Publications scientifiques — 2016

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Chaque année, les chercheurs du CRC publient un certain nombre de textes pour faire connaître les succès remportés dans le domaine de la R-D de pointe sur les télécommunications sans fil. Partager les résultats de leurs recherches avec autrui fait partie intégrante de leur travail.

Vous trouverez ici des résumés d'études et des liens à des documents publiés dans des revues scientifiques ou d'autres ouvrages révisés par les pairs ou présentés dans le cadre de conférences.

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Publications de recherche — 2016
Titre Auteur(s)
Host cancelation-based spread spectrum watermarking for audio anti-piracy over Internet Nouveau

Année : 2016

Résumé : Le présent article traite du problème de piratage audio sur Internet effectué en modifiant légèrement la redondance des données du signal média hôte pour l'incorporation et l'extraction optimales de filigranes du spectre étalé. Nous avons tout particulièrement pris en compte une caractéristique spéciale qui fait que les signaux audio hôtes ont une propriété stationnaire de courte durée et que leur puissance principale peut être retirée à l'aide d'un filtre de prédiction linéaire. Le fait d'ôter la redondance et d'améliorer la modulation du spectre élargi permet de supprimer l'interférence de l'hôte avec une distorsion minimale d'intégration pour le signal audio de l'hôte. La redondance des données est aussi éliminée dans le récepteur afin d'obtenir un filtrage adapté et une meilleure performance. Les expériences sur des signaux audio réels ont montré que le procédé que nous proposons donne de solides résultats dans le cas de différentes attaques de canaux, tout en maintenant une très bonne performance en matière d'extraction. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.

Titre de la source : Security and Communication Networks

DOI : 10.1002/sec.1673

Lien : Host cancelation-based spread spectrum watermarking for audio anti-piracy over Internet (anglais seulement)

Li R., Xu S., Rong B., Yang H.
A low complexity hybrid precoding scheme for massive MIMO system Nouveau

Année : 2016

Résumé : Dans le présent article, nous présentons un procédé de précodage hybride utilisant des méthodes traditionnelles de précodage linéaire afin d'obtenir une performance quasi optimale et une complexité faible. Le procédé proposé instaure le contrôle de phase à l'aide de méthodes de précodage linéaire dans le domaine analogique de précodage et utilise la même méthode de précodage linéaire dans le domaine numérique pour maintenir le gain d'antenne. Nous effectuons une simulation des procédés proposés dans des canaux subissant des évanouissements de Rayleigh et dans un canal géométrique fondé sur le modèle de Saleh et Valenzuela étendu. Les résultats de la simulation prouvent que le procédé proposé permet d'atteindre une performance souhaitable pour les deux modèles de canaux et offre la souplesse voulue pour diverses conditions de réseau en le combinant avec différentes méthodes de précodage linéaire. © 2016 IEEE.

Titre de la source : 2016 16th International Symposium on Communications and Information Technologies, ISCIT 2016

DOI : 10.1109/ISCIT.2016.7751711

Lien : A low complexity hybrid precoding scheme for massive MIMO system (anglais seulement)

Cai J., Rong B., Sun S.
Compressed sensing based 3D MU-MIMO scheduling in cognitive HetNets Nouveau

Année : 2016

Résumé : La plupart des algorithmes actuels de détection du spectre sont fondés sur la détection de chaque canal, ce qui diminue l'efficience de la détection du spectre et complique la détection rapide des trous de spectre. Les systèmes MIMO (entrées multiples et sorties multiples ) classiques sont fondés sur des modèles bidimensionnels de canaux spatiaux MIMO, mais en fait le canal réel est tridimensionnel. Le présent article propose un procédé novateur d'ordonnancement pour des antennes cylindriques, basé sur un algorithme de détection compressé qui emploie un code de valeur élevée et où les interférences entre cellules semblent plus blanches dans l'espace et affichent une perte de performance moindre. Le procédé proposé peut détecter efficacement le spectre libéré et les utilisateurs par un balayage angulaire tridimensionnel et ordonnancer les utilisateurs à l'aide d'un code tridimensionnel optimal. Les résultats de la simulation montrent que le procédé proposé permet d'obtenir un gain substantiel sur le plan du rendement et du débit de données des utilisateurs, en plus d'afficher une forte réduction de la complexité du système et une augmentation de l'efficience. © 2016 IEEE.

