의료용 In-Body WBAN 시스템을 위한 Offset Phase Rotation Shift Keying 및 Phase Silence Sotation Shift Keying 변조 방식

Abstract

본 논문에서는 의료용 In-Body Wireless Body Area Network (WBAN) 시스템을 위한 Offset Phase Rotation Shift Keying (OPRSK) 및 Phase Silence Rotation Shift Keying (PSRSK) 변조 방식을 제안한다. 현재 IEEE에서는 인체통신을 위한 WBAN 시스템을 802.15. Task Group (TG) 6로 지정하고 이에 관한 표준화를 진행하고 있다. 최근에는 WBAN 시스템의 전력 효율 향상을 위해 Phase Silence Shift Keying (PSSK), Phase Silence Position Keying (PSPK), 및 Phase Rotation Shift Keying (PRSK) 등의 변조 방식들이 제안되었으나, 기존의 방식들은 비선형 증폭기에 의한 왜곡에 취약한 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 심볼 구간의 전력 분산 및 성상도의 위상 옵셋을 통해 최대 위상 전이 범위를 제한함으로써 비선형 왜곡에 강인한 OPRSK 및 PSRSK 방식을 제안하며, 다양한 성능 분석을 통해 제안된 방식의 우수성을 입증하였다. In this paper, we proposed new modulation schemes, Offset Phase Rotation Shift Keying (OPRSK) and Phase Shift Rotation Shift Keying (PSRSK), for medical in-body wireless body area network (WBAN) systems. In IEEE, the WBAN system is assigned as 802.15. Task Group (TG) 6, and the related standardization is being progressed. Recently, in this Group, Phase Silence Shift Keying (PSSK), Phase Silence Position Keying (PSPK) and Phase Rotation Shift Keying (PRSK), which can obtain higher power efficiency, are proposed as new modulation schemes for low-power operation of WBAN system. However, they have a disadvantage for non-linear amplifier distortion. Therefore, in this paper, we proposed OPRSK and PSRSK, which are robust to non-linear amplification, by employing a phase offset in constellation and a power distribution in symbol duration, and verified that the proposed methods have good perfomance and stable operation through performance evaluation.