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1. Impact of Antennas on the Anchor-less Indoor Localization of a Static IR-UWB Pair

Author

B. Uguen, V. La Tosa, Benoit Denis, S. Bories, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Institut d'Électronique et des Technologies du numéRique (IETR), Université de Nantes (UN)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CEA-LETI, Université de Nantes (UN)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Nantes Université (NU)-Université de Rennes 1 (UR1)

Subjects
realistic antenna, angles of arrival, Computer science, indoor characterization, Ultra-wideband, maximum likelihood estimation, 02 engineering and technology, eMAL tree algorithm, impulse radio, law.invention, extended MAL algorithm, UWB communication, Time of arrival, 0203 mechanical engineering, Dimension (vector space), maximum averaged likelihood, [INFO.INFO-TS]Computer Science [cs]/Signal and Image Processing, law, angles of departure, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, ultra wideband communication, Dipole antenna, room dimension, indoor communication, ultra wideband antennas, angle of incidence, business.industry, Frame (networking), Process (computing), 020302 automobile design & engineering, 020206 networking & telecommunications, Tree (data structure), direction-of-arrival estimation, anchor-less indoor localization, UWB antenna, time of arrival, Path (graph theory), static IR-UWB pair, business, Algorithm, [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing, Computer network
Abstract

International audience; This paper investigates the impact of realistic antennas on joint anchor-less localization and indoor characterization based on Impulse Radio (IR) Ultra Wideband (UWB) communications. In this frame, the Maximum Averaged Likelihood (MAL) algorithm and its extended version are considered, both relying on a tree approach consisting in two stages. The first part of the process, which is common to both algorithms, exploits the cross-correlation between received and locally predicted paths. The second stage calculates the averaged likelihood of measured path parameters obtained in the previous step, but different measurements are used for MAL and extended MAL (eMAL). In the first algorithm, only the Angle of Incidence (AoI) and the Time of Arrival (ToA) are considered, whereas the eMAL tree algorithm also accounts for two couples of Angles of Departure (AoDs) and Angles of Arrival (AoAs). The estimation errors of both nodes coordinates and room dimension obtained with the two algorithms are compared for three realistic UWB antennas. Finally, the remaining algorithm-independent ambiguities (i.e. resulting from scenario and geometry) are discussed.

Published
2010
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2. Low Cost Transparent Radio-over-Fiber System for In-Building Distribution of UWB Signals

Author

Y. Le Guennec, Sylvain Meyer, Anne-Laure Billabert, Catherine Algani, P. Lombard, Benoit Charbonnier, Christian Rumelhard, H. Jacquinot, C. Sillans, Mounia Lourdiane, Anna Pizzinat, Michel Terre, Beatrice Cabon, S. Bories, Jean-Luc Polleux, Institut de Microélectronique, Electromagnétisme et Photonique - Laboratoire d'Hyperfréquences et Caractérisation (IMEP-LAHC), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Ecole Normale Supérieure de Niamey, Université Abdou Moumouni [Niamey], Génétique et évolution des populations végétales (GEPV), Université de Lille, Sciences et Technologies-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Matrice extracellulaire et dynamique cellulaire - UMR 7369 (MEDyC), Université de Reims Champagne-Ardenne (URCA)-SFR CAP Santé (Champagne-Ardenne Picardie Santé), Université de Reims Champagne-Ardenne (URCA)-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Université de Reims Champagne-Ardenne (URCA)-Université de Picardie Jules Verne (UPJV)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Orange Labs [Lannion], France Télécom, INL - Lab-On-Chip et Instrumentation (INL - LOCI), Institut des Nanotechnologies de Lyon (INL), École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École Supérieure de Chimie Physique Électronique de Lyon (CPE)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Traitement et Communication de l'Information (LTCI), Télécom ParisTech-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Microélectronique, Electromagnétisme et Photonique (IMEP), Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Electronique, Systèmes de communication et Microsystèmes (ESYCOM), Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Université Paris-Est Marne-la-Vallée (UPEM)-ESIEE Paris, Centre d'études et de recherche en informatique et communications (CEDRIC), Ecole Nationale Supérieure d'Informatique pour l'Industrie et l'Entreprise (ENSIIE)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM), Algani, Catherine, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École Centrale de Lyon (ECL), Université de Lyon-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-École supérieure de Chimie Physique Electronique de Lyon (CPE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Université de Lyon-École supérieure de Chimie Physique Electronique de Lyon (CPE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF), Université Paris-Est Marne-la-Vallée (UPEM)-ESIEE Paris-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), Institut de Chimie et Biochimie Moléculaires et Supramoléculaires (ICBMS), Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL), Université de Lyon-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées de Lyon (INSA Lyon), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Lyon-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-École Supérieure Chimie Physique Électronique de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 (IEMN), and Centrale Lille-Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN)-Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis (UVHC)-Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Polytechnique Hauts-de-France (UPHF)

Subjects
Orthogonal frequency-division multiplexing, Computer science, Ultra-wideband, 02 engineering and technology, Noise figure, 020210 optoelectronics & photonics, Radio over fiber, Computer Science::Networking and Internet Architecture, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Electronic engineering, [SPI.NANO]Engineering Sciences [physics]/Micro and nanotechnologies/Microelectronics, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Computer Science::Information Theory, [PHYS.PHYS.PHYS-OPTICS]Physics [physics]/Physics [physics]/Optics [physics.optics], Multi-mode optical fiber, business.industry, Electrical engineering, 020206 networking & telecommunications, Atomic and Molecular Physics, and Optics, [SPI.TRON] Engineering Sciences [physics]/Electronics, Computer Science::Other, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics, Radio propagation, Transmission (telecommunications), Transceiver, business
Abstract

