PROJET Dept. Propagation, Localisation et Télédétection · • Etude de la propagation intra-bâtiment, radio-mobile, ... des systèmes MIMO en environnement résidentiel ... Propagation

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PROJET

Dept. Propagation,Localisation etTélédétection

B. Uguen – C. Bourlier

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Propagation, Localisation& Télédétection(E. Pottier – B. Uguen)

(E9)PropagationLocalisation

(G. El Zein – B. Uguen)

(E10)

Télédétection

(C. Bourlier – E. Pottier)

Organisation du Département

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SAPHIR

TélédétectionPassive

Propagation, Localisation& Télédétection(E. Pottier – B. Uguen)



(E10)

Télédétection


TélédétectionActive

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Thématiques et Compétences de l’Équipe

Équipe E9 : Propagation Localisation

• Etude de la propagation, mesures, modélisation de la propagation, réalisation de systèmes.

• Etude de la propagation intra-bâtiment, radio-mobile, troposphérique, ionosphérique, satellite, ...)

• Etudes des bandes HF aux bandes millimétriques pour les nouveaux systèmes de communication.

• Développement de sondeurs et de simulateurs de canaux de propagation • Traitement et exploitation du signal (MIMO, UWB, retournement temporel, 60

GHz, goniométrie, radio localisation, radar...)• Les compétences de l’équipe s’étendent de la réalisation de bout en bout de

systèmes au développement d’outils de modélisation, de simulation et du traitement du signal spécifique aux applications qui nécessitent une connaissance du canal de propagation.

• L’arrivée de l’IREENA élargit la compétence de l 'équipe sur le volet traitement du signal.

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Auto – Analyse de l’ÉquipeForces

• Diversité thématique• Complémentarité des compétences• Sondeurs de canaux uniques dans le monde académique• Recherche partenariale et contractuelle forte• Très bonne visibilité au plan national et européen

Faiblesses

Activité contractuelle accaparante Manque de moyens humains dédiés autour des instruments de mesure,Difficulté à capitaliser le savoir-faire produit au fil des étudesAnimation inter-site de l’équipe à renforcer


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Auto – Analyse de l’Équipe

Opportunités

Réorganisation du Groupe Développement de liens avec l’équipe télédétectionRenforcement des liens entre les activités sondage de canal et simulation de canal et estimationRenforcement sur le volet traitement de signal et techniques d’estimation

Risques• L’activité de recherche partenariale et contractuelle oriente parfois tropfortement l'activité au détriment, sans doute du développement de problématiques amonts


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Perspectives de Recherche de l’Équipe

ContexteImportance croissante de l'interface radio dans les développements des réseaux

(RAN,LAN,PAN,BAN,). Problématiques des systèmes de radio communication et de radio localisation, incluant la

connaissance et la modélisation du canal ainsi que des traitements qui exploitent ou sont impactés par des paramètres de couche physique.

Problématiques de défense en lien avec la propagation ou la furtivité radar.

ObjectifsProduire les données et les modèles pour répondre aux nouveaux besoins dictés par

l’évolution des systèmes de radio-communication et de radio-localisation. (Systèmes : hétérogènes, multistandards, distribués, diffus, de capteurs).

Travailler le lien entre sondage de canal, simulation de canal, et applications exploitant la radio au sens large (communications, positionnement, et radar)


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Principaux Thèmes de Recherche• Thème 1 : Mesures et sondage

• Thème 2 : Modélisation et Simulation

• Thème 3 : Estimation et Traitements


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Tx

Rx


• Thème 1 Mesures et sondageCaractérisation du canal des bandes basses au millimétriqueRépondre aux besoins des nouveaux standards

(LTE, IEEE 802.15.3, IEEE 802.15 .4a ) Amélioration des performances des systèmes MIMO en environnement résidentiel 802.11.n et 60 GHz (Thèse A. Boulhel – Coopération avec Orange Labs)

Caractérisation du canal pour les besoins du positionnement et de la localisation

(Projet ANR GELOCOM) Caractérisation de la propagation dans les milieux complexes

• (Bateaux , Voitures , Tunnels ,...) Etudes des communications sans fil àl’intérieur des navires (Thèse H Kdouh Projet Saphir Pôle Mer)

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• Thème 2 : Modélisation et SimulationRéalisation de simulateurs matériels de canaux MIMOSimulation matérielle du canal de propagation pour les systèmes de communication MIMO (Thèse B Habib CPER Palmyre 2 )Modélisation déterministe de la propagation Nouveaux besoins de simulation de canaux liés à la localisation,Modélisation dynamique du canal (FP7-WHERE2 –WP1)Prédiction de rayonnement multi-antennaire et interactions en milieu complexe (Thèse Z Sayegh - collab Université du Liban – ESEO Angers) Nouvelles diversités radio

Le contrôle du moment angulaire orbital OAM de l'onde peut constituer un nouveau degré de liberté potentiellement exploitable pour les télécommunications.

