WBAN
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- 개념
- WBAN(Wireless Body Area Network) 인체 내부에서 작동하는 이식형 장치나 인체 외부에서 작동하는 웨어러블(wearable) 센서가 생체 신호를 수집하고 이를 바탕으로 몸 상태를 분석해 원격 의료 진단 및 치료 등을 수행할 수 있는 네트워크 임.인체내부에 이식된 의료 장치나 의류, 인체 부착된 여러디바이스를 인체를 기준으로 3M이내에서 무선통신 기술을 활용하여 의료, 비의료등에 활용하여 u-Health를 위한 복합적 융합 기술
I. IEEE802.15.6무선 신체 영역 네트워크(Wireless Body Area Network: WBAN)의 개요
가. WBAN (Wireless Body Area Network) 정의
- 인체 내부에서 작동하는 이식형 장치나 인체 외부에서 작동하는 웨어러블(wearable) 센서가 생체 신호를 수집하고 이를 바탕으로 몸 상태를 분석해 원격 의료 진단 및 치료 등을 수행할 수 있는 네트워크 임.인체내부에 이식된 의료 장치나 의류, 인체 부착된 여러 디바이스를 인체를 기준으로 3M이내에서 무선통신 기술을 활용하여 의료, 비의료등에 활용하여 u-Health를 위한 복합적 융합 기술
나. WBAN (Wireless Body Area Network)의 특징
1) 인체 내부에 이식하기 위한 극소형의 센서등 나노기술, 소형 무선기기 간의 통신 및 네트워킹 기술
2) 바이오 센서 정보를 이용하여 질병을 사전에 검진
3) 운동이나 훈련 시 몸 상태 관련정보를 수집, 분석
II. WBAN 서비스 구성도 및 서비스 유형
가. WBAN 서비스 구성도
-WBAN과 무선통신기술을 활용한 u-Health 서비스 개념도
나. WBAN 기술범주에 따른 서비스 유형
분야 |
구분 |
내용 |
의료용 WBAN |
이식형 무선기기(Implant medical WBAN) |
- 인체 내부에 이식 - 건강상태 모니터링, 인체 이상 발생시 대처 - 인공 심박 조율기,인슐린 펌프, 캡슐형 내시경 |
외부 무선기기(Wearable Medical WBAN) |
- 인체 표면이나 옷에 부착된 센서 - 심전도, 뇌파, 근전도 등의 생체 신호 및 정보를 수집하여 외부에 전송하는데 활용 |
|
비 의료용 WBAN |
MP3 플레이어, 헤드셋, 휴대전화 등 각종 휴대용 정보 기기 간의 네트워크를 구성하여 멀티미디어 정보를 전송하는데 활용 |
III. WBAN의 기술적 요구사항 및 표준
가. WBAN의 기술적 요구사항
구분 |
인체 외부 |
인체 내부 |
용도 |
비디오/오디오,데이터 |
데이터, 이미지 |
도달거리 |
< 3m |
< 2m |
수명 |
응용분야에 의존 |
5-10년 |
전송속도 |
10Kbps~10Mbps |
10Kbps~6Mbps |
Duty Cycle |
1% ~ 100% |
0.1% ~ 50% |
안전성 |
중간 |
매우높음 |
Piconet 개수 |
10 |
5 |
-인체 내부의 물, 섬유질, 뼈 같은 성분으로 인해 공기중보다 점파감쇄가 30~50db이상 더 큼
나. 기존의 IEEE802.15표준과 WBAN의 비교
구분 |
기존802표준 |
WBAN |
전송제어기술 |
15.3, 15.4MAC |
신뢰성 향상을 위한 단일 확장형 MAC |
전력소모 |
저전력 |
초저전력 |
전력원 |
일반전력원 |
초저가, 초소형 전력원 |
요구사항 |
낮은 지연 |
응용에 따라 지연 보장 |
주파수 대역 |
ISM |
인체통신을 위해 승인된 주파수 대역 |
IV. 의료 서비스용 주파수 분배 동향
가. MedRadio 대역(401~406 MHz)
- 체내 이식 의료용 무선 통신을 위한 MICS 대역의 400MHz 대역은 인체 내부에서의 전파 감쇄 특성이 가장 우수하다는 장점이 있음
- 전 세계적으로 402 ~ 405 MHz 대역을 공통적으로 분배하여 사용하고 있음
- 대역폭 3MHz를 10개 채널로 나누어 채널당 300kHz씩 사용할 수 있음
- 최대 유효 방사 출력을 -16dBm(25uW)로 매우 작게 제한하였음
나. Medical BAN 대역(2,360 ~ 2,400 MHz)
- MBAN 대역은 GE Health Care사가 제안하여 FCC가 NPRM 발표를 통하여 의료 서비스용 주파수 대역으로 분배를 검토
- 인체 표면의 센서로부터 검출한 생체 신호를 외부의 의료 장비에 전송하는 것을 목적으로 함
- 40 MHz의 넓은 대역을 사용하고, 채널 접속의 용이성, 주파수 다이버시티 활용 등의 장점을 얻을 수 있음
- 2.4GHz용으로 설계된 제품을 활용할 수 있고 안테나 사이즈를 작게 할 수 있는 장점이 있음
V. WBAN의 활용 및 동향
가. WBAN의 활용
분야 |
설명 |
의료용 |
혈당, 뇌파, 심전도, 근전도와 같은 생체신호를 측정하여 무선으로 전송하여 건강검진을 받을 수 있음. |
엔터테인먼트용 |
인체주변에서 무선으로 MP3 플레이어, 게임기, 스크린골프, 닌텐도,헤드셋, 휴대전화와 같은 휴대용 정보기기를 연결하여 사용함. |
나. WBAN의 최근 동향
- 최근 국내 TTA(한국 정보 통신 기술 협회)에서 제안한 WBAN 기술이 IEEE 국제표준(안)으로 반영됨.
- 관련 산업(의료, 엔터테인먼트)의 해외 진출에 큰 밑거름이 될 전망임.
- 신체 간 네트워크 (Body-to-Body Network: BBN), 즉 사람이 입거나 신체 안에 장착한 센서로 “인간 대 인간”이 무선 통신을 할 수 있도록 만들어진 네트워크 등으로 확대 발전.
[용어정리]
Piconet: 근거리 ad-hoc 무선망
Duty Cycle: 시스템의 활성화 상태 유지시간
MICS(Medical Implant Communication Service) : WBAN의 의료분야에서 임플란트 장치간 통신서비스 명칭.