• 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.

• 전자공학회논문지
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• 제54권2호
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• pp.16-27
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• 2017

무선 인체 영역 네트워크 표준인 IEEE 802.15.6은 의료 데이터뿐만 아니라 신체활동, 스트리밍, 멀티미디어 게임과 같은 생활정보 및 엔터테인먼트 등의 비-의료 데이터를 함께 전송하는 것을 목표로 한다. 이러한 데이터의 전송을 수행하는 서비스들은 매우 다양한 데이터 전송률을 가지며 공유 전송 매체에 접근하는 간격 및 연속적으로 접근하는 횟수의 분포가 다양하게 나타난다. 서로 다른 전송률을 가진 다수의 노드가 공유 전송 매체에 접근할 때 효율적인 충돌 방지 및 전송 매체 할당을 수행해야 한다. IEEE 802.15.6 표준의 CSMA/CA 매체 접근 제어 방법은 공유 매체에 접근을 분산시키고 충돌을 회피하기 위해 부가적인 제어 패킷을 전송하며, 전송대기 상태의 센서 노드도 채널의 상태를 계속 확인한다. 이는 추가적인 오버헤드 발생으로 인한 에너지 비효율적인 측면을 보인다. 이러한 단점은 무선 인체 영역 네트워크의 저전력, 저 계산비용 요구사항과 상충하며, 효율적인 무선 인체 영역 네트워크 운용을 위해서는 이러한 오버헤드를 최소화하여야 한다. 따라서 본 논문에서는 각 센서 노드가 생성하는 데이터양에 따라 공유 전송 매체에 접근하는 시간 간격을 조절하여 전송을 시도하는 매체 접근 스케줄링 기법과 데이터 우선순위로 인한 전송 양보가 발생한 센서 노드의 우선순위를 다음 전송 성공 시까지 일시적으로 조절하여 공정성을 보장하는 우선순위 조절 알고리즘을 제안한다.

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

• 전자공학회논문지
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• 제51권12호
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• pp.99-108
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• 2014

WBAN(Wireless Body Area Network)은 의료 및 비의료 서비스를 지원하는 네트워크로, 데이터의 지연과 손실에 민감한 특성이 있다. 다양한 서비스를 제공하기 위해 다양한 전송률, 데이터의 우선순위 등의 요구사항들을 만족해야 한다. 본 논문에서는 WBAN의 서비스 품질을 향상시키기 위하여 데이터의 우선순위와 전송 지연 시간을 고려한 스케줄링 알고리즘을 제안한다. 이 알고리즘은 데이터의 지연 시간이 긴 플로우에 채널을 우선적으로 할당하여 동작하다가, 패킷이 큐에 일정시간이상 머물면 데이터의 우선순위에 따라 채널을 할당하여 서비스한다. 기존의 알고리즘과의 비교를 통해 제안한 알고리즘의 의료 데이터의 수신률이 높아지고 전체 서비스의 품질이 향상된 것을 확인할 수 있었다.

• 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.

• 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.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제15권4호
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• pp.245-249
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• 2015

In this paper, a low-profile dipole array antenna with monopole-like radiation for on-body communications is proposed. The proposed antenna, operating in the industrial, scientific, and medical (ISM) band, is designed with consideration of the human body effect. By placing eight planar dipole antenna elements symmetrically around the z-axis, the proposed antenna achieves monopole-like radiation characteristics with a low profile. The antenna has overall dimensions of $0.44{\lambda}_0{\times}0.44{\lambda}_0{\times}0.013{\lambda}_0$ at 2.45 GHz in the ISM 2.45 GHz band (2.4-2.485 GHz) and a 10-dB return loss bandwidth of 4.9% ranging from 2.4 to 2.52 GHz.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제8권6호
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• pp.55-61
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• 2008

본 논문에서는 의학적 센서 모듈과 무선 통신 기술이 결합된 멀티 에이전트 기반 원격 헬스케어 시스템을 제안한다. 제안된 헬스케어 시스템은 멀리 떨어진 곳에서도 환자 모니터링, 의사의 진단과 처방, 환자와 의사, 병원 관계자 사이의 정보 교환 등 폭 넓은 서비스를 지원한다. 또한 Body Area Network(BAN)과 병원의 의사와 관계자들과 연결되며, 이에 대한 유기적이고 병원 서버의 중앙 부하를 감소시키는 확장된 JADE기반 헬스케어 시스템을 디자인하고 개발했다. 에이전트들은 센서로부터 수집된 환자의 정보를 수집, 통합, 전달하고 모바일(PDA)에 표현하기도 한다. 제안된 시스템은 모바일(PDA)과 같은 모바일 디바이스 등을 통하여 섬과 같이 병원과 멀리 떨어진 지역에서도 긴급 상황을 판단하여 원격으로 처리할 수 있다는 장점을 얻게 된다. 또한 환자(노인)의 상태를 실시간으로 모니터링 함으로써 요구되는 시간과 비용을 많이 단축하게 되고, 의료 서비스의 지원에 대한 효율성을 높이게 된다.

• 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.

• 정보와 통신
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• 제25권2호
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• pp.11-17
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• 2008

최근 IT-BT-NT 융합의 대표적인 기술이며, wearable computing이나 healthcare와 같은 대표적인 응용분야를 포함하는 WBAN (Wireless Body Area Network)에 대해 IEEE 802.15.6 TG BAN을 중심으로 물리계층, 데이터 링크 계층, 네트워크 계층 및 응용 계층 등에 대해서 표준화가 진행되고 있다. IEEE 802.15 WG는 2006년 11월에 Wireless Medical BAN IG를 SG로 승인하였으며, 2007년 11월, 제51차 IEEE 802 WPAN 본회의에서 TG BAN으로 최종 승격하였다. 따라서, 본고에서는 IEEE 802.15.6 TG BAN을 중심으로 WBAN 국내외 표준화 활동에 대해 고찰하고자 한다.