• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권5호
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• pp.1077-1093
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• 2013

This paper proposes a new network coordinator node design to select the most suitable wireless technology for WBANs by using fuzzy logic. Its goal is to select a wireless communication technology available considering the user/application requirements and network conditions. A WBAN is composed of a set of sensors placed in, on, or around human body, which monitors the human body functions and the surrounding environment. In an effort to send sensor readings from human body to medical center or a station, a WBAN needs to stay connected to a local or a wide area network by using various wireless communication technologies. Nowadays, several wireless networking technologies may be utilized in WLANs and/or WANs each of which is capable of sending WBAN sensor readings to the desired destination. Therefore, choosing the best serving wireless communications technology has critical importance to provide quality of service support and cost efficient connections for WBAN users. In this work, we have developed, modeled, and simulated some networking scenarios utilizing our fuzzy logic-based NCN by using OPNET and MATLAB. Besides, we have compared our proposed fuzzy logic based algorithm with widely used RSSI-based AP selection algorithm. The results obtained from the simulations show that the proposed approach provides appropriate outcomes for both the WBAN users and the overall network.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권3호
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• pp.1462-1476
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• 2017

The current literature on discrete-time Markov chain (DTMC) based analysis of IEEE 802.15.6 MAC protocols for wireless body area networks (WBANs), do not consider the ACK timeout state, wherein the colliding nodes check the ill fate of their transmissions, while other contending nodes perform backoff check that slot as usual. In this paper, our DTMC model accurately captures the carrier sense multiple access with collision avoidance (CSMA/CA) mechanism of IEEE 802.15.6 medium access control (MAC) and allows the contending nodes performing backoff to utilize the ACK timeout slot during collisions. The compared rigorous results are obtained by considering a non-ideal channel in non-saturation conditions, and CSMA/CA parameters pertaining to UWB PHY of IEEE 802.15.6 MAC protocols.

• 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.

• 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.

• 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.

• 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.

• Journal of information and communication convergence engineering
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• 제11권1호
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• pp.7-11
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• 2013

Wearable computer systems use the wireless universal serial bus (WUSB), which refers to USB technology that is merged with WiMedia physical layer and medium access control layer (PHY/MAC) technical specifications. WUSB can be applied to wireless personal area network (WPAN) applications as well as wired USB applications such as PAN. WUSB specifications have defined high-speed connections between a WUSB host and WUSB devices for compatibility with USB 2.0 specifications. In this paper, we focus on an integrated system with a WUSB over an IEEE 802.15.6 wireless body area network (WBAN) for wireless wearable computer systems. Due to the portable and wearable nature of wearable computer systems, the WUSB over IEEE 802.15.6 hierarchical medium access control (MAC) protocol has to support power saving operations and integrate WUSB transactions with WBAN traffic efficiently. In this paper, we propose a low-power hibernation technique (LHT) for WUSB over IEEE 802.15.6 hierarchical MAC to improve its energy efficiency. Simulation results show that the LHT also integrates WUSB transactions and WBAN traffic efficiently while it achieves high energy efficiency.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권5호
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• pp.967-979
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• 2013

Now a day, Wireless Sensor Networks (WSNs) are being widely used in different areas one of which is healthcare services. A wireless medical sensor network senses patient's vital physiological signs through medical sensor-nodes deployed on patient's body area; and transmits these signals to devices of registered medical professionals. These sensor-nodes have low computational power and limited storage capacity. Moreover, the wireless nature of technology attracts malicious minds. Thus, proper user authentication is a prime concern before granting access to patient's sensitive and private data. Recently, P. Kumar et al. claimed to propose a strong authentication protocol for healthcare using Wireless Medical Sensor Networks (WMSN). However, we find that P. Kumar et al.'s scheme is flawed with a number of security pitfalls. Information stored inside smart card, if extracted, is enough to deceive a valid user. Adversary can not only access patient's physiological data on behalf of a valid user without knowing actual password, can also send fake/irrelevant information about patient by playing role of medical sensor-node. Besides, adversary can guess a user's password and is able to compute the session key shared between user and medical sensor-nodes. Thus, the scheme looses message confidentiality. Additionally, the scheme fails to resist insider attack and lacks user anonymity.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2016년도 추계학술발표대회
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• pp.136-137
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• 2016

WSN의 활용 분야 중 하나로 표준화된 IEEE 802.15.4 WBAN(wireless body area networks)은 웨어러블 디바이스의 무선 통신환경을 고려한 기술이다. WBAN은 높은 밀집도를 가지는 특징을 가지며, 이로 인하여 데이터 충돌이 큰 이슈가 되고 있다. 본 논문에서는 WBAN의 표준에서 제시한 메시지 우선순위를 백오프 알고리즘에 적용하여 WBAN 환경에 더 효율적인 전송을 제공하는 것을 목표로한다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제16C권3호
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• pp.285-298
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• 2009

유비쿼터스 기술의 발전과 함께 센서 네트워크는 다양한 분야에서 활용되고 있다. 그 중 특히 의료 분야는 중요한 응용 분야 중의 하나로 바디 센서 네트워크의 표준화 동향과 함께 관심이 집중되고 있다. 의료 센서 네트워크는 기존의 일반적인 환경의 센서 네트워크와는 다른 의료 환경만의 특징들을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 이와 같은 특징들을 반영하여 계층적인 의료 센서 네트워크 구조를 제안하였고, 계층적인 구조를 바탕으로 하여 센싱 데이터 전송 방식을 소개하였다. 즉, 효율적인 센싱 데이터 전송을 위해서는 환자들의 요구 사항과 건강 상태를 고려하여 각 센서 노드들에게 우선 순위(Priority)와 경계값(Threshold Value)을 주었다. 이를 통해 클러스터 헤드에서 응급 데이터를 우선적으로 빠르게 베이스스테이션으로 전송하도록 하였다. 또한 이와 같은 구조와 전송 방식을 바탕으로 센서 네트워크를 위해 Eschenauer와 Gligor가 제안한 키 메커니즘을 기반으로 하여 새로운 키 관리 기법을 제안하였다. 이는 각 클러스터 헤드들이 높은 우선 순위를 갖는 응급 노드들에 대해서 이웃 클러스터로 응급 노드와의 키를 미리 전송해주는 Key Provisioning 방법을 사용하여 응급 노드들에 대해서 키 설립을 준비하도록 하여 키 설립이 보다 빠르게 이루어지도록 하였다. 이를 통해 키 설립 지연으로 인한 데이터 전송의 기다림 없이 바로 응급 노드들의 데이터를 클러스터 헤드로 전송할 수 있도록 한다. 이와 같은 계층적인 구조에서의 데이터 전송 방식과 이를 바탕으로 제안한 키 관리 기법은 수식 및 QualNet 시뮬레이터를 사용한 시뮬레이션을 통하여 네트워크 트래픽 오버헤드와 에너지 소모량을 분석하였으며, TmoteSKY 센서보드를 사용해 구현함으로써 그 효율성을 증명하고 실제 응용환경에서의 실현가능성을 입증하였다.