Spis tresci zeszytu Elektronika nr 2/2019

KLASYFIKACJA SZMERÓW ODDECHOWYCH – BADANIA PILOTAŻOWE
(Lung sounds classification, pilot research)
P. STASIAKIEWICZ, A.P. DOBROWOLSKI, R. OLSZEWSKI, N. GAŁĄZKA-ŚWIDEREK, T. TARGOWSKI , A. SKOCZYLAS, K. MAJKA, W. LEJKOWSKI ..............4

STRESZCZENIE
Układ oddechowy pacjenta jest początkowo diagnozowany przy zastosowaniu stetoskopu. Osłuchowa interpretacja zjawisk fizycznych jest skomplikowana i wymaga od lekarza doświadczenia oraz predyspozycji. W niniejszym artykule zaprezentowano system pomiarowy i oprogramowanie badawcze, a także proces generacji cech dystynktywnych szmerów oddechowych różnicujących przypadki chorobowe od zdrowych. Wybrane reprezentacje stanowią obiecującą podstawę do opracowania systemu klasyfikującego wspierającego proces diagnostyczny.
SŁOWA KLUCZOWE:szmery oddechowe, klasyfikacja, cyfrowe przetwarzanie sygnałów

ABSTRACT

Patients respiratory system is firstly diagnosed using stethoscope. Auscultatory interpretation of physical phenomena is complicated and requires from doctor experience and predisposition. This article presents measurement system and experimental software as well as distinctive feature generation process diversifying normal and pathological cases. Chosen representations of signal form a promising basis for classificatory system elaborating for supporting diagnostic process.
KEYWORDS:lung sounds, classification, digital signal processing

MINIMALIZACJA ZJAWISKA DYSPERSJI KĄTOWEJ W SIECIACH KOMÓRKOWYCH 5G
(Mitigation of angular dispersion in 5G cellular networks)
J.M. KELNER, C. ZIÓŁKOWSKI .........................13

STRESZCZENIE
Współczesne systemy komórkowe bazują na technologii LTE, czyli standardu czwartej generacji (4G). Obecnie trwają pracę nad zakończeniem standardu definiującego systemy piątej generacji (5G), które będą implementowane w najbliższych latach. Nowa generacja systemów dotyczy już nie tylko sieci komórkowych ale również innych systemów łączności bezprzewodowej, od Internetu rzeczy, przez sieci Wi-Fi, po łączność satelitarną. Technologie 5G zrewolucjonizują całą łączność bezprzewodową zapewniając jednocześnie kompatybilność wsteczną. Jednymi z kluczowych technologii 5G są efektywne technologie antenowa, tzn. massive-MIMO oraz elektroniczne sterowanie wiązką. Ich zastosowanie w przyszłych stacjach bazowych makro-komórek pozwoli na przestrzenne zdywersyfikowanie zasobów radiowych. Technologie te pozwalają na generowanie bardzo wąskich wiązek radiowych, dzięki czemu zapewniają przestrzenną filtrację składowych sygnału emitowanych przez antenę nadawczą oraz docierających do anteny odbiorczej w środowiskach wielodrogowych. W artykule przedstawiono problematykę minimalizacji zjawiska dyspersji kątowej w sieciach 5G na bazie badań symulacyjnych. W tym celu wykorzystano wieloeliptyczny model propagacyjny.
SŁOWA KLUCZOWE:łączność bezprzewodowa, systemy i sieci piątej generacji (5G), systemy antenowe, technologia massiveMIMO, anteny kierunkowe, szyki antenowe, elektroniczne sterowanie wiązką, propagacja fal radiowych, zjawisko dyspersji kątowej, minimalizacja dyspersji kątowej, rozproszenia, propagacja wielodrogowa, warunki braku bezpośredniej widoczności (NLOS), modelowanie kanałów, badania symulacyjne

