ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr....

175
151

Transcript of ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr....

Page 1: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 151

Page 2: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

150 

Page 3: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 149

Page 4: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

148 

NOTES

Page 5: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 147

 Spors Sascha  .................................... 70, 80, 90 

 Srinivasan Sriram  ....................................... 135 

 Stavrou Photios  ......................................... 129 

 Stylianou Yannis ..........................................  47 

 Suganuma Naoki  ......................................... 84 

 Suzuki Shota  ................................................ 60 

 Svoboda Philipp .........................................  134 

 

T

 Tabus Ioan ...................................................  69 

 Tabus Vlad ...................................................  69 

 Taghirad Hamid  ........................................... 94 

 Tagliasacchi Marco  ...................................... 71 

 Taguchi Akira  ............................................... 99 

 Takahashi Kazuhiko  ............................... 18, 75 

 Takeya Tsutomu  ........................................ 124 

 Talebi H.A.  ................................................. 126 

 Tanaka Kiyoshi  ............................................. 55 

 Taoka Hidekazu  ........................................... 72 

 Taouali Okba ...............................................  74 

  Tewfik Ahmed  .............................. 51, 66, 103 

 Thiagarajan J. Jayaraman  .................... 76, 131 

 Thobaben Ragnar  .................................. 50, 51 

 Thompson John  ........................................... 62 

 Thornton T.  ............................................... 131 

 Tian Sheping ................................................  64 

 Tlili Fethi  ...................................................... 92 

 Torrésani B.  ................................................. 47 

 Treust Le M. ..............................................  121 

 Triantafyllidis Georgios  ............................... 87 

 Truchetet Frédéric  ................................. 10, 54 

 Tsenov Georgi  ............................................. 53 

 Tubaro Stefano  ............................................ 71 

 Tuduce Rodica  ............................................. 53 

 Turki M.  ....................................................... 47 

 Turri William  ........................................ 97, 119 

 Turunen Vesa  .............................................. 49 

 Tzortzis Ioannis ...........................................  94 

 

V

 Valente Daniele Salvo  .................................. 71 

 Vandendorpe Luc  ...................................... 122 

 Varada Ratnam Kumar  .............................. 134 

 Vasilache Adriana ........................................  69 

 Vereecken Willem  ....................................... 61 

 Vidal M Antonio  .......................................... 91 

 Viessmann Alexander ................................  114 

 Villette S.  ............................................... 10, 54 

 Viterbi J. Andrew  ......................................... 45 

 Vrionides Photos .........................................  56 

 

W  Waadt Andreas ..........................................  114 

 Wada Tetsuei ............................................  125 

 Walstijn van Maarten  .................................. 79 

 Wang Rui  ..................................................... 62 

 Wang Xiaodong  ......................................... 106 

 Wassell J. Ian  ............................................... 82 

 Willems C. Jan  ............................................. 45 

 Winters Jack ................................................  73 

 Wolf Keil Jack ..............................................  57 

 Wong KokSheik  ............................................ 55 

 

X  Xuereb David .............................................  132 

 Yan Guozheng .............................................. 64 

 Yan Long‐Jhe ................................................ 97 

 Yan Yan  ........................................................ 86 

 Yazdizadeh A.R.  ......................................... 126 

 Yazdizadeh Alireza  ....................................... 95 

 Yeh Cheng‐Yu ..............................................  58 

 Yoo Seunghwan .........................................  104 

 Yu Yao  ........................................................ 107 

 Yuan‐Wu Yi  .................................................. 81 

 Yuvapoositanon Peerapol  ......................... 143 

 

Z  Zadeh Soltanian Hamid  ............................... 64 

 Žagar Drago ...............................................  113 

 Zaher Ashraf  ................................................ 84 

 Zaidi Abdellatif ..........................................  122 

 Zeller Dietrich ..............................................  62 

 Zhang Lei  ................................................... 125 

 Zhang Yimin  ............................................... 102 

 Zhang Yujin ..................................................  86 

 Zhao Yong ....................................................  92 

 Zheng Yuanhang ..........................................  71 

 Zhou Jing  ................................................... 126 

 Zölzer Udo  ............................................. 90, 91 

Page 6: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

146 

 Njima Ben Chakib  ........................................ 95 

 Nomura Toshiyuki .......................................  60 

 Nongpiur Rajeev  ........................................ 129 

 Ntalampiras Stavros  .................................... 46 

 Nuriel Tamir  ................................................ 54 

 Nygard Gerhard  ......................................... 126 

 

O

 Obermayer Klaus .......................................  110 

 Octavian Arsene  .......................................... 52 

 Ohhara Kazuto ............................................. 98 

 Ohkura Shinpei  ............................................ 78 

 Okada Hiroyuki  ............................................ 98 

 Okada Minoru  ........................................... 125 

 Oksanen Jan  ................................................ 50 

 Omar Samir  ................................................. 93 

 Omar Samir‐Mohamad  ............................. 142 

 Onoye Takao  ............................................... 98 

 

P

 Pan Cheng  ................................................... 64 

 Panagi Panagiotis  ...................................... 140 

 Panayiotou Christos ....................................  75 

 Papadopoulos Harris ...................................  56 

 Parra Lucas  .................................................. 65 

 Pedroni A Volnei .......................................  114 

 Pedroni U Bruno ........................................  114 

 Peng Bo  ..................................................... 111 

 Petrellis Nikos............................................  118 

 Petropulu Athina  ....................................... 107 

 Petroudi Styliani ........................................  131 

 Phillips  S.  .................................................. 131 

 Pickavet Mario  ............................................ 61 

 Polycarpou M. Marios  ............................... 140 

 Poor Vincent .....................................  106, 107 

 Potamitis Ilyas .............................................  46 

 Prasad S .................................................... . 131 

 Psillakis Haris .............................................  139 

 Pueo Basilio  ................................................. 89 

 

R  Rabenstein Rudolf  ....................................... 70 

 Rachid Latif  ................................................ 118 

 Rafaely Boaz  ................................................ 80 

 Rajan Sundar B.  ........................................... 73 

 Ramamurthy N. K.  ..................................... 131 

 Ramamurthy Natesan Karthikeyan  ............. 76 

 Rehm Ansgar .............................................  136 

 Reindl Klaus  ................................................. 71 

 Renk Tobias  ............................................... 102 

 Rezaei Farzad ............................................  129 

 Richard Langley  ........................................... 92 

 Ristaniemi Tapani ......................................  111 

 Roenko Alexey  ............................................. 68 

 Roger Sandra  ............................................... 91 

 Ros Laurent  ................................... 74, 92, 113 

 Rouissi Fatma  .............................................. 92 

 Rudoy Dmitry  .............................................. 87 

 Rupp Markus  ............................................. 134 

 Ryynänen Jussi  ............................................ 49 

 

S

 Saito Mamoru  .............................................. 78 

 Sajda Paul  .................................................... 65 

 Salehi Jawad ..............................................  115 

 Samee Kashif Muhammad  ......................... 112 

 Santucci Robert .......................................... 142 

 Sardaroudi Ghaemi Sanaz  ........................... 59 

 Sarti Augusto  ............................................... 71 

 Saruwatari Hiroshi  ....................................... 60 

 Sattigeri P. .................................................  131 

 Savazzi Stefano ..........................................  123 

 Schilcher Udo ............................................  122 

 Schug David  ................................................. 86 

 Schutz Antony .............................................  55 

 Seppanen Mari  ............................................ 69 

 Serrano Salvatore  ...................................... 137 

 Shalchian Jafar  ............................................. 83 

 Shariati Ala  .................................................. 94 

 Shechtman Slava  ......................................... 46 

 Shikano Kiyohiro ..........................................  60 

 Shimizu Tomonori .......................................  84 

 Shoham Tamar  ............................................ 46 

 Si Zhongwei .................................................  51 

 Siclet Cyrille ...........................................  74, 83 

 Simon Pierre Eric  ................................. 92, 113 

 Sitjongsataporn Suchada  ........................... 143 

 Skoglund Mikael  .......................................... 51 

 Slock Dirk  ................................. 55, 81, 93, 142 

 Soceanu Omri  .............................................. 87 

 Sodagari Shabnam  ..................................... 103 

 Sorger Ulrich  ................................................ 77 

 Sousa Ricardo ....................................  119, 136 

 Soussi El Mohieddine ................................  122 

 Souza D Richard .........................................  114 

 Spanias A.  .................................................. 131 

 Spanias Andreas  .................................. 76, 142 

 Spiegel Christoph ............................... 114, 133 

Page 7: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 145

 Kawakami Takashi  ....................................... 99 

 Kawamura Yuki  ............................................ 98 

 Kellermann Walter ......................................  71 

 Keshi Ikuo  .................................................... 98 

 Khaki‐Sedigh Ali  ........................................... 83 

 Khaldi K.  ...................................................... 47 

 Kibangou Alain  ............................................ 74 

 Kikidis John  ................................................ 118 

 Kim Anna .....................................................  50 

 Kim Jaeyoel  ............................................... 114 

 Kitaguchi Katsuhisa .....................................  78 

 Klaus Matthias  ............................................. 63 

 Knee Peter ...................................................  76 

 Kocks Christian  .......................................... 114 

 Koivunen Visa  ................................ 49, 50, 105 

 Kokkinen Kari ..............................................  49 

 Konnanath B.  ............................................. 131 

 Kosunen Marko  ........................................... 49 

 Kourtellaris Christos  .................................. 129 

 Kowalczyk Konrad .......................................  79 

 Kucera Vladimir .........................................  138 

 Kundargi Nikhil  .................................... 51, 103 

 Kuroda Tadahiro  ........................................ 124 

 

L  Labibi Batool ...............................................  94 

 Lane John ..........................................  128, 130 

 Laner Markus ............................................  134 

 Langley Richard .........................................  125 

 Lanitis Andreas  ............................................ 88 

 Lasaulce S. .................................................  121 

 Lasenby Joan  ............................................... 76 

 Le Hai Thanh  ................................................ 77 

 Lee Jangsu .................................................  104 

 Lee Sungchun  ............................................ 104 

 Lee Woo Hyeon  ......................................... 114 

 Lee Yongjun  ............................................... 104 

 Lee Yoong Ken .............................................  77 

 Leong Alex .................................................  136 

 Lewis Noëlle ..............................................  124 

 Lieberei Matthias  ........................................ 91 

 Lienard Martine  ........................................... 92 

 Lim YeonJu  ................................................ 114 

 Liu Wei  ................................ 92, 111, 112, 125 

 Liu Yingxi  ................................................... 103 

 Liu Yuzhe ...................................................  127 

 Lopez J Jose  ..................................... 70, 79, 89 

 Lops Marco  ................................................ 106 

 Louveaux Jérôme ......................................  122 

 Loveimi Erfan ...............................................  47 

 Lukin Vladimir  .............................................. 68 

 Lundén Jarmo  .............................................. 50 

 Lyonnet Bastien  ........................................... 83 

 Lyytinen Heikki  .......................................... 111 

 

