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Soutenance de thèse : Détection d’événements sonores environnementaux dans les réseaux de capteurs sans fil à faible consommation

Mardi 05 Janvier 2022 à 10h – ENSSAT Lannion salle 020G
Marie Anne Lacroix – IRISA Granit team

Abstract: Ces dernières années, le gain d’intérêt pour la détection d’événements sonores et la réduction des coûts de l’électronique ont conduit à s’intéresser au déploiement de dispositifs de détection distribués sur des réseaux de capteurs sans fil. Cependant, la transmission d’informations binaires qu’elle requiert induit à la fois une forte consommation d’énergie et une dégradation des données émises. L’objectif de cette thèse est de travailler sur la minimisation de la consommation d’énergie d’une communication sans fil, et d’analyser l’impact de la transmission des descripteurs sur les performances de la détection. Tout d’abord, nous étudions les différents modèles énergétiques d’une transmission afin d’approcher au mieux la consommation réelle. Nous proposons alors une analyse de l’efficacité spectrale minimisant cette énergie. Dans un second temps, nous étudions la faisabilité d’un dispositif de détection d’événements sonores distribué, avec ses avantages et ses contraintes. Nous introduisons les méthodes utilisées pour coder en virgule fixe les descripteurs audio sur une longueur de quantification limitée. Nous commençons par analyser l’influence de cette quantification sur les performances d’un GMM ou d’un CRNN. Nous étudions finalement l’impact des erreurs de transmission sur cette même détection, et proposons une méthode d’augmentation de données pour le limiter.

Soutenance de thèse : Systèmes reconfigurables pour l’interception de signaux sporadiques compromettant

Lundi 6 Janvier 2022 à 10h – ENSSAT Lannion salle 020G
Corentin Lavaud – IRISA Granit team

Abstract: Les canaux auxiliaires correspondent à la déviation d’une information de son chemin légitime par l’intermédiaire d’un ou plusieurs phénomènes physiques. Ces fuites sont capables de contourner certaines sécurités et d’impacter les systèmes de communication sécurisés. Dans cette thèse, nous étudions les différents canaux auxiliaires existants et analysons leurs principales caractéristiques. Les fuites d’information sous forme d’ondes électromagnétiques apparaissent clairement comme les plus difficiles à percevoir et nous nous intéressons ici plus particulièrement aux canaux auxiliaires impactant les communications à saut de fréquence. Cette étude mène à la création d’un système d’interception de ces signaux en temps réel et large bande. L’utilisation de radio logicielle combinée au langage Julia a permis la réalisation et la validation du système d’interception qui par la suite a été utilisé pour confirmer la présence de canaux auxiliaires télécom sur des transmissions Bluetooth. Des compromissions ont ainsi été mises en évidence sur des composants sur puce à base de microcontrôleurs.

Soutenance de thèse : Gestion d’énergie et conception de protocoles pour les réseaux IoT hétérogènes utilisant les wake-up radios

Vendredi 26 Novembre 2021 – ENSSAT Lannion salle 020G
Nour El Hoda Djidi – IRISA Granit team

Abstract: Les Wake-up Radios (WuRs) sont une nouvelle solution prometteuse permettant des communications asynchrones à très faible puissance de consommation et très faible latence. Cependant, l’utilisation des WuRs repose sur un compromis vu que la réduction de la consommation d’énergie engendre une réduction de la sensibilité et donc une courte portée de communication. Dans cette, thèse nous proposons d’améliorer les performances de la WuR en utilisant un codage de canal adéquat. Ce codage de canal est appelé « Minimum Energy Coding » et permet d’augmenter la sensibilité de la WuR. Nous proposons aussi une version améliorée de minimum energy  coding  pour  une  réduction  supplémentaire  de  l’énergie  consommée  et  de  la  latence. Cependant, l’amélioration des performances du nœud seul n’est pas toujours suffisante. Comme le nœud est déployé dans un réseau pour former un réseau de capteurs sans fil, il est important de prendre en considération le protocole MAC afin d’obtenir des gains supplémentaires en portée et en consommation d’énergie. Nous proposons dans cette thèse un nouveau protocole MAC permettant une communication longue portée tout en étant efficace en énergie en combinant WuR et LoRa. Une autre technique permettant d’augmenter la portée a été proposée en intégrant les WuRs dans un réseau multi-sauts. Enfin, la résilience des nœuds est limitée lorsque les nœuds sont alimentés par des batteries. La récupération d’énergie, qui utilise l’énergie présente dans l’environnement, est une alternative pour assurer un fonctionnement durable et augmenter la qualité de service du réseau. Nous proposons dans cette thèse un gestionnaire d’énergie adapté à l’architecture de réseau hétérogène combinant WuR et LoRa.

