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Le comunicazioni wireless hanno conosciuto uno sviluppo enorme negli ultimi dieci anni, in particolare con il grande successo riscosso dalle Wireless Local Area Networks (WLANs)[CWKS97]. I sistemi senza fili devono il loro successo alla intrinseca flessibilità e ai ridotti costi di installazione. Tra le tecnologie wireless presenti sul mercato mondiale, quella basata sullo standard IEEE802.11b [IEEE1] è la più popolare. La richiesta di WLANs basate su tecnologia 802.11b è enormemente aumentata negli ultimi due anni. Le reti Wireless LAN sono particolarmente indicate per fornire connettività a basso costo in un ampio spettro di scenari di rete in cui flessibilità e mobilità degli utenti finali sono caratteristiche fondamentali: uffici, aeroporti, atazioni ferroviarie e bar.

In ambiente ospedaliero, le WLANs potrebbero aumentare l'efficienza delle strutture sanitarie garantendo una rapida e sicura circolazione di informazioni tra il personale medico e paramedico, senza necessità di un'infrastruttura di rete cablata [WW03]. Idealmente, una WLAN ospedaliera dovrebbe essere in grado di servire traffici eterogenei, orientati al multimediale, con lo scopo finale di convogliare tutta l'informazione in formato elettronico, eliminando i costosi e poco pratici supporti cartacei. Esempi di ospedali con un primo utilizzo di WLAN possono essere trovati in [link2, link3].

La pianificazione e il dimensionamento di reti WLAN di grandi dimensioni può essere critica a causa del particolare meccanismo di accesso standardizzato in 802.11b. Le scelte durante il processo di pianificazione possono influire pesantemente sull'efficienza della rete finale [Hi01]. All'interno degli ospedali il compito risulta ancora più complesso a causa della possibile interferenza reciproca tra apparati di rete e strumentazione biomedicale, che lavorano all'interno dello stesso range frequenziale. Anche se l'interferenza generata dagli apparati di rete non sembra influire in maniera critica sulla strumentazione medica [HaHOW02], è chiaro che il processo di pianificazione di rete deve tenere in conto di queste considerazioni al fine di progettare una rete efficiente che garantisca i requisiti di sicurezza richiesti.

Gli aspetti fondamentali che sono raramente considerati nella pianificazione di piccole WLAN per uso domestico sono:

. le diverse applicazioni mediche che devono essere supportate dalla rete,
. la progettazione di efficienti protocolli di rete per il supporto dei servizi richiesti,
. gli effetti di propagazione del segnale ed di interferenza che richiedono misure precise di predizione di campo [HS04],
. modelli matematici appropriati per descrivere il problema di pianificazione ed efficienti algoritmi di ottimizzazione.

In [H01] gli autori discutono alcuni dei punti elencati sopra nel caso particolare di una WLAN usata per coprire il campus
della Carnegie Mellon University, Pittsburgh, USA.

Come detto precedentemente, l'ambiente ospedaliero è ancora più complesso da pianificare. Un progetto di ricerca con lo scopo di pianificare una WLAN in ambiente ospedaliero richiede contributi da diversi campi della comunità scientifica, che spesso sono poco interconnessi tra di loro. Si richiedono infatti competenze di:

- studio delle interazioni uomo-macchina,
- telecomunicazioni, per il progetto dei protocolli di rete,
- campi elettromagnetici,
- matematica applicata, per definire modelli appropriati ed algoritmi di ottimizzazione efficienti,
- scienze dell'informazione, per implementare in maniera efficiente gli algoritmi di ottimizzazione in prototipi software

Ciascuno dei campi scientifici di cui sopra è essenziale per raggiungere gli obiettivi di progetto, il cui successo dipende fortemente da un'interazione stretta tra le unità di ricerca.

Prima di descrivere le sinergie, si elencano brevemente gli sviluppi recenti nei principali campi del progetto. Per una trattazione più dettagliata, il lettore è rinviato ai modelli B di ogni unità di ricerca.

