Showing papers in "Annales Des Télécommunications in 1998"

Towards a unitary formulation for invariant image description : application to image coding

Abstract: Here, we introduce a joint topology and harmonic analysis formulation for the extraction of global shape descriptors which are invariant under a given group of geometrical transformations. The topology approach allows the rigorous definition of the notions of shape, shape space, the invariant features space, and a metric between shapes. Therefore a new definition of completeness is given. A stability criterion is defined mathematically. Using harmonic analysis, a unitary operator that is able to separate the shape information and the geometric transformation, allows us to extract a relevant invariant shape descriptors under a given group of transformations. It also gives a robust method for the evaluation of the global object motion. In the closed curves, some three-dimensional surfaces and planar gray level image cases, such an operator becomes the Fourier transform on a given group. Therefore, under some assumptions, a complete convergent set of invariant features exists and can be constructed. We derived from this a shape metric. Recent developments in image coding domain for moving pictures offer new perspectives to the application of the image invariant representations of regions and contours. Therefore, we intend to illustrate the importance of our approach in image coding and indexing applications.

Relationship between the ambiguity function coordinate transformations and the fractional Fourier transform

Abstract: Il a ete montre que la transformation de Fourier fractionnaire, qui a fait l’objet d’etudes recentes intensives en mathematique, en mecanique quantique, en optique et en traitement du signal, peut-etre obtenue comme cas special des transformations de coordonnees lineaires de la fonction d’ambiguite ou de la distribution de Wigner. Quelques applications de la transformation de Fourier fractionnaire a l’analyse temps-frequence sont presentees.

Shape representation and coding of visual objets in multimedia applications : an overview

Abstract: Emerging multimedia applications have created the need for new functionalities in digital communications Whereas existing compression standards only deal with the audio-visual scene at a frame level, it is now necessary to handle individual objects separately, thus allowing scalable transmission as well as interactive scene recomposition by the receiver The future MPEG-4 standard aims at providing compression tools addressing these functionalities Unlike existing frame-based standards, the corresponding coding schemes need to encode shape information explicitly This paper reviews existing solutions to the problem of shape representation and coding Region and contour coding techniques are presented and their performance is discussed, considering coding efficiency and rate-distortion control capability, as well as flexibility to application requirements such as progressive transmission, low-delay coding, and error robustness

Downlink beamforming for cellular mobile communications (gsm system)

Abstract: Cet article envisage l’implantation d’antennes adaptatives aux stations de base des systemes de radiocom-munications cellulaires avec les mobiles, typiquement le systemeGsm. Il rappelle d’abord comment ces antennes permettraient d’augmenter la capacite de tels systemes, traitant aussi bien le lien montant que le lien descendant. On s’interesse ensuite plus specifiquement au lien descendant, qui a recu moins d’interet ces dernieres annees que le lien montant, et est plus complique a cause de la presence du duplex frequentiel. Il reste cependant d’une grande importance car il ne doit pas devenir un goulot d’etranglement du systeme. Un critere d’emission est propose, ainsi que des solutions pour l’optimiser, qui sont comparees avant de conclure.

Corrélation spectrale théorique des modulations CPM partie I : résultat analytique pour les modulations cpfsk à 2 états (1-rec)

Abstract: Tous les signaux modules utilises dans les activites de communication numerique sont cyclostationnaires, parce que leur fonction d’autocorrelation contient un certain nombre de periodicites temporelles appelees periodes cycliques. Dans le domaine frequentiel, leurs composantes spectrales sont correlees des lors qu’elles sont espacees de l’inverse d’une periode cyclique, ou frequence cyclique. De nombreux algorithmes de traitement du signal appliques aux telecommunications peuvent tirer parti de la correlation spectrale des signaux en presence (detection, egalisation, separation de sources,). De plus, la connaissance de l’expression theorique de la correlation spectrale du signal a recevoir est souvent necessaire a l’elaboration du traitement optimal. La correlation spectrale theorique des signaux modules a deja fait l’objet d’un certain nombre de publications. Toutefois, il n’existait jusqu a present pas de reference complete concernant la grande famille des modulations a phase continue (cpm). L’objectif de cet article en deux parties est de donner l’expression theorique de la correlation spectrale pour les signaux cpm a deux etats. La premiere partie est consacree a l’etude des modulations cpm a reponse en frequence totale et rectangulaire, appelees egalement modulations de frequence a phase continue (cpfsk). Il donne l’expression analytique exacte de leur correlation spectrale. La seconde partie presente ensuite une methode de calcul simple valable pour l’ensemble des modulations cpm a deux etats. Cette methode ne necessite qu’un calcul numerique d’integrales doubles sur un support borne.