M  Mabrouk Ben Walid ....................................  95 

 Maham Behrouz ..........................................  73 

 Malah David ..........................................  46, 54 

 Mallik Ranjan  ............................................... 73 

 Manabe Yasutake ........................................  98 

 Mandic P Danilo  ........................................ 111 

 Markaki Maria  ............................................. 47 

 Massicotte Daniel  ...................................... 120 

 Mathew T.  ................................................. 131 

 Matz Gerald ...............................................  123 

 McLoughlin Ian  ............................................ 77 

 Mehrafrooz Arash  ....................................... 95 

 Mehrany Khashayar ..................................  115 

 Messaoud Hasani  ........................................ 74 

 Messaoud Hassani  ............................... 95, 127 

 Michaelides Michalis  ................................... 75 

 Middleton Gareth  ...................................... 121 

 Mitsis Georgios  .......................................... 130 

 Miyabe Shigeki  ............................................ 60 

 Mlayeh Yosra  ............................................... 92 

 Monteiro A. Francisco .................................  82 

 Mosca Edoardo .......................................... 139 

 Moschytz George  .................................. 18, 75 

 Moshe Yair  .................................................. 87 

 Mostafa Laaboubi......................................  118 

 Motomura Koyo  .......................................... 78 

 Murahira Kota  ............................................. 99 

 Musuvathy Srideep  ..................................... 56 

 

N  Nabil Amr  .................................................... 58 

 Nabovati Hooman  ..................................... 125 

 Nagaraj Belur Sunil  .................................... 129 

 Nakhkash Mansor........................................  64 

 Naqavi Ali  .................................................. 115 

 Nastac Iulian  ................................................ 53 

 Natora Michal ............................................  110 

 Navarro M Juan  ........................................... 79 

 Neri Alessandro  ........................................... 68 

 Nicoli Monica  ............................................. 123 

 Nihtila Markku .............................................. 95 

 Nikolova Alexandra  ..................................... 53 

Page 8: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

144 

 Denic  Stojan  ....................................... 42, 138 

 Dey Subhrakanti  ........................................ 136 

 Diop E.H.S. ...................................................  87 

 Djurovic Igor  ................................................ 68 

 Donato Nicola ...........................................  137 

 Douik Ali  .................................................... 127 

 Drewes Christian ........................................ 133 

 Dvir Itsik  ...................................................... 87 

 

E  Easley Glenn  ................................................ 86 

 Economou Lefteris ......................................  56 

 Elhoucein Aassif ........................................  118 

 Eliasi H. ......................................................  126 

 Erdozain Aitor ...........................................  110 

 Escolano José  .............................................. 79 

 Evangelista Gianpaolo  ................................. 89 

 Eynard Goulven .........................................  124 

 

F

 Fakotakis Nikos ............................................ 46 

 Famulari Antonio ......................................  137 

 Fatahi Nahid ..............................................  125 

 Fatehi Alireza  ............................................... 83 

 Ferreira Aníbal  ................................... 119, 136 

 Fettweis Gerhard ......................................... 63 

 Fortener Benjamin ......................................  97 

 Franke Felix ...............................................  110 

 Frantz A. Gene ...........................................  100 

 

G  Gabbouj Moncef .........................................  98 

 Galić Dario  ................................................. 113 

 Gallardo Jurado Marian  ............................... 77 

 Garcia Germain  ........................................... 95 

 Gee Christelle ........................................  10, 54 

 Gerard Maze 118 

 Geravanchizadeh Masoud  ............. 48, 59, 141 

 Ghabi Jalel .................................................  127 

 Ghazel Adel  ................................................. 92 

 Gianluca Cannatà ......................................  137 

 Giotis Thomas ...........................................  139 

 Godrich Hana ............................................  106 

 Gonzalez Alberto  ......................................... 91 

 Goryll M.  ................................................... 131 

 Goto Satoshi ................................................  57 

 Götze Jürgen .............................................  112 

  

H  Haas Harald .................................................  62 

 Haimovich Alexander  ................................ 106 

 Hamdi Omessad ..........................................  85 

 Hara Takao ................................................  125 

 Haralambous Haris  ...................................... 56 

 Haralick Robert  ............................................ 65 

 Hashimoto Masafumi  ............................ 18, 75 

 Hayashi Yuichi  ............................................. 84 

 He Qian  ...................................................... 105 

 Heddeghem Van Ward ................................  61 

 Herceg Marijan ..........................................  113 

 Hesham Mohamed  ...................................... 58 

 Higuchi Kenichi  ............................................ 72 

 Hijazi Hussein  ...................................... 92, 113 

 Hjørungnes Are  ........................................... 73 

 Holters Martin  ............................................. 90 

 Horvat Michael ..........................................  133 

 Huszak Arpad ............................................  132 

 Hwang Shaw‐Hwa .......................................  97 

  

I

Imre Sandor ................................................  132 

 Ioannou Ioanna  ............................. 42, 81, 138 

 Ioannou Petros  .......................................... 139 

 Isheden Christian  ......................................... 63 

 Itaba Fumihiro  ....................................... 18, 75 

 Ivannikov Andriy  ........................................ 111 

 

J

Jaber Marwan ............................................  120 

 Jaekel Holger  ............................................. 102 

 Jajamovich Guido  ...................................... 106 

 Jbabdi Saad................................................  130 

 Jin Ying ......................................................  102 

 Jonckheere Edmond  .................................... 56 

 Jondral K Friedrich .....................................  102 

 Jones Gawain ........................................  10, 54 

 Jung Peter ..................................................  114 

 

K

 Kadowaki Ryosuke  ....................................... 78 

 Kamado Noriyoshi  ....................................... 60 

 Kansanen Kimmo  ......................................... 50 

 Karimpour Amir  ........................................... 48 

 Kärkkäinen Tommi  ..................................... 111 

 Karlsson Johannes .......................................  50 

 Kasparis Takis ....................................  128, 130 

Page 9: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 143

 

Author Index     

A

 Aazhang Behnaam  ..................................... 121 

 Abdelhedi Manel  ......................................... 85 

 Abediasl Hooman  ...................................... 115 

 Aguilera Emanuel  ........................................ 89 

 Ahadi Mohammad Seyed  ............................ 47 

 Ahmad Iftikhar ............................................  98 

 Ahrens Jens  ........................................... 80, 90 

 Aissi Ilyès  ..................................................... 74 

 Aittomäki Tuomas  ..................................... 105 

 Aizawa Kunio  ............................................... 78 

 Almenar Vicenc ...........................................  91 

 Alsagabi Majid .............................................  66 

 Amara Mustapha ........................................  81 

 Annibale Paolo  ............................................ 70 

 Antonacci Fabio  ........................................... 71 

 Antoniou Andreas  ..................................... 129 

 Arbabshirani Reza Mohammad  ................... 64 

 Ardeyeh F.H.  ................................................ 87 

 Aristidou Andreas  ........................................ 76 

 Asl Badri Laleh ...........................................  141 

 Astola Jaakko ...............................................  69 

 Azadmehr Mehdi .......................................  127 

 

B

 Bai Zijian ....................................................  133 

 Baldi Simone .............................................  139 

 Balster Eric  .......................................... 97, 119 

 Barth Ulrich .................................................. 62 

 Barzamini R.  .............................................. 126 

 Barzamini Roohollah ...................................  95 

 Başar Tamer  .............................................. 100 

 Bauer Peter ...............................................  127 

 Baussard A.  .................................................. 87 

 Bazzi Oussama  ............................................. 93 

 Belega Daniel ............................................  135 

 Berdugo Guy  ............................................... 87 

 Berg Yngvar ...............................................  127 

 Berkmann Jens  .......................................... 133 

 Bettstetter Christian  .................................. 122 

 Bhatnagar Manav  ........................................ 73 

 Bilen Sven  .................................................. 103 

 Birbas Alex.................................................  118 

 Birbas Michael  ........................................... 118 

 Blasi Daniele  ................................................ 68 

 Blum Rick  ................................................... 105 

 Blume Oliver  ................................................ 62 

 Bouallegue Ammar  ...................................... 85 

 Bouchikhi Abdelkhalek  .............................. 119 

 Boudraa Abdel‐Ouahab  ................. 47, 87, 119 

 Boutalis Yannis  .......................................... 139 

 Boyapati Krishna Hari  ................................ 134 

 Brady Michael ............................................ 131 

 Brandner Günther .....................................  122 

 Bretschneider Timo  ..................................... 77 

 Broda Simon  .............................................. 110 

 Brossier Jean‐Marc  ...................................... 83 

 Bruck Guido  ............................................... 114 

 Burnic Admir .............................................  114 

 

C

 Campisi Patrizio  ........................................... 68 

 Campobello Giuseppe  ............................... 137 

 Castiglione Paolo .......................................  123 

 Cauchi Patrick  ............................................ 133 

 Cexus Jean‐Christophe  ........................ 87, 119 

 Charalambous Charalambos 42, 81, 94, 129, 138 

 Chaudhari Sachin  ......................................... 49 

 Chen Kwang‐Cheng  ..................................... 61 

 Chockalingam Ananthanarayanan ..............  72 

 Chonavel Th. ................................................  47 

 Christodoulou Lakis  ................................... 130 

 Christodoulou Manolis ..............................  139 

 Christoforou Christoforos  ............................ 65 

 Cigler Jiri  .................................................... 138 

 Cobos Maximo  ....................................... 70, 89 

 Colle Didier  .................................................. 61 

 Corbach Tobias  ............................................ 90 

 Crespo Pedro  ............................................. 110 

 Cristea Dan Paul ..........................................  52 

 

D

 Dallet Dominique  .............................. 124, 135 

 Danev Danyo  ............................................... 49 

 Debbah M. .................................................  121 

 Debono Carl James  ...........................  132, 133 

 Demeester Piet  ............................................ 61 

 Demetriou A. Michael  ............................... 140 

Page 10: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

142 

Fr. 35.4  17:45‐18:00 

A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone DMT Equalisation 

Suchada Sitjongsataporn and Peerapol Yuvapoositanon 

Centre  of  Electronic  Systems  Design  and  Signal  Processing  (CESdSP),  Department  of  Electronic Engineering, Mahanakorn University of Technology, Bangkok, Thailand 

 

Abstract—This paper presents a novel structure of  the set‐membership  filtering adaptive algorithm with the framework of a mixed‐tone per‐tone equalisation in discrete multitone systems. The idea of two mixed‐tone  constraint  sets  of  interfering  adjacent  tones  are  extended  to  the  concept  of  set‐membership  binormalised  least mean  square  algorithm.  The  proposed  algorithm provides  the  fast convergence  and  low  computational  complexity  with  regard  to  the  normalised  data  reusing algorithm.  Simulation  results  show  the  performance  of  proposed  algorithm  in  terms  of  faster convergence rate and robustness.  

 

 

Page 11: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 141

Fr. 35.2  17:15‐17:30 

Variational Bayesian Blind and Semiblind Channel Estimation 

Samir‐Mohamad Omar and Dirk Slock 

EURECOM, Sophia, Antipolis, France 

 

Abstract—Blind and semiblind channel estimation was a topic that enjoyed explosive developments throughout the nineties, and then came to a standstill, probably because of perceived unsatisfactory performance. Blind channel estimation techniques were developed and usually evaluated for a given channel realization, i.e. with a deterministic channel model. Such blind channel estimates, especially those based on subspaces in the data, are often only partial and ill‐conditioned. On the other hand, in wireless  communications  the  channel  is  typically modeled  as Rayleigh  fading,  i.e. with  a Gaussian (prior) distribution expressing variances of and correlations between channel coefficients.  In  recent years,  such  prior  information  on  the  channel  has  started  to  get  exploited  in  pilot‐based  channel estimation, since often the pure pilot‐based (deterministic) channel estimate is of limited quality due to  limited pilots.  In  this paper we explore a Bayesian approach  to  (semi‐)blind  channel estimation, exploiting  a  priori  information  on  fading  channels.  In  the  case  of  deterministic  unknown  input symbols,  it  suffices  to  augment  the  classical  blind  (quadratic)  channel  criterion  with  a  quadratic criterion  reflecting  the  Rayleigh  fading  prior.  In  the  case  of  a  Gaussian  symbol model  the  blind criterion is more involved. The joint ML/MAP estimation of channels, deterministic unknown symbols, and  channel  profile  parameters  can  be  conveniently  carried  out  using  Variational  Bayesian techniques. Variational Bayesian  techniques  correspond  to alternating maximization of a  likelihood w.r.t. subsets of parameters, but taking into account the estimation errors on the other parameters. To simplify exposition, we elaborate the details for the case of MIMO OFDM systems.  

