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1. Blind Channel Estimation for STBC Systems Using Higher-Order Statistics

Author: Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC) ; CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Université de Bretagne Sud (UBS) - Télécom Bretagne - Institut Supérieur des Sciences et Technologies de Brest (ISSTB) - Institut Mines-Télécom - PRES Université Européenne de Bretagne (UEB), Laboratoire brestois de mécanique et des systèmes (LBMS) ; Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Institut Supérieur des Sciences et Technologies de Brest (ISSTB) - ENSTA Bretagne - Ecole Nationale d'Ingénieurs de Brest, Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM ; Laboratoire arc électrique et plasmas thermiques (LAEPT) ; CNRS - Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II - CNRS - Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II - Extraction et Exploitation de l'Information en Environnements Incertains (E3I2) ; ENSTA Bretagne - ENSTA Bretagne - ECE Curtin University (ECE) ; Curtin University - Curtin University, LAB-STICC_UBO_CACS_COM ; Laboratoire d'Electronique et Systèmes de Télécommunications (LEST) ; CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Ecole Nationale Supérieure des Télécommunications de Bretagne - CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Ecole Nationale Supérieure des Télécommunications de Bretagne - Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC) ; CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Université de Bretagne Sud (UBS) - Télécom Bretagne - Institut Supérieur des Sciences et Technologies de Brest (ISSTB) - Institut Mines-Télécom - PRES Université Européenne de Bretagne (UEB) - CNRS - Université de Bretagne Sud (UBS) - Télécom Bretagne - Institut Supérieur des Sciences et Technologies de Brest (ISSTB) - Institut Mines-Télécom - PRES Université Européenne de Bretagne (UEB), LAB-STICC_UBO_CACS_COM ; Laboratoire d'Electronique et Systèmes de Télécommunications (LEST) ; CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Ecole Nationale Supérieure des Télécommunications de Bretagne - CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Ecole Nationale Supérieure des Télécommunications de Bretagne - Institut de génétique et biologie moléculaire et cellulaire (IGBMC) ; CNRS - INSERM - Université Louis Pasteur - Strasbourg I - CNRS - INSERM - Université Louis Pasteur - Strasbourg I - Extraction et Exploitation de l'Information en Environnements Incertains (E3I2) ; ENSTA Bretagne - ENSTA Bretagne - Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC) ; CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Université de Bretagne Sud (UBS) - Télécom Bretagne - Institut Supérieur des Sciences et Technologies de Brest (ISSTB) - Institut Mines-Télécom - PRES Université Européenne de Bretagne (UEB) - CNRS - Université de Bretagne Sud (UBS) - Télécom Bretagne - Institut Supérieur des Sciences et Technologies de Brest (ISSTB) - Institut Mines-Télécom - PRES Université Européenne de Bretagne (UEB) - Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC) ; CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Université de Bretagne Sud (UBS) - Télécom Bretagne - Institut Supérieur des Sciences et Technologies de Brest (ISSTB) - ENSTA Bretagne - Institut Mines-Télécom - PRES Université Européenne de Bretagne (UEB) - Ecole Nationale d'Ingénieurs de Brest - CNRS - Ecole Nationale d'Ingénieurs de Brest, Choqueuse, Vincent, Mansour, Ali, Burel, Gilles, Collin, Ludovic, Yao, Koffi Clément, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC) ; CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Université de Bretagne Sud (UBS) - Télécom Bretagne - Institut Supérieur des Sciences et Technologies de Brest (ISSTB) - Institut Mines-Télécom - PRES Université Européenne de Bretagne (UEB), Laboratoire brestois de mécanique et des systèmes (LBMS) ; Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Institut Supérieur des Sciences et Technologies de Brest (ISSTB) - ENSTA Bretagne - Ecole Nationale d'Ingénieurs de Brest, Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM ; Laboratoire arc électrique et plasmas thermiques (LAEPT) ; CNRS - Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II - CNRS - Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II - Extraction et Exploitation de l'Information en Environnements Incertains (E3I2) ; ENSTA Bretagne - ENSTA Bretagne - ECE Curtin University (ECE) ; Curtin University - Curtin University, LAB-STICC_UBO_CACS_COM ; Laboratoire d'Electronique et Systèmes de Télécommunications (LEST) ; CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Ecole Nationale Supérieure des Télécommunications de Bretagne - CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Ecole Nationale Supérieure des Télécommunications de Bretagne - Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC) ; CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Université de Bretagne Sud (UBS) - Télécom Bretagne - Institut Supérieur des Sciences et Technologies de Brest (ISSTB) - Institut Mines-Télécom - PRES Université Européenne de Bretagne (UEB) - CNRS - Université de Bretagne Sud (UBS) - Télécom Bretagne - Institut Supérieur des Sciences et Technologies de Brest (ISSTB) - Institut Mines-Télécom - PRES Université Européenne de Bretagne (UEB), LAB-STICC_UBO_CACS_COM ; Laboratoire d'Electronique et Systèmes de Télécommunications (LEST) ; CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Ecole Nationale Supérieure des Télécommunications de Bretagne - CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Ecole Nationale Supérieure des Télécommunications de Bretagne - Institut de génétique et biologie moléculaire et cellulaire (IGBMC) ; CNRS - INSERM - Université Louis Pasteur - Strasbourg I - CNRS - INSERM - Université Louis Pasteur - Strasbourg I - Extraction et Exploitation de l'Information en Environnements Incertains (E3I2) ; ENSTA Bretagne - ENSTA Bretagne - Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC) ; CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Université de Bretagne Sud (UBS) - Télécom Bretagne - Institut Supérieur des Sciences et Technologies de Brest (ISSTB) - Institut Mines-Télécom - PRES Université Européenne de Bretagne (UEB) - CNRS - Université de Bretagne Sud (UBS) - Télécom Bretagne - Institut Supérieur des Sciences et Technologies de Brest (ISSTB) - Institut Mines-Télécom - PRES Université Européenne de Bretagne (UEB) - Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC) ; CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Université de Bretagne Sud (UBS) - Télécom Bretagne - Institut Supérieur des Sciences et Technologies de Brest (ISSTB) - ENSTA Bretagne - Institut Mines-Télécom - PRES Université Européenne de Bretagne (UEB) - Ecole Nationale d'Ingénieurs de Brest - CNRS - Ecole Nationale d'Ingénieurs de Brest, Choqueuse, Vincent, Mansour, Ali, Burel, Gilles, Collin, Ludovic, and Yao, Koffi Clément
Abstract: International audience, This paper describes a new blind channel estimation algorithm for Space-Time Block Coded (STBC) systems. The proposed method exploits the statistical independence of sources before space-time encoding. The channel matrix is estimated by minimizing a kurtosis-based cost function after Zero-Forcing equalization. In contrast to subspace or Second-Order Statistics (SOS) approaches, the proposed method is more general since it can be employed for the general class of linear STBCs including Spatial Multiplexing, Orthogonal, quasi-Orthogonal and Non-Orthogonal STBCs. Furthermore, unlike other approaches, the method does not require any modification of the transmitter and, consequently, is well-suited for non-cooperative context. Numerical examples corroborate the performance of the proposed algorithm.

2. LLMS Adaptive Beamforming Algorithm Implemented with Finite Precision

Author: Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM ; IDM ; ECE Curtin University (ECE) ; Curtin University - Curtin University - Pôle STIC [Brest] (STIC) ; ENSTA Bretagne - ENSTA Bretagne - Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC) ; CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Université de Bretagne Sud (UBS) - Télécom Bretagne - Institut Supérieur des Sciences et Technologies de Brest (ISSTB) - ENSTA Bretagne - Institut Mines-Télécom - PRES Université Européenne de Bretagne (UEB) - Ecole Nationale d'Ingénieurs de Brest - CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Université de Bretagne Sud (UBS) - Télécom Bretagne - Institut Supérieur des Sciences et Technologies de Brest (ISSTB) - Institut Mines-Télécom - PRES Université Européenne de Bretagne (UEB) - Ecole Nationale d'Ingénieurs de Brest - Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance [Lorient] (Lab-STICC) ; CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Université de Bretagne Sud (UBS) - Télécom Bretagne - ENSTA Bretagne - Institut Mines-Télécom - PRES Université Européenne de Bretagne (UEB) - Ecole Nationale d'Ingénieurs de Brest, Abdulsayed Srar, Jalal, Chung, Kah-Seng, Mansour, Ali, Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM ; IDM ; ECE Curtin University (ECE) ; Curtin University - Curtin University - Pôle STIC [Brest] (STIC) ; ENSTA Bretagne - ENSTA Bretagne - Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC) ; CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Université de Bretagne Sud (UBS) - Télécom Bretagne - Institut Supérieur des Sciences et Technologies de Brest (ISSTB) - ENSTA Bretagne - Institut Mines-Télécom - PRES Université Européenne de Bretagne (UEB) - Ecole Nationale d'Ingénieurs de Brest - CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Université de Bretagne Sud (UBS) - Télécom Bretagne - Institut Supérieur des Sciences et Technologies de Brest (ISSTB) - Institut Mines-Télécom - PRES Université Européenne de Bretagne (UEB) - Ecole Nationale d'Ingénieurs de Brest - Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance [Lorient] (Lab-STICC) ; CNRS - Université de Bretagne Occidentale (UBO) - Université de Bretagne Sud (UBS) - Télécom Bretagne - ENSTA Bretagne - Institut Mines-Télécom - PRES Université Européenne de Bretagne (UEB) - Ecole Nationale d'Ingénieurs de Brest, Abdulsayed Srar, Jalal, Chung, Kah-Seng, and Mansour, Ali
Abstract: International audience, This paper studies the influence of the use of finite wordlength on the operation of the LLMS adaptive beamforming algorithm. The convergence behavior of LLMS algorithm, based on the minimum mean square error (MSE), is analyzed for operation with finite precision. Computer simulation results verify that a wordlength of eight bits is sufficient for the LLMS algorithm to achieve performance close to that provided by full precision. Based on the simulation results, it is shown that the LLMS algorithm outperforms least mean square (LMS) in addition to other earlier algorithms, such as, modified robust variable step size (MRVSS) and constrained stability LMS (CSLMS).

3. Blind separation of ECG signals from noisy signals affected by electrosurgical artifacts

Author: Kahina Bensafia, Abdel-Ouahab Boudraa, Philippe Aries, Ali Mansour, Benoit Clement, Salah Haddab, Pôle STIC_IDM, École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne), Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Institut de Recherche de l'Ecole Navale (IRENAV), Université de Bordeaux (UB)-Institut Polytechnique de Bordeaux-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Arts et Métiers Sciences et Technologies, HESAM Université (HESAM)-HESAM Université (HESAM), Laboratoire de Conception et Conduite des systèmes de Production (L2CSP), Université Mouloud Mammeri [Tizi Ouzou] (UMMTO), Department of Anesthesia and Intensive Care, Military Teaching Hospital 'Clermont Tonnerre', Brest, French, and Lab-STICC_ENSTAB_CID_TOMS
Subjects: Computer science, Noise (signal processing), business.industry, 020208 electrical & electronic engineering, 020206 networking & telecommunications, Pattern recognition, 02 engineering and technology, Filter (signal processing), Hilbert–Huang transform, [SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic, Surfaces, Coatings and Films, Adaptive filter, Least mean squares filter, Wavelet, Hardware and Architecture, Signal Processing, Singular value decomposition, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Artificial intelligence, business, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Energy (signal processing)
Abstract: Electrocardiogram (ECG) signal monitoring is crucial in the operating room. During surgery, when using an electrosurgical unit (ESU), the ECG signal is corrupted by strong interference generated by the ESU, so-called Electrosurgical Artifacts (EAs). The objective of this study is to enhance the infected ECG signal and to remove the impact of the EAs. Motivated by the fact that the artifacts’ energy is greater than that of the ECG signal, we propose a new algorithm to select the intrinsic mode function (IMFs) based on Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise (CEEMDAN) in combination with a normalized least mean square (NLMS) adaptive filter. More specifically, CEEMDAN is firstly applied to the observed ECG signals. Then, several IMFs are reconstructed and finally, the EAs and the de-noised ECG signal are estimated. To further improve the estimated ECG signal, a NLMS adaptive filter is applied by exploiting the noise estimated by the CEEMDAN-based algorithm. Our experimental results are obtained using real ECG signals. To illustrate the effectiveness of the proposed algorithm, we compare our results with those obtained by applying the thin singular value decomposition, an adaptive SVD or wavelets, all these methods are mixed with an adapter filter. The accuracy of all method is assessed using different performance metrics, such as MSE and improvement SNR. The proposed method outperforms all other methods. Indeed, it improves the SNR by an average of 7 dB and provides an ECG signal with a regular rhythm.
Published: 2020
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4. Design and Evaluation of a Wireless Electrocardiogram Monitor in an Operating Room

