• 제목/요약/키워드: Wireless Body Area Networks

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MBAN(Medical Body Area Network)에서의 온톨로지 기반 상황인지 시스템 개발에 관한 연구 (A Study on the Ontology-Based Context Aware System for MBAN)

  • 왕종수;이동호
    • 디지털산업정보학회논문지
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    • 제7권1호
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    • pp.19-29
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    • 2011
  • The u-Healthcare system, a new paradigm, provides healthcare and medical service anytime, anywhere in daily life using wired and wireless networks. It only doesn't reach u-Hospital at home, to manage efficient personal health in fitness space, it is essential to feedback process through measuring and analyzing a personal vital signs. MBAN(Medical Body Area Network) is a core of this technology. MBAN, a new paradigm of the u-Healthcare system, can provide healthcare and medical service anytime, anywhere on real time in daily life using u-sensor networks. In this paper, an ontology-based context-awareness in MBAN proposed system development methodology. Accordingly, ontology-based context awareness system on MBAN to Elderly/severe patients/aged/, with measured respiratory rate/temperature/pulse and vital signs having small variables through u-sensor network in real-time, discovered abnormal signs and emergency situations which may happen to people at sleep or activity, alarmed and connected with members of a family or medical emergency alarm(Emergency Call) and 119 system to avoid sudden accidents for early detection. Therefore, We have proposed that accuracy of biological signal sensing and the confidence of ontology should be inspected.

Energy-efficient Relay MAC with Dynamic Power Control in Wireless Body Area Networks

  • Cai, Xuelian;Yuan, Jingjing;Yuan, Xiaoming;Zhu, Wu;Li, Jiandong;Li, Changle;Ullah, Sana
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제7권7호
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    • pp.1547-1568
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    • 2013
  • Wireless body area network (WBAN) is an emerging short-range wireless communication network with sensor nodes located on, in or around the human body for healthcare, entertainment and ubiquitous computing. In WBANs, energy is severely constrained which is the prime consideration in the medium access control (MAC) protocol design. In this paper, we propose a novel MAC protocol named Energy-efficient Relay MAC with dynamic Power Control (ERPC-MAC) to save energy consumption. Without relying on the additional devices, ERPC-MAC employs relaying nodes to provide relay service for nodes which consume energy fast. Accordingly the superframe adjustment is performed and then the network topology can be smoothly switched from single-hop to multi-hop. Moreover, for further energy saving and reliability improvement, the dynamic power control is introduced to adjust the power level whenever a node transmits its packets to the coordinator or the relaying node. To the best of the authors' knowledge, this is the first effort to integrate relay, topology adjustment and power control to improve the network performance in a WBAN. Comprehensive simulations are conducted to evaluate the performance. The results show that the ERPC-MAC is more superior to the existing standard and significantly prolongs the network lifetime.

A Survey on Spectrum Sharing in Cognitive Radio Networks

  • Xu, Tangwen;Li, Zhenshuang;Ge, Jianhua;Ding, Haiyang
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제8권11호
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    • pp.3751-3774
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    • 2014
  • With the rapid development of wireless communication, the confliction between the scarce frequency resources and the low spectral efficiency caused by the stationary spectrum sharing strategies seriously restricts the evolution of the future mobile communication. For this purpose, cognitive radio (CR) emerges as one of the most promising inventions which can overcome the spectrum shortage. As the key technology and main objective of CR, spectrum sharing can make full use of the limited spectrum, alleviate the scarcity of frequency resources and improve the system utilities, playing thereby an important role in improving the system performance of cognitive radio networks (CRNs). In this survey, the spectrum sharing in CRNs is discussed in terms of the sharing process, mainstream sharing technologies and spectrum sharing models. In particular, comparisons of different spectrum sharing strategies are concluded, as well as that of different spectrum sensing schemes in sharing procedure. Moreover, some application examples of the spectrum sharing in CRNs, such as smart grid, public safety, cellular network and medical body area networks are also introduced. In addition, our previous related works are presented and the open research issues in the field of spectrum sharing are stated as well.

A Learning-based Power Control Scheme for Edge-based eHealth IoT Systems

  • Su, Haoru;Yuan, Xiaoming;Tang, Yujie;Tian, Rui;Sun, Enchang;Yan, Hairong
    • 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.

WBAN 기반의 의료용 게이트웨이 구현에 관한 연구 (A Study on the Implementation of WBAN-Based Medical Gateway)

  • 박용민
    • 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.

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.

인체 채널에서 전자기파 전송 지연 특성을 고려한 다중 매체 제어 프로토콜 설계 (Transmission Latency-Aware MAC Protocol Design for Intra-Body Communications)

  • 김승민;박종성;고정길
    • 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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    • 제8권8호
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    • pp.201-208
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    • 2019
  • 인체 통신은 인체를 매질로 통신하는 기술로, BAN (Body-Area Network) 환경에서, 무선 통신에 비해 신호 감쇠 측면에서 큰 이점이 있어 배터리로 동작하는 웨어러블 기기 간 통신 시 저전력 통신을 지원할 수 있다. 하지만, 인체 통신은 그 이점에 비해 안전성 등의 문제가 있어 채널 특성에 대한 연구가 미비하였다. 이에 본 논문은 인체 채널 특성에 있어 통신 성능에 영향을 주는 MAC 파라미터를 제시하고, 이를 이용한 새로운 인체 통신 용 MAC 프로토콜을 제안하고, 또한, 각기 다른 가드 인터벌을 설정하여 성능을 분석하였다. 결과로, IEEE 802.15.6 표준 기반 Slotted aloha 프로토콜에 비해 약 300kbps의 Goodput 이득을 가졌으며, Duty cycle 또한 약 7.07%로, 표준의 최소 duty cycle이 약 5%이지만, Goodput을 고려했을 때, 인정할 수 있는 성능이라 볼 수 있다.

