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81e Congrès de l'ACFAS

La virtualisation de l'accès sans-fil : alternatives de mise en œuvre et bénéfices envisagés 

Auteur : Charles Despins
Colloque    212 - Nouveaux paradigmes et défis des technologies de communication sans fil 

Afin de répondre à la demande sans cesse croissante pour des services évolués de télécommunications, treize des plus grands exploitants de réseaux au monde  conviaient l'industrie, en octobre 2012, à créer une gamme d'équipements de réseau s'appuyant sur la virtualisation (« Network Function Virtualisation »). La notion de virtualisation s'appuie sur l'amalgame en une seule entité logicielle de plusieurs fonctions logicielles et matérielles. Comme elle émane des milieux de l'informatique, plusieurs travaux de recherche ont déjà ciblé la virtualisation au niveau des couches supérieures des réseaux. Par contre, l'étude des défis et bénéfices de la virtualisation au niveau des couches inférieures, et notamment de la couche physique, constitue un axe de recherche fort moins développé. Lors de cette présentation, nous examinerons spécifiquement les bénéfices en terme d'efficacité énergétique, et donc de coûts d'exploitation des réseaux, de la virtualisation de l'accès sans-fil. Quelques configurations possibles de la virtualisation de l'accès sans-fil ainsi que des défis au niveau matériel seront présentés. Enfin, nous discuterons également, dans un sens plus large, des perspectives stratégiques, aux niveaux économique et environnemental, des réseaux virtualisés à titre de vecteur de développement durable pour toute société disposant, comme le Québec, d'énergie renouvelable.



81e Congrès de l'ACFAS

Techniques de transmissions coopératives pour des réseaux radio-cognitifs 

Auteur : David Haccoun
Colloque    212 - Nouveaux paradigmes et défis des technologies de communication sans fil 

Les systèmes radio cognitifs (RC) permettent la transmission des signaux d'utilisateurs non licenciés (US : utilisateurs secondaires), simultanément et dans la même bande de fréquences que celle utilisée par les signaux d'utilisateurs licenciés (UP : utilisateurs primaires), et ce, sans porter préjudice aux performances de transmission des UP. Afin d'améliorer la qualité des transmissions secondaires, on peut combiner les systèmes RC avec les techniques de transmission des systèmes multi-antennes MIMO et de diversité coopérative. On présente ici deux techniques distinctes de transmission pour Réseaux Radio Cognitifs (RRC) faisant usage de relais entre les sources des données et les destinataires. L'une des techniques utilise plusieurs relais à antenne unique, alors que l'autre exploite un seul relai à antennes multiples MIMO. Dans la technique multirelais à antennes uniques, des critères de sélection du meilleur relai sont développés afin d'améliorer l'accès de l'US dans la bande licenciée à l'UP. Par contre dans la deuxième technique qui utilise un seul relai MIMO, on exploite des techniques avancées telles que la formation de faisceaux pour améliorer de façon substantielle les performances de l'US. Les allocations de puissance ainsi que les probabilités de perte des US sont examinées pour chacune des deux approches. Les résultats de simulations montrant les améliorations obtenues avec ces deux approches seront présentés et comparés aux systèmes RRC conventionnels.



81e Congrès de l'ACFAS

Mot de clôture

Colloque    212 - Nouveaux paradigmes et défis des technologies de communication sans fil 
81e Congrès de l'ACFAS

Communications et sources d'énergie sans fil performantes pour les dispositifs médicaux de demain 

Auteur : Benoit Gosselin
Colloque    212 - Nouveaux paradigmes et défis des technologies de communication sans fil 

