• 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.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.265-271
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• 2015

본 논문에서는 WBAN 통신을 위한 이중대역 미엔더 마이크로스트립 안테나를 제안하였다. 설계된 안테나는 인체의 모형과 기판사이에 일정한 간격을 유지하여 장착하고 성능 개선을 위해 몇가지 중요한 파라미터 변화에 따른 특성변화를 연구 하였다. 안테나의 반사손실, 방사패턴, 이득과 대역폭의 특성을 컴퓨터 시뮬레이션 소프트웨어(CST)를 이용하여 분석하였다. 제안된 안테나는 UWB의 4.33GHz와 6.09GHz ~ 9.88GHz의 대역에서 동작한다. 안테나는 4.33GHz에서 반사손실과 -10dB 대역폭은 각각 -42.30dB, 410MHz 이며, 6.09GHz ~ 9.88GHz 대역에서는 최대 -29.24dB, 3.79GHz를 나타냈다.

• 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.

• 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.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2010년도 추계학술발표대회
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• pp.126-129
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• 2010

WBAN(Wireless Body Area Network)기반의 의료 응용으로 실시간 모니터링 시스템을 구현하였다. 특히 산소포화도 생체 센서들로부터 연속적으로 전송되는 스트림 데이터에 대해 다양한 조건을 포함하는 질의들이 실행 되는데 이러한 실시간 모니터링 질의들을 효율적으로 식별하기 위한 질의 인덱스를 설계하였다. 매번 모든 질의들을 실행하기에는 시간이 많이 걸리기 때문에 Interval Skip List 를 이용하여 빠르고 효율적으로 식별하도록 설계하였다. 이로써 위급한 상황의 환자의 건강에 문제가 생겼을 때 신속하게 대처할 수 있는 환경을 제공한다. 본 논문에서는 방대한 양의 스트림 데이터와 이 데이터를 실시간으로 감시할 수 있도록 Interval Skip List 를 스마트 메디컬 스페이스(m-MediNet)에 적용한 방법을 기술하고 있다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제7권5호
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• pp.1108-1130
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• 2013

Wireless Body Area Networks (WBANs) are becoming increasingly important to solve the issue of health care. IEEE 802.15.6 is a wireless communication standard for WBANs, aiming to provide a real-time and continuous monitoring. In this paper, we present our development of a modified Markov Chain model and a backoff model, in which most features such as user priorities, contention windows, modulation and coding schemes (MCSs), and frozen states are taken into account. Then we calculate the normalized throughput and average access delay of IEEE 802.15.6 networks under saturation and ideal channel conditions. We make an evaluation of network performances by comparing with IEEE 802.15.4 and the results validate that IEEE 802.15.6 networks can provide high quality of service (QoS) for nodes with high priorities.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권9호
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• pp.4188-4206
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• 2016

Power control is widely used to reduce co-channel interference in wireless networks and guarantee the signal-to-interference plus noise ratio (SINR) of ongoing connections. This technique is also effective for wireless body area networks (WBANs). Although achieving satisfactory SINR is important for WBAN users, they may not be willing to achieve it at arbitrarily high power levels since power is a scarce resource in WBANs. Besides, for WBANs with different purposes, the QoS requirements and concern about the power consumption may be different. This motivates us to formulate the power control problem using the concepts from microeconomics and game theory. In this paper, the QoS objective is viewed as a utility function, which represents the degree of user satisfaction, while the power consumption is viewed as a cost function. The power control problem consequently becomes a non-cooperative multiplayer game, in which each player tries to maximize its net utility, i.e., the utility minus the cost. Within this framework, we investigate the Nash equilibrium existence and uniqueness in the game and derive the best response solution to reach the Nash equilibrium. To obtain the optimal transmission power in a distributed way, we further propose a utility-based and QoS-aware power control algorithm (UQoS-PCA). Tunable cost coefficient in UQoS-PCA enables this scheme to be flexible to satisfy diverse service requirements. Simulation results show the convergence and effectiveness of the proposed scheme as well as improvements over existing algorithm.

