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In this letter, an efficient beam-domain-based pilot assignment scheme is proposed to mitigate the pilot contamination caused by pilot reuse in cell-free massive multiple-input multiple-output systems. By exploiting the information provided through beam management during the initial access, we construct a graph that captures the potential interference in the beam domain and apply graph coloring for pilot assignment. In addition, we consider a radio frequency chain switch on/off strategy to improve energy efficiency. Numerical results verify that the proposed pilot assignment scheme can significantly improve both spectral efficiency and energy efficiency compared to existing schemes.

In this work, we present a wireless localization method that operates on self-supervised and unlabeled channel estimates. Our self-supervising method learns general-purpose channel features robust to fading and system impairments. Learned representations are easily transferable to new environments and ready to use for other wireless downstream tasks. To the best of our knowledge, the proposed method is the first joint-embedding self-supervised approach to forsake the dependency on contrastive channel estimates. Our approach outperforms fully-supervised techniques in small data regimes under fine-tuning and, in some cases, linear evaluation. We assess the performance in centralized and distributed massive multiple-input multiple-output (MIMO) systems for multiple datasets. Moreover, our method works indoors and outdoors without additional assumptions or design changes.

Fracture-related infection (FRI) remains a major concern in orthopaedic trauma. Functionalizing implants with antibacterial coatings are a promising strategy in mitigating FRI. Numerous implant coatings have been reported but the preventive and therapeutic effects vary. This systematic review aimed to provide a comprehensive overview of current implant coating strategies to prevent and treat FRI in animal fracture and bone defect models.

Hintergrund und Fragestellung: Bei der pyogenen Spondylodiszitis gewinnen Infektionen mit Koagulase-negativen Staphylokokken zunehmend an Bedeutung. Eine empirische Antibiose ist insbesondere bei Patienten mit schweren oder progredienten neurologischen Ausfällen sowie hämodynamischer Instabilität und im Falle von kulturnegativen Spondylodiszitiden notwendig. Ob es in Deutschland einheitliche, an das Resistenzprofil angepasste Standards der empirische Antibotikatherapie gibt, ist unklar. Studiendesign und Untersuchungsmethoden: Es wurde an deutschen Universitäts- und berufsgenossenschaftlichen Kliniken, jeweils in den Fachbereichen Orthopädie und Unfallchirurgie, eine Umfrage zur empirischen Antibiotikatherapie bei pyogener Spondylodiszitis durchgeführt. Die Umfrageergebnisse wurden auf das Resistenzprofil der Erreger von 45 Spondylodiszitispatienten, die zwischen 2013 und 2020 in unserer Klinik behandelt wurden, angewandt. Dadurch wurden potenzielle Sensibilitäts- und Resistenzraten für die angegebenen antibiotischen Therapien errechnet. Ergebnisse: Von den 71 angefragten Kliniken antworteten insgesamt 44 (62,0 %). Sechzehn verschiedene Antibiotikatherapien wurden als jeweiliger Standard berichtet. Darunter wurden 14 verschiedene Kombinationstherapien als Therapiestandard angegeben. Die am häufigsten angegebenen empirischen Substanzen, nämlich Amoxicillin-Clavulansäure oder Ampicillin/Sulbactam (29,5 %) und Cephalosporine (18,2 %) zeigten in Bezug auf das zuvor veröffentliche Resistenzprofil hohe potenzielle Resistenzraten von 20,0 % bzw. 35,6 %. Die höchsten potenziellen Sensibilitätsraten wurden durch die Kombinationen Vancomycin + Ampicillin/Sulbactam (91,1 % sensible Erreger), Vancomycin + Piperacillin/Tazobactam (91,1 % sensible Erreger) und Ampicillin/Sulbactam + Teicoplanin (95,6 % sensible Erreger) erreicht. Eine dieser Kombinationen wurde von drei Kliniken (6,8 %) als Standard angegeben. Schlussfolgerung: Die deutschlandweite Umfrage zur empirischen Antibiose bei pyogener Spondylodiszitis hat eine große Heterogenität der Standardtherapien ergeben. Eine Kombination aus einem Breitspektrum-β-Laktam-Antibiotikum mit einem zusätzlichen Glykopeptidantibiotikum kann sinnvoll sein.