Soutenance de thèse : Conception d’algorithmes temps réel pour transpondeurs optiques élastiques à très haut débit

Lundi 21 Juin 2021 – ENSSAT Lannion salle 020G
Marwa Kazdoghli lagha – IRISA Granit team

Abstract: Cette thèse s’inscrit dans le contexte de la transmission sur fibre optique élastique à très haut débit, se servant du détecteur cohérent et de traitement du signal numérique en chaîne de réception. Trois algorithmes ont été mis en avant. L’ algorithme “joint” qui réalise conjointement les opérations de démultiplexage de polarization et decompensation du déséquilibre IQ en plus de deux algorithmes de compensation de bruit de phase de laser “MDD-CPR” et “R-BPS”. L’approche “joint” assure l’adaptabilité à une transmission agile. Sa robustesse face à d’autres distorsions (les pertes dépendant de la polarisation, multiplexage dynamique) a été démontrée avec une complexité moindre par rapport à l’approche classique de la littérature “CMA+BASS”. La validation expérimentale de “joint” a été assurée sur des données réelles. D’autre part, “MDD-CPR” est une version modifiée de l’algorithme classique de compensation de phase à décision dirigée dont les performances en simulation et avec les signaux réels ont été testées. Des caractéristiques avantageuses de sa courbe en S par rapport à l’approche classique et de sa robus-tesse face au bruit de phase soulignent son intérêt. “R-BPS” permet de corriger l’effet du bruit de phase de laser avec un nombre minimal de phase de tests réduisant ainsi sa complexité globale. Ses performances avec traitement parallèle pour divers formats de modulation ont mis en évidence sa capacité d’opération meilleure que le “BPS” avec un coût plus faible.

 

Julia: A fresh high performance approach for scientific computing

Mardi 28 mai 2019 – 10h00 – ENSSAT Lannion salle 309N

Raphael Bacher / Robin Gerzaguet – Gipsa-lab / IRISA Equipe Granit

Abstract: Cette présentation  portera sur un nouveau de langage de programmation qui fait beaucoup parler de lui, surtout depuis moins d’un an: Julia (https://julialang.org). Certains d’entre vous sont peut être déjà au courant, mais l’objectif de Julia est de proposer une approche orientée objet (orienté type pour être plus exact) alliant dynamisme de syntaxe (très proche de Python/Numpy et/ou de Matlab) et efficacité (le code est compilé à la volée au moment de son execution via LLVM-JIT). Ceci permet donc d’allier approche haut niveau (et meta-programming) et haute performance dans une philosophie open source.  Ainsi, comme le disent les porteurs du projet:  « We want a language that’s open source, with a liberal license. We want the speed of C with the dynamism of Ruby. We want a language that’s homoiconic, with true macros like Lisp, but with obvious, familiar mathematical notation like Matlab. We want something as usable for general programming as Python, as easy for statistics as R, as natural for string processing as Perl, as powerful for linear algebra as Matlab, as good at gluing programs together as the shell. Something that is dirt simple to learn, yet keeps the most serious hackers happy. We want it interactive and we want it compiled. »

Soutenance d’HDR : Algorithmes et architectures adaptatifs pour les systèmes de communication sans-fils efficaces en énergie

Vendredi 10 mai 2019 – 10h30 – ENSSAT Lannion salle 020G

Matthieu Gautier – IRISA Equipe Granit

Mes activités de recherche se situent dans le domaine de l’efficacité énergétique des systèmes embarqués pour les objets communicants. Ces systèmes embarqués ont par définition des ressources énergétiques limitées et un des verrous à l’augmentation des débits des objets communicants et embarqués est de pouvoir réaliser un nombre important de traitements sous cette contrainte d’énergie finie. Mes activités de recherches sont directement liées à ces préoccupations : la conception de systèmes de communications sans-fil efficaces en énergie avec comme approche globale l’adaptativité des systèmes afin d’explorer l’espace des performances (énergie, débit, latence, QoS, …). Deux questions principales sont soulevées par ces nouvelles spécifications: (i) Quelles sont les techniques de traitement du signal qui pourraient améliorer conjointement la qualité du lien et l’efficacité énergétique? (ii) Quel type de matériel pourrait associer l’efficacité énergétique et le calcul haute performance nécessaires à ces techniques de traitement du signal? Afin de proposer des solutions aux problèmes rencontrés, nous avons développé deux axes de recherche correspondant à deux types d’applications : les réseaux de capteurs ultra faible consommation et la radio logicielle efficace en énergie.

Axe 1: Les réseaux de capteurs ultra-faible consommation : gestion d’énergie et protocoles de communications

Les réseaux de capteurs sont composés de plusieurs nœuds de capteurs sans fil qui surveillent un environnement et collectent des données vers un ou plusieurs lieux appelés puits. Ces réseaux constituent une technologie clé de l’Internet des objets, et sont essentiels dans de nombreuses applications telles que les villes et les usines intelligentes ou l’agriculture de précision. Leur limite d’utilisation provient souvent de leur durée de vie restreinte, les rendant peut intéressants pour des applications nécessitant de longues périodes de fonctionnement en autonomie.

Une première solution est d’équiper chaque nœud d’un ou plusieurs récupérateurs d’énergie, et ainsi le rendre capable de s’alimenter exclusivement à partir de l’énergie récoltée dans son environnement. Les sources d’énergie pouvant être dynamiques et non contrôlées, il est nécessaire d’adapter dynamiquement la puissance consommée des nœuds, en ajustant leur qualité de service afin d’éviter les pannes d’alimentation. De plus, la communication étant souvent la tâche la plus énergivore dans des réseaux de capteurs, les Wake-up Receivers (WuRx) sont utilisés dans ces travaux pour réduire le coût des communications. Les WuRx permettent l’écoute continue du canal sans fil tout en maintenant l’émetteur-récepteur principal en veille. Le prix d’une consommation d’énergie ultra basse est une faible sensibilité et de faibles débits binaires. Par conséquent, afin de profiter efficacement des WuRx, la conception de protocoles ad-hoc exploitant ces dispositifs émergents est nécessaire.

Axe 2: Les radios logicielles efficaces en énergie : prototypage rapide et exploration de l’espace de conception

La radio logicielle est une technologie qui adresse la mise en œuvre de formes d’ondes hautement flexibles et capables de s’adapter à l’environnement dans lequel elles opèrent. Pour ce faire, la radio logicielle s’appuie sur des plateformes matérielles capables d’assurer les besoins en flexibilité ainsi qu’en puissance de calcul. Les implémentations de radio logicielle basées sur des microprocesseurs généralistes présentent cependant certaines limites notamment liées aux performances énergétiques et aux débits atteignables. Dans ce contexte, les FPGA apparaissent naturellement comme un support pertinent pour la mise en œuvre de ces formes d’ondes tant pour leur puissance de calcul que pour leur capacité en matière de reconfiguration. Ils disposent cependant d’un modèle de programmation qui contraste sévèrement avec l’esprit même de la radio logicielle en ce sens qu’ils requièrent l’utilisation de langages de description bas niveau. L’objectif général de ces travaux est la définition et la mise en œuvre d’un flot de conception d’applications radios logicielles s’exécutant sur des cibles matérielles de types FPGA. 

Nous avons dans un premier temps traité ce problème en proposant un flot de conception innovant, partant de modèles haut niveau des formes d’ondes jusqu’à leur implantation sur la plateforme ciblée. Ce flot vise à améliorer la programmabilité des formes d’ondes par l’utilisation de spécification de haut niveau exécutables et synthétisables et repose principalement sur la synthèse de haut niveau. Cette approche permet une exploration de l’espace de conception, notamment sous contrainte énergétique.

De plus, la plupart des algorithmes utilisés est hautement parallèle et nécessite des performances de calculs importantes qui pourraient tirer profit des nouvelles architectures multi-cœurs hétérogènes combinant des processeurs généralistes (SW) et des accélérateurs matériels (HW). Pour ces architectures hétérogènes, les performances et la consommation d’énergie dépendent d’un large ensemble de paramètres tels que le partitionnement HW/SW, le type d’implémentation HW et le coût de communication entre les organes de calcul HW et SW conduisant ainsi à un immense espace de conception. Des méthodes sont proposées dans ces travaux afin de réduire la complexité de développement et de mise en œuvre d’applications efficaces en énergie sur des architectures multi-cœurs hétérogènes.

Soutenance de thèse : Réseaux de Capteurs Sans Fil Auto-Alimentés Utilisant des Wake-up Radio: Gestionnaires d’Énergie et Protocoles MAC

Jeudi 28 septembre 2017 – 10h30 – ENSSAT Lannion salle 020G

Fayçal Ait Aoudia – IRISA Equipe Granit

Les Réseaux de Capteurs Sans Fils (RCSFs) sont composés d’une multitude de nœuds, chacun étant capable de réaliser des mesures (température, pression, etc) et de communiquer par radio fréquence. Ces réseaux forment une pierre angulaire de l’Internet des Objets, en étant au cœur de nombreuses applications, par exemple de domotique ou d’agriculture de précision. La limite d’utilisation des RCSFs provient souvent de leurs durées de vie restreintes, les rendant peut intéressants pour des applications nécessitants de longues périodes de fonctionnement en autonomie. En effet, les RCSFs traditionnels sont alimentés par des piles individuelles équipant chaque nœud, et les nœuds sont ainsi condamnés à une durée de vie finie et courte par rapport aux besoins de certaines applications. De plus, changer les piles n’est pas toujours réalisable si le réseau est dense, ou si les nœuds sont déployés dans des environnements les rendant difficile d’accès.

Une solution plus prometteuse est d’équiper chaque nœud d’un ou de plusieurs récupérateur(s) d’énergie individuel(s), et ainsi de le rendre capable de s’alimenter exclusivement à partir de l’énergie récoltée dans son environnent. Plusieurs sources d’énergie sont possibles, telles que le vent ou le solaire. Étant donné que les sources d’énergie sont typiquement dynamiques et non contrôlées, ne pas tomber en panne d’alimentation et nécessaire pour garantir un fonctionnement fiable. Comme l’augmentation de la qualité de service engendre souvent une augmentation de la puissance consommée, une solution simple est de configurer la qualité de service au déploiement à une valeur constante suffisamment faible pour éviter la panne d’alimentation. Cependant, cette solution ne permet pas d’exploiter pleinement l’énergie récoltée, et mène ainsi à un gaspillage d’énergie important ainsi qu’à de faibles qualités de service au vu de l’énergie récoltée.

Une solution plus efficace est d’adapter dynamiquement la puissance consommée, et donc la qualité de service. Cette adaptation est faite par un composant logiciel appelé gestionnaire d’énergie. Dans cette thèse, deux nouvelles approches pour l’adaptation en ligne sont proposées, l’une s’appuyant sur la théorie du contrôle floue, et l’autre sur l’apprentissage par renforcement. De plus, comme la communication est souvent la tâche la plus énergivore dans les RCSFs, les wake-up receivers sont utilisées dans cette thèse pour réduire le coût des communications. Un modèle analytique générique a été proposé pour étudier différents protocoles de contrôle d’accès au support (Medium Access Control — MAC), et combiné à des résultats expérimentaux pour évaluer les wake-up receivers. Aussi, un nouveau protocole MAC permettant la sélection opportuniste de relais a été proposé. Enfin, la combinaison des wake-up receivers et de la récolte d’énergie a été étudiée expérimentalement avec un cas pratique.

