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Développements récents en focalisation et communication par retournement temporel

Nous vous rappelons que, afin de garantir l'accès de tous les inscrits aux salles de réunion, l'inscription aux réunions est gratuite mais obligatoire.

Inscriptions closes à cette réunion.

Inscriptions

13 personnes membres du GdR ISIS, et 35 personnes non membres du GdR, sont inscrits à cette réunion.
Capacité de la salle : 0 personnes.

Instructions pour une demande de mission par le GdR ISIS

Le GdR ISIS prend en charge les déplacements des organisateurs des réunions et des orateurs. Le GdR prend aussi en charge les déplacements des participants aux réunions membres d'un laboratoire adhérent du GdR dans la limite d'un doctorant et d'un permanent par laboratoire académique et par réunion, ou d'une personne par adhérent du club des partenaires et par réunion.

La plus grande partie du budget du GdR ISIS est consacrée à la prise en charge de ces missions. Pour que le GdR puisse financer le plus grand nombre de réunions, les participants à ces réunions sont vivement incités à choisir les billets les moins chers. Seuls les billets de train ou d'avion en deuxième classe, non échangeables et non remboursables sont pris en charge. Le GdR se réserve le droit de refuser une demande de billet dont le prix excède la moyenne des prix couramment pratiqués pour le trajet de la mission.

Pour le transport et pour l'hébergement, vous êtes priés d'utiliser le portail SIMBAD du CNRS si vous en avez la possibilité. Cela est en particulier obligatoire si vous êtes membre d'une unité CNRS (UPR, UMR, UMI, URA, FRE). Les réservations d'hôtel sont possibles si la réunion dure plus d'une journée ou si le lieu d'habitation le justifie. Dans le cas où le laboratoire n'est pas une unité CNRS, merci d'envoyer votre demande de prise en charge de la mission à l'adresse DR01.SoutienUnites@cnrs.fr en précisant que la mission relève du GdR ISIS. Si vous utilisez votre véhicule personnel pour une distance supérieure à 300 kilomètres (aller+retour), le GdR ISIS ne rembourse pas vos frais de transport.

Les demandes de mission et les réservations sur le site SIMBAD doivent impérativement être effectuées au moins deux semaines avant la date de la mission.

Aucun remboursement de frais de transport ou d'hôtel avancés par l'agent ne peut plus être effectué au retour de la mission.

Annonce

Organisateurs:

Annonce

Les miroirs à retournement temporel (RT) initialement développés dans le domaine de l’acoustique ultrasonore par M. Fink et al., ont, par la suite, intéressé d’autres communautés. En 2008, une première réunion inter GDR associant Ondes et ISIS a porté sur les applications à l'imagerie. Depuis une dizaine d'années un nombre important de recherches concernent également les télécommunications. Le but de cette journée inter GDR est de faire le point sur les aspects fondamentaux du RT dans les milieux complexes ainsi que d’illustrer et de discuter de différents aspects applicatifs du RT dans le domaine des télécommunications. Seront en particulier abordés les points suivants :

Programme

Le séminaire sera également diffusé sur internet http://www.ximinds.com

9h30 - 9h45 : Introduction (Organisateurs)

9h45 - 10h30 : Josselin Garnier (Laboratoire de Probabilités et Modèles aléatoires, & Laboratoire J. L. Lions, Université Paris VII), Modélisation du retournement temporel dans les milieux complexes

10h30 - 11h15 : Maryline Hélard (IETR, Rennes), Retournement temporel pour des systèmes multi-antennes et multi-porteuses

11h15 - 11h30 : Pause

11h30 - 12h00 : Dinh Thuy Phan Huy (Orange Labs), Time-Reversal MIMO OFDM Green communicAtions based on MicRo-structured Antennas (TRIMARAN) project

12h00 - 12h45 : Emil Björnson (Alcatel-Lucent Chair on Flexible Radio, SUPELEC, Gif-sur-Yvette, France and KTH, Stockholm, Sweden), Large-Scale MIMO in Cellular Networks: Hardware Challenges and High Energy Efficiency

12h45 - 14h15 : Déjeuner

14h15 - 15h00 : Jakob Hoydis, (Bell-Labs Alcatel Lucent, Stuggart), On the complimentary benefits of massive MIMO, small cells, and TDD

15h00 - 15h30 : Thomas Fromenteze (Université de Limoges), Formation de faisceaux par codage de formes d’onde&nnsp;: application à l’imagerie microonde passive