Les communications sans fil sont au cœur de nombreux dispositifs médicaux novateurs, dont divers types d'implants électroniques d'analyse et de diagnostique, des réseaux de microcapteurs portables, des microsystèmes d'analyse sanguine, des laboratoires sur puces, ainsi que des interfaces cerveau-machine. Ces dispositifs sont munis de transmetteurs performants et d'antennes miniatures leur permettant de lire, analyser et transmettre une multitude de paramètres biologiques, en temps réel, sans connexions câblées. Par ailleurs, la récupération d'énergie sans fil devient essentielle pour ces systèmes dans lesquels il est souvent impossible d'utiliser une pile comme source d'énergie principale. Dans un premier temps, cette présentation couvrira la modélisation du canal biologique et la conception d'antennes implantables ultra large bande dédiées au monitoring biologique haut débit. Une attention particulière sera accordée au respect des normes en vigueur et à la compatibilité électromagnétique. Ensuite, des techniques de récupération d'énergie sans fil performantes seront présentées, dont des systèmes à lien inductifs résonants. Il sera établi que de telles sources d'énergie sont très avantageuses comparativement aux sources traditionnelles. Enfin, des prototypes sans fil seront présentés, dont un appareil de mesure myographique portable, divers systèmes implantables d'analyse biologique ainsi qu'un système miniature pour l'étude du cerveau.



81e Congrès de l'ACFAS

Codage de réseau pour la réduction des délais dans des réseaux de capteurs 

Auteur : Fabrice Labeau
Colloque    212 - Nouveaux paradigmes et défis des technologies de communication sans fil 

Les réseaux de capteurs sont  utilisés dans différentes applications afin d'acheminer des données à un centre de traitement. La plupart du temps, les données mesurées par les capteurs (par exemple les données environnementales) présentent une corrélation entre les différents capteurs. Dans cet exposé, nous illustrerons une nouvelle technique de codage et diffusion des données au sein de réseaux de capteurs qui permet d'exploiter cette corrélation entre les données pour diminuer le délai d'acheminement des données au centre de traitement, et ce sans que les différents capteurs  n'aient a connaitre les paramètres de la corrélation entre données.  De ce point de vue, notre système, que nous baptisons Codage de réseau quantifié, s'apparente à un mécanisme de compression distribuée non adaptatif. Nous expliquerons la construction de ce système de codage, et exposerons les  compromis qualité de reconstruction/délai d'acheminement qu'il permet d'atteindre.



81e Congrès de l'ACFAS

L'ingénierie de la fiabilité des systèmes logiciels : une approche basée sur les modèles 

Colloque    212 - Nouveaux paradigmes et défis des technologies de communication sans fil 

La fiabilité et la continuité des services, malgré les pannes inévitables, sont devenues des exigences de plus en plus répandues dans plusieurs domaines, tels que les systèmes bancaires, les télécommunications, etc. Plusieurs solutions et plateformes spécifiques ont toujours existé. Des solutions et plateformes  basées sur des standards développés par le Service Availability Forum (SAForum) ont vu le jour dans la dernière décennie.  Les services définis par ces standards et implémentés dans les plateformes et middlewares manipulent des artefacts très complexes, tels que des configurations de systèmes et des campagnes de mise à jour («upgrade»). La conception de tels artefacts et leur validation n'est pas chose facile à cause de leur taille, complexité et toutes les contraintes à satisfaire. Dans cette présentation, nous exposerons le problème et discuterons de l'apport et des bénéfices que l'ingénierie des modèles peut apporter dans la conception et la validation de tels artefacts.  Plus particulièrement, nous discuterons des solutions que nous avons apportées.



81e Congrès de l'ACFAS

Récepteur ZF optimal pour les systèmes MIMO dans un canal avec bruit gaussien corrélé 

Auteur : Mohamed Lassaad AMMARI
Colloque    212 - Nouveaux paradigmes et défis des technologies de communication sans fil 