Applicazioni mediche e metodologie user-centred per il progetto e la valutazione di Digital, Wearable and Portable Devices (DWDPs):

L'utilizzo di tecnologie di comunicazione per la diffusione di informazioni in ambito medico dovrebbe essere finalizzato al miglioramento dell'efficienza del servizio offerto e dello standard di qualità. Al giorno d'oggi, molti ospedali si sono già mossi in questa direzione introducendo servizi quali le "cartelle cliniche elettroniche", l'"accesso computerizzato all'ordine dei medici" ed "il prontuario elettronico dei farmaci", disponibili su rete interna e accessibili da dispositivi portatili [GG03].

Altre innovazioni possibili comprendono carrelli attrezzati con computer portatili che possono essere spostati da letto a letto e da reparto in reparto, e PDAs (Personal Digital Assistants) che i medici possono portare ovunque all'interno della struttura ospedaliera [SD02, SJ00].

L'attività dei medici potrebbe essere fortemente agevolata consentendo loro un rapido accesso alle cartelle cliniche
dei pazienti [Ausl], meglio se tramite una struttura di rete senza fili [LL03]. Come indicato in [WW03], maggiore è la disponibilità di informazioni sul paziente minore è l'incidenza di errori medici dovuti, ad esempio, alla prescrizione di farmaci sbagliati. Immagini digitalizzate di radiografie o direttamente dalle sale operatorie possono essere condivise immediatamente ovunque all'interno dell'ospedale [Wa00]. Per di più la logistica delle sale operatorie può essere notevolmente semplificata qualora venga usata una WLAN per convogliare tutte le informazioni relative ad un paziente (ECG, TAC, esami del sangue ecc.) verso un sistema informativo centrale [HH00].

Sfortunatamente il fattore umano è raramente considerato durante la progettazione di sistemi ICT in ambito medico. Per questo, nonostante le potenzialità degli scenari sopra elencati [SJ00], molti sistemi ICT medicali non sono usati perchè poco pratici e molti sforzi sono necessari per migliorarne l'usabilità [SD02].

Sono quindi necessari nuovi approcci, come la "Task Analysis" [HR98], in grado di mettere in evidenza i punti critici del progetto di sistemi, strumenti hardware e software. Nella progettazione di DWPDs devono essere definite le modalità di interazione uomo-macchina più adatte e le tecnologie di riferimento (ad esempio, "head up", "visual display", tastiere posizionate sul braccio ecc.). Per testare la praticità dei prototipi di DWDP sia con metodologie qualitative che quantitative sembra appropriato un approccio iterativo incentrato sull'utente, che ne valuti il grado di accettazione, l'impatto sulla produttività, la comprensione degli errori commessi e le principali difficoltà di utilizzo [NJ93].

Algoritmi per il riconoscimento del contesto (context recognition) basati su informazioni disponibili a livello di rete WLAN (posizione) e di dispositivo (attività) permetterebbero di migliorare ulteriormente il sistema. In questo campo, conosciuto in letteratura come "Intelligent User Interface" [MM01] o "Ambient Intelligence", molte ricerche sono già state condotte, nessuna delle quali, però, specifica per l'ambiente medico.


Propagazione elettromagnetica e compatibilità

La progettazione e l'utilizzo di reti WLANs all'interno di ospedali solleva stimolanti spunti di ricerca dal punto di vista elettromagnetico (EM).

Un primo problema consiste nella scelta dei protocolli di rete e degli standard trasmissivi in funzione delle loro caratteristiche di propagazione radio e compatibilità elettromagnetica. Sebbene IEEE802.11b sembri essere lo standard wireless prevalente, sono infatti possibili scelte differenti come, per esempio, l'UMTS [P4].

