Łączność radiowa jest używana na kolei od dawna [1, 2]. Połączenie dyspozytora z pociągiem po raz pierwszy uruchomiono w USA, w listopadzie 1913 r. na linii Lackawanna & Western Railroad. [3]. Radiowa łączność pociągowa stała się standardem dopiero po II wojnie światowej. Dziś jest niezbędnym elementem systemu kolejowego. Obecnie podstawowym standardem łączności kolejowej w Europie i wielu miejscach na świecie jest GSM-R. UIC (International Union of Railways) rozpoczęło prace nad standardem w latach osiemdziesiątych . Powstał standard ETSI, GSM-R i specyfikacje kolejowe EIRENE FRS i SRS, które obowiązują od 2000 r. Konieczność ujednolicenia standardów kolejowych wynikała z integracji i wprowadzenia otwartego rynku kolejowego w Unii Europejskiej (od 1.01.2007 r.). Dotąd zarządy kolei zamykały swoją działalność w granicach państw, co powodowało znaczne różnice techniczne w sieciach kolejowych. GSM-R jest kolejową wersją standardu GSM, pracuje w zakresie 873 - 918 MHz (w górę) i 918 - 960 MHz (w dół), transmituje kolejową komunikację głosową i dane systemu sterowania ECTS (European Train Control). System działa zwykle z komutacją łączy. Szybki rozwój technologii mobilnych spowodował, że GSM-R stał się przestarzały w porównaniu z systemami komercyjnymi (UMTS, LTE, a w perspektywie 5G). Dostrzega to Międzynarodowa Unia Kolejowa i od kilku lat prowadzi prace nad przejściem z GSM-R do nowego systemu FRMCS (Future Rail Mobile Communications System) [4]. Ponadto rozwój szerokopasmowego Internetu i różnego typu usług multimedialnych powoduje stosowanie na kolei systemów i technologii tego typu. Często są to przedsięwzięcia realizowane we współpracy z firmami komercyjnymi. GSM-R działa obecnie na ponad 100 000 km linii kolejowych, tak więc nowy system FRMCS, po ostatecznym zdefiniowaniu w najbliższym czasie, będzie wprowadzany stopniowo w perspektywie do 2030 r. SYSTEMY ŁĄCZNOŚCI KOLEJOWEJ Łączność kolejową można podzielić na łącz[...]

  W artykule omówiono standard iBeacon - zastosowanie standardu Bluetooth Smart (BLE). Przedstawiono przykłady beaconów i ich parametry, oraz typowe dziedziny zastosowań. Omówiono metody lokalizacji wewnątrz budynku w standardzie iBeacon. Przedstawiono badanie systemu lokalizacji w pomieszczeniach z wykorzystaniem beaconów. Wykonano pomiary lokalizacji statycznej przez zestawiony system iBeacon, w którym użyto beaconów polskiej firmy Estimote i typowego smartfona. 1. WSTĘP Bluetooth małej mocy - Bluetooth Low Energy (BLE) albo Bluetooth Smart jest jedną z nowszych modyfikacji standardów związanych z rozwojem aplikacji mobilnych. Przykładem zastosowań jest iBeacon - rozwiązanie lokalizacji zbliżeniowej w pomieszczeniach czy też SmartWatch'e. iBeacon został zaprezentowany przez firmę Apple na konferencji WWDC’2013 [1], dla systemu operacyjnego iOS. W standard Bluetooth Smart są wyposażone obecne smartfony z najnowszymi systemami iOS oraz Android (wersja 4.3 i późniejsze). Do lokalizacji wykorzystuje się miniaturowe nadajniki - beacony pracujące w standardzie iBeacon. Mają one małą moc i niewielki zasięg (maksymalnie 70 -100 m), ale i niski pobór energii. Są zwykle zasilane z baterii o przewidywanym czasie ciągłej pracy nawet kliku lat. Beacony nadają cyklicznie krótkie komunikaty, które w zasadzie zawierają tylko własny identyfikator. Zgodnie ze standardem, identyfikatory są bardzo rozbudowane i każdy może być unikalny w skali globalnej, przy przewidywanych masowych zastosowaniach. W typowym zastosowaniu beacony mają być instalowane w obiektach handlowych, muzeach, urzędach itp. Smartfon wyposażony w układ Bluetooth Smart odbiera ten identyfikator, co jest równoznaczne z jego orientacyjną lokalizacją. Dzięki temu może zostać uruchomiona odpowiednia aplikacja bądź z pamięci smartfona, a zwykle z lokalnej sieci WiFi, która dostarczy abonentowi odpowiednich informacji. Beacony mogą być też rodzajem etykiet nalepianych [...]

