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1 WBAN 응용서비스동향 Trend of WBAN Application Service 남홍순 (H.S. Nam) 이형수 (H.S. Lee) 김재영 (J.Y. Kim) WBAN 통신연구팀책임연구원 WBAN 통신연구팀책임연구원 WBAN 통신연구팀팀장 목차 Ⅰ. 서론 Ⅱ. WBAN 응용서비스 Ⅲ. WBAN 서비스구조 Ⅳ. 맺음말 * 본연구는지식경제부및한국산업기술평가관리원의 IT신성장동력핵심기술개발사업의일환으로수행하였음. [2008-S042-02, WBAN In-body 시스템과 Onbody 시스템개발 ] WBAN은사람이착용하는옷이나인체내부혹은외부에있는여러장치들을상호연결하여통신할수있는근거리무선통신기술로서 2006년부터 IEEE TG16에서표준화가활발히진행되고있다. WBAN 표준은근거리, 저전력, 고신뢰성무선통신을위한표준화를목표로하고있으며, 용도에따라전송속도가수 kbps~ 수십 Mbps 범위로서의료용뿐만아니라비의료용분야에활용된다. 의료용은체내에이식되는이식형과인체주변에부착되는착용형장치에활용되며, 비의료용은데이터전달이나게임응용등다양한엔터테인먼트분야에활용된다. 본고에서는 IEEE TG16 에제안된 WBAN 응용서비스와이들서비스의요구사항을분석하고, 일반인이언제어디서나이용가능한미래의헬스케어서비스를제공하기위한 WBAN 구조를살펴보고자한다. C 2009 한국전자통신연구원 109

2 Ⅰ. 서론 최근국내외적으로 IT-BT 융합기술의발달로무선을이용한사람의체내혹은인체주변의근거리통신기술인 WBAN 기술에대한관심이높아지고있다. WBAN 기술은전파의도달거리를기준으로하여인체의내부및외부약 3m 이내에부착되는장치들을무선네트워크로연결하여기기간상호통신을제공하는근거리무선통신기술이다 [1]-[4]. 이러한기술은사람이착용하는옷이나인체에부착된여러장치들로구성된네트워크를통해사람의몸을중심으로다양한장치간의데이터결합이나교환을지원한다. WBAN 응용서비스는혈당이나심전도등의사람의생체신호를측정하여무선으로전송하거나인체내장치들을구동시키는의료용 (medical) 과인체주변에서음성이나영상데이터를전송하거나엔터테인먼트를제공하는비의료용 (non-medical) 으로구분할수있다. 의료용 WBAN 의경우몸에부착되어활용되는착용형 (wearable) 장치와인체내에이식되어활용되는이식형 (implant) 장치로구분된다. WBAN 기술은인체내부와외부에서생체신호를측정하여여러장치를통해네트워크에접속하는것으로기존의헬스케어서비스에비하여폭넓은개념의서비스로진정한헬스케어서비스를제공할수있는기술이다. WBAN 표준화작업은 2006년 5월 IEEE IG 구성후국내외적으로활발히진행되고있다. 이후 IEEE IG는 2006년 11월에는 SG로, 2007년 11월다시 TG로승인되어 BAN에대한응용, 주파수그리고기술적요구사항등관련기술에관해포괄적으로논의하고있다. IEEE 용어해설 WBAN: 2006 년부터 IEEE TG6 에서표준화되고있는새로운개념의통신기술로서, 사람이착용하는옷이나인체내부에구성된무선네트워크를중심으로용도에따라수 kbps 에서수십 Mbps 에이르는데이터를전송하는근거리통신기술이다. TG BAN은 2010년 WBAN 표준화를위하여응용, 채널모델, 액세스제어기술, 무선링크제어, QoS 및보안기술등다양한연구를하고있다. 국내에서도 2008년 TTA 산하 PG317을신설하여 WBAN 에대한표준화작업을진행하고있다. 본논문에서는 IEEE TG CFA에제안된응용서비스를바탕으로 WBAN 응용서비스를기술하고, 이들서비스를제공하기위한요구사항을분석한다. 또한노약자나만성적인환자뿐만아니라건강한일반인이언제어디서나이용가능한미래의헬스케어서비스를제공하기위한 WBAN 구조와고려사항을제시한다. Ⅱ. WBAN 응용서비스 WBAN은사람을중심으로하나의 WBAN 코디네이터와다수의 WBAN 장치들로구성된다. WBAN 장치는 ( 그림 1) 의 WBAN 개념도와같이용도에따라신체주변에착용혹은체내이식되어생체정보를취합하거나신체주변의엔터테인먼트응용에활용된다. 코디네이터는이들장치와스타토폴로지를구성하여양방향통신기능을제공하며이들장치들을관리하고제어한다. 또한코디네이터는개인휴대단말형태로구현되어사용자가원하는다양한멀티미디어서비스를제공하고자신의헬스정보를취합, 분석, 관리하는기능을제공한다. 1. WBAN 응용분야 ( 그림 2) 는 WBAN 서비스구조를나타낸다. ( 그림 2) 와같이 WBAN은 PHY와 MAC 표준을제공하며의료용서비스와비의료용서비스를위한인터페이스를지원한다. 의료용서비스는다시체내이식형과체외착용형으로구분되며, 비의료용서비스는음성이나영상스트림전달, 데이터스트림전달, 게임등엔터테인먼트서비스를제공한다. 이러한서비스를제공하기위하여 WBAN 장치는체내에이식되어운용되거나개인의의료정보를전달하는 110 C 2009 한국전자통신연구원 110