Author: Ali Mansour, Philippe Aries, Benoit Clement, Ba Vinh Nguyen, Kahina Bensafia, Jean Louis Vincent, Department of Anesthesia and Intensive Care, Military Teaching Hospital 'Clermont Tonnerre', Brest, French, Pôle STIC_IDM, École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne), Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL), Lab-STICC_ENSTAB_CID_PRASYS, Department of Intensive Care, Hôpital Erasme [Bruxelles] (ULB), Faculté de Médecine [Bruxelles] (ULB), Université libre de Bruxelles (ULB)-Université libre de Bruxelles (ULB)-Faculté de Médecine [Bruxelles] (ULB), and Université libre de Bruxelles (ULB)-Université libre de Bruxelles (ULB)
Subjects: Male, Operating Rooms, Time Factors, Action Potentials, Pilot Projects, Electromagnetic interference, law.invention, Bluetooth, Electrocardiography, 0302 clinical medicine, Heart Rate, 030202 anesthesiology, Electrosurgical unit, law, Materials Testing, Medicine, ST segment, Prospective Studies, Aged, 80 and over, Limits of agreement, Equipment Design, Middle Aged, Wireless Communications, Wireless Device, cardiovascular system, [SDV.IB]Life Sciences [q-bio]/Bioengineering, Female, Wireless Technology, circulatory and respiratory physiology, Adult, [SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic, Young Adult, 03 medical and health sciences, QRS complex, Predictive Value of Tests, Monitoring, Intraoperative, Intensive care, Humans, Wireless, cardiovascular diseases, Simulation, Aged, business.industry, Intensive Care, Reproducibility of Results, Electrocardiogram ECG, Bluetooth technology, Anesthesiology and Pain Medicine, business, 030217 neurology & neurosurgery
Abstract: International audience; Wired electrocardiogram monitors are an important component of current perioperative monitoring. Wireless monitoring units could help reduce the number of cables attached to patients and thus improve anesthesia ergonomics and patient management. However, there is concern that electromagnetic interference generated by electrosurgical units may prevent effective wireless signals in the operating room. To evaluate the extent of this problem, we developed a Bluetooth electrocardiogram prototype monitor and compared its electrocardiogram traces to those captured with a standard wired electrocardiogram monitor in our operating room. METHODS: Bluetooth electrocardiogram and standard electrocardiogram traces captured from 10 patients undergoing surgical procedures that required use of an electrosurgical unit were compared by analysis of the durations of the P wave, QRS complex, and T wave and the position of the ST segment from the isoelectric line. The impact of the electrosurgical units on the Bluetooth electrocardiogram and S-electrocardiogram recordings was also assessed. RESULTS: There were no clinically relevant differences in P wave, QRS complex, or T-wave durations (0.006, 0.004, and 0.017 seconds, respectively) between Bluetooth electrocardiogram and standard electrocardiogram or in the position of the ST segment from the isoelectric line (0.02 mV). Mean differences were near zero, and Bland-Altman limits of agreement for individual differences were narrow (-0.035 to 0.047, -0.03 to 0.038, and -0.112 to 0.078 seconds for P wave, QRS complex, and T-wave durations, respectively, and -0.13 to 0.17 mV for ST segment position). Electrosurgical units use electrically disrupted Bluetooth electrocardiogram and standard electrocardiogram signals, but there was no electromagnetic interference effect on the Bluetooth electrocardiogram signals. CONCLUSIONS: Wireless electrocardiogram using Bluetooth can be reliably used in the operating room. The electrosurgical unit induces electric rather than electromagnetic artifacts, thus affecting wired and wireless electrocardiogram in a similar fashion.
Published: 2019
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5. Distributed algorithm under cooperative or competitive priority users in cognitive networks

Author: ALMASRI, Mahmoud, Mansour, Ali, Moy, Christophe, Assoum, Ammar, Osswald, Christophe, Le Jeune, Denis, Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), 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), Faculté des Sciences, Université Libanaise, Lab-STICC_ENSTAB_CID_DECIDE, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (UMR 3192) (Lab-STICC), Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département STIC [Brest] (STIC), École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL), 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), Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département STIC [Brest] (STIC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), and Nantes Université (NU)-Université de Rennes 1 (UR1)
Subjects: Cooperative or competitive priority access, Multi-armed bandit algorithms, Upper bound of regret, lcsh:TK5101-6720, Cognitive radio, lcsh:Electronics, lcsh:TK7800-8360, Opportunistic spectrum access, [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing, lcsh:Telecommunication
Abstract: International audience; Opportunistic spectrum access (OSA) problem in cognitive radio (CR) networks allows a secondary (unlicensed) user (SU) to access a vacant channel allocated to a primary (licensed) user (PU). By finding the availability of the best channel, i.e., the channel that has the highest availability probability, a SU can increase its transmission time and rate. To maximize the transmission opportunities of a SU, various learning algorithms are suggested: Thompson sampling (TS), upper confidence bound (UCB), ε-greedy, etc. In our study, we propose a modified UCB version called AUCB (Arctan-UCB) that can achieve a logarithmic regret similar to TS or UCB while further reducing the total regret, defined as the reward loss resulting from the selection of non-optimal channels. To evaluate AUCB’s performance for the multi-user case, we propose a novel uncooperative policy for a priority access where the kth user should access the kth best channel. This manuscript theoretically establishes the upper bound on the sum regret of AUCB under the single or multi-user cases. The users thus may, after finite time slots, converge to their dedicated channels. It also focuses on the Quality of Service AUCB (QoS-AUCB) using the proposed policy for the priority access. Our simulations corroborate AUCB’s performance compared to TS or UCB.
Published: 2020
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6. A Pipelined Reduced Complexity Two-Stages Parallel LMS Structure for Adaptive Beamforming

Author: Rafic Ayoubi, Ghattas Akkad, Elie Inaty, Ali Mansour, Jalal Abdulsayed Srar, Bachar El-Hassan, Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL), Lebanese Univ., Tripoli, Lebanon (DEPT. OF COMPUT. & COMMUN.), Lebanese University [Beirut] (LU), University of Balamand - UOB (LIBAN), Misrata University, Agence de l' Innovation de Defense a la Direction Generale de l'Armement-Ministere des Armees (AID-DGA), French National Research Agency (ANR), ANR-19-ASTR-0005,SaintCyber,Système AnalogIque Numérique mulTicouche pour la CYBerdéfense ou la survEillance Radio.(2019), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), and Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
Subjects: Adaptive Beamforming, Computer science, Errors, Adaptive arrays, 02 engineering and technology, Directional patterns (antenna), Upper and lower bounds, Stability (probability), Antenna array, Least mean squares filter, [SPI]Engineering Sciences [physics], [INFO.INFO-TS]Computer Science [cs]/Signal and Image Processing, Convergence (routing), 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Electrical and Electronic Engineering, Hardware architecture, Pipelines, Quantization (signal processing), 020206 networking & telecommunications, Computer hardware, LMS, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics, Array signal processing, 020201 artificial intelligence & image processing, Algorithm, Adaptive beamformer
Abstract: International audience; In this paper, we propose a reduced complexity parallel least mean square structure (RC-pLMS) for adaptive beamforming and its pipelined hardware implementation. RC-pLMS is formed by two least mean square (LMS) stages operating in parallel (pLMS), where the overall error signal is derived as a combination of individual stage errors. The pLMS is further simplified to remove the second independent set of weights resulting in a reduced complexity pLMS (RC-pLMS) design. In order to obtain a pipelined hardware architecture of our proposed RC-pLMS algorithm, we applied the delay and sum relaxation technique (DRC-pLMS). Convergence, stability and quantization effect analysis are performed to determine the upper bound of the step size and assess the behavior of the system. Computer simulations demonstrate the outstanding performance of the proposed RC-pLMS in providing accelerated convergence and reduced error floor while preserving a LMS identical O(N) complexity, for an antenna array of N elements. Synthesis and implementation results show that the proposed design achieves a significant increase in the maximum operating frequency over other variants with minimal resource usage. Additionally, the resulting beam radiation pattern show that the finite precision DRC-pLMS implementation presents similar behavior of the infinite precision theoretical results.
Published: 2020
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7. Broadside FD Antenna Topologies for Nanosat Intersatellite Link

Author: Allan Pen, Marc Le Roy, Raafat Lababidi, Denis Le Jeune, Andre Perennec, Jean-Luc Issler, Kevin Elis, Adrien Gay, Jean-Herve Corre, Lab-STICC_UBO_MOM_DIM, Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université de Brest (UBO)-Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Lab-STICC_ENSTAB_MOM_DIM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES), Syrlinks (FRANCE), and Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM
Subjects: ACTI, [SPI.ELEC]Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism, Side lobe, Linear polarization, Computer science, Proof of concept, Electronic engineering, Topology (electrical circuits), Antenna (radio), Center frequency, Network topology, Broadside, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics
Abstract: International audience; This paper presents and compares four different antenna topologies dedicated to Full-Duplex (FD) applications. The proposed architectures are able to operate simultaneously for transmitting TX and receiving RX radiating elements along broadside direction, contrarily to most of state of the art FD RF front-ends that also rely on destructive wave’s concept to get Self-Interference Cancellation (SIC). The four prototypes make use of three SIC stages and the common first level is obtained using orthogonal linear polarization between TX and RX. Step-by-step improvements are introduced from one to another topology in order to increase the SIC level and to reduce both side lobe levels and antenna size. Simulated and experimental results are provided, compared and discussed at the center frequency of 2.4 GHz as a proof of concept. The isolation obtained between TX and RX paths is higher than 80 dB in simulation and 60 dB in measurement. These results pave the way to an implementation of a high gain Full-Duplex Ka-band antenna for Nanosat Intersatellite Link
Published: 2020

8. Fusion of Swath Bathymetric Data: Application to AUV Rapid Environment Assessment

Author: Christophe Vrignaud, Ali Mansour, Ridha Fezzani, Benoit Zerr, Michel Legris, Lab-STICC_ENSTAB_CID_PRASYS, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, Ministère des armées, Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), and Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)
Subjects: 010504 meteorology & atmospheric sciences, Computer science, Real-time computing, Sonar, Ocean Engineering, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, Software, Echo sounding, Sonar navigation, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Nadir, Bathymetry, 14. Life underwater, Electrical and Electronic Engineering, Acoustic beams, 0105 earth and related environmental sciences, Sensor fusion, Ground truth, business.industry, Mechanical Engineering, Uncertainty, Raised-relief map, Reliability, 020201 artificial intelligence & image processing, business, [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing
Abstract: International audience; Building an accurate and large digital terrain model (DTM) of the seabed is a key issue in various applications, especially for covert rapid environment assessment using autonomous underwater vehicles (AUVs). New AUV generations are capable of acquiring bathymetry with multiple acoustic sensors: single-beam echosounder, Doppler velocity log, multibeam echosounder (MBES), interferometric sidescan sonar (ISSS), etc. As these sensors acquire the seabed with different geometries, they can be combined to produce a DTM in shorter time. For example, ISSS can reach a wide swath in shallow water but it shows an information gap at nadir, which is usually covered by completing an additional track. Simultaneously using the MBES to acquire the nadir removes the need for this additional track and reduces the energy consumption of the whole survey. This paper focuses on fusion algorithms to extract best information of the two sensors (MBES and ISSS) to feed DTM production software with optimal bathymetric information. This problem may be solved by taking into account the average information of the two sensors. However, the sensors do not always give accurate information and the average information therefore becomes biased. Another way to tackle the problem is to select a priori information given by the better of the two sensors based on a given geometric parameter (e.g., grazing angle). In this case, when the assumed best sensor fails, the information produced by the second sensor cannot be used to compensate for the erroneous information. Our approach consists in using all the available information and fuses it ahead of producing the DTM. Based on the theory of belief functions, this paper presents a framework to fuse the information coming from the two swath bathymetric sensors (MBES and ISSS). The belief theory, applied successfully to other fields, has been extended to handle the bathymetric information. The reliability and the uncertainty of each sonar are introduced in the fusion process to improve the estimation and the accuracy of the final terrain model. First, simulated sonar data, with perfectly known ground truth, are used to quantitatively assess the performance of the fusion process by comparing DTM obtained with and without fusion. Then, the experimental validation is conducted on actual data, acquired simultaneously by the two sonars systems (Klein K5000 ISSS, Reson 8125 MBES) mounted on the DAURADE AUV. Our evaluation of the fusion method shows significant quantitative and qualitative improvement in the production of the final DTM.
Published: 2019
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9. Simultaneous Transmitting–Receiving–Sensing for OFDM-based Full-Duplex Cognitive Radio

