Introduzione di un sistema di accesso wireless distribuito a gestione centralizzata in ambiente di tipo Enterprise o Campus

Nata dal progetto di migrazione, in un ambiente consolidato, di una infrastruttura Wireless distribuita su territorio all'interno di una MAN (Metropolitan Area Network), si cerca di illustrare quali sono i passi fondamentali da seguire e con cosa ci si deve misurare per progettare una soluzione funzionale ed elaborare una strategia avendo a che fare con architetture complesse, dove la messa in esercizio di un servizio offerto ad un numero elevato di utenti prevede uno studio ben preciso delle attività da svolgere. Un'attenta analisi, ci consentirà di seguire e riadattare le scelte implementative in funzione delle esigenze infrastrutturali, illustrandone le difficoltà, gli imprevisti e le modifiche intraprese passo passo. Gli argomenti trattati tendono a far comprendere con quali problematiche si ha a che fare nella fase implementativa passando dalla fase di analisi a quella decisionale, quella di migrazione architetturale e di installazione, oltre che alla scelta delle componenti e delle tecnologie specifiche che, prima di essere portate a regime, devono essere sottoposte agli opportuni test per la comprensione/risoluzione di problematiche complesse; come le operazioni necessarie per operare con una efficace metodologia.

Antenna development for wearable wireless sensing systems

Embedded wireless sensor network (WSN) systems have been developed and used in a wide variety of applications such as local automatic environmental monitoring; medical applications analysing aspects of fitness and health energy metering and management in the built environment as well as traffic pattern analysis and control applications. While the purpose and functions of embedded wireless sensor networks have a myriad of applications and possibilities in the future, a particular implementation of these ambient sensors is in the area of wearable electronics incorporated into body area networks and everyday garments. Some of these systems will incorporate inertial sensing devices and other physical and physiological sensors with a particular focus on the application areas of athlete performance monitoring and e-health. Some of the important physical requirements for wearable antennas are that they are light-weight, small and robust and should also use materials that are compatible with a standard manufacturing process such as flexible polyimide or fr4 material where low cost consumer market oriented products are being produced. The substrate material is required to be low loss and flexible and often necessitates the use of thin dielectric and metallization layers. This paper describes the development of such a wearable, flexible antenna system for ISM band wearable wireless sensor networks. The material selected for the development of the wearable system in question is DE104i characterized by a dielectric constant of 3.8 and a loss tangent of 0.02. The antenna feed line is a 50 Ohm microstrip topology suitable for use with standard, high-performance and low-cost SMA-type RF connector technologies, widely used for these types of applications. The desired centre frequency is aimed at the 2.4GHz ISM band to be compatible with IEEE 802.15.4 Zigbee communication protocols and the Bluetooth standard which operate in this band.

Il passato nell’epoca della sua (ri)producibilità digitale. Torino 1943 - 45. Metodologia della ricerca con tecnologie informatiche. Sistema storico-territoriale di informazione multimediale

