Radiowe sieci BAN

• Autorzy: Ambroziak S. J.

Identyfikatory

DOI

10.15199/59.2017.2-3.1

Warianty tytułu

EN

Wireless Body Area Networks

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono aktualny stan wiedzy z zakresu radiowych sieci BAN. w tym zagadnienia podstawowe (tj. definicję radiowych sieci BAN, ich klasyfikację i dostępne pasma częstotliwości), właściwości elektryczne ciała człowieka, zagadnienia warstwy fizycznej oraz zagadnienia antenowe. Zaprezentowano również możliwe źródła zasilania, zagadnienia bezpieczeństwa danych i bezpieczeństwa człowieka, a także omówiono zastosowania tych sieci wraz z wymaganiami im stawianymi.

EN

The article presents the current state of knowledge in the field of Wireless Body Area Networks, including basic issues (i.e. the definition of WBAN, classification and available frequency bands), the electrical properties of the human body, physical layer and antenna issues. The possible power sources, as well as data security and human safety have been presented. The applications of WBAN networks and requirements have been discussed.

Słowa kluczowe

PL

radiowe sieci BAN; właściwości elektryczne ciała człowieka; pozyskiwanie energii; tempo absorpcji swoistej; SAR

EN

wireless body area network; electrical properties of the human bodys; energy harvesting; specific absorption rate; SAR

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Telekomunikacyjny + Wiadomości Telekomunikacyjne
• Rocznik: 2017
• Tom: nr 2-3
• Strony: 36--50
• Opis fizyczny: Bibliogr. 45 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Ambroziak S. J.

• Politechnika Gdańska, Wydział Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki, Katedra Systemów i Sieci Radiokomunikacyjnych

