Nous avons récemment présenté de nouvelles méthodes pour la compression, la décompression et le transport des média (audio, image et vidéo).
Pour plus d'informations, voir aux adresses suivantes:

Compression Images et Vidéos

Communications Longues Distances

Ces informations sont écrites à l’intention des investisseurs, des développeurs et des décideurs.
L'objectif est de montrer comment nos algorithmes peuvent être utilisés de manière originale avec UWB, avec CSS ou en mode mixte.

La bande ultra large (UWB, Ultra-Wide Band), est une technique de modulation radio qui est basée sur la transmission d'impulsions de très courte durée, souvent inférieure à la nanoseconde, et sur un large spectre de fréquences. Ainsi, la bande passante peut atteindre de très grandes valeurs.
La technologie utilisant une bande très large, les émissions se font à faible ou très faible puissance sur des distances relativement courtes. L'UWB est une technologie très performante en termes de géolocalisation à haute précision dans une infrastructure intérieure.

Dans les communications numériques, le spectre étalé chirp (CSS, Chirp Spread Spectrum), est une technique d'étalement de spectre qui utilise des impulsions chirp modulées en fréquence linéaire à large bande pour coder l'information.
Un chirp est un signal sinusoïdal dont la fréquence augmente ou diminue au fil du temps. De plus, l'étalement de spectre est résistant à l'effet Doppler, typique dans les applications de radiocommunication mobile.

Pour plus d'informations sur ces méthodes, voir aux adresses suivantes:

UWB

CSS

Nos méthodes de compression utilisent FFT et deux plans. Dans l'arrière plan, on peut ne garder que les signes des phases. On peut transporter les points de l'avant plan et des données supplémentaires dans les phases de l'arrière plan.
On peut aussi implémenter les décimations dans l'arrière plan (garder seulement le point de plus grande magnitude tous les N points. A la place des points décimés, on transporte des données dans les amplitudes et / ou les phases.
Une description détaillée se trouve dans le brevet USPTO (Numéro de Brevet: 11863367, Date de Dépôt: 20 Août 2021, Date de Délivrance: 2 Janvier 2024).
Les trames ainsi constituées peuvent être transmises en OFDM. Ces trames sont compatibles UWB et notamment MB-OFDM (Multi-Band-OFDM).
On réduit les problèmes de PAPR (Peak-to-Average Power Ratio) et on peut viser juste le dessus du niveau de bruit (noise floor).

Nos méthodes de compression créent des trames UNB (Ultra-Narrow Band) dans le domaine des fréquences en regroupant les plus grands points ou les plus grands pics locaux.
Les signaux quasi-stationnaires sont constitués essentiellement d'un champ de pics locaux dans le domaine des fréquences.
On peut avoir une compression de basse qualité pour les média en ne retenant que les plus grands pics locaux dans le domaine des fréquences.
En utilisant l'intelligence artificielle générative (IA générative), on peut retrouver des trames de très grande qualité à partir de ces pics locaux.
Pour la transmission des trames UNB sur de longues distances, nous avons préconisé l'utilisation des modulations analogiques ou numériques classiques.
Sur de plus coutes distances, il existe des méthodes par Chirp, dont une variante appelée LoRa (Low Range) est très utilisée actuellement.

Pour plus d'informations sur la variante CSS dite LoRa, voir à l'adresse suivante:

LoRa

Les signaux CSS se situent généralement sous le niveau du bruit, ont des débits très limités par rapport à UWB, sont résistants aux bruits et aux effets Doppler, et peuvent servir à localiser les objets de manière moins fine que les signaux UWB.
Les spécifications LoRA peuvent être utilisées pour transmettre nos trames UNB.
Nous signalons l'utilisation possible d'une variante CSS qui fait une correspondance directe entre les hauteurs ou les largeurs atteintes et les amplitudes des trames UNB.
Si on utilise les magnitudes et les phases, des codes sont à générer pour les magnitudes et les phases séparément.
Dans le cadre de cette variante, on peut utiliser des chirps linéaires, quadratiques ou logarithmiques.
On peut envisager d'utiliser plusieurs courbes de même origine pour augmenter les débits. Dans ce cas, le tableau des correspondances va dépendre aussi de la position des courbes.

Modèle Hybride:
On peut envisager l'utilisation d'un modèle hybride combinant UWB et CSS, les trames UWB-OFDM étant légèrement au dessus du niveau du bruit, et les trames CSS-UNB étant en dessous.
Les données pures et les avant plans ajoutés à la place des points décimés peuvent être envoyés en redondances par CSS, pour les corrections d'erreurs.
Dans un contexte de média, l'arrière plan peut subir des déformations sans grandes conséquences sur la qualité finale. Les données pures et les avant plans sont mieux traités.
Avec le modèle hybride, on peut obtenir des localisations précises et moins précises en même temps.

Systèmes de géolocalisation indoor à ultrasons:

Nos méthodes de compression UNB ont d'abord été mises au point avec les trames audio. Après un regroupement total des points dans le domaine fréquentiel, on obtient des courbes sinusoïdales quasi-mono-fréquentielles dans le domaine temporel.
En augmentant fortement les fréquences d'échantillonnage et en déplaçant les points vers les hautes fréquences, on peut générer des impulsions ultrasonores intermédiaires.
La plupart des signes vitaux étant quasi-stationnaires, on peut par exemple les transmettre en UNB et implémenter en même temps des systèmes de géolocalisation indoor (RTLS, Real-Time Location System) à ultrasons.
Il faut veiller à ce qu'il y ait au moins un cycle complet de transmis dans chaque impulsion.
Après le regroupement total des points, on peut éviter les phases en considérant les amplitudes des cosinus et les amplitudes des sinus.
Les courbes générées peuvent être transmises également à l'aide des ondes électromagnétiques, après des modulations adaptées.

Notes:
- Avec les trames UNB, dans un contexte d'IA générative, on peut générer des trames audio plus riches avec des variations.
- Les points des trames UNB étant déplaçables facilement dans le domaine des fréquences, on peut les enrichir et les ajuster à la sensibilité des oreilles, avant inverse FFT.
- Ci-dessous, une fonction en dents de scie et une fonction quadratique.