남홍순외 / WBAN 응용서비스동향 On-body Medical Entertainment ECG & Tilt Sensor SpO2 & Motion Sensor Body Area Network Motion Sensors Personal Server Personal Server In-body Medical Medical Server Pacemaker ICD

3 남홍순외 / WBAN 응용서비스동향 On-body Medical Entertainment ECG & Tilt Sensor SpO2 & Motion Sensor Body Area Network Motion Sensors Personal Server Personal Server In-body Medical Medical Server Pacemaker ICD Bionic Eye Telescopic Eye Prosthesis Capsule Endoscope ( 그림 1) WBAN 개념도 웨어러블 BAN Medical 임플란트 BAN 실시간오디오 / 비디오스트림 Application Support IEEE Non-medical ( 그림 2) WBAN 서비스구조 데이터파일 / 스트림전달엔터테인먼트 WBAN Low Latency Low Power High Security 기능을수행하므로레이턴시, 저전력, 보안등의특성이요구된다. WBAN 은응용서비스에요구되는다양한특성을제공할수있어야하며, 이를위하여 < 표 1> 에 IEEE TG BAN의 CFA에제출된응용서비스 [5]-[9] 를취합하여제시하였다. WBAN 응용서비스는의료 BAN 분야의착용형 BAN, 이식형 BAN, 의료기기의원격제어, 병원내외의응용분야에서 약 40개가제안되었고, 비의료 BAN 서비스는실시간비디오및오디오스트리밍, 데이터파일이나스트림전달, 게임등엔터테인먼트분야에서약 20개가제안되었다. < 표 1> 과같이착용형장치로는 ECG, SpO2, 헤드셋, 보청기등의착용형 BAN, 근장력모니터, 낙상검출등의장애지원 (disability assistance), 스포츠트레이닝, 동물관리등휴먼성과관리 (human performance management) 가있다. 이식형장치로는혈당센서, 무선내시경, 약물전달캡슐등의이식형 BAN과인공심박조율기 (pacemaker), ICD, 인슐린펌프등의원격제어의료장치가있다. 비의료용응용서비스는실시간오디오 / 비디오스트리밍, 데이터파일 / 스트림전달, 증강감각 (augmented senses) 이나게임등의엔터테인먼트서비스가있다. 이외에도나노기술및자가발전기술의발전과더불어초소형의료용로봇, 약물전달시스템, 이식형 C 2009 한국전자통신연구원 111