ABSTRACT

Modern cellular systems are based on the LTE technology, i.e., fourth generation (4G) standard. Currently, works on the standard defining fifth generation (5G) systems is underway, which will be implemented in the coming years. The new system-generation applies not only to cellular networks but also to other wireless communication systems, from the Internet of Things, through Wi-Fi networks, to satellite communications. 5G technologies will revolutionize all wireless connectivity while providing backward compatibility. One of the key 5G technologies are efficient antenna technologies, i.e., massive-MIMO and beamforming. Their use in future macro-cell base stations will allow spatial multiplexing of radio resources. These technologies allow the generation of radio narrow-beams, thus providing spatial filtration of the signal components emitted by the transmitting antenna and reaching the receiving antenna in multipath environments. The paper presents issues of minimizing the angular dispersion in 5G networks based on simulation studies. For this purpose, a multielliptical propagation model is used.
KEYWORDS:wireless communication, fifth generation (5G) systems & networks, antenna systems, massive-MIMO technology, directional antennas, antenna array, beamforming, radio- wave propagation, angular dispersion, angular dispersion mitigation, scattering, multipath propagation, non-line-of-sight (NLOS) conditions, channel modeling, simulation

WPŁYW WYBRANYCH MECHANIZMÓW DYNAMICZNEGO ZARZĄDZANIA WIDMEM CZĘSTOTLIWOŚCI NA ZWIĘKSZENIE BEZPIECZEŃSTWA REALIZACJI SZEROKOPASMOWYCH USŁUG SIECIOWYCH
(The impact of selected mechanisms of dynamic spectrum management on increasing the safety of delivery of broadband network services)
R. MATYSZKIEL, P. KANIEWSKI, B. GROCHOWINA, M. KUSTRA ...............21

Streszczenie
W artykule przedstawiono wybrane mechanizmy dynamicznego zarządzania widmem głównie skupiając się na mechanizmach skoordynowanego dynamicznego dostępu do widma. Zastosowanie dynamicznego dostępu do widma pozwala zoptymalizować zarządzanie widmem elektromagnetycznym, które można traktować jako zasób odnawialny, ale rzadki (deficytowy). Dzięki zastosowaniu odpowiednich mechanizmów możliwe jest jego bezkonfliktowe współdzielenie w celu zapewnienia bezpiecznej realizacji usług szerokopasmowych. Problem właściwego planowania częstotliwości jest szczególnie istotny w przypadku obiektów szybko poruszających się, ponieważ nie działają w statycznym, lecz w dynamicznie zmieniającym się środowisku elektromagnetycznym. W domenie wojskowej dotyczy to zagadnienia planowania lotów oraz konwojów, natomiast w domenie cywilnej można się spotkać z tym problemem w dziedzinie transportu lotniczego, kolejowego i drogowego.
SŁOWA KLUCZOWE:WBWF, Dynamiczne Zarządzanie Widmem, Broker częstotliwości

ABSTRACT

The article presents selected mechanisms of dynamic spectrum management, mainly focusing on mechanisms of coordinated dynamic spectrum access. The use of dynamic spectrum access allows to optimize the management of the electromagnetic spectrum, which can be treated as a renewable resource, but rare (scarce). Thanks to the use of appropriate mechanisms, it is possible to share frequency spectrum in order to ensure safe provision of broadband services. The problem of proper frequency planning is particularly important in the case of fast moving objects, because they operate in dynamically changing electromagnetic environment. In the military domain, this concerns the planning of flights and convoys, while in the civil domain one can encounter this problem in the field of air, rail and road transport.
KEYWORDS:WBWF, Dynamic Spectrum Management, Frequency Broker

ROZWÓJ TECHNOLOGII BEZPRZEWODOWYCH DLA IoT
(Development of wireless technologies for IoT)
M. BEDNARCZYK.................................25