 

Fr. 35.3  17:30‐17:45 

A Block Adaptive Predistortion Algorithm for Transceivers with Long Transmit‐Receive Latency 

Robert Santucci and Andreas Spanias 

Sensor  and  Signal  Information  Processing  Center,  School  of  Electrical,  Computer,  and  Energy Engineering, Arizona State University Tempe, USA 

 

Abstract—The purpose of  this paper  is  to  introduce digital predistortion and propose a new digital predistortion  scheme  for  use  in  systems  with  lengthy  transmit‐receive  delays.  The  introduction discusses  the motivation  to  implement  digital  predistortion within  a wireless  transceiver  system. Then, we introduce techniques commonly found in the literature and the assumptions made in their operation. Finally, a new scheme  is proposed which allows consideration of multiple measurements of actual data between predistorter updates that require significant latency before new results can be measured.  This new  scheme utilizes  a block  least‐mean‐squares  (LMS)  algorithm,  running within  a gain‐based look‐up‐table (LUT) predistorter. 

 

 

Page 12: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

140 

Friday Afternoon, 5th March  

Session:    DSP for Communications 

Time & Place:  17:00‐18:30 ‐  Salaminia 

Chairperson:   Takis Kasparis   Cyprus University of Technology, Cyprus 

 

 

Fr. 35.1  17:00‐17:15 

Asexual Reproduction‐Based Adaptive Quantum Particle Swarm Optimization Algorithm  for Dual‐Channel Speech Enhancement 

Masoud Geravanchizadeh and Laleh Badri Asl 

Faculty of Electrical and Computer, Engineering, University of Tabriz, Tabriz, Iran 

 

Abstract—In  this  paper,  we  propose  an  improved  particle  swarm  optimization  algorithm  called Asexual  Reproduction‐based  Adaptive Quantum  Particle  Swarm Optimization  (ARAQPSO)  for  dual‐channel speech enhancement. The  foundation of a particle optimization algorithm  is to  intelligently generate and modify the  initial randomized solutions. The proposed algorithm  is based on Adaptive Quantum Particle Swarm Optimization  (AQPSO)  technique. Particles  that  search  the problem  space have the ability to reproduce asexually, where the fertility of particles is proportional to their fitness. The proposed algorithm applies an adaptive  local  search around  the  fitter particles  that  result  in a comprehensive search in prosperous regions of the problem space. Experimental results indicate that the  algorithm  outperforms AQPSO,  SPSO,  and  the  gradient‐based NLMS  algorithm  in  the  sense of SNRimprovement.  

 

Page 13: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 139

Fr. 34.5  18:00‐18:15 

Measure‐of‐disagreement  of  consensus  and  adaptive‐consensus  filters  for  spatially  distributed systems 

Michael A. Demetriou 

Worcester Polytechnic Institute, Department of Mechanical Engineering, Worcester, MA, USA  

 

Abstract—A measure of disagreement of  the consensus and adaptive‐consensus  filters  for  spatially distributed systems is examined and defined in a similar way as in the finite dimensional case. Such a a measure of disagreement essentially examines the deviation of the state of each spatial filter from the  average  estimate  of  all  filters.  Convergence  of  each  spatially  consensus  filter  to  the  average implies  that  the  proposed  consensus  filter  agree  with  each  other.  However,  the  interesting observation is that the speed of convergence of the measure of disagreement to zero is linked to the speed  of  convergence  of  the  state  estimation  errors  to  zero.  As  a  consequence  one  must appropriately design  filters so that convergence of the associated state errors to zero enhances the agreement of all consensus  filters. The proposed  theoretical  results are demonstrated by extensive simulations for representative spatially distributed systems. 

 

Fr. 34.6  18:15‐18:30 

Distributed Fault Detection and Accommodation with Partial Communication 

Panagiotis Panagi and Marios M. Polycarpou 

KIOS Research Center  for  Intelligent Systems and Networks, Department of Electrical and Computer Engineering, University of Cyprus, Nicosia, Cyprus  

 

Abstract—In  the  recent  years  there  has  been  an  increased  interest  in  the  analysis  and  design  of distributed  control  systems. This  is motivated by  the distributed nature of many  systems,  found  in diverse areas such as manufacturing, transportation, power systems, mobile robotics, etc. Moreover, a key objective in engineering is the design of reliable systems that are able to operate within certain performance margins even in the presence of faults. A distributed fault diagnosis and accommodation scheme needs to be able to provide reliable and safe operation of the distributed system, with limited information exchange between the individual subsystems. Towards this direction, this paper presents a  distributed  fault  detection  and  accommodation  design  for  a  class  of  nonlinear  interconnected subsystems. A  fault may occur  in  the  subsystems  local dynamics as well as  in  the  interconnections between the subsystems. The subsystems are allowed to exchange state information, according to a tracking  error‐based  communication  protocol.  The  distributed  fault  detection  and  accommodation architecture  is  based on  the  use of  adaptive  approximation models which utilize  local,  as well  as, remote communicated state information.  

 

Page 14: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

138 

Fr. 34.3  17:30‐17:45 

Evaluation  of  Identifier  based  and  Non‐identifier  based  Adaptive  Supervisory  Control  using  a Benchmark Example 

Simone Baldi1, Petros Ioannou2 and Edoardo Mosca1 

1Dipartimento  Sistemi  e  Informatica, Universit`a di  Firenze,  Firenze,  Italy;  2Department  of  Electrical Engineering and Information Technology, Cyprus University of Technology, Lemesos 

 

Abstract—Several  classes  of  identifier  and  non‐identifier  based  adaptive  control  schemes  using  a supervisory  switching  logic  have  been  proposed  in  the  literature.  These  schemes  are  based  on different  assumptions  and  claim  to  guarantee  certain  stability  and performance properties,  raising questions as which class of such schemes is better than others. The purpose of this paper is to clarify what each algorithm guarantess  in theory and how  it performs  in simulations. The paper employs a benchmark example proposed in [1] to simulate the behaviour of the following classes of supervisory adaptive  control  schemes.  The  identifier  based  schemes:  Robust Multiple Model Adaptive  Control (RMMAC)  and  AdaptiveMixing  Control  (AMC)  and  the  non‐identifier  based  schemes:  Unfalsified Adaptive Switching Control (UASC) and Multi‐model Unfalsified Adaptive Switching Control (MUASC). For  each  scheme  we  present  the  basic  features  of  the  algorithm  and  state  the  stability  and performance guaranteed  in  theory. The benchmark example of  [1]  is used  to  test  the  stability and performance properties of the schemes considered using extensive simulations. Our results show that the  identifier  based  schemes  require  some minimal  knowledge  about  the  plant whereas  the  non identifier based do not. The identifier based schemes however gurantee stronger stability results and their performance is superior to that of the non‐identifier based schemes.  

 

Fr. 34.4  17:45‐18:00 

Adaptive identification of Fuzzy Cognitive Networks 

Haris Psillakis1, Yannis Boutalis2, Thomas Giotis3 and Manolis Christodoulou4,5 1Department  of  Electrical  Engineering,  Technological  &  Educational  Institute  of  Crete,  Heraklion, Greece; 2Department of Electrical and Computer Engineering, Democritus University of Thrace, Xanthi, Greece  and  with  the  University  of  Erlangen‐Nurember,  Germany;  3Department  of  Electronic  & Computer Engineering, Technical University of Crete, Chania, Crete, Greece;  4Faculty of Electronic & Computer  Engineering,  Technical  University  of  Crete,  Chania,  Crete,  Greece;  5Dipartimento  di Automatica et Informatica, Politecnico di Torino, Torino, Italia 

 

Abstract—An adaptive methodology is introduced to identify the weights of a general Fuzzy Cognitive Network  (FCN).  The  proposed  scheme  consists  of  two  hierarchically  structured  individual identification tasks that are both implemented on‐line. The inner task employs a robust integral of the sign error  (RISE) observer to approximate the system’s unknown nonlinearity. At the higher  level, a nonlinear mapping of the observer’s output provides an estimation of the  linear parametrization of the FCN weights. Exploiting  this  fact, a  standard  gradient‐based algorithm  is proposed as an outer identification task to estimate the FCN weights under a persistence of excitation condition. Simulation results illustrate the effectiveness of the proposed approach.  

 

Page 15: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 137

Friday Afternoon, 5th March  

Session:  Special Session on Intelligent Feedback Systems 

Time & Place:  17:00‐18:30 ‐ Amathousia 

Chairperson:  Petros Ioannou 

  ECE Department, University of Cyprus, Nicosia, Cyprus 

 

Fr. 34.1  17:00‐17:15 

Capacity for MIMO Systems at Low SNR 

Ioanna Ioannou1, Charalambos Charalambous1 and Stojan Denic2 

1Department of Electrical and Computer Engineering, University of Cyprus, Nicosia, Cyprus; 2Toshiba, Bristol, England 

 

Abstract—The  paper  introduces  an  asymptotic  series  expansion  for  the  mutual  information  of Multiple‐Input Multiple‐Output (MIMO) channels. For low signal to noise ratio (SNR) the first term of expansion  approaches mutual  information  from  below.  Using  the  low  SNR  approximation  a  new water filling power allocation at the transmitter is derived when the receiver and the transmitter have perfect  channel  state  information  (CSITR).  The  low  SNR  approximation  is  related  to  existing approximation while the new water filling policy is related to minimum mean square decoding subject to power constraint. Finally, an upper bound for the outage probability at low SNR is presented. 

 

Fr. 34.2  17:15‐17:30 

Optimal Control Systems with Prescribed Eigenvalues 

Vladimir Kucera and Jiri Cigler 

Czech Technical University in Prague, Faculty of Electrical Engineering, Prague, Czech Republic 

 

Abstract— The eigenvalues of a  linear and  time‐invariant control  system can be  located at desired positions either directly, using eigenvalue assignment techniques, or indirectly, using, for example, a linear‐quadratic optimal control. The optimal control induces a certain eigenvalue pattern, depending on  the  performance  index.  It  is  shown  in  the  paper  that  prescribed  eigenvalue  locations  can  be achieved using linearquadratic optimal control methods. 

 

Page 16: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

136 

Fr. 33.6  18:15‐18:30 

A novel low‐complex and low‐memory method for accurate single‐tone frequency estimation 

Giuseppe Campobello, Cannatà Gianluca, Nicola Donato, Antonio Famulari and Salvatore Serrano.  

Dept. of Matter Physics and Electronic Engineering, University of Messina, Italy  

 

Abstract—In  this  paper  a  new method  for  accurate  frequency  estimation  of  a  single  sinusoid  is described.  The main  feature  of  the  proposed method, mainly  based  on  a  simple  digital  nonlinear filter,  is  its  intrinsic  low  complexity  development  and  use.  The method,  in  fact,  needs  about  2Ns arithmetic operations, where Ns is the number of samples, and has very small memory requirements even when high accuracy is needed. Furthermore, we show that in case of moderate and high signal to noise ratio levels, the method is able to reach the Cramer‐Rao Lower Bound (CRLB) but at a lower 

implementation cost.  

