Publications scientifiques — 2022

Année : 2022

Résumé : Dans cette lettre, nous discutons d'une méthodologie de conversion d'un réseau d'antennes modulaires, conçu à l'origine pour la bande sans licence de 23 GHz, à la bande émergente de 60 GHz de la 5G pour une application de détection à courte portée en ondes millimétriques. La structure d'alimentation est composée d'un guide d'ondes intégré au substrat et de fentes de briques de couplage, permettant une fabrication relativement simple et bon marché. Comme l'a révélé une analyse de sensibilité, la conversion ascendante de la fréquence augmente considérablement le niveau de précision nécessaire dans les processus de fabrication. Une antenne de capteur à haute fréquence de 60 GHz permet d'obtenir une résolution transversale bidimensionnelle élevée. Les propriétés de l'antenne en réseau convertie sont étudiées lorsqu'elle est équipée d'un réseau d'antennes à 8 éléments rayonnants imprimés plats. La conception proposée est basée sur une structure de 47 × 35 mm² avec une épaisseur de 0,254 mm, ce qui donne une efficacité de rayonnement élevée pour les systèmes d'imagerie et de détection. Une largeur de bande fractionnelle de 2,5 % est obtenue en mesurant le prototype proposé. La modularité de la conception, l'évolutivité inhérente et le gain élevé mesuré de 22 dB, ainsi que le potentiel d'intégration de fonctionnalités avancées telles qu'un système de capteurs, en font une solution appropriée pour la réalisation à faible coût de réseaux à ondes millimétriques à courte portée, entièrement personnalisés et adaptatifs, dans la bande de 60 GHz. © 2017 IEEE.

Titre de la source : IEEE Sensors Letters

DOI : 10.1109/LSENS.2022.3206400

Numéro de série : Volume 6, issue 10

Lien : 60 GHz Frequency Sensor Antenna for Short-Range Millimeter-Wave Detection Application (en anglais seulement)

Année : 2022

Résumé : Les constellations non uniformes (NUC) utilisent avec succès la mise en forme géométrique pour se rapprocher de la capacité de Shannon, mais augmentent la complexité du démappage. Dans cet article, les constellations non uniformes améliorées pour les communications à faible complexité et à haute capacité sont étudiées et traitées en deux étapes : les démappeurs à faible complexité pour les constellations fixes et la conception sous contrainte des NUC améliorées. Tout d'abord, des démappeurs simplifiés pour les NUC sont étudiés, et des démappeurs modifiés basés sur la recherche de points virtuels sont proposés. L'analyse théorique et les résultats numériques montrent que les démappeurs modifiés basés sur la recherche de points virtuels réduisent la complexité du démappage, avec une dégradation négligeable de la performance. Deuxièmement, deux schémas de mise en forme sous contrainte sont proposés pour la conception de NUC dans le but d'obtenir une faible complexité et une grande capacité. Les NUC optimisées sous les contraintes proposées sont plus performantes que les constellations uniformes, et les démappeurs proposés peuvent bien s'appliquer aux NUC optimisées. Les schémas de contraintes proposés pour la conception des NUC et les démappeurs simplifiés permettent de trouver des solutions pour obtenir des communications à faible complexité et à haute capacité. © 1963-12012 IEEE.

Titre de la source : IEEE Transactions on Broadcasting

DOI : 10.1109/TBC.2022.3176194

Numéro de série : Volume 68, issue 3

Lien : Enhanced Nonuniform Constellations for High-Capacity Communications With Low-Complexity Demappers (en anglais seulement)

Année : 2022

Résumé : Le paysage médiatique subit des transformations sans précédent. Depuis plusieurs décennies, les créateurs de contenu et les fournisseurs de services contrôlaient la manière dont les technologies adaptées aux applications médias étaient déployées et adoptées dans les réseaux et les appareils pour servir le public. Les bouleversements ont commencé lorsque l'Internet et les technologies et réseaux mondiaux ont permis la diffusion et la consommation de contenus à tout moment, en tout lieu et au moyen de tout appareil. Ce nouveau paradigme, dans lequel l'Internet est totalement accessible à l'industrie des médias, crée des occasions d'innovation dans l'ensemble de la chaîne de valeur, faisant appel à de nouveaux services, des produits innovants et une relation directe avec les utilisateurs.

Titre de la source : IEEE Transactions on Broadcasting

DOI : 10.1109/TBC.2022.3163818

Numéro de série : Volume 68, issue 2

Lien : IEEE Transactions on Broadcasting Special Issue on: 5G Media Production, Contribution, and Distribution (en anglais seulement)

Année : 2022

Résumé : Le spectre radioélectrique est une ressource limitée et de plus en plus rare, ce qui favorise des méthodes d'utilisation alternatives telles que l'allocation dynamique du spectre. Cependant, cette allocation dynamique du spectre nécessite une prédiction précise de l'utilisation du spectre dans les domaines temporel et spatial avec un coût de détection minimal. Dans cet article, nous proposons un modèle de prédiction NN-ResNet pour relever ce défi en deux étapes. Tout d'abord, afin d'utiliser au mieux les capteurs de la région, nous déployons un modèle de prédiction par apprentissage profond basé sur des réseaux neuronaux convolutifs (CNN) et des réseaux résiduels (ResNets) pour prédire l'utilisation spatio-temporelle du spectre dans la région. Deuxièmement, pour réduire le coût de détection, la méthode de l'interpolation du plus proche voisin (NN) est appliquée pour récupérer les données d'utilisation du spectre dans les zones sans détection. Dans ce cas, moins de capteurs sont nécessaires pour effectuer la prédiction à l'aide de la procédure de reconstruction. Le modèle est vérifié par des groupes de simulations de comparaison sur le plan de la disparité des capteurs et du nombre d'émetteurs impliqués. En outre, le modèle proposé est comparé au modèle de prédiction CNN et ConvLSTM. Les résultats montrent que le modèle NN-ResNet proposé maintient un taux d'erreur inférieur dans diverses circonstances de capteurs épars. © 2015 IEEE.