  W artykule omówiono standard Beaconów Bluetooth Smart - jednego z zastosowań BLE. Przedstawiono działanie i parametry Beaconów oraz typowe dziedziny zastosowań. Omówiono krótko metody lokalizacji wewnątrz budynku u oparciu o pomiar mocy Beaconów (RSSI). Omówiono wykonane pomiary lokalizacji w pomieszczeniu, w których użyto Beaconów polskiej firmy Estimote i typowego smartfona z systemem Android. Słowa kluczowe: beacon, Bluetooth, BLE, multilateracja, lokalizacja w pomieszczeniach, iBeacon, Eddystone.Lokalizacja GPS jest dziś powszechnie używana w różnych zastosowaniach zarówno profesjonalnych jak i multimedialnych dla masowego użytkownika. Jest to jednak możliwe tylko na otwartej przestrzeni, gdy widoczne są satelity nawigacyjne. Obecnie rośnie zainteresowanie systemami lokalizacji w pomieszczeniach zamkniętych [1], gdzie GPS nie działa. Opracowywane są systemy o różnym stopniu złożoności i różnej dokładności, zarówno dla sieci czujników, zdalnego sterowania robotami jak i mniej precyzyjne dla aplikacji informacyjnych lub mających zastosowania reklamowo-handlowe (dworce, muzea, galerie handlowe). Jednym z obecnie rozwijanych rozwiązań w tej ostatniej, mniej precyzyjnej grupie jest zastosowanie technologii Bluetooth Smart. Bluetooth Smart nazywany też Bluetooth Low Energy (BLE) jest standardem zawartym w Bluetooth Core Specification poczynając od wersji 4.0 i określa klasę urządzeń pracujących na niewielkie odległości, pobierających bardzo małą mocy zasilania. Pozwala to budować urządzenia pracujące długo i zasilane z małych baterii lub też odzyskujące energię z otoczenia (energy-harvesting). Możliwa staje się realizacja wielu aplikacji mobilnych i idei Internetu rzeczy (Internet of Things - IoT ) [3], [4]. Bluetooth Core Specification 4.2 [2] zwiększa jeszcze funkcjonalność BLE. Urządzenia BLE mogą pracować w dwóch trybach: connected, gdy następuje dwukierunkowa transmisja pomiędzy urządzeniami i w trybie rozsiewczym, adver[...]

  1. WSTĘP Łączność radiowa pociąg - infrastruktura jest bardzo istotnym elementem systemu kolejowego. Łączność tą można podzielić na łączność podstawową, zapewniającą sterowanie i bezpieczeństwo oraz łączność dodatkową zapewniającą dodatkowe usługi dla kolei oraz w coraz większym zakresie transmisję danych dla pasażerów. Ilustruje to Tab. 1. Łączność podstawowa jest obecnie realizowana w standardzie GSM - R. Wszelkie zmiany i modyfikacje standardu wymagają długotrwałych uzgodnień międzynarodowych pomiędzy wieloma podmiotami; dlatego standard GSM - R stał się przestarzały w porównaniu z komercyjnymi systemami mobilnymi (UMTS, LTE, a w perspektywie 5G). Dostrzega to Międzynarodowa Unia Kolejowa (UIC - International Union of Railways) i od kilku lat prowadzi prace nad przejściem z GSM-R do nowego systemu FRMCS (Future Rail Mobile Communications System) [1]. Systemy dodatkowe wykorzystują różnorodne technologie. Szybko powstają nowe rozwiązania, których głównym celem jest duża przepływność (np. kolejowe systemy satelitarne oraz naziemne). Innymi stosowanymi technologiami jest Radio over Fiber (transmisja radiowa z wykorzystaniem światłowodów), Radio Kognitywne oraz monitorowanie urządzeń i elementów taboru kolejowego w systemie Internetu rzeczy (IoT). Tab. 1 Kategorie łączności kolejowej 2. SYSTEMY ŁĄCZNOŚCI KOLEJOWEJ Różne systemy łączności kolejowej schematycznie przedstawiono na Rys. 1. Rys. 1. Systemy łączności kolejowej Stosowane są następujące technologie:  Pociąg - infrastruktura  Łączność podstawowa: GSM-R, transmisja głosu i danych ETCS L2 (European Train Control System); WiFI - IEEE 802.11; WiMax (IEEE 802.16.2)  Łączność dodatkowa: satelity GEO, WiFi, WiMax, kable promieniujące, RoF  Pomiędzy wagonami: radiowa, czasem światłowodowa. WiFi; WiMax; IEEE 802.11p; UWB (60GHz). Może retransmitować sygnały innego pociągu.  Wewnątrz wagonu.  Łączność służbowa. Od 1999r.[...]