Annulation d’interférence dans les systèmes futurs de communication en full-duplex

Mardi 9 mai 2017 – 16h30 – ENSSAT Lannion salle 309N

Ahmed Masmoudi – McGill University, Canada

Abstract: La transmission en duplex intégral (full-duplex) peut augmenter l’efficacité spectrale par rapport à la transmission en semi-duplex en utilisant la même ressource temporelle et fréquentielle pour la transmission et la réception. Cependant, la puissance de l’interférence (self-interference ou SI), provenant du signal transmit par le même émetteur, est plus grande que la puissance du signal utile provenant de l’autre émetteur, ce qui nécessite une combinaison de mécanismes de réduction au niveau radio fréquence (RF) et en bande de base pour graduellement atténuer la SI. Chaque étage demande l’estimation des nombreuses distorsions que subit la SI tel que le canal de propagation et les imperfections de l’émetteur. Dans ce contexte, ce séminaire expose un nombre d’algorithmes d’estimation et de nouvelles méthodes pour réduire la SI.

Pour réduire l’interférence, des algorithmes basés sur les statistiques du signal reçu sont utilisés pour estimer jointement les canaux de propagation de la SI et du signal utile ainsi que les distorsions de l’émetteur. Inclure le signal utile dans le processus d’estimation représente le point fort de l’algorithme proposé, comparé aux estimateurs supervisés classiques ou le signal utile est traité comme bruit. En plus des algorithmes d’estimation, nous présentons deux nouvelles méthodes pour réduire la SI dans les systèmes MIMO-OFDM basées sur l’injection active de signaux (IAS). Précisément, l’IAS consiste à transmettre un signal supplémentaire, en plus du signal contenant les données, de sorte que la SI soit pratiquement nulle au niveau des antennes réceptrices.

Flexible OFDM transmission for heterogeneous System-on-Chips

Mercredi 26 Avril 2017 – 14h – ENSSAT Lannion salle 309N

Pascal Cotret – Supelec, IETR Scee team

Abstract: The platform presented in this work emphasizes the use of software/hardware heterogeneous devices for flexible multi-RAT architectures. Hardware improvements are mainly focused on Dynamic Partial Reconfiguration (DPR) and especially reconfiguration speed. Management of the reconfiguration process is based on a Hierarchical and Distributed Cognitive Radio Architecture Management (HDCRAM). Some scenarios based on network centralized orders or power consumption decentralized orders will be explained. The demonstration is a baseband OFDM transceiver with some emulated white Gaussian noise channel. It functionally consists of three parts: a transmitter, a receiver, and an additive white Gaussian noise (AWGN) channel. The transmitter has two blocks: Mapping and Inverse Fast Fourier Transform (IFFT), and the receiver has also two corresponding blocks: Fast Fourier Transform (FFT) and Demapping. On the hardware point of view, the demonstration is implemented on a laptop and a Zynq platform (device including a hardcore processor and a FPGA).

Méthodes de traitement du signal pour la compensation d’imperfections RF et application sur radio logicielle

Jeudi 23 mars 2017 – 11h – ENSSAT Lannion salle 309N

Robin Gerzaguet – CEA-LETI

Abstract: Les émetteurs-récepteurs actuels tendent à devenir multi-standards c’est-à-dire que plusieurs standards de communication peuvent cohabiter sur la même puce. Les puces sont donc amenées à traiter des signaux de formes très différentes, et les composants analogiques subissent des contraintes de conception de plus en plus fortes associées au support des différentes normes. Les auto-interférences, c’est à dire les interférences générées par le système lui-même, sont donc de plus en plus présentes, et de plus en plus problématiques dans les architectures actuelles. Dans cette présentation, on présnetera des méthodes de compensation pour 2 imperfections RF (les Spurs et le Tx Leakage) qui s’inscrivent dans le paradigme de la radio sale, qui consiste à accepter une pollution partielle du signal d’intérêt et à réaliser, par l’intermédiaire d’algorithmes, une atténuation de l’impact de ces pollutions auto-générées. On montrera le bon fonctionnement de la méthodologie et des algorithmes par portage sur radio logicielle.