Titre de la source : IEEE Transactions on Cognitive Communications and Networking

DOI : 10.1109/TCCN.2021.3139030

Numéro de série : Volume 8, issue 2 

Lien : Spatio-Temporal Spectrum Load Prediction Using Convolutional Neural Network and ResNet (en anglais seulement)

Année : 2022

Résumé : Cette étude présente le comportement charge-déplacement de plaques raidies à nervures parallèles lorsqu'elles sont modélisées à l'aide d'éléments de coque avec et sans prise en compte des effets de grand déplacement, en comparaison avec l'analyse conventionnelle de poutre équivalente (EBA) dans laquelle ces plaques raidies sont simplifiées en une poutre imaginaire présentant les propriétés géométriques d'une section transversale équivalente construite. Cette étude met en évidence les avantages de la modélisation par éléments finis avec éléments de coque et de l'analyse des grands déplacements (LDA) par rapport à la méthode EBA existante, puis fournit une piste pour l'utilisation de cette méthode dans la conception de l'état limite ultime des plaques raidies. Les distributions des contraintes dans la partie panneau des plaques raidies sont présentées pour démontrer l'importance de la prise en compte des effets des grands déplacements dans l'analyse. L'étude numérique indique que la théorie des poutres linéaires ne permet pas de supposer correctement le vrai comportement des plaques raidies et que l'estimation charge-déplacement connexe ne correspond pas à son comportement prédit par la LDA. Les résultats démontrent également que lorsque la modélisation par éléments de coque est utilisée, les forces et les contraintes internes dans la partie panneau de la plaque sont calculées correctement, uniquement si les effets de grand déplacement sont pris en compte dans l'analyse. Enfin, une méthode d'estimation de la capacité de charge ultime des plaques raidies avec des nervures parallèles est fournie, sur la base de l'analyse EF à grand déplacement avec des éléments de coque, qui peut être utilisée pour établir des équations de conception empiriques. © 2022 Elsevier Ltd

Titre de la source : Engineering Structures

DOI : 10.1016/j.engstruct.2022.114125

Numéro de série : Volume 259

Lien : Large displacement analysis of stiffened plates with parallel ribs under lateral pressure using FE modeling with shell elements (en anglais seulement)

Année : 2022

Résumé : La télévision numérique terrestre (TNT) est largement déployée dans le monde depuis plus d'une décennie. La technique d'identification des émetteurs (Tx-ID) spécifiée dans les normes modernes de TNT devient importante aujourd'hui, car le nombre d'émetteurs TNT augmente avec l'extension de la zone de couverture. Dans les normes ATSC, les séquences Kasami, une classe essentielle de séquences pseudo-aléatoires, sont considérées comme des séquences Tx-ID réalisables parce qu'elles possèdent plusieurs propriétés favorables conduisant à des fonctions presque delta de Dirac d'autocorrélation ou de corrélation croisée et à de grandes capacités de séquence. Il est bien connu que le niveau d'interférence plus bruit (INL) ou le rapport signal sur interférence plus bruit (SINR) joue un rôle très important dans la performance du système Tx-ID. Néanmoins, un facteur aussi crucial n'a été évalué que dans la moyenne statistique en raison de la difficulté à caractériser l'analyse probabiliste pertinente exacte. Dans ce travail, nous combattons la difficulté susmentionnée en appliquant une méthode d'approximation de la densité-probabilité pour caractériser statistiquement des variables aléatoires comme INL et SINR. Avec les variables aléatoires à densité INL et SINR, nous pouvons analyser les caractéristiques statistiques détaillées de nombreux paramètres liés à Tx-ID, y compris la capacité de Tx-ID et la qualité de réception en termes de SINR. Des expériences numériques approfondies sont également entreprises pour justifier l'efficacité de la nouvelle analyse que nous proposons et pour explorer les perspectives quantitatives détaillées des paramètres critiques du système Tx-ID et des mesures de performance. © 2022, l'auteur ou les auteurs, sous licence exclusive de Springer Science+Business Media, LLC, qui fait partie de Springer Nature.

Titre de la source : Wireless Networks

DOI : 10.1007/s11276-021-02884-9

Numéro de série : Volume 28, issue 4

Lien : New probabilistic SINR analysis for capacity and reception-quality studies of DTV transmitter identification systems (en anglais seulement)

Année : 2022

Résumé : Cet article présente une description des rayons uniformes de la diffusion d'ondes électromagnétiques par des métasurfaces localement périodiques de forme polygonale. Le modèle est dérivé de l'évaluation asymptotique des contributions au point critique d'une intégrale de diffusion en optique physique. Il est valable pour les métasurfaces dont les coefficients de diffusion globale sont des fonctions périodiques d'un paramètre de phase, qui, à son tour, est une fonction continue et lisse des coordonnées de la surface. Le champ diffusé est exprimé en termes de rayons réfléchis, transmis et diffractés qui n'obéissent généralement pas aux contraintes géométriques conventionnelles (c'est-à-dire la loi de Snell et le cône de Keller). Une technique itérative est présentée pour déterminer l'emplacement des points critiques sur une ou plusieurs métasurfaces en interaction. Des résultats numériques démontrant l'utilité et la précision du modèle d'optique physique asymptotique sont également fournis. © 1963-2012 IEEE.

Titre de la source : IEEE Transactions on Antennas and Propagation

DOI : 10.1109/TAP.2021.3137191

Numéro de série : Volume 70, issue 4

Lien : Uniform Ray Description of Physical Optics Scattering by Finite Locally Periodic Metasurfaces (en anglais seulement)

Année : 2022

Résumé : La classification automatique coopérative de la modulation (CAMC) à l'aide d'un essaim de capteurs suscite aujourd'hui l'intérêt, car elle serait beaucoup plus robuste que la méthode conventionnelle de classification automatique de la modulation (CAM) à un seul nœud de capteurs. Dans ce travail, nous proposons une nouvelle approche de CAMC robuste utilisant la fusion de décision douce vectorisée. Dans chaque nœud de détection, les distances de Hamming locales entre les caractéristiques graphiques acquises à partir du signal cible inconnu et les signaux candidats de modulation d'entraînement sont calculées et transmises au centre de fusion. Ensuite, la décision globale de la CAMC est prise par le vote indirect qui est transmis à partir de la séquence de distance de Hamming de chaque nœud de détection. Les résultats de la simulation démontrent que, lorsque le rapport signal sur bruit était donné par η ≥ 0 dB, la probabilité de classification correcte Pcc de notre nouveau schéma de CAMC proposé pouvait atteindre près de 100 %. D'autre part, notre nouveau schéma de CAMC proposé pourrait surpasser de manière significative la technique de CAM basée sur le graphe à un seul nœud et la méthode de CAMC à niveau de décision existante en termes de précision de reconnaissance, en particulier dans le régime de faible rapport signal sur bruit. © 2022 par les auteurs. Titulaire de la licence de MDPI, Bâle, Suisse.