4 Wearable BAN 응용분야 Disability assistance Human performance management Implant BAN Remote control of medical devices Real-time audio/video streaming Data file/stream transfer Entertainment applications * 착용형, 이식형, 엔터테인먼트 < 표 1> WBAN 응용서비스 응용서비스 EEG, ECG, EMG, Vital signals monitoring, Temperature, Respiration monitor, SpO2, Blood pressure monitor, ph monitor, Glucose sensor, Hearing aid Muscle tension monitor, Muscle tension stimulation, Weighing scale, Fall detection Aiding professional and amature sport training, Assessing emergency service personnel performance, Assessing soldier fatigue and battle readiness, Non Human(Animal) Glucose sensor, Cardiac arrhythmia monitor/recorder, Brain liquid pressure sensor, Endoscope capsule, Drug delivery capsule, Deep brain stimulator(e.g. Epilepsy, Parkinson s therapy), Cortical stimulator, Visual neuro-stimulator, Audio neuro stimulator, Braincomputer interface Pacemaker, Implantable cardioverter defibrallitor ICD, Implanted actuator, Insulin pump, Hearing aid(wearable and implanted), Retina implants Voice communication/music for headsets, Sound track/music channel, Video streaming, 3D video Data/image/video file transfer, Remote control of entertainment devices, Body motion capture/gesture recognition, position, Control signal from PC peripheral devices, Forgotten things monitor, Vital sign and body information based entertainment service Gaming applications using BAN, Social Networking 혈압센서 [10],[11] 등다양한의료용장치와애완동물이나가축등동물의질병관리시스템 (animal BAN) 이급격하게활성화될것으로전망된다. 2. WBAN 응용서비스특성앞에서 WBAN에서제공될응용분야별서비스종류를살펴보았다. 이러한서비스를제공하기위하여생체신호의검출, WBAN 장치의제어, 인체내부와외부통신, 인체에미치는영향, 소모전력이나크기의제한등을고려해야한다. 특히, WBAN 장치는사람의체내에이식되기때문에인체에미치는영향에대한검증과한번이식된장치를장시간사용하기위한저전력기술이요구된다. 가. 인체에미치는영향의료용의경우인체의전파특성과전파가인체에미칠수있는영향을고려해 ITU-R은 402~405 MHz 대역을 MICS 용으로할당하고최대전력을 25 W EIRP로규정하였다. 그러나이대역은대역폭이작아서무선내시경과같이광대역신호전송을위하여 UWB의미약주파수대역을고려하고있다. 이러 한전파가인체에미치는영향은전파흡수율 (SAR) 로표기한다. SAR는전파에노출된생체조직에서흡수되는단위질량당에너지의크기를수치화한것으로 Watts per Kilogram[W/kg] 으로표현된다. 미국의경우 ANSI C95.1 에서 1그램의생체조직에대하여 SAR을 1.6[W/kg] 이하로규정하고있다. 나. 저전력기술체내이식된 WBAN 장치는배터리재충전이나교체가쉽지않기때문에저전력기술이더욱중요하다. WBAN 표준에서는저전력을위하여변복조방식등통신을위한저전력 PHY 기술과네트워크제어를위한저전력 MAC 기술이연구되고있다. 저전력 PHY 기술은인체에서의신호감쇄, 채널모델, 전송거리등을고려하며, 저전력 MAC 기술은 CCA 를이용한패킷의충돌회피, 수신대기시간 (idle listening), MAC 제어패킷의최소화등을고려하여결정된다 [3],[12],[13]. 현재 WBAN MAC 표준화는비컨을이용한 TDMA 기반의무선접근방식과제어채널을통한비동기 wake-up 방식및이들을결합한혼합 (hybrid) 방식이검토되고있다. 112 C 2009 한국전자통신연구원 112

