Equipe SCEE : Signal, Communication et Electronique Embarquée

Software Radio Research for Reconfigurable Wireless Physical Layers

Résumé :
La présentation donnera un rapide aperçu des activités de recherche d'un industriel des télécoms dans le domaine de la radio logicielle. Les thèmes qui seront abordés seront les suivants plate-forme d'expérimentation, radio numérique, conception de systèmes radio logicielle et reconfiguration.

Des exemples de réalisations expérimentales illustreront le propos, ainsi que des références aux projets RNRT A3S et IST E R.

System on Chip Design Space Exploration Design Trotter Framework

Résumé :
La conception haut niveau des systèmes sur silicium représente un enjeu essentiel afin d'accompagner efficacement les évolutions technologiques actuelles et à venir. Pour relever ce défi, de nombreuses études apparaissent qui visent la définition d'une architecture système à partir d'une spécification algorithmique des applications que ce soit par exemple pour le domaine des télécommunications et du multimédia à travers des langages comme Matlab ou C. L'environnement Design Trotter dévéloppé au LESTER vise cette problématique en y apportant une réponse complète et originale. Il offre au concepteur les outils indispensables afin de converger rapidement vers la définition d'une architecture système et de vérifier l'efficacité de cette dernière en effectuant de façon automatique un partitionnement logiciel/matériel.

Design Trotter est composé de différents outils, chacun intervenant à un niveau du flot de conception conduisant à la définition et à la validation de l'architecture système. Tout d'abord l'étape d'estimation système permet à partir d'une application décrite en langage C de caractériser cette dernière à travers la définition de métriques (parallélisme potentiel, réutilisation de données, orientation ...). Ensuite sur la base d'une architecture tout d'abord qualifiée "d'abstraite" le concepteur peut obtenir des courbes de compromis qui caractérisent la réalisation de l'application du point de vue des ressources à mettre en oeuvre (traitement et mémorisation) pour différentes contraintes de temps. Ainsi le concepteur dispose des différentes réalisations possibles depuis l'exécution la plus parallèle (déroulage de boucles, pipeline ...) jusqu'à une exécution totalement séquentielle. Sur le base de cette première étape d'exploration système, le concepteur peut affiner les résultats en utilisant les outils de projection physique ou architecturale qui permettent d'obtenir une estimation des performances d'execution de l'application sur une architecture reconfigurable grain fin (type FPGA) ou gros grain. Une projection logicielle permet d'obtenir les performances pour une réalisation logicielle. Enfin, un outils automatique de partitionnement logiciel/matériel prenant en compte un OS temps réel permet de finaliser l'exploration et la définition de l'architecture système sur la base des estimations obtenues aux étapes précédentes.

Design Trotter guide donc le concepteur dans son processus de conception et lui fournit de nombreuses informations indispensables afin de converger efficacement vers la définition d'une architecture système.

Impact de l'écrêtage inversible sur le OBO (Output Back Off) de l'amplificateur de puissance pour un système OFDM

Résumé :
Les signaux OFDM sont caractérisés par des fortes excursions d'amplitude et, donc, par des PAPR (Peak-to-Mean Power Ratio) ou CF (Crest Factor) élevés. Cela va se percuter sur le fonctionnement de l'amplificateur de puissance en émission qui nécessite alors une dynamique élevée ou, autrement dit, un OBO élevé. Dans ce cas, le rendement de l'amplificateur devient médiocre. Pour s'affranchir de ce problème, le signal OFDM émis est écrêté en réduisant, ainsi, le PAPR. Ensuite un filtrage permet d'éliminer la remonté des lobes secondaires. Le signal OFDM ainsi traité est amplifié avec moins de contraintes sur l'amplificateur. Son OBO diminue suite à l'écrêtage en amont de l'amplificateur. En réception une inversion de la fonction d'écrêtage de l'émission permettra de «reconstruire» le signal en éliminant l'interférence entre symboles non-linéaire. Les performances de ce système seront présentées, notamment à l'aide de simulation au travers de différents types d'amplificateurs.

Extraction des contours labiaux par algorithmes génétiques multicritères hybrides

Résumé :
L'analyse de visage dans des conditions réelles est un domaine en plein essor. Ceci s'explique par lintérêt porté par lindustrie vis à vis des interactions homme-machine ou des applications telles que la visiophonie.
Dans ce cadre, l'équipe SCEE s'est déjà intéressée aux systèmes de lecture labiale pour la reconnaissance audio-vidéo de la parole. Ces précédents travaux nous ont amené à développer un outil d'extraction des contours labiaux en milieu réel. Nous avons ainsi proposé une méthode d'optimisation multicritères de contours actifs par algorithmes génétiques (MOGS - Multiobjective Genetic Snakes). Cette approche permet un parcours global de l'image avec une gestion efficace des énergies afin d'assurer une bonne convergence des contours. Nous allons présenter ici une hybridation (MOHGS - Multiobjective Hybrid Genetic Snakes) de cet algorithme avec un opérateur de contours actifs classiques permettant d'améliorer la précision et la vitesse de convergence de la première méthode.