Titre de la source : 2016 16th International Symposium on Communications and Information Technologies, ISCIT 2016

DOI : 10.1109/ISCIT.2016.7751716

Lien : Compressed sensing based 3D MU-MIMO scheduling in cognitive HetNets (anglais seulement)

Li Y., Suny S., Rongz B.
Power allocation in small cell networks with full-duplex self-backhauls and massive MIMO Nouveau

Année : 2016

Résumé : Compte tenu de la forte densité de déploiement des réseaux de petites cellules, les procédés de raccordement à faible coût pour les stations de base à petites cellules suscitent beaucoup d'intérêt. L'autoraccordement à l'aide de la technologie de communication cellulaire est considéré comme une solution prometteuse. Bien que d'excellents travaux aient été effectués sur l'autoraccordement dans les réseaux à petites cellules, la plupart d'entre eux ne tiennent pas compte des récents progrès réalisés dans les technologies de duplex intégral et d'entrées multiples et sorties multiples (MIMO) massives. Dans le présent article, nous proposons un procédé d'autoraccordement pour les réseaux à petites cellules qui combine les technologies de duplex intégral et MIMO massives. Dans ce procédé, la macro-station de base est munie d'antennes MIMO massives, alors que les stations de base à petites cellules ont une capacité de communication par duplex intégral. En traitant les stations de base à petites cellules comme des utilisateurs macro spéciaux, nous pouvons obtenir la transmission simultanée et à la même fréquence du lien d'accès des utilisateurs et du lien d'autoraccordement des stations de base à petites cellules. De plus, compte tenu de l'existence d'interférences entre tierces parties et au sein d'une tierce partie, nous formulons le problème d'allocation de puissance de la macro station de base et des stations de base à petites cellules comme étant un problème d'optimisation. Étant donné que le problème d'allocation de puissance tel que formulé est un problème non convexe, nous transformons le problème initial en une différence de programme convexe à l'aide de la méthode d'itérations convexes successives et une transformation de la variable, puis nous réglons le problème à l'aide d'une procédure concave convexe restreinte basée sur un algorithme itératif. Enfin, des simulations complètes sont menées en utilisant différentes configurations de systèmes pour vérifier l'efficacité de la procédure proposée. © 2016 Springer Science+Business Media New York.

Titre de la source : Wireless Networks

DOI : 10.1007/s11276-016-1381-1

Lien : Power allocation in small cell networks with full-duplex self-backhauls and massive MIMO (anglais seulement)

Chen L., Yu F.R., Ji H., Rong B., Leung V.C.M.
Fully Printed and Encapsulated SWCNT-Based Thin Film Transistors via a Combination of R2R Gravure and Inkjet Printing Nouveau

Année : 2016

Résumé : Des transistors en couches minces (TCM) entièrement imprimés, basés sur des canaux en nanotubes de carbone monoparoi (NTCMP) semi-conducteurs enveloppés dans du poly(9,9-di-n-dodécylefluorène) (PFDD) sont fabriqués par un moyen pratique qui combine la gravure en rouleau et l'impression par jet d'encre. La densité du réseau de nanotubes se contrôle facilement grâce à la formule de l'encre (concentration et ratio polymère:NTC) et aux conditions de jet (taille des gouttelettes, espace entre les gouttes, et nombre de couches imprimées). Les conditions optimales d'impression par jet d'encre sont fixées par Si/SiO2 dans lequel l'encre correspond au ratio 6:1 PFDD:NTCMP avec une concentration de 50 mg L-1 de NTCMP imprimés avec un espacement des gouttelettes de 20 μm, ce qui donne des TCM dont la mobilité est de ~25 cm2 V-1 s-1 et des ratios de courant ON-/OFF plus grands que 105. Ces conditions donnent une excellente uniformité du réseau et sont utilisées dans un procédé entièrement additif pour fabriquer des TCM entièrement imprimés sur des substrats PET avec des mobilités supérieures à 5 cm2 V-1 s-1 (électrode de grille avec impression en rouleau et diélectrique; canal avec impression par jet d'encre et électrodes de source et de drain). Une couche d'encapsulation avec impression par jet d'encre complète le processus TCM (fabriqué selon une configuration TCM avec grille en bas et contact en haut) et offre des mobilités supérieures à 1 cm2 V-1 s-1 avec une bonne stabilité opérationnelle, basée sur la performance d'un circuit inverseur. Un ensemble de 20 TCM montre que la plupart ont une variabilité de moins de 10 % pour ce qui est de la tension de seuil, de la transconductance, du courant ON et du basculement du sous-seuil. © 2016 American Chemical Society.

Titre de la source : ACS Applied Materials and Interfaces

DOI : 10.1021/acsami.6b06838

Lien : Fully Printed and Encapsulated SWCNT-Based Thin Film Transistors via a Combination of R2R Gravure and Inkjet Printing (anglais seulement)

Homenick C.M., James R., Lopinski G.P., Dunford J., Sun J., Park H., Jung Y., Cho G., Malenfant P.R.L.
Design of a dual-band 13/24 GHz frequency selective surface using meandered loop elements

Année : 2016

Résumé : Une nouvelle surface sélective en fréquences bi-bandes utilisant des boucles doubles a été conçue pour bloquer la transmission de signaux aux fréquences de 13 et 24 GHz, tout en laissant passer les autres parties du spectre de radiofréquences. La structure a été fabriquée à l'aide de la technologie de l'électronique imprimée. Les résultats simulés et mesurés sont décrits. © 2016 IEEE.

Titre de la source : 2016 17th International Symposium on Antenna Technology and Applied Electromagnetics, ANTEM 2016

DOI : 10.1109/ANTEM.2016.7550120

Lien : Design of a dual-band 13/24 GHz frequency selective surface using meandered loop elements (anglais seulement)

Chaharmir M.R., Ethier J.
Design of dual-band frequency selective surfaces to block Wi-Fi using printable electronics technology

Année : 2016

Résumé : Cet article traite de la conception, de la fabrication et de la mesure d'une catégorie spéciale de surfaces usinées, appelées surfaces sélectives en fréquences. Ces surfaces sont conçues pour bloquer la transmission de signaux Wifi (bandes de 2,4 GHz et 5,3 GHz) tout en laissant passer sans perturbation les autres parties du spectre de radiofréquences. Les surfaces sélectives en fréquences sont fabriquées à l'aide de l'impression jet d'encre. Les détails de cette technologie seront présentés à la conférence. © 2016 IEEE.

Titre de la source : 2016 17th International Symposium on Antenna Technology and Applied Electromagnetics, ANTEM 2016

DOI : 10.1109/ANTEM.2016.7550238

Lien : Design of dual-band frequency selective surfaces to block Wi-Fi using printable electronics technology (anglais seulement)

Chaharmir M.R., Ethier J., Lee D., Shaker J.
Compact EBG guides using substrate layered rings

Année : 2016

Résumé : Des guides d'ondes compacts, basés sur la technologie de la bande interdite électromagnétique (BIE) et utilisant des réseaux en couches de structures périodiques métalliques en anneaux sur un substrat, ont été mis au point. Les structures conçues fonctionnent dans la bande X. Les pertes d'insertion mesurées sont d'environ 2,8 dB dans toute la largeur de bande de fonctionnement. © 2016 IEEE.

Titre de la source : 2016 17th International Symposium on Antenna Technology and Applied Electromagnetics, ANTEM 2016

DOI : 10.1109/ANTEM.2016.7550196

Lien : Compact EBG guides using substrate layered rings (anglais seulement)

Ouassal H., Shaker J., Hettak K., Chaharmir R., Roy L.
Approximate Method for Estimating Gaseous Loss at Very Low Angles along Paths of Finite Length and Earth-Space Paths

Année : 2016

Résumé : Ce document présente une méthode approximative pour l'estimation des absorptions gazeuses pour les angles d'élévation de faible inclination le long des liaisons de longueur finie ou des liaisons Terre-espace, en tenant compte des effets de la courbure et de la réfraction de la Terre. Une atmosphère exponentielle est supposée. L'absorption gazeuse est évaluée en divisant sa représentation intégrale en un nombre de petites quantités qui sont évaluées de façon analytique selon le terme principal de leurs expansions asymptotiques; aucune intégration numérique n'est requise. La nouvelle méthode prolonge la période de validité de l'annexe 2 de la Recommandation ITU-R P.676-10 jusqu'aux angles d'élévation inférieurs à 5°. Des comparaisons avec la méthode ligne sur ligne de cette même Recommandation, en utilisant les données de radiosonde comme données d'entrée, montrent une bonne ou une très bonne correspondance à 20, 30 et 350 GHz pour un milieu arctique, une zone tropicale en Australie et deux zones de latitude moyenne – une première dans les Rocheuses et une deuxième plus près du niveau de la mer. Quelques limites de la méthode approximative sur les montagnes très hautes, où la pression en surface est en dessous du point de référence de 780-hPa du modèle d'atténuation de la vapeur d'eau de l'annexe 2, sont également expliquées dans ce document.