Se il lavoro dello storico è capire il passato come è stato compreso dalla gente che lo ha vissuto, allora forse non è azzardato pensare che sia anche necessario comunicare i risultati delle ricerche con strumenti propri che appartengono a un'epoca e che influenzano la mentalità di chi in quell'epoca vive. Emergenti tecnologie, specialmente nell’area della multimedialità come la realtà virtuale, permettono agli storici di comunicare l’esperienza del passato in più sensi. In che modo la storia collabora con le tecnologie informatiche soffermandosi sulla possibilità di fare ricostruzioni storiche virtuali, con relativi esempi e recensioni? Quello che maggiormente preoccupa gli storici è se una ricostruzione di un fatto passato vissuto attraverso la sua ricreazione in pixels sia un metodo di conoscenza della storia che possa essere considerato valido. Ovvero l'emozione che la navigazione in una realtà 3D può suscitare, è un mezzo in grado di trasmettere conoscenza? O forse l'idea che abbiamo del passato e del suo studio viene sottilmente cambiato nel momento in cui lo si divulga attraverso la grafica 3D? Da tempo però la disciplina ha cominciato a fare i conti con questa situazione, costretta soprattutto dall'invasività di questo tipo di media, dalla spettacolarizzazione del passato e da una divulgazione del passato parziale e antiscientifica. In un mondo post letterario bisogna cominciare a pensare che la cultura visuale nella quale siamo immersi sta cambiando il nostro rapporto con il passato: non per questo le conoscenze maturate fino ad oggi sono false, ma è necessario riconoscere che esiste più di una verità storica, a volte scritta a volte visuale. Il computer è diventato una piattaforma onnipresente per la rappresentazione e diffusione dell’informazione. I metodi di interazione e rappresentazione stanno evolvendo di continuo. Ed è su questi due binari che è si muove l’offerta delle tecnologie informatiche al servizio della storia. Lo scopo di questa tesi è proprio quello di esplorare, attraverso l’utilizzo e la sperimentazione di diversi strumenti e tecnologie informatiche, come si può raccontare efficacemente il passato attraverso oggetti tridimensionali e gli ambienti virtuali, e come, nel loro essere elementi caratterizzanti di comunicazione, in che modo possono collaborare, in questo caso particolare, con la disciplina storica. La presente ricerca ricostruisce alcune linee di storia delle principali fabbriche attive a Torino durante la seconda guerra mondiale, ricordando stretta relazione che esiste tra strutture ed individui e in questa città in particolare tra fabbrica e movimento operaio, è inevitabile addentrarsi nelle vicende del movimento operaio torinese che nel periodo della lotta di Liberazione in città fu un soggetto politico e sociale di primo rilievo. Nella città, intesa come entità biologica coinvolta nella guerra, la fabbrica (o le fabbriche) diventa il nucleo concettuale attraverso il quale leggere la città: sono le fabbriche gli obiettivi principali dei bombardamenti ed è nelle fabbriche che si combatte una guerra di liberazione tra classe operaia e autorità, di fabbrica e cittadine. La fabbrica diventa il luogo di "usurpazione del potere" di cui parla Weber, il palcoscenico in cui si tengono i diversi episodi della guerra: scioperi, deportazioni, occupazioni .... Il modello della città qui rappresentata non è una semplice visualizzazione ma un sistema informativo dove la realtà modellata è rappresentata da oggetti, che fanno da teatro allo svolgimento di avvenimenti con una precisa collocazione cronologica, al cui interno è possibile effettuare operazioni di selezione di render statici (immagini), di filmati precalcolati (animazioni) e di scenari navigabili interattivamente oltre ad attività di ricerca di fonti bibliografiche e commenti di studiosi segnatamente legati all'evento in oggetto. Obiettivo di questo lavoro è far interagire, attraverso diversi progetti, le discipline storiche e l’informatica, nelle diverse opportunità tecnologiche che questa presenta. Le possibilità di ricostruzione offerte dal 3D vengono così messe a servizio della ricerca, offrendo una visione integrale in grado di avvicinarci alla realtà dell’epoca presa in considerazione e convogliando in un’unica piattaforma espositiva tutti i risultati. Divulgazione Progetto Mappa Informativa Multimediale Torino 1945 Sul piano pratico il progetto prevede una interfaccia navigabile (tecnologia Flash) che rappresenti la pianta della città dell’epoca, attraverso la quale sia possibile avere una visione dei luoghi e dei tempi in cui la Liberazione prese forma, sia a livello concettuale, sia a livello pratico. Questo intreccio di coordinate nello spazio e nel tempo non solo migliora la comprensione dei fenomeni, ma crea un maggiore interesse sull’argomento attraverso l’utilizzo di strumenti divulgativi di grande