BILAN Dept. Communications - Institut d'Électronique et ... · Regroupement au sein d’un même département COMMUNICATIONS de toutes les compétences sur : ... Etude de la convergence

1

BILAN

Dept. Communications

Equipe Systèmes de Communications Numériques

J-F Diouris - J-F Hélard

2

Organisation du département COMMUNICATIONS

Regroupement au sein d’un même département COMMUNICATIONS de toutes les compétences sur :- les systèmes de communications numériques, - les techniques de traitement de signal associées et le prototypage

Quadriennal 2007-2011

COMMUNICATIONS

IETR : 5 Départements – 10 équipes

COMMUNICATIONSPROPAGATION

RADAR

IETR : 5 groupes

Quadriennal 2012-2015

IREENA - STIC

Systèmes de Communications

Numériques

SCEE AUTOMATIQUE

Signal Communication et

Electronique Embarquée

Propagation Localisation

Télédétection

DisCoSystèmes Embarqués

Communicants

PROPAGATIONLOCALISATION &TELEDETECTION

Département COMMUNICATIONS :- Responsables de Département : Maryline Hélard – Christophe Moy- Responsables Equipe Systèmes de Communications Numériques (SCN) : Jean-Yves Baudais – Jean-François Diouris- Responsable Equipe Signal, Communication et Electronique Embarquée (SCEE) : Jacques Palicot

3

Personnels de l’équipe au 30 juin 2010Tota

l

N1 : Nombre d’enseignants-chercheurs7.6

(2.2 PR, 5.4 MCF dont 1 HDR)

5.7(2.5 PR, 3.2 MCF)

13.3

N2 : Nombre de chercheurs des EPST ou EPIC 1 CR 08 0 1

N3 : Nombre d’autres enseignants-chercheurs et chercheurs 0 1 1

N4 : Nombre d’ingénieurs, techniciens et de personnels administratifs titulaires

0.5(0.3 IGE, 0.2 TECH)

0 0.5

N5 : Nombre d’ingénieurs, techniciens et de personnels administratifs non titulaires

3(2 IGE, 1 IGR)

0 3

N6 : Nombre de doctorants 23 7 30

N7 : Nombre de personnes habilitées à diriger des recherches ou assimilées 3.2 2.7 5.9

Composition de l’ÉquipeSystèmes de Communications Numériques (SCN)

4

Production ScientifiqueEquipe Systèmes de Communications Numériques

ACL (+OS)

29 (+4 book chap.)

26.7 (+ 2.9 book chap.)

62.62.17

ACTI

161

54

2157,44Moy / ETP / an

TOTAL

BRE

14,5(+ 13 extensions

OEB, PCT)

1

15,5

Thèses

18

7

25

Une (très) bonne production scientifique avec notamment :- un grand nombre de communications à des conférences internationales avec actes (ACTI)- un nombre élevé de brevets, pour la plupart étendus à l’international

Période allant du 01/01/2006 au 30/06/2010 – 54 moisNombre d’ETP : IETR = 4.07 ; IREENA = 2.35 ; Total : 6.42

5

Rayonnement et attractivité de l’équipeSystèmes de Communications Numériques

18 Thèses soutenuesRecrutement de :

5 Post-doctorants (total : 78 PM) (Liban, Inde, Roumanie, Vietnam)

2 ATER (total : 24 PM)3 Ingénieurs CDD (total : 72 PM)

72 %6 %

11 %11 %

7 Thèses soutenuesDouble diplôme Master SEGE

Faculté de Génie l’université libanaise South China University of Technology

(Canton Chine)

57%29%

14% Enseignement supérieur

Post‐Doctorants

Secteur privé

6

Thématiques de RechercheEquipe Systèmes de Communications Numériques

Thème 1 : Systèmes de communications et techniques associées1. Futurs réseaux cellulaires et réseaux locaux2. Télévision numérique terrestre et mobile3. Réseaux domestiques, systèmes ULB et techniques associées4. Communications filaires et allocations de ressources5. Techniques MIMO, codage temps-espace et codage de canal6. Techniques de communications et traitement du signal7. Communications vertes

Thème 2 : Prototypage et system on chip1. Embarquement des technologies CPL et sans fil à bord des véhicules2. Prototypage de systèmes MIMO-OFDM3. Reconfiguration dynamique des systèmes de communications4. Systèmes sur puce – Systems on Chip et Network on Chip