International audience; This paper investigates hybrid fiber-radio networks for in-building distribution of ultrawideband (UWB) signals, in order to extend UWB radio coverage area. An original multipoint to multipoint UWB-over-fiber system, proposed in the frame of BILBAO project, is presented and discussed. System link gain and noise figure are evaluated through theoretical analysis. A simulation model is used to study the impact of E/O transceivers nonlinearity on UWB signals. Experimental results show good agreement with simulation results. A high data rate file transfer, with UWB radio propagation and transmission over 100 m of multimode fiber, has been also successfully demonstrated.

Published
2009

3. Low Cost Transparent Radio-over-Fibre System for UWB Based Home Network

Author

Sylvain Meyer, C. Sillans, Anna Pizzinat, Franck Payoux, Benoit Charbonnier, Jean-Luc Polleux, G. Froc, Michel Terre, S. Bories, H. Jaquinot, C. Algani, Y. Le Guennec, Anne-Laure Billabert, I. Louriki, Billabert, Anne-Laure, Orange Labs [Lannion], France Télécom, France Télécom Recherche et Développement [Lannion] (FTR&D), Centre d'études et de recherche en informatique et communications (CEDRIC), Ecole Nationale Supérieure d'Informatique pour l'Industrie et l'Entreprise (ENSIIE)-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), Electronique, Systèmes de communication et Microsystèmes (ESYCOM), Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM)-Université Paris-Est Marne-la-Vallée (UPEM)-ESIEE Paris, Mitsubishi Electric Research Laboratories (MERL), Mitsubishi Research Institute, Inc., Université Paris-Est Marne-la-Vallée (UPEM)-ESIEE Paris-Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM), Conservatoire National des Arts et Métiers [CNAM] (CNAM), and HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-HESAM Université - Communauté d'universités et d'établissements Hautes écoles Sorbonne Arts et métiers université (HESAM)-Université Paris-Est Marne-la-Vallée (UPEM)-ESIEE Paris

Subjects
Engineering, Optical fiber, Ultra-wideband, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, 7. Clean energy, Optical coupling, law.invention, 010309 optics, 020210 optoelectronics & photonics, Hardware_GENERAL, law, Home automation, 0103 physical sciences, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Electronic engineering, business.industry, InformationSystems_INFORMATIONSYSTEMSAPPLICATIONS, ComputerSystemsOrganization_COMPUTER-COMMUNICATIONNETWORKS, 020206 networking & telecommunications, [SPI.TRON] Engineering Sciences [physics]/Electronics, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics, Multimode fibre, Optical noise, Transceiver, business
Abstract

International audience; We show for the first time the feasibility of a multipoint to multipoint architecture for the distribution of ultra wide band radio signals over multimode fibre with low cost components. In a few years home networks will have to work at speeds of 1 Gbit/s following the deployment of fibre to the home and to satisfy the explosion of broadband services [1]. Preferably, such a network should have a wireless connectivity. Ultra Wide Band (UWB) radio is able to provide high bit-rates, but with coverage limited to a few metres [2-3], thus Radio over Fibre (RoF) distributed antenna systems become of interest to extend the UWB coverage. Previous papers have addressed the transmission of pulsed and OFDM based UWB on optical channels only [4-6]. Two recent works have shown the feasibility of UWB over multimode and single-mode fibre [7-8] respectively, but only in the case of a point to point (Pt2Pt) architecture. Here, we present the results of the French BILBAO project that investigates architectures and low cost solutions for a home UWB based network on multimode fibre (MMF). We focus on OFDM UWB in the 3-5GHz band.

Published
2008

4. Comparison of UWB antennas according to systems performances

Author

Bernard Uguen, C. Delaveaud, S. Bories, F. Tchoffo-Talom, S. de Rivaz, Institut d'Electronique et de Télécommunications de Rennes (IETR), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Ecole Supérieure d'Electricité - SUPELEC (FRANCE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'Électronique et des Technologies du numéRique (IETR), Université de Nantes (UN)-Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Supérieure d'Electricité - SUPELEC (FRANCE)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES), Université de Nantes (UN)-Université de Rennes 1 (UR1), Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Nantes Université (NU)-Université de Rennes 1 (UR1)

Subjects
Intersymbol interference, Computer science, Rake, Electronic engineering, Bit error rate, Rake receiver, Channel models, Signal, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Computer Science::Information Theory, Communication channel, Ultra wideband antennas
Abstract

In this paper, we compare various UWB antennas according to their impact on performances of a coherent Rake receiver system. As such receiver may suffer from ISI effect, the aim of this study is to evaluate two typical UWB antennas used in classical indoor communication scenario regarding the system bit error rate versus signal SNR. In order to assume the same channel for the two couples of considered antennas, a deterministic channel model is used for simulation. This channel is first presented. The whole UWB system simulation scheme considered for the study is then detailed. The obtained results show the performances of a UWB coherent Rake receiver system are less degraded by dipole-like antennas than monopole-like ones according to ISI effects. (6 pages)

Published
2007

Catalog

Books, media, physical & digital resources
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