Page 17: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 135

Fr. 33.3  17:30‐17:45 

Multi‐Sensor Diversity in Decentralized Estimation 

Alex Leong and Subhrakanti Dey 

ARC  Special  Research  Centre  for  Ultra‐Broadband  Information  Networks  (CUBIN),  Department  of Electrical and Electronic Engineering, University of Melbourne, Victoria, Australia 

 

Abstract—This paper derives asymptotic expressions for the expected distortion in the decentralized estimation of a Gaussian source using multiple sensors, as the number of sensors becomes large. We consider a diversity scheme where only the sensor with the best channel sends their measurements to a  fusion  center, using  the analog amplify and  fowarding  technique. For  comparison, asymptotic expressions for a coherent multi‐access scheme and an orthogonal access scheme are also derived.  

 

Fr. 33.4  17:45‐18:00 

DFT‐based frequency estimation under harmonic interference 

Aníbal Ferreira and Ricardo Sousa 

University of Porto, FEUP‐DEEC, Portugal 

 

Abstract—In this paper we address the accurate estimation of the frequency of sinusoids of natural signals  such  as  singing,  voice  or  music.  These  signals  are  intrinsicly  harmonic  and  are  normally contaminated by noise. Taking the Cramér‐Rao Lower Bound for unbiased frequency estimators as a reference, we  compare  the performance of  several DFT‐based  frequency  estimators  that  are non‐iterative  and  that  use  the  rectangular window  or  the  Hanning window.  Tests  conditions  simulate harmonic interference and two new ArcTan‐based frequency estimators are also included in the tests. Conclusions  are presented on  the  relative performance of  the different  frequency  estimators  as  a function of the SNR.  

 

Fr. 33.5  18:00‐18:15 

Estimation of Vehicle Roll Angle 

Ansgar Rehm 

University of Applied Sciences Osnabrück, Osnabrück, Germany 

 

Abstract—In modern vehicles a large number of signal measurements related to vehicle dynamics  is available. While hard cost constraints in the automotive industry imply that a single control system is equipped with a minimal number of sensors, the combination of sensors from different systems can be used  to  establish new  information  via  signal processing. The  set‐up  considered  in  the paper  at hand  is a combination of a vehicle dynamics control system  (VDC system) and a rollover mitigation system. A new estimation scheme for the vehicle roll angle is derived based on the combined sensor information  from these two systems. The approach  is tested  in a  large number of driving situations and comparison  to  roll angle measurements  from a high precision  inertial navigation system shows good estimation results.  

 

Page 18: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

134 

Friday Afternoon, 5th March  

Session:    Estimation 

Time & Place:  17:00‐18:30 ‐ Daphne 

Chairperson:   Aníbal Ferreira  

University of Porto, FEUP‐DEEC, Portugal 

 

Fr. 33.1  17:00‐17:15 

Cramer‐Rao bounds for rate‐constrained distributed time‐delay estimation 

Sriram Srinivasan 

Digital Signal Processing Group, Philips Research Laboratories, Eindhoven, The Netherlands 

 

Abstract—This  paper  investigates  time‐delay  estimation  for  acoustic  source  localization  in  a distributed microphone array. The microphones are assumed to be part of a wireless sensor network, with a constraint on the number of bits that may be exchanged between the sensors. Consequently, at  the  fusion  center,  time‐delay  estimation needs  to be performed using quantized  signals.  In  this paper, the relation between the communication bitrate and the Cramér‐Rao  lower bound (CRLB) on the variance of the time‐delay estimation error is explored. The minimum bit‐rate required to ensure that the CRLB is attained is also derived. 

 

Fr. 33.2  17:15‐17:30 

Influence of the Noise on the Amplitude Estimation of a Sine‐Wave by the Three‐Point Interpolated DFT Method 

Daniel Belega1 and Dominique Dallet2 

1Faculty  of  Electronics  and  Telecommunications,  University  “Politehnica”  of  Timisoara,  Timisoara, Romania; 2IMS Laboratory, University of Bordeaux –IPB ENSEIRB MATMECA, Talence Cedex, France 

 

Abstract—In  this paper  the  influence of a  stationary white noise on  the estimation of a  sine‐wave amplitude by means of  the  three‐point  Interpolated Discrete  Fourier  Transform  (IpDFT) method  is investigated.  The  expression  of  the  amplitude  estimator  variance  is  derived  when  the  H‐term maximum sidelobe decay window (H ≥ 2) is employed. Based on the derived expression the statistical efficiency of  the  threepoint  IpDFT method with  respect  to  the unbiased Cramer‐Rao  Lower Bound (CRLB)  is  analyzed.  Computer  simulations  confirm  the  accuracy  of  the  derived  expression  for  the amplitude estimator variance. 

 

Page 19: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 133

Fr. 32.5  18:00‐18:15 

A Comparison of DSP, ASIC and RISC DSP Based Implementations of Multiple Access in LTE 

Hari Krishna Boyapati1 and Raja Kumar Ratnam Varada2 

1G  S  Sanyal  School  of  Telecommunications,  Indian  Institute  of  Technology  Kharagpur,  Kharagpur, India; 2 Department of E & E C E, Indian Institute of Technology Kharagpur, Kharagpur, India  

 

Abstract—Energy consumption is an issue in general in information and communication technologies (ICT),  but  also  cellular  communications  in  particular.  Therefore  there  is  a  need  for  assessing  the hardware implementation methods used for cellular from energy consumption perspective. OFDM is a bandwidth efficient multiple access method. It is being used by all forms of future wireless mobile communication  systems  including  LTE. The RF  frontend, baseband algorithms and  the protocols of these  systems  including 4G cellular need  implementations with  low power  consumption, adequate processing speed, and low cost. In view of its importance and computational complexity, in this paper, three forms of implementing the baseband communication systems, including DSP, ASIC and RISC DSP based solutions are considered for the study of OFDM based multiple access methods of LTE through FFT algorithm.  

 

Fr. 32.6  18:15‐18:30 

Invited Paper 

Outer‐Loop Power Control in a Live UMTS Network: Measurement, Analysis and Improvements 

Markus Laner, Philipp Svoboda and Markus Rupp 

Institute  of  Communications  and  Radio‐Frequency  Engineering,  Vienna  University  of  Technology, Vienna, Austria 

 

Abstract—The Outer  Loop  Power  Control  (OLPC)  in WCDMA  systems  allows  to  achieve  a  defined Quality of Service (QoS) for every link. This reduces resources and interference, hence, increases the system‐wide  throughput.  In  this  paper we  present  uplink OLPC  related  large‐scale measurements, performed  on  live  Iub‐interfaces.  Evaluations  of  the  actual  implemented  algorithm  show  that  it converges slowly; the reason being that the QoS is estimated by CRC. As the uncoded Bit Error Ratio (BER) holds information about the QoS, this parameter can be used to increase convergence speed of the OLPC. We present a statistical model of  the control path of  the OLPC which  takes  the uncoded BER  information  into  account.  Additionally,  we  propose  a  new  OLPC  algorithm  that  shows  fast convergence in simulations, resulting in a reduction of 0.2 dB to 1 dB of the mean required signal‐to‐interference ratio, depending on the user mobility.  

Page 20: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

132 

Fr. 32.3  17:30‐17:45 

Balancing the Utilization of Mobile Sensor Nodes through Genetic‐based Clustering 

Carl James Debono1 and Patrick Cauchi2 

1Department  of  Communications  and  Computer,  Engineering,  University  of  Malta,  Msida,  Malta; 2Melita plc, Mriehel Bypass, Mriehel, Malta 

 

Abstract—Mobile  sensor networks  (MSNs)  can be deployed  in  remote places and  in disaster  relief scenarios, where a structured infrastructure is not available. The mobility of the nodes increases the transmission power  requirements as  the  topology of  the network continuously evolves and  routing paths become obsolete. This  is of major concern since  the  lifetime of  the battery‐operated devices depends  on  the  power  consumption  of  each  node  and  the main  contributor  of  this  comes  from transmission requirements. In this paper we apply a genetic algorithm to cluster nodes in such a way that network coverage  is optimized. This  leads to shorter transmission paths, reducing the required transmit power. Clustering is also altered during operation such that overall homogenous node power consumption  occurs  as  the  nodes move within  the  network  and  the  power  of  the  cluster  heads diminishes.  Thus,  the mobile  nodes  are more  evenly  utilized  during  the  lifetime  of  the  network. Results  show  that  the proposed solution manages  to achieve a 52%  increase  in  lifetime before  the first node dies compared to the standard cluster‐based routing protocol.  

 

Fr. 32.4  17:45‐18:00 

On the Physical Layer Performance of the Release 8 E‐UTRA Downlink 

Zijian Bai1, Christoph Spiegel1, Christian Drewes2, Jens Berkmann2, Michael Horvat2, 

Bertram Gunzelmann2, Tobias Scholand2, Guido H. Bruck2 and Peter Jung1 

1Lehrstuhl  für  Kommunikationstechnik,  Universität  Duisburg‐Essen,  Duisburg,  Germany;  2Infineon Technologies AG, Germany 

 

Abstract—  The  3GPP  (Third  Generation  Partnership  Project)  LTE  (Long  Term  Evolution)  activity towards the evolved UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) Terrestrial Radio Access, which is known as E‐UTRA, was started in November 2004 and recently culminated in the Release 8 of the 3GPP  technical  specifications,  cf. e.g.  the  technical  specifications 3GPP TS 36.101 and 3GPP TS 36.201. In the case of the physical layer, the performance evaluation of E‐UTRA must be based on the 3GPP  technical  recommendation TR 25.814, published  in October 2006. This manuscript  illustrates the performance which can be expected in the downlink of UTRA LTE in various conditions. 

 

Page 21: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 131

Friday Afternoon, 5th March  

Session:  Wireless Systems 

Time & Place:  17:00‐18:30  ‐ Bacchus Ballroom 

Chairperson:   Yimin Zhang   Villanova University, PA, USA 

 

Fr. 32.1  17:00‐17:15 

Mobile Terminal Location Estimation Using Support Vector Machines 

David Xuereb and Carl James Debono 

Department of Communications and Computer, Engineering, University of Malta, Msida, Malta 

 

Abstract—Mobile  technology advancements and customer demands have pushed mobile operators to develop  services which are based on user position. These applications  require accurate  location estimation  which  must  be  achieved  through  information  that  is  available  on  the  network.  The procedure  adopted  in  the  proposed  solution  is  based  on  Cell‐ID  and  received  signal  strength measurements,  which  are  both  available  to  3G  mobile  handsets.  The  collected  information  is transmitted to a server and fed to two Support Vector Machines (SVM) connected in cascade to infer location  estimation.  Simulation  results  show  that  the  proposed method manages  to  achieve  good accuracies when compared to similar solutions based on received signal strength measurements.  

 

Fr. 32.2  17:15‐17:30 

Analysing GOP Structure and Packet Loss Effects on Error Propagation in MPEG–4 Video Streams 

Arpad Huszak and Sandor Imre 

Budapest  University  of  Technology  and  Economics,  Department  of  Telecommunications,  Budapest, Hungary 

 

Abstract—Video streaming applications are commonly used in both wired and wireless environment; however, wireless  links are burden by higher packet  loss ratio and delay variation.  In order to make video  transmission  possible  in wireless  networks MPEG  video  coding  is  usually  used  to  reach  the bandwidth  constrains  of  the  links.  The  video  quality  and  compression  ratio  depends  on Group  of Pictures (GOP) structure, but it also affects the distortion sensitivity of the video stream due to packet losses.  In  this  paper  the  correlation  between  GOP  size,  packet  loss  ratio  and  video  quality  is investigated. By increasing the distance between the reference frames the effectiveness of coding can be  improved,  but  on  the  other  hand  the  effect  of  error  propagation  due  to  packet  losses  also increases. Our  aim was  to  find  the  optimal GOP  structure  to maximize  the  coding  efficiency  and minimize the quality distortion due to error propagation. We have implemented a simulation tool to make the analysis of differently structured video streams transmitted over lossy channels.  