Author: Koffi Clément Yao, Ali Mansour, Abbass Nasser, American University of Culture and Education (AUCE), Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Lab-STICC_UBO_CACS_COM, École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), and Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Null (radio), Computer science, Orthogonal frequency-division multiplexing, Frequency band, Cognitive radio, 010102 general mathematics, In-band full-duplex, 020206 networking & telecommunications, 02 engineering and technology, Collision, 01 natural sciences, [SPI]Engineering Sciences [physics], [INFO.INFO-NI]Computer Science [cs]/Networking and Internet Architecture [cs.NI], Transmission (telecommunications), 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Electronic engineering, Simultaneous transmitting-sensing-receiving, False alarm, 0101 mathematics, Electrical and Electronic Engineering, Collision-throughput optimization, Communication channel, OFDM
Abstract: In this paper, a Transmitting–Receiving–Sensing (TRS) mode of OFDM-based Full-Duplex Cognitive Radio (FD-CR) is proposed. The new mode aims at monitoring the Primary User (PU) activities on the operating channel while establishing an in-band full-duplex communication between two communicating Secondary Users (SUs), i . e . SUs transmit and receive simultaneously on the same frequency band. Assuming that the primary activity covers all the operating band when PU is active, Spectrum Sensing is performed on some Sub-Carriers (SCs) which are neutralized by the two communicating SUs. Letting some SCs null by both SUs helps to accurately performing the spectrum sensing on these SCs since no residual self-interference neither secondary transmission are present. When PU is detected on these SCs, then we consider that he becomes active again; Then SUs should vacate the channel. For the proposed mode, false alarm, detection and collision probabilities are derived in addition to the throughput rate. An optimal selection of the sensing SCs per OFDM symbol is derived with respect to a maximal tolerable rate of collision between PU and SU transmission. Numerical results corroborate the effectiveness of our proposed mode in terms of the PU awareness and the secondary throughput rate.
Published: 2020
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10. A Hadoop-Based Platform for Patient Classification and Disease Diagnosis in Healthcare Applications

Author: Harb, Hassan, Mroue, Hussein, Mansour, Ali, Nasser, Abbass, Motta Cruz, Eduardo, American University of Culture & Education (AUCE), Lab-STICC_UBO_CACS_COM, Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université de Brest (UBO)-Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Institut d'Électronique et des Technologies du numéRique (IETR), Nantes Université (NU)-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), Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (EPUN), Université de Nantes (UN), Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Université de Nantes (UN)-Université de Rennes 1 (UR1), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), 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 Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique (IMT Atlantique)
Subjects: Big Data, Patients, Decision Making, education, healthcare applications, disease diagnosis, Information Storage and Retrieval, Biosensing Techniques, lcsh:Chemical technology, hadoop platform, Article, [SPI]Engineering Sciences [physics], [INFO.INFO-MA]Computer Science [cs]/Multiagent Systems [cs.MA], patient classification, Remote Sensing Technology, Humans, lcsh:TP1-1185, Delivery of Health Care, SK-means, Algorithms, Diagnostic Techniques and Procedures, Monitoring, Physiologic, association mining rules
Abstract: Nowadays, the increasing number of patients accompanied with the emergence of new symptoms and diseases makes heath monitoring and assessment a complicated task for medical staff and hospitals. Indeed, the processing of big and heterogeneous data collected by biomedical sensors along with the need of patients&rsquo, classification and disease diagnosis become major challenges for several health-based sensing applications. Thus, the combination between remote sensing devices and the big data technologies have been proven as an efficient and low cost solution for healthcare applications. In this paper, we propose a robust big data analytics platform for real time patient monitoring and decision making to help both hospital and medical staff. The proposed platform relies on big data technologies and data analysis techniques and consists of four layers: real time patient monitoring, real time decision and data storage, patient classification and disease diagnosis, and data retrieval and visualization. To evaluate the performance of our platform, we implemented our platform based on the Hadoop ecosystem and we applied the proposed algorithms over real health data. The obtained results show the effectiveness of our platform in terms of efficiently performing patient classification and disease diagnosis in healthcare applications.
Published: 2020
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11. 4-40 GHz In-Phase/180° Out-of-Phase Power Dividers with Enhanced Isolation

Author: Hadi Hijazi, Marc LE ROY, Raafat Lababidi, Denis Le Jeune, André Pérennec, Lab-STICC_UBO_MOM_DIM, Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université de Brest (UBO)-Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Lab-STICC_ENSTAB_MOM_DIM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, and European Association on Antennas and Propagation (EurAAP)
Subjects: ACTI, [SPI.ELEC]Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics
Abstract: International audience; This paper demonstrates a single topology to implement ultra-wideband in-phase and 180° out-of-phase power dividers which will be dedicated for ultra-wideband frontends and balanced antenna systems that require a decent amount of isolation between ports. Both power dividers are formed of two couples of microstrip-to-slotline transitions terminated with radial stubs and then cascaded with a multisection Wilkinson power divider. A parametric study of the microstrip-to-slotline transition is performed to identify the main parameters' influence on its frequency response, followed by a full-wave optimization. Both power dividers are designed on RO4003C substrates and both have the same size of × mm 2. Simulation results show that the power dividers can operate between 4 and 40 GHz with less than 6 dB insertion loss and with small amplitude and phase imbalances between output ports. And most importantly, both devices have at least 20 dB of isolation between output ports over the entire bandwidth. Keywords-in-phase power divider, out-of-phase power divider, balun, multisection Wilkinson power divider, microstrip-to-slotline transition, ultra-wideband.
Published: 2020

12. VoglerNet: multiple knife-edge diffraction using deep neural network

Author: Huy Phan, Viet-Dung Nguyen, Ali Mansour, Arnaud Coatanhay, Lab-STICC_ENSTAB_MOM_PIM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL), University of Kent [Canterbury], and Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM
Subjects: Diffraction, Computational complexity theory, Computer science, Wireless communication, 02 engineering and technology, Multiple knife edge diffraction, Vogler algorithm, Deep neural network, [INFO.INFO-NE]Computer Science [cs]/Neural and Evolutionary Computing [cs.NE], [SPI]Engineering Sciences [physics], [INFO.INFO-NI]Computer Science [cs]/Networking and Internet Architecture [cs.NI], 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Knife-edge effect, Artificial neural network, business.industry, Deep learning, 020208 electrical & electronic engineering, Estimator, Levenberg-Marquardt backpropagation, 020206 networking & telecommunications, Function (mathematics), Backpropagation, Artificial intelligence, business, Algorithm
Abstract: International audience; Multiple knife-edge diffraction estimation is a fundamental problem in wireless communication. One of the most well-known algorithm for predicting diffraction is Vogler algorithm which has been shown to reach the state-of-the-art results in both simulation and measurement experiments. However, it can not be easily used in practice due to its high computational complexity. In this paper, we propose VoglerNet, a data-driven diffraction estimator, by converting the Vogler algorithm into a deep neural network based system. To train VoglerNet, we propose to minimize a regularized loss function using Levenberg-Marquardt backpropagation in conjunction with a Bayesian regularization. Our numerical experiments show that VoglerNet provides fast solution in order of milliseconds while its performance is very close to that of the classical Vogler algorithm.
Published: 2020
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13. Sensing-based Self-Reconfigurable Decision-Making Mechanism for Autonomous Modular Robotic System

Author: Benoit Clement, Abbass Nasser, Olivier Reynet, Hassan Harb, Aliah Majed, Université Antonine (UA), Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Lab-STICC_ENSTAB_CID_IHSEV, École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Lab-STICC_ENSTAB_CID_PRASYS, Pôle STIC [Brest] (STIC), École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne), and Lab-STICC_ENSTAB_CID_TOMS
Subjects: business.industry, Computer science, Controller (computing), Real-time computing, Process (computing), Control reconfiguration, 020206 networking & telecommunications, Robotics, 02 engineering and technology, Kinematics, Modular design, Fuzzy logic, [SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic, Variable (computer science), Control theory, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, 020201 artificial intelligence & image processing, Artificial intelligence, Electrical and Electronic Engineering, business, Instrumentation, [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: Nowadays, robotic technology finds its way quickly across industries affecting business and people lives. In addition, the rapid growth in communication technologies leads to a new generation of robotics called as Modular Robotic System (MRS). Basically, MRS is autonomous kinematic machine with variable morphology, structure, and functionality. The detectors represent the eyes of the MRS that collect data about different environments and states, while the controller forms the brain of the MRS that must analyze the collected data and take decision about the suitable reconfiguration morphology. However, the huge number of data sensed by the detectors provides two main challenges for MRS; first, it overloads the limited storage of the MRS and, second, it complicates the self-reconfiguration decision required to change its shape according to the monitored environment. In this paper, we propose a sensing-based processing mechanism for data storage and decision making in modular robotic systems. Our mechanism consists of two phases: data storage reduction and self-reconfiguration. The first phase uses aggregation process in order to eliminate redundant data collected thus, reduce the amount of data need to be stored in MRS. The second phase uses the fuzzy logic model and allows MRS to be self-reconfigurable by taking the right decision about the desired shape. The efficiency of our mechanism is demonstrated based on real data simulation while important results have been obtained in terms of data storage and self-reconfiguration decision.
Published: 2020
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14. LoRa+: An extension of LoRaWAN protocol to reduce infrastructure costs by improving the Quality of Service

Author: Benoît Parrein, Wilfried Vince, Hussein Mroue, Abbass Nasser, Sofiane Hamrioui, Przemyslaw Bakowski, Eduardo Motta Cruz, 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), Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes (LS2N), Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), SPIE City Networks (SPIE), Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), American University of Culture and Education, Beirut, Lebanon, Nantes Université (NU)-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), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Nantes (UN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-CentraleSupélec-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), and Université de Rennes (UNIV-RENNES)
Subjects: LPWAN, Computer science, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, [INFO.INFO-NI]Computer Science [cs]/Networking and Internet Architecture [cs.NI], Artificial Intelligence, Management of Technology and Innovation, Default gateway, Telecommunications link, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Computer Science (miscellaneous), Engineering (miscellaneous), ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, business.industry, Quality of service, ComputerSystemsOrganization_COMPUTER-COMMUNICATIONNETWORKS, 010401 analytical chemistry, Mac layer protocol, 020206 networking & telecommunications, 0104 chemical sciences, Computer Science Applications, Transmission (telecommunications), Hardware and Architecture, Wide area network, Bit error rate, business, Software, Information Systems, Communication channel, Computer network
Abstract: LoRa is a popular Low Power Wide Area Network (LPWAN) standard designed for the Internet of Things (IoT). The MAC layer protocol of LoRa is LoRaWAN. It still needs some improvements regarding the measured Quality of Service (QoS) i.e. rejected packet rate and the Packet Error Rate (PER). In this paper, we propose a LoRa+ as a new mechanism to overcome the shortcomings of LoRaWAN. Currently, at the end of each uplink operation, a standard LoRaWAN-based end device opens two time slots (RX1 and RX2) to receive from the gateway the channel parameters: the spreading factor and the operating frequency. These parameters have to be taken into account in the next uplink that sometimes happens few hours after (highly application dependent). During this interval, the channel conditions may change adversely impacting the performance. In our work, we propose to modify LoRaWAN MAC Layer for both Class A and Class B to address this issue. Instead of waiting the end of the uplink operation, the time slot dedicated to receive the channel parameters is shifted so that these parameters are sent just before the transmission slot. We show by simulations on Matlab that our modification reduces significantly the rejected packet rate and PER by up to 20% compared to LoRaWAN for small and medium size cities when the number of EDs is usually less than 500. Consequently, the number of gateway required in the network is also reduced, leading to the reduction of the network infrastructure costs.
Published: 2020
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15. How do micro-firms manage coopetition? A study of the wine sector in France