Bibliografia

• [1] Zimmermann T., „Personal Area Networks: Near-Field Intrabody Communications" , IBM System Journal, tom 35, nr 3&4, pp. 609-617,1996.
• [2] IEEE 802.15.6-2012, IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks - Part 15.6: Wireless Body Area Networks, 2012.
• [3] Cavallari R., F. Martelli, R. Rosini, C. Buratti i R. Verdone, „A Survey on Wireless Body Area Networks: Technologies and Design Challenges", IEEE Communications Surveys & Tutorials, tom 16, nr 3, pp. 1635-1657, 2014.
• [4] Cao H., V. Leung, C. Chow i H. Chan, „Enabling Technologies for Wireless Body Area Networks: a Survey and Outlook", IEEE Communications Magazine, tom 47, nr 12, pp. 84-93, 2009.
• [5] Wang J. i Q. Wang, Body Area Communications: Channel Modeling, Communication Systems, and EMC, Singapur, Wiley, 2013.
• [6] ITU-R RS. 1346, Sharing Between the Meteorological Aids Service and Medical Implant Communication Systems (MICS) Operating in the Mobile Service in the Frequency Band 401-406 MHz, 1998.
• [7] Li H.-B., K.Y Yazdandoost, B. Zhen, Wireless Body Area Network, River Publishers, 2010.
• [8] „ITU - Radio Regulations", 2012, http://life.itu.int/radioclub/rr/rindex.htm (15.12.2016).
• [9] FCC DA 15-547, Small Entity Compliance Guide - Medical Body Area Networks, Federal Communications Commission, Washington, May 6,2015.
• [10] ETSI TR 102 655 V1.1.1, Electromagnetic Compatibility and Radio Spectrum Matters (ERM); System Reference Document; Short Range Devices (SRDI; Low Power Active Medical Implants (LP-AMI) Operating in a 20 MHz Band Within 2 360 MHz to 3 400 MHz (2008-11).
• [11] Polski Komitet Normalizacyjny: Polska Norma nr PN/ETSIEN 302 065 V1.1.1: Kompatybilność elektromagnetyczna i zagadnienia widma radiowego (ERM). Technika ultraszerokopasmowa (UWB) stosowana w komunikacji - zharmonizowana EN zapewniająca spełnienie wymagań zgodnie z artykułem 3.2 dyrektywy R&TTE, 2008.
• [12] Sadowski J., Efektywne kształtowanie widma radiowego sygnału impulsowego (IR UWB) dla potrzeb wymagań międzysystemowej kompatybilności elektromagnetycznej, Rozprawa doktorska, Politechnika Gdańska, 2010.
• [13] Dz. U. nr 2 (2010) póz. 8, Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 30 grudnia 2009 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie urządzeń radiowych nadawczych lub nadawczo-odbiorczych, które mogą być używane bez pozwolenia radiowego.
• [14] Galluccio L., T. Melodia, S. Palazzo, G. Santagati, "Challenges and Implications of Using Ultrasonic Communications in Intra-Body Area Networks", 9th Annual Conference on Wireless On-demand Network Systems and Services (WONS), 2012, pp. 182-189.
• [15] Akyildiz l. F., F. Brunetti, C. Blazquez, "Nanonetworks: A New Communication Paradigm", Computer Networks, vol. 52, no. 12, pp. 2260-2279, Aug. 2008.
• [16] Solarczyk K., K. Wojcik, R Kulakowski, „Nanocommunication via FRET with DyLight Dyes Using Multiple Donors and Acceptors", IEEE Transactions on Nanobioscience, tom 15, nr 3, 2016.
• [17] Gabriel C., „Compilation of the Dielectric Properties of Body Tissues at RF and Microwave Frequencies", Brooks Air Force Technical Report, 1996.
• [18] www.sensimed.com (data dostępu: 2016.12.22).
• [19] www.lsr.com/downloads/products/330-0149.pdf (data dostępu: 2016.12.22).
• [20] Qia Y, M.C. McAlpine, „Nanotechnology-Enabled Flexible and Bio-compatible Energy Harvesting", Energy & Environmental Science, 3, 2010.
• [21] www.hdiac.org/node/1488 (data dostępu: 2016.12.23).
• [22] Roundy S., D. Steingart, L. Frechette, R Wright, J. Rabaey, „Power Sources for Wireless Sensor Networks", w: Proceedings of the First European Workshop on Wireless Sensor Networks, Springer, 2004.
• [23] www.ubergizmo.com/2012/02/aire-mask-charges-iphone-with-your-breath (data dostępu: 2016.12.29).
• [24] Tomaszewski G., „Ocena efektywności przetwarzania energii pola elektromagnetycznego w układzie P2110 dla pasma UHF", Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej 289, Elektrotechnika 33, 2013.
• [25] „P2110 - 915 MHz RF Powerharvester™ Receiver", Product Datasheet, Powercast Corporation, 2010.
• [26] Gupta S.K.S., T. Mukherjee, K.K. Venkatasubramanian, „Body Area Networks Safety, Security, and Sustainability", Cambridge University Press, 2013.
• [27] Van Torre R, T. Castel, H. Rogier. „Encrypted Body-to-Body Wireless Sensor Node Employing Channel-State-Based Key Generation", 10th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP 2016), Davos, Szwajcaria, 2016.
• [28] PN-EN 62209-2:2010, Ekspozycja człowieka w polach elektromagnetycznych o częstotliwościach radiowych pochodzących od doręcznych i noszonych na ciele bezprzewodowych urządzeń łączności - Modele człowieka, aparatura i procedury - Cześć 2: Procedura wyznaczania szybkości pochłaniania właściwego energii (SAR) dla bezprzewodowych, przenośnych urządzeń łączności, używanych blisko ciała człowieka (zakres częstotliwości od 30 MHz do 6 GHz), 2010.
• [29] L 199, „Council Recommendation of 12 July 1999 on the Limitation of Exposure of the General Public to Electromagnetic Fields (O Hz to 300GHz)", Official Journal of the European Communities, 30.07.1999.
• [30] www.ictandhealth.com/news/newsitem/article/abi-nine-million-continuous-glucose-monitor-cgm-shipments-by-2021.html (data dostępu: 2016.12.30).
• [31] www.polska-zbrojna.pl/home/articleshow/12999?t=zolnierz-przyszlosci-mon-podpisalo-umowe (data dostępu: 2016.12.30).
• [32] Zhen B., M. Patel, S. Lee, E. Won, A. Astrin, "TG6Technical Requirements Document", IEEE P802.15-08-0644-09-0006, 2008.
• [33] Cordeiro C., Use Cases, Applications, and Requirements forBANS, Philips, 2007.
• [34] Yazdandoost K.Y , K. Sayrafian, „Channel Model for Body Area Network (BAN)", IEEE P802.15-08-0780-09-0006, 2009.
• [35] Ambroziak S.J., L.M. Correia, R.J. Katulski, M. Mackowiak, C. Oliveira, J. Sadowski, K. Turbic, „An Off-Body Channel Model for Body Area Networks in Indoor Environments", IEEE Transactions on Antennas and Propagation, tom 64, nr 9, str. 4022-4035, 2016.
• [36] Ambroziak S.J., K. Turbic, C. Oliveira, L.M. Correia, R.J. Katulski, „Empiryczny model tłumienia propagacyjnego dla sieci WBAN typu off-body", Przegląd Telekomunikacyjny i Wiadomości Telekomunikacyjne, nr 6, Warszawa 2016, str. 560-563.
• [37] Ambroziak S.J., „Badania i analiza polaryzacji fal radiowych w sieciach WBAN typu off-body w zamkniętym środowisku propagacyjnym", Przegląd Telekomunikacyjny i Wiadomości Telekomunikacyjne, nr 10, Warszawa 2015, str. 1555-1559.
• [38] Ambroziak S.J., Correia L., Turbic K., „Radio Channel Measurements in Body-to-Body Communications in Different Scenarios", 2016 URSI Asia-Pacific Radio Science Conference, Seul, Korea Południowa, 2016.
• [39] Ambroziak S.J., K. Turbic, C. Oliveira, L. M. Correia R.J. Katulski, „Fading Modelling in Dynamic Off-Body Channels", The 10th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP 2016), Davos, Szwajcaria, 2016.
• [40] Ambroziak S.J., L.M. Correia, R. Katulski, M. Mackowiak, „Impact of Radio Wave Polarisation on Off-Body Communications in Indoor Environments", The 9th European Conference on Antennas and Propagation (EuCAP 2015), Lizbona, Portugalia, 2015.
• [41] Ambroziak S.J., L.M. Correia, R. Katulski, M. Mackowiak, „Measurements of Path Loss in Off-Body Channels in Indoor Environments", 1st UR-SI Atlantic Radio Science Conference (URSI AT-RASC), Gran Canaria, Hiszpania, Maj 2015.
• [42] Ambroziak S.J., L.M. Correia, R. Katulski, M. Mackowiak, „Badania i analiza uwarunkowań propagacyjnych w sieciach bezprzewodowych pracujących w otoczeniu ciała człowieka", Przegląd Telekomunikacyjny i Wiadomości Telekomunikacyjne, nr 4, Warszawa 2015, str. 136-139.
• [43] IEEE 802.15.4 Standard, Part 15.4: „Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specificationsfor Low-Rate Wireless Personal Area Networks (LR-WPANs)", 2006.
• [44] „Bluetooth Low Energy: Specification of the Bluetooth System version 4.0", 2010.
• [45] www.iracon.org (data dostępu: 2016.12.31).

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017)