Bei einer Vielzahl der operativ zu versorgenden Frakturen ist die Marknagelosteosynthese die operative Therapie der Wahl. Im Fall einer frakturassoziierten Infektion (FRI) sind bei der Behandlung von Nagelinfektionen aufgrund der abgeschlossenen Lage des Osteosynthesematerials im intramedullären Markkanal Besonderheiten zu beachten. Der Beitrag gibt eine Übersicht über generelle Prinzipien und diagnostische Kriterien der FRI nach Nagelosteosynthesen und erörtert die Therapieempfehlungen anhand von 3 Fallbeispielen. Im Fall von akuten Implantatinfektionen ist sowohl bei periprothetischen Gelenkinfektionen als auch bei FRI grundsätzlich ein implantaterhaltendes Vorgehen möglich. Nach Marknagelosteosynthesen sollte der Nagel jedoch auch bei einer akuten Infektion gewechselt werden, da ein suffizientes Débridement das Nagels aufgrund seiner intramedullären Lage nicht möglich ist. Bei chronischen FRI nach einer Marknagelosteosynthese kann ein ein- oder zweizeitiges Vorgehen verfolgt werden. Bei adäquater Weichteildeckung, guter Frakturreposition und zu erwartender Knochenheilung ohne kritischen knöchernen Substanzdefekt ist ein einzeitiges Vorgehen durch einen Nagelwechsel zu präferieren. Entwickelt sich nach einer Marknagelosteosynthese eine chronische Infektion mit Weichteil- und Knochendefekt, ist ein zweizeitiges Vorgehen analog zur Osteomyelitis Behandlung in Betracht zu ziehen. Hierbei ist eine enge Abstimmung mit den Kollegen der plastischen Chirurgie, der Mikrobiologie und Infektiologie erforderlich. Die Nutzung von lokalen Antibiotika und antimikrobiell beschichteten Implantaten wird als vorteilhaft erachtet.

This letter explores the potential enhancement of radio signal propagation in intricate environments through the deployment of basic resonant dipole scatterers. We employ the MATLAB ray tracer algorithm to examine the impact of dipolar scatterers on the power received at the user's location. The ray tracing model is modified for a dipolar scatterer model based on its bi-static scattering cross-section. Our analytical and simulation results indicate that the deployment of extra scattering components is nearly ineffective when a direct link is present. Conversely, in scenarios where there is no line-of-sight, the proposed approach can considerably boost the power delivered. This cost-effective and straightforward method could complement other channel optimization strategies, such as the application of reconfigurable intelligent surfaces.

We investigate the deep reinforcement learning (DRL) framework for uplink power control in a cell-free massive multiple-input, multiple-output (MIMO) network. Although DRL does not require prior sets of training data as opposed to supervised or unsupervised machine learning approaches, existing methods suffer from substantial convergence time, which is prohibitive in a highly dynamic or large-scale mobile environment. To address this crucial issue, we propose a DRL framework that capitalizes on prioritized sampling to speed up the learning process, thereby enabling rapid adaptation to the variations of the wireless environment. The proposed method is not only tailored to user mobility, but also to network variations due to device activation and deactivation. Numerical results demonstrate the effectiveness of our proposed algorithm, as it exhibits near-optimal performance, outperforming the benchmark schemes in terms of the guaranteed rate and total power consumption, with much faster convergence.

This case report is about a 61-year-old patient with rapid destruction of both hip joints due to septic arthritis that was successfully treated with a staged implantation of silver-coated hip prostheses with an ultrathin silver multilayer coating. At a three-year follow-up, there were no signs of infection, a good state of all prosthetic components was noted and the functional outcome was excellent.

In this letter, we introduce a novel quasi-orthogonal full-rate space-time line code (FR-QSTLC) for an arbitrary number of transmit antennas and four receiver antennas. Its fully analytical examination and the benchmark of full-rate STLCs are provided, and the results are compared in terms of average bit error ratio (ABER) and diversity gain. Due to its quasi-orthogonal properties, the proposed FR-QSTLC exhibits an asymptotic SNR gain of up to 3 dB compared to its orthogonal two-antenna counterpart and outperforms all the other linearly-decoded full-rate STLCs.

Emerging window glass plays an increasingly important role in rail vehicles thanks to its outstanding mechanical, optical, and thermal performance. However, due to insufficient attention on the electromagnetic (EM) properties and wireless propagation characteristics, the potential of window glass to enhance the intelligence of rail vehicles and the wireless communication of onboard passengers is not fully realized. To a certain extent, window glass even becomes the bottleneck of the informatization of rail vehicles. Thus, this article aims to explore window glass for one important component of vehicular networking-smart rail vehicles-from the perspective of wireless propagation. In this context, we present key capabilities and discuss the potential forms of window glass for smart rail vehicles. Finally, based on the review of representative research, we investigate and outline the future research challenges and trends from the propagation channel perspective.