  Internet rzeczy (IoT), idea powstała w 1999 r., znajduje coraz więcej zastosowań. Przewiduje się, że będzie on miał zasięg globalny i w 2021 r. liczba urządzeń tego typu wyniesie około 1,5 biliona [1]. Rozwiązania i zastosowania IoT są szeroko omawiane w literaturze [2], [3]. Istotnym elementem IoT jest odpowiednia sieć łączności, głównie bezprzewodowej. Obecnie istnieje wiele standardów transmisji w pasmach nielicencjonowanych (ISM) takich jak: LoRa, NWave, OnRamo, Platanus, SIGFOX, Telensa, Amber Wireless, głównie o zasięgu lokalnym [4]. Wydaje się jednak, że lepszym rozwiązaniem są sieci komórkowe z dodatkową usługą IoT realizowaną przez operatorów. Organizacja 3GPP, poczynając od E-UTRA Release 12, wprowadziła przydatny dla IoT standard LTE Cat. 0, uwzględniający specyfikę transmisji danych z prędkością do 1 Mb/s pomiędzy urządzeniami (M2M - machine to machine communications) z uproszczonymi protokołami transmisji, co umożliwia obniżenie kosztu terminali. Kolejna wersja E-UTRA, Release 13 [5], przyjęta w czerwcu 2016 r. wprowadza standardy eMTC (LTE Cat. M1) i NB IoT - NarrowBand for the Internet of Things (LTE Cat. NB1) oraz EC-GSM-IoT [6]. W tym artykule opisano parametry standardu NB IoT. Krajowi operatorzy sieci komórkowych przewidują wkrótce uruchomienie usługi NB IoT. Wymaga to jednak modyfikacji stacji bazowych. 2. PARAMETRY SYSTEMU NB IoT 2.1. Tryby pracy System NB IoT jest zupełnie nowym standardem. Nie realizuje on większości funkcji szerokopasmowych terminali LTE. Wykorzystuje jednak funkcjonalności LTE, organizację widma i protokoły transmisyjne. Dzięki temu jest kompatybilny z LTE i do transmisji NB IoT mogą służyć zmodyfikowane stacje bazowe LTE. Możliwa jest także transmisja na poszczególnych nośnych systemu GSM. Transmisja w obu kierunkach jest wąskopasmowa i zajmuje pasmo o szerokości 180 kHz, tzn. jeden blok PRB LTE lub jeden kanał GSM o szerokości 200 kHz. System służy do przesyłania małej iloś[...]