Titre de la source : Sensors

DOI : 10.3390/s22051797

Numéro de série : Volume 22, issue 5

Lien : Novel Cooperative Automatic Modulation Classification Using Vectorized Soft Decision Fusion for Wireless Sensor Networks (en anglais seulement)

Année : 2022

Résumé : Les codes de contrôle de parité à faible densité (LDPC) sont largement utilisés comme codes de correction d'erreurs dans les normes de télévision numérique de nouvelle génération, telles que la deuxième génération de la norme de diffusion vidéo numérique terrestre (DVB-T2), la norme 3.0 de l'Advanced Television Systems Committee (ATSC), etc. L'algorithme non linéaire de propagation des convictions présente d'excellentes performances de décodage pour les codes LDPC, mais il est souvent simplifié dans les implémentations matérielles par l'algorithme linéaire de somme minimale en raison de sa grande complexité. Cette simplification entraîne en outre des problèmes de surestimation, qui peuvent être corrigés par l'ajout de facteurs dans les algorithmes classiques – par exemple, les algorithmes de somme minimale normalisée (NMS), de somme minimale décalée (OMS) et de somme minimale normalisée à échelle variable (VMS). Cependant, les facteurs de correction de ces algorithmes de somme minimale modifiés ne peuvent pas s'adapter à différents canaux et modulations, et les performances doivent encore être améliorées. Dans cet article, les concepts de valeur de surestimation (OEV) et de taux de surestimation (OER) sont introduits pour décrire le problème de surestimation de l'algorithme de somme minimale. Ensuite, sous la direction de l'OEV et de l'OER, un algorithme de somme minimale de lignes polygonales (PMS) comportant des facteurs de correction adaptés aux différents canaux et modulations est proposé selon la distribution du rapport de vraisemblance logarithmique (LLR). En suivant les propriétés de OEV et OER, l'algorithme de PMS est simplifié en algorithme PMS simplifié (SPMS). Les codes LDPC de l'ATSC 3.0 sont adoptés dans cet article pour évaluer l'algorithme SPMS en comparaison avec les algorithmes conventionnels. Les résultats de simulation détaillés montrent que l'algorithme SPMS pour le décodeur LDPC de l'ATSC 3.0 présente un gain maximal de 1,61 dB, 0,24 dB et 0,36 dB par rapport aux algorithmes NMS, OMS et VMS respectivement, lorsque le taux d'erreur sur les images est de 10^-4 sur un canal à bruit blanc gaussien additif (AWGN) avec une modulation par changement de phase en quadrature (QPSK). Fait plus important encore, les résultats de la simulation montrent que l'algorithme SPMS peut obtenir de bien meilleures performances que ces algorithmes de somme minimale modifiés sur un canal AWGN et Rayleigh avec des modulations d'ordre supérieur ou sous un nombre d'itérations maximum limité. © 1963-12012 IEEE.

Titre de la source : IEEE Transactions on Broadcasting

DOI : 10.1109/TBC.2021.3105025

Numéro de série : Volume 68, issue 1

Lien : A Polygonal Line Min-Sum Decoding Scheme for Low Density Parity Check Codes (en anglais seulement)

Année : 2022

Résumé : Ce travail poursuit le développement de la méthode du lancer de rayons développée par de Jong (2021) pour calculer les champs diffusés par des métasurfaces caractérisées par des coefficients de réflexion et de transmission localement périodiques. Dans ce travail, au lieu de décrire la métasurface en termes de coefficients de diffusion qui dépendent de la direction d'incidence, le comportement de diffusion est caractérisé par les tenseurs de susceptibilité de surface qui apparaissent dans les conditions de transition de feuille généralisée (GSTC). Comme ces quantités sont des paramètres constitutifs, elles ne dépendent pas du champ incident et permettent donc une description plus compacte et physiquement justifiée de la surface. Le profil de susceptibilité localement périodique est étendu en une série de Fourier soumise à un paramètre de phase variant dans l'espace, et les GSTC sont réécrites sous une forme qui leur permet d'être résolues de façon numérique pour les champs de surface réfléchis et transmis. Le paramètre de phase peut être soit déterminé à partir d'une transformation de surface prescrite, soit extrait de susceptibilités de surface connues. Une méthode pour l'extraction de ce paramètre de phase à partir d'un profil de susceptibilité utilisant une variante spatiale de la transformée de Fourier à court terme (TFCT) est proposée. Le champ diffusé à des emplacements arbitraires du détecteur est construit en évaluant les contributions des points critiques de premier et de deuxième types à l'aide d'un schéma de lancer de rayons avant. La précision du cadre résultant a été vérifiée à l'aide d'un solveur pleine onde de la méthode des éléments finis de frontière (BEM)-GSTC à équation intégrale pour une variété d'exemples, tels qu'une métasurface modulée périodiquement, un diffuseur de métasurface et un collimateur de faisceau. © 1963-2012 IEEE.

Titre de la source : IEEE Transactions on Antennas and Propagation

DOI : 10.1109/TAP.2021.3111665

Numéro de série : Volume 70, issue 2

Lien : Ray-Optical Evaluation of Scattering from Electrically Large Metasurfaces Characterized by Locally Periodic Surface Susceptibilities (en anglais seulement)

Année : 2022

Résumé : Le contrôle du spectre pour garantir la conformité aux exigences réglementaires est l'une des principales activités de gestion du spectre qui contribue à prévenir les interférences nuisibles et à améliorer la qualité globale du spectre. Il protège l'intégrité du spectre et des environnements radio, ce qui permet une mise en œuvre ordonnée des activités de gestion connexes, telles que l'ingénierie du spectre, la planification et l'octroi de licences. Ce chapitre présente un système automatisé axé sur les données, qui s'appuie sur des technologies avancées pour faciliter le contrôle du spectre en vue d'une vérification de conformité évolutive et efficace. L'objectif du système est de réduire la charge de travail manuelle des gestionnaires du spectre en recueillant automatiquement les données du spectre à partir de différentes sources, en identifiant les problèmes de conformité et en effectuant des analyses pour fournir des informations exploitables. Le système automatisé axé sur les données présenté a un grand potentiel pour accélérer la résolution des problèmes de conformité et traiter un large éventail de problèmes de conformité. © 2022, par les auteurs, en vertu de la licence exclusive de Springer Nature AG, Suisse.

Titre de la source : Wireless Networks (United Kingdom)

DOI : 10.1007/978-3-030-98064-1_13

Lien Automated Data-Driven System for Compliance Monitoring (en anglais seulement)

Année : 2022

Résumé : Cet article présente un système innovant d'identification d'empreintes digitales par radiofréquence Bluetooth utilisant un classificateur de forêt d'arbres décisionnels impliquant des caractéristiques de codage prédictif linéaire (LPC) basé sur des multi-ondelettes. Dans l'approche que nous proposons, une multi-ondelette à éléments finis avec une multiplicité arbitraire est d'abord construite pour décomposer en plusieurs sous-bandes un signal RF émis par un équipement électronique. Ensuite, les coefficients LPC, qui peuvent être utilisés pour atténuer le bruit de fond, sont estimés à partir de ces séquences de signaux en sous-bandes. Ces coefficients LPC basés sur les multi-ondelettes seront utilisés comme caractéristiques du classificateur à forêt d'arbres décisionnels adopté pour reconnaître les empreintes digitales par radiofréquence Bluetooth émises par différents émetteurs sans fil. Les résultats de la simulation de Monte-Carlo démontrent l'efficacité de la nouvelle technique d'identification d'empreintes digitales par radiofréquence que nous proposons. © 2022 IEEE.

Titre de la source : IEEE International Symposium on Broadband Multimedia Systems and Broadcasting, BMSB

DOI : 10.1109/BMSB55706.2022.9828678

Numéro de série : 2022-June

Lien : Novel Multiwavelet-based LPC Random Forest Classifier for Bluetooth RF-Fingerprint Identification (en anglais seulement)

Année : 2022

Résumé : Les futurs systèmes de télévision numérique terrestre (TNT), tels que l'ATSC 3.0, évoluent pour offrir aux utilisateurs de nouvelles applications et de nouveaux services. Ces nouvelles applications (par exemple, la publicité ciblée, les voitures connectées, les contenus vidéo 4k/8k) nécessitent une augmentation considérable de la capacité de transmission. En revanche, les normes et technologies actuelles doivent améliorer le taux d'efficacité spectrale offert pour s'adapter aux nouveaux cas d'utilisation. Une bonne solution consiste à permettre les communications en duplex intégral entre les centres de transmission ATSC pour construire un réseau maillé d'émetteurs (c'est-à-dire un réseau de communication entre tours). Le principal inconvénient de cette idée est l'auto-interférence, ou signal de bouclage, qui est généré et ajouté au signal reçu. Pour réduire l'impact de l'auto-interférence, les centres de transmission combinent différentes techniques d'isolation et d'annulation du signal. Cet article se concentre sur la caractérisation de l'isolation de la puissance du signal entre les signaux transmis et reçus dans différentes conditions. En particulier, il présente les résultats obtenus lors d'une campagne de mesure dans un centre de transmission de radiodiffusion réel. Les mesures ont été effectuées selon une nouvelle méthodologie de mesure de l'isolation du signal, et les résultats analysent l'isolation du signal obtenu et la variabilité temporelle de la puissance du signal reçu. Les résultats montrent qu'une valeur d'isolation minimale de 69,5 dB peut être obtenue pour le pire cas évalué. © 2022 IEEE.

Titre de la source : IEEE International Symposium on Broadband Multimedia Systems and Broadcasting, BMSB

DOI : 10.1109/BMSB55706.2022.9828757

Numéro de série : 2022-June

Lien : Signal Isolation in Full-Duplex Inter-Tower Communication Networks: Field Trials (en anglais seulement)

Année : 2022

Résumé : Les réseaux de raccordement sans fil et de communication entre tours ont été proposés précédemment comme technologies habilitantes clés pour les systèmes de radiodiffusion numérique de la prochaine génération, par exemple le système ATSC 3.0 (Advanced Television Systems Committee). En raison de la contrainte de rétrocompatibilité, les techniques d'entrées multiples, sorties multiples (MIMO) symétriques classiques ne peuvent pas être appliquées directement dans l'infrastructure de radiodiffusion existante. Dans cet article, nous proposons une approche non symétrique pour intégrer la technologie MIMO dans les réseaux de raccordement sans fil et de communication entre tours. Les schémas proposés conservent l'infrastructure de radiodiffusion existante, tout en ajoutant seulement un câble d'alimentation de radiofréquence de faible puissance et une ou plusieurs antennes hautement directionnelles pour réaliser une mise en œuvre MIMO à faible coût pour la diffusion de données à haut débit et la mise en réseau entre tours pour les systèmes de radiodiffusion de la prochaine génération. Les avantages du système proposé sont un faible coût de déploiement et une pleine rétrocompatibilité avec les services de radiodiffusion ATSC 3.0. © 2022 IEEE.

Titre de la source : IEEE International Symposium on Broadband Multimedia Systems and Broadcasting, BMSB

DOI : 10.1109/BMSB55706.2022.9828705

Numéro de série : 2022-June

Lien : MIMO Integration for Wireless Backhaul and Inter-Tower Communications in ATSC 3.0 (en anglais seulement)

Année : 2022

Résumé : Cet article étudie l'incorporation du multiplexage par répartition en couches (MRC) dans la 5G NR, afin de créer un réseau à deux couches capable de fournir simultanément un service de diffusion de réseau à fréquence unique et un service à large bande à capacité quasi totale. Il est avantageux de transmettre les deux couches sur les mêmes antennes en respectant les mêmes spécifications afin de réduire la complexité du système et le coût de mise en œuvre. Cependant, les faisceaux étroits utilisés dans les communications à large bande 5G ne sont pas adaptés aux services de radiodiffusion qui nécessitent une couverture continue et sans faille dans toute la zone de service. Cet article montre qu'il est viable de réaliser la formation de faisceau et la radiodiffusion en même temps. En outre, les résultats de simulation prouvent qu'en utilisant une antenne 5G et en respectant les spécifications de la large bande 5G, un réseau de diffusion isofréquence intégré peut offrir un rapport signal sur interférence plus bruit (SINR) suffisamment élevé pour prendre en charge les services vidéo haute définition, tout en fournissant des services de communication point à point à faisceau étroit. © 2022 IEEE.