Titre de la source : IEEE Transactions on Antennas and Propagation (TAP)

Numéro de série : Volume 64 Issue 2

DOI : 10.1109/TAP.2015.2510661

Lien : Approximate Method for Estimating Gaseous Loss at Very Low Angles along Paths of Finite Length and Earth-Space Paths (anglais seulement)

Bouchard, P.
A millimeter wave broadband GaAs power amplifier with balanced bias feedings for stability enhancement

Année : 2016

Résumé : Cet article présente un amplificateur de puissance totalement intégré à bande V et à cascade en trois phases, élaboré et construit dans une micro-puce. Cette micro-puce comprend le cœur de l'amplificateur de puissance, des circuits de polarisation et des réseaux d'adaptation. L'objectif de l'utilisation des trois phases n'est pas seulement de maximiser le gain mais aussi d'augmenter l'isolation par rapport aux réflexions afin d'obtenir une bonne linéarité. L'amplificateur de puissance a été optimisé pour un fonctionnement à large bande et une haute stabilité. Il a permis de faire fonctionné une large bande de 37,8 GHz à 43,5 GHz avec un gain uniforme de 13,8 dB. L'apport d'un gain d'1 dB au niveau du point de compression reste approximativement à 18 dBm tout au long de la bande de fréquence. Plus important encore, l'excellence de la stabilité a été rendue possible grâce à l'utilisation de lignes d'alimentation polarisées et équilibrées, de structures de résistance incorporées à la puce, et de boucles de rétroaction.

Titre de la source : 2016 IEEE 17th Annual Wireless and Microwave Technology Conference (WAMICON)

DOI : 10.1109/WAMICON.2016.7483825

Lien : A millimeter wave broadband GaAs power amplifier with balanced bias feedings for stability enhancement (anglais seulement)

Li Ming
Impact of Trust-Based Security Association and Mobility on the Delay Metric in MANET

Année : 2016

Résumé : Les modèles de confiance dans la documentation relative aux mobile ad hoc networks (MANET) prennent en général pour acquis que les paquets présentent des exigences différentes en matière de sécurité. Avant qu'un nœud envoie un paquet, si le niveau de confiance du destinataire ne répond pas aux exigences du paquet, le destinataire en question doit exécuter certaines procédures de sécurité, par exemple une deuxième authentification. Dans cet article, nous présentons une analyse du retard épidémique de diffusion associé à un tel contexte. Les modèles de réseau, de mobilité et de confiance présentés sont assez génériques et nous permettent d'obtenir la composante de retard attribuable uniquement aux associations de sécurité au cours d'un acheminement. Les résultats numériques obtenus par simulation confirment l'exactitude de l'analyse. Plus particulièrement, nous pouvons observer, tant à partir de la simulation que de l'analyse, que pour de grands réseaux peu connectés le retard attribuable aux associations de sécurité est minime comparativement au retard total enregistré par le paquet. Cela signifie que des paramètres comme la densité du réseau et la vitesse des nœuds ont des répercussions plus importantes sur le retard total que tout paramètre du modèle de confiance. © KICS 2016

Titre de la source : Journal of Communications and Networks

Numéro de série : Volume 18 Issue 1

DOI : 10.1109/JCN.2016.000013

Lien : Impact of Trust-Based Security Association and Mobility on the Delay Metric in MANET (anglais seulement)

Nguyen D.Q., Toulgoat M., Lamont L.
Low Complexity Layered Division Multiplexing for ATSC 3.0

Année : 2016

Résumé : Dans cet article, nous proposons de nouvelles architectures d'émetteurs et de récepteurs pour des systèmes de multiplexage à division en couches (MDC) de faible complexité. L'architecture proposée pour les émetteurs, adoptée à titre de technologie de base de l'Advanced Television Systems Committee 3.0, se caractérise par le partage des séparateurs de temps et de fréquence, du FFT, de l'intervalle de garde, du synchroniseur initial et de l'amorce entre les différentes couches. Ce partage permet la mise en application de récepteurs MDC avec une augmentation de complexité inférieure à 10 % par rapport aux récepteurs classiques à couche unique. Dans ce contexte de faible augmentation de la complexité, nous présentons les résultats des essais de simulation et de laboratoire, qui montrent que le système MDC proposé offre un avantage important sur le plan de la performance (3 à 9 dB) par rapport aux systèmes classiques de multiplexage par répartition dans le temps, en plus de maintenir cette performance jusqu'à une vitesse de 260 km/h en réception mobile. © 2015 IEEE

Titre de la source : IEEE Transactions on Broadcasting

Numéro de série : Volume 62 Issue 1

DOI : 10.1109/TBC.2015.2492459

Lien : Low Complexity Layered Division Multiplexing for ATSC 3.0 (anglais seulement)

Park S.I., Lee J.-Y., Myoung S., Zhang L., Wu Y., Montalban J., Kwon S., Lim B.-M., Angueira P., Kim H.M., Hur N., Kim J.
Low-Loss Compact Power Combiner for Solid State Power Amplifiers with High Reliability