5 남홍순외 / WBAN 응용서비스동향 WBAN 장치는소모전력을절약하기위하여최소기능만동작하는슬립 (sleep) 상태와외부와통신등필요한기능이동작되는활성 (active) 상태로운용된다. 이러한상태제어는 MAC에서수행하며 WBAN MAC은전송속도, 듀티사이클 (duty cycle), 레이턴시 (latency) 와밀접한관련을갖는다. 듀티사이클은한주기동안신호를보내는시간과보내지않은시간의비를나타내며, 레이턴시는데이터지연시간을나타낸다. WBAN 장치의저전력화는전송속도와듀티사이클이작을수록유리하고레이턴시는클수록유리하다. 다. 응용서비스특성 WBAN 응용서비스의특성을분석하기위하여 TG에제출된각각의응용서비스에대하여 SAR, 전송속도, 장치수, 듀티사이클, 레이턴시및셋업시간을분석하였다. < 표 2> 는의료용서비스에요구되는특성을나타낸다. 의료용서비스는 SAR 안전성이요구되며레이턴시에민감한특성을갖는다. ECG, 무선제어보청기와무선내시경은높은전송속도와듀티사이클이요구되며여타장치는전송속도는낮지만레이턴시에민감한편이다. < 표 3> 은비의료용서비스에요구되는특성을나타낸다. 비의료용서비스는 SAR 안전성은크게요구되지않은반면높은전송속도가요구된다. WBAN 발전과더불어서비스될고품질의음성, 영상전달기능과게임분야는수백 kbps 이상에서수십 Mbps 의전송속도가요구되며듀티사이클이높고레이턴시에민감한편이다. WBAN 에가입될장치수와셋업시간은의료용서비스와비의료용서비스에관계없이비슷한특성을갖는다. 3. WBAN 응용서비스앞에서 WBAN에서제공될서비스의종류및주요특성을살펴보았다. 본장에서는 ( 그림 3) 과같이 WBAN 응용분야별대표적인 WBAN 응용서비스에 서비스 SAR safety Data rate < 표 2> 의료용서비스특성 Number of device Duty cycle (%) Latency sensitivity Setup time EEG Highest > 24 < 10 Yes < 3s ECG High 3kbps/Ch < 24 < 10 Yes < 30s Vital monitor High <10kbps < 12 < 1 < 30s SpO2 High <32bps < 12 < 1 Yes < 30s Hearing aid(communication) 10kbps < 12 < 1 low < 1s Hearing aid(medium fidelity) 256kbps < ms < 3s Glucose/brain liquid/ drug delivery capsule High < 12 < 1 < 3s Endoscope capsule High >2Mbps < 6 < 50 Yes < 3s Brain-computer interface > 24 < 50 Yes < 1s Pacemaker/ICD/actuator/ insulin pump < 12 < 1 < 3s < 표 3> 비의료용서비스특성 서비스 Data rate Number of device Duty cycle(%) Latency sensitivity Setup time Video streaming 10~20Mbps < 12 high Yes < 1s 3D video 100Mbps < 12 high Yes < 1s Voice comm. 256kbps < 12 high Yes < 3s Sound track 5Mbps < 12 high Yes < 3s File transfer 10Mbps < 12 high < 3s Gaming applications 200kbps~2Mbps 12 to 24 < 30 % high < 1s C 2009 한국전자통신연구원 113

나. 인공심박조율기 (Pacemaker) (a) 무선심전도계 (b) 인공심박조율기 (c) 무선내시경 (d)

심전도 (ECG) 심전도는심장의수축에따르는활동전위의시간적변화를그래프에기록한도면으로서심근이흥분되면막의탈분극이생기고

아래와같이측정데이터는압축하는경우프로토콜오버헤드를포함하여 50kbps, 압축하지않은경우에는 2kbps가된다.

12bits/sample - 3kbps per channel - 6kbps total - 50kbps with

References required) - 250Hz sampling rate - 12bits/sample -

인공심박조율기는심장박동조절에문제가있는환자에게심장이정상적으로뛰도록해주는장치로서쇄골밑의피하조직이나근육속에이식된다.

배터리가소진되면다시수술해야하므로인공심박조율기는장비가격보다수술에따른시간적, 경제적비용이더많이요구된다.

무선내시경은알약크기의캡슐로서사람이삼키면캡슐이소화기관내사진을비디오카메라로촬영하여외부로전송하는이식형장치이다.

