Czasopismo | PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - WIADOMOŚCI TELEKOMUNIKACYJNE | Rocznik 2017 - zeszyt 2-3

Radiowe sieci BAN

10.15199/59.2017.2-3.1

Sławomir J. Ambroziak

nr katalogowy: 104043
10.15199/59.2017.2-3.1

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. Słowa kluczowe: radiowe sieci BAN, właściwości elektryczne ciała człowieka, pozyskiwanie energii, tempo absorpcji swoistej, SAR Nowoczesne techniki telekomunikacyjne i ich dynamiczny rozwój powodują istotne zmiany w sposobach komunikacji pomiędzy ludźmi, ale także pomiędzy człowiekiem a maszyną. Z kolei techniki łączności bezprzewodowej umożliwiają dostarczanie usług telekomunikacyjnych niezależnie od istnienia stałej infrastruktury, w efekcie znacznie polepszając jakość i wygodę życia. Dzięki nieustającej miniaturyzacji urządzeń elektronicznych, przy jednoczesnym zmniejszaniu ich zapotrzebowania na energię, równie szybko rośnie popyt na zastosowanie rozwiązań telekomunikacji bezprzewodowej do łączności pomiędzy urządzeniami pracującymi w obrębie ciała ludzkiego, a także w jego bezpośrednim otoczeniu. Zastosowania te koncentrują się głównie na bezprzewodowej transmisji danych w aplikacjach medycznych (realizując połączenia pomiędzy różnego rodzaju sensorami lub/i urządzeniami umieszczonymi wewnątrz lub na powierzchni ciała), ale dotyczą także identyfikacji użytkownika czy też usług związanych z rozrywką. W takich zastosowaniach ciało ludzkie należy rozważać jako nietypowe środowisko propagacji fal radiowych w porównaniu z typowymi środowiskami wewnątrzbudynkowymi czy zewnętrznymi. Jak należy się spodziewać, rozwiązania systemowe w tego typu aplikacjach wymagają odmiennego podejścia do wielu problemów występujących w łączności bezprzewodowej. Obecnie w wielu ośrodkach [...]

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 (SRD); 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/ETSI EN 302 065 V1.1.1: Kompatybilność elektromagnetyczna i zagadnienia widmaradiowego (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) poz. 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 I. 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, P. 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 Biocompatible 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, P. 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 P., 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 - Część 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 (0 Hz to 300 GHz)", Official Journal of the European Communities, 30.07.1999.
[30] www.ictandhealth.com/news/newsitem/article/abi-nine-millioncontinuous- glucose-monitor-cgm-shipments-by-2021.html (data dostępu: 2016.12.30).
[31] www.polska-zbrojna.pl/home/articleshow/12999?t=zolnierzprzyszlosci- mon-podpisalo-umowe (data dostępu: 2016.12.30).
[32] Zhen B., M. Patel, S. Lee, E. Won, A. Astrin, “TG6 Technical Requirements Document", IEEE P802.15-08-0644-09-0006, 2008.
[33] Cordeiro C., Use Cases, Applications, and Requirements for BANS, 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. Maćkowiak, "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. Maćkowiak, "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. Maćkowiak, "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) Specifications for 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).

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 104043 "Radiowe sieci BAN..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - e-zeszyt (pdf) 2017-2-3 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	30.50 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

300.00 zł

PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - papierowa prenumerata roczna	348.00 zł brutto 322.22 zł netto 25.78 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - pakowanie i wysyłka	21.00 zł brutto 17.07 zł netto 3.93 zł VAT (stawka VAT 23%)

369.00 zł

PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD TELEKOMUNIKACYJNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	450.00 zł brutto 416.67 zł netto 33.33 zł VAT (stawka VAT 8%)

450.00 zł

Zeszyt

2017-2-3

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma