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Équipe SC
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Plan de la présentation
Présentation de l’équipe
Domaines de recherche
Problématique et résultats
Traitement statistiques du signal
Communications numériques
Indicateurs
Thèses et habilitations
Publications
Collaborations, contrats et transfert
Animation, gestion et vulgarisation de la recherche
Responsabilités administratives
Projet
Autocritique
Perspectives en traitement staistique du signal
Perspectives en communications numériques
Équipe SC
3
SC : Signal Communications
5 Professeurs : Marie-Laure Boucheret (Responsable)
Francis Castanié (20%),
Marco Lops (nommé en oct. 2009)
Corinne Mailhes,
Jean-Yves Tourneret.
5 Maîtres de Conférences : Marie Chabert,
Martial Coulon,
Nicolas Dobigeon, (nommé en oct. 2008)
Benoît Escrig,
Nathalie Thomas.
18 Doctorants
Visiteurs : 1 à 2 visiteurs chaque année
Équipe SC
4
Traitement Statistique du Signal (TSS)
Communications Numériques (CN)
Représentation et analyse des signaux
Détection et Classification
Méthodes de Simulation
Signal pour les communications numériques
Communications coopératives et inter-couches
Domaines de recherche
Équipe SC
5
TSS : Représentation et analyse des signaux
Analyse spectrale
Probability ofmiss-classifying
TetrAS results
Frequency (Hz)
(dB)
Sinusoidal Wave Class
Narrow BandClass
SC + SAMoVA
?Modèle de Markov cachépour reconstruiredes paramètres spectraux
+ synthèse du signal de parole
Analyseur automatique et caractérisation de motifs spectraux
Reconstruction de la voix en cas de perte de paquets (VoIP)
Équipe SC
6
Tatouage par interpolation ou par échantillonnage aléatoire
Formules de reconstruction
Génération de tatouages Génération de masques
perceptuels
Pertes d’échantillons
Echantillonnage aléatoire
TSS : Représentation et analyse des signaux
Echantillonnage
Équipe SC
7
Découpage optimal au sens d’un critère débit-distorsion,
Flexibilité du train binaire.
Utilisation des ondelettes dans la compression d’images hyperspectrales
Résolutions
Spatiale
Spectrale
Résolutions
Spatiale
Spectrale
Résolutions
Spatiale
Spectrale
Résolutions
Spatiale
Spectrale
Lecture de 5% du train binaire
TSS : Représentation et analyse des signaux
Ondelettes
Équipe SC
8
Post-transformées orientées dans le domaine ondelette pour la compression
TSS : Représentation et analyse des signaux
Bandelettes
Équipe SC
10
Distribution de Wigner-Ville du
signal analytique (Hilbert)
Distribution de Wigner-Ville
du vecteur d’état (Concordia)
TSS : Détection et Classification
Temps-échelle / Temps-fréquence
Diagnostic de défauts de roulements par analyse temps-fréquence de
modulations AM et PM large bande
Équipe SC
11
Schéma de détection radar intégrant une relation originale d’hétérogénéité
et de connaissance a priori
TSS : Détection et Classification
Estimation et détection en milieu hétérogène
Équipe SC
12
Applications :
- signaux de parole stéréo,
- signaux aéronautiques,
- mesures météo.
TSS : Méthodes de simulation
Segmentation multi-capteurs
Équipe SC
13
Analyse spectrochimique Imagerie hyperspectrale
TSS : Méthodes de simulation
Modèles de mélange et problèmes inverses
Équipe SC
14
Détection des multi-trajetsEstimation des biais
affectant les mesures GPS
TSS : Méthodes de simulation
Filtrage (Kalman, particulaire) pour la navigation
• navigation sûre pour les véhicules,
• utilisation des capteurs MEMS.
Équipe SC
15
Exemple : Etude de schémas de codage pour la navigation par
satellites (en collaboration avec l’ENAC)
CN : Signal pour les Communications
Couches physique des systèmes de communications et de
navigation
Schéma classique
Schéma proposé
Performances obtenues
(GPS L2C/L5 )
Équipe SC
16
Transmissions chaotiques
- sécurité de la transmission
- propriétés statistiques de l’énergie
du chaos
- calcul de performances
Transmissions par permutations aléatoires
CN : Signal pour les Communications
Accès multiples
1
2
3
4
5
0
50
100
150
200
-1
-0.5
0
0.5
1
Ré ponse impulsionnelle, canal 'Fast Fading'
- canaux radio-mobile variant dans le temps
- comparaison avec les techniques CDMA
Équipe SC
17
Structure de synchronisation basée sur l’OFDM
- adaptée aux systèmes de transmission de type diffusion fixe par satellite.