Les techniques de détection pour les systèmes à antennes multiples (Multiple-Input Multiple-Output, MIMO) sont nombreuses. L'algorithme de détection basé sur le critère de forçage à zéro (zero forcing, ZF) représente la technique de réception la moins coûteuse en termes de complexité numérique. Le récepteur linéaire ZF offre un bon compromis entre performances et complexité de mise en œuvre. Son principe est basé sur l'inversion de la matrice du canal. Nous proposons une nouvelle technique de détection ZF qui permet de réduire l'erreur quadratique moyenne (EQM) à la sortie du récepteur. La méthode proposée tient compte de la matrice de corrélation du bruit additif introduit par le canal. Elle permet d'obtenir un estimateur non biaisé de la séquence des symboles émis. Nous montrons analytiquement que la variance de l'estimateur donnée par la nouvelle technique est inférieure à celle du récepteur ZF classique. Ce résultat est confirmé par des simulations Monte-Carlo. Le canal MIMO simulé est un canal de Rayleigh avec bruit gaussien corrélé. Les résultats obtenus montrent que le récepteur proposé permet un gain de l'ordre de 0.5 dB pour un taux d'erreur binaire de l'ordre de 10-4. Le gain apporté par la méthode proposée est plus important quand le bruit est corrélé. Nous notons aussi que les expressions analytiques de l'EQM délivrées par ce travail sont validées par les simulations.



81e Congrès de l'ACFAS

Sélection opportuniste à complexité réduite dans les transcepteurs multiantennes 

Auteur : Sébastien Roy
Colloque    212 - Nouveaux paradigmes et défis des technologies de communication sans fil 

Les transcepteurs multiantennes sont de plus en plus courants dans les systèmes de communication sans fil et leur rôle prépondérant pour pallier la demande grandissante en largeur de bande est indiscutable. Toutefois, il demeure un frein important à leur adoption, soit leur complexité, notamment à l'étage RF où une réplication de la chaîne RF pour chaque antenne est nécessaire. On démontre qu'avec une stratégie de sélection judicieuse d'un sous-ensemble, l'essentiel de la performance d'un grand réseau peut être capturé avec un nombre de chaînes RF moindre. On s'attardera plus particulièrement aux schèmes à deux couches, lesquels offrent une simplicité encore plus poussée au niveau de l'étage RF par le biais d'une stratégie de commutation restreinte.





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Pause

Colloque    212 - Nouveaux paradigmes et défis des technologies de communication sans fil 
81e Congrès de l'ACFAS

Optimisation de l'interface optique/sans fil pour « cloud computing » 

Colloque    212 - Nouveaux paradigmes et défis des technologies de communication sans fil 

Le réseau stratégique SAVI est un partenariat canadien de l'industrie, du milieu universitaire, des réseaux de recherche et d'éducation, et des centres de calcul de haute performance. Ce partenariat est formé pour examiner les éléments clés pour les plateformes d'application futures, et pour concevoir et déployer un banc d'essai national pour des applications distribuées; ce banc d'essai sera utilisé pour la création et la livraison des applications du type « Internet Futur». L'objectif principal du réseau SAVI est d'adresser la conception des plateformes futures des applications basées sur une infrastructure flexible, polyvalente, et capable d'évoluer; une infrastructure qui peut déployer, gérer et retirer facilement les applications futures qui seront identifiables par leurs aspects distribués sur grande échelle et avec une durée de vie possiblement courte. Notre participation dans ce projet est l'optimisation de l'interface optique/sans fil pour réduire la latence et fournir l'élasticité dans la couche physique pour attendre les objectifs d'une infrastructure flexible.



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Nouvelles stratégies d'ordonnancement pour réseaux sans fil multisauts 

Auteur : Jean-charles Grégoire
Colloque    212 - Nouveaux paradigmes et défis des technologies de communication sans fil 

Les réseaux sans fil maillés (WMN) offrent des solutions d'accès à  l'Internet très abordables dans des situations où le déploiement d'infrastructures câblées est difficile. Par contre, ils ont montré des limites dans le support de services avec contraintes de qualité; or ces services, dont le multimédia, connaissent la croissance d'utilisation la plus marquée et leur support adéquat est de plus en plus critique. Nous présentons ici un nouveau modèle d'ordonnancement pour partager la capacité disponible entre les différents flux de trafic sur les WMN, en tenant compte de la demande de chaque client et ses besoins en qualité, de la condition des liens sans-fil et également du nombre de relais que chaque flux de trafic doit traverser. Nous montrons que cet ordonnanceur permet de partager la bande passante disponible de manière équitable entre les différents flux, tout en prévenant le gaspillage, en restant près d'un comportement 802.11 normé. 