 

Page 22: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

130 

Fr. SS. 31.5  16:00‐16:15 

Signal Processing for Biologically Inspired Sensors  

P. Sattigeri, J.  J. Thiagarajan, K. N. Ramamurthy, B. Konnanath, T. Mathew, A. Spanias, M. Goryll, T. Thornton, S. Prasad and S. Phillips  

SenSIP and CSSER Centers, School of ECEE, Arizona State University, Tempe, USA  

 

Abstract—Pores or channels with diameters  in  the  range of nanometers up  to micrometers can be used as Coulter counting apertures to detect particles and organic molecules such as proteins. Coulter counting  is performed by applying a constant potential across a nano‐ or micropore while recording the drop  in  ionic  current upon passage of a molecule.  Looking at  the  shape and duration of  these current  pulses  enables  us  to  estimate  the  size  as well  as  the  concentration  of  these molecules. Discrimination between different analytes can be performed by extracting appropriate features from the Coulter signals (events) and using them for classification. The challenge  in being able to  identify particular analytes  is that a drop  in current can also be caused by a molecule bouncing off the pore wall  rather  than  moving  through  the  micropore.  Such  drops  are  called  nonevents  and  can  be discriminated  from  the  events  using  Support  Vector  Machines.  In  this  paper,  we  consider  the amplitude of  the current drop and  the duration of  the current pulse as  features  to determine  if an event occurred. The proposed approach uses the Dirichlet process mixture model to cluster the data in  the  feature domain as  the  type of  the events  in  the  signal  record  is unknown. Results obtained show that the Dirichlet process mixture model accurately finds the types of events and their count for each signal record.   

Fr. SS. 31.6  16:15‐16:30 

Segmentation of Macroscopic Slice Images for  Colorectal Cancer Evaluation   

Styliani Petroudi1 and Michael Brady2 

1University  of  Cyprus,  Department  of  Electrical  and  Computer  Engineering,  University  of  Cyprus, Nicosia, Cyprus 

2Wolfson Medical Vision Lab, Department of Engineering Science, University of Oxford, UK   

 

Abstract—Colorectal cancer is the third most common cancer diagnosed. Depending on the extent of the  disease,  radiotherapy  and  surgery  are  currently  the  only  curative  therapies. When  surgery  is performed,  the  shortest distance  from affected  regions  to  the  resection boundary  is  an  important predictive factor for prognosis of the disease. This article will present segmentation of the rectal wall in  macroscopic  slices  from  resected  specimens.  The  algorithm  uses  texture  information  for characterizing different regions  in the macroscopic slices. Segmentation is achieved using Level Sets. The  segmentation  results  provide  landmarks  for  volume  reconstruction  and  information  for comparison between pathology images and MRI.���

Page 23: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 129

Fr. SS. 31.3  15:30‐15:45 

Bayesian estimation of dynamic systems function expansions 

Georgios Mitsis1 and Saad Jbabdi2 

1Department of Electrical and Computer Engineering, University of Cyprus, Nicosia, Cyprus; 2Centre for Functional Magnetic Resonance Imaging of the Brain, University of Oxford, United Kingdom 

 

Abstract—Orthonormal function expansions have been used extensively  in the context of linear and nonlinear systems identification, since they result in a significant reduction in the number of required free parameters. In particular, Laguerre basis expansions have been used in the context of biological/ physiological systems  identification, due to the exponential decaying characteristics of the Laguerre orthonormal basis, the rate of which is determined by the Laguerre parameter _. A critical aspect of the Laguerre expansion technique is the selection of the model structural parameters, i.e., polynomial model  order  for  nonlinear  systems,  number  of  Laguerre  functions  and  value  of  the  Laguerre parameter _. This selection is typically made by trial‐and‐error procedures on the basis of the model prediction error. In the present paper, we formulate the Laguerre expansion technique in a Bayesian framework.  Based  on  this  formulation,  we  derive  analytically  the  posterior  distribution  of  the  _ parameter and the model evidence, in order to perform model order selection. We also demonstrate the  performance  of  the  proposed method  by  simulated  examples  and  compare  it  to  alternative statistical criteria for model order selection.  

 

Fr. SS. 31.4  15:45‐16:00 

Dynamic Range Extension Using Multiple A/D Converters  

Lakis Christodoulou1, John Lane2 and Takis Kasparis1  1Cyprus University of Technology, Cyprus; 2Cyprus University of Central Florida, USA  

 

Abstract—Data acquisition boards with high bit‐resolution ADCs such as 24 and 32 bits are relatively expensive as compared to standard 16, 12, and 8 bit systems. There is however a wide availability of low‐cost boards with multi‐channel A/D conversion, usually at 8 or 12 bits per sample. The method described in this paper utilizes multi‐channel conversion of the same signal, and then reconstructs a single  signal at higher dynamic  range. The method was motivated by  the need  to acquire  raindrop impact sensor signals of wide amplitude variations using an ordinary portable computer. Even though this method may not be suitable  for high‐fidelity audio capture, without significant modifications,  it provides a low‐cost solution for instrumentation applications.  

Page 24: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

128 

Friday Afternoon, 5th March  

Session:  Special Session on Advances in DSP  

Time & Place:  15:00‐16:30 ‐ Salaminia 

Chairperson:  Andreas Spanias 

SenSIP  and  CSSER  Centers,  School  of  ECEE,  Arizona  State  University, Tempe, USA  

Fr. SS. 31.1  15:00‐15:15 

Minimax Rate Distortion for a Class of Sources 

Farzad Rezaei1, Photios Stavrou2, Charalambos Charalambous2 and Christos Kourtellaris2 

1University of Ottawa; 2University of Cyprus 

 

Abstract—This paper deals with  rate distortion or  source coding with  fidelity  criterion,  in measure spaces, for a class of source distributions. The class of source distributions  is described by a relative entropy constraint set between the true and a nominal distribution. The rate distortion problem for the class is thus formulated and solved using minimax strategies, which result in robust source coding with fidelity criterion. It is shown that minimax and maxmin strategies can be computed explicitly, and they are generalizations of the classical solution. Finally, for discrete memoryless uncertain sources, the  rate  distortion  theorem  is  stated  for  the  class  omitting  the  derivation while  the  converse  is derived.  

 

Fr. SS. 31.2  15:15‐15:30 

Design of Nearly Linear‐Phase Recursive Digital Filters by Using Unconstrained Least‐pth Minimax Optimization 

Andreas Antoniou, Sunil Belur Nagaraj and Rajeev Nongpiur 

Department of Electrical and Computer Engineering, University of Victoria, Victoria, Canada 

 

Abstract—A method  for  the design of nearly  linear‐phase  recursive digital  filters  is proposed.  The recursive  filter  is  assumed  be  a  cascade  arrangement  of  second‐order  biquadratic  sections whose transfer  functions  are  expressed  in  the  polar  form.  An  error  function  is  formulated  based  on  the difference between  the actual complex  frequency  response of  the  filter and  the desired  frequency response.  Then  by using  a  least‐pth minimax  algorithm,  the  required  design  is obtained.  The new method achieves filter stability through the use of a parameterization scheme based on the so‐called sigmoid  function and  it  incorporates a mechanism by which an arbitrary prescribed stability margin can be achieved. The optimization engine used  in the  least‐pth algorithm  is an unconstrained quasi‐Newton  algorithm  based  on  the  Broyden‐Fletcher‐Goldfarb‐Shanno  updating  formula  and  it incorporates  a  nonuniform  adaptive  variable  sampling  technique  to  prevent  spikes  in  the  error function. Several  filter design examples demonstrate  that  the proposed method  is very efficient  in terms of computational effort required since  it  is an unconstrained method and, furthermore,  it can yield designs that are superior relative to some of the known state‐of‐the‐art methods.  

 

Page 25: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 127

Th. 30.6  16:15‐16:30 

Modeling of an Impact Transducer for In Situ Adaptive Disdrometer Calibration  

Takis Kasparis1 and John Lane2  

1Cyprus University of Technology, Cyprus; 2University of Central Florida, USA; 

 

Abstract—In  situ calibration of a  rainfall  impact disdrometer using a collocated  tipping bucket  rain gauge  has  been  previously  reported.  Several  factors  affect  the  accuracy  of  this  technique.  These include the specific mathematical model of the transducer, tipping bucket errors, clock/time accuracy, switch  delay  time  and  calibration  reference  window  used  to  update  the  transducer  model coefficients. In this work, two general forms of an empirical transducer model have been investigated: a  simple  two‐coefficient  power‐law  and  an  Nth  order  polynomial,  where  the  input  is  a  specific measure of  the electrical  signal  from  the  transducer and  the output  is  the hydrometeor diameter. Even though previous work allowed for a more general non‐linear transducer model description, the subsequent  implementation of an adaptive calibration algorithm required use of a steepest descent recursive gradient search algorithm, which can be difficult to implement in a real‐time system. Linear transducer models allow an implementation suitable in a real‐time signal processing system. 

 

 

 

Page 26: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

126 

Th. 30.3  15:30‐15:45 

A Robust Predictive Controller Based on GOBF Modelling and LMIs Technique for a MIMO System 

Jalel Ghabi1, Ali Douik1 and Hassani Messaoud1,2 

1Laboratory ATSI “Automatique Traitement de Signal et Imagerie” in the National School of Engineers of Monastir‐Tunisia; 2National School of Engineers of Monastir‐Tunisia;  

Abstract—In this paper we develop an algorithm for robust model predictive control for Multi‐Inputs Multi‐Outputs  systems  represented  by  the  Generalized  Orthonormal  Basis  Functions.  A min‐max optimization  problem  is  reformulated  and  resolved  by  introducing  techniques  of  Linear  Matrix Inequalities  where  the  constraints  interest  the  parameter  uncertainties  of  the  resultant  model coefficients and the measurement signals. 

 

Th. 30.4  15:45‐16:00 

An Auto‐Zeroing Current‐Starved Floating‐Gate Band Pass Filter 

Mehdi Azadmehr and Yngvar Berg 

Vestfold University College, Institute of Microsystem Technology, Horten, Norway 

 

Abstract—In this paper we present Auto‐Zeroing Current‐ Starved Floating‐Gate Amplifier(AZCSA). In addition  to  gain,  the  amplifier  allows  frequency  band  adjustment,  suited  for  designing  time‐continuous analog filters. The Auto‐Zeroing Current‐Starved Floating‐Gate Amplifier(AZCSA)  is based on  two previously presented  floating‐gate amplifiers. The AZCSA uses  the advantages of  these  two amplifiers regarding the frequency band adjustment to improve the possibility of adjusting the lowest and  highest  cut‐off  frequencies.  The  AZCSA  enjoys  low  component  spread  and  compactness, containing only minimum size transistors and capacitors. The simulations presented in this paper are valid  for  the  90nm  CMOS  transistor models  from  STM  having  a VDD  equal  to  1.2V  and  threshold voltage of 0.25V.  

