User scheduling for low earth orbit multi-user multiple-input-multiple-output non-terrestrial network systems

In rural and isolated areas without cellular coverage, Satellite Communication (SatCom) is the best candidate to complement terrestrial coverage. However, the main challenge for future generations of wireless networks will be to meet the growing demand for new services while dealing with the scarcity of frequency spectrum. As a result, it is critical to investigate more efficient methods of utilizing the limited bandwidth; and resource sharing is likely the only choice. The research community’s focus has recently shifted towards the interference management and exploitation paradigm to meet the increasing data traffic demands. In the Downlink (DL) and Feedspace (FS), LEO satellites with an on-board antenna array can offer service to numerous User Terminals (UTs) (VSAT or Handhelds) on-ground in FFR schemes by using cutting-edge digital beamforming techniques. Considering this setup, the adoption of an effective user scheduling approach is a critical aspect given the unusually high density of User terminals on the ground as compared to the on-board available satellite antennas. In this context, one possibility is that of exploiting clustering algorithms for scheduling in LEO MU-MIMO systems in which several users within the same group are simultaneously served by the satellite via Space Division Multiplexing (SDM), and then these different user groups are served in different time slots via Time Division Multiplexing (TDM). This thesis addresses this problem by defining a user scheduling problem as an optimization problem and discusses several algorithms to solve it. In particular, focusing on the FS and user service link (i.e., DL) of a single MB-LEO satellite operating below 6 GHz, the user scheduling problem in the Frequency Division Duplex (FDD) mode is addressed. The proposed State-of-the-Art scheduling approaches are based on graph theory. The proposed solution offers high performance in terms of per-user capacity, Sum-rate capacity, SINR, and Spectral Efficiency.

Valutazione non invasiva dell'epatopatia Fontan indotta

Introduzione: L’intervento di Fontan comporta un aumento istantaneo della pressione venosa centrale che causa, nel medio-lungo termine, una forma di epatopatia specifica detta FALD. Il monitoraggio della FALD è complesso ma potrebbe consentire di bloccarne o rallentarne l’insorgenza. Lo studio ha valutato l’efficacia delle modalità di monitoraggio non invasivo. Materiale e metodi: Sei pazienti (età media 24 anni) operati presso l’IRCCS Azienda Ospedaliero Universitaria di Bologna sono stati sottoposti a RMN 4D-Flow e ad Ecodoppler epatico. Sono stati raccolti i dati anagrafici, morfologici, anamnestici e i markers sierologici per il calcolo degli scores MELD-XI, APRI, FIB4, i valori di Shear Stress assiale e circonferenziale e gli indici di pulsatilità e resistenza delle arterie epatica e renale. Risultati: Il tempo trascorso tra la Fontan e lo studio è stato di 17,8 anni. Età media alla Fontan 6,8 anni. Tutti i pazienti avevano un quadro compatibile con epatopatia. I markers sierologici e gli scores MELD-XI,APRI e FIB4 si sono dimostrati di scarsa utilità. All’ecografia tutti i pazienti avevano ecostruttura irregolare, splenomegalia e valori elevati di pulsatilità e resistenza dell’arteria epatica e splenica. La rigidità epatica media è stata di 12,4 Kpa. Alla RMN 4DF lo Shear stress assiale è stato massimo a livello del condotto (0,16 Pa) e minimo a livello delle vene sovra epatiche (0,05 Pa). Lo Shear Stress si è mostrato massimo nei pazienti con emodinamica sfavorevole e peggior quadro ecografico addominale, evidenziando aree di inefficienza energetica. Conclusioni: La combinazione delle diagnostiche di imaging non invasive potrebbe rivelarsi adeguata per il monitoraggio della FALD. In particolare, la RMN 4D Flow potrebbe rivelare aree di inefficienza energetica predisponenti alla FALD. Questo potrebbe indirizzare in modo specifico la terapia dei pazienti operati o addirittura indurre la modifica del disegno della Fontan verso forme più efficienti.