- optimisant l’efficacité spectrale.
CN : Signal pour les Communications
Techniques de réception : exemple
Équipe SC
18
Détection de ruptures dans des signaux à longue dépendance
Signaux auto-similaires
Application à la segmentation de signaux de trafic Ethernet/Internet
CN : Signal pour les Communications
Signal/Communications/Réseaux
Équipe SC
19
Modulations linéaires / modulations GMSK.
en présence d’erreurs de synchronisation, d’interférences
entre symboles.
-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
I
Q
(a) Noisy QPSK
-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
I
Q
(b) Noisy QPSK and fr=0.3
-1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
I
Q
(c) Noisy QPSK and = /8
-2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1 1.5 2-2
-1
0
1
2
I
Q
(d) QPSK ,h=[1 0.75 0.25]
CN : Signal pour les Communications
Méthodes Bayésiennes pour la reconnaissance de
modulations numériques
Équipe SC
20
S R D S R D S R DData
ACK
Data
Data Data
Timeout
ACK
DataNAV
ACK
S R DData
ACK
Data Data
(a) (b) (c) (d)
Figure 2. Message flows of non-cooperative, (a) and (b) cases,
and proxy cooperative systems, (c) and (d) cases, working in a
basic access method of the IEEE 802.11 MAC protocol .
Communications coopératives pour systèmes par satellite
SC + IRT
CN : Signal pour les Communications
Conception de protocoles pour les réseaux sans fil :
mode proxy pour les communications coopératives
? ?
??
RELAIS DESTINATIONSATELLITE
Équipe SC
21
Publications
Thèses et habilitations - Publications
Thèses soutenues
HDR• Habilitation de M. Chabert (2008)
2005 2006 2007 2008 2009
3 6 5 6 2
2005 2006 2007 2008 2009
Livres/chapitres de livre 2 0 1 0 0
Revues internationales 5 9 13 14 16
Conférences internationales 27 30 24 26 21
Équipe SC
22
Collaborations, contrats et transfert
Collaborations nationales et internationales
-Publications communes avec 12 Universités françaises et 11 Universités
étrangères (USA, Australie, Brésil, Japon, Espagne, Tunisie)
-Co-encadrement de thèse avec 7 Universités françaises et 2 étrangères
(Australie, Tunisie)
-6 Professeurs invités (durée totale : 8 mois)
-Membre de 2 réseaux d’excellence Européens (NEWCOM et
NEWCOM++)
-2007-2008 Projet « Jeunes Chercheurs » financé par le GdR ISIS. En
collaboration avec l'équipe ADTSI de l'IRCCyN (Nantes), développement de
méthodes d'estimation bayésienne pour l'analyse d'images hyperspectrales.