RF 송수신부는비디오카메라에잡힌영상을전송하고반대로외부로부터제어신호를수신하여무선내시경을제어하는기능을한다.

6 나. 인공심박조율기 (Pacemaker) (a) 무선심전도계 (b) 인공심박조율기 (c) 무선내시경 (d) 엔터테인먼트 ( 그림 3) WBAN 응용서비스예대하여기술한다. 가. 심전도 (ECG) 심전도는심장의수축에따르는활동전위의시간적변화를그래프에기록한도면으로서심근이흥분되면막의탈분극이생기고 ms 동안계속해서재분극했다가원래의정지전위로돌아온다. 심전도의채널수는필요에따라 1개채널부터최대 12개채널로측정한다. 각각의채널은 250Hz 로샘플링하며샘플당 12비트로표기한다. 아래와같이측정데이터는압축하는경우프로토콜오버헤드를포함하여 50kbps, 압축하지않은경우에는 2kbps가된다. 12 channel ECG(raw streaming) - 250Hz sampling rate - 12bits/sample - 3kbps per channel - 6kbps total - 50kbps with small protocol overhead 12-channel ECG(compressed example. References required) - 250Hz sampling rate - 12bits/sample - 2kbps total 인공심박조율기는심장박동조절에문제가있는환자에게심장이정상적으로뛰도록해주는장치로서쇄골밑의피하조직이나근육속에이식된다. 인공심박조율기는내부전원으로배터리를사용하므로한번이식되면 7~10년정도사용된다. 배터리가소진되면다시수술해야하므로인공심박조율기는장비가격보다수술에따른시간적, 경제적비용이더많이요구된다. 인공심박조율기는 433MHz와 915MHz의 ISM 대역을사용하거나 402~405MHz MICS 대역을사용하여외부에서심장리듬신호와배터리레벨등을조회한다. 다. 무선내시경 (Wireless Capsule Endoscope) 무선내시경은알약크기의캡슐로서사람이삼키면캡슐이소화기관내사진을비디오카메라로촬영하여외부로전송하는이식형장치이다. 현재무선내시경은빛을비추는광원부, 비디오카메라부, 데이터를전달하는 RF 송신부, 전원부로구성된다. RF 송수신부는비디오카메라에잡힌영상을전송하고반대로외부로부터제어신호를수신하여무선내시경을제어하는기능을한다. 무선내시경의영상데이터는 SD, HD급으로아래와같다. High Definition(HD) Example: - Resolution: 720i( ) - Max frame rate: 30fps - Compression rate: 1/80 - Data rate: 8.25Mbps Standard Definition(SD) Example: - Resolution: Max frame rate: 30fps - Compression rate: 1/80 - Data rate: 2.8bps Control data - Command length(typical): 128bits 114 C 2009 한국전자통신연구원 114