  DYNAMIC INDOOR LOCALIZATION OF PERSONS USING BLOTOOTH EDDYSTONE BEACONS Streszczenie: W artykule omówiono standard Eddystone- nowe zastosowanie standardu Bluetooth Smart (BLE). Przedstawiono działanie i parametry beaconów Eddystone, oraz typowe dziedziny zastosowań. Omówiono krótko metodę lokalizacji wewnątrz budynku wspomaganą filtrem Kalmana. Wykonano pomiary lokalizacji dynamicznej w pomieszczeniach przez zestawiony system Eddystone, w którym użyto beaconów polskiej firmy Kontakt.io i typowego smartfona z systemem Android. Abstract: The paper describes the Eddystone standard - a new application of the Bluetooth Smart (BLE). Operation and parameters of the Eddystone beacons and typical applications area were shown. The localization method inside building with Kalman filtering was briefly explained. The measurements of indoor dynamic localization were performed using Eddystone beacons from polish Kontakt.io manufacturer and typical Android smartfon. Słowa kluczowe: beacon, Bluetooth, filtr Kalmana, śledzenie 2D ruchu obiektu. Keywords: beacon, Bluetooth, Kalman filter, 2D object tracking. 1. WSTĘP Moduły radiowe Bluetooth BLE (lub Bluetooth Smart) są obecnie powszechnie stosowane w aplikacjach mobilnych. Eddystone [1], podobnie jak iBeacon wykorzystuje standard Bluetooth LE. Eddystone został zaprezentowany przez firmę Google w lipcu 2015 r. dla systemów operacyjnych Android, iOS oraz każdego systemu, który wspiera beacony BLE. Eddystone jest protokołem, który określa format transmisji Bluetooth LE dla celów lokalizacji zbliżeniowej. W standard Bluetooth Smart są wyposażone obecne smartfony z najnowszymi systemami iOS oraz Android (wersja 4.3 i późniejsze). W przeciwieństwie do iBeacona, format Google’a jest otwarty i dostępny w internecie, zatem każdy może mieć do niego dostęp i pomagać go rozwijać (ogólnie dostępna licencja Apache v.2.0). Jest to podstawowa zaleta względem standardu iBeacon, który został wprow[...]

  1. WSTĘP Internet Rzeczy (IoT) rozwija się szybko, powstają nowe projekty i zastosowania w prawie wszystkich dziedzinach. Istotnym elementem IoT jest transmisja danych, szczególnie transmisja bezprzewodowa. Najpierw powstały standardy transmisji działające w pasmach nielicencjonowanych ISM, takie jak LoRaWan [1] i Sigfox [2]. Wkrótce potem, w 2016 r. 3GPP opublikowała nowe standardy transmisji (E-UTRA, wersja 13) działające w pasmach licencjonowanych systemów mobilnych [3], [4]. Jednym z tych standardów jest wąskopasmowy Internet Rzeczy NB-IoT, który może działać w dowolnym systemie 4G, ponieważ zapewnia zgodność z dotychczasowymi standardami komórkowymi. Potrzebuje tylko niewielkiej części widma systemu komórkowego. Zasadnicze cechy systemu NB-IoT to: zwiększony zasięg (Enhanced Coverage) w porównaniu z szerokopasmowym systemem LTE, czyli transmisja przy o 20 dB słabszym sygnale, uproszczona konstrukcja urządzeń użytkownika (UE), gwarantująca niski koszt i długa żywotność baterii zasilającej (od 10 do 15 lat) [5]. Cele te osiągnięto dzięki możliwym powtórzeniom transmisji w kanałach w górę i w dół, możliwej transmisji jednotonowej, transmisji z półdupleksem częstotliwościowym, prostym modulacjom (BPSK i QPSK) i rozbudowanym mechanizmom oszczędzania zasilania. Standard jest przeznaczony do obsługi bardzo dużej liczby urządzeń (52547 w komórce) transmitujących niewielkie ilości danych z małą częstością. Czas transmisji pakietów danych może być znacznie wydłużony. Rozszerzony zasięg pozwala na odbiór wewnątrz budynków np. w pomieszczeniach podziemnych. Standard ma też wady; najistotniejsze to: jedna antena (tor odbiorczy) i możliwe znaczne opóźnienia w transmisji danych. W artykule przedstawiono wyniki badań transmisji NB-IoT, niedawno uruchomionej w krajowej sieci TMobile, w paśmie 800MHz. Sieć pracuje w paśmie ochronnym LTE. 2. CECHY SYSTEMU NB-IoT 2.1. Podstawowe parametry Dla systemu NB-IoT przydzielono w Europie [...]