7

Principales compétences Modulations multiporteuses et techniques de réception associéesInterfaces Radio - Techniques d’accès multipleSystèmes multi-antennes MIMO et techniques de réception associéesCodage temps-espace, codage de canal et techniques de décodageTechniques itérativesAllocation de ressourcesOptimisation inter-couche ou cross-layer, convergence PHY/MACSystèmes coopératifs à relais et techniques (MIMO) coopérativesTechniques de retournement temporelCommunications vertes…

Prototypage de systèmes OFDM-MIMOAdéquation Algorithme Architecture (AAA)Reconfiguration dynamique de systèmes de communications…


8

1. Futurs réseaux cellulaires et réseaux locaux Principaux objectifs et axes de recherche

Optimisation des systèmes cellulaires Post-UMTS B3G et 4GEtudes de solutions pour la couche physique de la voie montante et descendante :

- Combinaison des techniques OFDM, MIMO et d’accès multiple (CDMA, OFDMA…)Intégration des fonctions de localisation et de communications pour les futurs réseaux cellulaires Etude de nouveaux systèmes coopératifs et distribués

Principaux projets et partenariats Projet Européen IST FP5 MATRICEProjet Européen IST FP6 4MORERéseau d’Excellence IST FP6 NEWCOM Réseau d’Excellence ICT FP7 NEWCOM++Projet Européen ICT FP7 WHERECollaborations : Orange Labs, CEA/LETI, Mitsubishi Electric ITE…

Thème 1 : Systèmes de Communications Numériques et techniques associées

2 Thèses - 1 Post-Doctorant

More 4

9

Projet Européen ICT FP7 WHERE (30 mois, 01/2008 – 06/2010)Intégration et interaction constructive des fonctions

de communications et de navigation pour les futurs réseaux cellulaires,

Utilisation de l’information de position des terminaux pour optimiser la forme d’onde et la couverture de ces systèmes de communications,

Contributions IETR sur les aspects communications Systèmes coopératifs à relais reposant sur des techniques (MIMO) distribuées et exploitant

l’information de localisation des terminaux

B3G or 4G RAN Cell

B3G or 4G RAN Cell

Hot-Spot CellMT Movement Trajectory

Mobile UserBS1

BS3

BS2

1. Futurs réseaux cellulaires et réseaux locaux


10

2. Télévision numérique terrestre et mobile

3 Thèses - 4 Post-doctorants

Principaux objectifs et axes de rechercheDévelopper de nouveaux systèmes de diffusion de la télévision numérique terrestre et mobile - TNT de seconde génération -Contribution à la définition des futures normes de télévision numérique terrestre Européenne DVB-T2 et mobile DVB-NGHEtude des standards non européens (Chine, Japon, Corée, USA, …) de TV numérique terrestre et mobile.

Principaux projets et partenariats Projet Européen CELTIC B21CProjet Européen CELTIC ENGINEProjet régional Mobile Word TV Projet ANR MultiMédia en Mobilité (M3)Collaborations : Teamcast, Silicon Labs, Orange Labs…


DVBDVB--HH(mobile)(mobile)

DVBDVB--SSPSSP(satellite (satellite for portable)for portable)

DVB-T2 (Terrestrial)DVBDVB--T2 T2 ((TerrestrialTerrestrial))

WP5WP5StandardisationStandardisation &&Dissemination &Dissemination &DemonstrationDemonstration

. Gap. Gap--FillerFiller

. CELTIC. CELTIC’’0707

. Conf Papers. Conf Papers


. SSP Guide Lines. SSP Guide Lines


. .


. . ContribContrib to DVBto DVB--T2T2

. Demonstrator. Demonstrator


WP4WP4Prototyping Prototyping &&Trials Trials

. Small Gap Fillers. Small Gap Fillers

. AL. AL--FEC experimentFEC experiment

. Rx Enhancement. Rx Enhancement

. Sat emulation. Sat emulation

. RF coexistence. RF coexistence

. Field Measurement. Field Measurement

. Micro Gap Filler. Micro Gap Filler

. HW implementation. HW implementationFor FEC / TI / MIMO For FEC / TI / MIMO . Test methodology . Test methodology definitiondefinition. Laboratory tests for. Laboratory tests forPerfPerf, Interoperability, Interoperability. Field Tests. Field Tests

WP3WP3Channel StudiesChannel Studies& & Network AspectsNetwork Aspects

. Pedestrian Channels. Pedestrian Channels

. SFN model. SFN model

. IP distribution . IP distribution nwnw

. . PerfPerf in Shadowedin Shadowedpathpath. NW Planning. NW Planning. Channel Measurement. Channel Measurement(model for Hybrid)(model for Hybrid)

. MIMO channels. MIMO channels

. MIMO Mobile Channel. MIMO Mobile Channel

. Coverage with MIMO. Coverage with MIMO

. SFN . SFN reqreq

. .