Author: Frank Lasch, Julien Granata, Leo Paul Dana, Frédéric Le Roy, Groupe Sup de Co Montpellier (GSCM) - Montpellier Business School, Montpellier Research in Management (MRM), Université Montpellier 1 (UM1)-Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Groupe Sup de Co Montpellier (GSCM) - Montpellier Business School-Université de Montpellier (UM), Labex Entreprendre, Université de Montpellier (UM), Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Department Marketing and Supply Chain Management, RS-Research Program Learning and Innovation in Resilient systems (LIRS), and Université Paul-Valéry - Montpellier 3 (UPVM)-Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Groupe Sup de Co Montpellier (GSCM) - Montpellier Business School-Université de Montpellier (UM)
Subjects: INNOVATION, EXTERNAL RELATIONSHIPS, COLLECTIVE STRATEGY, FRENCH CONTEXT, MEDIUM-SIZED ENTERPRISES, Competition (economics), wine sector, 0502 economics and business, Realm, paradox management, Business and International Management, micro-firms, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Industrial organization, COOPERATION, Wine, 05 social sciences, SMES, Coopetition, formalisation of management, coopetition, SMALL-BUSINESS, CO-OPETITION, NETWORKS, ENTREPRENEURSHIP, [SHS.GESTION]Humanities and Social Sciences/Business administration, LIFE-STYLE, 050211 marketing, Business, SOCIAL NETWORKS, 050203 business & management
Abstract: Research on coopetition – the simultaneous occurrence of competition and cooperation among firms – is usually limited to the realm of large firms. While some research has examined the motives and outcomes of coopetition among small- and medium-sized business, little is known about how coopetition is managed among micro-firms. The French wine sector is dominated by micro-firms, among which coopetition is common. Focusing on the Pic Saint Loup area in south-eastern France, this article analyses how micro-firms manage coopetition. While we observe similarities in coopetition with respect to large firms, a distinct micro-firm coopetition mode is identified: (a) contrary to expectations, the management of coopetition is highly formalised in micro-firms; (b) as with large firms, the management of micro-firm coopetition requires a separation between competition and cooperation, but such separation occurs outside the firm – in the form of a collective structure; and (c) in contrast to large firms, small firms exhibit an increase in individual-level dimensions of coopetition with decreasing firm size. We conclude that policy should encourage coopetition among micro-firms provided that it is tailored to micro-firm specificities.
Published: 2017
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16. New challenges in wireless and free space optical communications

Author: Raed Mesleh, Ali Mansour, Mohamed Abaza, Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Pôle STIC_IDM, École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne), Electrical Depart., University of Tabuk, and German Jordanian University
Subjects: Spectrum sensing, Computer science, Emerging technologies, Wireless Communication, Optical communication, 02 engineering and technology, Spatial diversity, 01 natural sciences, 010309 optics, Free space optical communication systems, 0103 physical sciences, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Wireless, Electronic warfare, Electrical and Electronic Engineering, Dynamic spectrum access, Higher order statistics, business.industry, Dynamic Transmission Channel, Mechanical Engineering, Millimeter wave communications, Software Defined Radio, 020206 networking & telecommunications, Free space, Software-defined radio, Cognitive Radio, Antenna diversity, Atomic and Molecular Physics, and Optics, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics, Electronic, Optical and Magnetic Materials, Cognitive radio, [SPI.OPTI]Engineering Sciences [physics]/Optics / Photonic, business, Telecommunications, [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing
Abstract: International audience; This manuscript presents a survey on new challenges in wireless communication systems and discusses recent approaches to address some recently raised problems by the wireless community. At first a historical background is briefly introduced. Challenges based on modern and real life applications are then described. Up to date research fields to solve limitations of existing systems and emerging new technologies are discussed. Theoretical and experimental results based on several research projects or studies are briefly provided. Essential, basic and many self references are cited. Future researcher axes are briefly introduced.
Published: 2017
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17. Pulse parity modulation for impulse radio UWB transmission based on non-coherent detection

Author: Ali Mansour, Haidar Taki, Abbass Nasser, Stéphane Azou, Koffi Clément Yao, American University of Culture & Education (AUCE), Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL), Lab-STICC_ENIB_ MOM_DIM, Lab-STICC_UBO_CACS_COM, Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université de Brest (UBO)-Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), and Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)
Subjects: Computer science, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, symbols.namesake, [SPI]Engineering Sciences [physics], [INFO.INFO-NI]Computer Science [cs]/Networking and Internet Architecture [cs.NI], 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Electronic engineering, 0101 mathematics, Electrical and Electronic Engineering, Ultra WideBand (UWB), Impulse Radio (IR), Pulse parity modulation, On-off keying, 010102 general mathematics, Detector, Federal Communication Commission (FCC), Spectral density, 020206 networking & telecommunications, Bit Error Rate (BER), [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics, Additive white Gaussian noise, Binary data, Pulse-position modulation, symbols, Bit error rate, Power Spectral Density (PSD), Non-coherent detection, Transceiver
Abstract: International audience; To enhance the error performance of impulse radio UWB transceivers, we introduce in this manuscript a novel modulation scheme based on exploiting the symmetry properties of transmitted waveforms. Parity Modulation utilizes odd versus even pulses to represent binary data, while the detector relies on a time reverser and non-coherent cross correlator. The analytical expression of power spectral density has been derived; then, considering different orders of Gaussian derivatives as pulse waveforms, the spectral characteristics have been optimized to comply with the UWB emission regulation. The bit error rate formula in an AWGN channel has been developed, while our simulation measurements showed a significant performance gain for 2 Gbps Parity over 1 Gbps Pulse Position Modulation and 2 Gbps On Off Keying. A reference-based parity scheme has been eventually proposed to enhance robustness against multi-path effects, interesting results have been achieved in terms of error probability in a realistic channel, with a compromise between data rate and complexity.
Published: 2020
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18. Methodology for Broadband Matching of Electrically Small Antenna using combined Non-Foster and Passive Networks

Author: Denis Le Jeune, Sawsan Sadek, André Pérennec, Raafat Lababidi, Saadou Almokdad, Marc Le Roy, Lab-STICC_UBO_MOM_DIM, Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université de Brest (UBO)-Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Lab-STICC_ENSTAB_MOM_DIM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), University Institute of Technology, Lebanese University [Beirut] (LU), Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, Université de Brest (UBO)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université Bretagne Loire (UBL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université Bretagne Loire (UBL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB), Doctoral School of Sciences and Technology- Lebanese University, Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université Bretagne Loire (UBL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Brest (UBO)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Lebanese University [Beirut], and Lab-STICC_ENSTAB_ CACS_MOCS
Subjects: Computer science, [SDV.IB.IMA]Life Sciences [q-bio]/Bioengineering/Imaging, 020208 electrical & electronic engineering, Bandwidth (signal processing), Reactance, Non-Foster, 020206 networking & telecommunications, 02 engineering and technology, Input impedance, Effective radiated power, Network topology, 7. Clean energy, Quality factor, Surfaces, Coatings and Films, Antenna efficiency, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics, Electrically small antenna, [SPI.ELEC]Engineering Sciences [physics]/Electromagnetism, Passive matching, Hardware and Architecture, Signal Processing, Broadband, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Electronic engineering
Abstract: International audience; Decreasing the electric length of an antenna results in increasing its input reactance that becomes greater than its input resistance, resulting in a significant rise in its quality factor and in a drastic reduction of its potential operating bandwidth. For such small antennas, namely ESA for Electrically Small Antenna, passive matching is restricted by the gain-bandwidth theory, providing narrow bandwidths and/or poor gain. This limitation can be overtaken by using antenna matching networks based on non-Foster components. In previous studies, non-Foster components are used to cancel the reactance part of the ESA, and then passive matching may be introduced to transform the net input impedance toward 50Ω, which leads to an increase in the bandwidth. In this paper, a design methodology is put forward on three different topologies all based on combined passive and active matching networks. A described step-by-step design to decrease the antenna quality factor is discussed. A comparison is made between these topologies along with a discussion on their limitations and ability to increase the bandwidth and radiation efficiency of ESA. The third topology presented in this paper is a novel one that proposes a three-stage matching network and exhibits both the widest matched bandwidth and an increase in the efficiency of the whole system compared to previous approaches. In order to make this comparison, a new indicator to estimate the whole system radiated power efficiency is introduced and validated by comparison with a full EM simulation. Moreover, actual implementation of the two most interesting techniques are detailed and associated measured results are carefully compared to simulations.
Published: 2020
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19. Dynamic decision-making process in the opportunistic spectrum access

Author: ALMASRI, Mahmoud, Mansour, Ali, Moy, Christophe, Assoum, A., Le Jeune, Denis, Osswald, Christophe, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut d'Électronique et des Technologies du numéRique (IETR), Nantes Université (NU)-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), Lebanese University [Beirut] (LU), Lab-STICC_ENSTAB_CID_DECIDE, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (UMR 3192) (Lab-STICC), Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département STIC [Brest] (STIC), École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), 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), Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département STIC [Brest] (STIC), Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), and Université de Nantes (UN)-Université de Rennes 1 (UR1)
Subjects: Multi-Armed Bandit, [SPI]Engineering Sciences [physics], Priority Access, Opportunistic Spectrum Access, Cognitive Networks, Quality of Service
Abstract: International audience; We investigate in this paper many problems related to the decision-making process in the Cognitive Radio (CR), where a Secondary User (SU) tries to maximize its opportunities by finding the most vacant channel. Recently, Multi-Armed Bandit (MAB) problems attracted the attention to help a single SU, in the context of CR, makes an optimal decision using the well-known MAB algorithms, such as: Thompson Sampling, Upper Confidence Bound, e-greedy, etc. However, the big challenge for multiple SUs remains to learn collectively or separately the vacancy of channels and decrease the number of collisions among users. To solve the latter issue for multiple users, the All-Powerful Learning (APL) policy is proposed; this new policy considers the priority access and the dynamic multi-user access, where the number of SUs may change over time. Based on our APL policy, we consider as well as the Quality of Service (QoS), where SUs should estimate and then access best channels in terms of both quality and availability. The experimental results show the superiority of APL compared to existing algorithms, and it has also been shown that the SUs are able to learn channels qualities and availabilities and further enhance the QoS. © 2020 ASTES Publishers. All rights reserved.
Published: 2020
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20. A Wideband Spectrum Sensing Approach for Cognitive Radios Based on Cepstral Analysis

Author: Ali Mansour, Azza Moawad, Roland Gautier, Koffi-Clement Yao, Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Lab-STICC_UBO_CACS_COM, Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université de Brest (UBO)-Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), and Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Subjects: Computer Networks and Communications, Computer science, Detector, 020206 networking & telecommunications, 02 engineering and technology, lcsh:HE1-9990, Edge detection, lcsh:Telecommunication, Wavelet, Cognitive radio, lcsh:TK5101-6720, Baseband autocepstrum detector, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Baseband, 020201 artificial intelligence & image processing, Detection theory, cognitive radio, Wideband, lcsh:Transportation and communications, Passband, Algorithm, [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing, wideband spectrum sensing, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, differential log spectral density
Abstract: Multiband spectrum access plays an essential role in cognitive radio systems so as to increase the network’s throughput through wideband spectrum sensing. It includes identifying the number of subbands comprising a wide spectrum by edge detection, and also examining their occupancy through primary user detection techniques. Despite the offered accuracy of the wavelet-based approaches, their complexity becomes a drawback. Remarkably, the features revealing property of cepstral analysis and its implementation simplicity make it a suitable candidate for signal detection. Motivated by these reasons, this paper presents a wideband spectrum sensing approach based on cepstral analysis. First, we propose the differential log spectral density algorithm for the edge detection phase in order to detect the spectral boundaries within the wideband of interest. Also, we present a mathematical framework of the proposed algorithm and an expression for the detection threshold of the proposed detector is derived. The simulation results have showed a superior performance of the edge detection algorithm to different wavelet-based techniques at low-to-medium noise power. Used in conjunction with denoising, the proposed edge detector shows good detection results at low signal-to-noise ratio. For the primary user detection phase, we introduce the improved passband autocepstrum detector to tackle the misdetection problem of noise-like signals and it outperforms different state-of-the-art techniques. Finally, the uncertainty problem of the subbands center frequencies is addressed and the baseband autocepstrum detector is introduced as a potential solution to improve signal detection in frequency selective fading.
Published: 2020
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21. Mise en œuvre des probabilités et des statistiques