Optimisation de formes d'ondes pour les systèmes multiporteuses

Résumé :
Un axe d'étude clé dans l'évolution des systèmes multiporteuses consiste à améliorer leurs performances par l'optimisation des formes d'ondes qui leur sont associées. En effet les systèmes de référence actuels (OFDM ou DMT) utilisent une forme d'onde rectangulaire de la durée symbole. Ils sont donc mal localisés en fréquence, ce qui les pénalise fortement par rapport à des perturbations fréquentielles usuelles. Cet exposé fait le point sur différentes approches possibles pour pallier cet inconvénient par la sélection de formes d'ondes appropriées ou leur optimisation basée sur différents critères. Les formes d'ondes proposées initialement étaient définies en temps continu, le plus souvent de type cosinus-surélevé, ce qui améliore la localisation fréquentielle, puis sont apparues un ensemble de fonctions construites de façon à privilégier la localisation temps-fréquence. Parallèlement le choix d'implantations des modems sous forme de bancs de filtres a introduit un formalisme à temps discret où l'optimisation de la forme d'onde se ramène au design du (ou des) filtre(s) prototype(s) de ces bancs modulés. Cette approche pose un problème d'optimisation d'autant plus complexe que le nombre de porteuses est élevé. Nous le résolvons de manière quasi-optimale par une méthode dite de représentation compacte qui permet de fournir des solutions parfaitement orthogonales (voire biorthogonales) pour des systèmes multiporteuses à nombre très élevé de porteuses. Enfin, par un passage à la limite, nous revenons à un formalisme en temps continu qui permet de traiter le cas de systèmes contenant un nombre de porteuses arbitrairement élevé.

Intérêt des techniques de Paramétrisation pour une architecture Radio Logicielle reconfigurable

Résumé :
Les études sur les techniques de Paramétrisation sont devenues un sujet très important dans le domaine de la Radio Logicielle. Principalement parce que ces techniques permettront de concevoir des architectures reconfigurables en optimisant les ressources disponibles, et aussi parce qu'elles diminueront la quantité des logiciels à télécharger lors de la reconfiguration. Nous présenterons les objectifs de ces techniques, ainsi que les deux grandes familles de techniques aujourd'hui proposées. Ensuite, nous détaillerons l'approche opérateur commun étudiée à SCEE.

Introduction de la méthode des modèles actifs d'apparence (AAM)

Résumé :
Cet exposé aura pour but de présenter une méthode de segmentation dans les domaines de détection, reconstruction et reconnaissance d'objets les modèles actifs d'apparence (AAM). Cette méthode de modèle déformable, proposée par Edwards, Cootes et Taylor en 1998, utilise la connaissance a priori des variations de forme et de texture d'observations. En effet, l'équipe de Cootes a représenté conjointement les variables de formes et de texture présentes dans une base d'apprentissage à l'aide d'une ACP pour créer un modèle déformable à la fois en forme et en texture.

Le PAPR : problèmes et solutions

Résumé :
Le PAPR (Peak to Average Power Ratio) caractérise les fluctuations de la puissance instantanée d'un signal par rapport à sa puissance moyenne. Différents éléments d'une chaîne de communications numériques influent sur les caractéristiques du PAPR le suréchantillonnage, le filtrage, la modulation numérique utilisée, .... L'étude de ces éléments permettent ainsi de préciser les plages de valeurs prises par le PAPR, vu comme une variable aléatoire, définie au moyen de sa fonction de répartition. Cet aspect fait l'objet de la première partie de l'exposé.
La deuxième partie de l'exposé présente une synthèse des techniques proposées pour faire face au problème principal lié au PAPR à savoir l'amplification non linéaire. L'ensemble de ces techniques a été développé pour l'OFDM.
L'exposé se terminera par une présentation des problèmes du PAPR dans un cas radio logicielle.

UWB et OFDM

Résumé :
Les systèmes OFDM Ultra Large Bande dans les bandes hautes du spectre et comparaison au système MultiBand OFDM Alliance"
L'objet de cette présentation est de définir des systèmes ultra large bande en bande millimétrique et de comparer leurs performances au système proposé par l'alliance MBOA dans la bande 3.1-10.6 GHz. Une analyse de la largeur de bande sur les performances est réalisée dans un contexte multitrajet à 60 GHz et plusieurs dimensionnements OFDM sont proposés pour augmenter l'efficacité spectrale;
Le mode MBOA est simulé dans le mode obligatoire (mode 3.1-4.9 GHz).
Un bilan de liaison est effectué à l'aide de plusieurs modèles de propagation et conduit à une couverture radio électrique des débits. Des perspectives d'amélioration sont données pour l'amélioration de ce système Multi-Bande OFDM ULB généralisé.

Architecture de décodeur LDPC

Résumé :
Le principe du décodage des codes correcteurs d'erreur dit LDPC est tout d'abord présenté. Nous tentons ensuite de construire un formalisme permettant de classifier les différentes architectures de décodeur présenté dans la litérature. Nous montrons ensuite comment ce formalisme nous permet de construire de nouvelles architectures très efficaces.

Modèle Diabolo et Détection de visage

Résumé :

Segmentation d'images IRM 3D

Résumé :
Ce travail porte sur la segmentation 3D de structures anatomiques sur des IRM T1. La segmentation est effectuée par ensembles de niveau qui évoluent en compétition et dont la propagation est gérée par commande floue. Pour cela, on tient compte de la connaissance a priori fournie par un atlas. L'atlas est recalé sur chacun des volumes traités, ce qui permet d'utiliser les étiquettes correspondant aux structures cibles. On associe un contour à chaque structure à segmenter. Les différents contours évoluent simultanément en tenant compte de la distance à leurs étiquettes respectives, de la distribution d'intensité du volume et de la proximité des autres contours. Ces trois éléments sont les entrées d'un système de commande floue qui détermine localement la direction de propagation privilégiée de chaque contour. Deux applications sont présentées la segmentation des hémisphères du cerveau et du cervelet, et la segmentation de structures internes de la substance grise.