efficacia (e appeal) senza perdere di vista la necessità di valicare le tesi storiche proponendosi come piattaforma didattica. Un tale contesto richiede uno studio approfondito degli eventi storici al fine di ricostruire con chiarezza una mappa della città che sia precisa sia topograficamente sia a livello di navigazione multimediale. La preparazione della cartina deve seguire gli standard del momento, perciò le soluzioni informatiche utilizzate sono quelle fornite da Adobe Illustrator per la realizzazione della topografia, e da Macromedia Flash per la creazione di un’interfaccia di navigazione. La base dei dati descrittivi è ovviamente consultabile essendo contenuta nel supporto media e totalmente annotata nella bibliografia. È il continuo evolvere delle tecnologie d'informazione e la massiccia diffusione dell’uso dei computer che ci porta a un cambiamento sostanziale nello studio e nell’apprendimento storico; le strutture accademiche e gli operatori economici hanno fatto propria la richiesta che giunge dall'utenza (insegnanti, studenti, operatori dei Beni Culturali) di una maggiore diffusione della conoscenza storica attraverso la sua rappresentazione informatizzata. Sul fronte didattico la ricostruzione di una realtà storica attraverso strumenti informatici consente anche ai non-storici di toccare con mano quelle che sono le problematiche della ricerca quali fonti mancanti, buchi della cronologia e valutazione della veridicità dei fatti attraverso prove. Le tecnologie informatiche permettono una visione completa, unitaria ed esauriente del passato, convogliando tutte le informazioni su un'unica piattaforma, permettendo anche a chi non è specializzato di comprendere immediatamente di cosa si parla. Il miglior libro di storia, per sua natura, non può farlo in quanto divide e organizza le notizie in modo diverso. In questo modo agli studenti viene data l'opportunità di apprendere tramite una rappresentazione diversa rispetto a quelle a cui sono abituati. La premessa centrale del progetto è che i risultati nell'apprendimento degli studenti possono essere migliorati se un concetto o un contenuto viene comunicato attraverso più canali di espressione, nel nostro caso attraverso un testo, immagini e un oggetto multimediale. Didattica La Conceria Fiorio è uno dei luoghi-simbolo della Resistenza torinese. Il progetto è una ricostruzione in realtà virtuale della Conceria Fiorio di Torino. La ricostruzione serve a arricchire la cultura storica sia a chi la produce, attraverso una ricerca accurata delle fonti, sia a chi può poi usufruirne, soprattutto i giovani, che, attratti dall’aspetto ludico della ricostruzione, apprendono con più facilità. La costruzione di un manufatto in 3D fornisce agli studenti le basi per riconoscere ed esprimere la giusta relazione fra il modello e l’oggetto storico. Le fasi di lavoro attraverso cui si è giunti alla ricostruzione in 3D della Conceria: . una ricerca storica approfondita, basata sulle fonti, che possono essere documenti degli archivi o scavi archeologici, fonti iconografiche, cartografiche, ecc.; . La modellazione degli edifici sulla base delle ricerche storiche, per fornire la struttura geometrica poligonale che permetta la navigazione tridimensionale; . La realizzazione, attraverso gli strumenti della computer graphic della navigazione in 3D. Unreal Technology è il nome dato al motore grafico utilizzato in numerosi videogiochi commerciali. Una delle caratteristiche fondamentali di tale prodotto è quella di avere uno strumento chiamato Unreal editor con cui è possibile costruire mondi virtuali, e che è quello utilizzato per questo progetto. UnrealEd (Ued) è il software per creare livelli per Unreal e i giochi basati sul motore di Unreal. E’ stata utilizzata la versione gratuita dell’editor. Il risultato finale del progetto è un ambiente virtuale navigabile raffigurante una ricostruzione accurata della Conceria Fiorio ai tempi della Resistenza. L’utente può visitare l’edificio e visualizzare informazioni specifiche su alcuni punti di interesse. La navigazione viene effettuata in prima persona, un processo di “spettacolarizzazione” degli ambienti visitati attraverso un arredamento consono permette all'utente una maggiore immersività rendendo l’ambiente più credibile e immediatamente codificabile. L’architettura Unreal Technology ha permesso di ottenere un buon risultato in un tempo brevissimo, senza che fossero necessari interventi di programmazione. Questo motore è, quindi, particolarmente adatto alla realizzazione rapida di prototipi di una discreta qualità, La presenza di un certo numero di bug lo rende, però, in parte inaffidabile. Utilizzare un editor da videogame per questa ricostruzione auspica la possibilità di un suo impiego nella didattica, quello che le simulazioni in 3D permettono nel caso specifico è di permettere agli studenti di sperimentare il lavoro