Année : 2016

Résumé : Cette étude présente un combinateur de puissance à faible perte, compact et plat pour les amplificateurs de puissance à semi-conducteurs. Cet appareil combine huit modules amplificateurs de puissance à faible perte d'insertion et haute fiabilité, à l'aide d'une configuration magique en T et un coude progressif en E ainsi que d'une transition guide d'ondes-ligne micro-ruban adéquate. Le prototype construit a été mis en œuvre à l'aide de fraiseuses automatiques qui ont produit trois couches planes formant la structure finale. Cette approche novatrice a permis la fabrication précise et l'assemblage simple des amplificateurs de puissance à semi-conducteurs, et ce, à un coût moindre qu'avec les approches traditionnelles actuelles. Le procédé peut être utilisé pour les amplificateurs de puissance à semi-conducteurs fonctionnant à des fréquences comprises entre 4 et 40 GHz. La perte d'insertion cumulative du réseau de combinateurs est inférieur à 0,6 dB pour la bande Ka, 0,5 dB pour la bande Ku et 0,4 dB pour la bande X, avec une largeur de bande fractionnée de 10 %. © 2016 The Institution of Engineering and Technology

Titre de la source : IET Microwaves, Antennas and Propagation

Numéro de série : Volume 10 Issue 3

DOI : 10.1049/iet-map.2015.0403

Lien : Low-Loss Compact Power Combiner for Solid State Power Amplifiers with High Reliability (anglais seulement)

Gholami M., Amaya R.E., Yagoub M.C.E.
SDN Controlled mmWave Massive MIMO Hybrid Precoding for 5G Heterogeneous Mobile Systems

Année : 2016

Résumé : Dans un réseau mobile 5G, les ondes millimétriques et les réseaux hétérogènes sont des techniques importantes pour maintenir l'efficacité de la couverture et du spectre. Dans cet article, nous utilisons le précodage hybride pour surmonter les contraintes matérielles liées à la formation analogique de faisceaux dans les systèmes d'ondes millimétriques. Plus particulièrement, nous constatons que la coordination complexe des antennes et la grande quantité de renseignements du domaine spatial constituent les défis qui restent à relever dans les réseaux hétérogènes à ondes millimétriques. Aux fins de notre étude, nous utilisons le réseau défini par logiciel (SDN pour Software defined network) pour assurer la gestion des ressources radio et atteindre une coordination spatiale souple dans les réseaux hétérogènes à ondes millimétriques. Dans le procédé que nous proposons, le contrôleur du SDN est chargé de recueillir l'information sur l'état du canal et d'appliquer le précodage hybride en fonction de la zone morte calculée des utilisateurs victimes. Les résultats de la simulation montrent que notre concept peut réduire de façon significative les interférences pour les utilisateurs victimes et favoriser un service de grande qualité. © 2016 Na Chen et coll.

Titre de la source : Mobile Information Systems

Numéro de série : Volume 2016

DOI : 10.1155/2016/9767065

Lien : SDN Controlled mmWave Massive MIMO Hybrid Precoding for 5G Heterogeneous Mobile Systems (anglais seulement)

Chen N., Sun S., Kadoch M., Rong B.
Wireless Radiation Sensor Network with Directional Radiation Detectors

Année : 2016

Résumé : Les réseaux de capteurs de rayonnement sans fil (RCRSF) offrent une avenue prometteuse pour les applications militaires et de sécurité étant donné qu'ils peuvent offrir une détection à distance des sources de rayonnement à l'aide de technologies simples, mais robustes. Cet article présente les résultats d'une simulation combinant réseautage sans fil et détection de rayonnement à l'aide de détecteurs directionnels de rayons gamma. Dans le scénario RCRSF qui fait l'objet de l'étude, une source de rayonnement a été transportée d'un côté à l'autre d'un carrefour. La simulation consistait à faire passer dans le carrefour deux isotopes (60Co et 137Cs) présentant diverses activités, et ce, à quatre vitesses différentes (d'une vitesse de marche à une vitesse de 144 km/h). Plusieurs protocoles de réseautage et de communication ont été analysés. L'étude présente la performance de deux algorithmes au chapitre de la localisation et de la quantification des sources de rayonnement.

Titre de la source : 2014 IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference, NSS/MIC 2014

DOI : 10.1109/NSSMIC.2014.7431111

Lien : Wireless Radiation Sensor Network with Directional Radiation Detectors (anglais seulement)

Liu C., Drouin P.-L., St-Jean G., Deziel M., Waller D.
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