Cognitive and cooperative wireless networks

The traditional approach of dealing with spectrum management in wireless communications has been the definition of a licensed user granted with exclusive exploitation rights for a specific frequency. While it is relatively easy in this case to ensure that excessive interference does not occur, this approach is unlikely to achieve the objective to maximize the value of spectrum, and in fact recent spectrum measurements carried out worldwide have revealed a significant spectrum underutilization, in spite of the fact that spectrum scarcity is claimed when trying to find bands where new systems can be allocated. Just to mention some examples of measurements, different studies can be found in [1-6], revealing that overall occupation in some studies for frequencies up to 7GHz could be in the order of only 18%. © 2012 Springer Milan. All Right Reserved

Architectures parallèles pour la morphologie mathématique géodésique

ISBN 2-913329-23-3This thesis adresses the study of dedicated hardware for computer-aided vision. We focus on mathematical morphology operators for they are well suited for industrial purpose: generic, robust, easy to implement. These operators are based on data wavefront propagation according to geodesy and idempotence: watershed, reconstruction, labeling, etc. Their efficiency is shown on a real application cases and leads to a list of operators we will implement. Two original approaches are investigated. First, a massively parallel cellular automaton is described. With such an architecture, every data wavefrontcan be processed simultaneously. Associative mecanisms are used in order to reduce the synchronization contraints between the processors. Then, a pipeline architecture is depicted. It is more adapted to an industrial project context. This architecture implements generic algorithms based on a data driven image scan. We emphasis the way data control and flow parallelism are exploited since they are the key difficulties to overcome in non uniform processing. This architecture, named SPIDDO, requires about 40 ms to perform the watershed transform when clock frequency is set to 25 MHz.Ce travail porte sur l'étude d'architectures dédiées à la segmentation d'images pour la vision industrielle. Nous nous sommes tournés vers des traitements issus de la morphologie mathématique, qui répondent aux exigences de la vision industrielle: généricité, robustesse, facilité de mise en oeuvre. Ces traitements sont basés sur la propagation de fronts de données selon les critères de géodésie et d'idempotence: ligne de partage des eaux, reconstruction, étiquetage, etc. Nous montrons leur efficacité dans des cas concrêts et établissons une liste des opérateurs qui seront implantés.Deux approches architecturales sont abordées. Nous montrons, tout d'abord, qu'un automate cellulaire massivement parallèle permet de suivre simultanément tous les fronts de propagation, grâce à un mécanisme associatif visant àlimiter les contraintes de synchronization entre processeurs. cette architecture constitue une référence en terme d vitesse, mais aussi un outil d'étude du comportement des opérateurs géodésiques.Ensuite, nous portons notre intérêt sur une architecture entrant mieux dans un contexte industriel. Elle repose sur des algorithmes génériques à balayage dépendant des données, que nous exposons. Il s'agit d'une machine pipe-line dans laquelle interviennent les parallélismes de flux, de contrôle et de données. Les difficultés rencontrées résident dans l'irrégularité inhérente aux algorithmes data-driven. Nous présentons une structure de données permettant l'accès simultané aux voisins d'un point quelconque et s 'acquittant d'un parcours non prédeterminé des points de l'image. La régularisation du flot d'instructions est également approfondie en se basant sur l'étude du comportement du processus de propagation dans des images d'origine industrielle. Cette architecture appelée SPIDDO conduit, pour la ligne de partage des eaux, à des vitesses de traitement de 40 ms lorsqu'elle est cadencée à 25 MHz

Longueur de diffusion des porteurs minoritaires et structure de jonction des diodes Cu/Cu2O