Hintergrund und Fragestellung: Bei der pyogenen Spondylodiszitis gewinnen Infektionen mit Koagulase-negativen Staphylokokken zunehmend an Bedeutung. Eine empirische Antibiose ist insbesondere bei Patienten mit schweren oder progredienten neurologischen Ausfällen sowie hämodynamischer Instabilität und im Falle von kulturnegativen Spondylodiszitiden notwendig. Ob es in Deutschland einheitliche, an das Resistenzprofil angepasste Standards der empirische Antibotikatherapie gibt, ist unklar. Studiendesign und Untersuchungsmethoden: Es wurde an deutschen Universitäts- und berufsgenossenschaftlichen Kliniken, jeweils in den Fachbereichen Orthopädie und Unfallchirurgie, eine Umfrage zur empirischen Antibiotikatherapie bei pyogener Spondylodiszitis durchgeführt. Die Umfrageergebnisse wurden auf das Resistenzprofil der Erreger von 45 Spondylodiszitispatienten, die zwischen 2013 und 2020 in unserer Klinik behandelt wurden, angewandt. Dadurch wurden potenzielle Sensibilitäts- und Resistenzraten für die angegebenen antibiotischen Therapien errechnet. Ergebnisse: Von den 71 angefragten Kliniken antworteten insgesamt 44 (62,0 %). Sechzehn verschiedene Antibiotikatherapien wurden als jeweiliger Standard berichtet. Darunter wurden 14 verschiedene Kombinationstherapien als Therapiestandard angegeben. Die am häufigsten angegebenen empirischen Substanzen, nämlich Amoxicillin-Clavulansäure oder Ampicillin/Sulbactam (29,5 %) und Cephalosporine (18,2 %) zeigten in Bezug auf das zuvor veröffentliche Resistenzprofil hohe potenzielle Resistenzraten von 20,0 % bzw. 35,6 %. Die höchsten potenziellen Sensibilitätsraten wurden durch die Kombinationen Vancomycin + Ampicillin/Sulbactam (91,1 % sensible Erreger), Vancomycin + Piperacillin/Tazobactam (91,1 % sensible Erreger) und Ampicillin/Sulbactam + Teicoplanin (95,6 % sensible Erreger) erreicht. Eine dieser Kombinationen wurde von drei Kliniken (6,8 %) als Standard angegeben. Schlussfolgerung: Die deutschlandweite Umfrage zur empirischen Antibiose bei pyogener Spondylodiszitis hat eine große Heterogenität der Standardtherapien ergeben. Eine Kombination aus einem Breitspektrum-β-Laktam-Antibiotikum mit einem zusätzlichen Glykopeptidantibiotikum kann sinnvoll sein.

Hintergrund: Die Behandlung von Knochen- und Protheseninfektionen bleibt trotz moderner Behandlungskonzepte mit interdisziplinärem Therapieansatz schwierig und weitere Maßnahmen zur Verbesserung des Behandlungsergebnisses sind wünschenswert. Präklinischen Studien liefern ein vielversprechendes Bild der Wirksamkeit von Bakteriophagen zur Behandlung von Knochen- und Protheseninfektionen. Ziel der Arbeit: Die vorliegende Arbeit gibt eine systematische Übersicht über die klinische Anwendung von Bakteriophagen zur Behandlung von Knochen- und Protheseninfektionen. Material und Methoden: Eine systematische Suche wurde in PubMed zur Identifikation von primären klinischen Daten zur Anwendung der Phagentherapie bei Patienten mit Knochen- und Protheseninfektion durchgeführt. Ergebnisse: Elf Studien wurden eingeschlossen, bestehend aus 8 Fallberichten und 3 Fallserien. Indikationen der Phagentherapie waren periprothetische Infektionen (n= 12, 52,2 %), frakturassoziierte Infektionen (n= 9, 39,1 %), Osteomyelitis (n= 1, 4,4 %) und eine Iliosakralgelenkinfektion nach Zementaugmentation einer Metastase (n= 1, 4,4 %). Die Interventionen waren heterogen, Phagen wurden intravenös verabreicht, intraoperativ ins Gelenk injiziert, intraoperativ lokal angewendet oder über Drainagen appliziert. In Kombination mit Antibiotikatherapie konnte eine vollständige Infekteradikation bei 18 Patienten (78,3 %) erreicht werden. Bei 91,3 % der Patienten wurden keine Nebenwirkungen berichtet. Schlussfolgerung: Bakteriophagen sind eine vielversprechende Behandlungsmethode von Knochen- und Protheseninfektionen in Kombination mit einer Antibiotikatherapie. Zukünftige klinische Studien mit höherem Evidenzgrad werden benötigt, um eine erfolgreiche Translation der Bakteriophagentherapie in die klinische Praxis weiter zu etablieren.