L'utilizzo di standard quali Wi-fi all'interno di ospedali solleva notevoli difficoltà. L'utilizzo di una frequenza all'interno della banda ISM (Industrial, Scientific and Medical) è critico in ambiente ospedaliero, sia per la possibile emittività e suscettività di strumenti biomedici, che per l'alta sensibilità dell'opinione pubblica rispetto l'interazione tra campi EM ed organismi viventi [BaBT91,GiSM97]. In [HaHOW02], per esempio, si dimostra che le comunicazioni all'interno di WLAN non causano malfunzionamenti di alcuni strumenti elettronici, mentre, viceversa, gli strumenti medicali possono ridurre il rate di ricezione di un Access Point (AP) 802.11b fino al 40%.

Alcune importanti problematiche da analizzare sono:

- l'interferenza che i trasmettitori WLAN generano su strumenti medicali,
- la sensitività dei dispositivi WLAN all'interferenza generata dai sistemi elettronici medicali sensitivity,
- l'esposizione ai campi elettromagnetici dei pazienti e del personale.

La pianificazione e l'installazione di WLAN richiede accurate stime della propagazione del campo elettromagnetico sia in domini indoor che in domini ibridi indoor/outdoor. Modelli di ottimizzazione e modelli di stima della propagazione radio (RP) devono integrarsi al fine di sviluppare efficienti strategie di pianificazione di reti WLAN in ambiente ospedaliero [BrCMNSST].

In letteratura sono presenti diversi modelli di stima della propagazione radio [RP1-RP7], compresi quelli basati sul full-wave, particolarmente adatti ad ambienti indoor [NF2]. Tuttavia, sono necessari ulteriori miglioramenti sia dal punto di vista della modellizzazione che da quello dell'ottimizzazione dei metodi di calcolo del campo. Tali metodi richiedono infatti un elevato onere computazionale e possono quindi trarre beneficio dallo sviluppo di nuovi paradigmi di supercomputing. In quest' ottica, il Grid computing [G11-G12], presenta interessanti prospettive di ricerca.

In conclusione, i lavori finora pubblicati si riferiscono all'uso di singoli strumenti biomedicali all'interno delle operating rooms, mentre la valutazione di scenari in cui differenti dispositivi operano simultaneamente è ancora un problema aperto. Serve quindi un'analisi dettagliata che porti, eventualmente, alla certificazione delle WLAN in ambiente ospedaliero.



Modelli di supporto alle decisioni e algoritmi di pianificazione

Pianificare una rete WLAN significa individuare le posizioni dei punti di accesso (access points, APs) all'interno dell'infrastruttura cablata, selezionare le potenze in trasmissione e assegnare le frequenze alle singole comunicazioni. Viste le caratteristiche peculiari del protocollo di accesso 802.11b, la pianificazione delle WLAN risulta alquanto complessa e sostanzialmente diversa rispetto alla pianificazione di una rete cellulare classica. Il posizionamento non corretto di APs può portare a scarse prestazioni di rete, anche per reti di dimensioni contenute. Una pianificazione più accurata, al contrario, può generare strutture di rete con un numero più piccolo di APs ma capacità di rete più elevata. Un 'efficiente startegia di pianificazione si deve basare su modelli matematici e algoritmi di ottimizzazione di supporto alle decisioni del pianificatore. In ambiente ospedaliero il compito è ancora più delicato dal momento che l'interferenza con i dispositivi medicali deve essere considerata nella fase di planning. Per di più la rete deve essere in grado di gestire grosse quantità di dati con requisiti sulla qualità del servizio.

In letteratura, il problema della pianificazione di reti WLAN è prevalentemente affrontato dal punto di vista qualitativo, come in [Pr00]. I pochi approcci quantitativi al problema [Hi01] mirano esclusivamente a minimizzare il numero degli APs installati, come nelle reti cellulari classiche di seconda generazione (vedi ad esempio [Tu98]). In questi casi, i modelli del problema ed i metodi di ottimizzazione non considerano né l'interferenza, né la qualità del segnale, dal momento che questi problemi sono affrontati nella seguente fase di dimensionamento di assegnamento delle frequenze [AaVKMS03]. Se i sistemi da pianificare sono più complessi del GSM, come l'UMTS [AmCM03] o le WLAN di grandi dimensioni [HiS04], questi
aspetti non possono essere dimenticati. Alcuni lavori pubblicati considerano la qualità del segnale e la capacità della rete nella fase di pianificazione di rete WLAN [KaU02,LeKC00,RoML00], ma gli approcci proposti lasciano molto spazio per ulteriori proposte di miglioramento, ad esempio considerando esplicitamente nella fase di planning le caratteristiche del protocolo di accesso basato sul Carrier Sensing Multiple Access (CSMA) con collision avoidance.