7 남홍순외 / WBAN 응용서비스동향 - QoS: low latency of less than 50ms - Operation time: 8 or more hours - Number of devices: 2 or more devices for realizing a diversity reception - Safety: SAR and coexistence with other radio systems 라. 엔터테인먼트최근다양한형태의착용형컴퓨팅장치가개발됨에따라개인을중심으로하는 MP3 플레이어, 오디오및비디오스트리밍, 게임등엔터테인먼트서비스분야가활성화될것으로기대된다. 또한, WBAN 기술은인체주변의컴퓨팅장치와다양한센서를활용하여가상현실응용과인간의오감을능가하는증강감각등게임이나엔터테인먼트서비스를제공한다. Real-time audio/video streaming applications Portable 3D and virtual world applications Wearable computer and new HCI devices Beyond five senses augmented senses Ⅲ. WBAN 서비스구조 본장에서는 WBAN 헬스케어서비스를제공하기 위한구조에대하여기술한다. WBAN 서비스는기존의지그비 (ZigBee) 나블루투스 (Bluetooth) 와같은 WPAN 서비스와구별되는응용분야이며, 기존기술에비하여보다정확한생체정보를수집할수있다. WBAN은체내이식된장치를통하여보다정확한생체정보를수집할수있을뿐만아니라체내장치를구동시켜진정한헬스케어서비스를제공할수있다. 1. WBAN 시스템구성헬스케어서비스를제공하기위한 WBAN 헬스케어시스템은기존의헬스케어시스템과유사하게 ( 그림 4) 와같은구조를갖는다. WBAN 헬스케어시스템은언제어디서나끊김없는서비스를제공하기위하여사람이이동함에따라코디네이터를중심으로한 WBAN 단위의이동서비스가요구된다. 또한, WBAN 시스템은필요에따라헬스장의트레이닝머신이나체중계등과같이공동으로사용하는개별장치의가입과탈퇴를관리할수있어야한다. WBAN 헬스케어시스템은생체정보를취합하는 WBAN과생체정보를취합, 저장, 관리하는메디컬서버, 이들을연동시키는네트워크로구성이된다. WBAN은 WBAN 코디네이터를중심으로다양한 WBAN 장치들로구성된다. WBAN 장치는체내이식되거나인체주변에착용되어생체정보를취합하거나장치를구동시키는기능을한다. 앞에서살펴 네ㅂ Glucose Vision Positioning EEG Hearing Blood Pressure Emergency Cellular Internet DNA Protein Personal Server Toxins Medical Server WLAN WBAN Implants Telecommunication Networks Entertainment Medical Service Provider ( 그림 4) WBAN 헬스케어시스템구성 C 2009 한국전자통신연구원 115

8 본 WBAN 서비스는 WBAN 장치를통하여제공된다. WBAN 코디네이터는다양한 WBAN 장치를관리하며 WBAN 장치로부터생체정보를취합하거나구동시키는기능을한다. WBAN 장치는주기적으로검출된생체정보를개인서버혹은메디컬서버로전달하고또한메디컬서버혹은개인서버의요청에따라생체정보를검출하여전달하거나장치를구동시키는기능을한다. 메디컬서버는코디네이터를중심으로한 WBAN 가입과각종 WBAN 장치의구성제어, 데이터형태, 생체신호검출주기등을관리하며취합된생체신호를저장, 분석, 출력하는기능을수행한다. WBAN은사람이이동함에따라이동성을제공하며개인휴대단말을통하여자신의현재및과거의헬스상태를파악할수있다. 개인휴대단말은 WBAN에가입된장치의데이터를수집하여분석하는기능과원격의메디컬서버에저장된자신의건강정보를조회하는기능을수행한다. 네트워크는개인의의료데이터를전달하기위하여안정된전송품질과보안기법을제공하여야한다. 2. WBAN 헬스케어프로토콜스택 WBAN 바이오센서장치와코디네이터는메디컬서버와네트워킹을위하여 ( 그림 5) 와같은프로토콜스택과서비스프로파일을갖는다. 프로토콜 스택은헬스케어데이터를전달하는 OSI 계층 1~4 부분과응용데이터를처리하는 OSI 계층 5~7 부분으로구성된다. 헬스케어데이터를전달하는 OSI 계층 1~4를수행하는부분은기존의무선랜, 지그비, 블루투스등다양한형태의 MAC/PHY 를사용할수있으나, 최근헬스케어서비스기술로는 WBAN 기술이부각되고있다. 왜냐하면 WBAN은인체채널모델, 인체에미치는영향이나간섭등을고려하여표준화되기때문이다. 또한, WBAN 은체내이식을위한저전력기술과용도에따라수십 kbps~ 수십 Mbps 전송속도, 의료정보를전달하기위한높은신뢰성을제공한다. WBAN 은개인의건강정보를전달하기때문에보안기법에대한표준도중요하다. OSI 계층 5~7을수행하는헬스케어응용부분은 IEEE 11073의프레임워크와센서프로파일표준을제공한다 [14]-[17]. 현재 IEEE 11073은 ( 그림 5) 와같이 IEEE 산소포화도센서를비롯하여다양한바이오센서프로파일을제공하고있다. ( 그림 5) 의프로토콜스택은바이오센서가갖는경우와코디네이터가갖는경우가있다. 바이오센서가갖는경우에는 WBAN 장치는의료정보를전달하기위하여 IEEE 프로토콜을 WBAN 계층에서터널링기능을수행한다. 코디네이터가갖는경우에는코디네이터에서 ( 그림 5) 의프로토콜스택을수행한다. 이때바이오센서는주기적으로생체정보를검출하여코디네이터로전달하거나코디네 IEEE Pulse Oximeter Heart Rate Blood Pressure Thermometer Weighing Scale Common Frame Work/Protocol Glucose Cardiovascular OSI Layer 5~ Optimized Exchange Protocol IEEE 802 IrDA.3 (Ethernet).11 (WLAN).1 (BT).15(WPAN/WBAN).3 (UWB).4 (ZB).6 (WBAN) OSI Layer 1~4 ( 그림 5) 헬스케어시스템프로토콜스택 116 C 2009 한국전자통신연구원 116

