Contribution to Efficient Use of Narrowband Radio Channel

Předkládaná práce se soustředí na problematiku využívání úzkopásmového rádiového kanálu rádiovými modemy, které jsou určené pro průmyslové aplikace pozemní pohyblivé rádiové služby, specifikované v dominantní míře Evropským standardem ETSI EN 300 113. Tato rádiová zařízení se používají v kmitočtových pásmech od 30 MHz do 1 GHz s nejčastěji přidělovanou šířkou pásma 25 kHz a ve většině svých instalací jsou využívána ve fixních nebo mobilních bezdrátových sítích. Mezi typické oblasti použití patří zejména datová telemetrie, aplikace typu SCADA, nebo monitorování transportu strategických surovin. Za hlavní znaky popisovaného systému lze označit komunikační pokrytí značných vzdáleností, dané především vysokou výkonovou účinnosti datového přenosu a využívaní efektivních přístupových technik na rádiový kanál se semiduplexním komunikačním režimem. Striktní požadavky na elektromagnetickou kompatibilitu umožňují těmto zařízením využívat spektrum i v oblastech kmitočtově blízkým jiným komunikačním systémům bez nutnosti vkládání dodatečných ochranných frekvenčních pásem. Úzkopásmové rádiové komunikační systémy, v současnosti používají převážně exponenciální digitální modulace s konstantní modulační obálkou zejména z důvodů velice striktních omezení pro velikost výkonu vyzářeného do sousedního kanálu. Dosahují tak pouze kompromisních hodnot komunikační účinnosti. Úpravy limitů příslušných rádiových parametrů a rychlý rozvoj prostředků číslicového zpracování signálu v nedávné době, dnes umožňují ekonomicky přijatelné využití spektrálně efektivnějších modulačních technik i v těch oblastech, kde je prioritní využívání úzkých rádiových kanálů. Cílem předkládané disertační práce je proto výzkum postupů směřující ke sjednocení výhodných vlastností lineárních a nelineárních modulací v moderní konstrukci úzkopásmového rádiového modemu. Účelem tohoto výzkumu je efektivní a „ekologické“ využívání přidělené části frekvenčního spektra. Mezi hlavní dílčí problémy, jimiž se předkládaná práce zabývá, lze zařadit zejména tyto: Nyquistova modulační filtrace, navrhovaná s ohledem na minimalizaci nežádoucích elektromagnetických interferencí, efektivní číslicové algoritmy frekvenční demodulace a rychlé rámcové a symbolové synchronizace. Součástí práce je dále analýza navrhovaného řešení z pohledu celkové konstrukce programově definovaného rádiového modemu v rovině simulací při vyšetřování robustnosti datového přenosu rádiovým kanálem s bílým Gaussovským šumem nebo kanálem s únikem v důsledku mnohacestného šíření signálu. Závěr práce je pak zaměřen na prezentování výsledků praktické části projektu, v níž byly testovány, měřeny a analyzovány dvě prototypové konstrukce rádiového zařízení. Tato finální část práce obsahuje i praktická doporučení, vedoucí k vyššímu stupni využitelnosti spektrálně efektivnějších komunikačních režimů v oblasti budoucí generace úzkopásmových zařízení pozemní pohyblivé rádiové služby.he industrial narrowband land mobile radio (LMR) devices, as considered in this dissertation project, has been subject to European standard ETSI EN 300 113. The system operates on frequencies between 30 MHz and 1 GHz, with channel separations of up to 25 kHz, and is intended for private, fixed, or mobile, radio packet switching networks. Data telemetry, SCADA, maritime and police radio services; traffic monitoring; gas, water, and electricity producing factories are the typical system applications. Long distance coverage, high power efficiency, and efficient channel access techniques in half duplex operation are the primary advantages the system relays on. Very low level of adjacent channel power emissions and robust radio receiver architectures, with high dynamic range, enable for a system’s coexistence with various communication standards, without the additional guard band frequency intervals. On the other hand, the strict limitations of the referenced standard as well as the state of the technology, has hindered the increase in communication efficiency, with which the system has used its occupied bandwidth. New modifications and improvements are needed to the standard itself and to the up-to-date architectures of narrowband LMR devices, to make the utilization of more efficient modes of system operation practically realizable. The main objective of this dissertation thesis is therefore to find a practical way how to combine the favorable properties of the advanced nonlinear and linear digital modulation techniques in a single digital modem solution, in order to increase the efficiency of the narrowband radio channel usage allocated to the new generation of the industrial LMR devices. The main attention is given to the particular areas of digital modem design such as proposal of the new family of the Nyquist filters minimizing the adjacent channel interference, design and analysis of the efficient algorithms for frequency discrimination, fast frame and symbol

Trendy nr 4/2016

W nowym numerze TRENDÓW piszemy o kompetencjach kluczowych – informatycznych, matematycznych, technicznych, umiejętności uczenia się, innowacyjności i przedsiębiorczości. W kwietniu 2017 r. zastanowimy się nad tym, jak kształtować pozostałe – umiejętność porozumiewania się w języku ojczystymi obcym, kompetencje społeczne i obywatelskie, świadomość i ekspresję kulturalną. Kompetencje kluczowe to kompetencje, które wspierają rozwój osobisty, włączanie w życie społeczne, aktywne obywatelstwoi możliwość znalezienia zatrudnienia. Proces kształtowania i rozwijaniaw sobie kompetencji kluczowych trwa przez całe życie i nigdy się niekończy. Autorzy artykułów w tym numerze udowadniają, że kształtowanie kompetencji kluczowych nie jest trudne – to codzienność i stały element pracy w szkołach