STRESZCZENIE
Rosnące zapotrzebowanie na monitorowanie różnego rodzaju parametrów fizycznych oraz danych środowiskowych powoduje, że technologia Internetu Rzeczy (Internet of Things, IoT) z roku na rok staje się coraz bardziej popularna. Począwszy od rozwiązań działających lokalnie, takich jak ZigBee czy Bluetooth, aż po duże, rozproszone na odległych terenach sieci oparte na technologiach LoRaWAN, Sigfox czy Wi-Fi HaLow. Coraz bardziej złożonym problemem staje się konieczność obsługi bardzo dużej liczby urządzeń o ograniczonym poziomie energii zasilania, generujących olbrzymią liczbę połączeń i interakcji między sobą. W związku z powyższym, istotnym zagadnieniem staje się nie tylko przetwarzanie tak dużej liczby danych, ale w przypadku urządzeń bezprzewodowych również zarządzanie dostępem do kanału radiowego, minimalizowanie zużycia zasobów i energii zasilania urządzeń oraz utrzymanie stabilnego połączenia pomiędzy komunikującymi się stronami. W artykule zostanie przedstawiony przegląd rozwiązań bezprzewodowych oferowanych dla IoT, ich podstawowe własności oraz uwarunkowania w zakresie dojrzałości do potencjalnego wykorzystania w wymagającym środowisku IoT.Słowa kluczowe: łączność bezprzewodowa, systemy i sieci piątej generacji (5G), systemy antenowe, technologia massiveMIMO, anteny kierunkowe, szyki antenowe, elektroniczne sterowanie wiązką, propagacja fal radiowych, zjawisko dyspersji kątowej, minimalizacja dyspersji kątowej, rozproszenia, propagacja wielodrogowa, warunki braku bezpośredniej widoczności (NLOS), modelowanie kanałów, badania symulacyjne
SŁOWA KLUCZOWE:Internet Rzeczy, komunikacja M2M (Machine- to-Machine), Wi-Fi, ZigBee, Bluetooth, LoRaWAN, Sigfox

ABSTRACT

The growing demand for monitoring various types of physical parameters and environmental data means that IoT (Internet of Things) technology is becoming more and more popular. There exists enormous choice of connectivity options for electronics engineers and application developers working on products and systems for the IoT. Many communication technologies are well known such as WiFi, Bluetooth and ZigBee, but there are also several new emerging networking options such as LoRaWAN, Sigfox or Wi-Fi HaLow. An IoT ecosystem consists of web-enabled smart devices designated to collect, send and act on data they acquire from their environments. However, working with a very large number of devices with constrained power level, relatively low communication range, low data rates and processing of huge amounts of data is a big challenge. In case of wireless devices there are also problems with access control to the channel, minimization of energy consumption and stable connectivity maintenance. The article presents various range of technologies designed for IoT and available on the market, starting from short-range, through medium to wide-range communications technologies. Depending on the application, factors such as range, data requirements, security, power demands and battery life will dictate the choice of the technology.
KEYWORDS:Internet of Things, M2M (Machine-to-Machine) communication, Wi-Fi, ZigBee, Bluetooth, LoRaWAN, Sigfox.

PRAKTYCZNA IMPLEMENTACJA MONITORINGU WIDEO Z WYKORZYSTANIEM BEZZAŁOGOWYCH ŚRODKÓW LATAJĄCYCH W SYSTEMIE OCHRONY OBIEKTÓW
(Practical implementation of video monitoring service using unmanned aerial vehicles in the system for ensuring the security of objects)
P. ŁUBKOWSKI ................................................ 32

STRESZCZENIE
Systemy monitoringu wideo od szeregu lat wykorzystywane są w celu zwiększenia poziomu bezpieczeństwa obywateli i ochranianych obiektów. Bezzałogowe statki powietrzne (BSP) są obecnie coraz częściej elementami systemu monitoringu IP wykorzystywanymi w działaniach rozpoznawczych, prewencyjnych czy ratowniczych. Zapewnienie realizacji usługi monitoringu wideo z zastosowaniem BSP w praktycznych implementacjach stanowi duże wyzwanie. W artykule przedstawiono problemy implementacji BSP w systemie monitoringu uwzględniające zarówno ograniczenia prawne, jak i techniczne oraz przedstawiono ocenę jakości realizacji usługi monitoringu wideo z wykorzystaniem BSP w rzeczywistym środowisku eksploatacji.
SŁOWA KLUCZOWE:BSP, monitoring wideo, jakość usług, sieci heterogeniczne.

