Ziad Khalaf - Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente

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1. Contribution à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Ziad KHALAF Séminaire SCEE– Supélec 24 Janvier 2013
2. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Plan de la présentation  Contexte  Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre  Architecture hybride de détection de bandes libres  Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing  Détection aveugle en utilisant la parcimonie  Conclusions et perspectives 2 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives
3. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Plan de la présentation  Contexte  Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre  Architecture hybride de détection de bandes libres  Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing  Détection aveugle en utilisant la parcimonie  Conclusions et perspectives 3 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives Introduction Radio Intelligente Test d’hypothèse et courbe de ROC
4. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Introduction  Systèmes de communications sans fil ne cessent de se multiplier => demande accrue en ressource radio  Problème de pénurie de fréquences  En 2002, la FCC publie un rapport sur l’utilisation des fréquences dans lequel, il est noté que dans plus de 70% des cas, le spectre est sous-utilisé suivant le temps ou l’espace  Approche d'accès opportuniste à travers les trous dans le spectre => détection des bandes de fréquences libres 4 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives Introduction Radio Intelligente Test d’hypothèse et courbe de ROC Occupation de la bande à 2,4 GHz dans la ville de NY Occupation d'une partie de la bande TV dans la ville de NY
5. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Radio Intelligente  Le concept de la Radio Intelligente (RI) est apparu en 2000 (thèse de J. Mitola)  La RI telle qu’elle est définie initialement dans le travail séminal de Mitola, est une radio qui peut connaitre, percevoir et apprendre de son environnement puis agir pour simplifier la vie de l’utilisateur et optimiser les ressources  Souvent, une application importante associé à la RI est l’accès dynamique au spectre, ‘‘Dynamic Spectrum Access’’ (DSA)  Dans le cadre de ce travail on s’intéresse à la problématique du ‘‘spectrum sensing’’ qui est la détection de présence des UPs dans un spectre sous licence, dans le contexte de la RI 5 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives Introduction Radio Intelligente Test d’hypothèse et courbe de ROC Bandes libres ou opportunité Bandes occupées
6. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Test d’hypothèse et courbe de ROC  Le problème qui se pose est de savoir s’il y a un signal présent ou pas, c.à.d choisir l’hypothèse ou bien : avec le signal reçu, le signal à l’émission (inconnue) et le bruit qui est supposé blanc Gaussien de moyenne nulle avec une variance connue ou non.  La détection est basée sur une certaine fonction qui est fonction des échantillons reçus et qui est ensuite comparée à un seuil  Soit le vecteur colonne qui contient les échantillons reçus - La probabilité de fausse alarme est donnée par: - La probabilité de bonne détection est donnée par:  Performances d'un détecteur - Courbe ROC 6 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives Introduction Radio Intelligente Test d’hypothèse et courbe de ROC ) ( ) ( : 0 t b t y H  ) ( ) ( ) ( : 1 t b t x t y H   0 H 1 H ) (t y ) (t x ) (t b   y ) ) ( ( ) ( 0 0 1 H P H H P P fa      y ) ) ( ( ) ( 1 1 1 H P H H P P d      y ) ( fa d P f P  Pour un RSB donné
7. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Plan de la présentation  Contexte  Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre  Architecture hybride de détection de bandes libres  Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing  Détection aveugle en utilisant la parcimonie  Conclusions et perspectives 7 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives Classification des méthodes de détections
8. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Classification des méthodes de détections 8 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives Classification des méthodes de détections Méthodes de détections Méthodes collaboratives Méthodes non collaboratives Méthodes de présence du signal Méthodes de reconnaissance du signal Méthodes de détection d’un trou Méthodes de détection de plusieurs trous
9. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Méthodes de détection d’un trou 9 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives Classification des méthodes de détections Méthodes de détections Méthodes collaboratives Méthodes non collaboratives Méthodes de présence du signal Méthodes de reconnaissance du signal Méthodes de détection d’un trou Méthodes de détection de plusieurs trous
10. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Méthodes de détection d’un trou / Radiomètre 10 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives Classification des méthodes de détections  La statistique du radiomètre est proportionnelle à l’énergie du signal reçu:  Détecteur non cohérent  Aucune information a priori sur le signal de l’UP  Faible complexité  Inconvenient principal: dégradation des performances de detection, si une incertitude sur le niveau du bruit est présente B 2 (.)  T dt T 0 (.) 1   T dt t y T 0 2 ) ( 1 1 H     0 H    
11. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Méthodes de détection d’un trou / Test de cyclostationarité 11 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives Classification des méthodes de détections  Un processus cyclostationnaire au sens large est un processus dont la moyenne et la fonction d’autocorrélation sont périodique au cours du temps, on a donc: avec : - m un entier relatif - appelé la période cyclique fondamentale ou bien ‘‘période cachée’’  Comme est périodique => admet une décomposition en série de Fourier selon t: stationnaire cyclostationnaire  Détection robuste même face à une incertitude sur le niveau du bruit )] ( [ )] ( [ ) ( 0 mT t x E t x E t x     ) , ( )] ( ). ( [ ) , ( 0 *    mT t r t x t x E t r xx xx     0 T ) , (  t r xx          A t j xx xx e R t r 2 ) , ( ) , ( ) ( : 0 t y H ) ( : 1 t y H
12. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Méthodes de détection de plusieurs trous 12 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives Classification des méthodes de détections Méthodes de détections Méthodes collaboratives Méthodes non collaboratives Méthodes de présence du signal Méthodes de reconnaissance du signal Méthodes de détection d’un trou Méthodes de détection de plusieurs trous
13. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Méthodes de détection de plusieurs trous (détection large bande) 13 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives Classification des méthodes de détections  Transformée en ondelette pour la détection large bande - Dans [a], Giannakis et. al. proposent une méthode de détection du spectre large bande utilisant la transformée d'ondelette sans avoir recours à de multiples filtres à bandes étroites. - Les auteurs modélisent la large bande entière comme un train de sous-bandes - Les irrégularités dans le large spectre, portent des informations clés sur les des trous dans ce large spectre [a] Z. Tian and G. Giannakis, ‘‘A wavelet approach to wideband spectrum sensing for cognitive radios," in Cognitive Radio Oriented Wireless Networks and Communications, 2006. 1st International Conference on, pp. 1-5, IEEE, 2006 [b] Guibene, Wael; Hayar, Aawatif; Turki, Monia ‘’Distribution discontinuities detection using algebraic technique for spectrum sensing in cognitive radio networks’’ CROWNCOM 2010, 5th International Conference on Cognitive Radio Oriented Wireless Networks and Communications, 9-11 Juin 2010, Cannes, France Les bandes sont classées en noires, grises ou des espaces blancs, selon le niveau de la DSP estimée: élevée, moyenne ou faible.
14. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Méthodes de détection de plusieurs trous (détection large bande) 14 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives Classification des méthodes de détections  Détection du spectre large bande en utilisant le compressed sensing - Le compressed sensing permet d’estimer le spectre large bande en utilisant une fréquence d'échantillonnage inférieur à la fréquence de Nyquist, ce qui relâche les contraintes pour la mise en œuvre pratique - L'idée d'estimer le spectre large bande utililisant le compressed sensing a été introduite dans [c]. - Les auteurs de [c] utilisent ensuite le détecteur de [a] basé sur les ondelettes pour trouver les bandes libres [c] Z. Tian and G. Giannakis, “Compressed sensing for wideband cognitive radios," in Acoustics, Speech and Signal Processing, 2007. ICASSP 2007. IEEE International Conference on, vol. 4, pp. IV -1357, IEEE, 2007.
15. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Méthodes de reconnaissance du signal 15 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives Classification des méthodes de détections Méthodes de détections Méthodes collaboratives Méthodes non collaboratives Méthodes de présence du signal Méthodes de reconnaissance du signal Méthodes de détection d’un trou Méthodes de détection de plusieurs trous
16. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Méthodes de reconnaissance du signal 16 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives Classification des méthodes de détections  Filtre adapté  Détecteur cyclostationnaire  Reconnaissance de la bande passante du canal (avant 2001)  Identification du système présent en utilisant les symboles pilotes  Détecteur de signature cyclostationnaire - L’idée de l’ajout d’une signature cyclostationnaire artificielle qui est utilisé pour la détection des signaux OFDM a été initialement introduite dans [d] - La signature cyclostationnaire peut être facilement générée, afin d’augmenter les propriétés cyclostationnaire sans ajouté une complexité supplémentaire à l’émetteur par répétition des symboles dans une modulation OFDM: [d] P. Sutton, K. Nolan, and L. Doyle, ‘‘Cyclostationary signatures in practical cognitive radio applications," Selected Areas in Communications, IEEE Journal on, vol. 26, no. 1, pp. 13-24, 2008. Géneration de signatures cyclostationnaires par répétition des symboles
17. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Méthodes collaboratives 17 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives Classification des méthodes de détections Méthodes de détections Méthodes collaboratives Méthodes non collaboratives Méthodes de présence du signal Méthodes de reconnaissance du signal Méthodes de détection d’un trou Méthodes de détection de plusieurs trous
18. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Méthodes collaboratives 18 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives Classification des méthodes de détections  La coopération est proposée dans la littérature comme une solution aux problèmes qui se posent dans la détection du spectre causée par l'incertitude du bruit, l’évanouissement, et l'ombrage  La détection coopérative diminue considérablement les probabilités d'erreurs de détections et de fausses alarmes  Détection centralisée - Détection en utilisant les valeurs propres La détection utilisant les valeurs propres est une technique pour la détection coopérative, introduite par Cardoso et. al. [e] et Zeng et al. [f], cette technique est basée sur l’évaluation des valeurs propres d'une matrice formée par les échantillons recueillis par des capteurs multiples par rapport à la loi Marchenko-Pastur [e] L. Cardoso, M. Debbah, P. Bianchi, and J. Najim, ‘‘Cooperative spectrum sensing using random matrix theory," in Wireless Pervasive Computing, 2008. ISWPC 2008 3rd International Symposium on, pp. 334-338, IEEE, 2008 [f] Y. Zeng and Y. Liang, ‘‘Eigenvalue-based spectrum sensing algorithms for cognitive radio Communications, IEEE Transactions on, vol. 57, no. 6, pp. 1784-1793, 2009 Scénario de détections collaboratives
19. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Plan de la présentation  Contexte  Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre  Architecture hybride de détection de bandes libres  Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing  Détection aveugle en utilisant la parcimonie  Conclusions et perspectives 19 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives Architecture Hybride HSD EHSD Simulations
20. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Détecteur d’energie Les performances du radiomètre sont très sensible au niveau du bruit : avec 20 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives 0 0 GN   0 N )] ( [ , 1 des fa P Q BT BT G    0 0 ˆ N N  0 0 ˆ N N  Sous-exploitation des bandes libres Génération d’interférence sur les UPs Architecture Hybride HSD EHSD Simulations
21. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Comparaison entre radiomètre et détecteur cyclostationnaire 21 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives 0 N Complexité de calcul Insensibilité aux variations du niveau de bruit connaissances a priori détection à faible RSB radiomètre Détecteur cyclostationnaire + + + - - - Niveau du bruit Fréquences cycliques Architecture Hybride HSD EHSD Simulations
22. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Architecture de détection hybride des bandes libres 22 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives décision 1  2  Etage de détection cyclostationn aire Etage d’adaptation Etage de détection d’énergie Signal reçu Ajustement des seuils et activation Architecture Hybride HSD EHSD Simulations [g] Z. Khalaf, A.Nafkha, J. Palicot et M. Ghozzi ‘’Low Complexity Enhanced Hybrid Spectrum Sensing Architecture for Cognitive Radio Equipment", International Journal on Advances in Telecommunications, issn 1942-2601 vol. 3, no. 3 & 4, pp. 215-227, 2010
23. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente HSD 23 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives Architecture Hybride HSD EHSD Simulations La variation de et à -5 dB en utilisant l’HSD avec N1=N2=30 1  2  Bande libre Décision incertaine Bande occupée 1  2 
24. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente EHSD 24 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives Pour BT large la v.a. X suit une loi Gaussienne sous les deux hypothèses BT N BT N H 2 0 2 1 0 1 0 , :     ) 1 2 ( ), 1 ( : 2 0 2 2 0 2 1     RSB BT N RSB BT N H   BT N 1 0 ˆ ˆ   0 , 0 ˆ ) ( ˆ N P G des fa   Architecture Hybride HSD EHSD Simulations Décision incertaine Bande occupée 2  0 1  
25. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Performances de l’EHSD  Soit (resp. ) l’événement qui designe que le détecteur cyclique à choisi (resp. )  On suppose que pour un RSB donné le détecteur cyclique prend ses décisions indépendamment de la réalisation de la v.a. X: Et - On montre que: Cela signifie donc que nous avons toujours une surestimation du niveau du bruit => La contrainte de fausse alarme sera toujours respectée 25 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives 0 D 1 D 0 H 1 H 1 0 0 ) , (   D H X E 2 0 1 ) , (   D H X E 1 0 ) (   D X E ) ˆ ( 0 0    Architecture Hybride HSD EHSD Simulations
26. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Performances de l’EHSD - on considère la définition suivante (qui représente l’environnement): - l’erreur relative sur l’estimation du seuil (ou de ) et définie par: - on montre que 26 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives ) ( ) ( 1 0 H P H P   0 N 0 0 0 0 0 0 ˆ ˆ N N N Erreur rel        1 1 1     g g d fa rel P P RSB Erreur  Architecture Hybride HSD EHSD Simulations
27. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Simulations Pour RSB<< on a donc 27 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives g g d fa P P          1 1 1 1 RSB P P RSB Erreur g g d fa rel Architecture Hybride HSD EHSD Simulations
28. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Simulations 28 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives Probabilité de détection simulée en fonction du RSB, de l’EHSD avec pour et également comparée par rapport au radiomètre théorique dans les mêmes conditions 99   01 . 0   % 1 ,  des fa P 1 1 1     g g d fa rel P P RSB Erreur  % 1 ,  des fa P Probabilité de détection simulée en fonction du RSB, de l’HSD, l’EHSD comparée aussi au radiomètre avec et sans incertitude, et au test cyclostationnaire dans les mêmes conditions et 1   Architecture Hybride HSD EHSD Simulations
29. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Plan de la présentation  Contexte  Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre  Architecture hybride de détection de bandes libres  Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing  Détection aveugle en utilisant la parcimonie  Conclusions et perspectives 29 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives Cyclospectre et parcimonie Estimation du VAC Erreur Quadratique Moyenne
30. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Cyclospectre et parcimonie L’expression théorique de la Fonction d’Autocorrelation Cycique (FAC) d’un signal linéairement modulé avec la période symbole et un retard donné, est donnée par: Avec un retard déterministe inconnu et la réponse du filtre à l’emission 30 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives               0 ) 2 ( ) 2 ( 1 ) , ( 2 * 2 dt e t g t g e T R t j j s yy       * , Z k T k s    s T  Norme théorique de la FAC d’une BPSK Pour un délai fixe  ) (t g Cyclospectre et parcimonie Estimation du VAC Erreur Quadratique Moyenne * , Z k T k s   
31. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Estimation classique du VAC en utilisant l’estimateur classique de la FAC  Une estimation classique de la FAC sur un couple peut être faite en utilisant l’estimateur non biaisé suivant:  On définit le Vecteur d’Autocorrelation Cyclique (VAC) comme un vecteur particulier issue de la FAC pour un délai fixe et sur un domaine de fréquence cyclique:  L’estimateur classique du VAC de éléments est donné donc par: Avec: 31 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives ) , (         1 0 2 ) ( ) ( 1 ) , ( ˆ N k kT j e e yy e e kT y kT y N R     cl T yy yy yy yy classique R R R )] , ( ˆ ),..., , ( ˆ ), , ( ˆ [ ) ( ˆ ˆ 0 max 0 max 0 max ) ( 0           cl cl cl r C A V      N ~ N ~ . 2 max     Cyclospectre et parcimonie Estimation du VAC Erreur Quadratique Moyenne T yy yy yy yy R R R )] , ( ),..., , ( ), , ( [ ) ( 0 max 0 max 0 max ) ( 0                r VAC (1)
32. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Estimation du VAC en utilisant le Compressed Sensing On définit: La formule classique (1) d’estimation de la FAC peut etre écrite:  On definit le vecteur comme suit: En observant (2) on constate que n’est rien d’autre que la DFT du vecteur à un facteur près: 32 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives ) ( ) ( ) (     e e e kT y kT y kT f      1 0 2 ) ( 1 ) , ( ˆ N k kT j e yy e e kT f N R     cl  f T e e T N f T f f )] 1 . ~ ( ),..., . 1 ( ), 0 ( [       f (2) 0  f ) ( ˆ ) ( 0   yy r 0 0 0 ~ 1 ) ( ~ 1 ) ( ˆ ) (     Ff f r N DFT N yy   (3) Cyclospectre et parcimonie Estimation du VAC Erreur Quadratique Moyenne
33. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Estimation du VAC en utilisant le Compressed Sensing (3) est equivalente à (4): Avec Sachant que est parcimonieux, on peut résoudre (4) en utilisant équations grace à la technique du Compressed Sensing Le problème inverse à resoudre est donc: 33 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives 0 0 ) ( ˆ ) ( *    f r F  yy (4) N N ~ * ~ I FF  ) ( ) ( 0   yy r N n ~  ) ( ) ( 0 0   b Ar  Cyclospectre et parcimonie Estimation du VAC Erreur Quadratique Moyenne
34. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Estimation du VAC en utilisant le Compressed Sensing  Le dictionnaire est une sous-matrice de former par les n premières lignes de  Le vecteur est formé par les n premier élements de  Pour des raisons de complexité on utilise l’OMP pour résoudre le problème inverse. On note: 34 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives ) ( ) ( 0 0   b Ar  ) ( ~ n N  n Les atomes n  N ~ A * F * F ) ( 0  b 0  f ) ( 0 ˆ ˆ  r C A V  CS Cyclospectre et parcimonie Estimation du VAC Erreur Quadratique Moyenne [h]Z. Khalaf et J. Palicot “On the Use of the Sparse Property of the Cyclic Autocorrelation Function to Blindly Estimate the Cyclostationarity", Frequenz, issn 2191-6349 vol. 66, issue 9-10, pp. 279-292, 2012. [i] Z. Khalaf et J. Palicot “Exploiting Sparce Property of the Cyclic Autocorelation Function for Cyclostationary Process", 7th Karlsrue Workshop on Software Radios, Karlsruhe, Allemagne Mars 2012.
35. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Vérification du modèle 35 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives La norme du VAC d’un signal modulé en utilisant une MDP2, avec une fréquence cyclique fondamentale et Hz T s f 4 10 1    e T . 3 0   Une version agrandie de la norme du VAC afin de montrer clairement le bruit d’estimation Cyclospectre et parcimonie Estimation du VAC Erreur Quadratique Moyenne
36. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente EQM sur la position de la fréquence cyclique Analyse de l’erreur sur l’estimation de la position de la fréquence cyclique: l’  L’estimation de la fréquence cyclique en utilisant le compressed sensing 36 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives f EQM      essais f N i s f i essais T N EQM 1 2 2 ) ˆ ( 1    ] 2 . 3 , 2 [ ' f f ALPHA I    La valeur qui représente l’estimation de est la valeur correspondante à l’abscisse de l’atome du ayant la plus grande norme et situé à l’interieur de qui est centrée sur est de largeur  ˆ f  CS C A V ˆ f  f ALPHA I' Cyclospectre et parcimonie Estimation du VAC Erreur Quadratique Moyenne
37. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente EQM sur la position de la fréquence cyclique  L’estimation de la fréquence cyclique en utilisant la méthode classique Pour pouvoir comparer la méthode d’estimation classique avec celle qui utilise le compressed sensing on applique l’estimateur classique sur chaque point de l’intervalle discret et ceci pour que les deux méthodes d’estimation aient la même résolution et donc pour faire une comparaison équitable. 37 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives ] 2 . 3 , 2 [ ' f f ALPHA I    Cyclospectre et parcimonie Estimation du VAC Erreur Quadratique Moyenne
38. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Erreur Quadratique Moyenne à l’émission à l’émission sans filtrage à l’emission 38 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives f EQM  f EQM    Cyclospectre et parcimonie Estimation du VAC Erreur Quadratique Moyenne On note que à partir de 350 échantillons l’ obtenue en usilisant le CS tend vers contre 1100 échantillons pour la méthode classique à l’émission avec filtrage à l’émission On note que à partir de 2500 échantillons l’ obtenue en utilisant le CS tend vers contre 3000 échantillons pour la méthode classique f EQM    f EQM 
39. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Erreur Quadratique Moyenne à la réception 39 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives f EQM  Cyclospectre et parcimonie Estimation du VAC Erreur Quadratique Moyenne à la réception. On utilise 1000 échantillons pour chaque estimateur à la réception avec l’ajout d’un canal de propagation: C(.) la fonction correspondante au canal. Elle sera prise comme un filtrage linéaire à réponse impulsionnelle fini et invariant dans le temps. f EQM  b x y   ) ( C •On observe une augmentation de l’erreur après l’introduction du canal (equivalent à un filtre) •La methode du CS reste toujours dans le cas le plus réaliste meilleur
40. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Plan de la présentation  Contexte  Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre  Architecture hybride de détection de bandes libres  Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing  Détection aveugle en utilisant la parcimonie  Conclusions et perspectives 40 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives MCSS MS Analyse de Complexité et Temps d’Observation (MS) Analyse de Complexité et Temps d’Observation (MS vs MCSS vs détecteur cyclostationnaire )
41. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Méthode de Comparaisons des Slots version Soft (MCSS)  Afin de choisir entre et la MCSS prend deux slots consécutifs de taille pour chaque slot (un total de échantillons) 41 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives 0 H 1 H s n 2 s n    T s T s n y y y n y y y ) 1 ( ),..., 1 ( ), 0 ( ) 1 ( ),..., 1 ( ), 0 ( 1 1 1 1     s    T s T s s s n y y y n y n y n y ) 1 ( ),..., 1 ( ), 0 ( ) 1 2 ( ),..., 1 ( ), ( 2 2 2 2      s On suppose que deux slots consécutifs appartiennent à une même hypothèse M i : 1 ,  for  ) ( 1 i  b Calcul des éléments de s n i  ) 1 ( f  ) ( 2 i  b Calcul des éléments de s n i  ) 2 ( f ) , ( ˆ ) ( 1 ) ( 1 i i OMP   b A r  ) , ( ˆ ) ( 2 ) ( 2 i i OMP   b A r  )) ˆ (max( ) ( 1 1 i indice indice  r  )) ˆ (max( ) ( 2 2 i indice indice  r  Note: les indices sont choisis sans tenir compte des indices de la fréquences cycliques zéro 2 1 indice indice i    end for    M i i M 1 1   if 1 : H k   else 0 H ) ( 1 ˆ i  r ) ( 2 ˆ i  r et représentent les VACs estimés pour i    MCSS MS Analyse de Complexité et Temps d’Observation (MS) Analyse de Complexité et Temps d’Observation (MS vs MCSS vs détecteur cyclostationnaire ) M est le nombre de utilisé i  [j]Z. Khalaf, A.Nafkha et J. Palicot ‘’Blind Spectrum Detector using Compressed Sensing", IEEE GLOBECOM 2011 Houston, Texas, USA.
42. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Performance de détection de la MCSS 42 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives Les performances de détection s’améliorent avec M Les courbes de ROC du détecteur cyclostationnaire comparé à la MCSS MCSS MS Analyse de Complexité et Temps d’Observation (MS) Analyse de Complexité et Temps d’Observation (MS vs MCSS vs détecteur cyclostationnaire )
43. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Effet du canal de propagation  Degradation des deux méthodes avec le canal de propagation 43 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives MCSS MS Analyse de Complexité et Temps d’Observation (MS) Analyse de Complexité et Temps d’Observation (MS vs MCSS vs détecteur cyclostationnaire )
44. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Méthodes de Symétrie (MS)  On rappelle que pour les valeurs réelles de , présente les propriétés de symétrie suivantes:  On peut écrire donc que: 44 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives ) (t y ) , (   yy R ) , ( ) , (     yy yy R R   ) , ( ) , ( *     yy yy R R   2 2 ) , ( ) , (     yy yy R R   MCSS MS Analyse de Complexité et Temps d’Observation (MS) Analyse de Complexité et Temps d’Observation (MS vs MCSS vs détecteur cyclostationnaire )
45. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Méthodes de Symétrie (MS) 45 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives     l j j sym l IND 2 ) ( 1 1 0   0 ) ( 2 1 3 2 ) ( 0       sym IND    M i sym equ sym i IND M IND 1 ) ( ) ( 1    0 H 1 H sym k ) , ( ˆ ) ( ) ( 0   b A r OMP i l  Le nombre d’itération est impaire MCSS MS Analyse de Complexité et Temps d’Observation (MS) Analyse de Complexité et Temps d’Observation (MS vs MCSS vs détecteur cyclostationnaire )
46. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Méthodes de Symétrie (MS) 46 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives  Il est judicieux de choisir un nombre minimal d’itérations - pour avoir une complexité minimale - pour minimiser les fausses alarmes - pratiquement il existe uniquement 3 fréquences cycliques 3  l Il faut donc choisir MCSS MS Analyse de Complexité et Temps d’Observation (MS) Analyse de Complexité et Temps d’Observation (MS vs MCSS vs détecteur cyclostationnaire ) [k]Z. Khalaf, A.Nafkha et J. Palicot ‘’Blind Spectrum Detector using Compressed Sensing and Symetry Property of the Second Order Cyclic Autocorrelation", The 7th International Conference on Cognitive Radio Oriented Wireless Networks, IEEE CROWNCOM Juin 2012 Stockholm, Suède.
47. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Méthodes de Symétrie (MS) 47 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives Pfa=15% MCSS MS Analyse de Complexité et Temps d’Observation (MS) Analyse de Complexité et Temps d’Observation (MS vs MCSS vs détecteur cyclostationnaire )
48. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Effet du canal de propagation 48 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives MCSS MS Analyse de Complexité et Temps d’Observation (MS) Analyse de Complexité et Temps d’Observation (MS vs MCSS vs détecteur cyclostationnaire )
49. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Analyse de la complexité et du temps d’observation (MS VS MCSS) 49 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives MCSS MS Analyse de Complexité et Temps d’Observation (MS) Analyse de Complexité et Temps d’Observation (MS vs MCSS vs détecteur cyclostationnaire )
50. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Analyse de Complexité et Temps d’Observation (MS VS MCSS) 50 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives La MS est 11 fois moins complexe et nécessite un temps d’observation environ 11 fois plus petit MCSS MS Analyse de Complexité et Temps d’Observation (MS) Analyse de Complexité et Temps d’Observation (MS vs MCSS vs détecteur cyclostationnaire ) MCSS ) ~ . . . . 2 ( N S n M O s Complexité Échantillons pour (Pfa,Pd)=(0.1,0.91) 1125 Log (nbr d’opération) 6.93 Information a priori Méthode aveugle sans canal de propagation MS ) ~ . . . ( N l n M O tot 100 5.88 Méthode aveugle MCSS ) ~ . . . . 2 ( N S n M O s Complexité Échantillons pour (Pfa,Pd)=(0.1,0.67) 3362 Log (nbr d’opération) 7.41 Information a priori Méthode aveugle avec canal de propagation MS ) ~ . . . ( N l n M O tot 100 5.88 Méthode aveugle La MS est 33 fois moins complexe et nécessite un temps d’observation environ 33 fois plus petit
51. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Analyse de Complexité et Temps d’Observation (MS VS Détecteur cyclostationnaire) 51 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives MCSS MS Analyse de Complexité et Temps d’Observation (MS) Analyse de Complexité et Temps d’Observation (MS vs MCSS vs détecteur cyclostationnaire ) Nombre total d’echantillons
52. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Analyse de Complexité et Temps d’Observation (MS VS Détecteur cyclostationnaire) 52 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives MCSS MS Analyse de Complexité et Temps d’Observation (MS) Analyse de Complexité et Temps d’Observation (MS vs MCSS vs détecteur cyclostationnaire ) MS Détecteur Cyclostationnaire ) ~ . . . ( N l M n O tot ) . . 4 ) 1 ( ' . ( 2 L M L N M O   Complexité Échantillons pour (Pfa,Pd)=(0.1,0.95) 155 3795 Log (nbr d’opération) 6.07 5.91 Information a priori Méthode aveugle s f T 1   sans canal de propagation MS Détecteur Cyclostationnaire ) . . 4 ) 1 ( ' . ( 2 L M L N M O   Complexité Échantillons pour (Pfa,Pd)=(0.1,0.95) 197 4834 Log (nbr d’opération) 6.17 6.01 Information a priori Méthode aveugle s f T 1   avec canal de propagation ) ~ . . . ( N l M n O tot La MS est 1.43 fois plus complexe mais nécessite un temps d’observation environ 24.6 fois plus petit La MS est 1.45 fois plus complexe mais nécessite un temps d’observation environ 24.5 fois plus petit
53. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Analyse de Complexité et Temps d’Observation (MS VS MCSS VS Détecteur cyclostationnaire) 53 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives MCSS Analyse de Complexité et Temps d’Observation (MCSS) MS Analyse de Complexité et Temps d’Observation (MS) Analyse de Complexité et Temps d’Observation (MS vs MCSS vs détecteur cyclostationnaire )
54. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Plan de la présentation 54 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives  Contexte  Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre  Architecture hybride de détection de bandes libres  Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing  Détection aveugle en utilisant la parcimonie  Conclusions et perspectives Conclusion & perspectives Contributions
55. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Conclusion & perspectives (1/4) 55 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives  Proposition de deux architectures de détection hybrides, qui combinent deux détecteurs complémentaires  Ces architectures profitent des avantages de ces deux méthodes à la fois  Les performances de ces architectures dépendent aussi de l'environnement  Etude de ces architectures dans le cas d'un niveau de bruit variable, et dans un contexte MIMO  Evaluation du temps de convergence de ces architectures  Etude avec un canal de propagation, avec et sans mobilité Conclusion & perspectives Contributions 
56. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Conclusion & perspectives (2/4) 56 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives Conclusion & perspectives Contributions  Dans la deuxième partie de ce travail, on a proposé un nouvel estimateur aveugle du VAC en ce basant sur le compressed sensing  Deux métriques pour pouvoir évaluer la qualité d'estimation  Meilleures performances que l'estimateur classique non biaisé  Calcul analytique de la FAC avec filtrage à l‘émission  Calcul de l'expression analytique de la borne de Cramér-Rao de notre nouvel estimateur
57. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Conclusion & perspectives (3/4) 57 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives Conclusion & perspectives Contributions  Dans le dernier chapitre de ce travail on a proposé deux types de détecteurs aveugles qui se basent sur notre nouvel estimateur du VAC  Le premier détecteur, prend deux slots consécutifs  Le deuxième détecteur, utilise la propriété de symétrie du VAC  Performances (Pd, Ntot|RSB,Pfa) MS> Performances(Pd,Ntot|RSB,Pfa)MCSS > Performances (Pd,Ntot|RSB,Pfa) Détecteur Cyclostationnaire  MS et MCSS sont aveugles or le détecteur cyclostationnaire à besoin de la fréquence cyclique  Avec filtrage, les performances des détecteurs, MS et MCSS s'améliorent, contrairement au détecteur cyclostationnaire
58. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Conclusion & perspectives (4/4) 58 Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives Conclusion & perspectives Contributions  Trouver des expressions explicites des seuils de détection en fonction de la probabilité de fausse alarme souhaitée  Implémentation de ces architectures et de les tester sur des signaux réels  L’étude de ces nouveaux détecteurs dans un contexte MIMO  Proposition de nouveaux algorithmes de détection, basés sur notre nouvel estimateur
59. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente Contributions  2 articles de revue - International Journal on Advances in Telecommunications issn 1942-2601 - Frequenz issn 2191-6349  6 Conférences International (AICT 2010, URSI GASS 2011, MWSCAS 2011, GLOBECOM 2011, WSR 2012, CROWNCOM 2012)  2 Conférences (soumisent)  1 Chapitre de livre (en cours)  Prix et distinctions - Best paper award (AICT 2010) - Young Scientist Award (URSI GASS 2011) 59 Conclusion & perspectives Contributions Contexte Etat de l’art sur les techniques de détections du spectre Architecture hybride de détection de bandes libres Nouvel estimateur du cyclospectre utilisant le compressed sensing Détection aveugle en utilisant la parcimonie Conclusion et perspectives
60. Ziad KHALAF – IETR Supélec Contributions à l’étude de détection des bandes libres dans le contexte de la radio intelligente 60 Merci pour votre attention