della ricostruzione storica, con tutti i problemi che lo storico deve affrontare nel ricreare il passato. Questo lavoro vuole essere per gli storici una esperienza nella direzione della creazione di un repertorio espressivo più ampio, che includa gli ambienti tridimensionali. Il rischio di impiegare del tempo per imparare come funziona questa tecnologia per generare spazi virtuali rende scettici quanti si impegnano nell'insegnamento, ma le esperienze di progetti sviluppati, soprattutto all’estero, servono a capire che sono un buon investimento. Il fatto che una software house, che crea un videogame di grande successo di pubblico, includa nel suo prodotto, una serie di strumenti che consentano all'utente la creazione di mondi propri in cui giocare, è sintomatico che l'alfabetizzazione informatica degli utenti medi sta crescendo sempre più rapidamente e che l'utilizzo di un editor come Unreal Engine sarà in futuro una attività alla portata di un pubblico sempre più vasto. Questo ci mette nelle condizioni di progettare moduli di insegnamento più immersivi, in cui l'esperienza della ricerca e della ricostruzione del passato si intreccino con lo studio più tradizionale degli avvenimenti di una certa epoca. I mondi virtuali interattivi vengono spesso definiti come la forma culturale chiave del XXI secolo, come il cinema lo è stato per il XX. Lo scopo di questo lavoro è stato quello di suggerire che vi sono grosse opportunità per gli storici impiegando gli oggetti e le ambientazioni in 3D, e che essi devono coglierle. Si consideri il fatto che l’estetica abbia un effetto sull’epistemologia. O almeno sulla forma che i risultati delle ricerche storiche assumono nel momento in cui devono essere diffuse. Un’analisi storica fatta in maniera superficiale o con presupposti errati può comunque essere diffusa e avere credito in numerosi ambienti se diffusa con mezzi accattivanti e moderni. Ecco perchè non conviene seppellire un buon lavoro in qualche biblioteca, in attesa che qualcuno lo scopra. Ecco perchè gli storici non devono ignorare il 3D. La nostra capacità, come studiosi e studenti, di percepire idee ed orientamenti importanti dipende spesso dai metodi che impieghiamo per rappresentare i dati e l’evidenza. Perché gli storici possano ottenere il beneficio che il 3D porta con sè, tuttavia, devono sviluppare un’agenda di ricerca volta ad accertarsi che il 3D sostenga i loro obiettivi di ricercatori e insegnanti. Una ricostruzione storica può essere molto utile dal punto di vista educativo non sono da chi la visita ma, anche da chi la realizza. La fase di ricerca necessaria per la ricostruzione non può fare altro che aumentare il background culturale dello sviluppatore. Conclusioni La cosa più importante è stata la possibilità di fare esperienze nell’uso di mezzi di comunicazione di questo genere per raccontare e far conoscere il passato. Rovesciando il paradigma conoscitivo che avevo appreso negli studi umanistici, ho cercato di desumere quelle che potremo chiamare “leggi universali” dai dati oggettivi emersi da questi esperimenti. Da punto di vista epistemologico l’informatica, con la sua capacità di gestire masse impressionanti di dati, dà agli studiosi la possibilità di formulare delle ipotesi e poi accertarle o smentirle tramite ricostruzioni e simulazioni. Il mio lavoro è andato in questa direzione, cercando conoscere e usare strumenti attuali che nel futuro avranno sempre maggiore presenza nella comunicazione (anche scientifica) e che sono i mezzi di comunicazione d’eccellenza per determinate fasce d’età (adolescenti). Volendo spingere all’estremo i termini possiamo dire che la sfida che oggi la cultura visuale pone ai metodi tradizionali del fare storia è la stessa che Erodoto e Tucidide contrapposero ai narratori di miti e leggende. Prima di Erodoto esisteva il mito, che era un mezzo perfettamente adeguato per raccontare e dare significato al passato di una tribù o di una città. In un mondo post letterario la nostra conoscenza del passato sta sottilmente mutando nel momento in cui lo vediamo rappresentato da pixel o quando le informazioni scaturiscono non da sole, ma grazie all’interattività con il mezzo. La nostra capacità come studiosi e studenti di percepire idee ed orientamenti importanti dipende spesso dai metodi che impieghiamo per rappresentare i dati e l’evidenza. Perché gli storici possano ottenere il beneficio sottinteso al 3D, tuttavia, devono sviluppare un’agenda di ricerca volta ad accertarsi che il 3D sostenga i loro obiettivi di ricercatori e insegnanti. Le esperienze raccolte nelle pagine precedenti ci portano a pensare che in un futuro non troppo lontano uno strumento come il computer sarà l’unico mezzo attraverso cui trasmettere conoscenze, e dal punto di vista didattico la sua interattività consente coinvolgimento negli studenti come nessun altro mezzo di comunicazione moderno.

