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무선 웨어러블 컴퓨터를 위한 WUSB over WBAN 통신 구조의 성능 분석
Performance Evaluation of WUSB over WBAN Communication Structure for Wireless Wearable Computers 원문보기

한국정보통신학회논문지 = Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, v.18 no.4, 2014년, pp.839 - 847  

허경 (Department of Computer Education, Gyeongin National University of Education)

초록
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최근 컴퓨터 기술의 발전으로 웨어러블 컴퓨터 기술이 개발되고 있다. 이는 HCI (human-centric interface)기술과 유비쿼터스 컴퓨팅 기술을 기반으로 한다. 웨어러블 컴퓨터 시스템은 WiMedia PHY/MAC 기술과 결합된 USB 기술로 WUSB (wireless universal serial bus) 기술을 사용하여 구성할 수 있다. 본 논문은 U-Health 기능을 지원하는 무선 웨어러블 컴퓨터시스템을 구성하기 위해 WUSB기술과 WBAN (wireless body area networks) 기술을 결합한 통신시스템 구조에 초점을 맞추었다. 이를 위해 WBAN 망에서 WUSB 통신 구간을 할당하는 통신 구조를 제안한다. 제안하는 통신구조에서 WUSB 통신 구간은 WBAN Privated Period를 사용한다. 성능 평가에서는 WBAN 통신 점유율에 따른 WUSB 통신 수율을 이론적인 분석과 시뮬레이션을 통해 비교 분석하여 WUSB over WBAN 통신의 효율성을 평가하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

A recent major development in computer technology is the advent of the wearable computer system that is based on human-centric interface technology trends and ubiquitous computing environments. Wearable computer systems can use the wireless universal serial bus (WUSB) that refers to USB technology t...

주제어

#무선인체통신   #무선홈네트워크   #무선USB   #웨어러블컴퓨터   #유-헬스  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 웨어러블 컴퓨터 시스템은 WiMedia PHY/MAC 기술과 결합된 USB 기술로 WUSB 기술을 사용하여 구성할 수 있다. 본 논문은 U-Health 기능을 지원하는 무선 웨어러블 컴퓨터시스템을 구성하기 위해 WUSB기술과 WBAN 기술을 결합한 통신시스템 구조에 초점을 맞추었다[9-13]. 이를 위해 WBAN 망에서 WUSB 통신 구간을 할당하는 통신 구조를 제안한다.
  • 본 논문은 U-Health 기능을 지원하는 무선 컴퓨터 시스템을 구성하기 위해 WBAN 망에서 WUSB 통신 구간을 할당하는 통신 구조를 제안하였다. 제안하는 통신 구조에서 WUSB 통신 구간은 WBAN Privated Period를 사용한다.
  • 6에서는 이종의 네트워크를 위해 사용 가능한 구간이 없다. 본 연구에서는 이종의 네트워크를 위해 전용구간을 할당하기 위한 비컨 구조를 설계한다. 그림 6은 WUSB 전용구간을 할당 하기 위한 MAC Capability 포맷을 나타낸다.
  • 본 절에서는 IEEE 802.15.6 WBAN MAC의 비컨 구조에 대해서 분석하고, WUSB의 MMC 스케쥴링을 지원할 수 있도록 비컨 구조를 설계한다. IEEE 802.
  • 성능 평가에서는 WBAN 통신 점유율에 따른 WUSB 통신 수율을 TMT기반 수식적 분석과 시뮬레이션을 통해 비교 분석하여 WUSB over WBAN 통신의 효율성을 UWB 전송속도와 프레임길이 측면에서 평가하였다. 성능평가를 통해, WUSB통신구조를 기존 WiMedia Distributed MAC의 Private Period를 사용한 경우와 대등하게 WBAN MAC에서 Private Period를 사용하여 지원할 수 있음을 확인하였으며, 추후 저전력 소모를 지원하는 기술을 연구하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
USB란 무엇인가? USB (Universal Serial Bus)기술은 PC와 주변장치를 쉽게 연결해주는 대표적인 Host to Devices 통신 버스 기술로 현재까지 20억 개 이상의 디바이스들이 사용되고 있다[3]. USB는 사용자에게 PC와 디지털 캠, 하드 드라이브, 스캐너, 프린트, 카메라, 마우스 등 다양한 주변장치를 드라이버 설치와 재부팅 등의 번거로움 없이 연결시켜주는 편리한 버스 프로토콜이다. 하지만 기존의 유선 USB는 각 장치와 Host를 연결하는데 유선 케이블이 필요하기 때문에, USB 호스트와 연결된 디바이 스와의 거리에 대한 제약, 복잡하게 연결된 케이블의 외관, 그리고 USB 허브에 부착된 슬롯 개수에 따른 설치의 복잡성과 같은 단점들을 가지고 있다.
웨어러블 컴퓨터가 차세대 컴퓨팅 분야의 핵심이라고 평가받는 이유는 무엇인가? 웨어러블 컴퓨터 (Wearable Computer)는 인간 중심의 기술 경향과 유비쿼터스 컴퓨팅 환경을 근간으로 하는 차세대 컴퓨팅 분야에서 그 중심에 위치한다고 말할수 있다. 이것은 사용자와 컴퓨팅 기기간의 상호교감을 극대화시키는 사용자 중심의 인터페이스와 유비쿼터스 인프라에서 정보이용의 시공간적 제약을 극복하는 사용자의 정보 접근성 및 이동성을 증대시키는 무선 통신 기술과 시스템을 소형화ㆍ의류화ㆍ내장화ㆍ자유 변형 화하여 사람ㆍ기기ㆍ미디어 간의 경계를 허무는 하드 웨어 플랫폼 기술을 지향하기 때문이다[1,2].
기존의 유선 USB가 가지고 있는 단점은 무엇인가? USB는 사용자에게 PC와 디지털 캠, 하드 드라이브, 스캐너, 프린트, 카메라, 마우스 등 다양한 주변장치를 드라이버 설치와 재부팅 등의 번거로움 없이 연결시켜주는 편리한 버스 프로토콜이다. 하지만 기존의 유선 USB는 각 장치와 Host를 연결하는데 유선 케이블이 필요하기 때문에, USB 호스트와 연결된 디바이 스와의 거리에 대한 제약, 복잡하게 연결된 케이블의 외관, 그리고 USB 허브에 부착된 슬롯 개수에 따른 설치의 복잡성과 같은 단점들을 가지고 있다. 이러한 문제점들을 해결하고자 Intel 등의 기업들을 중심으로 형성된 WiMedia Alliance는 WiMedia MAC의 무선 기술을 이용한 Wireless USB (WUSB) 규격을 개발하였다 [4].
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참고문헌 (13)