Author: Ali MANSOUR, Christophe Osswald, Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Lab-STICC_ENSTAB_CID_DECIDE, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (UMR 3192) (Lab-STICC), Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département STIC [Brest] (STIC), École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), and Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: [MATH.MATH-PR]Mathematics [math]/Probability [math.PR], [MATH.MATH-ST]Mathematics [math]/Statistics [math.ST], Probabilités
Abstract: National audience; Cet ouvrage aborde le thème de la probabilité théorique ainsi que les méthodes statistiques. Il contient des exercices résolus, des problèmes de synthèse et des entraînements à la programmation.
Published: 2019

22. Distributed Algorithm to Learn OSA Channels Availability and Enhance the Transmission Rate of Secondary Users

Author: Denis Lejeune, Ali Mansour, Christophe Osswald, A. Assoum, Christophe Moy, Mahmoud Almasri, Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Institut d'Électronique et des Technologies du numéRique (IETR), Nantes Université (NU)-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), Signal, Communication et Electronique Embarquée (SCEE), Institut d'Electronique et de Télécommunications de Rennes (IETR), 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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Supérieure d'Electricité - SUPELEC (FRANCE)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Université de Rennes (UNIV-RENNES), Lab-STICC_ENSTAB_CID_DECIDE, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (UMR 3192) (Lab-STICC), Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département STIC [Brest] (STIC), École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), 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), 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)-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), Université de Rennes (UR), Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département STIC [Brest] (STIC), Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL), and Université de Nantes (UN)-Université de Rennes 1 (UR1)
Subjects: Radio spectrum management, [INFO.INFO-GT]Computer Science [cs]/Computer Science and Game Theory [cs.GT], Computer science, business.industry, Cognitive radio, 020206 networking & telecommunications, 02 engineering and technology, Opportunistic spectrum access, Cognitive network, Multi-armed bandit, Radio networks, Base station, [INFO.INFO-NI]Computer Science [cs]/Networking and Internet Architecture [cs.NI], Transmission (telecommunications), Order (business), Distributed algorithm, Wireless channels, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, 020201 artificial intelligence & image processing, business, Game theory, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Computer network
Abstract: This manuscript addresses the problem of the Opportunistic Spectrum Access (OSA) in Cognitive Radio Networks (CRNs). In a CRN, the main aim of a secondary user (SU), i.e. an opportunistic user willing to transmit over unused licensed channels, is to learn the availability of channels and find the most often vacant in order to increase his transmission rate. Recent works use multi-armed bandit (MAB) framework to solve the OSA problem for a single SU. However, in this paper a novel decentralized policy is proposed for the multi-user case to estimate collectively the availability of channels using sensing decisions. This policy does not require any cooperation among the secondary users where two sets of SUs are considered: priority (SU p ) and ordinary (SU o ) users. Our policy ensures that the users SU p often access the best channels while the users SU o access the almost-best ones. Moreover, this policy ensures a fairness among the priority users SU p as well as the ordinary users SU o by giving a uniform access to available channels. In this manuscript, we also propose a novel transmission technique to enhance the transmission rate as well as to extend the transmission range of the ordinary secondary users by requesting the priority ones to play as cooperative relays. In our transmission technique, we consider that the priority users SU p are the nearest to the primary base station. Simulation results show that the users, i.e. priority and ordinary users, access uniformly the channels using our learning policy. We also show that ordinary users achieve higher transmission rate using the proposed transmission technique.
Published: 2019
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23. Hardware Architecture for a Bit-Serial Odd-Even Transposition Sort Network with On-The-Fly Compare and Swap

Author: Ali Mansour, Bachar El-Hassan, Rafic Ayoubi, Ghattas Akkad, Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), and University of Balamand - UOB (LIBAN)
Subjects: Hardware architecture, 020203 distributed computing, Sorting algorithm, Computer science, Clock rate, Sorting, 02 engineering and technology, Parallel computing, Bottleneck, 020202 computer hardware & architecture, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Sorting network, sort, [INFO]Computer Science [cs], Field-programmable gate array, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: Sorting algorithms are computationally expensive routines frequently executed on modern computers and embedded systems. Implementing sorting algorithms on dedicated hardware can contribute significantly to the overall execution time of the processes and applications embodying them. However, such algorithms are known to suffer from a trade off between convergence time and computational complexity. Consequently, this causes performance degradation i.e. bottleneck, when implemented on dedicated hardware with limited resources. In this respect, this paper proposes a novel sequential hardware architecture for a bit-serial Odd-Even transposition sorting network with on-the-fly compare and swap, on field programmable gate array (FPGA). In contrast to the classical parallel-data architecture, which operates on N data bits, this implementation significantly minimizes resource utilization while offering higher clock frequency, on the fly compare and swap and preserving O(N) performance complexity. Simulation and synthesis results demonstrates that the proposed architecture is parallel, minimal in size, can operate on much larger arrays for a reference area size, can be easily expanded, and can achieve higher operating frequency.
Published: 2019

24. Novel sensing mechanism for full-duplex secondary users in cognitive radio

Author: Abbass Nasser, Mohamad Rida Mortada, Ali Mansour, K. C. Ya, Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL), Lab-STICC_UBO_CACS_COM, Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université de Brest (UBO)-Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), and Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)
Subjects: Full-Duplex, Frequency band, Computer science, business.industry, Duplex (telecommunications), 020206 networking & telecommunications, Throughput, 02 engineering and technology, Cognitive Radio, Transmitting-Receiving-Sensing, Mechanism (engineering), [SPI]Engineering Sciences [physics], Cognitive radio, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Self-Interference Cancellation, 020201 artificial intelligence & image processing, Spectrum Sensing, business, [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing, Computer network
Abstract: International audience; In this paper, we present a new Transmitting-Receiving-Sensing (TRS) mechanism for full-duplex cognitive radio. Our proposed mechanism permits Secondary Users (SUs) to establish a bidirectional communication over the same frequency band while keeping aware of the Primary User (PU) activity status. The activity period of SU in our proposed mechanism is composed of two stages: In the first stage SU communicates in bidirectional way with his peer SU. At the second stage, one of the SUs becomes silent in order to do not disturb his peer, which performs a spectrum sensing and remains active at the same time using self-interference cancellation technique. The probability of collision related to our mechanism is derived as well as the probability of waste and the average throughput. Our simulation results show that the proposed mechanism can significantly decrease the probability of collision at low SNRp (Signal to Noise Ratio of PU at SU).
Published: 2019
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25. On-in: An on-node and in-node based mechanism for big data collection in large-scale sensor networks

Author: Christophe Osswald, Hassan Harb, Ali Mansour, Abbass Nasser, Marwa Ibrahim, Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL), Lab-STICC_ENSTAB_CID_DECIDE, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (UMR 3192) (Lab-STICC), Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département STIC [Brest] (STIC), École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), and Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Newton forward difference method, business.industry, Computer science, Node (networking), Data management, PKmeans, Big data, Real-time computing, 020206 networking & telecommunications, 02 engineering and technology, Energy conservation, Wireless sensor networks, [SPI]Engineering Sciences [physics], Sensor node, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Redundancy (engineering), 020201 artificial intelligence & image processing, TelosB mote, business, Cluster analysis, Wireless sensor network, [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing, Data transmission
Abstract: International audience; Nowadays, data are collected everywhere from searches on Google to posts on social media. Thus, the era of big data is started. Among many feasible sources, Wireless Sensor Network (WSN) becomes one of the vibrant big data sources where a huge volume of data is generated from various sensor nodes in large-scale networks. Compared to traditional networks, WSN faces serious challenges especially in data management and conserving sensor energies. In this work, we propose a novel two phases big data processing mechanism, called ON-IN: on-node and in-node (between nodes). In the first phase, we introduce the Newton's forward difference method to reduce the amount of data generated at each sensor node. Meanwhile, in the second phase we perform a clustering technique, i.e. PKmeans (Pattern-Kmeans) algorithm, and aim to reduce the redundancy among data generated by neighboring nodes. Through both simulations and experiments on real telosB motes, we evaluated the efficiency of our proposed mechanism in terms of reducing data transmission and conserving sensor energies, compared to other existing techniques.
Published: 2019
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26. All-Powerful Learning Algorithm for the Priority Access in Cognitive Network

Author: D. Le Jeune, A. Assoum, Ali Mansour, Christophe Osswald, Mahmoud Almasri, Christophe Moy, Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL), 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), Lab-STICC_ENSTAB_CID_DECIDE, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (UMR 3192) (Lab-STICC), Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département STIC [Brest] (STIC), École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), 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), Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département STIC [Brest] (STIC), Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), and Nantes Université (NU)-Université de Rennes 1 (UR1)
Subjects: All-powerful learning algorithm, Learning (artificial intelligence), Computer science, Cognitive radio, 020206 networking & telecommunications, 02 engineering and technology, Opportunistic spectrum access, Cognitive network, Multi-armed bandit, [INFO.INFO-AI]Computer Science [cs]/Artificial Intelligence [cs.AI], [INFO.INFO-NI]Computer Science [cs]/Networking and Internet Architecture [cs.NI], 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, 020201 artificial intelligence & image processing, Telecommunication computing, Algorithm, Communication channel
Abstract: International audience; In this paper, we propose the All-Powerful Learning (APL) algorithm for multiple Secondary Users (SUs) that considers the priority access and the dynamic multi-user access, where the number of SUs changes over time. To the best of our knowledge, APL is the first learning algorithm that successfully handles the dynamic users with the priority access. APL does not require any cooperation or prior information (e.g. the number of users in the network, or the number of available channels, or the total number of iterations) as do many existing algorithms. We should emphasize that the knowledge of previous parameters can make all these algorithms impractical and difficult to apply. The experimental results show the superiority of APL compared to existing algorithms.
Published: 2019
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27. Low Complexity Robust Adaptive Beamformer Based On Parallel RLMS and Kalman RLMS

Author: Bachar El-Hassan, Jalal Abdulsayed Srar, Ali Mansour, Ghattas Akkad, Frederic Le Roy, Mohamad Najem, Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), and Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
Subjects: Adaptive Beamforming, Computer science, MIMO, Smart antenna, 02 engineering and technology, Interference (wave propagation), Least squares, Least mean squares filter, RLMS, [SPI]Engineering Sciences [physics], RLS, Robustness (computer science), 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, SINR, Adaptive algorithm, 020206 networking & telecommunications, Kalman filter, LMS, Spatial multiplexing, Adaptive filter, Steering Vector, KRLMS, 020201 artificial intelligence & image processing, Spatial Multiplexing, Multi Antenna, Kalman Filter, [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing, Algorithm, Adaptive beamformer
Abstract: International audience; To ease spectral congestion and enhance frequency reuse, researchers are targeting smart antenna systems using spatial multiplexing and adaptive signal processing techniques. Moreover, the accuracy and efficiency of such systems is highly dependent on the adaptive algorithms they employ. A popular, adaptive beamforming algorithm, widely used in smart antennas, is the Recursive Least Square (RLS) algorithm. While, the classical RLS implementation achieves high convergence, it still suffers from its inability to track the target of interest. Recently, a new adaptive algorithm called Recursive Least Square - Least Mean Square (RLMS) which employs a RLS stage followed by a Least Mean Square (LMS) algorithm stage and separated by an estimate of the array image vector, i.e. steering vector, has been proposed. RLMS outperforms previous RLS and LMS variants, with superior convergence and tracking capabilities, at the cost of a moderate increase in computational complexity. In this paper, an enhanced, low complexity parallel version of the cascade RLMS is presented by eliminating the need for computing the array image vector cascading stage. Hence, For an antenna of N elements our strategy can reduce the complexity of the system by 20N multiplications, 6N additions and 2N divisions. Moreover, a new Kalman based parallel RLMS (RKLMS) method is also proposed, where the LMS stage is replaced by a Kalman implementation of the classical LMS, and compared under low Signal to Interference plus Noise ratios (SINR). Simulation results show identical performance for the parallel RLMS, cascaded RLMS at 10dB and superior performance and robustness for the RKLMS on low SINR cases up to -10dB.
Published: 2019
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28. A closed-form expression of the BER of reconfigurable antenna aided Space Shift Keying (SSK)

