Badanie i analiza właściwości kanałów radiowych w sieciach WBAN (część 2)

W tej części artykułu przeprowadzono analizę zaników wolnozmiennych i szybkozmiennych w sieciach WBAN typu off-body z przestrzennym odbiorem zbiorczym oraz analizę stopnia skorelowania odbieranych sygnałów. Zaprezentowano model kanału radiowego dla wąskopasmowych i szerokopasmowych sieci WBAN typu off-body, pracujących w środowisku promu pasażerskiego. Przeprowadzono analizę porównawczą zaników wolnozmiennych i szybkozmiennych w sieciach WBAN typu body-to-body w środowisku zamkniętym i otwartym. Opisano również model cienia radiowego powodowanego przez ciało ludzkie w sieciach typu off-body i body-to-body oraz zaprezentowano analizę odpowiedzi impulsowej w szerokopasmowych sieciach WBAN typu off-body z polaryzacyjnym odbiorem zbiorczym.

Bezprzewodowy system telemedyczny monitorujący parametry życiowe pacjenta

Wszechobecny monitoring pacjenta jest jednym ze sposobów zniwelowania negatywnych skutków obecnego modelu opieki zdrowotnej i może być dużym krokiem naprzód w rozwoju medycyny. W niniejszym referacie przedstawiono projekt i wykonanie bezprzewodowego systemu telemedycznego, monitorującego parametry życiowe człowieka, takie jak aktywność elektryczna serca, przyspieszenie ciała oraz stan przycisku alarmowego. Składa się on z urządzenia nasobnego, stacji bazowej, komputera oraz terminala mobilnego. Przeprowadzono badania wpływu zmiennych warunków pracy na działanie sieci WBAN typu off-body, stanowiącej część wykonanego systemu.

Characterization of Slow and Fast Fading in Off-Body Communication at 2.45 GHz with Space Diversity Scheme in an Indoor Environment

The characterization of slow and fast fading in wireless body area networks with space diversity scheme has been presented. The analysis, based on the measurements at 2.45 GHz in an indoor environment, has shown that for all investigated configurations of receiving wearable antennas, the correlation coefficient values of the received signals’ parameters are below the assumed value of 0.5, being close to zero for the vast majority of cases. It has been shown that the slow fading component may be modelled by a lognormal distribution with zero average and the standard deviation from the range of [1.43, 1.98] dB. The fast fading component is the best modelled by a Rice distribution with the noncentrality parameter and the scale parameter being in the range [0.8125, 0.9624] and [0.5269, 0.6954], respectively.

Characterization of slow and fast fading in off-body communication at 2.45 GHz with space diversity scheme in indoor environment

The characterization of slow and fast fading in Wireless Body Area Networks with space diversity scheme has been presented. The analysis, based on the measurements at 2.45 GHz in indoor environment, has shown that for all investigated configurations of receiving wearable antennas the correlation coefficient values of received signals’ parameters are below the assumed value of 0.5, being close to zero for the vast majority of cases. It has been shown that the slow fading component may be modelled by a lognormal distribution with zero average and the standard deviation from the range of [1.43, 1.98] dB. The fast fading component is the best modelled by a Rice distribution with the non-centrality parameter and the scale parameter being in the range [0.8125, 0.9624], and [0.5269, 0.6954], respectively.

Fading Analysis in Off-Body Channels in a Straight Metallic Corridor in a Passenger Ferry Environment

P. Kosz , S. Ambroziak , L. Correia, J. Stefański – 2019
This paper presents a fading analysis for Body Area Networks off-body communications at 2.45 GHz in a passenger ferry environment. The results are based on measurements performed for dynamic scenarios in a straight metallic corridor. Two components, extracted from instantaneous system loss values, have been analysed: small- and large-scales fading, separately for each scenario. Well-known probability distribution functions have been fitted to the empirical distributions by using Goodness of Fit tests. The slow fading component is best modelled by the Lognormal Distribution, with 0 dB mean and [1.22, 2.88] dB standard deviation parameters, while the fast fading one is by the Nakagami-m Distribution with [0.78, 0.91] shape and [1.9, 2.18] scale parameters.

