A wireless body area network offers cost-effective solutions for healthcare infrastructure. An adaptive transmission algorithm is designed to handle channel efficiency, which adjusts packet size according to the diffe...A wireless body area network offers cost-effective solutions for healthcare infrastructure. An adaptive transmission algorithm is designed to handle channel efficiency, which adjusts packet size according to the difference in feature-point values that indicate biomedical signal characteristics. Furthermore, we propose a priority-adjustment method that enhances quality of service while guaranteeing signal integrity. A large number of simulations were carried out for performance evaluation. We use electrocardiogram and electromyogram signals as reference biomedical signals for performance verification. From the simulation results, we find that the average packet latency of proposed scheme is enhanced by 30% compared to conventional method. The simulation results also demonstrate that the proposed algorithm achieves significant performance improvement in terms of drop rates of high-priority packets around 0.3%-0.9 %.展开更多
A wireless body area network (WBAN) allows integration of low power, invasive or noninvasive miniaturized sensors around a human body. WBAN is expected to become a basic infrastructure element for human health monitor...A wireless body area network (WBAN) allows integration of low power, invasive or noninvasive miniaturized sensors around a human body. WBAN is expected to become a basic infrastructure element for human health monitoring. The Task Group 6 of IEEE 802.15 is formed to address specific needs of body area network. It defines a medium access control layer that supports various physical layers. In this work, we analyze the efficiency of simple slotted ALOHA scheme, and then propose a novel allocation scheme that controls the random access period and packet transmission probability to optimize channel efficiency. NS-2 simulations have been carried out to evaluate its performance. The simulation results demonstrate significant performance improvement in latency and throughput using the proposed MAC algorithm.展开更多
针对无线体域网（wireless body area network,WBAN）结合云计算时的数据通信与用户隐私安全问题,提出使用多值和模糊方案（multi-valued and ambiguous scheme,MAS）解决云辅助WBAN中的数据安全问题。首先概述MAS算法,给出该算法的加...针对无线体域网（wireless body area network,WBAN）结合云计算时的数据通信与用户隐私安全问题,提出使用多值和模糊方案（multi-valued and ambiguous scheme,MAS）解决云辅助WBAN中的数据安全问题。首先概述MAS算法,给出该算法的加密和推理过程;然后将该算法应用于云辅助WBAN,并证明该算法能有效保证云端与WBAN间的数据通信安全,同时结合现存的加密算法提供了一种实现该算法的实例;最后验证算法的效率,实验结果显示,输入数据从0~900 KB增加的过程中,算法的加密总时间始终保持在5 s以内,低于DES和AES算法,解密总时间大部分在22 s以内,优于DES和AES算法,该算法可以很好地用于解决云辅助WBAN的数据安全问题。展开更多
针对无线体域网(wireless body area networks,WBAN)存储资源有限的特点,在WBAN中引入云存储,将WBAN收集到的数据外包到云端,提出无证书公共审计方案保护外包数据安全。无证书公钥密码体制消除了证书管理负荷,避免了密钥托管问题。公共...针对无线体域网(wireless body area networks,WBAN)存储资源有限的特点,在WBAN中引入云存储,将WBAN收集到的数据外包到云端,提出无证书公共审计方案保护外包数据安全。无证书公钥密码体制消除了证书管理负荷,避免了密钥托管问题。公共审计无需下载云端数据到本地,通过第三方审计员远程检查数据的完整性,保护数据隐私。在计算Diffie-Hellman问题困难性假设下,该方案被证明在随机预言模型中是安全的。模拟分析结果表明,该方案运算消耗低,更适用于云辅助WBAN中。展开更多