Author: Ali Mansour, Marco Di Renzo, Arnaud Coatanhay, Nguyen Linh-Trung, Viet-Dung Nguyen, Lab-STICC_ENSTAB_MOM_PIM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL), and Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM
Subjects: Reconfigurable antenna, Reconfigurable antennas, Ideal (set theory), Computer science, Space-shift-keying, Spatial modulation, Monte Carlo method, 020206 networking & telecommunications, Context (language use), 02 engineering and technology, Topology, Channel models, Space shift keying, law.invention, [SPI]Engineering Sciences [physics], law, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Error probability, 020201 artificial intelligence & image processing, Ray tracing (graphics), Closed-form expression, [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing, Internet-of-Things (IoT)
Abstract: International audience; We consider the performance analysis of reconfigurable antenna-aided space shift keying (RectAnt-SSK) system for Internet-of-Things applications. In particular, we propose a mathematical framework for analyzing performance of RectAnt-SSK in a general context using a single RecAnt (equipped with several ideal radiation patterns (RPs)) and multiple receive antennas. We take into account the effect of RPs from RecAnt in conjunction with a ray tracing based two dimensional (2D) channel model. The effectiveness of the proposed framework is then assessed through Monte Carlo simulation using simulated RPs.
Published: 2019
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29. Affordable Broad Agile Farming System for Rural and Remote Area

Author: Denis Le Jeune, Ali Mansour, Mohammad Ammad Uddin, Muhammad Ayaz, El-Hadi M. Aggoune, University of Tabuk, Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), and Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
Subjects: [SDV.SA]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences, 0209 industrial biotechnology, Autonomous aerial vehicles, General Computer Science, Computer science, Distributed computing, Internet of Things, dynamic data collection, 02 engineering and technology, 7. Clean energy, localization, Smart farming, Crop, [SPI]Engineering Sciences [physics], 020901 industrial engineering & automation, Resource (project management), Crop field, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, General Materials Science, Antenna arrays, virtual array antenna, 2. Zero hunger, business.industry, General Engineering, 020206 networking & telecommunications, Agriculture, Drone, Wireless sensor networks, Internet of Things (IoT), lcsh:Electrical engineering. Electronics. Nuclear engineering, business, lcsh:TK1-9971, clustering, Agile software development, Efficient energy use
Abstract: International audience; We develop a fast-deployed crop health monitoring system using state-of-the-art technologies to collect data from crop fields in order to take appropriate and timely actions. For the proposed resource optimized system, Saudi Arabian agriculture is taken as a case study. To achieve the desire goals, we harness IoT (Internet of Things) and drones in agriculture to establish rapid system deployment. This paper focuses on the data collection from crop field by organizing heterogeneous IoT devices in clusters and localise them for data harvesting. Clusters are formed by considering the path of UAVs, sensors heterogeneity, weather conditions, fluctuation of sensor nodes, and the communication cost of IoT devices. For localisation, carrying larger or heavier arrays of antennas and receivers with a small size UAV is also a major issue considered in this paper. Hence, we introduce a dynamic clustering and virtual antenna array to develop a complete data collection scheme supported by simulations and experimental tests with proof-of-concept devices. The results are analysed and found promising in terms of energy efficiency, throughput, ease of use, and deployment time. Whole the system is developed with the concept that it can install in rural and remote area with minimum deployment time and agile enough that can collect data in worst conditions (bad weather, hostile environment, fluctuating nodes, poor infrastructure, with or without an established network). In broader sense it can map easily in many similar applications where data is needed to be harvested from a wide range of heterogeneous sensors without existing any infrastructure and ground topology.
Published: 2019
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30. Risk assessment of SDR-based attacks with UAVs

Author: Frederic Le Roy, Jean-Philippe Diguet, Christian Roland, Denis Le Jeune, Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Lab-STICC_UBS_CACS_IAS, and Lab-STICC_UBS_CACS_MOCS
Subjects: [INFO.INFO-AR]Computer Science [cs]/Hardware Architecture [cs.AR], Computer science, business.industry, 05 social sciences, Software Defined Radio, 050801 communication & media studies, 020206 networking & telecommunications, ComputerApplications_COMPUTERSINOTHERSYSTEMS, 02 engineering and technology, Software-defined radio, Attacks, Computer security, computer.software_genre, Drone, 0508 media and communications, Software, Taxonomy (general), 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Off the shelf, Ground segment, Risk assessment, business, computer
Abstract: International audience; The use of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) is rising constantly whether for leisure or professional purposes in civilian or Defense domains. We consider in this study small civilian aerial drones of different types, which are low cost, available off the shelf and so affordable for individuals. Simultaneously , they have also raised security concerns for critical sites such as nuclear stations, strategic locations like official buildings, crowded places as stadiums, etc. The aim of this paper is to provide a survey of the risks assessment with and for UAVs in general. Regarding the security concern we pay a specific attention to attacks that are facilitated and can benefit from an easy access to Software Defined Radio (SDR) boards that can be embedded in the UAV or in the ground segment.
Published: 2019

31. On Optimizing the Performance of Impulse Radio Pulse Position Modulation Based on UWB Gaussian Pulse Derivatives

Author: Ali Mansour, Haidar Taki, Abbass Nasser, Koffi Clément Yao, Lab-STICC_UBO_MOM_DIM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), and Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)
Subjects: Computer science, Gaussian, Errors, Signal receivers, Modulation index, Gaussian distribution, Ultra-wideband, 02 engineering and technology, symbols.namesake, 020210 optoelectronics & photonics, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Electronic engineering, Computational methods, Waveform, Radio transmission, Signal to noise ratio, 020206 networking & telecommunications, Code rate, Pulse position modulation, Impulse noise, Transmission (telecommunications), Ultra-wideband (UWB), Pulse-position modulation, symbols, Bit error rate, [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing
Abstract: International audience; In this paper, we enhance the performance of Pulse Position Modulation scheme applied with Impulse Radio Ultra WideBand transmission, while the receiver is based on non-coherent energy detection. By exploiting the time properties of Gaussian pulse derivatives, it was possible to adjust the modulation index in order to improve the data rate in compromise with the error probability. For the 5th Gaussian waveform, we succeeded in increasing the information rate by 25 % with a notable reduction in the bit error rate simultaneously. The transmission speed can be further boosted by 33 % at the cost of additional errors collected at receiver side, which depend on the signal-To-noise ratio and generated pulse dynamics.
Published: 2019
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32. Structured Hinfinity regulations applied to auv yaw control

Author: Rui Yang, Liu, Y., Benoit Clement, Dominique Monnet, Ali Mansour, Lab-STICC_ENSTAB_CID_PRASYS, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Pole STIC, ENSTA Bretagne, École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne), Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, and Département STIC [Brest] (STIC)
Subjects: ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, [SPI.AUTO]Engineering Sciences [physics]/Automatic
Abstract: International audience
Published: 2019

33. Diviseur de Puissance Compact Ultra-Large-Bande 3-40 GHz

Author: Hijazi, Hadi, Le Roy, Marc, Lababidi, Raafat, Le Jeune, Denis, Pérennec, André, Lab-STICC_ENSTAB_MOM_DIM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Lab-STICC_UBO_MOM_DIM, Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université de Brest (UBO)-Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), and Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: transition microruban-fente, ACTN, diviseur de puissance, Balun actif, ultra-wide-band, ultra-large-bande, power divider, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics
Abstract: National audience; Ce papier présente un diviseur de puissance Ultra-Large-Bande fonctionnant de 3 à 40 GHz. Ce diviseur de puissance utilise les caractéristiques très large bande des transitions microruban-ligne à fentes qui ont été optimisées suite à une étude paramétrique. Les pertes d’insertion sont meilleures que 7dB sur chaque voie et le déséquilibre de phase et d’amplitude entre les voies est très faible de par la symétrie du dispositif. Le circuit est compact, 40x40 mm, réalisable avec des technologies basiques et permet le design d’un balun 180° selon une approche identique.
Published: 2019

34. Etude comparative des différentes techniques d’annulation de l’auto-interférence au niveau RF/antennaire pour application Full-Duplex

Author: Pen, Allan, Le Roy, Marc, Lababidi, Raafat, Le Jeune, Denis, Pérennec, André, Issler, Jean-Luc, Elis, Kevin, Gay, Adrien, Corre, Jean-Hervé, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES), Syrlinks (FRANCE), Lab-STICC_UBO_MOM_DIM, Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université de Brest (UBO)-Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Lab-STICC_ENSTAB_MOM_DIM, Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and CNES
Subjects: Full-Duplex, self-interférence cancellation, ACTN, nano-satellite, auto-interférence, inter-satellite-link, réseau d'antennes, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics
Abstract: National audience; Dans cet article, plusieurs topologies d’annulation d’auto-inférence au niveau RF/antennaire pour communications Full-Duplex (FD) sont comparées. L’importance du premier niveau de réduction de la Self-Interférence (couplage de l’émission TX vers la réception RX) au niveau antennaire/RF est mise en avant pour différentes applications. Ainsi, plusieurs configurations multi-antennaires sont comparées en mettant en évidence leurs avantages/inconvénients respectifs dans le but d’identifier les techniques les plus pertinentes pour la mise en oeuvre d’une liaison FD ISL (Inter-Satellite-Link) entre nano-satellites.
Published: 2019

35. Inverseur actif accordable large-bande à base de composants Non-Foster améliorés

Author: Al Mokdad, Saadou, Lababidi, Raafat, Le Roy, Marc, Sadek, Sawsan, Pérennec, André, Le Jeune, Denis, Lab-STICC_UBO_MOM_DIM, Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université de Brest (UBO)-Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Lab-STICC_ENSTAB_MOM_DIM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), IUT de Saida, Université Libanaise, École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM
Subjects: non-foster, negative impedance converter, inverseur de phase, cross coupled pair, ACTN, XCP, NIC, déphaseur actif, capacité négative, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics
Abstract: National audience; Ce papier présente un inverseur de phase actif et accordable réalisé à partir de composant Non-Foster améliorés. Le déphaseur ou inverseur présente une phase en transmission accordable autour de 180° sur une bande s’étendant de 2 à 4 GHz. La topologie du déphaseur/inverseur retenue fait appel à des capacités négatives obtenues à partir de convertisseur d’impédance négative (NIC). Notre étude montre que l’impédance équivalente obtenue d’un circuit NIC réalisé à partir de paires croisées (XCP) de transistors FET n’est pas purement réactive. Elle contient également une partie réelle non négligeable qui a pour conséquence de dégrader la qualité des capacités négatives attendues et donc les performances du déphaseur. Plusieurs niveaux d’améliorations sont alors apportés, d’abord en cascadant 2 topologies différentes de XCP puis sur les XCP elles-mêmes dans le but de compenser la partie réelle résiduelle de ces capacités négatives.
Published: 2019

36. Sécurisation d'une transmission Radio sur la couche physique (RF) par la technique du Full-Duplex

Author: Lababidi, Raafat, Le Jeune, Denis, Le Roy, Marc, Hleiss, Rima, Pérennec, André, Lab-STICC_ENSTAB_MOM_DIM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, Lab-STICC_UBO_MOM_DIM, Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université de Brest (UBO)-Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Faculty of Engineering [Lebanese University] (ULFG), Lebanese University [Beirut] (LU), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), and Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: full-duplex, Front-end RF, sécurisation, C-COM, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics
Abstract: International audience; Ce papier présente une nouvelle technique de sécurisation d’un lien radio, très peu abordée jusqu’ici, intervenant au niveau de la couche physique RF du système de transmission. Cette technique basée sur l’utilisation d’un système Full-duplex s’avère parfaitement complémentaire à l’emploi de clés de chiffrement. Un scénario d’utilisation d’une telle technique dans un contexte militaire opérationnel est présenté. Enfin, un état de l’art décrivant les différentes parties nécessaires au bon fonctionnement d’une communication FD est également proposé.
Published: 2019