Matched absorbing medium techniques for full-wave tlm simulation of microwave and millimeter-wave components

Abstract: This paper investigates the absorbing layer techniques for three-dimensional transmission-line matrix (3d-tlm) simulations Applications are the full-wave analysis of structures such as microwave and millimeter-wave circuits open to free space Two approaches are presented, namely the matched layer (ml) and the perfectly matched layer (pml) technique which is used for general cases For the ml technique, which is efficient for matching guides operating in a quasi-TEM condition, a comparison of the different tlm condensed node is carried out Concerning the more general case of the pml technique, the theoretical development of a new general three-dimensional (3d) tlm condensed cell is presented Results pertaining to the characterization of planar circuits are compared with other solutions or measurements It is found that a proposed unified approach, which includes the tlm simulation for matched layer media, yields very good performance in terms of the absorbing boundary condition (abc)

Noise removal using a nonlinear two-dimensional diffusion network

Abstract: Un reseau electrique non lineaire bidimensionnel, constitue de N×N cellules identiques, et modelisant l’equation de Nagumo discrete est presente. A l’aide d’une nouvelle description de la fonction non lineaire, on peut predire analytiquement l’evolution temporelle de la partie coherente du signal, ainsi que celle des perturbations de petites amplitudes qui lui sont superposees. Enfin, des applications a l’amelioration du rapport signal sur bruit, ou au traitement d’images sont suggerees.

Le commerce électronique: Un état de I’art

Abstract: Dans cet article de synthese, sont presentees les solutions les plus representatives en matiere de commerce electronique sur l’internet Une classification largement acceptee1 est reprise: sont donc successivement presentes l’argent electronique (Digicash, Mondex), les transactions directes client-marchand (set) et l’intermediation (GlobeID, CyberCash, First Virtual) Un projet federateur (Jepi), tentant de resoudre les incompatibilites entre les differents systemes, est ensuite presente

Space-path diversity in cdma using a compact array

Abstract: Dans cet article, les performances d’un recepteur compact fournissant une diversite d’espace et de trajet dans le contexte d’un systeme de communications mobiles sont etudiees. Les expressions de la probabilite d’erreur sur les bits et d’un rapport signal sur bruit moyen minimal sont determinees en fonction de la matrice de covariance du canal. Ces resultats permettent d’evaluer la sensibilite des performances a l’environnement (caracteristiques des evanouissements, dispersion angulaire) et a l’antenne en reseau (geometrie et couplage). A titre d’illustration, des resultats experimentaux montrent les performances d’une antenne en reseau particuliere.

L’égalisation numérique en communications

Abstract: La presente synthese explique comment l’egalisation numerique permet d’atteindre de tres hauts debits de transmission meme pour des canaux severes, par correction adaptative (temps reel) de la distorsion. Les egaliseurs usuels sont des filtres numeriques qu ’on peut prendre transverses pour des canaux peu severes. En transmission de donnees, ou les symboles sont discrets, pour corriger les canaux les plus severes, on adjoint une partie recursive bouclee sur les symboles detectes. Depuis plus de vingt ans, les ingenieurs savent optimiser l’egaliseur durant la transmission en poursuivant de maniere adaptative les variations du canal pour un cout de calcul tres faible. Mais cela necessite d’emettre periodiquement une sequence sans veritable contenu informationnel. C’est l’apprentissage supervise qui est seulement possible en point-a-point. Les methodes d’egalisation les plus recentes sont adaptees aux systemes de communication multipoint (reseaux, systemes de diffusion, etc.), car elles sont autodidactes : l’apprentissage est non supervise. L’adaptation se fait directement sur le flot des informations, en utilisant seulement des connaissances statistiques a priori sur les donnees emises, par exemple leur blancheur spectrale qui est assuree par un brouilleur. On peut penser que, dans un futur proche, tous les egaliseurs seront autodidactes.