로컬 오프셋을 이용한 분산 시간 분리 피코넷 충돌회피 방법론 (Distributed Time Division Piconet Coexistence Using Local Time Offset Exchange)

  • 박용석
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제18권6호
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    • pp.1447-1453
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    • 2014
  • IEEE 802.15.6 표준인 무선 Body Area Networks (WBAN) 은 여러 디지털 장비들을 가지고 있는 사람과 사람간의 통신규약이다. WBAN 에서는 하나의 주 디바이스와 여러 개의 부 디바이스들을 가진 한 사람 단위로 피코넷이 구성 되며, 이 피코넷은 사람의 움직임에 따라 이동하게 되며, 다른 사람과 근처에 있게 되면 피코넷간의 충돌이 일어나게 된다. 따라서 이와 같은 충돌을 감지하고 간섭을 회피하는 일이 피코넷 내부 통신을 위하여 필요하게 된다. 이 논문에서는 피코넷 충돌에 관하여 논하며, 간단하며 유용한 로컬 오프셋을 이용한 분산시간 분리 피코넷 충돌회피 방법을 제시한다. 이 제시된 방법은 여러 응용(동영상, 보안, 의료 등)을 위하여 응용마다 다른 수준의 서비스를 제공하는 하게 되는 기능을 갖게 되며, 수행된 실험 결과는 전통적인 CSMA 에 비교하여 성능이 뒤지지 않음을 보인다.

Wearable antenna for Body area Network

  • Lim, Eng Gee;Wang, Zhao;Lee, Sanghyuk
    • 중소기업융합학회논문지
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    • 제3권2호
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    • pp.27-32
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    • 2013
  • 무선 신체 영역 네트워크 (WBAN)는 블루투스 활성화 장치 및 PDA와 같은 작고 가벼운 무선 시스템의 출현에 의해 가능하게 되었다. 안테나는 WBAN 시스템의 필수적인 부분입니다 및 기술적 요구 사항과 물리적 제약 여러 가지에, 자신의 디자인 및 배치의 주의 깊은 고려가 필요하다. 의류의 일부는 건강 관리 응용 프로그램에서 추적 및 네비게이션 등의 통신 기능을 제공하기 위해 본 논문은 착용할 수 있는 안테나의 디자인을 제안하고 있다. 착용할 수 있는 안테나의 기판은 착용할 수 있도록 하기 위해서 경량, 낮은 유지 보수, 눈에 거슬리지 않는 작은 크기로 만들도록 섬유 재료로 만든다 본 논문은 안테나 디자인 WBAN 요구 사항을 만족 하는지 확인하기 위해 섬유/기판의 유형을 포함하여 착용할 수 있는 안테나에 대한 다른 매개 변수의 영향을 조사한다. 안테나의특성 및 동작은 무선 표준 기술 및 시스템 요구 사항에 의해 설정된 사양을 준수 할 필요가 있다. 이것은 다양한 유닛의 송신 및 수신 주파수 대역을 적절하게 선택될 필요가 있다는 것을 의미한다. 인체에 노출 될 수 있는 힘의 레벨에 제한이 있기 때문에, 안테나 등의 RF 시스템의 구성 요소는 이러한 제한을 충족하도록 설계 되어야한다. 직접 전력 전송에 영향을 미치는 안테나 이득, 안전 지침 내에 전력 레벨을 보장하는 중요한 매개 변수이고 설계에 가장 중요하다. WBAN 안테나 및 장치와 인체 사이의 전자기 상호 작용은 또한 탐색 할 것이다.

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선박 내 위치인식 및 개인 정보 전달을 위한 WBAN 기반 WUSB 기술 연구 (Research for applying WUSB over WBAN Technology to Indoor Localization and Personal Communications in a Ship)

  • 김범무;허경;이연우;이성로
    • 한국통신학회논문지
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    • 제38C권3호
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    • pp.318-326
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    • 2013
  • 본 논문에서는 선박 내 실내에서 개인 정보 전달의 효율성을 높이는 WUSB over WBAN 프로토콜 구조와 본 프로토콜에 기초한 실내 위치인식 기술을 제안한다. 이를 위해 전력 소모를 최소화 하면서 정밀한 위치 인식이 가능한 위치인식알고리즘을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 위치인식알고리즘은 WUSB over WBAN 프로토콜 기반 센서 노드에서 GPS 없이 독립적으로 실행되어 측정된 값을 사용하여, 각 센서 노드의 위치를 추정함으로써 전력소모를 최소화한다.