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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 박대진.
- 발행연도
- 2021
- 저작권
- 경북대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수9
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IoT 기기의 폭발적인 증가로 인해 디바이스간 다양한 유형의 통신 방법에 대한 연구 필요성이 대두되고 있다. 인간의 신체를 전송 채널로 사용하는 신체 통신은 무선 주파수를 전송하지 않고 무선 통신의 장점을 제공함으로써 웨어러블 기기와 센서를 통해 다양한 종류의 디지털 정보를 교환 할 수 있는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 이진 데이터 보호 기술 및 FSK를 기반으로 한 정전기결합 방식의 신체 통신시스템을 제안하며 1-bit 오류 정정 기법을 적용하여 통신에러를 줄이고자 하였다. 또한 SHA1-CRC 기반의 이진 데이터 송신 시 데이터의 반전 여부를 랜덤하게 결정함으로써 데이터를 보호하고 보안을 강화하여 스마트폰에서 일반적으로 사용되는 스와이프 패턴 또는 PIN 코드와 유사한 개인 전자 인증을 실험해 보았다. 기존 하드웨어 기반의 IBC 대비 제안하는 소프트웨어 기반의 IBC 시스템은 범용 MCU에 내장된 GPIO를 송신용, ADC를 수신용으로 활용하고 알루미늄 테이프로 신체 접촉용 전극 패드를 구성하였다. FSK 변조용 캐리어 신호는 50\% 듀티의 구형파를 사용하고, 신체를 통해 전달된 수신 신호의 복조는 ADC 결과로부터 제로 크로싱 알고리즘을 적용하여 구현하였다. 수신부의 캐리어 주파수 판정을 위한 알고리즘 내 임계치 설정 시 Otsu''s 의 이원화 기법을 기반으로 한 적응형 기법을 적용하여 주변 환경 및 수신 신호 세기의 변동에 유연하게 대응될 수 있도록 하였다. 실험 결과 전극 패드의 크기는 수신 신호의 세기에 영향을 미치지 않았지만, 전극 패드와 신체 접촉부와의 거리는 신호 세기에 큰 영향을 주었다. 제안하는 신체 통신 시스템의 검증을 위하여 CRC를 포함한 개인 식별용 이진 데이터를 신체를 통해 전송 후 1-bit 오류 정정 기법의 유효성과 오류 발생율을 확인하였다. 그 결과, 제안하는 신체 통신 시스템은 이진 데이터 송수신이 가능하고 오류 정정 기법을 적용할 경우 통신 오류 발생율이 현저하게 감소하므로 개인 전자 인증에 적용 가능한 구조임을 확인하였다.
목차
1. Introduction 12. Related Works 43. Background 93.1 Electrostatic coupling 103.2 Galvanic coupling 124. Proposed Architecture 154.1 Transmitter design 164.2 Receiver design 184.2.1 Edge detection algorithm for carrier frequency extraction 184.2.2 Adaptive threshold technique for edge detection algorthm 214.2.3 1-bit error correction 264.2.4 Received data judgment 315. Experiment Results 345.1 Measurement setup and received signal strength 345.2 1-bit error correction verication 385.3 Electronic authentication using random inversion-based SHA1 416. Discussion 457. Conclusion 46References 48
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