Titre de la source : IEEE International Symposium on Broadband Multimedia Systems and Broadcasting, BMSB

DOI : 10.1109/BMSB55706.2022.9828645

Numéro de série : 2022-June

Lien : Combining LDM and MIMO for Mixed Broadcast-Broadband Service Delivery in 5G (en anglais seulement)

Année : 2022

Résumé : L'allocation dynamique de la bande passante basée sur la prédiction du trafic du réseau multimédia est devenue un problème important dans les réseaux multimédias. Le filtre de Kalman bien connu a été adopté pour cette prédiction du trafic réseau, mais on suppose alors que le modèle de transition d'état est linéaire et connu a priori. Par conséquent, il est favorable d'étendre le modèle linéaire conventionnel de transition d'état à un modèle non linéaire et de l'estimer de manière dynamique. Il n'est pas facile d'estimer un tel modèle non linéaire, surtout pour un réseau multimédia supportant la technologie 5G et fonctionnant dans un environnement très mobile. Dans ce travail, nous souhaitons relever les défis susmentionnés en concevant un nouveau filtre de Kalman étendu utilisant l'algorithme de Levenberg-Marquardt basé sur les matrices (MLMA-EKF) pour estimer dynamiquement la taille des images vidéo conformément aux spécifications MPEG-4. Des résultats numériques sur des films codés MPEG-4 démontrent que le nouveau prédicteur de taille des images MLMA-EKF que nous proposons est efficace pour prédire les futurs débits binaires, ou la taille des images vidéo, en termes d'erreur quadratique moyenne normalisée. © 2022 IEEE.

Titre de la source : IEEE International Symposium on Broadband Multimedia Systems and Broadcasting, BMSB

DOI : 10.1109/BMSB55706.2022.9828691

Numéro de série : 2022-June

Lien : Novel Extended Kalman Filter Using Matrix-Based Levenberg-Marquardt Algorithm and Its Application for Variable Bit-Rate Video Frame-Size Prediction (en anglais seulement)

Année : 2022

Résumé : Dans cet article, une technique avancée d'apprentissage automatique est proposée pour permettre une détection et une classification robustes et en temps réel des surfaces métalliques à l'aide de flux vidéo. La nouvelle approche que nous proposons permet de déduire l'informatique industrielle à partir des données vidéo. Contrairement aux systèmes conventionnels, la technique d'apprentissage automatique que nous proposons peut détecter et classer les défauts de la surface métallique en sélectionnant les caractéristiques statistiques et structurelles critiques à l'aide de l'entropie de Renyi. Pour démontrer l'efficacité du nouvel algorithme de détection et de classification que nous proposons, les résultats de simulation et les performances sont comparés à ceux du classificateur conventionnel à arbre de décision. Sur la base de nombreux résultats expérimentaux, le schéma de détection et de classification des défauts de surface métallique que nous proposons surpasse largement le classificateur conventionnel à arbre de décision. © 2022 IEEE.

Titre de la source : IEEE International Symposium on Broadband Multimedia Systems and Broadcasting, BMSB

DOI : 10.1109/BMSB55706.2022.9828748

Numéro de série : 2022-June

Lien : Real-Time Metal-Surface-Defect Detection and Classification Using Advanced Machine Learning Technique (en anglais seulement)

Année : 2022

Résumé : Cet article propose des modèles de canaux réalistes pour décrire les effets d'effacement dans les environnements de réseaux isofréquence (SFN) à haute puissance et à haute tour (HPHT). Les modèles proposés caractérisent empiriquement les canaux sans fil à ultra-haute fréquence sur la base de données de terrain obtenues à partir d'un SFN opérationnel dans une zone métropolitaine. À cette fin, des expériences sonores des canaux à grande échelle sont menées en exploitant les signaux d'identification des émetteurs à l'air libre. Les caractéristiques particulières de la transmission SFN HPHT sont identifiées et reflétées dans les définitions des paramètres des lignes à retard à prises. Des modèles dédiés sont construits pour les environnements stationnaires et mobiles afin de faciliter la planification des réseaux, la mise en œuvre des systèmes et les tests de performance dans l'industrie. Le code source MATLAB gratuit du simulateur d'effacement est disponible à l'adresse https://github.com/ETRI-KMOU/FadingChannelSimulator (en anglais) © 2022 IEEE

Titre de la source : IEEE International Symposium on Broadband Multimedia Systems and Broadcasting, BMSB

DOI : 10.1109/BMSB55706.2022.9828617

Numéro de série : 2022-June

Lien : Empirical Modeling of UHF Wireless Channel in HPHT SFNs: Based on Seoul Metropolitan Case (en anglais seulement)

Année : 2022

Résumé : La technologie de liaison sans fil dans la bande a récemment été proposée pour le système de radiodiffusion télévisuelle de la prochaine génération, avec les réseaux isofréquence comme solution alternative efficace en termes de spectre et de coût aux liaisons conventionnelles par fibre optique ou micro-ondes dédiées. L'annulation de l'auto-interférence (SIC) est la technologie clé permettant à la liaison sans fil dans la bande de fonctionner en mode duplex intégral, plus efficace en termes de spectre. Pour l'émetteur-récepteur de tête de réseau de radiodiffusion, bien que la séparation entre les antennes d'émission et de réception situées au même endroit et la SIC numérique/bande de base permette de réduire et d'annuler les auto-interférences de manière significative, il est souhaitable d'avoir une SIC analogique/radiofréquence (RF) avant la SIC numérique/bande de base, afin d'assouplir les exigences de la gamme dynamique du matériel et de réduire l'effet des distorsions non linéaires dues aux imperfections du matériel ainsi qu'aux interférences des canaux adjacents. Cet article propose un cadre RF SIC aveugle dans le domaine des fréquences (RF-SIC) avec un nouvel algorithme d'optimisation du poids des filtres, qui ne nécessite pas de processus d'apprentissage et peut atteindre une convergence rapide avec la capacité de suivre la variation du canal d'auto-interférence avec une complexité de calcul abordable. Les techniques proposées peuvent fonctionner avec différents systèmes de diffusion et de communication tels que ATSC 3.0, DVB-T/T2, WiFi et 4G/5G. © 2022 IEEE

Titre de la source : IEEE International Symposium on Broadband Multimedia Systems and Broadcasting, BMSB

DOI : 10.1109/BMSB55706.2022.9828730

Numéro de série : 2022-June

Lien : Blind RF Self-Interference Cancellation for In-Band Distribution Link in ATSC 3.0 (en anglais seulement)

Année : 2022

Résumé : Motivées par la nécessité d'offrir de grandes quantités de données, l'interactivité de l'utilisateur et d'autres exigences pour améliorer l'expérience de l'utilisateur, les normes de télévision numérique telles que l'ATSC 3.0 ont fortement évolué. En particulier, dans le cas de l'ATSC 3.0, la liaison de distribution en bande (IDL) et les réseaux de communication entre tours (ITCN) ont été proposés, entre autres nouveautés. Ces technologies impliquent la mise en œuvre de communications en duplex intégral dans la bande (IBFD), qui augmentent la capacité globale du réseau mais doivent gérer de forts signaux d'auto-interférence. Dans cet article, une technique d'intelligence artificielle basée sur les réseaux neuronaux convolutifs est proposée pour effectuer le nettoyage de l'estimation du canal de bouclage. De plus, des simulations sur ordinateur ont été réalisées, et les méthodes proposées dans des articles précédents sont comparées aux réseaux neuronaux. Les résultats indiquent que les réseaux neuronaux ont une plus grande capacité de nettoyage que les techniques mentionnées précédemment. © 2022 IEEE.

Titre de la source : IEEE International Symposium on Broadband Multimedia Systems and Broadcasting, BMSB

DOI : 10.1109/BMSB55706.2022.9828767

Numéro de série : 2022-June

Lien : AI-based Inter-Tower Communication Networks: First approach (en anglais seulement)

Année : 2022

Résumé : MATLAB est l'une des plateformes de simulation les plus utilisées dans le monde universitaire et de la recherche. Elle contient une boîte à outils 5G puissante permettant d'effectuer des simulations au niveau des liaisons et des systèmes. À notre connaissance, l'implémentation de la boîte à outils 5G est incomplète pour les simulations au niveau des systèmes qui seraient conformes aux hypothèses du 3rd Generation Partnership Project (3GPP). Nous modifions la boîte à outils pour la rendre compatible avec les scénarios de simulation d'étalonnage 3GPP. Les résultats de la simulation des scénarios rural-eMBB (large bande mobile améliorée) et macro urbain-mMTC (communications massives de type machine) montrent que le rapport signal sur interférence plus bruit (SINR) résultant se situe à moins de 1 dB de la moyenne d'étalonnage 3GPP, bien en deçà de la marge de tolérance de 1 à 2 dB, ce qui suggère que la boîte à outils 5G est une plateforme appropriée pour les simulations au niveau du système 5G. L'inconvénient de la boîte à outils est qu'elle requiert un long temps d'exécution, ce qui rend les tests et le développement très longs. Nous cherchons actuellement à ôter certaines des caractéristiques au niveau des liens afin de réduire la complexité. Nous prévoyons également d'intégrer à la boîte à outils la transmission par diffusion et multidiffusion ainsi que le multiplexage par répartition en couches. Une fois achevées, les nouvelles fonctionnalités seront intégrées dans la boîte à outils 5G sous forme de modules d'extension et seront disponibles en source ouverte pour les groupes de recherche intéressés. © 2022 IEEE.

Titre de la source : IEEE International Symposium on Broadband Multimedia Systems and Broadcasting, BMSB

DOI : 10.1109/BMSB55706.2022.9828588

Numéro de série : 2022-June

Lien : 5G System Level Simulation Calibration Using MATLAB 5G Toolbox (en anglais seulement)

Année : 2022

Résumé : Cet article propose une nouvelle approche de reconnaissance automatique de la posture en utilisant les données du squelette de sujets humains acquises à partir des capteurs Kinect. Ces données squelettiques sont utilisées comme caractéristiques d'entrée pour l'entraînement du système de reconnaissance basé sur l'intelligence artificielle. Dans cette étude, nous formulons le problème sous-jacent de la reconnaissance des postures humaines comme un problème classique de multiclassification. Le réseau convolutif graphique est entraîné à identifier les postures humaines par trames successives au cours d'une activité en utilisant les données squelettiques Kinect (coordonnées squelettiques tridimensionnelles). Les résultats expérimentaux utilisant des données du monde réel démontrent que le réseau convolutif graphique que nous proposons conduit à une classification prometteuse, offrant une précision de 92,2 % pour la reconnaissance automatique des postures humaines. Par conséquent, notre nouveau système de reconnaissance des postures humaines basé sur le réseau convolutif graphique surpasse largement les autres systèmes existants. © 2022 IEEE.

Titre de la source : IEEE International Symposium on Broadband Multimedia Systems and Broadcasting, BMSB

DOI : 10.1109/BMSB55706.2022.9828603

Numéro de série : 2022-June

Lien : Automatic Human Posture Recognition Using Kinect Sensors by Advanced Graph Convolutional Network (en anglais seulement)

Année : 2022

Résumé : [Aucun résumé disponible]

Titre de la source : Frontiers of Information Technology and Electronic Engineering

DOI : 10.1631/FITEE.2210000

Lien : Theory and techniques for "intellicise" wireless networks (en anglais seulement)

Année : 2022

Résumé : Les modèles de transmission des maladies infectieuses stratifient souvent les populations en fonction de l'âge et des zones géographiques. Les modèles de contact entre les groupes d'âge et les zones géographiques sont des paramètres clés de ces modèles. Arenas et coll. (2020) développent une approche permettant de simuler les schémas de contact associés à une mobilité récurrente entre les zones, notamment en raison du travail, de l'école et d'autres déplacements réguliers. Selon leur approche, le mélange entre zones est plus important que ne le suggèrent les données de mobilité seules, car les individus des zones A et B peuvent établir des contacts s'ils se rencontrent dans la zone C. Nous nous appuyons sur leur approche pour combler trois lacunes potentielles qui subsistent, décrites dans les points ci-dessous. Nous décrivons en détail les étapes nécessaires à la mise en œuvre de notre approche et présentons les résultats par étapes d'un exemple d'application visant à générer des matrices de contact pour la modélisation de la transmission du SRAS-CoV-2 en Ontario, au Canada. Nous fournissons également des méthodes pour calculer la matrice de mobilité à partir des données de mobilité par GPS (annexe).