CST : Conception et implémentation d’un gestionnaire de puissance pour noeuds de capteurs sans fils avec wake-up radio

Vendredi 30 Septembre 2016 – 14h – ENSSAT Lannion salle 309N

Faycal Ait Aoudia – IRISA Granit

Abstract:  L’objectif de la récupération d’énergie pour les réseaux de capteurs sans fil est de rendre les noeuds énergétiquement autonomes, en les alimentant exclusivement à partir de l’énergie récoltée dans leur environnement. Le challenge dans le cas des réseaux de capteurs autonomes en énergie est de maintenir la consommation de chaque noeud égale en moyenne sur de longues périodes à l’énergie qu’il récolte.

Le premier objectif de ma thèse est d’élaborer des algorithmes dont le but est d’adapter dynamiquement la consommation énergétique de chaque noeud afin de maximiser la qualité de service, tout en évitant la panne de courant. Pour cela, j’ai exploré plusieurs pistes, dont l’utilisation de la logique floue et actuellement l’apprentissage par renforcement.

Pour permettre aux noeuds de s’alimenter entièrement à partir de l’énergie récoltée, il est nécessaire de réduire la consommation des tâches les plus consommatrices, telles que la communication. Le second objectif de ma thèse est alors de caractériser les bénéfices que peuvent apporter les wake-up radio, et de développer des protocoles de communication MAC les exploitants. J’ai développé un modèle analytique générique permettant une comparaison théoriques de différents protocoles MAC qui a permis de montrer les gains potentiels que pouvait apporter l’utilisation de wake-up radios.

CST : Exploration architecturale d’une radio flexible et faible consommation pour les communications avec les drônes

Lundi, 27 Juin 2016 – 14h – IRISA Rennes salle Brehat & ENSSAT Lannion salle 309N (visio)

Baptiste Roux – IRISA Cairn & Granit

Abstract:  La programmation des architectures multiprocesseur hétérogènes est devenue un défi majeur. Les outils de CAOs tentent de répondre à ce problème en automatisant de nombreuses étapes de conception. Cependant, la consommation énergétique est mal prise en compte dans la plupart de ces outils. En cause, la difficulté de trouver un modèle de consommation rapide et adapté à l’immense espace de conception. L’objectif de ma thèse est de proposer un nouveau flot de développement embarquant un modèle de consommation dans un outil de parallélisation de l’état de l’art. Durant mon CST je vous présenterai l’avancement de mes travaux.

Multi-source Energy Harvesting for IoT nodes

Tuesday, June 21th 2016 – 15h30 – ENSSAT Lannion room 309N

Philip-Dylan Gleonec – IRISA Granit team & Wi6labs

Abstract: Power consumption is a primary concern for IoT networks using Lora long range radio. In order to reduce the use of batteries in these devices, the use of energy harvesting technologies has been considered. Yet, most of the existing solutions rely on a single energy source, thus potentially reducing the sensor reliability. In this presentation, we will present a circuit which switches between multiple heterogeneous energy sources, and uses a single power conditioning block.

On the FPGA-based implementation of a flexible waveform from a high-level description: Application to LTE FFT case study

Tuesday, May 24th 2016 – 9h30 – ENSSAT Lannion room 309N

Mai-Thanh Tran – IRISA Cairn & Granit teams

Abstract: The Field Programmable Gate Array (FPGA) technology is expected to play a key role in the development of Software Defined Radio (SDR) platforms. To this aim, leveraging the nascent High-Level Synthesis (HLS) tools, a design ow from high-level specications to Register-Transfer Level (RTL) description can be thought to generate processing blocks that can be recongured at run-time. Based on such a flow, this talk will present the architectural exploration of a Fast Fourier Transform (FFT) for Long Term Evolution (LTE) standard.

(Almost) Fuzzy Power Management for Energy Harvesting Wireless Sensor Nodes

Wednesday, May 18th 2016 – 10h30 – ENSSAT Lannion room 309N

 Faycal Ait-Aoudia and Olivier Berder – IRISA Granit team

Abstract: 2-part seminar about Faycal’s work on Energy Harvesting for Wireless Sensor networks.

First, Olivier will present Fuzzyman, a novel PM based on fuzzy control theory. Because of the unpredictability of the harvested energy, fuzzy control theory constitutes an appropriate framework to tackle the problem of designing power manager for energy harvesting nodes. Performance of Fuzzyman has been evaluated by comparing it to a state of the art approach via extensive trace-driven Castalia/OMNET++ network simulations. 