Hintergrund: Antibiotika (AB) spielen eine wichtige Rolle in der Prophylaxe und Behandlung von Infektionen in der Unfallchirurgie. Dennoch scheint es gerade bei der Infektionsprophylaxe nach offenen Frakturen und auch bei der empirischen Therapie von frakturassoziierten Infektionen (FRI) große Unterschiede zwischen einzelnen Kliniken zu geben. Methodik: An deutschen Universitäts- und berufsgenossenschaftlichen Kliniken wurde eine Umfrage zu Prophylaxe und empirischer AB-Therapie von FRI durchgeführt. Die AB-Regime wurden mit dem Resistenzprofil der Erreger bei 86 FRI-Patienten verglichen, um die theoretische Wirksamkeit der jeweiligen Therapien zu ermitteln. Ergebnisse: Von 71 Kliniken antworteten insgesamt 44 (62,0 %). Bei geschlossenen Frakturen zeigte sich mit der Verwendung von Cephalosporinen in 95,5 % der Kliniken ein einheitliches Bild. Für offene Frakturen wurden 8 verschiedene AB-Regime berichtet, wobei Aminopenicilline/β-Lactamase-Inhibitor (BLI) (31,8 %) am häufigsten genannt wurden. Für die empirische Therapie der FRI wurden 12 verschiedene AB-Regime angegeben, am häufigsten Aminopenicilline/BLI (31,8 %), Cephalosporine (31,8 %) und Ampicillin/Sulbactam + Vancomycin (9,1 %). Hinsichtlich der empirischen Therapie der FRI zeigten sich niedrige Sensibilitätsraten für Cephalosporine (65,1 %) bzw. Aminopenicillinen/BLI (74,4 %). Für die Kombination Vancomycin + Meropenem ergab sich mit 91,9 % die höchste hypothetische Sensibilität. Diskussion: Im Abgleich mit dem vorliegenden, einrichtungsspezifischen Keimspektrum erscheint die Kombinationstherapie Vancomycin + Meropenem für die empirische Therapie sinnvoll, sollte jedoch Patienten mit mehrfachen Revisionseingriffen oder septischen Infektionsverläufen vorbehalten bleiben, um die Selektion hochresistenter Keime zu vermeiden. Graphic abstract:

Hintergrund: Die periprothetische Gelenkinfektion (PJI) ist eine gefürchtete Komplikation in der Orthopädie und Unfallchirurgie. Ein potenzieller Anstieg an PJI-Diagnosen, insbesondere in Verbindung mit psychologischen Komorbiditäten, kann zu einer besonderen Herausforderung für Akteure im Gesundheitswesen werden. Bisher ist die Prävalenz für Deutschland unbekannt. Dies erschwert es, den zukünftigen Behandlungsbedarf abzuschätzen und Entwicklungen vorherzusehen, die durch eine Anpassung von Präventions- und Therapiemaßnahmen beeinflusst werden können. Ziel der Arbeit: Die vorliegende Arbeit gibt eine detaillierte Übersicht über die Epidemiologie periprothetischer Gelenkinfektionen und psychologischer Komorbiditäten. Material und Methoden: Ein Datensatz vom Statistischen Bundesamt (Destatis) aus jährlichen, deutschlandweiten ICD-10-Diagnosekodes von 2009 bis 2019 wurde analysiert. Prävalenzraten des Kodes „T84.5 – Infektion und entzündliche Reaktion durch eine Gelenkendoprothese“ wurden nach Altersgruppe, Geschlecht und in Verbindung mit einer Nebendiagnose des Kapitels F quantifiziert und aufgeschlüsselt. Ergebnisse: Seit 2009 steigen die PJI-Diagnosen kontinuierlich an, die Häufigkeit war im Jahr 2018 rückläufig. Im Jahr 2019 wurden 16.174 Fälle entsprechend einer Prävalenz von 23,8/100.000 Einwohner verzeichnet. Eine Entwicklung hinsichtlich mehr Diagnosen bei älteren Patienten wurde evident. Ein Viertel aller Patienten wiesen eine Nebendiagnosen im Bereich psychischer Störungen und Verhaltensstörungen auf, wobei sich die Anzahl an Patienten mit psychologischen Komorbiditäten im letzten Jahrzehnt verdoppelte. Schlussfolgerung: Richtlinien zu Präventionsstrategien und psychologische Unterstützungsangebote sollten in der Unfallchirurgie implementiert werden.