Sebbene questi problemi di ottimzzazione cadano all'interno delle classi dei problemi di localizzazione di risorse (vedi ad esempio [HN98, DM01]) e di set covering (vedi ad esempio [CeNS97]) ampiamente studiati in letteratura, i vincoli sull'interferenza e il tipo delle funzioni obiettivo (ad esempio, la massimizzazione della capacità) danno luogo a varianti sul tema che, a nostro parere, non sono ancora stati investigati a fondo. Vista la natura geometrica del problema di pianificazione di WLANs, saranno considerati sotto problemi in cui un superficie deve essere coperta al meglio da dischi, controllando anche il grado di sovrapposizione tra gli stessi.

La sicurezza è un altro punto cruciale di cui tenere conto nella pianificazione di WLANs in ambiente ospedaliero [Fr03].

Vista la natura multidisciplinare del progetto e la mancanza di spazio all'inizio della sezione di programma, si formalizzano
brevemente di seguito le interazioni tra le diverse unità di ricerca (RUs). Si prega di far riferimento ai singoli modelli “B” per dettagli aggiuntivi.

Il bagaglio scientifico dei membri delle quattro unità di ricerca include: l'organizzazione di strutture cliniche, in particolare di un reparto chirurgico che comprende l'uso di strumenti computerizzati, lo sviluppo dell'interfaccia uomo-macchina, lo sviluppo e la gestione di reti di telecomunicazioni, la modellizzazione e la misura di campi elettromagnetici e lo sviluppo di modelli ed algoritmi di ottimizzazione. Negli anni passati, molti dei ricercatori coinvolti nel progetto hanno collaborato proficuamente su dversi progetti di ricerca, dall'ottimizzazione di reti di telecomunicazioni, al progetto di dispositivi elettronici.

Le principali attività congiunte sono:

a) Unità di Reggio Emilia e Ferrara: Individuazione delle applicazioni medicali che devono essere supportate dalla ret WLAN e
definizione dei requisiti operativi. Definizione delle caratteristiche dell'interfaccia d'utente e dei dispositivi portatili.

b) Unità di Milano e Reggio Emilia: Individuazione dei requisiti tecnici delle WLAN in temrini di bada, QoS e sicurezza.

c) Unità Ferrara e Lecce: misure di propagazione del campo elettromagnetico. Validazione dei risultati dei simulatori
elettromagnetici.

d) Unità di Lecce e Milano: studio dell'interferenza reciproca tra apparati medicali e dispositi WLAN. Definizione delle
limitazioni sulle trasmissioni WLAN che assicurino il corretto funzionamento dei dispositivi medicali.

e) Unità di Milano e Reggio Emilia: studio dei diversi approcci di pianificazioni di reti WLAN.

f) Unità di Ferrara and Milano: sviluppo di euristiche efficienti di ottimizzazione per la pianificazione di reti WLAN.

g) Unità di Lecce, Ferrara e Milano: integrazione delle euristiche sviluppate con il simulatore elettromagnetico.

Le interazioni tra le quattro unità di ricerca sono riassunte nella figura sotto.

Lo studio del campo elettromagnetico è indicato in nero, la definizione di modelli matematici ed algoritmi in rosso, l'interfaccia uomo-macchina in viola, e lo studio delle problematiche di rete in blu.