 

Th. 30.5  16:00‐16:15 

On the Non‐negative Impulse Response of Continuous‐Time Multi‐Dimensional Systems 

Yuzhe Liu and Peter Bauer 

Department of Electrical Engineering, University of Notre Dame, Notre Dame, IN, USA 

 

Abstract—This  paper  presents  sufficient  conditions  on  1‐D  pole‐zero  patterns  that  exhibit  a  non‐negative impulse response (NNIR) for several classes of multi‐dimensional (m‐D) hyperplanar filters in the continuous‐time (C‐T) domain. The results provide some intuitive ideas about 1‐D to m‐D variable substitutions that preserve the positivity/non‐negativity property, and are useful for constructing m‐D NNIR filters from 1‐D prototypes.  

 

Page 27: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 125

 

Friday Morning, 5th March  

Session:  Systems and Control II 

Time & Place:  15:00‐16:30 ‐ Amathousia 

Chairperson:   Peter Bauer  

Department of Electrical  Engineering, University of Notre Dame, Notre Dame, IN, USA 

 

Th. 30.1  15:00‐15:15 

Control and Estimation of Downhole Pressure in Managed Pressure Drilling Operations 

Jing Zhou and Gerhard Nygard 

Petroleum Department, International Research Institute of Stavanger, Bergen, Norway 

 

Abstract—This  paper  presents  a  nonlinear  adaptive  observer  and  a  simple  model‐based  control scheme to stabilize the annular pressure profile throughout the well bore continuously while drilling. A  simple mechanistic model  is  presented  that  captures  the  dominant  phenomena  of  the  drilling system and forms the basis for model‐based observer and control design. A new nonlinear adaptive observer is developed for estimation downhole pressure. A simple PI controller is designed to stabilize the annular pressure and achieve tracking by applying  feedback control of the choke valve opening and the main pumps.  

 

Th. 30.2  15:15‐15:30 

A New Adaptive Control of a Double‐electromagnet Suspension System 

R. Barzamini1, H. A. Talebi1, A. R. Yazdizadeh2 and H. Eliasi1 

1Faculty  of  Electrical  Engineering,  Amirkabir  University  of  Technology,  Tehran,  Iran;  2Faculty  of Electrical Engineering, Power and Water University of Technology, Tehran, Iran 

 

Abstract—  In  this  paper  an  adaptive  controller  is  presented  that  addresses  the  coupling  effects between two groups of electromagnetic trains. The main application of DEM (Double Electro‐Magnet) is rapid rail transportation. Since the number of passengers is stochastic, the mass of the train will be variable too. On the other hand, due to the variation of the DEM parameters (such as coil inductance) in a real environment, the system is to be controlled in a proper manner. The proposed method in this paper  overcomes  all  of  these  problems.  The module,  based  on  some  reasonable  assumptions  of nonlinear  mathematical  model,  is  modeled  as  a  double‐electromagnet  system.  The  proposed algorithm has a satisfying performance in tracking in presence of unknown changes in the mass. The advantage  of  the  proposed  algorithm  in  comparison  to  non‐linear  controllers  is  that  knowing  the mass  changes  is  not  necessary.  It  is  also  important  to make  sure  that  a  control  system  is  robust against measurement  noises,  because  all  sensors  collect  noise  from  the  environment. Due  to  the presence  of  input  and  output  perturbation,  the  new  proposed  algorithm  shows  satisfying performance.  The  results  show  that  the  proposed method  is  less  sensitive  to  perturbation  in  the input.  

 

Page 28: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

124 

Fr. 29.3  15:30‐15:45 

A Constrained Constant Modulus Algorithm Based on Uniform Linear Arrays 

Lei Zhang, Wei Liu and Richard Langley 

Communications Research Group, Department of Electronic and Electrical Engineering, University of Sheffield, UK 

 

Abstract—A novel constant modulus algorithm (CMA) is proposed based on a uniformly spaced linear array  by  constraining  its weight  vector  to  a  specific  conjugate  symmetric  form.  The  constraint  is derived from the beamformer with an optimum output signal to interference plus noise ratio (SINR). The effect of the additional constraint  is equivalent to adding a second step to the original adaptive algorithm. With this constraint, the modified CMA will always generate a weight vector in the desired form  for each update and the number of variables  is effectively reduced by half,  leading to a  faster convergence  rate  and  an  improved  SINR  performance.  The  proposed  idea  is  general  and  can  be extended to many other variations of the standard CMA.  

 

Fr. 29.4  15:45‐16:00 

Frame Synchronization among Base Stations for TDD Systems 

Tetsuei Wada, Takao Hara and Minoru Okada 

Graduate School of Information Science, Nara Institute of Science and Technology, Nara, Japan 

 

Abstract—In this paper, we propose a new frame synchronization method for femtocell base station (BS)  in  TDD  (Time  Division  Duplex)  systems.  The  proposed  femtocell  BS  establishes  the synchronization by receiving transmitted signals from adjacent BSs.  In order to establish the precise frame  synchronization,  the  distances  between  the  femtocell  BS  and  the  adjacent  BSs  should  be known.  So, we  introduce  a method  for  estimating  a  position  of  a  femtocell  BS  to  our  proposed method.  By  making  use  of  the  estimated  position,  we  derive  the  propagation  delay  time  from adjacent BSs to a femtocell BS. By using computer simulation, we indicate that our proposed method enables frame synchronization with a sufficient accuracy under difficult circumstances which degrade the accuracy of positioning affected by multipath and so on.  

 

Fr. 29.5  16:00‐16:15 

Sigma‐Delta Modulation Technique for Low Noise Fractional‐N Frequency Synthesizer 

Nahid Fatahi and Hooman Nabovati 

Department of Electrical Engineering, Sadjad University, Mashhad, Iran 

 

Abstract—The fractional‐N frequency synthesis technique provides agile switching in narrow channel spacing  systems  and  alleviates  phase‐locked  loop  (PLL)  design  constraints  for  phase  noise  and reference  spur. A  sigma‐delta modulator  is  represented  in  this work which  reduces  spur  in output frequency spectrum of the fractional‐N frequency synthesizers (FS). This technique also improves the performance  of  the  frequency  synthesizer.  A  fractional‐N  frequency  synthesizer  is  designed  by employing a third‐order MASH modulator. A fourth order type II PLL with two out of band poles are used to suppress quantization noise of the modulator. The in‐band phase noise of ‐95 dBc/Hz at 10‐kHz offset with a spur of less than ‐96 dBc is achieved with a reference frequency of 8 MHz and a loop bandwidth of 40 kHz.  

Page 29: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 123

Friday Afternoon, 5th March  

Session:  Synchronization and Equalization 

Time & Place:  15:00‐16:30 ‐ Daphne 

Chairperson:  Hidekazu Taoka  

  Access Network Development Department, NTT DOCOMO,  Kanagawa, Japan 

 

Fr. 29.1  15:00‐15:15 

MMSE Timing Recovery using Multi‐Channel Early‐Late Gates for Analog Multi‐Tone System 

Tsutomu Takeya and Tadahiro Kuroda 

Department of Electronics and Electrical Engineering, Keio University, Yokohama, Japan 

 

Abstract—A  timing  recovery  scheme  for  high‐speed  wireline  multi  tone  communication  systems called Analog Multi‐Tone  (AMT)  has  been  proposed. An  accurate  timing  recovery  is  essential  to  a reliable high‐speed AMT system which demodulates in analog domain. However, it is difficult to apply conventional digital domain timing recovery algorithms to AMT systems because of the limitations of power  consumption  and  area  occupation.  This  paper  proposes  a  new  timing  recovery  scheme  for AMT  systems  without  high‐speed  high‐resolution  ADCs.  The  proposed  scheme  minimizing  mean square  error  (MSE)  by  sign‐sign  least mean  square  (SS‐LMS)  algorithm  successfully  estimates  the timing  offset  for  timing  recovery.  We  call  the  proposed  scheme  multi‐channel  early‐late  gates because it is an extension of conventional early‐late gate. The constellation diagram of demodulated signals after timing recovery and the convergence curves of timing estimate and MSE are simulated for performance evaluation. The  simulation  results  indicate  that  the proposed  scheme  successfully estimates  the  timing offset  for  timing  recovery  in AMT  systems without high‐speed high‐resolution ADCs and complex digital processing units. 

 

Fr. 29.2  15:15‐15:30 

Efficient Phase Noise Modelling of a PLL‐Based Frequency Synthesizer 

Goulven Eynard, Noëlle Lewis and Dominique Dallet 

IMS‐Bordeaux 1 University, France 

 

Abstract—This paper proposes a computationaly‐efficient procedure dedicated to time‐domain phase noise  (PN) modeling of a phaselocked  loop  (PLL)‐based  frequency  synthesizer  in a  radio‐frequency (RF) context. The structure proposed  is able to describe any kind of PN including thermal and flicker noise regions using time‐domain equations. The design process of the phase noise modeling process is detailed. An expression of the estimated mean square error (MSE) of the frequency response of the PN generating system is proposed and compared to a previously proposed PN generating system. The spectral behaviour of the simulated frequency synthesizer is compared to practical PN measurements obtained with a spectral analyzer.  

 

Page 30: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

122 

Fr. SS. 28.5  16:00‐16:15 

Partner Selection in Cooperative Networks: Efficiency vs Fairness in Ricean Fading Channels" 

Paolo Castiglione1, Stefano Savazzi2, Monica Nicoli2 and Gerald Matz3 

1Telecommunication  Research  Center  Vienna  Vienna,  Austria;  2Dip.  di  Elettronica  e  Informazione, Politecnico di Milano, Milano, Italy;  3INTHFT, Vienna University of Technology, Vienna, Austria    

 

Abstract—Enabling  collaboration  among users  to  relay messages  for others  is  crucial  to  efficiently assign network resources and maximize network goodput. However,  in some cases subsets of users would  prefer  a  selfish  behavior  (by  refusing  cooperation)  to  protect  their  own  performance. Depending on the application and on the particular propagation environment, an efficient grouping algorithm that assigns partners at MAC layer should conveniently address the problem of maximizing the  network  goodput  without  penalizing  the  performances  of  single  users.  This  can  be  done  by including  specific  constraints  (user‐fairness)  that pose  limitations on  the amount of  resources, e.g. energy,  that  might  be  reserved  for  relaying  information  of  partners.  In  this  paper  the  partner selection  algorithms  are  designed  to maximize  the  network  lifetime  while  guaranteeing  user‐fair assignments. We analyze the network lifetime gain that can be achieved in a realistic network where fading  significantly  differs  from  Rayleigh  and  propose  a  novel  low‐complexity  partner  selection algorithm that maximizes the energy efficiency of the network while guaranteeing the given fairness constraint for each user.   

 

Fr. SS. 28.6  16:15‐16:30 Opportunistic Routing with Congestion Diversity and Tunable Overhead 

Mohammad Naghshvar and Tara Javidi 

Department of Electrical and Computer Engineering, University of California San Diego, CA, USA 

 

Abstract—The main challenge in the design of minimum‐delay  routing policies in wireless multi‐hop networks  is balancing  the    trade‐off between  routing  the packets along  the  shortest paths    to  the destination and controlling the congestion by distributing   traffic across the network. This has been the key  idea behind the   design of opportunistic routing policy with congestion diversity   (ORCD). In particular, ORCD uses a measure of draining time to opportunistically identify and route packets along the paths with an expected low overall congestion.  This paper studies the computational complexity and overhead cost associated with ORCD. Furthermore, two practical modifications of ORCD will be proposed  which  allow  for  the  implementation  of  ORCD  with  low  computational  complexity  and  reduced overhead cost. Finally,  the paper provides numerical examples characterizing  the  trade‐off between performance and overhead.   