The diffusion length Ln of minority carriers (electrons) in Cu2O single crystals, obtained mainly by pulling, has been measured by the surface photovoltage, the photovoltaic spectrum and the electron beam induced current (EBIC) methods. In the two last cases, Cu/Cu2O junctions have been used. The values for Ln, obtained by the three methods, are of the same order of magnitude, they differ from sample to sample but lie always below 8 μm. Preliminary experiments could not reveal any significant correlation between the diffusion length and the resistivity of the material. Measurements by means of the electronic beam reveal a short range variation in space of Ln and a large inhomogeneity of the collection. The topography of the current induced in the diodes by the electron beam shows a semi-passive zone which may extend from the metal to a depth of a few μm ; this phenomenon is interpreted as resulting from a strong reduction of the minority carrier lifetime near the surface. This assumption agrees, in a semi-quantitative manner, with the order of magnitude of the observed photovoltaic short circuit current and with the shift from cell to cell of the peak in the photovoltaic spectral response. From these results it can be concluded that in the case of Cu 2O, frontwall Schottky barrier type cells are not suitable for an efficient photovoltaic solar energy conversion.La longueur de diffusion Ln des porteurs minoritaires dans des monocristaux de Cu2O obtenus principalement par tirage a été mesurée par les méthodes du photovoltage de surface, du spectre photovoltaïque et du courant induit par balayage électronique. Dans les deux derniers cas des jonctions Cu/Cu 2O ont été utilisées. Les valeurs obtenues par les trois méthodes sont du même ordre de grandeur, elles varient d'un échantillon à l'autre mais ne dépassent pas 8 μm. Des expériences encore fragmentaires n'ont pu mettre en évidence une relation significative entre longueur de diffusion et résistivité du matériau. Les mesures au microscope électronique révèlent une variation spatiale à courte portée de L n et une grande inhomogénéité de la collection. La topographie du courant induit montre dans les diodes une zone semi-passive qui peut s'étendre sur une profondeur de quelques μm à partir du métal et qui est interprétée par une forte diminution de la durée de vie des porteurs créés au voisinage de la surface. Cette hypothèse est en accord semi-quantitatif avec l'ordre de grandeur des courants observés et avec les modifications de la réponse spectrale d'une cellule à l'autre. La discussion de ces résultats indique qu'avec Cu2O les structures de type Schottky frontales sont inaptes à assurer une conversion photovoltaïque satisfaisante du rayonnement solaire

Conversion photovoltaïque dans Cu2O

La conversion à bas prix de l'énergie solaire par des jonctions Cu-Cu 2O, est envisagée. Les meilleures conditions trouvées pour la fabrication des cellules frontales (évaporation ou pulvérisation de Cu) et des cellules dorsales (oxydation partielle) ainsi que les moyens d'abaisser la résistance série sont décrits. Les caractéristiques I-V montrent que la hauteur de la barrière est toujours voisine de 0,7 V, mais que le facteur n est de l'ordre de 3 ou de 6 selon le mode de fabrication, ce qui traduit l'existence d'états interfaciaux. Les performances limitées sont attribuées à l'inhomogénéité des jonctions et à la faible valeur mesurée (1 à 2 μm) de la longueur de diffusion

A hardware demonstrator of a cognitive radio system using temporal opportunities

Opportunistic radio (OR) systems usually identify and exploit unused spectrum resources in the frequency domain. Targeting opportunities in the time domain of course yields more stringent timing requirements for the opportunistic system, but enables a more optimized resource usage when spectrum opportunities are limited, like for unlicensed bands. This paper describes a hardware demonstrator of such an OR system detecting and using temporal opportunities, and particularly focuses on the key modules required to achieve the opportunistic functionality. To this end, it presents an exclusive implementation of a cyclostationarity sensing algorithm, and proposes a low complexity decision-making algorithm, which performs real-time regulation of the OR communications. Finally, it includes collaborative sensing features to address efficiently the hiddennode scenario. The demonstrator operates in the 2.4 GHz band, and has been validated by sharing the spectrum resource with a standard IEEE 802.11g primary system (PS) running a video streaming application, without perceptible impact of the OR system. It should finally be emphasized that the concepts and techniques undertaken can easily be transposed to any packet based transmission over OFDM or W-CDMA PHY

Spectrum sharing in the EU and the path towards standardization

This paper addresses the current regulatory framework, research activities and standardization efforts towards a shared use of radio spectrum in the European Union. Two main research streams are considered: The emerging concept of Licensed Shared Access that ensures a predictable Quality of Service for secondary users of spectrum and the opportunistic Device-to-Device communications that represent a recent and enormous socio-technological trend. The paper presents also research results that support the spectrum sharing standardization path in ETSI and 3GPP