• 제목/요약/키워드: Body area network

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A Novel WBAN MAC protocol with Improved Energy Consumption and Data Rate

  • Rezvani, Sanaz;Ghorashi, S. Ali
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제6권9호
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    • pp.2302-2322
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    • 2012
  • Wireless Body Area Networks (WBANs) are introduced as an enabling technology in tele-health for patient monitoring. Designing an efficient Medium Access Control (MAC) protocol is the main challenge in WBANs because of their various applications and strict requirements such as low level of energy consumption, low transmission delay, the wide range of data rates and prioritizing emergency data. In this paper, we propose a new MAC protocol to provide different requirements of WBANs targeted for medical applications. The proposed MAC provides an efficient emergency response mechanism by considering the correlation between medical signals. It also reduces the power consumption of nodes by minimizing contention access, reducing the probability of the collision and using an efficient synchronization algorithm. In addition, the proposed MAC protocol increases the data rate of the nodes by allocating the resources according to the condition of the network. Analytical and simulation results show that the proposed MAC protocol outperforms IEEE 802.15.4 MAC protocol in terms of power consumption level as well as the average response delay. Also, the comparison results of the proposed MAC with IEEE 802.15.6 MAC protocol show a tradeoff between average response delay and medical data rate.

Performance Evaluation of SDN Controllers: RYU and POX for WBAN-based Healthcare Applications

  • Lama Alfaify;Nujud Alnajem;Haya Alanzi;Rawan Almutiri;Areej Alotaibi;Nourah Alhazri;Awatif Alqahtani
    • International Journal of Computer Science & Network Security
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    • 제23권7호
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    • pp.219-230
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    • 2023
  • Wireless Body Area Networks (WBANs) have made it easier for healthcare workers and patients to monitor patients' status continuously in real time. WBANs have complex and diverse network structures; thus, management and control can be challenging. Therefore, considering emerging Software-defined networks (SDN) with WBANs is a promising technology since SDN implements a new network management and design approach. The SDN concept is used in this study to create more adaptable and dynamic network architectures for WBANs. The study focuses on comparing the performance of two SDN controllers, POX and Ryu, using Mininet, an open-source simulation tool, to construct network topologies. The performance of the controllers is evaluated based on bandwidth, throughput, and round-trip time metrics for networks using an OpenFlow switch with sixteen nodes and a controller for each topology. The study finds that the choice of network controller can significantly impact network performance and suggests that monitoring network performance indicators is crucial for optimizing network performance. The project provides valuable insights into the performance of SDN-based WBANs using POX and Ryu controllers and highlights the importance of selecting the appropriate network controller for a given network architecture.

WBAN 인체통신 기술동향 분석 (Trends of Human Body Communications in WBAN)

  • 김성은;박형일;임인기;오광일;강태욱;박미정;강성원
    • 전자통신동향분석
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    • 제31권6호
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    • pp.31-38
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    • 2016
  • 인체에 근접한 다양한 휴대 정보 단말기 간의 통신망을 무선으로 구축하는 Wireless Body Area Network(WBAN) 분야에 관한 연구 결과가 국내외에서 지속적으로 발표되고 있다. 이 가운데 인체통신 기술은 인체를 신호의 전송경로로 활용하여 단말기들 간의 연결을 위한 케이블이 필요하지 않으며, 저전력 고속 데이터 전송이 가능하여 WBAN에 가장 적합한 통신 기술로 손꼽힌다. 더불어 인체통신 기술은 사용자의 간단한 접촉을 기반으로 인체 네트워크를 구성하므로 웨어러블 디바이스/센서/단말 및 임플란트 디바이스 분야에 반드시 필요한 핵심 통신 기술로 주목받고 있다. 본고에서는 WBAN에서 최근 인체통신 기술의 개발 동향과 활용 분야 및 표준화 동향에 관하여 살펴보고자 한다.