Modeling of solid state power amplifiers (sspa) and validation by means of a system simulator

Abstract: Un nouveau modele est presente pour simuler le comportement des non-linearites des amplificateurs de puissance a etat solide. Ce modele est caracterise non seulement par les mesures statiques mais aussi par les mesures dynamiques. Etant installe sur le simulateur systeme COSSAP, ce modele a ete valide par comparaison avec les courbes experimentales : la courbe du rapport de puissance de bruit et la courbe du taux d’erreurs binaires (teb).

Corrélation spectrale théorique des modulations cpm partie II : Méthode de calcul générale et analyse

Abstract: Cet article est la seconde partie d’un article en deux parties consacre a l’etude de la correlation spectrale des modulations cpm. La premiere partie donnait l’expression analytique exacte de la correlation spectrale pour le cas particulier des modulations cpfsk (cpm 1-rec) a deux etats. Une generalisation a l’ensemble des modulations CPM (CPM a reponse totale autres que 1 -REC, et CPM a reponse partielle) du resultat obtenu semble irrealisable. Cet article presente une technique simple permettant d’obtenir la correlation spectrale theorique de toutes les modulations cpm a deux etats. Cette methode ne necessite qu’un calcul numerique d’integrales doubles sur un support borne. Les caracteristiques cyclostationnaires de certaines modulations cpm typiques a deux etats sont etudies en fonction de leur forme d’onde en frequence et de l’indice de modulation.

The smart antennas at Thomson-Csf Communications: concepts, implementations, performances and applications

Abstract: L’article decrit l’activite actuelle de Thomson-Csf-Communications (Tcc) sur les antennes adaptatives (ou intelligentes), incluant les concepts, prototypes et developpements de produits. Ces systemes d’antennes adaptatives sont destines a des applications aussi bien civiles que militaires, aussi bien dans le contexte des radiocommunications que de la guerre electronique ou du controle du spectre. Cette activite repose sur une equipe d’une vingtaine d’ingenieurs et se developpe egalement a travers l’etroite collaboration avec des laboratoires de recherche en France et a l’interieur de laCee, en particulier par la participation tres active a de nombreux projets europeens.

Time-invariant and time-varying multirate filter banks : application to image coding

Abstract: This paper reviews various concepts and solutions of time-invariant and time-varying multirate filter banks. It discusses their performance for image and video coding at low bit rates, and their applicability in the mpeg-4 framework. Time-invariant multirate filter banks, and methods of design with different criteria appropriate for signal compression are first presented. Several procedures of quantization, namely scalar and lattice vector quantization, with bit allocation optimized in the rate-distortion sense, are used for the encoding of the subband signals. A technique of rate-constrained lattice vector quantization (rc-lvq), combined with a three components entropy coding, allow, together with distortion psychovi-sual weighting mechanisms to obtain significant visual improvements versus scalar quantization or the zerotree technique. However, time-invariant multirate filter banks, although efficient in terms of compression, are not well suited for content-based functionalities. Content-based features may require the ability to manipulate and thus encode a given region in the scene independently of the neighbouring regions, hence the use of transformations that can be adapted to arbitrary size bounded supports. Also, to increase the compression efficiency, one may want to adapt the transformation to the region characteristics, and thus use transform switching mechanisms, with soft or hard transitions. Three main classes of transformations can address these problems: shape-adaptive block transforms, transforms relying on signal extensions and transforms relying on time-varying multirate filter banks. These various solutions, with their methods of design, are reviewed. Emphasis is put on an extension of the SDF (symmetric delay factorization) technique which opens new perspectives in the design of time-bounded and time-varying filter banks. A region-adapted rate-distortion quantization algorithm has been used in the evaluation of the transformations compression efficiency. The coding results illustrate the interest of these techniques for compression but also for features such as quality scalability applied to selected regions of the image.