 

Page 31: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 121

Fr. SS. 28.3  15:30‐15:45 

Cooperative Relaying in Car‐to‐Car Communications: Initial Results from an Experimental Study  

Günther Brandner1, Udo Schilcher1, Christian Bettstetter2 

1University  of  Klagenfurt, Mobile  Systems  Group,  Institute  of  Networked  and  Embedded  Systems, Austria; 2Lakeside Labs GmbH, Klagenfurt, Austria  

 

Abstract—This paper reports on an experimental study about some benefits of cooperative relays in mobile wireless communications. A basic  technique  for  cooperative  relaying  is  implemented  in  the programmable hardware  platform WARP. Using  this  implementation, measurements  are made  for mobile car‐to‐car communications in a suburban environment. Each of three cars is equipped with a transceiver  and  serves  as  sender,  relay,  or  destination,  respectively.  Results  demonstrate  that cooperative  relaying  communications  exhibit  performance  gains  over  conventional  direct communications and  time‐diversity communications  in  terms of packet delivery  rate, bit error  rate, and  packet  error  rate.  We  account  for  energy  fairness  by  using  half  transmission  power  for cooperative relaying and time diversity communications.  

 

Fr. SS. 28.4  15:45‐16:00 

Sum‐rate Optimized Power Allocation for the OFDM Multiple Access Relay Channel  

Mohieddine El Soussi, Abdellatif Zaidi, Jérôme Louveaux and Luc Vandendorpe.  

Communications and Remote  Sensing  Laboratory,  Louvain  School of Engineering,  Louvain‐la‐Neuve, Belgium   

 

Abstract—We  consider  transmission  over  a  set  of  parallel MARCs  (multiple‐access  relay  channel) based  on  the  OFDM  (Orthogonal  Frequency  Division  Multiplexing)  modulation.  Two  users communicate to a common destination (D) with the help of a relay (R) over a set of parallel channels. The  relay  operates  in  decode  and  forward  (repetition  coding  type)  and  half  duplex modes.  The problem considered is the maximization of the total sum rate at the destination by optimal allocation of the power to the different carriers  for the users and the relay. The problem  is  investigated  for a sum power constraint. We show that  for each carrier only one user should be relayed at most, and the other user should communicate over the direct link. Unlike the classical MAC, we show that there exist cases where both users should share the same carrier to transmit symbols and this increases the rate.  For  these  carriers,  there  exist,  considering  both  the  relay  and  the  destination,  four  possible decoding orders. As the problem is non‐convex and non‐linear, it is not easy to a‐priori select the best decoding order (at the relay and the destination), and which user should be relayed. An algorithm is proposed  to  solve  the  global  optimization  problem.  The  theoretical  results  are  illustrated  by computational results.  

 

Page 32: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

120 

Friday Afternoon, 5th March  

Session:  Special Session on Cooperative Methods in Wireless Networks 

Time & Place:  15:00‐16:30 ‐ Daphne 

Chairpersons:  Petros Elia  and Dirk Slock  

   EURECOM, Mobile Communication Department, Sophia Antipolis, France 

    

 

 Fr. SS. 28.1  15:00‐15:15 

Relay Selection for Joint Resource Allocation in Cooperative Multiflow Wireless Networks 

Gareth Middleton, Behnaam Aazhang 

Rice University Houston, Texas, USA   

 

Abstract—We study an integrated multiflow network model, in which physical‐layer rate control and link‐layer medium  access and  routing decisions are  jointly optimized.  In particular, we explore  the challenges  involved  in  incorporating  the  threeterminal  cooperative  paradigm  into  such  a  broader resource allocation problem. We present several methods  for defining cooperative units within  the larger  network,  all  of  which  introduce  various  levels  of  complexity  into  the  resource  allocation algorithm.  Results  show  the  benefits  of  utilizing  cooperation  over  traditional  routing,  and  further demonstrate that the routing and cooperative grouping decisions must be taken jointly.  

 

Fr. SS. 28.2  15:15‐15:30 

Implicit cooperation in distributed energy‐efficient networks" 

M. Le Treust, S. Lasaulce and M. Debbah Affiliation [missing] 

 

Abstract—We  consider  the problem of  cooperation  in distributed wireless networks of  selfish and free  transmitters  aiming  at  maximizing  their  energy‐efficiency.  The  strategy  of  each  transmitter consists  in  choosing  his  power  control  (PC)  policy.  Two  scenarios  are  considered:  the  case where transmitters can update their power levels within time intervals less than the channel coherence time (fast PC) and the case where it is updated only once per time interval (slow PC). One of our objectives is  to  show  how  cooperation  can  be  stimulated without  assuming  cooperation  links  between  the transmitters but only by  repeating  the corresponding PC game and by  signals  from  the  receiver.  In order  to  design  efficient  PC  policies,  standard  and  stochastic  repeated  games  are  respectively exploited  to  analyze  the  fast  and  slow PC problems.  In  the  first  case  a  cooperation plan between transmitters,  that  is both efficient and  relies on mild  information assumptions,  is proposed.  In  the second  case,  the  region of equilibrium utilities  is derived  from very  recent and powerful  results  in game theory.  

 

Page 33: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 119

Fr. 27.6  14:45‐15:00 

Fast Method to Detect Specific Frequencies in Monitored Signal 

Marwan Jaber and Daniel Massicotte 

Université du Québec à Trois‐Rivières, Electrical and Computer Engineering Department, Laboratory of Signal and System Integrations, Canada 

 

Abstract—The  Discrete  Fourier  Transform  (DFT)  is  a mathematical  procedure  that  stands  at  the center of  the processing  that  takes place  inside  a Digital  Signal Processor.  It has been  known  and argued through the literatures that the Fast Fourier Transform (FFT) is useless in detecting a specific frequency in a monitored signal because most of the computed results are ignored. In this paper we will present an efficient FFT based method to detect specific frequencies in a monitored signal which is compared to the most frequently used method “the Goertzel's Algorithm”. Computational Speedup gains of r using radix‐r butterfly are shown. 

Page 34: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

118 

Fr. 27.3  14:00‐14:15 

Efficient Processing of JPEG2000 Imagery 

Eric Balster and William Turri 

Dept. of Electrical and Computer Engineering, University of Dayton, Kettering Laboratory, rm 341, 300 College Park, Dayton, OH, USA 

 

Abstract—Although optimal  truncation of  JPEG2000 compressed  imagery provides an  image of  the highest  quality  per  bitrate  in  terms  of  PSNR,  the  algorithm  is  highly  computationally  inefficient because  of  the  removal  of  compressed  image  sections  that  have  been  previously  calculated.  The proposed  idea utilizes a simple quantization technique prior to Tier  I coding to remove many of the coding passes from the  imagery that would not become a part of the final compressed bitstream. A new method based on the this idea is discussed. The method restricts the quantization value to be a power  of  2,  effectively  eliminating  the  least  significant  bits  of  each  codeblock  through  the quantization  step, providing  substantial  reduction  in  computational complexity, a 39%  reduction  in overall complexity at 0.25 bits per pixel. The new method gives an equivalent rate distortion curve as traditional optimal truncation. 

 

Fr. 27.4  14:15‐14:30 

A combined Teager‐Huang and Hough Transforms for LFM Signals Detection 

Jean‐Christophe Cexus1, Abdel‐Ouahab Boudraa1,2 and Abdelkhalek Bouchikhi1,2 

1ENSIETA, France; 2Ecole Navale, Brest, France 

 

Abstract—A  new method  for  linear  FM  (LFM)  signals  detection  in  the  time‐frequency  plane  using Teager‐Huang  Transform  (THT)  is  proposed.  Time‐Frequency  Representation  (TFR)  is  viewed  as  an image where image processing techniques are applied to detect frequency patterns of interest. THT is used  in  conjunction with Hough Transform  (HgT)  called  (THHT), where  the output  is  a TFR  free of cross‐terms. THHT  is applied  to  signals composed of LFM and  the  results are compared  to Wigner‐Ville  Distribution‐HgT  and  smoothed  Wigner‐Ville  Distribution‐HgT.  Results  show  the  good performance of the THHT in terms of detection and estimation compared to WVD based methods.  

 

Fr. 27.5  14:30‐14:45 

Non‐iterative frequency estimation in the DFT magnitude domain 

Ricardo Sousa and Aníbal Ferreira 

University of Porto, FEUP‐DEEC, Portugal 

 

Abstract—The accurate estimation of the frequency of sinusoids is a frequent problem in many signal processing problems  including the real‐time analysis of the singing voice.  In this paper we rely on a single DFT magnitude spectrum in order to perform frequency estimation in a non‐iterative way. Two new  frequency estimation methods are derived  that are matched  to  the  time analysis window and that reduce the maximum absolute estimation error to about 0.1% of the bin width of the DFT. The performance  of  these methods  is  evaluated  including  the  parabolic method  as  a  reference,  and considering the influence of noise. A combined model is proposed that offers higher noise robustness than that of a single model.  

Page 35: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 117

Friday Afternoon, 5th March  

Session:    DSP Implementation and Time‐frequency analysis 

Time & Place:  13:30‐15:00 ‐  Salaminia 

Chairperson:     Charis Theeocharides     University of Cyprus, Cyprus 

 

Fr. 27.1  13:30‐13:45 

Dimensional  characterization  of  an  elastic  tube  using  the  spectrogram  and  the  reassigned spectrogram time‐frequency analysis 

Latif Rachid1, Aassif Elhoucein2, Laaboubi Mostafa2 and Maze Gerard3 

1ESSI,  ENSA, Université  Ibn  Zohr, Agadir, Maroc;  2LMTI,Université  Ibn  Zohr, Agadir, Maroc;  3LOMC, Laboratoire des Ondes et Milieux Complexes, Le Havre, France 

 

Abstract—The  dimensional  characterization  of  an  elastic  tube  can  be  done  thanks  to  its  cut‐off frequencies of the waves propagating around the tube. In this work, we propose to determine certain geometrical properties of  a  tube  such  as  the  radii  radio  b/a.  The  spectrogram  and  the  reassigned spectrogram time‐frequency representation of a signal are used in this work to access to the sought parameters.  These  techniques  are  applied  to  the  acoustic  signals  backscattered  by  a  copper  tube immersed  in  water.  The  time‐frequency  images  of  this  signal  permit  to  determine  the  cut‐off frequency of the anti‐symmetric wave A1. From these frequencies we have determined with precision the radii radio b/a of the tube.  

 

Fr. 27.2  13:45‐14:00 

Asynchronous ADC with Configurable Resolution and Binary Tree Structure 

Nikos Petrellis1, Michael Birbas1, John Kikidis1 and Alex Birbas2 

1Analogies SA, Patras Science Park, Patras, GREECE; 2University of Patras, Rio‐Patras, GREECE 

Abstract—An Analogue to Digital Converter (ADC) implemented in CMOS technology (90nm TSMC) is described in this paper which is based on a binary tree structure and has a configurable 4, 8 or 12‐bits resolution. The function performed at the nodes of the binary tree is an integer division by a proper power of 2,  that  is  implemented by a novel circuit. The developed ADC  system  is an asynchronous circuit  operating  in  current  mode  needing  only  a  small  number  of  components.  This  fact  in conjunction with the binary tree structure of the ADC architecture, lead to implementations with very low die area and power consumption  (0.12mm2 and 72mW  respectively  for 12‐bit  resolution). The average sampling rate exceeds 140MS/s for 12‐bit resolution. The proposed device can also be used in multi Gbps time‐interleaved parallel ADC due to its very low die area and power consumption.  