WP2WP2System ArchitectureSystem Architecture&&SimulationSimulation

. Channel Encoding. Channel Encoding(Layered Interleaver)(Layered Interleaver). Radio Res . Radio Res MngtMngt. . PredistorsionsPredistorsions. Alternative Receive . Alternative Receive TechniquesTechniques

. Waveform. Waveform

. FEC / MIMO. FEC / MIMO

. PAPR. PAPR

. Alternative Receive . Alternative Receive TechniquesTechniques. Framing, . Framing, . Synchronization. Synchronization

11

2. Télévision numérique terrestre et mobileProjets Européens

Projet Européen CELTIC Broadcast for the 21th Century - B21C (36 mois, 01/2007 – 12/2009)

Objectif général : Etude et optimisation de la nouvelle norme Européenne de diffusion de la

télévision numérique terrestre de seconde génération DVB-T2

Projet Européen CELTIC ENGINE (30 mois, 01/2010 – 06/2012),

Objectif général : Etude et optimisation de la nouvelle norme Européenne de diffusion de la

télévision numérique mobile de seconde génération DVB-NGH

Principales contributions IETR - Optimisation de formes d’onde MIMO-OFDM- Etudes et proposition pour DVB-NGH de nouvelles techniques MIMO distribuées (3D MIMO) dans un réseau SFN – Contribution à la norme DVB-NGH (membre du consortium DVB)- Etude et proposition pour DVB-NGH de nouvelles techniques brevetées de réduction du PAPR – Contribution à la norme DVB-NGH


12

2. Télévision numérique terrestre et mobileProjets régionaux et nationaux

Projet régional Mobile Word TV, (36 mois, 01/2007 – 12/2009), Objectif général : Etude et optimisation des standards non européens (Chine, Japon, Corée, USA, …) de TV numérique terrestre et mobile.

Projet ANR MultiMédia en Mobilité (M3), (36 mois, 09/2010 – 08/2012)Objectif général : Etude de la convergence des modes de diffusion du 3GPP-LTE et de DVB-NGH pour un futur service de télévision numérique mobile.


Principales contributions IETR - Etude approfondie et optimisation de techniques de réception du standard chinois T-

DMB reposant sur du TDS-OFDM- Etude de solutions OFDM avec précodage linéaire pour la télévision numérique - Etude de solutions algorithmiques de réception multi-standard et leur implémentation

matérielle pour les principales normes mondiales (Europe, Amérique, Asie) de télévision numérique de seconde génération

13

Principaux projets et partenariats :Projet ICT FP7 OMEGA (Home Gigabit Network)Collaborations : Orange Labs, CEA-LETI…

3. Réseaux domestiques, systèmes UWB et techniques associées Principaux objectifs et axes de recherche :

Etude des systèmes UWB haut débit (standard IEEE 802.15.3a)- Nouvelles solutions MB-OFDM avec précodage linéaire pour systèmes UWB haut débit- Optimisation de l’allocation des ressources pour ces systèmes- Optimisation inter-couches ou cross-layer de systèmes MB-OFDM pour l’UWB

Etude et optimisation des futures générations de réseaux locaux et personnels- Optimisation inter-couches ou cross-layer des réseaux locaux domestiques de future

génération - Techniques multiporteuses avancées de transmission

pour les réseaux personnels

5 Thèses


14

Projet européen ICT FP7 OMEGA Développer le futur réseau de la maison très haut débit

de demain (1 Gbit/s) pour offrir de nouveaux services multimédia avec une très bonne qualité de services

Développer de nouvelles techniques de transmission et de convergence MAC de ces techniques (UWB, 60 GHz, CPL, optique sans fil)

Contributions IETR au projet ICT FP7 OMEGA (WP2) :

Etudes de nouvelles formes d’onde LP-OFDM pour les techniques UWBSystèmes UWB multi-utilisateurs, atténuation des interférences, optimisation cross-layer

3. Réseaux domestiques, systèmes UWB et techniques associées


15

Principaux projets et partenariatsProjet ICT FP7 OMEGA (Home Gigabit Network)Nombreuses collaborations avec Orange Labs