1/f spectrum in a nonlinear electronic loop : consequences in frequency standards and signal processing

Abstract: Une boucle electronique dont on observe deux comportements differents: le regime de battement et le regime synchronise est presentee. Deux oscillateurs RF ultra-stables sont compares en utilisant le modele non lineaire d’Adler. Ce systeme presente une separatrice conduisant, sous l’effet d’une perturbation, a une evolution chaotique de la phase. L’effet d’une perturbation periodique issue des produits d’intermodulation generes par le melangeur, et d’une perturbation stochastique issue de l’instabilite intrinseque de l’oscillateur est etudiee experimentalement et numeriquement. Les mesures de densite spectrale et de variance d’Allan confirment cette augmentation de l’instabilite essentiellement constituee de bruit en 1/f et qui peut etre attribue a la presence d’effets non lineaires etablis a partir du modele d’Adler perturbe.

Securing communications overAtm networks: the remoteAtm private networks interconnection example

Abstract: Dans un environnement de sitesAtm distants interconneces par un reseau publicAtm, de nombreux problemes de securite peuvent se poser comme le piratage d’un site depuis le reseau public, la mise sur ecoute des communications voire leur brouillage. Cet article contribue sous trois formes a la resolution de ces problemes de securite. Il presente une analyse detaillee des risques encourus par l’ utilisation de la technologieAtm. Il propose un etat de l’art des techniques de protection des communicationsAtm qui s’appuie principalement sur les travaux menes par l’Atm Forum. Il decrit une nouvelle solution appelee Safe developpee dans le cadre du projet Demostene. Safe realise les fonctions de filtrage d’un pare-feu et assure simultanement la protection des communications passees sur le reseauAtm. L’idee forte de la solution Safe consiste a exploiter la signalisationAtm (Uni3.1) pour echanger des informations de securite au trovers du reseau. Cette idee a fait l’objet d’une implementation et a ete presentee a l’Atm Forum.

Towards 3-D model-based video coding

Abstract: In the domain of telecommunication applications, videophony, teleconferency, the representation and modelization of human face, and its expressions, knows an important development. In this paper, we present the basic principles of image sequences coding with main approaches and methods to lead to 3D model-based coding. Then, we introduce our 3D wire-frame model with which we have developed some compression and triangulated surface representation methods. An original approach to simulate and reproduce facial expressions with radial basis functions is also presented.

Amélioration de la théorie uniforme de la diffraction appliquée de manière conventionnelle à la double diffraction par des dièdres joints ou disjoints dans les régions de recouvrement des zones de transition

Abstract: Le mecanisme de compensation de la discontinuite d’un champ incident due a la presence d’un diedre est examine en detail dans les cas ou la source est situee sur une face du diedre ou dans le prolongement d’une face. On s’interesse ensuite a la compensation de la discontinuite d’un champ simplement diffracte due a la presence d’un second diedre lorsque l’arete de celui-ci est situee dans la zone de transition du premier. Dans ce cas de figure, il est encore possible d’appliquer laTud de maniere conventionnelle comme l’a demontre JB. Andersen en modifiant dans l’expression du facteur de diffraction le parametre de distance lie a la deuxieme arete ou comme il est demontre de maniere originale en modifiant le parametre de distance lie a la premiere arete. Dans le cas ou les deux diedres possedent une face commune, on demontre que le mecanisme de compensation est moins trivial que dans le cas ou les diedres sont separes. Des applications numeriques realisees dans le cas d’un cylindre polygonal a section trapezoidale sont donnees afin d’illustrer les demonstrations theoriques.