The impact of wireless networks in everyday life has been growing dramatically during the last decade, in particular with the widespread diffusion of cellular telephones. Wireless systems have led to considerable efficiency improvements in many working environments in which mobility and flexibility play a fundamental role. Demand for Wireless Local Access Networks (WLANs) [CWKS97] has grown at an impressive pace over the past couple of years due to the ever wider diffusion of laptops and personal mobility products. WLANs can provide cable-less connectivity in a variety of settings such as office buildings, airports, railway stations, and bars [link]. Among the numerous standards for wireless communications, the IEEE802.11b [IEEE1], which is known as Wi-fi, is the one with the widest diffusion.

In hospital environments the flexibility of WLANs would allow to rationalize various health care processes and a reduction of the risk of medical errors thanks to a rapid spread of information among hospital personnel [WW03]. Ideally WLANs in hospital should support the transmission of large amount of data, involving also multimedia [ES01], making a step towards a so-called paperless and filmless hospital. Examples at the cutting edge of the field of applications of WLANs in hospitals can be found in [link2, link3].

Due to the peculiarities of the wireless local 802.11b access mechanism, planning and deploying a large WLAN while taking into account important quality and efficiency requirements raises a number of challenging issues [Hi01]. In hospitals the task turns out to be even more challenging since electronic biomedical devices, which work in the same range of frequency of WLANs, may interfere with the wireless transmissions and vice versa. Although these interferences do not critically affect the operation of the medical devices and of the WLAN [HaHOW02], they need to be carefully considered in order to plan the network efficiently while meeting the safety requirements.

The main aspects, which are usually neglected when setting up small or domestic WLANs, include:
· the various services (medical applications) to be supported by the network,
· the telecommunication choices related to the network hardware and software (protocols),
· the propagation and interference issues which require precise measurements and fields predictions [HS04],
· the appropriate mathematical models, efficient optimization algorithms and software prototype.
In [H01] some of these issues are discussed in the case of deploying a WLAN to cover the whole campus of Carnegie Mellon University, Pittsburgh, USA. A hospital environment is even more challenging.

A research project aiming at planning WLANs in hospital environments requires expertises and experiences from several fields of science and engineering, which often have loose connections. The fields involved are:
- medicine, both for the in-depth knowledge of the health-care procedures and for evaluating the effect of electromagnetic emissions on people,
- human-machine interface studies,
- telecommunications, for designing and implementing networks and protocols,
- the study of electromagnetic fields and interferences,
- applied mathematics, for defining the mathematical models and devising appropriate optimization methods,
- computer science, for developing efficient algorithms and implementing the WLAN planning software prototype.

The contributions of each one of these fields are essential to achieve the goals of the project. Its success strongly depends on the close interaction between the various components, the joint research activities and the cross-fertilization.

Before pointing out the actual synergies, we briefly mention some recent developments on the main aspects of this project. For more details, the reader is referred to the corresponding “starting base” and bibliography sections contained in the "B" forms of each reasearch unit.

Medical applications and user-centered methodologies applied to the design and evaluation of Digital, Wearable and Portable Devices (DWDPs)