Hintergrund: Die Behandlung periprothetischer Hüftinfektionen ist meist kostenintensiv und gilt im Allgemeinen als nicht kostendeckend für die Kliniken. Bei chronischen Infektionen ist oft ein zweizeitiger Prothesenwechsel indiziert, der als Fast-Track mit kurzem prothesenfreiem Intervall (2–4 Wochen) oder als Slow-Track mit langem prothesenfreiem Intervall (über 4 Wochen) erfolgen kann. Ziel: Ziel dieser Arbeit war die Erfassung der Erlössituation beider Behandlungsformen im aktuellen aG-DRG-System 2020 unter Berücksichtigung erlösrelevanter Einflussfaktoren. Methoden: Für Fast-Track und Slow-Track bei zweizeitigem septischem Hüftprothesenwechsel mit Nachweis eines Staphylococcus aureus (MSSA) wurden mittels einer Grouper-Software (3M KODIP Suite) anhand der Diagnosen (ICD-10-GM) und Prozeduren (OPS) Behandlungsfälle simuliert und in DRG eingruppiert. Erlösrelevante Parameter wie Verweildauer (VWD) und Nebendiagnosen (ND) wurden berücksichtigt. Zusätzlich wurden zwei reale Behandlungsfälle mit Fast-Track und Slow-Track miteinander verglichen. Ergebnisse: Die Gesamterlöse betrugen beim Slow-Track bei einer VWD von 25 Tagen (ohne ND) 27.551 € und bei einer VWD von 42 Tagen (mit ND) 40.699 €. Beim Fast-Track hingegen lag der Gesamterlös bei 23.965 € bei einer VWD von 25 Tagen (ohne ND) und bei 27.283 € bei einer VWD von 42 Tagen (mit ND). Bei den realen Behandlungsfällen zeigte sich ebenfalls eine deutliche Differenz des Gesamterlöses von 12.244 € zugunsten des Slow-Tracks. Diskussion: Auch im aG-DRG-System 2020 scheint der zweizeitige Hüftprothesenwechsel mit langem Interimsintervall insbesondere bei multimorbiden Patienten aus Krankenhaussicht ökonomisch vorteilhafter zu sein als das Fast-Track-Konzept, wodurch ein finanzielles Hemmnis zur Behandlung solcher Patienten mit kurzem Interimsintervall geschaffen wird.

Looking to 2030 and beyond, revolutionary enhancement of data transmission rates in sixth generation (6G) and beyond systems are required to meet the challenge of increasing communication traffic due to the massive exchange of information. Development of technologies and systems enabling terabit-per-second wireless communications need to support the long-term exponential capacity increase of mobile communication networks. Among the available frequency bands, the terahertz (0.1-10 THz) band has been identified as the most promising one to address the spectrum scarcity and capacity limitations of current wireless systems (although millimeter-wave communications have been officially adopted in recent 5G cellular systems). Furthermore, the unique properties of THz wave propagation enable novel sensing and localization capabilities. Since wireless channels are the foundation for designing a wireless communication system in the new spectrum and new environments, it is imperative to study the THz radio propagation channels for 6G future wireless communications.

Presents corrections to the paper, Energy Efficiency of Mmwave Massive MIMO Precoding With Low-Resolution DACs.