9 남홍순외 / WBAN 응용서비스동향 이터의요청에따라생체정보를전달하는기능을수행하므로활성시간이짧고처리해야할데이터가적어소모전력을절약할수있는장점이있다. 3. 헬스케어프로파일 WBAN 바이오센서장치가 WBAN MAC을통하여코디네이터에가입하게되면 WBAN 네트워크가형성된다. WBAN 네트워크가형성되면 WBAN 바이오센서장치는코디네이터를통하여메디컬서버에가입을요청하고가입요청이수락되면메디컬서버에서관리한다. 또한, 개인휴대단말을사용하는경우에는휴대단말에가입하고휴대단말에서관리할수있다. 이경우측정된데이터가휴대단말에출 력되거나휴대단말에서임의의 WBAN 바이오센서장치의데이터를요청하거나제어할수있다. WBAN 바이오센서장치를에이전트라고하고메디컬서버를매니저라고하면, 메디컬서버에서매니저기능을수행한다. 매니저와에이전트에서수행되는서비스모델로는이벤트리포팅서비스, 오브젝트액세스서비스, 가입탈퇴서비스, 데이터변환서비스등이있다. 예를들면, 산소포화도를측정하는경우아래와같이에이전트가가입을요청하고, 매니저에서가입이허락되면매니저는구성정보를설정하고, 에이전트는측정된데이터를전송하는절차를따른다. Agent associates First time, manager needs configuration Agent sends: - Objects for pulse, oxygen saturation, waveform, scanner, and PM-Store - Static attributes in all the objects If stream is started, the scanner packs the waveform, pulse, and oxygen saturation in a data update event report If a sleep study was captured, the PM-Store is transferred when queried manager During next association agent does not have to send configuration if manager remembers it 산소포화도측정기는아래와같이산소포화도측정기를착용하면측정된정보를매니저에게전달 한다. 매니저는이들정보를수집하여개인별로저장, 분석, 관리한다. A person wears a pulse oximeter Pulse and oxygen saturation is streamed to the manager Stream packs waveform data as well as averaged data Alternatively, the data may be stored on the pulse oximeter(e.g. sleep study) and transmitted at the end of a session Same example applies to other measurement types: fitness equipment, independent living equipment WBAN 장치가상기와같이표준화된헬스케어프로파일을만족하여다양한 WBAN 장치간혹은메디컬서버와상호운용성을확보할수있다. WBAN 표준화가완료되면주기적인데이터전송이요구되는 ECG, 고속의전송속도가요구되는무선내시경등다양한바이오센서가출현되고이에따라새로운헬스케어프로파일이요구된다. Ⅳ. 맺음말 본논문에서는 IEEE TG 표준회의에제출된 WBAN 응용서비스종류와특징을살펴보고이들서비스를제공하기위한구조를살펴보았다. WBAN 표준은인체에의한전파손실이나전파가인체에미치는영향, 체내이식형장치의저전력화, 개인의료정보의고신뢰성및보안기법들을주로다룬다. WBAN은아직표준화가진행중이지만기존의지그비나블루투스기술과달리체내에이식되거나사람주변에착용되어운용될수있다. 체내이식되는 WBAN 장치는다양한생체신호를보다정확하게검출할수있고개인단말이나원격의메디컬서버로구동시킬수있어진정한헬스케어서비스를제공할수있다. 국내외적으로 WBAN 표준기술을개발하기위한노력이활발히전개되고있어가까운시일에 WBAN 시장이활성화될것으로전망된다. WBAN 기술은개인의헬스케어서비스와엔터테인먼트서비스뿐만아니라차량내의엔터테인먼트, 애완동물이나 C 2009 한국전자통신연구원 117

