신체 영역 네트워크에서 의료 정보 수집 시스템을 위한 저지연 및 고신뢰성을 갖는 Q-Learning 기반의 라우팅 프로토콜 (Q-Learning Based Dynamic Routing Protocol with Low Latency and High Reliability for Medical Data Collection System Using Body Area Networks)

서지정보

· 발행기관 : 한국통신학회
· 수록지 정보 : 한국통신학회논문지 / 44권 / 11호 / 2090 ~ 2101페이지
· 저자명 : 최유진, 권정훈, 나호정, 유상조

초록

신체 영역 네트워크(BAN : Body Area Network)는 신체데이터를 지속적으로 수집하여 사용자의 건강에 대한실시간 모니터링이 가능하다. 하지만 센서는 배터리 등 자원의 한계가 있기 때문에 에너지 효율성이 요구되며, 실시간 데이터 수집을 위해 지연 시간을 최소로 해야 한다. 또한, 사용자의 건강관리 및 문제 발생 시 빠른 대처를위해 수집한 신체데이터를 건물 내부의 데이터 스테이션에서 관리하는 것도 중요하다. 따라서 본 논문에서는 신체영역 네트워크에서 수집한 신체 데이터를 건물 내부의 데이터 스테이션으로 전달하기 위한 동적 라우팅 프로토콜을 제안한다. 우선 신체데이터 수집을 위해 신체 영역 네트워크에서 지연시간, 네트워크 수명, 에너지 효율성을 고려한 최적의 경로를 탐색한다. 그리고 수집된 데이터를 의료 관련 건물 내부의 데이터 스테이션으로 전송하기 위해 건물에 별도의 무선네트워크를 구성하고, 에너지 효율성을 고려한 최적의 경로를 탐색한다. 동적인 환경에서적응적으로 동작하기 위해 Q-Learning을 기반으로 각 목적에 맞는 라우팅프로토콜을 설계하였다. 모의실험을 통해제안된 방법이 최적 경로를 도출하는 것을 확인하였다.

영어초록

A Body Area Network(BAN) continuously collects body data to enable real-time monitoring of the user's health. Because sensors are limited in resource such as battery, there is a demand for energy efficiency, also the latency should be minimized for real-time data collection. In addition it is important to manage the collected body data in the data station inside the building for the user's health care and quick response in case of problems. In this paper, we propose dynamic data routing protocol for a medical information collection system in a healthcare facility. First of all, the BAN considers the requirements for latency, network lifetime and energy efficiency. In order to transmit the collected data to the base station inside the medical-related building, a separate wireless network is constructed in the building and the optimal path considering energy efficiency is searched. To consider the dynamic environment, routing protocols for each purpose were designed based on Q-Learning. The simulation results show that the proposed method derives the optimal path.

참고자료

· 없음