Hintergrund: Bisherige Klassifikationen für Protheseninfektionen beurteilen die Heterogenität der Infektion nur unzureichend. Die PJI-TNM-Klassifikation berücksichtigt auf Basis der onkologischen TNM-Klassifikation folgende entscheidende Kriterien bei Protheseninfektionen: Implantatart und -stabilität, Weichteilverhältnisse, Biofilmreife, Erregerart, Komorbiditäten des Patienten und Infektrezidive. Ziel dieser Arbeit ist es, die neue PJI-TNM-Klassifikation auf deren Anwendbarkeit in der klinischen Praxis zu überprüfen. Methoden: Im Rahmen einer Konzeptionsstudie wurde die PJI-TNM-Klassifikation bei 20 Patienten mit periprothetischen Schulter‑, Hüfte- oder Kniegelenksinfektion angewandt. Anhand der Patientenakte wurde die PJI-TNM-Klassifikation mit den übergeordneten Parametern T („tissue and implants“), N („non-eucaryotic cells and fungi“), M („morbidity“) und r („reinfection“), klassifiziert. Ergebnisse: Alle 20 Fälle (12 männlich, 8 weiblich, mittleres Alter 72,2 [40–88 Jahre]), darunter 13 Hüft-, 6 Knie- und eine Schulterprotheseninfektion, konnten mit der PJI-TNM-Klassifikation klassifiziert werden. Insgesamt zeigte sich eine große Heterogenität der Fälle: 12 Prothesen waren fest (T0), 6 gelockert (T1) und bei zwei Prothesen ein Weichteildefekt (T2) vorhanden. Bei 7 Prothesen wurde von unreifem Biofilm (N0) ausgegangen. 13 Prothesen wurden entsprechend eines reifen Biofilms klassifiziert (N1+N2). 9 Patienten waren nur geringgradig (M0), 7 Patienten mäßig (M1) und 3 Patienten schwer vorerkrankt (M2). Ein Patient lehnte die chirurgische Therapie ab (M3a). Bei 3 Fällen handelte es sich um eine Reinfektion (r). Schlussfolgerungen: Die aus der Onkologie stammenden Prinzipien der TNM-Klassifikation lassen sich auch bei periprothetischen Infektionen anwenden. Schon bei einer geringen Fallzahl ist eine deutliche Heterogenität periprothetischer Infektionen, wie sie auch im klinischen Alltag generell beobachtet wird, feststellbar. Diese wird durch die PJI-TNM-Klassifikation gut abgebildet und kann dadurch zukünftig eventuell zur Verbesserung bei der Therapieentscheidung beitragen.

Hintergrund: Die Beschichtung von intramedullären Stäben mit antibiotikahaltigem PMMA(Polymethylmethacrylat)-Knochenzement sorgt für eine hohe lokale Antibiotikakonzentration und für Stabilität bei noch nicht konsolidierten Frakturen. Allerdings kann sich bei Entfernung des Implantats Knochenzement ablösen und im Markraum von Röhrenknochen verbleiben. Fallbeschreibung: Eine 56-jährige Patientin litt nach einer periprothetischen Kniegelenkinfektion an einer schmerzhaften Reinfektion mit Staphylococcus epidermidis. Es bestand eine Indikation zu einem Ausbau der Prothese. Operation: Die einliegende Rotations-Scharnier-Prothese wurde nach Weichteildebridement und Synovektomie entfernt. Für eine temporäre Arthrodese wurden als intramedulläre Implantate Humerusnägel verwendet, die mit antibiotikahaltigem PMMA-Zement beschichtet waren. Um ein Ablösen des Knochenzements bei der Implantatentfernung und einen Verbleib von Zementresten im Knochen zu verhindern, wurden die Humerusnägel mit Cerclagedraht armiert. Das so beschichtete Implantat wurde dann „pressfit“ in den Markraum implantiert.

In this letter, we propose an improved pairs of pilots (POP) design method for channel estimation in offset quadrature amplitude modulation based filter bank multicarrier (OQAM/FBMC) systems. Based on an error analysis of the conventional POP channel estimation method, we first develop a heuristic pilot design in which each pilot pair is inserted at two consecutive subcarriers. Besides, we further propose to build a preamble by quartet of subcarriers and conduct a pilot optimization subject to a pilot power constraint, aiming to suppress the noise effect as much as possible. To obtain its optimal solution, we convert the original non-convex pilot optimization problem into a convex semidefinite programming problem, which is shown to be computationally efficient and readily solvable. Numerical simulations validate the effectiveness and superiority of the proposed pilot design method compared to the conventional POP and interference approximation methods.

This letter investigates the uplink outage performance of intelligent reflecting surface (IRS)-assisted non-orthogonal multiple access (NOMA). We consider the general case where all users have both direct and reflection links, and all links undergo Nakagami- ${m}$ fading. We approximate the received powers of the NOMA users as Gamma random variables via moments matching. This allows for tractable expressions of the outage under interference cancellation (IC), while being flexible in modeling various propagation environments. Our analysis shows that under certain conditions, the presence of an IRS might degrade the performance of users that have dominant line-of-sight (LOS) to the base station (BS), while users dominated by non-line-of-sight (NLOS) will always benefit from it.