A pervasive application of Information and Communication Technologies in medicine and healthcare should eventually lead to the simultaneous improvement of service effectiveness, personnel benefits and quality standards. Nowadays, several hospitals have a made a first step in this direction by introducing the so-called “Computerized Physician Order-Entry”, the “Electronic Medical Records” and the “Electronic Medication Administration”, all embedded through a network accessed via portable user devices [GG03]. The next relevant step includes laptops on trolleys, rolled from bed to bed and ward to ward, and Personal Digital Assistants (PDAs) that can easily follow physicians almost everywhere [SD02, SJ00].
Great enhancements in service quality and staff productivity would be achieved by providing the medical staff with a full picture of patients medical records [Ausl]. Further enhancements in clinical practice can still be gained by abolishing the space gap between the operator and the system via a wireless network connection [LL03]. For example, there is clear evidence that point-of-care delivery of clinical information consistently reduces the incidence of errors related to erroneous prescription of drugs [WW03]. Digitalized images such as from X-Rays or directly from the Operating Room (OR) can be shared in real time by people located anywhere in the hospital [Wa00]. Moreover, in places such as the OR, where critical events may take place and several data have to be taken into account at the same time, several monitoring devices to which patients are connected have been introduced, and the gathered information are channeled to the operating ward information system via a local area network (LAN). The use of WLANs would substantially simplify the OR logistic [HH00].
Unfortunately human factors are rarely taken into account when medical ICT systems are conceived and designed. Therefore, in spite of the above promising scenarios [SJ00], many ICT-based medical systems tend not to be actually used in practice and special effort are needed to improve their usability [SD02].
New approaches such as “Task Analysis” [HR98] should thus be adopted to highlight critical task processes and to improve them via innovative systems, instruments or software tools. When designing innovative DWPDs, the most suitable interaction modes and the most promising technologies (e.g., “head up” visual display, keyboards placed along the harm, etc...) must be considered. To test the usability of DWDP prototypes both with qualitative and quantitative methodologies, an iterative user-centred approach seems to be appropriate. This involves evaluating the users acceptance, the impact on users workload, the understanding of the error committed and the main operational difficulties [NJ93]. Algorithms for context recognition, based on information available on the WLAN (position) and on the devices (activities), would also improve the overall systems. In this area, known in literature as Intelligent User Interface [MM01] or Ambient Intelligence, several activities (even within an experimental theatre) have been conducted, but none of them have investigated so far in a medical environment.


Electromagnetic propagation and compatibility

The accurate design of WLANs in hospitals raises several challenging research problems from the electromagnetic (EM) point of view.
A first problem is related to identifying the protocols and standards, and its implication for radiopropagation and EM compatibility. Although IEEE802.11b seems to be todays prevailing standard, alternative ones should be considered, including those which differ substantially like, for instance, UMTS [P4]. The choice of standards such as Wi-fi inside hospitals raises relevant difficulty.
The adoption of a frequency inside the ISM (Industrial, Scientific and Medical) band is critical in an hospital environment, both for the possible emittivity and susceptivity of biomedical devices and for the high sensitivity of public opinion with respect to the interaction between EM fields and living systems [BaBT91,GiSM97]. In [HaHOW02], for instance, it is observed that WLAN communications does not trigger malfunction on some electronic equipments even in the proximity of an access point and that the medical devices can reduce the reception rate of the access point by up to 40%.
Relevant issues to be addressed include:
- interference of the WLAN transmitters on the medical equipments under consideration,
- sensitivity of the WLAN to the EM interference induced by the medical electronic devices,
- exposition of patients and personnel to the EM fields emitted by the WLAN,

WLAN planning and deployment require very accurate estimates of the EM signal propagation in an indoor domain (or even in hybrid indoor/outdoor situations). In order to deveop an efficient decision support system for planning WLAN in hospitals, sophisticated radiopropagation (RP) and optimization models must be integrated [BrCMNSST] and the simulators and optimization solvers must be embedded within a common software tool.

A variety of RP models [RP1-RP7] have been discussed in the literature, including full-wave methods, which are particularly suited to indoor settings [NF2]. Nevertheless, improvements are still needed both in terms of models and of efficient computational methods. Due to the huge computational load, such radiopropagation and optimization techniques may benefit from advances in supercomputing. A recent paradigm such as grid computing [G11-G12], which is roaring into the scientific arena, is opening an interesting research area.

Finally, only a few works are concerned with the use of single electromedical devices in operating rooms but no detailed study is available in the literature for the simultaneous operation of multiple devices. A thorough investigation is thus needed to make a step towards a certification of WLANs also in these critical areas of the hospital.


Decision support models, algorithms and planning tool

Planning a WLAN with the IEEE802.11b standard amounts to locating the radio access points ("hot spots") in suitable positions of the cabled network, selecting the emission power for each access point (AP) and assigning a frequency to each transmission channel. Due to the peculiarities of the access protocol, planning large WLANs turns out to be very challenging and quite different from planning other wireless systems. Even for small size networks inadequate APs positions can give rise to very poorly performing networks. A more accurate planning can yield networks with a smaller number of access points but a much higher capacity. Efficient planning must be based on suitable optimization models and algorithms that support quantitatively the planner decisions. In hospital environments, the task is even more challenging since interferences with the medical equipments must be taken into account while guaranteeing a sufficient quality of service for a very large amount of data.