• International Journal of Computer Science & Network Security
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• 제23권7호
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• pp.219-230
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• 2023

Wireless Body Area Networks (WBANs) have made it easier for healthcare workers and patients to monitor patients' status continuously in real time. WBANs have complex and diverse network structures; thus, management and control can be challenging. Therefore, considering emerging Software-defined networks (SDN) with WBANs is a promising technology since SDN implements a new network management and design approach. The SDN concept is used in this study to create more adaptable and dynamic network architectures for WBANs. The study focuses on comparing the performance of two SDN controllers, POX and Ryu, using Mininet, an open-source simulation tool, to construct network topologies. The performance of the controllers is evaluated based on bandwidth, throughput, and round-trip time metrics for networks using an OpenFlow switch with sixteen nodes and a controller for each topology. The study finds that the choice of network controller can significantly impact network performance and suggests that monitoring network performance indicators is crucial for optimizing network performance. The project provides valuable insights into the performance of SDN-based WBANs using POX and Ryu controllers and highlights the importance of selecting the appropriate network controller for a given network architecture.

• 전자공학회논문지
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• 제53권2호
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• pp.36-44
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• 2016

본 논문에서는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 WBAN(Wireless Body Area Network)용 IR-UWB(Impulse Radio Ultra Wide Band) RF 송수신기를 제안한다. 설계된 송수신기는 3-5GHz UWB low band를 지원하며 OOK(On-Off Keying) 변조 방식을 사용한다. 수신기는 복잡도와 소모 전력을 줄이기 위해서 비동기식 에너지 검출 방식을 사용하였다. 원하지 않는 잡음을 제거하고 감도를 개선하기 위하여 RF active notch filter가 내장되어 있다. VCO 기반의 수신기는 switch mechanism을 사용하였다. 사용된 switch mechanism은 소모 전력을 줄이고 VCO leakage를 최소화 할 수 있다. 또한, 중심주파수가 변해도 항상 동일한 spectrum mask를 가진다. 측정된 수신기의 감도는 3.5 GHz의 중심주파수에서 1.579 Mbps의 전송 속도를 가질 때 -84.1 dBm을 가진다. 송신기와 수신기는 각각 0.3 nJ/bit, 41 mW의 소모 전력을 사용한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37권6C호
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• pp.476-482
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• 2012

본 논문은 2.4GHz 대역을 사용하는 WBAN (Wireless Body Area Network)환경에서 동일 채널을 사용하는 경우에 발생하는 간섭을 제거하기 위한 여러 간섭 제거 기술에 대해서 분석 하고 서로 비교, 평가 하였다. ML (Maximum Likelihood), OC (Optimal Combining) 그리고 MMSE (Minimum Mean Square Error) 방식이 후보 기술로 고려되었으며, 수신 성능과 구현 복잡도 사이의 trade-off 관점에서 서로 비교 하였다. IEEE 802.15.6 에서 제시 하는 채널 모델 및 간섭 시나리오를 적용하여 성능 평가를 수행한 결과, ML과 OC 알고리즘 등이 우수한 성능을 나타내는 것을 알 수 있었다. 하지만, ML과 OC의 경우 원하는 신호의 채널 정보뿐만 아니라 간섭채널의 정보를 알아야 하기 때문에 채널을 추정하기 위한 구현 복잡도 및 추정 에러에 민감한 단점을 가지고 있게 된다. 한편, 실제 채널 추정을 수행 하여 성능 비교를 한 경우에는 MMSE와의 성능 격차가 많이 감소한 것을 볼 수 있었으며, 이에 따라, 저전력 및 소형화가 필요한 WBAN 환경에 적용하기 위해서는 성능과 복잡도 사이의 trade off를 고려한 간섭 제거 기술의 선택 및 연구가 중요할 것으로 판단된다.