Interference between users in adjacent channels negatively affects throughput of mobile networks. In this paper we aim at cancellation of interference caused by a nonlinear power amplifier in a generalized orthogonal frequency division system. We propose an interference cancellation method to subtract these out-of-band emissions from the received signal. In contrast to state-of-the-art methods, our proposed method employs over-the-air estimation of power amplifier model parameters together with a particular frequency domain filtering method that allows to generate the required training data. The proposed interference cancellation method is also verified by an experiment on a software defined radio test bench. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

An emerging railway technology called smart railway promises to deliver higher transportation efficiency, enhanced comfort in services, and greater eco-friendliness. The smart railway is expected to integrate fifth-generation mobile communication (5G), artificial intelligence (AI), and other technologies, which poses new problems in the construction, operation and maintenance of railway wireless networks. Wireless digital twins (DTs), which have recently emerged as a new paradigm for the design of wireless networks, can address these problems and enable the whole lifecycle management of railway wireless networks. However, there are still many scientific issues and challenges for railway-oriented wireless DT. Relevant key technologies to solve these problems are introduced and described, including characterization of materials' physical-EM properties, autonomous reconstruction of three-dimensional (3D) environment model, AI-empowered environmental cognition, ray-tracing (RT), model-based and AI-based RT acceleration, and generation of multi-spectra sensing data. Moreover, this paper presents our research results for each key technology and describes the wireless network planning and optimization system based on high-performance RT developed by our laboratory. This paper outlines the framework for realizing the wireless DT of smart railways, providing the direction for future research.

Osteoporosis induction in a sheep model by steroid administration combined with ovariectomy recapitulates decreased bone formation and substandard matrix mineralization in patients. Recently, the role of osteocytes has been frequently addressed, with focus on their role in osteoclastogenesis. However, the quantification of receptor activator of NF-κB ligand (RANKL) and osteoprotegerin (OPG) signaling in osteocytes was not studied in sheep. The current study reproduced the sheep model of osteoporosis to study the RANKL/OPG ratio correlation to the method of osteoporosis induction. We investigated the induction of osteoporosis after 8 months using 31 female merino land sheep divided into four groups: control, ovariectomy, ovariectomy with dietary limitation, and ovariectomy with dietary limitation and steroid injection. In accordance to previous reports, the present study showed trabecular thinning, higher numbers of apoptotic osteocytes, and imbalanced metabolism, leading to defective mineralization. The global RANKL/OPG ratio in the spine after 8 months of steroid and dietary treatment was not different from that of the control. Interestingly, assessment of the osteocyte-specific RANKL/OPG ratio showed that the steroid-induced osteoporosis in its late progressive phase stimulates RANKL expression in osteocytes. Sclerostin is suggested to induce RANKL expression in osteocytes. The findings of this study can contribute to further explain the success of sclerostin antibodies in treating osteoporotic patients despite increased osteocyte-expressed RANKL.

Harvesting of tricortical bone graft from the iliac crest is an integral part of bone defect reconstruction in orthopaedic surgery. There are several options for filling the iliac crest defect area to avoid hematoma, pain, hernias and cosmetic issues, including different gelatin-based and other alternative biomaterials. Recently, a novel rattan-wood based not-sintered hydroxyapatite and beta-tricalcium phosphate material (b.Bone™, GreenBone ORTHO S.p.A Faenza, Italy) was shown to promote bone healing in an experimental setting. The goal of the current work is to report clinical and radiographical outcomes of a consecutive case series of 9 patients with defect filling at the iliac crest with this novel scaffold biomaterial after tricortical bone graft harvesting with a minimum follow-up of 6 months. All 9 patients (8 male, 1 female) with an average age of 42.7 years (range: 18–76 years) had tricortical bone graft harvesting from the iliac crest for different reconstructive procedures at the extremities and received blocks of the biomaterial with an average size of 26.3 × 16.8 × 10 mm (length, height, width; range: 15 × 15 × 10 to 40 × 20 × 10 mm). Intraoperative handling of the biomaterial was easy and the blocks could be customized to the individual size of the defect with standard surgical instruments and were press-fitted into the defect. All 9 patients showed uneventful wound healing at the iliac crest and 7 patients reported no pain (VAS: 0) and two patients only mild pain (VAS:1 and VAS:3) after an average follow-up of 9.8 months (range: 6–16 months). There was no post-operative hematoma, surgical revision or other implant-related complications at the iliac crest. In all patients, good radiographical integration without dislocation of the implant and good bony integration was observed. The use of this novel biomaterial for iliac crest defect filling was associated with good clinical and radiographical outcomes after an average follow-up of 9.8 months.

In the field of orthopedics and trauma surgery, the rise of periprosthetic joint infections following joint replacement and fracture-related infections (FRI) has become a growing concern. The recent establishment of a definitive definition for FRI aimed to standardize diagnosis and treatment approaches while considering unique aspects of implant-associated infections in the presence of concomitant bone fractures.