Sistemi OFDM: prestazioni di livello fisico

I primi studi su Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) sono stati fatti fin dal 1960, ma negli ultimi anni la modulazione OFDM è emersa come una tecnica di modulazione chiave commerciale per i sistemi di comunicazione ad alta velocità. La ragione principale di questo crescente interesse è dovuto alla sua capacità di fornire dati ad alta velocità impiegando sistemi con complessità bassa e contrastando l'interferenza intersimbolo (ISI) e quella intercanale (ICI). Per questo motivo la modulazione OFDM è stata adottata da diversi sistemi digitali wireline e wireless standard, come Digital Audio Broadcasting (DAB), Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL), Wireless Local Area Network (IEEE 802.11 a,g,n) oppure per WiMAX e LTE.

Sicurezza di rete, analisi del traffico e monitoraggio.

Il lavoro è stato suddiviso in tre macro-aree. Una prima riguardante un'analisi teorica di come funzionano le intrusioni, di quali software vengono utilizzati per compierle, e di come proteggersi (usando i dispositivi che in termine generico si possono riconoscere come i firewall). Una seconda macro-area che analizza un'intrusione avvenuta dall'esterno verso dei server sensibili di una rete LAN. Questa analisi viene condotta sui file catturati dalle due interfacce di rete configurate in modalità promiscua su una sonda presente nella LAN. Le interfacce sono due per potersi interfacciare a due segmenti di LAN aventi due maschere di sotto-rete differenti. L'attacco viene analizzato mediante vari software. Si può infatti definire una terza parte del lavoro, la parte dove vengono analizzati i file catturati dalle due interfacce con i software che prima si occupano di analizzare i dati di contenuto completo, come Wireshark, poi dei software che si occupano di analizzare i dati di sessione che sono stati trattati con Argus, e infine i dati di tipo statistico che sono stati trattati con Ntop. Il penultimo capitolo, quello prima delle conclusioni, invece tratta l'installazione di Nagios, e la sua configurazione per il monitoraggio attraverso plugin dello spazio di disco rimanente su una macchina agent remota, e sui servizi MySql e DNS. Ovviamente Nagios può essere configurato per monitorare ogni tipo di servizio offerto sulla rete.

Misure sperimentali per il monitoraggio e la sorveglianza di aree e strutture mediante reti di sensori wireless

Studio e realizzazione di una rete Wireless Sensor Network per il monitoraggio ambientale di area archeologica. Trasmissione dati raccolti su server tcp. Misure sperimentali su rete di sensori radar UWB per la localizzazione di un target in ambiente indoor

Wireless channel modelling for indoor populated environments : statistical characterization of narrowband channels at 2.45 Ghz and 5.2 Ghz