4. Communications filaires et allocation de ressources

DOWNLINKUPLINK

InternetPoste de transfo. MT/BT

Backbone

Principaux objectifs et axes de recherche - PLC Transmission sur canal PLC : réseau résidentiel point-multipoint et réseau extérieur

- Nouvelles techniques de transmission haut débit (LP-OFDM) - Allocation des ressources dans un environnement multi-utilisateur et multicast

Modélisation du canal PLC – Extension jusqu’à 100 MHz de bande

Contributions IETR au projet ICT FP7 OMEGA (WP3) Etudes de techniques OFDM précodées pour les futurs systèmes CPL très haut débitAllocation des ressources dans un environnement multi-utilisateur

4 Thèses


16

Principaux projets et partenariats Collaborations : Orange Labs,

4. Communications filaires et allocations de ressources

Principaux objectifs et axes de recherche – ADSL et fibre optique

Techniques d’identification du canal pour les systèmes ADSL

Transmission OFDM sur fibre optique silice - Etude et développement d’algorithmes spécifiques d’allocations de

ressources

2 Thèses


17

Principaux objectifs et axes de recherche :

Systèmes MIMO de seconde génération à très forte efficacité spectrale - Etude de récepteurs itératifs pour des systèmes MIMO-OFDM- Implémentation des fonctions d’estimation de canal pour des systèmes MIMO-OFDM- Optimisation de l’implémentation d’algorithmes de décodage par sphères (3GPP-LTE)

Nouveaux schémas de codage temps-espace en treillis équilibrés - Etude générique pour des systèmes à 2, 3 et 4 antennes et tout type de constellation- Extension à des schémas MIMO à un très grand nombre d’antennes d’émission

Construction et décodage de codes correcteurs d’erreurs auto-duaux- Optimisation des techniques de décodage et extension à des schémas spatio-temporels

5. Techniques MIMO, codage temps-espace et codage de canal

7 Thèses

Principaux partenariats Collaborations : NXP/ST Ericsson, Orange Labs, Technicolor (ex-Thomson), …


18

Principaux axes de recherche :Techniques de raccourcissement du canal- Application à la réduction de l’intervalle de garde pour les systèmes à porteuses multiples- Application aux systèmes UWB ou ADSL

Techniques de retournement temporel- Application aux réseaux cellulaires (3GPP LTE) et domestiques pour des signaux OFDM en multi-antennes- Retournement temporel et UWB impulsionnel

2 Thèses


Projets et partenariats Projet ANR TRIMARAN : Retournement temporel et focalisation spatialeProjet ANR MIRTEC : Techniques de retournement temporel en UWB impulsionnel Collaborations : Orange Labs

6. Techniques de communication et de traitement du signal

19

7. Radio verteAxe de recherche IETR :Nouveaux algorithmes pour la radio verte

- Optimisation d’un point de vue énergétique de transmissions à porteuses

multiples pour les réseaux centralisés, distribués ou maillés

- Nouveaux algorithmes d’allocation pour la radio verte

- Utilisation de métriques vertes pour une optimisation cross layer

1 Thèse


20


Thème 1 : Systèmes de communications et techniques associées1. Futurs réseaux cellulaires et réseaux locaux2. Télévision numérique terrestre et mobile3. Réseaux domestiques, systèmes ULB et techniques associées4. Communications filaires et allocations de ressources5. Techniques MIMO, codage temps-espace et codage de canal6. Techniques de communications et traitement du signal7. Communications vertes

Thème 2 : Prototypage et system on chip1. Embarquement des technologies CPL et sans fil à bord des véhicules2. Prototypage de systèmes MIMO-OFDM3. Reconfiguration dynamique des systèmes de communications4. Systèmes sur puce – Systems on Chip et Network on Chip

21

1. Embarquement des technologies CPL et sans fil à bord des véhicules

Principaux axes de recherche :

Transmission CPL haut débit pour des applications multi-média

- Etude du canal et choix de formes d’onde (OFDM, MC-CDMA, Etalement…)

Cohabitation des transmissions CPL et radio en intra-véhicule

- Architectures embarquées reconfigurables

Projet ANR CIFAER (2008- 2011)Communications intra-véhicules flexibles et architectures embarquées reconfigurables

2 Thèses

Thème 2 : Prototypage et system on chip

22

2. Prototypage de systèmes MIMO-OFDMAxes de recherche IETR :

Etude et développement de plates-formes matérielles :