ABSTRACT

Process of ensuring the security of citizens requires access to the information from sensors located in different points of monitoring and data acquisition systems. Unmanned aerial vehicles (UAVs) are increasingly becoming an element of the IP surveillance system used in reconnaissance, preventive or rescue operations. Ensuring the implementation of video monitoring services using UAV in practical implementations is a big challenge. The article presents the problems of UAV implementation in the monitoring system considering both legal and technical limitations as well as the assessment of the quality of video surveillance service implementation using USV in the real operating environment.
KEYWORDS:UAV, video monitoring, quality of service, heterogeneous networks.

ŁĄCZNOŚĆ SATELITARNA: ALTERNATYWA CZY KONIECZNOŚĆ?
(Satellite communication: Alternative or necessity?)
P. DUDEK, Z. PIOTROWSKI ..............................................38

STRESZCZENIE
Telekomunikacja satelitarna, jest dziedziną techniki znaną od ponad 40 lat i pomimo szybkiego rozwoju systemów łączności naziemnej nadal jest istotnym elementem wpływającym na życie współczesnego człowieka. W artykule przedstawione zostaną zalety i ograniczenia systemów transmisji i dystrybucji satelitarnej oraz jej znaczenie w teleinformatyce. Opisano nowoczesne systemy satelitarnego dostępu do Internetu, zapewniające komunikację w obszarach tzw. białych plam NGA oraz metody transmisji wideo umożliwiające jednoczesne dostarczenie różnych treści dla użytkowników domowych.
SŁOWA KLUCZOWE:Łączność Satelitarna, Modem, VSAT, SDR, SCPC link

ABSTRACT

Satellite telecommunications is a field of technology known for over 40 years and despite the rapid development of terrestrial communication systems is still an important element influencing the lives of people. The article presents the advantages and limitations of satellite transmission and distribution systems and its importance in ICT. Modern systems of satellite Internet access have been described, ensuring communication in the areas of so-called white NGA patches and video transmission methods that enable simultaneous delivery of different content for home users.
KEYWORDS:satellite communication, modem, VSAT, SDR, SCPC link

MAPY ŚRODOWISKA RADIOWEGO JAKO ELEMENT SYSTEMU ZARZĄDZANIA CZĘSTOTLIWOŚCIAMI W NOWOCZESNYCH BEZPRZEWODOWYCH SYSTEMACH TELEINFORMATYCZNYCH
(Radio environment maps as part of the frequency management system in modern wireless data communication systems)
M. SUCHAŃSKI, P. KANIEWSKI, J. ROMANIK, E. GOLAN, K. ZUBEL.....42

STRESZCZENIE
W artykule zostanie przedstawiona problematyka tworzenia map środowiska radiowego REM (ang. Radio Environment Map) uważanych za nieodzowny element architektury systemu zarządzania częstotliwościami w nowoczesnych systemach bezprzewodowych. W szczególności zostaną przedstawione techniki zobrazowania map środowiska radiowego w oparciu o wybrane metody interpolacji z uwypukleniem czynników determinujących dokładność odwzorowania poziomu sygnału. Zaprezentowana zostanie również metoda oceny jakości przykładowych zobrazowań wykonanych na podstawie pomiarów przeprowadzonych w warunkach rzeczywistych.
SŁOWA KLUCZOWE:mapa środowiska radiowego, REM, zarządzanie widmem

ABSTRACT

The article will present the issue of creating radio environment map (REM) considered as an indispensable element of the architecture of the frequency management system in modern wireless systems. In particular, radio environment map imaging techniques will be presented based on selected interpolation methods with emphasis on factors determining accuracy of signal level mapping. The method of assessing the quality of exemplary images made on the basis of measurements carried out under real conditions will be also presented.
KEYWORDS:Radio environment map, REM, spectrum man

PRZYSZŁOŚĆ BEZPRZEWODOWYCH SYSTEMÓW ŁĄCZNOŚCI KOLEJOWEJ
(The future of wireless railway communication systems)
T. KOSIŁO......................................46