Buried bumper syndrome – complication of enteral nutrition

Good nutritional status of the patient is very often key to successful medical intervention. For patients capable of safe and efficient swallowing, the modification of diet or introduction of oral nutritional supplements is sufficient. In patients with swallowing disorders, regardless of their aetiology, artificial nutrition access is required. In the case of long-term nutritional therapy, percutaneous endoscopic gastrostomy (PEG) insertion is considered the gold standard. The procedure of inserting a PEG feeding tube is not difficult to perform and is widely used. As any invasive medical procedure, PEG tube insertion involves the risk of complications. Typical complications that may follow this common procedure include dislodgement, dysfunction, skin infection in the area of PEG catheter placement and aspiration of gastric contents. A rare or rather rarely diagnosed complication that may result from PEG tube placement is the migration of the internal bumper under the gastric mucosa, or even deeper. This can result in the covering of the internal bumper with granulation tissue and gradual loss of its functionality. Correct prevention and treatment allows to keep the catheter functionality and protect against other serious, often life-threatening, complications such as extensive phlegmon infection of the anterior abdominal wall. The best prophylaxis is the education of caregivers providing long-term care of the PEG outside of hospital. Early recognition of the complication allows for preservative treatment and maintenance of a fully functional nutrition access. In the case of extensive and deep migration and the site being fully covered with mucosa, PEG removal and insertion of a new one is often necessary. In some cases, it is possible to use the existing, mature PEG canal with well-defined edges; however, in the case of severe infection a new PEG tube is inserted at another site.Właściwy stan odżywienia pacjenta bardzo często decyduje o sukcesie całego procesu leczniczego. W przypadku chorych, którzy samodzielnie połykają, wsparcie żywieniowe może być realizowane przez zmianę diety lub dołączenie doustnych suplementów pokarmowych. Pacjenci z zaburzeniami połykania (niezależnie od ich etiologii) muszą mieć wytworzony sztuczny dostęp do przewodu pokarmowego. W razie konieczności żywienia długoterminowego złotym standardem jest wytworzenie przezskórnej gastrostomii metodą endoskopową (percutaneous endoscopic gastrostomy, PEG). Założenie sondy żywieniowej tego typu nie jest technicznie trudne, jednak – jak każda procedura inwazyjna – wiąże się z ryzykiem powikłań. Typowe powikłania związane z obecnością PEG to wypadnięcie, zatkanie, aspiracja treści pokarmowej oraz infekcja skóry w miejscu założenia cewnika. Rzadziej występującym (albo raczej rzadziej rozpoznawanym) powikłaniem jest jego stopniowe zagłębianie się w błonie śluzowej, z następowym obrośnięciem tkanką ziarninową i stopniową utratą funkcji. Właściwe postępowanie zapobiegawcze i odpowiednie leczenie pozwalają zachować funkcjonalność cewnika i chronią przed wystąpieniem innych – często groźnych dla życia – powikłań, m.in. rozległej ropowicy przedniej ściany jamy brzusznej. Najlepszą profilaktykę powikłań stanowi edukacja osób zajmujących się PEG w warunkach pozaszpitalnych. Wczesne rozpoznanie problemu pozwala na wdrożenie postępowania zachowawczego i utrzymanie dojścia żywieniowego. Rozpoznanie w stadium zaawansowanym wymaga często usunięcia cewnika i założenia nowego. Istnieje możliwość wykorzystania już wysztancowanego kanału przetoki, ale w przypadku dużego odczynu zapalnego wprowadza się nowy cewnik w sąsiedztwie

Wrośnięty PEG – powikłanie żywienia dojelitowego

Good nutritional status of the patient is very often key to successful medical intervention. For patients capable of safe and efficient swallowing, the modification of diet or introduction of oral nutritional supplements is sufficient. In patients with swallowing disorders, regardless of their aetiology, artificial nutrition access is required. In the case of long-term nutritional therapy, percutaneous endoscopic gastrostomy (PEG) insertion is considered the gold standard. The procedure of inserting a PEG feeding tube is not difficult to perform and is widely used. As any invasive medical procedure, PEG tube insertion involves the risk of complications. Typical complications that may follow this common procedure include dislodgement, dysfunction, skin infection in the area of PEG catheter placement and aspiration of gastric contents. A rare or rather rarely diagnosed complication that may result from PEG tube placement is the migration of the internal bumper under the gastric mucosa, or even deeper. This can result in the covering of the internal bumper with granulation tissue and gradual loss of its functionality. Correct prevention and treatment allows to keep the catheter functionality and protect against other serious, often life-threatening, complications such as extensive phlegmon infection of the anterior abdominal wall. The best prophylaxis is the education of caregivers providing long-term care of the PEG outside of hospital. Early recognition of the complication allows for preservative treatment and maintenance of a fully functional nutrition access. In the case of extensive and deep migration and the site being fully covered with mucosa, PEG removal and insertion of a new one is often necessary. In some cases, it is possible to use the existing, mature PEG canal with well-defined edges; however, in the case of severe infection a new PEG tube is inserted at another site