15h30-15h45 : Pause

15h45 - 16h15 : Messaoud Thameri (Telecom Paris-Tech, Paris), Etude des performances limites en résolution pour le Radar MIMO actif fonctionnant en mode retournement temporel : SINR seuil et résolution limite

16h15 - 16h45 : Marc Antoine Bouzigues (Orange Labs), Retournement Temporel pour les futurs systèmes Wi-Fi

Résumés des contributions

Modélisation du retournement temporel dans les milieux complexes

Josselin Garnier (Laboratoire de Probabilités et Modèles aléatoires, & Laboratoire J. L. Lions, Université Paris VII)

Les mathématiques appliquées permettent d'expliquer rigoureusement les propriétés d'autofocalisation spatiale et temporelle du RT. Dans cette présentation, nous ferons le point des avancées récentes sur le sujet.

Retournement temporel pour des systèmes multi-antennes et multi-porteuses

Maryline Hélard (IETR, Rennes)

Le principe du retournement temporel (RT), initialement démontré dans le domaine de l’acoustique par M. Fink et al., a été ensuite étendu à des applications médicales puis aux télécommunications ultra large bandes (UWB). En effet, grâce àses propriétés de focalisation spatiale et temporelle, le RT tire bénéfice de la richesse du milieu de propagation des communications dans des largeurs importantes et s’applique bien aux modulations impulsionnelles. Il a ensuite été étendu aux systèmes multi-antennes pour améliorer la focalisation, ce qui en fait un candidat intéressant pour les techniques visant à la pollution électromagnétique dans des contextes multiutilisateurs. D’autre part, le RT permet d’obtenir des performances intéressantes à bas rapport signal à bruit puisque pouvant être assimilé à un filtrage adapté au canal. Plus récemment, le RT a été proposé pour des communications dans des bandes plus étroites et adapté aux systèmes OFDM. Ce tutorial permettra de rappeler le principe du RT, de l’appliquer à des systèmes multi-porteuses et de montrer comment la combinaison cohérente des signaux transmis permet de réaliser des systèmes MISO extrêmement simples. Les performances des systèmes MISO RT OFDM seront analysées et comparées à celles d’autres techniques de précodage.

Time-Reversal MIMO OFDM Green communicAtions based on MicRostructured Antennas (TRIMARAN) project

Dinh Thuy Phan Huy (Orange Labs)

The ANR VERSO 2010 project TRIMARAN (Time-Reversal MIMO OFDM Green communicAtions based on MicRo-structured ANtennas) proposes a solution for a high throughput, low complexity, robust and green wireless network. The challenge of the project is to design small access points with low output power, low complexity but high performance, for a dense network deployment. Micro-structured antenna arrays are used to squeeze up to 8 un-correlated antennas over small equipments. Joint OFDM MIMO Time Reversal provides low complexity PHY-MAC for a large bandwidth (up to 100 MHz) and large number of antenna elements (up to 8). The main output of the project is a demonstrator including OFDM MIMO Time Reversal and 8-elements micro-structured antenna arrays.

Large-Scale MIMO in Cellular Networks: Hardware Challenges and High Energy Efficiency

Emil Björnson (Alcatel-Lucent Chair on Flexible Radio, SUPELEC, Gif-sur-Yvette, France, KTH, Stockholm, Sweden)

The throughput of cellular networks must be drastically increased to keep up with the increasing demand for wireless services. Since the spectrum resources are scarce,increasing the throughput boils down to increasing the spectral efficiency (in bits/s/Hz). Unfortunately, it is very difficult to improve the spectral efficiency since it is both limited by the Shannon capacity and by practical issues such as channel propagation environment, channel estimation accuracy, transceiver hardware impairments, and signal processing complexity. Recently, a new network architecture has been proposed with the remarkable potential of both increasing the spectral efficiency and taking care of the aforementioned practical issues. It is known as large-scale multiple-input multiple-output (MIMO), or “massive MIMO”, and is based on having a large antenna arrays at the base stations and exploiting channel reciprocity in time-division duplex (TDD) mode. In this talk, we review and explain the potential benefits of large-scale MIMO in terms of greatly improved spectral and energy efficiency. Since many of these results rely on asymptotic analysis as the number of base station antennas grows large, it is important to investigate whether the conventional system models are still reasonable in this asymptotic regime. In particular, we will see that transceiver hardware impairment might destroy some of the potential benefits, but that large-scale MIMO can still achieve an extraordinary high energy efficiency (in bits/Joule) and robustness to hardware impairments at the base stations.