  1. Woohun Lee and Minjung Sohn, "One-key Keyboard: A Very Small QWERTY Keyboard Supporting Text Entry for Wearable Computing," Proceedings of Korea Design Society Conference, pp. 82-83, 2006. 

  2. Robert Rosenberg and Mel Slater, "The Chording Glove: A Glove-Based Text Input Device," IEEE Transaction on Systems, Man, and Cybernetics-Part C: Applications and Review, Vol. 29, No. 2, pp. 223-231, 2009. 

  3. USB 2.0, USB-IF, http://www.usb.org/home, 2006. 

  4. Certified Wireless USB 1.1, http://www.usb. org/developers /wusb, Sep. 2010. 

  5. WiMedia MAC Release Spec. 1.5, "Distributed Medium Access Control (MAC) for Wireless Networks," http:// www.wimedia.org. 2009. 

  6. J. Del Prado Pavon, N. Sai Shankar, V. Gaddam, K. Challapali and Chun-Ting Chou, "The MBOA-WiMedia specification for ultra wideband distributed networks," IEEE Communications Magazine, Vol. 44, No. 6, pp. 128-134, June 2006. 

    상세보기

  7. Jin-Woo Kim, Kyeong Hur and Seong-Ro Lee, "Wireless USB Cluster Tree based on Distributed Reservation Protocol for Mobility Support," Wireless Personal Communications, Vol.71, No.1, 275-298, 2013. 

    상세보기 crossref

  8. IEEE 802.15 WPAN Task Group 6 Body Area Networks (BAN), http://www.ieee802.org/15/ pub/TG6.html. 2009. 

  9. Kyeong Hur, Won-Sung Sohn, Jae-Kyung Kim and YangSun Lee, "A Real-Time Localization Platform Design in WUSB over WBAN Protocol for Wearable Computer Systems" LNCS 7709, pp. 173-180. 2012. 

  10. Kyeong Hur, Wonsung Sohn, Jaekyung Kim and Yangsun Lee, "A Resource Management Mechanism of WBAN for Wireless USB Support," International Journal of Smart Home Vol. 7, No. 3, pp.1-16, May, 2013. 

  11. Kyeong Hur, Wonsung Sohn, Jaekyung Kim and Yangsun Lee, "Personal Area Distance Computing Systems", International Journal of Control and Automation, Vol. 6, No. 4, pp.1-16, Aug. 2013. 

  12. Kyeong Hur, Wonsung Sohn, Jaekyung Kim and Yangsun Lee, "A Power-Efficient Mechanism of IEEE 802.15.6 WBAN for Wireless USB Support," International Journal of Software Engineering and Its Applications, Vol. 7, No. 3, pp.35-50, May, 2013. 

  13. Kyeong Hur, Wonsung Sohn, Jaekyung Kim and Yangsun Lee, "IEEE 802.15.6 WBAN Beaconing for Wireless USB Protocol Adaptation," International Journal of Software Engineering and Its Applications, Vol. 7, No. 4, pp.1-14, July 2013. 

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