Fading Analysis in Off-Body Channels in a Straight Metallic Corridor in a Passenger Ferry Environment

P. Kosz , S. Ambroziak , L. Correia, J. Stefański – 2019
This paper presents a fading analysis for Body Area Networks off-body communications at 2.45 GHz in a passenger ferry environment. The results are based on measurements performed for dynamic scenarios in a straight metallic corridor. Two components, extracted from instantaneous system loss values, have been analysed: small- and large-scales fading, separately for each scenario. Well-known probability distribution functions have been fitted to the empirical distributions by using Goodness of Fit tests. The slow fading component is best modelled by the Lognormal Distribution, with 0 dB mean and [1.22, 2.88] dB standard deviation parameters, while the fast fading one is by the Nakagami-m Distribution with [0.78, 0.91] shape and [1.9, 2.18] scale parameters.

Measurement Stand and Methodology for Research of the Off-Body and Body-to-Body Radio Channels in WBANs with Different Diversity Schemes

The concept of an experimental test bed for system loss and channel impulse response measurements for off-body and body-to-body radio channels in wireless body area networks (WBANs) is fully described. The possible measurement scenarios that may occur in investigation of off-body and body-to-body channels are classified and described in detail. Additionally, an evaluation is provided of the standard and expanded uncertainties of the presented measurement stand and methodology. Finally, the exemplary results are presented and discussed, in order to point out the need for further investigations of different diversity schemes and their applications in WBANs.

Mobilne urządzenie do wytwarzania kurtyny elektromagnetycznej w celu ochrony przed RCIED

Podczas działań operacyjnych służb państwowych takich jak Straż Graniczna, czy też Policja w wielu przypadkach ich funkcjonariusze muszą obchodzić się z przedmiotami o nieznanym i podejrzanym pochodzeniu. Często w obszarach lotnisk i terminali komunikacyjnych istnieje konieczność poddania analizie zawartości porzuconych paczek i niezidentyfikowanych obiektów, aby określić czy nie zawierają one np. materiałów wybuchowych. Z racji wymaganej konieczności stosowania możliwie najwyższych środków bezpieczeństwa każdy przedmiot traktowany jest jak potencjalny improwizowany ładunek wybuchowy np. sterowany drogą radiową – RCIED (Remote Controlled Improvised Explosive Device). W celu zwiększenia bezpieczeństwa funkcjonariuszy oraz osób postronnych stosowane są urządzenia do wytwarzania tzw. kurtyny elektromagnetycznej. Zabieg ten można rozumieć jako wytworzenie szerokopasmowego sygnału zagłuszającego uniemożliwiającego realizację łączności radiowej np. z użyciem systemów telefonii komórkowej. Warto zauważyć, iż w wielu przypadkach konieczne jest utrzymanie własnej komunikacji radiowej w celach operacyjnych. W tym celu sygnał zagłuszający należy poddać przetwarzaniu, aby w szerokim pasmie zagłuszanych wyizolować niezagłuszone obszary ochronne. W Katedrze Systemów i Sieci Radiokomunikacyjnych Politechniki Gdańskiej zdecydowano się zbudować przenośne urządzenie do wytwarzania szerokopasmowego sygnału zagłuszającego o parametrach użytkowych odpowiednich dla funkcjonariuszy organów bezpieczeństwa.

Realizacja mobilnego urządzenia do wytwarzania kurtyny elektromagnetycznej do zastosowań specjalnych

In the article the assumptions, design and realisation of the technological demonstrator of a mobile device for generating an electromagnetic curtain (AEGIS) were presented, both in the area of hardware and software. The device is designed to block radio communication by which it is possible to detonate the Radio Controlled Improvised Explosive Devices (RCIEDs). The preliminary laboratory tests of the demonstrator for generating the jamming signal, that were presented in the paper, aimed at assessing the correctness of the device operation and generated signal parameters verification. On the basis of the obtained results, the ability to jam the cellular systems as well as other radio devices operating in the frequency band from 400 MHz to 2700 MHz was assessed.

Wideband Off-Body Channel Characteristics with Dynamic User

K. Turbić, S. Ambroziak , L. Correia, M. Beko – 2019
This paper presents the preliminary results of a dynamic off-body channel characterisation study, based on wideband measurements at 5.8 GHz in an indoor environment. The Channel Impulse Response (CIR) was measured for a scenario with the user approaching and departing from the off-body antenna. A CIR deconvolution procedure was performed jointly in two polarisations, and the received signal power, Cross-Polarisation Discrimination (XPD), delay mean and standard deviation were calculated based on the estimated path delays and amplitudes. The statistical analysis is performed, and the obtained results show large variations of the CIR parameters. The XPD is observed to vary up to 21.3 dB.