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• Thème 3 Estimation et traitementsTechniques de localisation et d'identification d'environnement exploitant les paramètres du canalPositionnement coopératif (Post-Doc WHERE2), Techniques de fingerprinting pour le positionnement Indoor (These Yu Lei),Localisation ensembliste ( Thèse Nicolas Amiot )Capteur microonde sans contact pour la télédétection du rythme respiratoire (Post-doc D. OBEID – Collaboration avec KAPTALIA)Exploitation de l'association entre capteurs de mouvement et antennesProjet ANR 2011Techniques de retournement temporelModélisation du canal MIMO-UWB pour les applications en retournement temporel (Thèse P. Pajusco – Collaboration avec FT R&D)

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• Thème 3 Estimation et traitementsMIMO HF pour le haut débit

( PEA HF Haut débit )• Goniométrie HF sur réseaux hétérogènes

(Collaboration ministère de la défense)• Traitement (ou analyse) du signal radar pour la détection, la localisation,

ou la caractérisation de ciblesRadar MIMO – Exploitation de la cyclostationnarité des formes d'ondesAnalyse de signatures de cibles radarImagerie radar basse fréquence – extraction des pôles de résonance

des cibles

f1 = 94 MHz(pole n°1)



low

highf1 = 94 MHz(pole n°1)



low

high

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SAPHIR

Télédétection Passive

Télédétection (E10)


Télédétection Active

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Thématiques et Compétences de l’Équipe

Équipe E10 : Télédétection

Analyse des données SAR Polarimétrique et Interférométrique pour le suivi de l’environnement terrestre

Traitement du signal radar polarimétrique et techniques innovantes en imagerie Radar SARPropagation et diffraction des ondes EM par des interfaces rugueuses en présence d’objets

naturels ou artificielsBonne expertise dans le domaine de l’imagerie multi et hyperspectrale

⇒ Disposition d’une plate-forme d’acquisition aérienne et de traitement d’images hyperspectrales, unique en France

Modélisation électromagnétique, mesure et expérimentationTraitement et exploitation des images SAR satellitaires, aéroportées ou in-situValidation pour des applications environnementales

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Auto – Analyse de l’Équipe E10

ForcesGrande diversité des thématiques de rechercheGrande complémentarité des compétencesDéveloppement d’une recherche amont avec des possibilités immédiates de valorisationRecherche partenariale et contractuelle très forteTrès bonne visibilité au plan national, européen et international

FaiblessesActivité contractuelle importante, entraînant quelques fois une dispersion thématiqueManque de moyens humains pour une recherche scientifique amontDifficulté à capitaliser le savoir-faire produit au fil des étudesDifficulté d’attractivité des meilleurs étudiants (Site éloigné de l’Université)Emplois non pérennes des ingénieurs

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OpportunitésRéorganisation du Département dans le prochain quadriennalDéveloppement de liens avec l’équipe Propagation-LocalisationDéveloppement du système de mesure PoSAR (Pocket SAR) multimodal (polarimétrie,

interférométrie, tomographie, multi fréquences, multi- temporel, …)Définition d’un site expérimental de mesure d’environnements naturels (super-site)Diffusiomètre bistatique sur bassin de houleDéveloppement d’une recherche collaborative dans le cadre des réseaux constitués d’entités

locale, européenne et internationale⇒ Activité porteuse pour les deux pôles de compétitivité : Image et Réseaux, Mer

RisquesActivité de recherche partenariale et contractuelle trop avale au détriment de l’amontPerte de l’emploi d’ingénieursPerte du partenariat avec l’avionneur

