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Équipe SC

1

Évaluation

AERES25 - 26 novembre 2009

Équipe SC

Équipe SC

2

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)

http://www.gipsa-lab.inpg.fr/

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


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


Ondelettes

Équipe SC

8

Post-transformées orientées dans le domaine ondelette pour la compression


Bandelettes

Équipe SC

9

TSS : Détection et Classification

Détection de changements

Équipe SC

10

Distribution de Wigner-Ville du

signal analytique (Hilbert)

Distribution de Wigner-Ville

du vecteur d’état (Concordia)


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


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


Modèles de mélange et problèmes inverses

Équipe SC

14

Détection des multi-trajetsEstimation des biais

affectant les mesures GPS


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

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Transmissions chaotiques

- sécurité de la transmission

- propriétés statistiques de l’énergie

du chaos

- calcul de performances

Transmissions par permutations aléatoires


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.


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


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]


Méthodes Bayésiennes pour la reconnaissance de

modulations numériques

Équipe SC

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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


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

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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

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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,…


Équipe SC

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- 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

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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)

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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

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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

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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

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- 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

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- 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

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