- Intégration de différentes formes d’ondes OFDM, MC-CDMA, MIMO…

- Optimisation de l’Adéquation Algorithme Architecture

- Convergence couche PHY – couche MAC

Projets régionaux PALMYRE (2001-2006) et PALMYRE 2 (2007-2012)Réalisation d’un modem MC-CDMA /SISO puis d’un modem MC-CDMA/MIMOOptimisation des mécanismes de synchronisation SISO/MIMO

2 Thèses


23

3. Reconfiguration dynamique des systèmes de communications

Axes de recherche IETR

Nouvelles techniques de reconfiguration dynamique

- Méthodologie de conception (système exploitation distribué)

- Plateforme reconfigurable multistandards en TV numérique

Projet régional Mobile TV WorldEtude du concept de démodulateur multi-standard de TV numérique

5 Thèses

4. Systèmes sur puce – Systems on Chip Axes de recherche

Reconfiguration flexible de systèmes hétérogènes (System on Chip) limitant le nombre de ressources matérielles

Projet Européen IST FP6 4MORE


24

Activités Transversales

Avec ex-groupe Antennes-HyperfréquencesTechniques de réduction du PAPR pour systèmes à porteuses multiples

Avec ex-groupe SCEE- AutomatiqueNouvelles techniques de réduction du PAPR pour les futurs systèmes de télévision

numérique terrestre et mobileProposition de ces solutions au comité technique du consortium DVB pour les standards

DVB-T2 et DVB-NGH

Avec ex-groupe Image -TélédétectionObservation depuis l’espace et séparation de sources

25

Animation Scientifique

Implications dans les conférences et colloques

Membre de Comités Techniques de Programme de conférences internationaleso IEEE ISPLC, IEEE PIMRC, MC-SS, ECWT…

Organisation de colloques o Organisation d’une journée scientifique sur les techniques itératives

Membre de comités de lecture de conférences internationaleso IEEE ICC, IEEE Globecom, IEEE VTC, IEEE ISSSTA, IEEE PIMRC, IEEE ISPLC, IEEE WCNC, ECWT, IEEE Wimob, IEEE Turbo-Symposium, IST SUMMIT, GRETSI …

Activités régulières de « reviewing » dans les revues majeures du domaine o IEEE Trans. on Communications, IEEE Trans. on Information Theory, IEEE Trans. Journal on Selected Areas in Communications, IEEE Trans. On Wireless Communications, IEEE Communications Letters, IEEE Trans. on Broadcasting, IET Electronics Let., European Transactions on Telecommunications, EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking, EURASIP Journal on Advances in Signal Processing, Annales des Télécommunications…

26

Activités Contractuelles

41.5 %

28.5 %26.6 %

3.4 %Total financements externes (ressources propres) 2.165 M€

Répartition / ETP / an 118 K€

Activité contractuelle soutenue

Très fortes implications dans les projets Européens FP5 (MATRICE) FP6 (4MORE), FP7 (OMEGA, WHERE), CELTIC (B21C, ENGINE)

De nombreuses collaborations internationalesForte participation à l’activité des pôles de compétitivité Images & Réseaux et ID4CARActivités de valorisation soutenues

15 brevets déposés et 13 extensions internationalesValorisation au sein du consortium DVB - Futures normes DVB-T2 et DVB-NGH de diffusion de la

télévision numérique terrestre et mobile

Discussion en cours sur le montage d’un Laboratoire commun avec Orange Labs sur les communications numériques

27

Partenariats Nationaux

Projets nationaux attribués sur appels d’offres compétitifsANR CIFAER (2008)Mobile TV World (Région Bretagne)

Techimages

Projets CPER, collectivités territoriales et projets régionauxPalmyre 2 (Région Bretagne) : plateforme bretonne de développement de systèmes radioélectriques EPT (Equipe Projet Transverse) de l’UEB : COMCOOP – Communications coopératives

Principaux partenaires industriels et étatiquesCEA-LETI, CNES, Conseil Général 35, Mitsubishi Electric ITE, NXP, ORANGE LABS, Région

BRETAGNE, RENNES Métropole, THALES, TECHNICOLOR (ex-THOMSON), …

Principaux partenaires académiquesLABSTICC, LSS, INSA de Lyon, ENSEEIHT de Toulouse, IRISA, TESA, XLIM limoges, ETIS…