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Post Silicon Management of On-Package Variation Induced 3D Clock Skew

  • Kim, Tak-Yung;Kim, Tae-Whan
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제12권2호
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    • pp.139-149
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    • 2012
  • A 3D stacked IC is made by multiple dies (possibly) with heterogeneous process technologies. Therefore, die-to-die variation in 2D chips renders on-package variation (OPV) in a 3D chip. In spite of the different variation effect in 3D chips, generally, 3D die stacking can produce high yield due to the smaller individual die area and the averaging effect of variation on data path. However, 3D clock network can experience unintended huge clock skew due to the different clock propagation routes on multiple stacked dies. In this paper, we analyze the on-package variation effect on 3D clock networks and show the necessity of a post silicon management method such as body biasing technique for the OPV induced 3D clock skew control in 3D stacked IC designs. Then, we present a parametric yield improvement method to mitigate the OPV induced 3D clock skew.

A study on BSN data collection technique through mobile devices in a cloud environment

  • Hwang, Chigon;Kim, Hyung-Seok;Lee, Jong-Yong;Jung, Kyedong
    • International journal of advanced smart convergence
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    • 제6권2호
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    • pp.82-88
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    • 2017
  • The data generated by the BSN sensor attached to the human body is mostly mobile. Accordingly, in a mobile cloud environment that processes BSN data, the service should not be fixed in a specific area but be able to support it according to the move. The mobile device must be able to process, filter and transmit the collected BSN data. The cloud server must be able to collect the data processed by the mobile device and provide it as a service. And the transfer of data requires standardized transfer between each device. In this paper, we propose a data delivery method through standard schema when mobile device processes data and provides service in cloud system and a data processing method according to the movement of the mobile device.

Effect of People Moving near Short-Range Indoor Propagation Links at 2.45 GHz

  • Kara Ali;Bertoni Henry L.
    • Journal of Communications and Networks
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    • 제8권3호
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    • pp.286-289
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    • 2006
  • Measurement results are presented for the effects of people moving near and across short-range indoor propagation links at 2.45 GHz (ISM band). Excess loss due to scattering and blockage by human bodies in the vicinity of one terminal were measured for different radio links in an office environment. Statistics on fades due to human body motion are given. Polarization coupling (depolarization) for various radio links was measured, and correlation of polarization components is discussed as a basis for using polarization diversity reception in short-range indoor systems.

무선정보통신기술의 의료과학 환경 적용현황 분석 (Adaptive Situation of the wireless communication technology for the Medical Science Environment)

  • 황진옥;이도연
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제19권9호
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    • pp.2100-2106
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    • 2015
  • 최근 고령화로 인한 건강에 대한 관심이 증가되고 있다. 이는 만성질환의 의료비용 증가에 대한 요구사항이 뚜렷이 나타나고 있으며, 소득증대와 삶의 질 향상으로 새로운 첨단의료기술이 필요한 상황으로 기존의 의료기술에 정보통신기술을 연계하여 첨단기술을 적용한 선진국 형 의료기술의 표준화가 시급하다. 정보통신기술의 표준화 선점경쟁에 WBAN (Wireless Body Area Network)과 여러 가지 무선통신 기술의 표준을 살펴보고, 양질의 의료서비스 제공을 통한 전 국민의 의료서비스 질 향상 및 의료기술 강국으로 가기위한 환경조성이 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 의료기술과 정보통신기술을 융합할 때 필요한 구성과 연관기술의 관계를 설명하고, 첨단 의료기기로 발전을 위한 정보통신 기술의 표준들을 정리해 보고자 한다.