37. Signaux et systèmes : signaux, filtrage et décision

Author: André Quinquis, Ali MANSOUR, Emanuel Radoi, Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Lab-STICC_UBO_CACS_COM, Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université de Brest (UBO)-Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), and Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Subjects: Traitement du signal, [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing
Abstract: National audience; Dans notre société moderne, où la technologie a envahi la vie de tous les jours, l’information devient essentielle. Le traitement du signal joue un rôle crucial pour mieux interpréter les observations reçues et extraire l’information pertinente et utile pour une décision quelle qu’en soit la finalité. De nos jours, le traitement des signaux et des systèmes trouve ses applications dans des domaines variés comme la surveillance, le numérique, l’automatisme, la santé, les télécommunications, la cyberdéfense, les capteurs intelligents, l’internet des objets, l’astronomie, la guerre électronique, la robotique, etc.Cet ouvrage présente d’une manière originale et didactique les concepts fondamentaux du traitement de signal en abordant plus d’une centaine de questions que les étudiants ou les personnes non-spécialistes de la discipline se posent. Armés d’une longue expérience dans l’enseignement supérieur et dans la recherche en France et à l’étranger, les auteurs apportent des éléments de réponse dans un langage clair, concis et mathématiquement accessible au public.Les concepts fondamentaux sont traités via des questions illustrées d’exemples, renforçant le bon sens physique et facilitant l’appréhension de notions trop souvent réputées ardues. L’ouvrage est ainsi rendu accessible au public le plus large : ingénieurs généralistes, étudiants préparant des DUT, BTS, diplômes d’ingénieurs, licences et masters scientifiques. Si l’exercice de dialectique qui consiste, pour convaincre, à proposer simultanément questions et réponses afférentes s’avère parfois réducteur, force est de constater que les auteurs ont su maintenir une très grande ouverture dans leur exposition qui devrait inciter beaucoup de dubitatifs du traitement du signal, de tous bords, à consulter leur ouvrage.
Published: 2019

38. Energy-Efficient Machine Learning Algorithms

Author: Dupraz, Elsa, Varshney, Lav, Dupraz, Elsa, Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Département Signal et Communications (IMT Atlantique - SC), IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), and University of Illinois at Urbana-Champaign (University of Illinois at Urbana-Champaign)
Subjects: [MATH.MATH-IT] Mathematics [math]/Information Theory [math.IT], Energy optimization, [MATH.MATH-IT]Mathematics [math]/Information Theory [math.IT], Binary Recursive Estimation, Faulty Hardware
Abstract: International audience; When designing electronic systems, a standard technique to reduce the energy consumption consists of agressively downscaling the voltage supply. However, due to physical limitations, further reducing the power supply of next generations of electronic devices will make computational units unreliable, which may introduce faults in the computation operations realized on these chips [3]. On the other hand, tolerating faults in the computation operations gives us the opportunity to address a tradeoff between algorithm performance and energy consumption. This is the issue we consider in this talk.
Published: 2019

39. An Efficient Non-Blind Steering Vector Estimation Technique For Robust Adaptive Beamforming With Multistage Error Feedback

Author: Ali Mansour, Ghattas Akkad, Jalal Abdulsayed Srar, Bachar El-Hassan, Mohamad Najem, Frédéric Leroy, Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), and Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
Subjects: Robust adaptive beamforming, Adaptive algorithm, Computer science, 020206 networking & telecommunications, Error feedback, 02 engineering and technology, Kalman filter, LMS, Least mean squares filter, Kalman, [SPI]Engineering Sciences [physics], symbols.namesake, Additive white Gaussian noise, Minimum-variance unbiased estimator, RLS, Robustness (computer science), Control theory, MVDR, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, symbols, 020201 artificial intelligence & image processing, Steering vector estimation, [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing, Adaptive beamformer
Abstract: International audience; Adaptive beamforming methods, when applied to practical problems, are known to suffer severe performance degradation if a mismatch occurs between the presumed and actual steering vectors. Such mismatch results in the suppression of the desired signal component, i.e., signal self-nulling phenomenon. Hence, robust approaches to adaptive beamforming and efficient steering vector estimation techniques are required. In this paper, a non-blind steering vector estimation technique is developed as a solution to the signal mismatch problem. The proposed technique extends the least mean square (LMS) and recursive least square (RLS) algorithms to estimate the array steering vector from the desired signal and array weights for robustness against possible mismatch. The resulting array vector is tested using the Kalman filter-based minimum variance distortionless response algorithm (KMVDR) by constraining the desired look direction, i.e., estimated steering vector, in the presence of additive white Gaussian noise. Moreover, a fast converging adaptive algorithm is proposed based on cascaded stages and error feedback. Experimental results have shown satisfactory convergence given the estimated steering vector, hence validating the proposed approach.
Published: 2019
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40. Adaptive Strategy and Decision Making Model for Sensing-Based Network Applications

Author: Hassan Harb, Ali Mansour, Christophe Osswald, Abbass Nasser, Marwa Ibrahim, Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL), American University of Culture & Education (AUCE), Lab-STICC_ENSTAB_CID_DECIDE, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (UMR 3192) (Lab-STICC), Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département STIC [Brest] (STIC), École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), and Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Subjects: Divide and conquer algorithms, Grid Topology, Computer science, Node (networking), 010401 analytical chemistry, Real-time computing, Wireless Sensor Networks (WSNs), Support-Confidence Method, 020206 networking & telecommunications, 02 engineering and technology, Grid, 01 natural sciences, 0104 chemical sciences, Energy conservation, Set (abstract data type), Data Reduction, [SPI]Engineering Sciences [physics], Divide-and-Conquer Algorithm, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Decision Making Model, Decision table, Wireless sensor network, [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing, Decision-making models
Abstract: International audience; Energy conservation and decision making are at the heart of wireless sensor network (WSN) research. Indeed, the limited power of sensors, which is mostly not rechargeable, accompanied to the dense deployment of sensors, which collect a huge amount of data, complicate the makers' decision. In this paper, we propose an energy-efficient adaptive strategy and decision making technique based on a grid architecture of WSN, where a Grid-Leader (GL) is assigned for each grid. Our technique works on the three tiers of WSN: sensors, grid-leader (GL) and sink. At the first tier, each sensor applies a divide-and-conquer algorithm in order to send a reduced set of data to its appropriate GL; At the second tier, the GL combines data coming from sensors and sends useful information, i.e. satisfying a confidence threshold, about the monitored grid to the sink. The last tier, e.g. sink node, introduces two decision tables (score and early decisions) in order to make a real-time decision for each grid in the network. Extensive simulations on real sensor data demonstrated that our technique can be efficiently saving the network energy and helping in taking decisions, while maintaining an acceptable data accuracy level.
Published: 2019
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41. Internet-of-Things (IoT)-Based Smart Agriculture: Toward Making the Fields Talk

Author: Mohammad Ammad-Uddin, Ali Mansour, Muhammad Ayaz, Zubair Sharif, El-Hadi M. Aggoune, Sensor Networks & Cellular Systems (SNCS), University of Tabuk, Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), and Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
Subjects: Internet-of-Things (IoTs), [SDV.SA]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences, General Computer Science, smart agriculture, Computer science, Process (engineering), Internet of Things, Crops, 02 engineering and technology, 01 natural sciences, urban farming, Soil preparation, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, General Materials Science, [INFO]Computer Science [cs], advanced agriculture practices, Irrigation, Food quality and quantity, 2. Zero hunger, Internet, agriculture robots, business.industry, Crop yield, 010401 analytical chemistry, General Engineering, 020206 networking & telecommunications, Agriculture, 0104 chemical sciences, Engineering management, 13. Climate action, The Internet, lcsh:Electrical engineering. Electronics. Nuclear engineering, business, lcsh:TK1-9971
Abstract: International audience; Despite the perception people may have regarding the agricultural process, the reality is that today's agriculture industry is data-centered, precise, and smarter than ever. The rapid emergence of the Internet-of-Things (IoT) based technologies redesigned almost every industry including “smart agriculture” which moved the industry from statistical to quantitative approaches. Such revolutionary changes are shaking the existing agriculture methods and creating new opportunities along a range of challenges. This article highlights the potential of wireless sensors and IoT in agriculture, as well as the challenges expected to be faced when integrating this technology with the traditional farming practices. IoT devices and communication techniques associated with wireless sensors encountered in agriculture applications are analyzed in detail. What sensors are available for specific agriculture application, like soil preparation, crop status, irrigation, insect and pest detection are listed. How this technology helping the growers throughout the crop stages, from sowing until harvesting, packing and transportation is explained. Furthermore, the use of unmanned aerial vehicles for crop surveillance and other favorable applications such as optimizing crop yield is considered in this article. State-of-the-art IoT-based architectures and platforms used in agriculture are also highlighted wherever suitable. Finally, based on this thorough review, we identify current and future trends of IoT in agriculture and highlight potential research challenges.
Published: 2019
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42. Opportunistic Spectrum Access in Cognitive Radio for Tactical Network

Author: Ali Mansour, Denis Lejeune, A. Assoum, Christophe Osswald, Christophe Moy, Mahmoud Almasri, Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Institut d'Électronique et des Technologies du numéRique (IETR), Nantes Université (NU)-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), Université de Rennes (UNIV-RENNES), Signal, Communication et Electronique Embarquée (SCEE), Institut d'Electronique et de Télécommunications de Rennes (IETR), 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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Supérieure d'Electricité - SUPELEC (FRANCE)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Lab-STICC_ENSTAB_CID_DECIDE, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (UMR 3192) (Lab-STICC), Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département STIC [Brest] (STIC), École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), 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), Université de Rennes (UR), 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)-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), Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département STIC [Brest] (STIC), Université européenne de Bretagne - European University of Brittany (UEB)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Télécom Bretagne-Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL), and Université de Nantes (UN)-Université de Rennes 1 (UR1)
Subjects: Computer science, business.industry, Rank (computer programming), Bandwidth (signal processing), 020206 networking & telecommunications, Regret, Context (language use), 02 engineering and technology, [SPI.TRON]Engineering Sciences [physics]/Electronics, Cognitive radio, Transmission (telecommunications), 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, 020201 artificial intelligence & image processing, business, Thompson sampling, Communication channel, Computer network
Abstract: International audience; This manuscript addresses the problem of Opportunistic Spectrum Access (OSA) in Cognitive Radio Networks (CRNs). In the context of CRN, two types of users may coexist: primary users (PU) , i.e. licensed user and the secondary user (SU), i.e. opportunistic user who is willing to transmit over the licensed bandwidth of PU. The main aim of a SU is to maximize his transmission rate. Hence, he must target the best channels, i.e. the must available one with the best performance. To estimate the availability of channels, one can use the Multi-Armed Bandit (MAB) learning algorithms such as (Thompson Sampling, Upper Confidence Bound, and e-greedy, etc.). Generally, these algorithms are proposed to handle the simple case of a single SU. MAB algorithms are composed of two stages: exploration and exploitation. In this study, we consider the multi-user case where a novel policy is proposed to manage the CRN network. In our study, we consider the case where the SUs have different ranks and transmission priorities. To evaluate our policy, we use the parameter regret which is the reward loss between the maximum reward getting from the best channel and the actual reward got from selecting sub-optimal channels (i.e. less vacant ones). Our simulations show that the proposed policy achieves better results than some known policies such as Random Rank or SL(K) (Selective learning of the k-th largest expected rewards) policies.
Published: 2018
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43. Unsupervised clustering of DVT Ultrasound Images using High Order Statistics

Author: D. Mottieryz, F. Le Roy, Thibaud Berthomier, L. Frechiery, Ali Mansour, C. Hoffmanny, L. Bressollettey, B. Hermenaulty, Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), and Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
Subjects: Clustering algorithms, Deep vein, 030204 cardiovascular system & hematology, Veins, 03 medical and health sciences, 0302 clinical medicine, Statistics, Medicine, cardiovascular diseases, Thrombus, High order, Ultrasonography, Coagulation, medicine.diagnostic_test, business.industry, Ultrasound, Blood flow, medicine.disease, 3. Good health, Pulmonary embolism, Venous thrombosis, medicine.anatomical_structure, 030220 oncology & carcinogenesis, cardiovascular system, Feature extraction, Elastography, business, [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing
Abstract: International audience; Naturally, a thrombus (or a blood clot) is developed by our body to prevent bleeding. However, various factors can slow or change the blood flow and create a thrombus in a deep vein (more often in the legs). This inappropriate situation is called Deep Venous Thrombosis (DVT) and it may permanently damage the blood vessels. Moreover, this disease (DVT) becomes deadly when a broken fragment of the thrombus reaches the lung and generates a Pulmonary Embolism. Using ultrasound images, our project aims to analyse the thrombus structure and extract information leading to its triggering factors: Immobilization, cancer, surgery, genetic variations, pregnancy, age, etc. In previous studies, we developed an approach based on wavelet transform to analyse the ultrasound images: Ultrasonography and elastography. In this manuscript, we extract new features based on High Order Statistics. These statistics provide hidden relevant information in the images to characterize the thrombus structure.
Published: 2018
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44. Blind Elimination of Electrical Artifacts Caused by the Electrosurgical Units (ESU) for ECG Signals