Équipe SC
23
Contrats Industriels
–Thèses co-financées dans la cadre du laboratoire TéSA (CNES, Thales
AleniaSpace, Rockwell Collins)
–Projet IFAU (laboratoire commun AIRSYS)
–Autres contrats : Thalès Systèmes Aéroportés (Elancourt), Thalès
Avionics (Valence), ESA (Pays Bas) , Saint-Jude Medical, Freescale,…
Collaborations, contrats et transfert
Équipe SC
24
- cours, séminaires et tutoriaux (4)
- J.Y Tourneret est membre de nombreux comités: jury de la
meilleure thèse Signal et Image du club EEA, comité technique
SPTM (SP Theory and Method :2001-2007)
-Francis Castanié est membre du comité scientifique du traité IC2
(responsable pour le TS) et du collège Recherche du pôle de
compétitivité « Aerospace Valley »
-Organisation de sessions spéciales dans diverses conférences
-Organisation de ICASSP’06 à Toulouse
-Implication dans les comités d’organisation de conférences
(EUSIPCO depuis 2006, GRETSI depuis 2001, Asilomar 2008)
Animation, gestion et vulgarisation de la
recherche
Diffusion d’information scientifique et technique
Animation de la recherche
Équipe SC
25
Responsabilités administratives
Jean-Yves Tourneret est directeur scientifique adjoint du thème
“Méthodes et modèles en traitement du signal” du GDR ISIS (depuis
2006), expert à la direction générale de la recherche et de l’innovation
(depuis 2008), éditeur associé IEEE SP (depuis juin 2008)
F Castanié est Directeur du laboratoire TéSA
C Mailhes est responsable du Master Recherche SIAO (INPT-UPS-
ISAE-ENAC)
ML Boucheret est responsable du Master Spécialisé SCS (ENSEEIHT-
ISAE-TELECOM Bretagne-TELECOM Paris Sud)
Équipe SC
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Autocritique
Points à renforcer-Coopération entre les composantes signal et communications
-Coordination de la recherche
-Actions internationales
-Diffusion de l’information scientifique au sein de l’équipe
• Actions prévues-Demande d’un poste de CR CNRS
-Thèse en co-tutelle avec des Universités étrangères
-Mise en place de séminaires au sein de l’équipe
Équipe SC
27
Exemple schématique d’alternance de l’onde T
Problématique :
• analyse à faire sur un nombre faible de battements,
• alternance non visible, de l’ordre du Volt.
Perspectives : Représentation et analyse
des signaux
Collaboration avec Saint Jude Medical Inc. (USA) et Dr. Maury, rythmatologue, Hôpital Rangueil
Détection des alternances des ondes T dans les signaux
ElectroCardioGrammes (ECG) :potentiel signe précurseur d’un incident cardiaque
Équipe SC
28
Image optique Image SAR Base de données
Bâtiments
Collaboration avec le CNES de Toulouse
Perspectives TSS : Détection et classification
Fusion de données hétérogènes
Équipe SC
29
- Identification des signatures biologiques,
- Estimation du niveau d'expression des gènes,
- Analyse des intéractions entre les marqueurs.
Perspectives TSS : Méthodes de Simulation
Génomique : analyse de séquences ADN pour le diagnostic
Collaboration avec Alfred O. Hero (Univ. Michigan)
Équipe SC
30
- Voie aller (diffusion fixe)
- Efficacité en puissance des
modulations de type FSK
Amélioration de l’efficacité spectrale des communications
par satellites
Exemple: utilisation de modulations de type CSK (proposée pour
l’évolution future du GPS)
Perspectives CN : Signal pour les
Communications
Collaboration avec Thales Alenia Space
Équipe SC
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Perspectives : Signal pour les Communications
Synergie télécommunications/navigation
- Récepteur mixte reconfigurable navigation-
télécommunications : projet « radio logicielle » déposé
auprès du RTRA-STAE (projet regroupant de nombreuses
compétences toulousaines)
- Localisation à l’aide des signaux de télécommunications
lorsque le signal GNSS n’est pas disponible (ex: DVB-T)
Équipe SC
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Applications de méthodes statistiques aux télécommunications
- « Random set theory »
Exemples d’applications :
• Démodulation des messages en provenance d’un nombre inconnu
d’utilisateurs dans le cas de canaux variables partiellement connus.
• Regroupements de nœuds dans des systèmes distribués (ex: réseaux de
capteurs) . But : constituer des groupes de noeuds coopératifs en vue
d’optimiser un critère de qualité. Le regroupement ne se fait pas seulement en
fonction de la proximité des nœuds mais aussi en fonction de la valeur de
certains paramètres, comme la qualité du canal.
- Analyse séquentielle
• Principe : continuer à échantillonner le signal jusqu’à ce qu’un certain niveau
de qualité soit atteint (le nombre de mesures est aléatoire)
• Avantage : minimise le nombre moyen d’échantillons nécessaire pour obtenir
une qualité donnée
• Applications : radio cognitive, détection d’intrusion, découverte de l’activité
d’un système
Perspectives : Signal pour les Communications
Équipe SC
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Perspectives : protocoles d’accès à la
demande, fondés sur la sélection du
meilleur relais.
Communications Coopératives et
Codage Réseau.
S
D
2
1
11/2
M
1/M
DIRECTON-DEMAND
M-1 RELAYS
A&F / S&F
Spatial
Multiplexing
Gain
Diversity
Gain
Action R&T avec le CNES
Perspectives : Communications Coopératives