WBAN의 에너지 소비 최적화를 위한 링크 에너지 효율 라우팅 전략 (Link Energy Efficiency Routing Strategy for Optimizing Energy Consumption of WBAN)

  • 이정재
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제23권5호
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    • pp.1-7
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    • 2022
  • 무선 인체 영역 네트워크(WBAN)와 바이오센서를 활용하는 IoT기술은 자원을 최소화 하고 환자를 모니터링 하는 보건산업에서 중요한 분야이다. IoT와 WBAN을 보다 효율적으로 통합하기 위해서는 WBAN의 제한된 자원 센서노드와 효율적인 데이터 전송을 위한 신속 정확한 라우팅을 구성하는 협력 프로토콜이 필요하다. 본 논문은 중복 데이터 전송감지, 제한된 네트워크 센서의 수명연장 문제를 해결하기 위해 에너지 효율적이고 협력이 가능한 링크 에너지 효율적인 라우팅 전략(LEERS)을 제안한다. 제안된 기법은 잔류에너지 싱크쪽으로 가는 홉수 노드 혼잡 수준 및 대역폭과 효율적인 매개변수를 고려한다. 또한 노드의 경로비용함수를 결정하고 효과적인 멀티홉 라우팅을 제공함으로서 잔류에너지와 처리량 측면에서 효율성이 향상됨을 보인다.

모바일 헬스케어를 위한 MAC 프로토콜 설계에 관한 연구 (A Study on MAC Protocol Design for Mobile Healthcare)

  • 정필성;김현규;조양현
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제19권2호
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    • pp.323-335
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    • 2015
  • 모바일 헬스케어란 정보 통신 기술과 바이오 기술을 융합한 신개념 의료서비스로서 시간과 공간에 구애받지 않고 언제 어디서나 건강과 생활을 관리하여 건강한 삶을 유지시키기 위한 건강관리 서비스이다. 모바일 헬스케어를 위해서는 생체신호 계측 관련 기술인 WBAN(Wireless Body Area Network)과 모바일 장치를 이용한 데이터 분석 및 모니터링 기술이 필수적이다. 모바일 헬스케어 환경에서는 이용자의 모바일 장치를 중심으로 구성된 WBAN이 이동 중에 다른 WBAN을 만나게 되면 하나의 매체에 두 개의 WBAN이 동작하는 결과가 된다. 두 개 이상의 WBAN이 충돌하게 되면 노드들이 서로 부여 받은 슬롯에 보내는 데이터 프레임들의 충돌이 발생하며 이는 전송실패와 더불어 데이터 재전송으로 인한 불필요한 에너지 소모를 가져오게 된다. 본 논문에서는 이러한 문제점들을 해결하기 위해서 다음과 같이 모바일 헬스케어를 지원하는 MAC 프로토콜 요소기술을 제안하였다. 첫째, 제안하는 슈퍼프레임은 노드가 할당된 슬롯에서 데이터 전송을 보장받는 TDMA(Time Division Multiple Access) 기반의 경쟁 구간과 CSMA/CA 알고리즘을 통해 데이터를 전송하는 경쟁 구간을 가진다. 둘째, 제안하는 MAC 프로토콜을 기반으로 하는 WBAN의 충돌을 감지하고 네트워크를 병합하는 알고리즘을 제안하였다. 이동성을 가지는 WBAN이 다른 WBAN과 충돌하게 되면 네트워크를 재구성하여 노드가 전송하는 데이터 프레임 충돌을 줄이도록 하였다. 제안하는 슈퍼프레임 구조와 네트워크 병합 알고리즘의 성능평가를 위해서 OMNeT++ 네트워크 시뮬레이션 프레임워크 기반의 Castalia를 사용하였다. 성능평가 결과 제안한 MAC 프로토콜을 사용했을 때가 IEEE 802.15.6을 사용했을 때 보다 충돌 확률이 감소하여 패킷 전송 성공률과 에너지 효율이 개선된 것을 확인할 수 있었다.

Spectrum Sensing in a Cognitive Body Area Network: Detection of a Bonded Channel in the MICS Band

  • Ahn, Chun-Su;Choi, Jae-Hoon;Kim, Sun-Woo
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제12권1호
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    • pp.32-36
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    • 2012
  • In this paper, we present a novel algorithm for detecting a bonded channel in a cognitive radio network where channel bonding is allowed for a higher data rate. The envelope detection algorithm is proposed to distinguish the center frequency of the received signal in order to determine whether the signal is transmitted by a primary user occupying a single channel or a secondary user occupying more than two channels when the channel is in use.