Auto – Analyse de l’Équipe E10

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SAPHIR

Perspectives de Recherche

Principaux Thèmes de Recherche à Développer ou RenforcerThème 1 : Imagerie radar et techniques innovantesThème 2 : Télédétection d'environnements naturels à l'aide de données SAR polarimétriques

multimodales (M-POLSAR)Thème 3 : Propagation dans les milieux aléatoires appliquée à la télédétection spatialeThème 4 : Modélisation de l’interaction électromagnétique polarimétrique d’environnements

naturelsThème 5 : Traitement et analyse d’images hyperspectrales et multimodales

Modélisation EM polarimétrique d’environnement naturel

Analyse de données SAR polarimétrique et interférométrique et techniques de traitement de signal associées

Traitement et analyse des images hyperspectrales et mutimodales pour l’aide àla décision et à l’interprétation

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Description des thèmes (E10)Thème 1 : Imagerie radar et techniques innovantes

1. Réalisation d’une plateforme aéroportée d’imagerie SAR

2. Traitements radar MIMO (thèse en cours) : Exploitation du concept MIMO développépour les communications numériques et utilisation des ressources (diversité spatiale) associées pour améliorer les performances des systèmes radar Création en cours d’un Marie Curie "Initial Training Network" avec TU Delft, UCL, Thales NL, UK et FR (Projet STEP "Space-Time Exploration Program")

3. Imagerie 3-D (MB-PolInSAR – Tomographie) : Développement de méthodes de focalisation originales permettant d’obtenir des résolutions accrues par rapport à l'imagerie de Fourier et pour des configurations particulières qui s'approchent de celles rencontrées avec des capteurs satellitaires

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Thème 2 : Télédétection d'environnements naturels à l'aide de données SAR polarimétriques multimodales (M-PolSAR)

1. Combinaison de séries de données multimodales : Utilisation de manière incohérente de données PolSAR acquises àdes fréquences, dates ou angles d'incidence différents. Amélioration de l’estimation de paramètres physiques d’environnements naturels

2. Combinaison de données multimodales pour analyse de la végétation : Cette source de diversité est liée au thème d'imagerie 3-D par tomographie présenté précédemment. Amélioration des modèles de diffusion de végétation

3. Super-site : Création d’une base de données originale pour l’estimation de paramètres bio-physiquesZone Atelier de Pleine Fougères (collaboration avec l’OSUR et le Costel). Acquisitions radar (RadarSat2, ALOS-PALSAR, TerraSAR-X) et optique (ALOS-PRISM, ALOS-AVNIR)

EntropySougeal

Le Mesnil

Sougeal

Le Mesnil

Description des thèmes (E10)

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Thème 3 : Propagation dans les milieux aléatoires appliquée la télédétection spatiale

1. Calcul de la diffraction par une couche rugueuse (CDI)

2. Prise en compte du couplage entre un objet et son environnent(Thèse et REI en cours)

3. Rayonnement polarimétrique IR de la surface de mer(Thèse en cours)

4. Diffusion microondes bistatique sur bassin de Houle (MC+CR)

5. Incidence rasantes pour les radar HF maritimes à onde de surface (CR)

⇒ Projet collaboratif avec l’équipe Propagation Localisation


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Thème 4 : Modélisation de l’interaction électromagnétique polarimétriqued’environnements naturels

⇒ Créer une activité de recherche transverse et fédératrice

Projet 1 : Calculer plus finement la réponse électromagnétique des solsLancement d’ALOS-PALSAR 2006 : Possibilité de mesurer la matrice de SinclairNécessité de la modéliserUne des difficultés : Calculer théoriquement les composantes VH et HVUtilisation de modèles empiriques ou modèles appliqués hors de leur domaine de validité

Projet 2 : Calculer la réponse électromagnétique d’un couvert neigeux (Thèmes 3.1 + 3.2)

ActuellementProjet● Milieu non homogène● + interface rugueuse


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Thème 5 : Traitement et analyse d’images hyperspectrales et multimodales

Recherche amontTraitement myope des images acquises dégradées

Intégration des informations physiques plus réalistes issues de la formation des images dans le modèle d’observation

Optimisation de l’estimation des dégradations, du filtrage et de la restauration

AnalyseConception de systèmes coopératifs et adaptatifs de classification/fusion automatique après réduction de la dimensionnalité

ValorisationAccès à des études thématiques : évaluation et validation des nouvelles méthodesEnrichissement et orientations stratégiques pour la recherche amont


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