The recent development of indoor wireless local area network (WLAN) standards at 2.45 GHz and 5 GHz has led to increased interest in propagation studies at these frequency bands. Within the indoor environment, human body effects can strongly reduce the quality of wireless communication systems. Human body effects can cause temporal variations and shadowing due to pedestrian movement and antenna- body interaction with portable terminals. This book presents a statistical characterisation, based on measurements, of human body effects on indoor narrowband channels at 2.45 GHz and at 5.2 GHz. A novel cumulative distribution function (CDF) that models the 5 GHz narrowband channel in populated indoor environments is proposed. This novel CDF describes the received envelope in terms of pedestrian traffic. In addition, a novel channel model for the populated indoor environment is proposed for the Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) narrowband channel in presence of pedestrians at 2.45 GHz. Results suggest that practical MIMO systems must be sufficiently adaptive if they are to benefit from the capacity enhancement caused by pedestrian movement.

Optimal association of mobile wireless devices with a WLAN-3G access network

In this paper, we consider the problem of association of wireless stations (STAs) with an access network served by a wireless local area network (WLAN) and a 3G cellular network. There is a set of WLAN Access Points (APs) and a set of 3G Base Stations (BSs) and a number of STAs each of which needs to be associated with one of the APs or one of the BSs. We concentrate on downlink bulk elastic transfers. Each association provides each ST with a certain transfer rate. We evaluate an association on the basis of the sum log utility of the transfer rates and seek the utility maximizing association. We also obtain the optimal time scheduling of service from a 3G BS to the associated STAs. We propose a fast iterative heuristic algorithm to compute an association. Numerical results show that our algorithm converges in a few steps yielding an association that is within 1% (in objective value) of the optimal (obtained through exhaustive search); in most cases the algorithm yields an optimal solution.

Experiences with a centralized scheduling approach for performance management of IEEE 802.11 wireless LANs

We present a centralized integrated approach for: 1) enhancing the performance of an IEEE 802.11 infrastructure wireless local area network (WLAN), and 2) managing the access link that connects the WLAN to the Internet. Our approach, which is implemented on a standard Linux platform, and which we call ADvanced Wi-fi Internet Service EnhanceR (ADWISER), is an extension of our previous system WLAN Manager (WM). ADWISER addresses several infrastructure WLAN performance anomalies such as mixed-rate inefficiency, unfair medium sharing between simultaneous TCP uploads and downloads, and inefficient utilization of the Internet access bandwidth when Internet transfers compete with LAN-WLAN transfers, etc. The approach is via centralized queueing and scheduling, using a novel, configurable, cascaded packet queueing and scheduling architecture, with an adaptive service rate. In this paper, we describe the design of ADWISER and report results of extensive experimentation conducted on a hybrid testbed consisting of real end-systems and an emulated WLAN on Qualnet. We also present results from a physical testbed consisting of one access point (AP) and a few end-systems.

An energy efficient power controller switching methodology for an ambient healthcare network

A methodology for improved power controller switching in mobile Body Area Networks operating within the ambient healthcare environment is proposed. The work extends Anti-windup and Bumpless transfer results to provide a solution to the ambulatory networking problem that ensures sufficient biometric data can always be regenerated at the base station. The solution thereby guarantees satisfactory quality of service for healthcare providers. Compensation is provided for the nonlinear hardware constraints that are a typical feature of the type of network under consideration and graceful performance degradation in the face of hardware output power saturation is demonstrated, thus conserving network energy in an optimal fashion.

Access Point Association Coordination in Densely Deployed 802.11 Wireless Networks