Texture coding on arbitrarily shaped image segments : transform methods*

Abstract: The new generation of image sequence coders - the object-oriented coders-consist in describing the sequence as a set of moving objects, of arbitrary size and shape. This approach allows the development of new object-based functionalities. One of the main problems to be solved in region-based coding is the coding of the texture of the objects. As for the classical block-based coding, a linear transform can be used to eliminate the input signal redundancies. This article describes transform methods for arbitrarily shaped regions of support, classified into two categories : the shape-adaptive methods and the extrapolation methods. The main differences between these two classes are discussed and the points that need further investigation are raised.

Blind and semi-blind equalization: methods and algorithms

Abstract: Les techniques d’estimation, qu’elles soient autodidactes (c’est-a-dire n’utilisant pas de connaissance a priori sur l’information emise) ou semi-autodidactes (basees sur la connaissance par exemple d’une sequence d’apprentissage), constituent depuis de nombreuses annees un sujet d’interet majeur dans le domaine des telecommunications, et plus particulierement pour l’identification des canaux de transmission Cet article se propose de presenter une synthese des developpements recents dans ce domaine, en presentant en particulier les techniques sous-espace exploitant les statistiques du second ordre ainsi que les methodes de maximum de vraisemblance L’article s’organise de maniere suivante: on presente tout d’abord le principe des techniques sous-espace ainsi que les resultats theoriques essentiels concernant a la fois les contextes autodidacte et semi-autodidacte; dans un second temps, sont considerees des solutions algorithmiques, pour certaines utilisant des resultats tres recents, permettant de mettre en ceuvre l’approche par maximum de vraisemblance avec un cout d’implementation raisonnable

Ordonnancement de paquets équitable par les disciplinesgps etdgps

Abstract: La fourniture de garanties de qualite de service efficientes etflexibles dans les reseaux a integration de services passe par l’usage de disciplines d’ordonnancement evoluees. Cet article se concentre sur la classe d’algorithmes d’ordonnancement equitable, passant en revue dans un premier temps le principe gveneral et les approximations connues de ce procede, puis se focalise dans un second temps sur le service d’applications adaptatives en mettant en evidence la necessite d’introduire un nouveau paradigme d’ordonnancement, nomme (dgps); pour ce dernier une technique d’approximation est introduite et evaluee.

Rigorous analysis of radiating structures using finite elements and spherical modes expansion

Abstract: A new rigorous method for analysing radiating structures, using the finite elements method inside a sphere and an expansion of fields in spherical harmonics in the exterior domain, is presented here. The studied structure, represented as a multipole, is entirely described by its scattering matrix at the interfaces. The radiation patterns and input impedances of several types of antennas are presented and compared to the ones obtained from other numerical methods or measurements.

Variational principles compete with numerical iterative methods for analyzing distributed electromagnetic structures

Abstract: An explicit variational principle (EVP) for the propagation constant of EM waves is compared with four numerical tools: the Newton-Raphson algorithm solving a transcendental equation, the spectral domain approach (SDA) applied to rite Galerkin method, the 3-D simulator HFSS from XP, and rite finite element method (FEM). Each tool analyses a different planar topology : a lossy dielectric slab supporting surface waves, a planar slotline modelled by transmission line parameters (TLP), a multilayered high-loss co-planar waveguide, and a shielded microstrip line. For these various structures, rite EVP is more efficient than previous tools yielding the propagation constant, its explicit form and variational nature yield a drastic reduction of the number of iterations.

Analyse des résonateurs diélectriques anisotropes uniaxiaux par la méthode du raccordement modal

Abstract: Dans cet article, une extension de la methode du raccordement modal pour la determination des frequences de resonance dans le cas d’un resonateur dielectrique (rd) anisotrope uniaxial de forme cylindrique est presentee. L’etude sera limitee au mode fondamental TE01δ Des resultats numeriques importants sont presentes, a savoir la dependance de la frequence de resonance des deux premiers elements du tenseur permittivite uniquement. Aussi, la sensibilite de la frequence de resonance aux differentes perturbations de dimensions et de permittivite est analysee.