In the second part of the Seminar, Faycal will explain how Fuzzyman has not been implemented on a real platform but a  power manager inspired from it. This manager has been jointly designed with a new MAC protocol leveraging wake-up radio, both have been evaluated using Powwow platform.

PhD defense: Energy-efficient cooperative techniques for Wireless Body Area Sensor Networks

Tuesday, February 9th 2016 – 10h – ENSSAT Lannion room 020G

Viet Hoa NGuyen – IRISA Granit team

Abstract: Among various cooperative techniques aiming to reduce power consumption for transmissions between Wireless Body Area Networks (WBAN) and base stations, we present a new approach, named distributed max-dmin precoding (DMP), combining MIMO precoding techniques and relay communications. This protocol is based on the deployment of a virtual 2 × 2 max-dmin precoding over one source, one forwarding relay, both equipped with one antenna and a destination involving 2 antennas. In this context, two kinds of relaying, amplify and forward (AF) or decode and forward (DF) protocols, are investigated. The performance evaluation in terms of Bit-Error-Rate (BER) and energy efficiency are compared with non cooperative techniques and the distributed space time block code (STBC) scheme. Our investigations show that the DMP takes the advantage in terms of energy efficiency from medium transmission distances (after 16 meters). In order to maximise the energy efficiency, we propose a power allocation over the source and the relay. Thus, we derive the performance of our system, both for AF and DF, analytically. To further increase the performance of DF cooperative schemes, we also propose to design a new decoder at the destination that takes profit from side information, namely potential errors at the relay. 

Experimental Demonstration of Real Time Receiver for FDMA PON

Monday, October 19th 2015 – 14h – ENSSAT Lannion room 309N

Arnaud Carer– IRISA Cairn & Granit teams

Abstract: Presentation of the first  real  time  implementation  of  a 1Gbps  FDM  receiver  in  FPGA  for  an  ONU  and  OLT receivers without data-aided. This demonstrate, for US and DS, an optical budget up to 34 dB for a BER<10-3.

Green Communication via HARQ Protocols using Message-Passing Decoder over AWGN Channels

Monday, September 28th 2015 – 11h – ENSSAT Lannion room 309N

Haïfa Farès – IRISA Granit team

Abstract: In this work, we study the effect of optimal power allocation on the performance of communication systems using hybrid-automatic repeat request (HARQ) protocols with a limited maximum number of transmission rounds. We formulate the optimization problem aiming to minimize the total average power consumption in order to achieve a target performance constraint, where the total power consumption stands for the sum of the transmission power and the processing power consumed in the decoding. Our analysis relies on the characterization of an information-theoretic bound on the decoding power of any modern code to achieve a specified bit error probability while operating at a certain gap from the capacity. As this bound is built on the sphere-packing analysis, the present study focuses on message-passing decoders. We find that the implementation of power-adaptive HARQ reduces the total average power con- sumption even when taking decoding power into consideration, compared with reference systems.

GRAPMAN: Gradual Power Manager for Consistent Throughput of Energy Harvesting Wireless Sensor Nodes

Monday, September 14th 2015 – 11h – ENSSAT Lannion room 309N

Faycal Ait Aoudia – IRISA Granit team

Abstract: In this work, Wireless Sensor Network (WSN) applications that require long-term sustainability are considered. Energy harvesting forms a promising technology to address this challenge, by allowing each node to be entirely powered by energy harvested from its environment. To be sustainable, each node must dynamically adapt its Quality of Service (QoS), regarding the harvested energy using a power management strategy. This strategy is implemented on each node by the Power Manager (PM). In this paper, GRAPMAN (GRAdual Power MANager) is proposed, a novel PM for Energy-Harvesting WSN (EH-WSN) powered by pseudo-periodic energy sources. Unlike most state of the art PMs, GRAPMAN aims to achieve high average throughput while maintaining consistent QoS, i.e. with low fluctuations with respect to time, by looking for the highest throughput that can be supplied by the node over a finite time horizon while remaining sustainable. We show through extensive trace-driven network simulations that GRAPMAN outperforms state of the art PMs in both average throughput and throughput consistency.