10 가축의질병관리등다양한분야에활용될수있다. 우리나라에서도 WBAN 표준화기술뿐만아니라응용서비스및서비스프로파일을개발하고요소기술에대한 IPR을확보하여 WBAN 기반헬스케어및엔터테인먼트시장활성화에대비할필요가있다고판단된다. 약어정리 ANSI American National Standards Institute CCA Clear Channel Assessment CFA Call-For-Application ECG Electrocardiogram EEG Electroencephalogram EIRP Effective Isotropic Radiated Power ICD Implantable Cardioverter-Defibrillator IG Interest Group MAC Media Access Control MICS Medical Implant Communication System OSI Open System Interconnection PDA Personal Digital Assistant QoS Quality of Service RF Radio Frequency SAR Specific Absorption Rate SG Study Group TDMA Time Division Multiple Access TG Task Group UWB Ultra Wide Band WBAN Wireless Body Area Network WPAN Wireless Personal Area Network 참고문헌 [1] 최영우, 김유진, 이형수, 김재영, IT/BT 융합분야에서의 WBAN 개발동향, 정보통신산업진흥원, IT 기획시리즈, 융합기술 8, , pp [2] 이형수, WBAN 주파수분배동향및주파수대역제안, 한국통신학회지 ( 정보와통신 ), 제25권제2호, Feb. 2008, pp [3] Kyung Sup Kwak, WBAN MAC Issues, available from [4] Bin Zhen, Huan-Bang Li, and Ryuji Kohno, IEEE Body Area Networks and Medical Implant Communications, BodyNets2008, 2008, pp [5] B. Zhen, M. Patel, S. Lee, and E. Won, Body Area Networks(BAN) Technical Requirements, IEEE BAN Proposal( ), [6] Giriraj Goyal et al., BAN Game Application Scenario and Its Requirements, IEEE , Jan [7] Kenichi Takizawa1 et al., Capsule Endoscope Using an Implant WBAN, IEEE , Mar [8] Kenichi Takizawa1 et al., Applications of Body Area Network, IEEE <0169r 01>, Mar [9] Daniel Lewis, Call for Applications - Response Summary, IEEE , Nov [10] Peter D. Bradley, Implantable Ultralow-Power Radio Chip Facilitates In-body Communications, June [11] H. Fassbender et al., Fully Implantable Blood Pressure Sensor for Hypertonic Patients, Proc. IEEE SENSORS 2008, pp [12] M.J. Miller and N.H. Vaidya, A MAC Protocol to Reduce Sensor Network Energy Consumption Using a Wakeup Radio, IEEE Trans. on Mobile Comput., Vol.4, No.3, 2005, pp [13] I. Demirkol, C. Ersoy, and F. Alagoz, MAC Protocols for Wireless Sensor Networks: A Survey, IEEE Trans. Comm., Vol.44, No.4, 2006, pp [14] IEEE Std , Guide-Guidelines for the Use of RF Wireless Technology, IEEE, Dec [15] IEEE P /D01J, Draft Guide for Health Informatics-point-of-Care Medical Device Communication-technical Report-guidelines for the Use of RF Wireless, Apr [16] IEEE Std , Device Specialization-Pulse Oximeter, IEEE, Jan [17] Bluetooth Spec., HDP_SPEC, V10r00, Health Device Profile, Bluetooth SIG, June C 2009 한국전자통신연구원 118

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°í¼®ÁÖ Ãâ·Â Performance Optimization of SCTP in Wireless Internet Environments The existing works on Stream Control Transmission Protocol (SCTP) was focused on the fixed network environment. However, the number of