针对无线体域网(wireless body area network,WBAN)异常数据检测方法忽视人体异常数据的连续性,缺乏异常数据集检测等问题,提出一种基于Hampel滤波器和DBSCAN分层的WBAN异常数据检测方法。根据时间相关性利用Hampel滤波器检测异常数据点...针对无线体域网(wireless body area network,WBAN)异常数据检测方法忽视人体异常数据的连续性,缺乏异常数据集检测等问题,提出一种基于Hampel滤波器和DBSCAN分层的WBAN异常数据检测方法。根据时间相关性利用Hampel滤波器检测异常数据点,保证数据的连续性,使用改进的基于滑动时间窗的DBSCAN算法,检测异常数据集。实验结果表明,所提方法和其它方法相比,实现了分层的异常数据检测,在保证检测精度的同时准确标注出了异常数据集,具有空间复杂度小的优势。展开更多
为解决无线体域网(Wireless Body Area Networks,WBAN)在人体运动过程中网络拓扑结构频繁变化导致链路质量和WBAN性能下降等问题,首先根据人体结构对WBAN网络拓扑进行优化,通过添加中继节点建立WBAN主干网,提供节点和hub之间相对稳定的...为解决无线体域网(Wireless Body Area Networks,WBAN)在人体运动过程中网络拓扑结构频繁变化导致链路质量和WBAN性能下降等问题,首先根据人体结构对WBAN网络拓扑进行优化,通过添加中继节点建立WBAN主干网,提供节点和hub之间相对稳定的链接,然后提出了适用于WBAN拓扑优化后的路由策略(Routing Protocol Based on Topology Optimization and Link Awareness,R-TOLA)。R-TOLA综合了链路质量感知和代价函数,通过调整主干网中继和节点中继获得最优化路径。仿真实验表明,基于拓扑结构优化和链路感知的R-TOLA协议和其他路由协议相比,在人体拓扑网络结构频繁变化的环境下具有网络生存时间更长、吞吐量更大等优势。展开更多
作为一种新的电子医疗技术,无线体域网(wireless body area networks,WBANs)将在病情监测中发挥重要作用,安全性及隐私性保护是无线体域网的重要内容。针对WBANs数据访问控制提出一种细粒度的数据访问方法,该方法采用基于属性的数据加...作为一种新的电子医疗技术,无线体域网(wireless body area networks,WBANs)将在病情监测中发挥重要作用,安全性及隐私性保护是无线体域网的重要内容。针对WBANs数据访问控制提出一种细粒度的数据访问方法,该方法采用基于属性的数据加密方法,加密者将数据访问结构作为访问策略,当解密者所具有的属性满足该结构时,即可访问该数据,否则,拒绝用户访问。分别从正确性、安全性及能量消耗三方面对方案进行分析。仿真实验结果表明,本方案相对其他方案能量消耗较小。展开更多
基金supported by Inha University Research Grant,Korea
文摘A wireless body area network offers cost-effective solutions for healthcare infrastructure. An adaptive transmission algorithm is designed to handle channel efficiency, which adjusts packet size according to the difference in feature-point values that indicate biomedical signal characteristics. Furthermore, we propose a priority-adjustment method that enhances quality of service while guaranteeing signal integrity. A large number of simulations were carried out for performance evaluation. We use electrocardiogram and electromyogram signals as reference biomedical signals for performance verification. From the simulation results, we find that the average packet latency of proposed scheme is enhanced by 30% compared to conventional method. The simulation results also demonstrate that the proposed algorithm achieves significant performance improvement in terms of drop rates of high-priority packets around 0.3%-0.9 %.
基金Project(2010-0020163) supported by Inha University Research and by Basic Science Research Program through the National Research Foundation of Korea(NRF) Funded by the Ministry of Education, Korea
文摘A wireless body area network (WBAN) allows integration of low power, invasive or noninvasive miniaturized sensors around a human body. WBAN is expected to become a basic infrastructure element for human health monitoring. The Task Group 6 of IEEE 802.15 is formed to address specific needs of body area network. It defines a medium access control layer that supports various physical layers. In this work, we analyze the efficiency of simple slotted ALOHA scheme, and then propose a novel allocation scheme that controls the random access period and packet transmission probability to optimize channel efficiency. NS-2 simulations have been carried out to evaluate its performance. The simulation results demonstrate significant performance improvement in latency and throughput using the proposed MAC algorithm.