IQ imbalance in digital communications:  theory and experiments

Friday, July 17th 2015 – 14h00 – ENSSAT Lannion room 309N

Part 1: RF imperfection and Blind compensation

Ti-Ti Nguyen – IRISA, Master student

Abstract: Fundamentals of IQ imbalance and introduction to a new blind compensator based on pseudo-rotation

Part 2: Joint simple blind IQ imbalance compensation and adaptive equalization for 16-QAM optical communications

Trung-Hien Nguyen – FOTON, PhD student

Abstract: A novel simple blind adaptive IQ imbalance compensation, based on a Decision-Directed Least-Mean-Square (DD-LMS) algorithm integrated to a butterfly FIR filter, is proposed and experimentally validated with a 40-Gbit/s 16-QAM coherent optical fiber communication system.

CST: Synthèse matérielle d’une radio flexible et reconfigurable depuis un langage de haut niveau dédié aux couches physiques radio

Thursday, June 25th 2015 – 10h30 – ENSSAT Lannion room 309N

Mai Thanh Tran – IRISA Granit-Cairn team

InfiniTIME: A self sustainable multi-sensor device supplied by wearable energy harvesters

Monday, June 8th 2015 – 10h30 – ENSSAT Lannion room 020G

Michele Magno – ETH Zurich

Abstract: Wearable technology is gaining popularity, with people wearing everything “smart” from clothing to glasses and watches. Materializing the vision and the huge business opportunities offered by the Internet-of-Things requires a paradigm shift in sensor data processing, fusing, and understanding. Centralized approaches (sensors at the edges, with centralized intelligence in the cloud) are not scalable, hierarchical, distributed processing is a strong requirement.  Moreover nowadays wearables are battery-powered and a critical issue is the limited lifetime and limited computational resources. So most devices have to be recharged every few days or even hours and thus they miss the expectations for a truly unobtrusive user experience. Although chips makers are responding to the hot wearable-computer trend with new components, microcontrollers and sensors, the most critical challenge is the autonomy of the systems. Even if battery management can help in extending the lifetime, the trade-off between features given by a multi-sensory platforms and autonomy can determine if a platform will win or not in the marketplace. In this talk I present a novel sensor-rich (including camera, microphone) smart bracelet powered by energy harvesters which attempts to maximize the capability of sensors on board, while still keeping the energy consumption low.  Aggressive power management and an accurate selection of the sensors are addressed in this talk to demonstrate the effectiveness of design.

CST: Energy-efficent MAC protocols for cooperative strategies in Wireless Sensor Networks

Thursday, June 4th 2015 – 10h30 – ENSSAT Lannion room 309N

Van Thiep NGuyen – IRISA Granit team

Abstract: In last years, the wireless sensor networks (WSNs) have taken the interest of researchers since they have a number of potential applications in many domains of daily-life such as environment monitoring, healthy monitoring, medicine, surveillance, military, etc. Due to the small size and the difficult access of a sensor node, the power source has limited capacity and cannot be replaced. Therefore, energy consumption is an important constraint in WSNs. Our research focuses on the energy-efficient MAC protocols for WSNs and during this CST defend, the first results will be presented.

Wake Up Radio Receivers for Energy Efficient Communication in Wireless Sensor Network

Thursday, June 4th 2015 – 9h30 – ENSSAT Lannion room 309N

Michele Magno – ETH Zurich

Abstract: Wireless sensor networks (WSNs) have been recognized as a fundamental enabling technology for a wide range of applications in environmental monitoring, healthcare, security, and industrial domains, among others, due to the flexible distribution of WSN devices. Nodes in a WSN traditionally have limited power supply, while networks are often expected to be functional for extended periods. Therefore, the minimization of energy consumption and the maximization of network lifetime are key objectives in WSN. One major research effort focuses on reducing power consumption, especially communication power, as the radio transceiver is one of the highest power consumers in WSNs. Moreover, with the advent of energy-neutral systems, the emphasis has shifted toward research in micro-Watt (or even nano-Watt) communication protocols or systems. In this talk I will present both the design and architecture of nano-power wake up radio and power management at node level can exploit the that technology to extend the life time of the wireless devices