• Notre approche comprend une distribution des contacts par âge qui est sensible aux distributions d'âge sous-jacentes des populations de mélange.
• Notre approche maintient différents modèles de mélange d'âges par type de contact, de sorte que les changements dans le nombre de différents types de contacts sont reflétés de manière appropriée dans les changements des modèles de mélange d'âges globaux.
• Notre approche distingue deux bassins de mélange associés à chaque zone, avec des incidences possibles pour la connectivité globale de la population : le bassin de résidence, dans lequel des contacts ne peuvent être établis qu'avec d'autres individus résidant dans la même zone, et le bassin de déplacement, dans lequel des contacts peuvent être établis avec certains résidents et tout autre visiteur dans la zone. © 2021 le ou les auteurs

Titre de la source : MethodsX

DOI : 10.1016/j.mex.2021.101614

Lien : Adaptive data-driven age and patch mixing in contact networks with recurrent mobility (en anglais seulement)

Année : 2022

Résumé : Cet article propose plusieurs modèles réalistes de canaux à évanouissement pour décrire les distorsions du signal qui se produisent dans les environnements de réseaux monofréquences (SFN). Les modèles proposés caractérisent les canaux sans fil à ultra-haute fréquence (UHF) sur la base de mesures effectuées sur des réseaux en exploitation dans des zones métropolitaines. Dans cet article, les caractéristiques uniques de la transmission SFN sont identifiées par rapport aux canaux de transmission conventionnels à antenne unique. Les impacts de la propagation urbaine, de la configuration des tours et des effets de la mobilité et du terrain sont pris en compte sur la base de la structure d'une ligne à retard à prises. Les modèles proposés peuvent constituer une référence utile pour faciliter la conception d'un système SFN, la planification du réseau, la vérification et le test de performance du récepteur. © 2022 IEEE.

Titre de la source : IEEE Transactions on Broadcasting

DOI : 10.1109/TBC.2022.3210382

Numéro de série : Volume 68, Issue 4

Lien : Characterization and Modeling of UHF Wireless Channel in Terrestrial SFN Environments: Urban Fading Profiles (en anglais seulement)

Année : 2022

Résumé : Une méthodologie d'optique des rayons basée sur la théorie uniforme de la diffraction est proposée pour modéliser la diffusion du champ électromagnétique à partir de métasurfaces (MS) courbes. Le problème abordé est l'illumination d'une MS cylindrique uniforme purement réfléchissante par une source linéaire, qui modélise la surface avec des susceptibilités et fait appel à une méthodologie précédemment utilisée pour les cylindres recouverts de couches diélectriques minces (Kim et Wang, 1989). L'approche est fondamentalement basée sur une représentation de la MS utilisant les conditions de transition de feuille généralisée (GSTC) qui caractérise la surface en termes de dyadiques de susceptibilité. Une description de la fonction propre du problème de la MS est obtenue en tenant compte des susceptibilités tangentielles et normales de la surface, et est utilisée pour développer une description de l'optique des rayons (RO) des champs diffusés comprenant le champ optique géométrique spéculaire, la diffraction de surface décrite par des ondes rampantes et une région de transition sur la limite de l'ombre. La spécification des champs dans la région de transition dépend de l'évaluation de l'intégrale de la fonction de Pekeris lambda, et la méthode suit (Kim et Wang, 1989). Le modèle RO-GSTC proposé est ensuite démontré avec succès pour une variété de cas et est vérifié indépendamment en utilisant une solution de fonction propre rigoureuse et une méthode d'équation intégrale à pleine onde, sur l'ensemble du domaine allant de l'éclairage intense à l'ombre profonde. © 1963-2012 IEEE.

Titre de la source : IEEE Transactions on Antennas and Propagation

DOI : 10.1109/TAP.2022.3184540

Numéro de série : Volume 70, Issue 10

Lien : Ray Optical Scattering from Uniform Reflective Cylindrical Metasurfaces Using Surface Susceptibility Tensors (en anglais seulement)

Année : 2022

Résumé : Cet article présente un résonateur en anneau fendu complémentaire (CSRR) couplé pour la suppression du couplage mutuel dans une antenne patch microbande à alimentation différentielle double. L'antenne est un réseau 1 ×2 de patchs microbandes avec une paire de CSRR placée sur le plan de masse pour réduire le couplage entre les deux patchs. En concevant et ajustant correctement le coefficient de couplage entre la paire de CSRR, le résonateur couplé peut supprimer efficacement le couplage mutuel. L'isolation est améliorée par l'utilisation d'un résonateur en anneau fendu (SRR) unique mis à la terre qui fournit un autre chemin de couplage pour les radiations spatiales. Cette approche améliore considérablement l'isolation entre les patchs, à savoir de plus de 10 dB et 5 dB dans les plans E et H respectivement. Une largeur de bande d'impédance de 9,34 à 9,45 GHz avec un couplage mutuel inférieur à -30 dB est également atteinte. © 2022 IEEE.

Titre de la source : IEEE International Symposium on Phased Array Systems and Technology

DOI : 10.1109/PAST49659.2022.9975013

Numéro de série : Oct-22

Lien : Implementing Complementary Split Ring Resonators for Mutual Coupling Suppression in Dual Differentially-Fed Microstrip Patch Array Antenna (en anglais seulement)

Année : 2022

Résumé : L'adoption rapide des technologies sans fil au cours de la dernière décennie a entraîné une pression croissante sur les ressources limitées du spectre radioélectrique. Pour améliorer l'efficacité des politiques d'attribution actuelles, les organismes de réglementation de nombreuses administrations envisagent le partage dynamique du spectre. Le succès d'un système optimisé dépend toutefois de la capacité à détecter, caractériser et prévoir le comportement d'utilisation du spectre. Les méthodes traditionnelles s'avérant incapables de s'adapter à un large éventail de canaux, nous proposons DeepAir, un modèle robuste et évolutif capable d'apprendre et de prévoir des dépendances temporelles et spectrales complexes dans des données multivariées du spectre. Plus précisément, nous concevons un modèle de séquence à séquence qui utilise une architecture d'encodeur à décodeur avec deux réseaux convolutifs temporels profonds. En utilisant un ensemble de tests composé d'environ 900 canaux dans les bandes de radio mobile terrestre, nous obtenons une REQM médiane et un EMA médian de 6,51 et 5,15, respectivement. Nous appliquons ensuite l'apprentissage par transfert pour démontrer l'efficacité de ce modèle à prévoir les modèles de tout capteur, indépendamment de la bande, de la sensibilité et de l'emplacement géographique. En outre, le modèle ne présente aucune dégradation des performances jusqu'à trois ans après la formation pour les horizons courts et longs de prévision. Enfin, nous utilisons DeepAir pour quantifier la disponibilité du spectre afin d'améliorer les capacités existantes de partage du spectre