STRESZCZENIE
Zamieszczono informacje o systemie FRMCS, który ma zastąpić podstawowy system łączności kolejowej GSM-R. Przedstawiono informacje o innych systemach mobilnych, które mogą znaleźć zastosowanie na kolei.
SŁOWA KLUCZOWE:radiowa łączność kolejowa, GSM, LTE-R, FRMCS, IoT

ABSTRACT

Information on the FRMCS system is provided, which is to replace the basic GSM-R railway communication system. Information on other mobile systems that can be used on the railway is presented.
KEYWORDS:Railway Radio Communications, GSM, LTE-R, FRMCS, IoT

TECHNOLOGIE ELEKTRONICZNE PODWÓJNEGO ZASTOSOWANIA ANALIZA PORÓWNAWCZA WYBRANYCH METOD LOKALIZACJI ŹRÓDEŁ PROMIENIOWANIA ELEKTROMAGNETYCZNEGO
(Comparative analysis of selected methods for locating sources of electromagnetic radiation)
J. BUGAJ, M. BUGAJ...................................52

STRESZCZENIE
W artykule została przedstawiona analiza porównawcza najczęściej spotykanych metod lokalizacji źródeł promieniowania radiowego: AOA (ang. Angle of arrival), TOA (ang. Time of Arrival), TDOA (ang. Time Difference of Arrival) oraz FDOA/DD (ang. Frequency Difference of Arrival/Differential Doppler) pod kątem dokładności otrzymywanych wyników. Ponadto zostały przedstawione metodologie realizacji pomiarów przez poszczególne metody. Artykuł zawiera analizę wpływu dokładności lokalizacji sensorów pomiarowych na dokładność lokalizacji źródła promieniowania. Analiza porównawcza została oparta na przeprowadzonej symulacji komputerowej w środowisku matlab.
SŁOWA KLUCZOWE:AOA, TOA, TDOA, FDOA, SDF, lokalizacja.

ABSTRACT

This paper presents the comparative analysis of selected localization algorithms for radio electronic radiation sources. The analysis of AOA (Angle of Arrival), TOA (Time of Arrival), TDOA (Time Difference of Arrival) and FDOA/DD (Frequency Difference of Arrival/Differential Doppler) algorithms was based by simulation results in MATLAB. The paper presents the results of discussed numerical analysis.
KEYWORDS:AOA, TOA, TDOA, TOA, FDOA, SDF, localization.

TECHNOLOGIE ELEKTRONICZNE PODWÓJNEGO ZASTOSOWANIA OSADZANIE I EKSTRAKCJA SKRYTYCH DANYCH W SEKWENCJI WIDEO NAZIEMNEJ TELEWIZJI CYFROWEJ
(Embedding and extraction of hidden data in a video sequence of terrestrial digital television)
P. LENARCZYK, Z. PIOTROWSKI...................................57

STRESZCZENIE
Rozwój naziemnej telewizji cyfrowej wpływa na rynek technologii telekomunikacyjnych. Jednym z niszowych działów jest tworzenie skrytych kanałów komunikacyjnych w ramach istniejącego kanału. Szczególnym przypadkiem jest steganografia umożliwiająca wdrożenie usług trudnych do osiągnięcia innymi sposobami. Artykuł zawiera opis algorytmu sygnałowego, steganoanalizę implementacji i testy w zestawionym kanale komunikacyjnym standardu DVB-T.
SŁOWA KLUCZOWE:steganoanaliza, sygnał wideo, DVB-T, algorytm sygnałowy, steganografia.

ABSTRACT

The development of digital terrestrial television affects the telecommunications technology market. One of the niche departments is the creation of secret communication channels within the existing channel. A particular case is a steganography that enables the implementation of difficult services to be achieved by other means. The article contains a description of the signal algorithm, the steganoanalysis and tests in the established communication channel of the DVB-T standard.
KEYWORDS:steganoanalysis, video signal, DVB-T, signal algorithm, steganography.

PRZYRZĄDY DO POMIARÓW PÓL ELEKTROMAGNETYCZNYCH FIRMY NARDA-STS
NARDA ...................................62