28

Une forte implication dans les projets européensDans le domaine des futurs réseaux cellulaires

o Projet IST FP6 4MORE : Responsabilité du WP1 (Advanced Algorithms) et du WP5 (Architecture exploration)

o Projet ICT FP7 WHERE : Contribution au WP3 (Localisation et communication)o Réseau d’excellence NEWCOM++ (Communications coopératives)

Dans le domaine de la diffusion de la télévision numériqueo Projet CELTIC B21C : Responsabilité de la tâche MIMO

o Projet CELTIC ENGINES : Responsabilité de la tâche MIMO

Dans le domaine des réseaux domestiqueso Projet ICT FP7 OMEGA : Fortes contributions aux WP2 (UWB) et WP3 (PLC)

Partenariats Européens et Internationaux

FINLANDFINLANDFINLANDSWEDENSWEDENSWEDEN

UKUKUK

GERMANYGERMANYGERMANYBELGIUMBELGIUMBELGIUM

FRANCEFRANCEFRANCE

SPAINSPAINSPAIN

ITALYITALYITALY

GREECEGREECEGREECE

9 European Countries9 European Countries

8 Industrial Companies8 Industrial Companies

9 Network Operators9 Network Operators

6 6 SMESME’’ss

10 Universities10 Universities

2 Research Institute2 Research Institute

35 partners from:35 partners from:

a Pan-European Project

: 20 partners

RU

More 4

29

Autres coopérations internationalesCoopérations bilatérales

o Italie (Univ. de Udine – WiPLi Lab) : Nouveaux algorithmes pour la radio verte – Thèse en co-tutelle

o Roumanie (Univ. Technique Asachi - Iasi) : Théorie de l’informationo Liban (Université Américaine de Beyrouth) : Communications coopératives et techniques à relais

Accueil de chercheurs étrangerso H. Elmokdad, Faculté de Génie Université Libanaise Beyrouth

Partenariats Européens et Internationaux

30

Originalités de l’équipe

Des compétences reconnues dans le domaine des systèmes de communications et des techniques de traitement du signal associées

OFDM et techniques multiporteuses, MIMO, codage temps-espace, techniques itératives, Allocation des ressources, optimisation inter-couchesPrototypage et reconfiguration dynamique…

Forte interaction entre les activités algorithmiques et les activités de prototypage

Visibilité européenne et internationale

Une progression constante dans la production scientifique

31

Organisation de l’équipeSystèmes de Communications Numériques

Pôle STIC Pôle Energie

Equipe DISCO Equipe SEC

Modélisation et analyse des signatures

électromagnétiques radar

Communications Numériques Systèmes embarqués

IETR : SCN

32


Communications numériques Localisation de sources et antennes adaptatives pour les systèmes

de télécommunicationsTraitement du signal pour les nouvelles architectures d’émetteur

récepteur radio

Systèmes embarquésTechniques de modélisation transactionnelle basées sur System CModélisation des systèmes matériel/logiciel reconfigurables

dynamiquement

33

Communications Numériques

Optimisation des systèmes de communications

Optimisation des infrastructures Optimisation des ressources spectrales Optimisation de la consommation

LocalisationTraitement d’antennes

Architecture des récepteursPropriétés

statistiquesdes signaux

sources Réseaux adhoc

Approche multicouche

Réseaux de capteursMimo distribué Software Radio

(échantillonnage aléatoire)

Simplification des terminaux

Linéarisation des Amplificateurs de

puissance

Récepteurs MIMO

34


Traitement d’antenne : localisation de sources

Contexte – Estimation de direction d’arrivée des signaux sources de télécommunication

Objectifs– Localiser un nombre de sources plus important que le nombre de capteurs– Localiser uniquement les sources d’intérêt– Localiser des sources diffuses dues aux trajets multiples

Techniques développées– Exploiter les propriétés statistiques des signaux sources : non circularité, cyclostationnarité,

connaissance a priori des codes d'étalement– Séparer l’estimation de l’angle d’arrivée à celle de l’étalement angulaire des sources diffuses

Exploitation des propriétés statistiques des signaux sources

35


Traitement d’antenne : localisation de sources

-80 -60 -40 -20 0 20 40 60 800

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Angle d'arrivée (Degrés)

P (d

B)

Réseau linéaire de 6 antennes en 2λ

Exemple de simulationConfiguration :