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Pause

Colloque    212 - Nouveaux paradigmes et défis des technologies de communication sans fil 
81e Congrès de l'ACFAS

Modélisation d'un canal minier ultra large bande (UWB) en utilisant les réseaux de neurones artificiels 

Auteur : Nahi Kandil
Colloque    212 - Nouveaux paradigmes et défis des technologies de communication sans fil 

La modélisation d'un canal présente un problème majeur dans le domaine de télécommunication, et elle a été traitée dans plusieurs travaux en se basant sur des modèles traditionnels permettant de déterminer le comportement du canal de propagation selon des modèles analytiques, empiriques ou stochastiques. Dans ce projet d'étude, on s'intéresse à la modélisation du canal ultra-large bande (Ultra-Wide Band, UWB) dans un environnement minier en se basant sur une méthode différente des méthodes traditionnelles : l'utilisation des réseaux de neurones artificiels RBF (réseaux à fonction de base radiale). Le canal de transmission UWB est un canal à trajets multiples, surtout dans le cas des applications à l'intérieur. Dans notre recherche, on s'est basé sur des mesures réalisées dans la mine CANMET à Val d'Or située à 500 km au nord de Montréal, Canada. Ces mesures ont servi comme base de données pour entrainer le réseau de neurones. Dans ce travail, on estime l'affaiblissement du parcours (Path Loss) et la phase du signal reçu, en considérant les deux types de trajets : en visibilité directe (line-of-sight, LOS) et en visibilité non directe (non line-of-sight, NLOS). Les résultats obtenus montrent la capacité de ce type de réseau à modéliser le canal UWB dans un environnement minier avec une haute précision.



81e Congrès de l'ACFAS

Radios cognitives utilisant une auto configuration distribuée pour des situations d'urgence et tactiques 

Colloque    212 - Nouveaux paradigmes et défis des technologies de communication sans fil 

Dans les situations d'urgence et dans les zones de conflits, les systèmes de communication sans fil sont souvent incapables de répondre à la demande et cessent parfois même de fonctionner. Pourtant, ces systèmes de communication d'urgence et tactique devraient être opérationnels dans toutes les situations surtout lorsque la vie humaine en dépend. Pour trouver des solutions à cette problématique, notre équipe de recherche s'est associée à un leader mondial en matière de systèmes de communication radio de grande capacité. La chaire de recherche industrielle CRSNG-Ultra Électronique est dédiée à la création de technologies de pointe qui permettront de mettre en place des systèmes sans fil, cognitifs et à haut débit. La radio cognitive représente un réel changement de paradigme dans le domaine des communications sans fil ouvrant ainsi un bassin d'opportunités d'innovation inouï. Cette radio devra non seulement assurer une recrudescence des performances, mais sera aussi en mesure de s'auto configurer sans l'aide d'un utilisateur afin de maximiser l'efficacité globale des communications. Les thèmes de recherche typiques sont : l'utilisation des processus chaotiques pour augmenter la sécurité, la fiabilité et l'anonymat des liaisons de communications; la détection rapide de brouilleurs ou d'interférence; des techniques d'apprentissage distribué d'allocation de fréquence maximisant la capacité d'un réseau Ad-Hoc et le transfert intercellulaire adapté aux réseaux hétérogènes.



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Dîner

Colloque    212 - Nouveaux paradigmes et défis des technologies de communication sans fil 
81e Congrès de l'ACFAS

Détection en retrait de menace biologique sous forme d'aérosols par senseur lidar basé sur une technique de fluorescence induite par laser

Auteur : Sylvie Buteau
Colloque    213 - Télédétection et sécurité publique --- Défis et avancées technologiques