The Neumann series: a tool for the analysis of some microstrip structures

Abstract: Cet article presente une methodologie generate pour l’etude des structures electromagnetiques imprimees. Les structures canoniques a microbandes peuvent etre decrites au moyen d’un systeme d’equations integrates couplees, qui peut facilement etre transforme en un systeme d’equations algebriques en utilisant une serie de Neumann, c’est-a-dire une serie de fonctions de Bessel. Une analyse numerique attentive montre que des matrices effectives petites sont necessaires dans le but d’obtenir une precision raisonnable des champs ou des potentiels. Des cas statiques et dynamiques sont etudies.

Design of a gaussian optic lens antenna and effective parameters study

Abstract: L’optimisation de la conception d’une antenne asso-ciant un cornet rainure a une lentille dielectrique est envisagee a i’aide d’un modele precedemment explicite. Apres avoir pose le probleme, des investigations sont faites sur un nombre reduit de parametres geometriques en etudiant leur influence sur quelques caracteristiques du diagramme de rayonnement tels que son ouverture a 3 et a 10 dB, le niveau des lobes secondaries et l’efficacite de faisceau. On conclut enfin sur la nature du probleme de l’optimisation et sur sa difficulte de mise en œuvre.

General design of nearly perfect polyphase filter banks

Abstract: Dans l’approche polyphase des bancs de fibres a echantillonnage critique, il est propose de calculer et de realiser les elements de la partie synthese comme l’approximation des inverses de la partie analyse. Les conditions pour que cette approximation soit possible sont explicitees et une methode de calcul est decrite avec la structure de realisation. La methode generalise lesQmf et offre une flexibilite supplemental, car elle allege les contraintes sur les specifications du filtre prototype d’analyse et permet des complexites differentes dans les deux parties. L’approche generate fournit des resultats qui peuvent se comparer favorablement auxQmf et pseudo-QMF.

Étude d'antennes sous-marines pour la réception de signaux électromagnétiques à très basses fréquences (3 à 30 kHz)

Abstract: L’etude concerne la reception d’ondes electromagnetiques a tres basses frequences, emises a partir d’une station terrestre, par des antennes immergees dans l’eau de mer. Dans un premier temps, un modele equivalent simple permettant de decrire le champ electrique transmis sur l’interface air mer est developpe. On montre que la theorie des ondes de surface et la theorie de l’optique geometrique permettent d’aboutir a une meme description. Ensuite a l’aide d’un logiciel reposant sur une representation integrale du champ electrique et utilisant la methode des moments, des simulations numeriques sont effectuees pour trois types d’antennes differentes pour determiner les parametres essentiels permettant d’ameliorer le niveau du signal. Enfin, dans la derniere partie, on s’attache a determiner la resistance intrinseque de l’antenne en utilisant un modele base sur l’approximation quasi statique. Une comparaison entre des mesures experimentales, numeriques et theoriques est effectuee.

Performance of the PN-sequence acquisition with the serial and parallel search strategies and the matched filter detector

Abstract: Cet article etudie les deux methodes d’acquisition de sequence pour la technique d’etalement de spectre a sequence directe : serie et parallele. Le detecteur non coherent a filtre adapte est etudie. Pour le temps d’acquisition moyen, l’auteur donne l’expression exacte, une expression approximative, une borne superieure et une borne inferieure. Une comparaison exhaustive entre les deux methodes est effectuee. Les parametres consideres sont essentiellement la forme de l’impulsion de base, le facteur d’etalement, l’addition non coherente des bits d’information, la longueur de sequence pseudo aleatoire et le seuil de detection.

Décodage à sortie souple des réseaux de points

Abstract: Un algorithme universel de decodage de reseaux de points selon le criteremse valable sur le canal gaussien et le canal de Rayleigh jusqu’en dimension 1024 est decrit. Cet algorithme permet de decoder des reseaux tournes en grande dimension. Le decodage est realise par un egaliseur a retour de decisions et presente une sortie souple permettant de concatener les reseaux de points avec d’autres types de codes correcteurs d’erreurs. Le probleme du choix des rotations est etudie et il est montre qu’une rotation aleatoire en grande dimension possede des performances excellentes sur un canal a evanouissements.