•7 sources (BPSK, 4 Mb/s)DDA = -70°, -50°, -30°, -10°, 20°, 40° et 60°•3 interférences (BPSK, 3.2 Mb/s)DDA = -20°, 0° et 30°•RSB = 10 dB

36


Détecteur MIMO exploitant les propriétés statistiques des signaux sources et des canaux

-Non-circularité-Conditions des canaux

Collaboration avec South China University of Technology, financée par China Scholarship Council

Simplified robust fixed-complexity sphere decoder

Mimo

37


Antennes adaptatives : application aux systèmes de communications• Systèmes de téléphonie cellulaire• Réseaux adhoc• Réseaux de capteurs

Traitement du signal• Aspects physiques (antennes, polarisation, canal)•Approche multi-couche:

• Codage de canal• MAC• Consommation électrique

38


• UMTS station de base • Formation de voie en émission sur liaison descendante (mode TDD)• Définition d’algorithmes de formation de voies multi-utilisateurs• Influence du réseau d’antennes, réciprocité du canal

•UMTS terminal•Rake 2D•Complexité

ANALOGPART

PROTOCOLSTACK

APPLICATIVEPARTADC

ADC

Matched filter

ASIC - Chip rate

Synchronisationpath searcher

ADAPTIVE FIRFilter

Matched filter

Synchronisationpath searcher

Correlatorbank

antenna 1

Correlatorbank

antenna 2

DSP

Multi-pathcombining

Pilot demodchannel est.

Multi-pathcombining

Pilot demodchannel est.

Weighting&

spacecombining

QPSKdemod

Channeldecoding

decision

Transpchannel

L2 data layerMAC

Logicalchannel

L2 data layerRLC

L3Network

layer

Antennes adaptatives : application aux systèmes de communications

39


Traitement d’antenne

pour réseaux adhoc

• Application de la formation de voie pour les réseaux adhoc => BMAC

• Evaluation analytique des performances

• MIMO pour réseaux adhoc=>Approche multi-couche

projet INRIA IRAMUS (CITI Lyon)

40


n1

n2

n3

n4

Application aux réseaux de capteurs : communications coopératives

Min PT1+PT3s.c. BER

Diffusion Alamouti

Synchronisation

Efficacitéénergétique des protocoles de contrôles d’erreur

Collaboration IRCCyN, Projet régional MILES MATTADOR

41

Communications NumériquesProtection inégale pour la transmission d’images codées en

jpeg2000 sur canaux sans fil

Décodeur JPWL

• Modélisation des canaux sans fil au niveau paquet• Méthode de compensation de perte fixe compatible JPWL• Allocation dynamique de compensation de perte• Allocation optimale de la compensation de perte

Collaboration UCL

Codage de sourceJPEG 2000(Part 1)

Canal sans fil

Décodage de source

JPEG 2000

Encodage des mécanismes de protection

Décodage et

correction d’erreur

Part1 codestream

Error sensitivity

Residual errors

Part1 codestream

Encodeur JPWL

Evaluation du

PSNR

42

TS pour les nouvelles architectures

Traitement du signal :• améliorer les performances • simplifier les architectures (radio logicielle)

des émetteurs récepteurs radio

Aspects traités:• Traitements numériques simplifiant l’architecture RF des terminaux• Echantillonnage aléatoire • Linéarisation des amplificateurs de puissance• Egalisation par réseaux de neurones

43


Architecture des terminaux

Collaboration NXP

INTEGRATED PART

From TX TRANSMITTER

RX RECEIVER

LNA

PA

DUPLEXER

BASEBAND CHANNEL AMPLIFIER/FILTERMIXER I

MIXER Q

0°90°

LO

INTERSTAGE RF SAW FILTER

I

Q

RX

TXTX leakagesignal

INTEGRATED PART

From TX TRANSMITTER

RX RECEIVER

LNA

PA

DUPLEXER

BASEBAND CHANNEL AMPLIFIER/FILTERMIXER I

MIXER Q

0°90°

0°90°

LO

INTERSTAGE RF SAW FILTER

I

Q

RX

TXTX leakagesignal

• Traitements numériques simplifiant l’architecture RF des terminaux

• Méthodes de calibration de l’IIP2

• Méthodes d’estimation et de correction de l’IIP2

-70

-65

-60

-55

-50

-45-40 -20 0 20 40 60 80 100

T(°C)

IM2

outp

ut p

ower

(dBm

)