Dense deployment of wireless local area network (WLAN) access points (APs) is an important part of the next generation Wi-Fi and standardization (802.11ax) efforts are underway. Increasing demand for WLAN connectivity motivates such dense deployments, especially in geographical areas with large numbers of users, such as stadiums, large enterprises, multi-tenant buildings, and urban cities. Although densification of WLAN APs guarantees coverage, it is susceptible to increased interference and uncoordinated association of stations (STAs) to APs, which degrade network throughput. Therefore, to improve network throughput, algorithms are proposed in this thesis to optimally coordinate AP associations in the presence of interference. In essence, coordination of APs in dense WLANs (DWLANs) is achieved through coordination of STAs' associations with APs. While existing approaches suggest tuning of APs' beacon powers or using transmit power control (TPC) for association control, here, the signal-to-interference-plus-noise ratio (SINRs) of STAs and the clear channel assessment (CCA) threshold of the 802.11 MAC protocol are employed. The proposed algorithms in this thesis enhance throughput and minimize coverage holes inherent in cell breathing and TPC techniques by not altering the transmit powers of APs, which determine cell coverage. Besides uncoordinated AP associations, unnecessary frequent transmission deferment is envisaged as another problem in DWLANs due to the clear channel assessment aspect of the carrier sensing multiple access collision avoidance (CSMA/CA) scheme in 802.11 standards and the short spatial reuse distance between co-channel APs. To address this problem in addition to AP association coordination, an algorithm is proposed for CCA threshold adjustment in each AP cell, such that CCA threshold used in one cell mitigates transmission deferment in neighboring cells. Performance evaluation reveals that the proposed association optimization algorithms achieve significant gain in throughput when compared with the default strongest signal first (SSF) association scheme in the current 802.11 standard. Also, further gain in throughput is observed when the CCA threshold adjustment is combined with the optimized association. Results show that when STA-AP association is optimized and CCA threshold is adjusted in each cell, throughput improves. Finally, transmission delay and the number of packet re-transmissions due to collision and contention significantly decrease.

Pattern Switching Compact Patch Antenna for On-body and Off-body Communications at 2.45 GHz

The ability to switch between propagating modes is important for body-centric applications such as medical body area networks where a single node may need to be able to optimise communications for either on-body sensor links or off-body links to the wider network. Therefore, we present a compact 2.45 GHz active mode-switching wearable antenna for both on-body and off-body wireless communications. The single-layer patch antenna was pattern-switched using shorting pins and had an impedance bandwidth of 253 MHz and 217 MHz for the on-body and off-body radiating modes, respectively. An efficiency of 57 % and 56.8 % was obtained for on-body and off-body mode respectively when placed in close proximity to a phantom that represents a muscle issue at 2.45 GHz.

Using smart people to form future mobile wireless networks

The concept of a body-to-body network, where smart communicating devices carried or worn by a person are used to form a wireless network with devices situated on other nearby persons. New innovations in this area will see the form factor of smart devices being modified, so that they may be worn on the human body or integrated into clothing, in the process creating a new generation of smart people. Applications of body-to-body networking will extend well beyond the support of cellular and Wi-Fi networks. They will also be used in short-range covert military applications, first responder applications, team sports and used to interconnect body area networks (BAN). Security will be a major issue as routing between multiple nodes will increase the risk of unauthorized access and compromise sensitive data. This will add complexity to the medium access layer (MAC) and network management. Antennas designed to operate in body centric communications systems may be broadly categorized as on- or off-body radiators, according to their radiation pattern characteristics when mounted on the human body.

Improving the ultra-low-power performance of IEEE 802.15.6 by adaptive synchronisation

In ultra-low data rate wireless sensor networks (WSNs) waking up just to listen to a beacon every superframe can be a major waste of energy. This study introduces MedMAC, a medium access protocol for ultra-low data rate WSNs that achieves significant energy efficiency through a novel synchronisation mechanism. The new draft IEEE 802.15.6 standard for body area networks includes a sub-class of applications such as medical implantable devices and long-term micro miniature sensors with ultra-low power requirements. It will be desirable for these devices to have 10 years or more of operation between battery changes, or to have average current requirements matched to energy harvesting technology. Simulation results are presented to show that the MedMAC allows nodes to maintain synchronisation to the network while sleeping through many beacons with a significant increase in energy efficiency during periods of particularly low data transfer. Results from a comparative analysis of MedMAC and IEEE 802.15.6 MAC show that MedMAC has superior efficiency with energy savings of between 25 and 87 for the presented scenarios. © 2011 The Institution of Engineering and Technology.