The treatment of open tibia fractures with plate fixation bears a high risk for the development of a fracture-related infection. Here we present a case of an 80-year-old female with a Gustilo-Anderson type II open distal tibial shaft fracture with an indwelling knee prosthesis. The case was successfully treated with a 2-stage procedure with initial external fixation and subsequent open reduction and plate fixation with a custom-made ultrathin silver plasma-coated locking plate. Plate fixation was the preferred method as the indwelling knee prosthesis prevented the use of a standard intramedullary tibia nail. The fracture healed uneventfully without any signs of infections and the patient achieved full weight-bearing with a normal gait and without any pain after three months. Radiographical full bridging of the initial fracture area was seen after 5 months without any signs of infection or fracture healing disturbances. After an overall follow-up of 12 months, there were no signs of silver associated or other adverse events. Thus, ultrathin silver plasma coating seems to be helpful in the treatment open fractures with plate fixation to prevent fracture-related infections.

3GPP LTE-A uplink channel estimation is based on pilot symbols. For the support of MIMO transmissions, a special reference symbol structure was standardized to perform MIMO channel estimation without excessive overhead. We propose a low complexity channel estimation method in the frequency domain based on correlation that exploits the orthogonal structure of the reference symbols to mitigate inter-layer interference. Further, we introduce a smoothing method to deal with the interference that leads to improved performance at low signal to noise ratio.

While the field of MIMO transmission has been explored over the past decade mainly theoretically, relatively few results exist on how these transmissions perform over realistic, imperfect channels. The reason for this is that measurement equipment is expensive, difficult to obtain, and often inflexible when a multitude of transmission parameters are of interest. This paper presents a flexible testbed developed to examine MIMO algorithms and channel models described in literature by transmitting data atthrough real, physical channels, supporting simultaneously four transmit and four receive antennas. Operation is performed directly from Matlab allowing for a cornucopia of real-world experiments with minimum effort. Examples measuring bit error rates on space-time block codes are provided in the paper.

The Bayer-Activities of Daily Living Scale (B-ADL) is a 25-item, informant-rated questionnaire which was developed as a brief and internationally applicable instrument for assessing functional disabilities. The scale’s target group are elderly patients suffering from mild to moderate dementia or cognitive impairment. To investigate the reliability and validity of different language versions, the B-ADL was administered in the UK, Germany, and Spain to a total of 1,433 subjects with a wide range of cognitive decline. The results from the three country samples were very similar, with internal consistency being above 0.98 (Cronbach alpha). A factor analysis revealed that a one-factor solution accounted for most of the variance. The B-ADL total score significantly increased between adjacent Global Deterioration Scale (GDS) stages 1 to 5. A second factor analysis entering additional variables (GDS stage, Mini-Mental State Examination or MMSE subscores, age, years of education, gender, and country) revealed that all B-ADL items loaded on the same factor, ‘dementia severity’, and that they were not related to age, education, gender, or country. In the identification of subjects with clinically manifest dementia symptoms (GDS stages 4 and 5), the B-ADL proved to be as efficient as the MMSE in the UK and German samples and superior to the MMSE in the Spanish sample.

A continuous challenge in the field of network traffic modeling is to map recorded traffic onto parameters of random processes, in order to enable simulations of the respective traffic. A key element thereof is a convenient model which is simple, yet, captures the most relevant statistics. This work aims to find such a model which, more precisely, enables the generation of multiple random processes with arbitrary but jointly characterized distributions, auto-correlation functions and cross-correlations. Hence, we present the definition of a novel class of models, the derivation of a respective closed-form analytical representation and its application on real network traffic. Our modeling approach comprises: (i) generating statistical dependent Gaussian random processes, (ii) introducing auto-correlation to each process with a linear filter and, (iii) transforming them sample-wise by real-valued polynomial functions in order to shape their distributions. This particular structure allows to split the parameter fitting problem into three independent parts, each of which solvable by standard methods. Therefore, it is simple and straightforward to fit the model to measurement data.

New space-time block coding schemes for multiple transmit and receive antennas are proposed. First, the well-known Alamouti scheme is extended totransmit antennas achieving high transmit diversity. Many receiver details are worked out for four and eight transmit antennas. Further, solutions for arbitrary, even numbersof transmit antennas are presented achieving decoding advantages due to orthogonalization properties while preserving high diversity. In a final step, such extended Alamouti and BLAST schemes are combined, offering a continuous trade-off between quality of service (QoS) and data rate. Due to the simplicity of the coding schemes, they are very well suited to operate under UMTS with only very moderate modifications in the existing standard. The number of supported antennas at transmitter alone is a sufficient knowledge to select the most appropriate scheme. While the proposed schemes are motivated by utilization in UMTS, they are not restricted to this standard.