L'augmentation de la disponibilité des agents de guerre biologique combinée aux difficultés techniques liées au développement de systèmes de détection a fait émerger la menace biologique comme l'un des défis important d'aujourd'hui en matière de sécurité. Recherche et développement pour la défense Canada (RDDC) a étudié différentes technologies, incluant des senseurs points et en retrait pour la surveillance des aérosols afin d'accroitre notre capacité opérationnelle face à cette menace. Vers la fin des années 90, un détecteur de bioaérosols en retrait basé sur la détection spectrométrique de la fluorescence induite par laser (FIL) a été développé. Ce capteur appelé SINBAHD a démontré les capacités du FIL spectrale avec l'intensification à crénelage en distance à détecter et caractériser en retrait les bioaérosols. En 2005, RDDC a initié le projet BioSense combinant un lidar géoréférencé pour cartographier les nuages avec la technologie de SINBAHD. Le projet consistait à construire et à démontrer les capacités d'un capteur lidar FIL spectrale à balayage pour la détection, la cartographie, la poursuite et la classification des menaces sous forme d'aérosols à partir de distances multi-kilométriques. De plus, le senseur devait rencontrer certains facteurs de performance tels qu'un taux de détection positive et de fausses alarmes compatibles avec les besoins opérationnels. Un survol des travaux effectués au RDDC dans le domaine de détection en retrait de menace biologique sera présenté.



81e Congrès de l'ACFAS

Suivi de la ressource hydrique nivale chez Hydro-Québec - Partie 2 : Estimation de l'équivalent en eau de la neige (ÉEN) 

Auteur : François Vachon
Colloque    213 - Télédétection et sécurité publique --- Défis et avancées technologiques

La neige représente près 30% des réserves hydrauliques au Québec. Une meilleure connaissance des caractéristiques (présence et quantité) est nécessaire pour permettre de mieux optimiser la production d'électricité. Depuis ses débuts, l'entreprise est confrontée à un défi de taille concernant la caractérisation de la neige étant donné l'étendue et la complexité du territoire. Jusqu'à maintenant les données traditionnelles ne permettent pas de répondre aux besoins des prévisionnistes qui souhaitent avoir une information distribuée quotidienne. Le déploiement limité de capteurs in situ GMON a permis d'améliorer notre connaissance sur l'équivalent en eau de la neige (ÉEN) en temps réel. Bien que très pertinente, l'information demeure ponctuelle et est difficile à spatialiser en période de fonte. Pour répondre à ces besoins l'institut de recherche d'Hydro-Québec (IREQ) développe deux systèmes complémentaires pour caractériser la neige. 1) un système de cartographie de présence de neige au sol sur la base d'une combinaison de données multisources (optiques, micro-ondes et des données in situ). La première partie de la présentation traitant du premier système sera concentrée sur les développements réalisés sur les données micro-ondes. 2) La deuxième partie de la présentation se concentrera sur le système opérationnel ÉEN. Ce  système en développement est basé sur l'inversion satellitaire d'un modèle l'émission de la neige et l'assimilation des données in situ (capteur acoustique). 

81e Congrès de l'ACFAS

Sécurité civile et télédétection : contributions de l'Onera et apport de la synergie multi-instruments

Auteur : Pierre-Yves Foucher
Colloque    213 - Télédétection et sécurité publique --- Défis et avancées technologiques

L'ONERA, Office National d'Etudes et de Recherches Aérospatiales est le premier acteur de la recherche aérospatiale en France. Cette présentation permettra de dresser un panel des moyens technologiques développés à l'Onera pour la télédétection et  de montrer comment ils répondent aux enjeux de sécurité civile actuels. Ainsi nous axerons notre présentation sur 3 moyens représentatifs des développements technologiques actuels à l'Onera : Le moyen Sysiphe : imageur hyperspectral aéroporté 0.4-11.5µm à très haute résolution spatiale – Les nouveaux moyens lidars du proche au moyen infrarouge à portée kilométrique – Le moyen SETHI et les nouveaux instruments SAR aéroportés. Ces instruments sont développées au sein de trois départements de l'Onera : (i) Le Département Electro-Magnétisme et Radar (DEMR) ; (ii) Le département Optique Théorique et Appliquée (DOTA) ; (iii) Le département mesures physiques (DMPH). En parallèle de ces avancées technologiques, nous montrons ici les apports de la synergie multi-systèmes pour  les différents enjeux de sécurité-civile : pollution atmosphérique – Surveillance en zone urbaine – Pollution des eaux et suivi des environnements naturels,  en analysant l'apport des complémentarités entre mesures hyperspectrales, mesures Lidar et mesures SAR.