In the literature the problem of planning WLAN has mainly been addressed from a qualitative point of view as in [Pr00]. The few quantitative approaches for planning WLANs [Hi01] focus on minimizing the number of APs like for GSM cellular systems (see e.g. [Tu98]). In these cases, the models and methods do not consider interference and signal quality, since these aspects are accounted for in the subsequent network dimensioning phase, namely in the frequency assignment problem [AaVKMS03]. When planning systems with more complex access mechanisms such as UMTS [AmCM03] or large-scale WLANs [HiS04] , these aspects cannot be neglected. Some attempts to consider signal quality and network capacity in WLAN planning have been made [KaU02,LeKC00,RoML00] but proposed leave much room for improvements, including the explicit consideration of the peculiarities of the Carrier Sensing Multiple Access (CSMA) with collision avoidance mechanism.

Although these planning problems fall within the wide classes of the facility location problems (see e.g. [HN98, DM01]) and set covering problems (see e.g. [CeNS97]) that have been extensively studied in the litterature, the interference constraints and the type of objectives (e.g. maximizing the network capacity) give rise to a new class of variants that, to the best of our knowledge, have not yet been thoroughly investigated. Due to the geometric nature of the WLAN planning problem, sub-problems in which a given region of the plane has to be covered as well as possible by disks while controlling the amount of overlap between disks have to be addressed.

However, there seems to be a lack of a comprehensive approach, able to take into account all the multidisciplinary issues involved at the planning phase, rather than tring to solve them a posteriori with a troubleshooting mechanism.

Security is another sensitive aspect to be considered when planning and deploying WLANs especially in hospitals [Fr03].

Due to the multidisciplinary nature of this project and the lack of space at the beginning of the program section to emphasize general comments pertaining to all the project phases, we briefly describe here how the four research units (RUs) will cooperate and bring together the required complementary competences. See the general research program and the “B” forms of the single RUs for more details.

Expertises of the members of the four RUs include: clinical structures management, in particular a surgery ward, involving the use of computerized tools, human-machine interface development, telecommunication networking, electromagnetic fields modeling and measurements, optimization models and algorithms development.
In the recent years, many researchers involved in the project have collaborated in different research areas, ranging from the optimization of telecommunication systems to design of electronic devices.

The main joint activities are as follows:

a) Reggio Emilia and Ferrara units: Determination of the medical applications to be supported by the WLAN and definition of the operational requirements. Definition of the characteristics of the user interface and of the portable or wearable devices.
b) Milano and Reggio Emilia units: Identification of the main WLAN technical requirements in terms of band, Quality of service and security.
c) Ferrara and Lecce units: Measurements on the field of the electromagnetic propagation. Validation of the results of the electromagnetic simulators.
d) Lecce and Milano units: Study of the mutual interference between electronic medical devices and WLAN transmitters. Definition of the limits in the transmission for ensuring a correct operation of medical devices.
e) Milano and Reggio Emilia units: Comparison of different approaches to the optimization modeling of the WLAN planning problem.
f) Ferrara and Milano units: Development of efficient heuristic algorithms for the optimal WLAN planning.
g) Lecce, Ferrara and Milano units: Integration of the developed heuristic algorithms with the electromagnetic simulator.

The interactions among the four RUs are summarized in the Figure below.

The interaction involving mainly the study of electromagnetic fields is indicated in black, those involving mathematical models and optimization algorithms in red, the human-machine interface investigation in purple, and the telecommunication networking study in blue.

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(per la copia da depositare presso l'Ateneo e per l'assenso alla diffusione via Internet delle informazioni riguardanti i programmi finanziati e la loro elaborazione necessaria alle valutazioni; legge del 31.12.96 n° 675 sulla "Tutela dei dati personali")