• 정보와 통신
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• 제25권2호
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• pp.32-40
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• 2008

본고에서는 최근 많은 연구가 진행되고 있는 분야인 WBAN(Wireless Body Area Network)과 이 에 사용되는 안테나 기술에 대해 언급하고자 한다. WBAN은 응용 분야에 따라 medical WBAN과 non-medical WBAN으로 구분할 수 있고, 디바이스 위치에 따라 wearable WBAN과 implant WBAN으로 구분 지을 수 있다. WBAN의 가장 큰 특징은 인체 내부 또는 인체와 매우 근접한 환경에서 시스템이 동작 한다는 것인데, 이 같은 경우 인체 매질에 의한 영향을 고려해야 한다. 특히 안테나는 주변 매질 특성에 의해 동작특성이 크게 좌우되므로 인체 매질 특성을 고려한 안테나 설계가 요구된다. 이를 위해 서론에서 WBAN 기술에 대해 간단히 소개하고, 본론에서는 WBAN 안테나 설계 시 고려해야할 전파 환경 특성 및 WBAN에 적합한 안테나 설계 기술에 대해 정리하고 몇 가지 사례를 들어 분석한다. 그리고 결론에서 WBAN 안테나 설계 기술에 관한 정리 및 WBAN 안테나 분야에서 향후 연구해야 할 내용에 대해 언급하기로 한다.

• 전자공학회논문지CI
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• 제49권1호
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• pp.46-53
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• 2012

WBAN(Wireless Body Area Network) 기술은 인체 내부 및 외부에 부착한 디바이스들을 무선으로 연결하여 통신할 수 있는 근거리 무선 통신 기술로서 IEEE 802.15.6 TG BAN을 중심으로 물리 계층, 데이터 링크 계층, 네트워크 계층 및 응용계층 등에서 표준화가 진행되고 있다. WBAN 환경을 지원하기 위해서는 센서 노드 디바이스 뿐만 아니라 WBAN 미들웨어 및 WBAN 응용 서비스 등의 WBAN 핵심 기술의 개발이 필요하다. 본 논문에서는 3G, 4G, WiFi를 통하여 환자의 생체 정보를 정확하고 신속하게 전달하기 위한 목적으로 WBAN 환경을 위한 의료용 메시지 구조를 설계하고 WBAN 게이트웨이 관리 엔진을 통하여 BN으로부터 들어온 환자의 생체 정보를 스마트폰에서 확인할 수 있는 의료용 애플리케이션을 구현하였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.640-647
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• 2014

WBAN 기술은 3 m 이내에 위치한 인체 내부 및 외부 디바이스들을 무선으로 연결하는 근거리 무선통신 기술이다. WBAN 기반의 센서 네트워크를 지원하기 위해서는 WBAN 미들웨어 및 응용서비스를 위한 핵심 기술의 개발이 필요하다. 환자의 생체 정보를 수집하기 위한 장치로는 한백전자에서 출시된 zigbex를 사용하였으며 생체 정보를 수집하기 위한 메시지 구조로 바이오 모듈 메시지를 제안하였다. WBAN 환경을 위한 게이트웨이 설계 및 구현을 위하여 한백전자의 임베디드 시스템인 HBE-empos II를 사용하였으며 WBAN 네트워크를 위한 BNC와 BN를 구현하기 위해서 HBE-ubi-zigbex를 사용하였다. 마지막으로 제안한 센서 게이트웨이를 사용하여 다른 네트워크와 연동이 가능함을 확인 하였다.

• 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.

• 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.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.839-847
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• 2014

최근 컴퓨터 기술의 발전으로 웨어러블 컴퓨터 기술이 개발되고 있다. 이는 HCI (human-centric interface)기술과 유비쿼터스 컴퓨팅 기술을 기반으로 한다. 웨어러블 컴퓨터 시스템은 WiMedia PHY/MAC 기술과 결합된 USB 기술로 WUSB (wireless universal serial bus) 기술을 사용하여 구성할 수 있다. 본 논문은 U-Health 기능을 지원하는 무선 웨어러블 컴퓨터시스템을 구성하기 위해 WUSB기술과 WBAN (wireless body area networks) 기술을 결합한 통신시스템 구조에 초점을 맞추었다. 이를 위해 WBAN 망에서 WUSB 통신 구간을 할당하는 통신 구조를 제안한다. 제안하는 통신구조에서 WUSB 통신 구간은 WBAN Privated Period를 사용한다. 성능 평가에서는 WBAN 통신 점유율에 따른 WUSB 통신 수율을 이론적인 분석과 시뮬레이션을 통해 비교 분석하여 WUSB over WBAN 통신의 효율성을 평가하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제25권11호
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• pp.1095-1103
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• 2014