On the complimentary benefits of massive MIMO, small cells, and TDD

Jakob Hoydis, (Alcatel Lucent, Stuggart)

In this talk, we revisit some fundamental aspects of large-scale or "massive" MIMO systems and argue that time-division duplex (TDD) could be a key enabler for a new heterogeneous cellular network architecture based on a co-channel deployment of macro base stations (BSs) with very large antenna arrays and a secondary tier of small cells (SCs). The resulting channel reciprocity enables not only the estimation of large-dimensional channels at the BSs, but also an implicit coordination between both tiers without the need to exchange user data or channel state information over the backhaul. Moreover, a massive-MIMO infrastructure could simultaneously solve the critical problem of backhaul provisioning for the SCs. Lastly, we present a recently developed prototype of a scalable antenna architecture and report on channel measurements with an unprecedented number of antennas.

Formation de faisceaux par codage de formes d’onde : Application à l’imagerie microonde passive

Thomas Fromenteze (Université de Limoges)

Les propriétés du retournement temporel permettent d’obtenir des focalisations spatiales et temporelles dans des milieux complexes. Au sein d’environnements dont plusieurs canaux de propagation orthogonaux coexistent, il est possible au moyen d’un signal unique de réaliser des focalisations simultanées en plusieurs pointsdistincts. Ce principe est appliqué à la réalisation d’un composant passif (répartiteur 1 voie vers N) capable d’adresser à un réseau d’antennes des focalisations d’amplitude et de phase contrôlées, en fonction de l’unique forme d’onde en entrée. Ce composant permet alors de réaliser le dépointage de faisceaux électromagnétiques sans l’aide d’aucun élément actif. Le principe physique sera présenté, accompagné des résultats obtenus en termes de formation de faisceaux et d’imagerie RADAR.

Etude des performances limites en résolution pour le Radar MIMO actif fonctionnant en mode retournement temporel: SINR seuil et résolution limite

Messaoud Thameri (Telecom Paris-Tech, Paris)

Nous nous proposons dans cet exposé de présenter des expressions analytiques de la résolution angulaire limite (i.e. l'écart angulaire minimal entre deux sources pour les résoudre/séparer) et du SINR (Signal to Interference plus Noise) minimal/seuil dans le cade du radar MIMO à antennes co-localisées coopératives en utilisant le retournement temporel. En particulier, nous quantifierons le gain en résolution obtenu grâce à la technique du retournement temporel comparé au cas ‘conventionnel’ (i.e. pour 2 antennes coopératives, sans retournement temporel). Nous montrerons aussi que le SINR minimal/seuil est fonction de la résolution limite et peut-être réglé en fonction des probabilités de détection et de fausse alarme dictées par le contexte applicatif.

Retournement Temporel pour les futurs systèmes Wi-Fi

Marc Antoine Bouzigues (Orange Labs, Site de Rennes, France)

Dans le cadre des communications très haut débit, les spécifications des standards IEEE802.11 ac et IEEE802.11 ad associés aux futurs systèmes Wi-Fi opérant à 5 GHz et 60 GHz, permettent d’obtenir des débits supérieurs au Gbps. Le mécanisme FST (Fast Session Transfer) décrit dans la spécification IEEE802.11.ad permet de basculer entre ces systèmes opérant à 5 GHz et 60 GHz, assurant ainsi une connectivité sanscouture et une diversité de transmission. Ces deux standards exploitent des techniques de formation de faisceaux pour réduire l’interférence. Le Retournement Temporel (RT) s’avère être une technique alternative moins complexe compte tenu de ses propriétés de focalisation spatiale et temporelle. L’objet de la présentation est d’exposer, à l’aide de modèles déterministes de propagation, les performances et gains du Retournement Temporel dans ce contexte de transmission. L’impact de la largeur de bande de transmission vis-à-vis de la signature multi-trajet du canal de propagation à 5GHz et 60 GHz est étudié ainsi que l’influence des phénomènes de dépointage d’antenne, notamment dans la bande des 60 GHz. Ces travaux sont valorisés dans le consortium Green Touch dans le cadre des communications vertes.

Date : 2013-09-26

Lieu : Amphi Rubis, Paris Tech Télécom, 46, rue Barrault, 75634 Paris Cedex 13


Thèmes scientifiques :
D - Télécommunications : compression, protection, transmission

Inscriptions closes à cette réunion.

Accéder au compte-rendu de cette réunion.

(c) GdR 720 ISIS - CNRS - 2011-2015.