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

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

• Journal of Communications and Networks
• /
• 제17권5호
• /
• pp.453-462
• /
• 2015

Body area networks (BANs) have emerged as an enabling technique for e-healthcare systems, which can be used to continuously and remotely monitor patients' health. In BANs, the data of a patient's vital body functions and movements can be collected by small wearable or implantable sensors and sent using shortrange wireless communication techniques. Due to the shared wireless medium between the sensors in BANs, it may be possible to have malicious attacks on e-healthcare systems. The security and privacy issues of BANs are becoming more and more important. To provide secure and correct association of a group of sensors with a patient and satisfy the requirements of data confidentiality and integrity in BANs, we propose a novel enhanced secure sensor association and key management protocol based on elliptic curve cryptography and hash chains. The authentication procedure and group key generation are very simple and efficient. Therefore, our protocol can be easily implemented in the power and resource constrained sensor nodes in BANs. From a comparison of results, furthermore, we can conclude that the proposed protocol dramatically reduces the computation and communication cost for the authentication and key derivation compared with previous protocols. We believe that our protocol is attractive in the application of BANs.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제38B권5호
• /
• pp.315-327
• /
• 2013

Wireless Body Area Network (WBAN)은 인체 주변 3~5m 이내의 영역에서 의료 및 비의료 장치들로 구성된 네트워크이다. 다양한 서비스를 제공해야 하는 WBAN은 저전력, 다양한 전송률, 데이터 우선순위 등의 요구사항들을 만족시켜야 한다. 특히, 생체 정보 모니터링을 위한 노드들은 배터리 교체가 어렵고 따라서 한정된 배터리로 동작해야 하기 때문에 에너지 효율과 전송 효율이 중요하다. 본 논문에서는 에너지 효율적인 전송을 위하여 노드의 전송해야 하는 데이터양에 따른 전송주기 조절 알고리즘을 제안한다. 또한 데이터 우선순위에 따른 전송보장을 위하여 에너지검출 구간을 추가하여 우선순위를 보장할 수 있는 구조를 제안하며, 서로 다른 전송주기를 갖는 같은 우선순위 기반 데이터 전송에서 충돌을 줄이기 위하여 전송에 실패한 노드의 우선순위를 높여줌으로써 충돌을 줄일 수 있는 방법을 제안한다. 제안하는 알고리즘의 성능 비교를 위하여 IEEE 802.15.6 표준 Slotted Aloha 전송 방식과 비교한 결과 충돌 회피율의 상승으로 최대 채널 효율이 높아지고, 에너지 소모량이 적어지는 것을 확인하였다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제34권12B호
• /
• pp.1329-1335
• /
• 2009

본 논문에서는 무선 인체 통신 네트워크에서 응급 데이터를 전송할 때 전송 지연시간을 보장하는 DCTW(Dual Channel Transmission Scheme for WBAN)기법을 제안한다. 무선 인체 통신 네트워크에서는 의학적인 응용을 고려하고 개발되었기 때문에, 의학적 데이터의 중요도에 따른 차등 전송 기법이 필요하다. DCTW에서는 응급 데이터 프레임의 전송을 위하여 협대역 채널을 사용하며 일반 데이터 프레임 전송을 위하여 광대역 채널을 사용한다. 협대역 채널을 통하여 응급데이터를 전송하기 때문에 긴급한 데이터를 보내고자 하는 노드가 데이터를 신속히 전송할 수 있도록 하여 전송 지연시간을 효과적으로 감소시켰다. 본 논문은 다양한 성능 분석을 통해 DCTW 기법이 다른 기법에 비해 우수함을 증명하였다.

• Journal of Communications and Networks
• /
• 제13권2호
• /
• pp.142-148
• /
• 2011

Because currently available wireless technologies are not appropriate for wireless body area networks (WBANs), the IEEE 802.15.6 standard was introduced by the IEEE 802.15.6 Task Group to satisfy all the requirements for a monitoring system that operates on, in, or around the human body. In this work, we develop an analytical model for evaluating the performance of an IEEE 802.15.6-based WBAN under saturation condition and a noisy channel. We employ a three-dimensional Markov chain to model the backoff procedure as specified in the standard. Probability generating functions (PGFs) are used to compute the performance descriptors of the network. The results obtained from the analytical model are validated by simulation results. Our results indicate that under saturation condition, the medium is accessed by the highest user priority nodes at the vast majority of time while the other nodes are starving.

• 한국전자통신학회논문지
• /
• 제10권1호
• /
• pp.103-110
• /
• 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)
• /
• 제12권1호
• /
• pp.476-496
• /
• 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.

• ETRI Journal
• /
• 제32권1호
• /
• pp.11-21
• /
• 2010

A novel ultra-wideband (UWB) transceiver structure is presented to be used in wireless body area networks (WBANs). In the proposed structure, a data channel and a control channel are combined into a single transmission signal. In the signal, a modulation method mixing pulse position modulation and pulse amplitude modulation is proposed. A mathematical framework calculating the power spectrum density of the proposed pulse-based signal evaluates its coexistence with conventional radio systems. The transceiver structure is discussed, and the receiving performance is investigated in the additive white Gaussian noise channel. It is demonstrated that the proposed scheme is easier to match to the UWB emission mask than conventional UWB systems. The proposed scheme achieves the data rate requirement of WBAN; the logical control channel achieves better receiving performance than the logical data channel, which is useful for controlling and maintaining networks. The proposed scheme is also easy to implement.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
• /
• 제14권4호
• /
• pp.85-90
• /
• 2014

ZigBee를 이용한 개인영역망으로 구성된 무선 다중 통합 레이저 교전 시스템을 구현하였다. 무선 레이저 검출기는 아날로그 신호처리, 해독 및 무선통신 기능을 갖추어야하는 반면 병사의 신체에 부착될 수 있도록 저전력소모, 소형 및 경량화 되어야한다. 소형 및 경량화를 위해 해독기는 소프트웨어적으로 구현하였고, 협대역 광학 필터를 이용하여 시스템의 부하를 줄여줌으로써 저전력화를 꽤하였다. 제작된 무선 레이저 검출기는 광잡음 환경에서도 정상 작동하였다. 무선 개인영역망을 통한 PU(Player Unit)와의 통신은 무선 레이저 검출기의 부착 위치에 따라 다소 차이가 있었으나 -40.2dBm이상의 출력으로 송신할 경우 100%의 수신율을 확보할 수 있었다.