文摘为了探索高频段室内无线体域网通信的可行性,对11 GHz室内无线体域网的传播特性进行了测量与研究。基于大量的测量数据,给出了11 GHz频段室内无线体域网的路径损耗、阴影效应与均方根时延扩展的统计特性。针对体对体通信时人体相对角度变化的场景,提出了一种具有相对角度影响的路径损耗模型,该模型利用了与身体角度相关的路径损耗指数、浮动截距以及身体角度因子修正相对角度变化引入的路径损耗。为了验证模型的适用性,对比分析了在小型空教室和大型会议室两种不同场景下相对角度变化对信道传播特性的影响。研究结果表明:在收发端距离固定的情况下,路径损耗指数、浮动截距和由相对角度引起的路径损耗(Path Loss caused by Relative Angle,PLRA)均与相对角度具有三角函数关系;在收发端相对角度固定时,PLRA与收发端距离无关,仅与相对角度有关。上述研究结果可以为11 GHz频段在未来室内无线体域网的使用提供理论基础与实践依据。
文摘针对无线体域网（wireless body area network,WBAN）结合云计算时的数据通信与用户隐私安全问题,提出使用多值和模糊方案（multi-valued and ambiguous scheme,MAS）解决云辅助WBAN中的数据安全问题。首先概述MAS算法,给出该算法的加密和推理过程;然后将该算法应用于云辅助WBAN,并证明该算法能有效保证云端与WBAN间的数据通信安全,同时结合现存的加密算法提供了一种实现该算法的实例;最后验证算法的效率,实验结果显示,输入数据从0~900 KB增加的过程中,算法的加密总时间始终保持在5 s以内,低于DES和AES算法,解密总时间大部分在22 s以内,优于DES和AES算法,该算法可以很好地用于解决云辅助WBAN的数据安全问题。
文摘针对无线体域网(wireless body area networks,WBAN)存储资源有限的特点,在WBAN中引入云存储,将WBAN收集到的数据外包到云端,提出无证书公共审计方案保护外包数据安全。无证书公钥密码体制消除了证书管理负荷,避免了密钥托管问题。公共审计无需下载云端数据到本地,通过第三方审计员远程检查数据的完整性,保护数据隐私。在计算Diffie-Hellman问题困难性假设下,该方案被证明在随机预言模型中是安全的。模拟分析结果表明,该方案运算消耗低,更适用于云辅助WBAN中。
文摘针对无线体域网(wireless body area network,WBAN)异常数据检测方法忽视人体异常数据的连续性,缺乏异常数据集检测等问题,提出一种基于Hampel滤波器和DBSCAN分层的WBAN异常数据检测方法。根据时间相关性利用Hampel滤波器检测异常数据点,保证数据的连续性,使用改进的基于滑动时间窗的DBSCAN算法,检测异常数据集。实验结果表明,所提方法和其它方法相比,实现了分层的异常数据检测,在保证检测精度的同时准确标注出了异常数据集,具有空间复杂度小的优势。
文摘为解决无线体域网(Wireless Body Area Networks,WBAN)在人体运动过程中网络拓扑结构频繁变化导致链路质量和WBAN性能下降等问题,首先根据人体结构对WBAN网络拓扑进行优化,通过添加中继节点建立WBAN主干网,提供节点和hub之间相对稳定的链接,然后提出了适用于WBAN拓扑优化后的路由策略(Routing Protocol Based on Topology Optimization and Link Awareness,R-TOLA)。R-TOLA综合了链路质量感知和代价函数,通过调整主干网中继和节点中继获得最优化路径。仿真实验表明,基于拓扑结构优化和链路感知的R-TOLA协议和其他路由协议相比,在人体拓扑网络结构频繁变化的环境下具有网络生存时间更长、吞吐量更大等优势。
文摘作为一种新的电子医疗技术,无线体域网(wireless body area networks,WBANs)将在病情监测中发挥重要作用,安全性及隐私性保护是无线体域网的重要内容。针对WBANs数据访问控制提出一种细粒度的数据访问方法,该方法采用基于属性的数据加密方法,加密者将数据访问结构作为访问策略,当解密者所具有的属性满足该结构时,即可访问该数据,否则,拒绝用户访问。分别从正确性、安全性及能量消耗三方面对方案进行分析。仿真实验结果表明,本方案相对其他方案能量消耗较小。
