routing protocol-by implementing clustering as well as a leadership rotation algorithm. We used Castalia to simulate a basic body area network cluster composed of 6 nodes. A throughput application was used to simulate all the nodes sending data to one sink node. Simulations results shows that improved communication protocol with leadership rotation algorithm significantly reduce the energy consumption as compared to a scheme without leadership rotation algorithm.

• ETRI Journal
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• 제37권3호
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• pp.439-449
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• 2015

Human body communication (HBC) is being recognized as a new communication technology for mobile and wearable devices in a body area network (BAN). This paper presents co-channel interference experienced by HBC supporting the physical layer in the IEEE 802.15.6 BAN standard. To analyze the co-channel interference, a co-channel interference model is introduced, and space-domain and time-domain parameters representing an interference environment are generated using the co-channel interference model. A new signal-to-interference ratio (SIR) parameter depending on the peak amplitudes of the data signals causing co-channel interference is defined; co-channel interference can be easily analyzed and modelled using the newly defined SIR. The BER degradation model derived using the co-channel interference model and SIR in this paper can be effectively used to estimate the performance.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권3호
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• pp.1462-1476
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• 2017

The current literature on discrete-time Markov chain (DTMC) based analysis of IEEE 802.15.6 MAC protocols for wireless body area networks (WBANs), do not consider the ACK timeout state, wherein the colliding nodes check the ill fate of their transmissions, while other contending nodes perform backoff check that slot as usual. In this paper, our DTMC model accurately captures the carrier sense multiple access with collision avoidance (CSMA/CA) mechanism of IEEE 802.15.6 medium access control (MAC) and allows the contending nodes performing backoff to utilize the ACK timeout slot during collisions. The compared rigorous results are obtained by considering a non-ideal channel in non-saturation conditions, and CSMA/CA parameters pertaining to UWB PHY of IEEE 802.15.6 MAC protocols.

• 인터넷정보학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.1-11
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• 2015

인체를 중심으로 동작하는 WBAN(Wireless Body Area Network)은 의료 및 비의료 서비스를 동시에 제공하는 것을 목적으로 하며, 저전력, 다양한 전송률과 높은 데이터 신뢰성을 요구하는 근거리 통신 기술이다. 이러한 요구사항을 만족시킬 수 있는 통신기술 표준 중 IEEE 802.15.4는 WBAN 운영에 높은 호환성을 제공할 수 있어 이를 통한 다양한 연구가 진행되고 있다. 한편, IEEE 802.15.4 기반 다수의 WBAN이 밀집될 경우 발생하는 신호 간섭과 충돌은 데이터의 신뢰성을 저하시키는 주요한 원인되고 있으며, IEEE 802.15.4 표준은 다수의 네트워크가 공존하는 상황을 고려하여 설계되지 않았기 때문에 이에 대한 개선이 필요하다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 사전 실험을 통해 IEEE 802.15.4 기반의 WBAN 간 공존 상황에서 발생할 수 있는 문제점들을 파악하였고, 실험 결과를 바탕으로 다수의 WBAN이 공존하는 상황에서의 신뢰성 저하를 완화하기 위한 기법을 제안한다. 제안하는 기법의 동작은 크게 두 단계로 구분될 수 있으며, 첫 번째 단계에서는 슈퍼 프레임의 CFP 구간에서의 데이터 전송 방법을 개선하여 WBAN 간 충돌을 회피하며, 두 번째 단계에서는 채널 접근 방식을 전환함으로써 충돌을 완화한다. 제안하는 기법은 표준 기반의 WBAN과 비교 실험을 수행하여 성능을 검증하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권5호
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• pp.2081-2101
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• 2016

Successive interference cancellation (SIC) is considered to be a promising technique to mitigate multi-user interference and achieve concurrent uplink transmissions, but the optimal power allocation (PA) issue for SIC users is not well addressed. In this article, we focus on the optimization of the PA ratio of users on an SIC channel and analytically obtain the optimal PA ratio with regard to the signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR) threshold for successful demodulation and the sustainable demodulation error rate. Then, we design an efficient resource allocation (RA) scheme using the obtained optimal PA ratio. Finally, we compare the proposal with the near-optimum RA obtained by a simulated annealing search and the RA scheme with random PA. Simulation results show that our proposal achieves a performance close to the near-optimum and much higher performance than the random scheme in terms of total utility and Jain's fairness index. To demonstrate the applicability of our proposal, we also simulate the proposal in various network paradigms, including wireless local area network, body area network, and vehicular ad hoc network.

• 한국전자파학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.144-151
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• 2013

본 논문에서는 무선 인체 통신 중 off-body 채널에서 안테나 편파의 변화에 대한 영향을 알아보기 위한 실험을 수행하였다. 실험은 두 수신 안테나의 편파 조합에 따라 총 4가지로 나누었으며, Line-of-Sight(LOS)와 Non-LOS(NLOS)에 따른 영향도 조사하였다. 그리고 인체의 움직임으로 인하여 생기는 안테나 편파의 변화가 신호에 어떠한 영향을 미치는지 알아보기 위해, 인체를 정지한 상태와 움직이는 상태로 나누어 신호 세기를 측정하여 비교하였다. 본 논문의 결과를 통해 수신 안테나의 편파 및 두 수신 안테나의 편파 조합에 따른 성능을 확인하였다.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제17권2호
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• pp.105-116
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• 2019

Recently, there has been an increase in research on wireless sensor networks (WSNs) because they are easy to deploy in applications such as internet-of-things (IoT) and body area networks. However, WSNs have constraints in terms of power, quality-of-service (QoS), computation, and others. To overcome the power constraint issues, wireless energy harvesting has been introduced into WSNs, the application of which has been the focus of many studies. Additionally, to improve system performance in terms of achievable rate, cooperative networks are also being explored in WSNs. We present a review on current research in the area of energy harvesting in WSNs, specifically on the application of simultaneous wireless information and power transfer (SWIPT) in a cooperative sensor network. In addition, we discuss possible future extensions of SWIPT and cooperative networks in WSNs.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제5권1호
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• pp.8-15
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• 2016

Studies have been made for the wireless sensor network protocols by a number of researchers to date. In particular, the studies as to the hierarchical protocol LEACH algorithm was concentrated. Various studies have been derived for the performance of the protocol is based on the LEACH protocol have been made. Improved algorithms have been proposed continuously. On the other hand, The performance comparison and evaluation of the improved algorithm is insufficient. Therefore, we compared the performance for the ML-LEACH (Multi Hop-Layered) and DL-LEACH (Dual Hop-Layered) been derived mainly LEACH. scalability, energy consumption, CH elected, network lifetime were selected as a Performance evaluation items.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권11호
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• pp.4436-4452
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• 2015

The IEEE 802.15.6 standard is introduced to satisfy all the requirements for monitoring systems operating in, on, or around the human body. In this paper, analytical models are developed for evaluating the performance of the IEEE 802.15.6 CSMA/CA-based medium access control protocol for wireless body area networks (WBAN) under unsaturation condition. We employ a three-dimensional Markov chain to model the backoff procedure, and an M/G/1/K queuing system to describe the packet queues in the buffer. The throughput and delay performances of WBAN operating in the beacon mode are analyzed in heterogeneous network comprised of different user priorities. Simulation results are included to demonstrate the accuracy of the proposed analytical model.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제15권6호
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• pp.663-673
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• 2014

WBAN은 인체 내부 및 외부에 부착한 디바이스를 무선으로 연결하여 통신하는 근거리 무선통신 기술로 IEEE 802.15.6 TG BAN을 중심으로 물리, 데이터 링크, 네트워크, 응용계층에서 표준화가 진행되고 있다. WBAN 기술은 전력제한 및 생체특성을 반영하여 센서와 지그비 디바이스를 사용하여 에너지 효율적으로 구성한다. 무선 센서 네트워크는 다수의 센서노드와 센서노드가 전송하는 센싱 데이터를 수집하는 싱크노드로 구성된다. 센서노드는 넓은 지역에 정해진 형태없이 배치되어 프로토콜에 의해 자가구성 능력을 가진다. 본 논문에서는 WBAN 환경에서 적용되고 있는 ZigBee 무선 통신 환경의 주소 지정방식과 라우팅 알고리즘의 성능을 향상시키기 위한 새로운 좌표 값 알고리즘을 제안하였다. 기존 Cskip 알고리즘을 이용한 분산 주소 할당 기법의 낭비되는 주소공간의 문제를 해결하기 위해 (x,y,z) 3개의 좌표 축을 제안하여 16bit 주소공간을 분할하여 사용한다. 각 노드에서 라우팅 시 좌표 값을 이용하여 적은 비트별 연산이 수행되며 멀티 홉을 감소시킬 수 있다. 이에 대한 성능 분석으로 제안한 알고리즘은 수학적 분석 모델을 사용하였고 ZigBee 무선 통신 환경의 계층적 라우팅에서 사용하는 경로 벡터를 사용하여 센서 노드의 멀티 홉 카운트 결과를 도출하였다. 수학적 분석 결과 ZigBee 분산 주소 할당 기법과 기존 알고리즘에 비해 평균 멀티 홉의 수가 감소함으로써 에너지 효율이 향상됨을 입증하였다.