Titre de la source : IEEE Transactions on Cognitive Communications and Networking

DOI : 10.1109/TCCN.2022.3222792

Lien : DeepAir: Enabling Data-Driven Dynamic Spectrum Sharing via Scalable Forecasting (en anglais seulement)

Année : 2022

Résumé : L'analyse des mégadonnées joue un rôle très important dans l'ère de l'information d'aujourd'hui. Sur la base de l'analyse des mégadonnées, cet article évalue et analyse les résultats des étudiants aux examens. Tout d'abord, nous vérifions si l'examen de l'université concernant la matière est un examen de référence régulier ciblé, et nous vérifions ses indicateurs statistiques descriptifs. Les scores calculés ont été obtenus à partir des scores originaux en utilisant des indicateurs statistiques descriptifs. Ensuite, nous testons si les résultats des étudiants répondent à la distribution normale, dessinons l'histogramme des résultats des étudiants à l'aide du logiciel Excel et du logiciel SPSS, nous ajustons la courbe pour faire en sorte que les résultats des étudiants obéissent à la distribution normale, nous examinons si les résultats des tests obéissent à la distribution normale avec la qualité d'ajustement du chi carré, et nous testons et analysons les résultats réels des tests. Ensuite, il s'agira de voir si les questions des tests sont rédigées en fonction des objectifs pédagogiques et si elles sont efficaces. Enfin, nous vérifierons si les questions du test sont rédigées en fonction des objectifs d'enseignement et si elles sont efficaces. Ce test sera effectué à partir de deux indicateurs : la difficulté et la distinction. Enfin, l'indice de fiabilité permettra de vérifier si le test est fiable. L'application des résultats de l'analyse à la gestion réelle de l'enseignement peut fournir des suggestions de référence plus raisonnables pour l'enseignement futur, ce qui a une certaine importance pour l'orientation pratique. © 2022, le ou les auteurs, sous licence exclusive pour Springer Nature Singapore Pte Ltd.

Titre de la source : Lecture Notes in Electrical Engineering

DOI : 10.1007/978-981-19-4775-9_57

Numéro de série : 895 LNEE

Lien : Evaluation Index System of Student Achievement Based on Big Data Analysis | SpringerLink (en anglais seulement)

Année : 2022

Résumé : Cet article étudie la suppression du couplage mutuel dans un réseau d'antennes microbandes à alimentation différentielle double avec diversité de polarisation. L'antenne étudiée est un réseau de deux patchs carrés, et chaque patch est alimenté par deux paires différentielles pour générer une polarisation multiple. Un mur absorbant de métamatériaux est placé entre les patchs pour isoler les patchs dans les plans E et H. La paroi absorbante est constituée d'un réseau de résonateurs en anneau fendu imprimés dans un substrat diélectrique pour découpler les patchs. L'introduction de la paroi absorbante permet d'améliorer l'isolation de 15 dB et 5 dB dans les plans E et H respectivement sur une largeur de bande de 9,33 à 9,45 GHz. © 2022 IEEE.

Titre de la source : 2022 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation and USNC-URSI Radio Science Meeting, AP-S/URSI 2022 – Proceedings

DOI : 10.1109/AP-S/USNC-URSI47032.2022.9886055

Lien : Suppression of Mutual Coupling in Dual Differentially Fed Microstrip Patch Array Antenna (en anglais seulement)

Année : 2022

Résumé : Cet article traite des progrès récents réalisés dans la prédiction rapide de la puissance des signaux dans les environnements de communication à ondes millimétriques. En utilisant l'apprentissage automatique, il est possible de former des modèles qui fournissent des estimations de la puissance avec une bonne précision et des vitesses de simulation en temps réel. Le travail impliquant un prétraitement amélioré des données d'entraînement ainsi que des prédictions 3D avec une hauteur d'émetteur arbitraire est discuté. © 2022 IEEE

Titre de la source : 2022 IEEE International Symposium on Antennas and Propagation and USNC-URSI Radio Science Meeting, AP-S/URSI 2022 – Proceedings

DOI : 10.1109/AP-S/USNC-URSI47032.2022.9887000

Lien : Extending Machine Learning Based RF Coverage Predictions to 3D (en anglais seulement)

Année : 2022

Résumé : Le liaisons de retour sans fil ont récemment suscité beaucoup d'intérêt en tant que solution rentable par rapport aux technologies traditionnelles de liaison de retour par micro-ondes ou par fibre optique. L'annulation des auto-interférences est une technologie habilitante qui permet aux liaisons de retour sans fil de fonctionner en mode de duplex intégral dans la bande passante (IBFD), plus efficace sur le plan du spectre, plutôt qu'en mode hors bande. Par rapport aux émetteurs-récepteurs Wi-Fi IBFD, les systèmes de liaison sans fil en bande sont confrontés à des défis uniques, tels qu'une puissance d'émission nettement plus élevée et un retard de propagation beaucoup plus important pour le signal d'auto-interférence, en particulier dans les bandes de basse fréquence inférieures à 1 GHz, qui empêchent souvent des performances précises d'annulation des auto-interférences. Cette annulation est souvent mise en œuvre avec un filtre anti-interférence, où les poids du filtre sont essentiellement les estimations de canal des signaux d'auto-interférence. Dans cet article, nous proposons un cadre d'annulation des auto-interférences dans le domaine de la radiofréquence avec un nouvel algorithme d'optimisation des poids de filtre pour relever les défis de la transmission sans fil en bande. Le cadre proposé ne nécessite pas une phase d'apprentissage dédiée qui doit arrêter la transmission du signal de liaison. De plus, il a la capacité de suivre la variation du canal d'auto-interférence puisque les poids des filtres sont mis à jour bloc par bloc. IEEE

Titre de la source : IEEE Transactions on Wireless Communications

DOI : 10.1109/TWC.2022.3211196

Lien : Frequency-Domain RF Self-Interference Cancellation for In-Band Full-Duplex Communications (en anglais seulement)