44


Echantillonnage aléatoire

• Application aux front-end numériques

• Numérisation de signaux multi-bandes

• Sélection de canal• Conversion des fréquences

d’échantillonnage

AI Franco-Marocaine

45


Originalité : Méthodes proposées : inversion exacte du modèle de Hammerstein,prise en compte des aspects implémentation,

cas large bande : amplificateur avec mémoire

ACPR AmplificateurZFL 2500 Mini-circuits

Linéarisation de la caractéristique des amplificateurs de puissance

Collaboration XLIM, CNES, Thalès Cholet

46


Banc de mesure des caractéristiques des amplificateurs de puissance : AM/AM et AM/PM,ACPR,EVM

47

Systèmes embarqués

Positionnement de l’activité de modélisation et conception des systèmes embarqués

• Améliorer les démarches de conception des systèmes embarqués àcaractère temps réel• Aborder la conception conjointe des architectures matérielles/logicielles

Acquis et valorisation des travaux antérieurs

• Maîtrise d’une méthodologie de conception des systèmes électroniques• Création de la société CoFluent Design en 2003, commercialisant l’environnement de modélisation CoFluent Studio

48


Problématiques adressées et objectifs

Aspects abordés

• Techniques de modélisation transactionnelle basées sur le langage SystemC• Modélisation des systèmes matériel/logiciel reconfigurables dynamiquement

• Modélisation des systèmes embarqués communicants en vue du dimensionnement des ressources selon contraintes de temps, consommation et coût

• Favoriser la création de modèles de niveau transactionnel pour l’évaluation de performances des architectures

• Améliorer les temps de simulation des modèles

49


Techniques de modélisation transactionnelle• Améliorer évaluation des performances en vue du dimensionnement des ressources

• Application à la modélisation de systèmes intégrés (MPSoC) • Génération d’environnements de tests et techniques de synthèse de haut niveau pour architectures matérielles

• Application à la modélisation de systèmes distribués (Calculateurs du domaine automobile)

•Etude et dimensionnement de réseaux FlexRay

Projets associés

• Projet ANR CIFAER [2008-2011]• Conseil et transfert technologique auprès de la société CoFluent Design• Projet jeunes chercheurs GDR ISIS [2007]

50


Modélisation des systèmes reconfigurables

• Permettre la prise en compte des propriétés de reconfiguration dynamique partielle des architectures matérielles (FPGA)• Modélisation de gestionnaires de ressources matérielles• Application au domaine des systèmes de radiocommunication mobiles dans contexte de la Radio Logicielle

Projets associés

•Projet ANR CIFAER [2008-2011]

F1

F2

F3

Resource Manager

Op_F2

Op_Request

Op_Release

Request NotifyRelease

M1 M2

Ressources logicielles/matérielles

• nombre de ressources• priorité

• politique d’allocation• temps de gestion de l’allocation• nombre de ressources disponibles

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Activités Contractuelles

• CNES 143 k€ (Linéarisation)• NXP (Caen) 32 k€(Architectures récepteurs)• Thalès (Cholet) 30 k€ (Linéarisation)

Communications numériques

• CIFAER: ANR 116 k€ (Architectures embarquées reconfigurables)


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Partenariats Nationaux

XLIM

CITI

IETR

IRCCYN

• LASL université du littoral • IETR • IRCCYN (Projet régional MILES MATTADOR)• CITI Lyon, projet INRIA IRAMUS• XLIM• IRISA (Systèmes embarqués)

LASL

IRISA

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Partenariats Internationaux

Formelles:•AI Franco marocaine : TS pour les communications (Fès, Marrakech, IETR)•South China University of Technology (SCUT), centre de recherche commun en STIC

Informelles:•Université Polytechnique de Bucarest (Roumanie), Egalisation par réseaux de neurones•UCSD San Diego (Antennes adaptatives)•Ecole d’ingénieurs et d’architectures de Fribourg (Systèmes embarqués)

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Conclusion

Anticiper les évolutions et contribuer aux futurs développements des systèmes de communications : haut débit, mobilité, performances, faible consommation, gestion de l’intelligence du réseau…

Lien fort entre études algorithmiques de systèmes de communication et les activités de prototypage

Très nombreuses collaborations au niveau régional et national

Très bonne visibilité internationale : nombreuses implications dans des projets européens ambitieux et réseaux d’excellence

En conclusion

Documents

BILAN Dept. Communications - Institut d'Électronique et ... · Regroupement au sein d’un même département COMMUNICATIONS de toutes les compétences sur : ... Etude de la convergence