Author: K. Bensafia, S. Haddab, Ali Mansour, Pôle STIC_IDM, École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne), Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), and Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
Subjects: Computer science, business.industry, Noise reduction, 0206 medical engineering, 020206 networking & telecommunications, Pattern recognition, 02 engineering and technology, 020601 biomedical engineering, Teaching hospital, Ecg monitoring, Singular value, Electrosurgical unit, Singular value decomposition, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Artificial intelligence, Ecg signal, business, [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: This research study focuses on the reduction of the electrical artifacts (EA) from electrocardiographic (ECG) signals in order to improve the ECG monitoring in an operating room. The EA can be produced by the electrosurgical unit (ESU) during surgeries. The EA disturbs and causes serious effects on ECG signal monitoring. In this manuscript, a new method to reduce the impact of EA is proposed. First, the singular values decomposition (SVD) is directly applied to noisy ECG signals, and then the signals are studied with a more refined decomposition method called thin singular values decomposition (T-SVD) method. By cancelling the undesirable components obtained by the two methods, the signal can be de-noised. To evaluate the results, cumulated energy (CE) and the derivative of CE are used. In comparison, it has been found out that the T-SVD method gives better results. Experimental results presented in this work are provided using our data base recorded in the operating rooms of Clermont Tonnerre Military Teaching Hospital in Brest, France.
Published: 2018
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45. FFT Radix-2 and Radix-4 FPGA Acceleration Techniques Using HLS and HDL for Digital Communication Systems

Author: Bachar El-Hassan, Ali Mansour, Ghattas Akkad, Frederic Le Roy, Mohamad Najem, Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL), École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne), Lab-STICC_ENSTAB_ CACS_MOCS, École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), and Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
Subjects: Computer science, Fast Fourier transform, Digital communication systems, Field programmable gate arrays (FPGA), Signal receivers, 02 engineering and technology, Reuse, Communications system, [SPI]Engineering Sciences [physics], 5G mobile communication systems, High-level synthesis, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Radix, Hardware_ARITHMETICANDLOGICSTRUCTURES, Field-programmable gate array, Fast Fourier transforms, Modulation, Signal processing, business.industry, 020208 electrical & electronic engineering, Computer hardware, Real time control, Reconfigurable computing, Reconfigurable hardware, 020202 computer hardware & architecture, Computer hardware description languages, business
Abstract: International audience; Fast Fourier Transform (FFT) is generally implemented on reconfigurable hardware in several signal processing or digital communication applications. It can be considered the most time and resource consuming operations due to the need of complex operations. The main of this manuscript is to investigate the contribution of High Level Synthesis (HLS) techniques on the implementation of real time FFT algorithms using field programmable gate arrays (FPGAs). In particular, this study focuses on communication systems incorporating filter-based-multicarrier modulations (FBMC), a promising candidate for the 5G technology. In order to evaluate the contribution of HLS, we implemented and tested various combinations such as: 8 and 16 points radix-2 and radix-4 FFT using finite precision, HLS tools and HDL while prompting parallelization, pipelining and hardware reuse architectures.
Published: 2018

46. Twiddle Factor Generation Using Chebyshev Polynomials and HDL for Frequency Domain Beamforming

Author: Ghattas Akkad, Ali MANSOUR, Elhassan Boudaia, Mohamad Najem, Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Lab-STICC_ENSTAB_ CACS_MOCS, Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), and Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)
Subjects: [SPI]Engineering Sciences [physics], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: International audience
Published: 2018

47. Blind Spectrum Sensing Based on Recurrence Quantification Analysis in the Context of Cognitive Radio

Author: Koffi Clément Yao, Ali Mansour, J.-M. Kadjo, Lab-STICC_UBO_CACS_COM, Institut Brestois du Numérique et des Mathématiques (IBNM), Université de Brest (UBO)-Université de Brest (UBO)-Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL), and Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)
Subjects: Computer science, business.industry, Detector, Bandwidth (signal processing), 020206 networking & telecommunications, Pattern recognition, 02 engineering and technology, Spectral bands, 01 natural sciences, 010305 fluids & plasmas, symbols.namesake, [SPI]Engineering Sciences [physics], Additive white Gaussian noise, Cognitive radio, Signal-to-noise ratio, Robustness (computer science), Recurrence quantification analysis, 0103 physical sciences, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, symbols, Artificial intelligence, business, Random variable, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract: In Cognitive Radio, spectrum sensing methods can be classified in three categories: temporal, frequential and hybrid (temporal and frequential) methods. Temporal methods require a long observation period; frequential and hybrid methods have a high calculation cost and they are very sensitive to frequency resolution. In very low signal-to-noise ratio (SNR) and non-cooperative conditions, spectrum sensing methods present some limitations. To overcome these shortcomings, we propose a new blind strategy to detect the unoccupied spectral bands during a very short observation period. This new strategy is a temporal method based on Recurrence Quantification Analysis (RQA) of the received signal. Since the recurrence level in a communication signal is different from that of White Gaussian Noise, the detector can evaluate the recurrence level of the observed signal to detect the presence of a communication signal over a given spectral bandwidth. First, we estimate the three fundamental parameters of the recurrence matrix: the time delay parameter, the embedding dimension and the recurrence threshold. With these parameters, during a detection stage, the detector evaluates the recurrence level through the recurrence rate and compare it to a predetermined threshold estimated in absence of the signal of interest. The spectrum sensing based on RQA is very fast, free of frequency resolution issue and able to distinguish communication signal from a White Gaussian Noise. The results of our simulations prove the robustness of proposed RQA detector acting over limited number of samples and under very low SNR conditions.
Published: 2018

48. CTMC Modeling for M2M/H2H Coexistence in a NB-IoT Adaptive eNodeB

Author: Ali Mansour, Mohamad Najem, F. Le Roy, A. H. El Fawal, D. Le Jeune, Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), and Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)
Subjects: CTMC, Markov chain, business.industry, Computer science, Network adaptation, 020206 networking & telecommunications, 02 engineering and technology, eNodeB, LTE-A, 01 natural sciences, 010309 optics, H2H, [INFO.INFO-NI]Computer Science [cs]/Networking and Internet Architecture [cs.NI], Resource (project management), EnodeB, Bandwidth reservation, NB-IoT, 0103 physical sciences, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Bandwidth (computing), M2M, Internet of Things, business, Computer network
Abstract: International audience; The next generation of mobile systems are expected to support the new promising Machine-to-Machine (M2M) tech-nology carried by the advance of Internet of Things (IoT) devices. In the near future, an exponential growth of the number of M2M devices is expected due to their ubiquity. In normal situations, a limited bandwidth in Narrow Band-Internet of Things (NB-IoT) technology may help in improving IoT requirements effectively. However, in emergency and disastrous moments, M2M expected storms lead inevitably to network saturations.In this manuscript, we propose a novel Adaptive eNodeB (A-eNB), which solves the network overload problem gradually, while keeping Human-to-Human (H2H) traffic not to be affected dreadfully. The network adaptation is provided through a dynamic NB-IoT bandwidth reservation aiming to increase the number of M2M connections accessing NB-IoT network with minimal overload congestion problems.A Continuous-Time Markov Chain (CTMC) is proposed helping the H2H/M2M coexistence to become more approachableespecially during disaster scenarios. Our results show that by leasing 18 resource blocks using an A-eNB for NB-IoT traffic can result a completion rate of 98% on M2M traffic throughout emergency scenarios.
Published: 2018
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49. Cancelation of LNA distortions in in‐band full‐duplex systems

Author: Hussein Charara, Ali Mansour, Abbass Nasser, Hani Abdallah, Koffi Clément Yao, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, and Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique)
Subjects: Oscillator phase noise, Computer science, business.industry, Amplifier, Transmitter, 020302 automobile design & engineering, 020206 networking & telecommunications, 02 engineering and technology, Noise (electronics), 0203 mechanical engineering, Nonlinear distortion, 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Electronic engineering, Wireless, Telecommunications signal transmission and processing, Electrical and Electronic Engineering, Transceiver, business, [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing, Computer Science::Information Theory, Communication channel
Abstract: International audience; In‐band full‐duplex (FD) transceiver has been recently proposed to double the channel efficiency. The main challenge of such FD transceiver consists in achieving an efficient self‐interference cancelation. This fact is prevented by receiver imperfections such as the oscillator phase noise, the analog‐to‐digital converter noise, and the nonlinear distortion (NLD) of the low‐noise amplifier (LNA). This paper deals with the mitigation of the NLD of the receiver's LNA by proposing a new FD transceiver architecture. Based on the fact that the NLD coefficients are changing slowly over time, then the period between two successive estimations of the NLD coefficients may be relatively long. Motivated by this fact, a new wire connection is introduced between the transmitting circuit and the receiving one in order to neglect the wireless channel effects when estimating the NLD coefficients. If the estimation of the NLD coefficients is required, then the transmitter stops the wireless transmission and sends a sequence to the receiver via the wire channel. This procedure does not affect the throughput rate since it is repeated every several frames due to the slow time‐variation of the NLD coefficients. The estimated coefficients are used to attenuate the effects of NLD at the receiver's side, where an auxiliary chain is introduced to act as reference to the receiver's ordinary chain. As a proof of the concept, intensive simulations have been done using realistic data parameters. Our numerical results corroborate the efficiency of the proposed architecture, where the NLD of LNA is highly attenuated leading to an efficient self‐interference cancelation.
Published: 2018
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50. UAV-Assisted Dynamic Clustering of Wireless Sensor Networks for Crop Health Monitoring

Author: Mohammad Ayaz, Denis Le Jeune, Ali Mansour, El-Hadi M. Aggoune, Mohammad Ammad Uddin, University of Tabuk, Lab-STICC_ENSTAB_CACS_COM, Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), and Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
Subjects: UAVs for agriculture, Computer science, Real-time computing, Throughput, 02 engineering and technology, lcsh:Chemical technology, 7. Clean energy, 01 natural sciences, Biochemistry, Field (computer science), Article, Analytical Chemistry, dynamic clustering, cluster head selection, IoT for agriculture, [SPI]Engineering Sciences [physics], 0202 electrical engineering, electronic engineering, information engineering, Wireless, [INFO]Computer Science [cs], lcsh:TP1-1185, Electrical and Electronic Engineering, Instrumentation, business.industry, Node (networking), 010401 analytical chemistry, 020206 networking & telecommunications, Atomic and Molecular Physics, and Optics, 0104 chemical sciences, Path (graph theory), Unavailability, business, Wireless sensor network, [SPI.SIGNAL]Engineering Sciences [physics]/Signal and Image processing
Abstract: International audience; In this study, a crop health monitoring system is developed by using state of the art technologies including wireless sensors and Unmanned Aerial Vehicles (UAVs). Conventionally data is collected from sensor nodes either by fixed base stations or mobile sinks. Mobile sinks are considered a better choice nowadays due to their improved network coverage and energy utilization. Usually, the mobile sink is used in two ways: either it goes for random walk to find the scattered nodes and collect data, or follows a pre-defined path established by the ground network/clusters. Neither of these options is suitable in our scenario due to the factors like dynamic data collection, the strict targeted area required to be scanned, unavailability of a large number of nodes, dynamic path of the UAV, and most importantly, none of these are known in advance. The contribution of this paper is the formation of dynamic runtime clusters of field sensors by considering the above mentioned factors. Furthermore a mechanism (Bayesian classifier) is defined to select best node as cluster head. The proposed system is validated through simulation results, lab and infield experiments using concept devices. The obtained results are encouraging, especially in terms of deployment time, energy, efficiency, throughput and ease of use.
Published: 2018
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