WBAN은 다양한 응용 가능성 때문에 최근 들어 많은 관심을 받고 있다. 본 논문에서는 기기의 위치에 따른 WBAN 통신 환경에 적합한 몇 가지 안테나와 모의 인체 제작에 대하여 소개하고자 한다. WBAN 시스템은 인체 내부 및 인체 표면에서 동작하므로 고유전율 및 고도전율을 갖는 인체 매질에 대한 영향을 고려해야 하며, 특히 안테나는 근역장 매질 특성에 따라 안테나의 방사 특성 및 반사 손실 특성이 변하게 되므로, 이를 고려한 안테나 설계가 요구된다. 또한, 안테나의 인체 영향을 고려하기 위해 모의 인체를 이용해 안테나를 설계하고 측정하였다. 서론에서는 WBAN 통신 채널의 분류를 소개하고, 각각의 통신 채널에 적합한 안테나의 특성에 대해 간단히 언급하였다. 제안된 몇 가지 안테나 사례 및 모의 인체 구현에 대하여 논의하였다. 결론에서는 안테나 설계 시 고려해야 할 사항과 향후 연구에 대해 언급하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제17권12호
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• pp.121-129
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• 2012

본 논문에서는 IEEE 802.15.4에서 저속 데이터 전송률을 요구하는 응용을 운용하기 위한 WBAN 시스템 모델을 제안한다. 의료용 응용서비스는 상이한 데이터 전송률과 응급 메시지 전송을 요구하기 때문에 기존의 무선 센서 네트워크 기술을 참조할 수 없다. 이러한 기존 시스템의 문제점들을 해결하기 위하여 WBAN에 적합한 시스템 모델과 WBAN MAC 프로토콜에 관한 내용을 제안하였다. 첫째, 경쟁 구간에 우선순위 큐잉을 적용하여 MAC 명령어 프레임의 전송을 보장할 수 있는 시스템 모델을 제안하였다. 둘째, 제안한 시스템 모델을 사용하기 위해 MAC 프레임을 새롭게 정의하였다. 셋째, 경쟁구간에서 우선순위가 없는 데이터 프레임의 처리량 및 전송 성공 확률을 향상시킬 수 있는 데이터 전송률을 고려한 WBAN CSMA/CA 백오프 알고리즘을 제안하였다. 제안한 WBAN CSMA/CA 백오프 알고리즘은 BAN(Body Area Network) 및 WSN(Wireless Sensor Network)의 시뮬레이션이 가능한 OMNeT++의 Castalia를 이용하여 구현하였다. 시뮬레이션 결과 제안한 시스템 모델이 기존 방식과 비교하여 데이터 처리량이 개선되고, 충돌 확률이 감소함을 확인할 수 있었다.

• 한국항행학회논문지
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• 제23권6호
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• pp.584-588
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• 2019

WBAN (wireless body area network)은 비정상적인 건강 상태, 실시간 의료 모니터링, 원격 의료 지원 시스템을 조기에 탐지할 수 있는 네트워킹 기술이다. 최근에 이슈가 되고 있는 건강 관리를 위한 사물 인터넷 (IoT; internet of things)은 인간의 삶의 질을 향상시키는 데 가장 유망한 분야 중에 하나이다. 이것은 다른 통신 시스템과 마찬가지로 의료 통신 시스템의 높은 QoS (quality of service)요구사항을 만족해야 한다. 따라서 WBAN 통신 시스템의 QoS 요구 사항을 수용하기 위해 오류율 (BER; bit error rate) 임계 값을 선택하였다. 본 논문에서는 IR-UWB PPM 변조 방식을 이용한 WBAN 채널의 BER 성능을 계산하고 WBAN의 링크 버짓과 시스템 마진을 다양한 시스템 파라미터에 따라 분석하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2008년도 춘계종합학술대회 A
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• pp.260-263
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• 2008

최근 들어 헬쓰케어 서비스나 웨어러블 컴퓨터 등에 대한 연구가 진행됨에 따라 몸에 장착된 디바이스들을 무선으로 연결하기 위한 WBAN기술이 주목을 받고 있다. 향후 네트워크 환경은 개인의 다양한 생체정보 등을 기반으로 최적의 맞춤형 서비스를 제공하는 IT-BT-NT 융합서비스 환경으로 진화할 것이므로 WBAN기술의 활용성은 더욱 높아질 것이다. 따라서 본 논문에서는 안전한 WBAN환경 구축을 위해서 발생이 예상되는 보안 이슈를 분석하고 이를 해결하기 위한 보안 요구사항을 제안하였다.