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Mot de bienvenue

Colloque    213 - Télédétection et sécurité publique --- Défis et avancées technologiques
81e Congrès de l'ACFAS

Applications avancées des caméras infrarouges à bandes larges et hyperspectrales

Auteur : Pierre Tremblay
Colloque    213 - Télédétection et sécurité publique --- Défis et avancées technologiques

La venue de caméras hyperspectrales dans l'infrarouge ouvre la porte à un grand nombre d'applications où la détection, l'identification et la quantification d'un grand nombre de substances sont requises. Elles permettent aussi la recherche et le développement de nouvelles caméras optimisées pour des applications spécifiques en permettant l'observation à haute résolution de phénomènes d'intérêt dans plusieurs champs de recherche scientifique. La présentation couvrira ainsi des résultats récents ayant trait, par exemple, à la défense et sécurité ainsi qu'à la sécurité et environnement dans certains domaines industriels. Ces résultats incluront des exemples de mesures prises du sol, mais aussi de plateformes aéroportées telles que des avions et des hélicoptères. 

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Aperçu des technologies de télédétection au Centre des sciences pour la sécurité

Auteur : François Bouffard
Colloque    213 - Télédétection et sécurité publique --- Défis et avancées technologiques

Cette présentation sera donnée par Dr Marc Roy du Centre des sciences pour la sécurité (CSS) de Recherche et développement pour la défense Canada (RDDC).

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Pause

Colloque    213 - Télédétection et sécurité publique --- Défis et avancées technologiques
81e Congrès de l'ACFAS

Surveillance des activités à la surface de la mer au Canada réalisée dans le cadre du programme national de surveillance aérienne de Transports Canada

Auteur : Ken Derouin
Colloque    213 - Télédétection et sécurité publique --- Défis et avancées technologiques

Transports Canada (TC) assume la responsabilité des politiques et des programmes du domaine des transports. Il promeut le transport sûr, sécuritaire, efficace et respectueux de l'environnement. TC fait la promotion d'un transport maritime efficace et de pratiques sûres, sécuritaires et durables en matière de transport maritime, supervise l'infrastructure maritime, réglemente la sécurité du transport des marchandises dangereuses par voie d'eau et contribue à protéger l'environnement marin.

Par son Programme national de surveillance aérienne (PNSA), TC surveille de près les navires qui évoluent dans les eaux canadiennes. TC est le principal ministère fédéral responsable de la prévention de la pollution causée par les navires, et le PNSA est un des moyens par lesquels il s'acquitte de cette responsabilité. La présentation traitera plus particulièrement des progrès que Transports Canada a réalisés au cours des dernières années quant au matériel de télédétection, du rôle que le Ministère a joué lorsqu'il est intervenu à la suite de l'incident de la plateforme Deepwater Horizon, des divers profils de mission utilisés dans le cadre du Programme et de la zone de surveillance.

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LIDAR spectral haute résolution avec peignes de fréquences optiques : comment retrouver des spectres résolus en distance

Auteur : Jerome Genest
Colloque    213 - Télédétection et sécurité publique --- Défis et avancées technologiques

L'interférométrie par peignes de fréquences optiques constitue un tout nouveau paradigme de mesure en instrumentation optique. En utilisant l'interférence contrôlée entre deux peignes, il est par exemple possible de construire un LIDAR hyper spectral. Des mesures ayant à la fois une haute résolution spectrale et spatiale sont possibles avec un tel instrument. Les signatures spectrales et les distances de diverses cibles situées à plus de 170 m ont été mesurées. Cela peut non seulement aider l'identification de cibles solides ayant une réflexion diffuse, mais aussi à reconnaitre la présence de nuages aérosols où même d'identifier la signature spectrale de gaz. Les développements récents en interférométrie par peigne seront également discutés  et mis en contexte des applications en télédétection. 

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Dîner

Colloque    213 - Télédétection et sécurité publique --- Défis et avancées technologiques