 

Page 36: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

116 

Fr. SS. 26.3  14:10‐14:30 

Quantum System Identification: Hamiltonian Estimation using Spectral and Bayesian Analysis 

Sophie G Schirmer1, Frank C Langbeiny2 

1Department of Applied Maths & Theoretical Physics, Univ. of Cambridge, UK;  2School of Computer Science, Cardiff University, UK 

 

Abstract—Identifying  the Hamiltonian of a quantum  system  from experimental data  is  considered. General  limits  on  the  identifiability  of model  parameters with  limited  experimental  resources  are investigated, and  a  specific Bayesian estimation procedure  is proposed and evaluated  for  a model system where apriori information about the Hamiltonian’s structure is available.  

 

Fr. SS. 26.4  14:30‐15:00 

Round table discussion on outstanding quantum and other control problems 

Page 37: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 115

Friday Afternoon, 5th March  

Session:  Special Session on Quantum Control II  

Time & Place:  13:30‐15:00 ‐ Amathousia 

Chairpersons:  Edmond A. Jonckheere 

  Department of Electrical Engineering and Mathematics, University of Southern California, Los Angeles, CA, USA   

Alireza Shabani 

Princeton University, Chemistry Department, Princeton, NJ, USA 

Sophie Schirmer 

  Department of Applied Mathematics and Theoretical Physics University of Cambridge, Cambridge, UK 

 

Fr. SS. 26.1  13:30‐13:50 

Back and forth nudging for quantum state reconstruction 

Ashley Donovan1, Mazyar Mirrahimi2, Pierre Rouchon3 

1Department  of  Chemistry,  Princeton  University,  Princeton;  2  INRIA  Paris‐Rocquencourt,  France; 3Centre Automatique et Systèmes, France 

 

Abstract—We propose an estimation method to identify the initial state of a quantum system based on the continuous weak measurement of a certain physical observable over a fixed  interval of time. The algorithm  is based on  the back‐and‐forth nudging method consisting of  iterative application of Luenberger observers for the time‐forward and time‐backward dynamics. A clever change of variables unveils the needed symmetry in the observer design leading to the decrease of a certain distance (in an appropriate metric) between the estimator and the main system, both  in  forward and backward directions.  

 

Fr. SS. 26.2  13:50‐14:10 

Pure State Stabilization with Discrete‐Time Quantum Feedback 

Saverio Bolognani and Francesco Ticozzi 

Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione, Universit`a di Padova, Italy 

 

Abstract—Global  asymptotic  stabilization  of  quantum  pure  states  is  relevant  to  chemical  process control, quantum cooling, state purification, and is crucial to the initialization of quantum information processing  algorithms. We  provide  a  linear‐algebraic  characterization  of  discrete‐time Markovian dynamics leading to invariance and attractivity of a given quantum state. Assuming that the system is unitarily controllable, and accessible via a given quantum measurement, we provide a condition that that characterize the stabilizable target states. We also argue that  if the control problem  is feasible, then  an  effective  control  choice  can  be  explicitly  constructed.  The  result  strongly  relies  on  some remarlable properties of a canonical QR decomposition for complex matrices.  

 

Page 38: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

114 

Fr. 25.5  14:30‐14:45 

Stochastic  Characterization  of  Amplified  Photons  in  Lightwave  Systems  with  Optically  Bistable Elements 

Hooman Abediasl, Ali Naqavi, Khashayar Mehrany and Jawad Salehi 

Optical Network  Research  Laboratory  (ONRL),  School  of  Electrical  Engineering,  Sharif University  of Technology, Tehran, Iran 

 

Abstract‐ An optical amplifier followed by a bistable element is statistically analyzed. To this end, the birth‐death‐immigration model and the coupled mode theory are used to characterize the amplifier and the bistable element, respectively. 

Page 39: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 113

Fr. 25.3  14:00‐14:15 

A DVB‐T2 Receiver Realization based on a Software‐Defined Radio Concept 

Christian Kocks1, Alexander Viessmann1, Andreas Waadt1, Christoph  Spiegel1, Admir Burnic1, Guido Bruck1, Peter Jung1, Jaeyoel Kim2, YeonJu Lim2 and Hyeon Woo Lee2 

1University  of  Duisburg‐Essen,  Department  of  Communication  Technologies,  Duisburg,  Germany; 2Samsung Electronics, Global Standards and Research Lab. Suwon, Korea 

 

Abstract—When DVB‐T  (Terrestrial Digital Video Broadcasting) was  introduced  in  the 1990s,  it was impossible to foresee the upcoming demand for HDTV devices. Thus, a revision of this broadcasting standard,  namely  DVB‐T2,  was  necessary.  Recently  finalized,  this  standard  is  targeting  to  high definition television  (HDTV). To pave the way to commercialization, an appropriate  implementation concept  and  its  corresponding  validation  are  of  utmost  importance. Without  a  doubt,  the most challenging requirements introduced by the DVB‐T2 specification are an FFT (Fast Fourier Transform) size  of  up  to  32k  samples,  256‐QAM  (Quadrature  Amplitude Modulation)  and  LDPC  (Low‐Density Parity‐Check)  coding with a block  size of 64800 bits. Within  this manuscript,  the authors present a software‐defined  radio  based  realization  of  a  demonstrator  platform.  This  platform  employs  a combined DSP  (Digital Signal Processor) and FPGA  (Field‐ Programmable Gate Array) solution being capable of meeting these requirements.  

 

Fr. 25.4  14:15‐14:30 

Hardware Implementation of a Viterbi Decoder Using the Minimal Trellis 

Richard D Souza, Bruno U Pedroni and Volnei A Pedroni 

Federal Technological University of Paraná (UTFPR) – Curitiba – PR – Brazil 

 

Abstract—McEliece  and  Lin  introduced  the minimal  trellis  for  convolutional  codes, which  can  be considerably  less complex  than the conventional trellis  typically used  to construct Viterbi decoders. The authors  state  that  this  reduced  trellis  complexity  can  lead  to  less  complex Viterbi decoders  in practice.  In  this  paper,  we  compare  conventional  and  minimal  Viterbi  decoders  for  a  rate  2/3 convolutional code considered by McEliece and Lin, which possesses a minimal trellis with half of the complexity  of  the  conventional  trellis.  The  decoder  circuits  were  implemented  in  Altera programmable logic devices. We show that, though the complexity measure used by McEliece and Lin does not  translate directly  to practice,  reductions  in power  consumption and hardware utilization, along with increased maximum operating frequency, can indeed be obtained for the decoders.  

 

Page 40: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

112 

Friday Afternoon, 5th March  

Session:  Receiver Design  

Time & Place:  13:30‐16:30 ‐ Daphne 

Chairperson:  Carl James Debono  

Department of Communications and Computer, Engineering, University of Malta, Msida, Malta 

 

Fr. 25.1  13:30‐13:45 

Paths Complex Gain Tracking Algorithms for OFDM Receiver in Slowly‐Varying Channels 

Laurent Ros1, Hussein Hijazi2 and Eric Pierre Simons2  

1GIPSA‐lab, Image and Signal Department, France; 2IEMN lab, TELICE group, IEMN/UMR, France 

   

Abstract—This paper deals with channel estimation  for Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM)  systems over  time‐varying  fading  channels.  In  conventional methods,  the  leastsquares  (LS) estimate is obtained over the pilot subcarriers, and next interpolated over the entire frequency grid. Those methods  only  exploit  the  frequency‐domain  correlation  of  the  channel.  In  this  paper,  we propose  to exploit both  the  time‐domain  correlation and  the nature of  the wireless  radio  channel. Assuming the availability of delay related information, we propose to track the variation of the paths complex amplitudes by means of online recursive algorithms. We developed two simple sub‐optimal algorithms based on second‐order loops which exhibit a reduced complexity compared to that of the widely popular Kalman algorithm. The error signal  is based on the LS estimate of the path complex gains  for  the  first  loop, and on  the  steepest‐descent method of  the  same  LS  cost  function  for  the second  loop.  For  each  algorithm,  we  give  derivations  to  correctly  tune  the  loop  coefficients. Simulation  results  show  that our algorithms outperform  the  conventional methods. Moreover,  the Mean Square Error (MSE) of the first algorithm is closer to the Bayesian Cramer Rao Bound than that of the Kalman filter. 

 

Fr. 25.2  13:45‐14:00 

Multi  Pulse  Position  Amplitude  Modulation  for  ultra‐high  speed  Time‐Hopping  UWB communication systems over AWGN channel 

Marijan Herceg, Drago Žagar and Dario Galić 

Faculty of Electrical Engineering, Osijek, Croatia 

 

Abstract— This paper presents a novel Multi Pulse Position Amplitude Modulation (MPPAM) scheme for time‐hopping ultra‐wideband  (TH‐UWB) communication system. MPPAM  is combined version of the Multi Pulse Position Modulation (MPPM) and the Pulse Amplitude Modulation (PAM) where the information  is conveyed  in the position and amplitude of multiple pulses. The comparison between PAM  and  Pulse  Position Modulation  (PPM) was  given  in  aspect  of  symbol  error  probability  over additive  white  Gaussian  noise  (AWGN)  channel.  It  is  shown  that  with  proper  selection  of  the amplitude  level numbers, pulses and time slots can be achieved better performances at the cost of the hardware complexity and vice versa.  

 

Page 41: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 111

Fr. 24.5  12:00‐12:15 

Blind Beamforming for Multi‐path Wideband Signals Based on Frequency Invariant Transformation 

Wei Liu 

Department of Electronic and Electrical Engineering, University of Shefield, Shefield, UK 

 

Abstract—A  novel  approach  for  wideband  beamforming  in  the  presence  of multi‐path  signals  is proposed based on a frequency invariant transformation. In this approach, the received array signals are  first  processed  by  a  frequency  invariant  beamforming  network  and  then  an  appropriate instantaneous blind source separation (BSS) algorithm is applied to its output to recover the signal of interest.  It  is  shown  that with  the proposed  structure,  the cancelation of  the desired  signal due  to multi‐path  propagation  is  reduced,  leading  to  a  significantly  improved  output  SINR  (signal  to interference plus noise ratio). 

 

Fr. 24.6  12:15‐12:30 

Blind Equalization Using Digital Watermarking 

Muhammad Kashif Samee and Jürgen Götze 

Information Processing Lab, Dortmund University of Technology, Dortmund, Germany 

 

Abstract—In  this  paper  a  blind  equalization method  is  presented, which  uses  the watermark  of  a transmitted watermarked signal as a reference training sequence. DS‐CDMA based spread spectrum watermarking scheme is used here. In this method, watermark is sent through the channel along with the watermarked image. On receiving side, watermark is extracted from the watermarked image and by using  received and extracted watermark  channel  is estimated. Therefore,  the  receiver does not require to know the training sequence in advance. Afterwards, received data (watermarked image) is equalized  by  using  Normalized  LMS  algorithm.  Simulations  have  proven  that  this  scheme  is  very effective in correcting errors from received watermarked images. 

Page 42: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

110 

Fr. 24.3  11:30‐11:45 

Spatial Weighted Averaging for ERP Denoising in EEG Data 

Andriy Ivannikov, Tommi Kärkkäinen, Tapani Ristaniemi and Heikki Lyytinen 

Finland University of Jyväskylä, Finland 

 

Abstract—In  the  present  paper  we  intend  to  improve  the  practical  accuracy  of  ERP  denoising methods proposed in earlier research by allowing them to take into account possible violations of the underlying  assumptions,  which  often  take  place  in  practice.  Here  we  consider  ERP  denoising approaches operating within  the  framework of  the  linear  instantaneous mixing model  that  consist three steps: (1) forward  linear transformation, (2)  identification of the components related to signal and  noise  subspaces,  (3)  inverse  transformation  during which  the  components  that  belong  to  the noise  subspace  are  disregarded,  i.e.  dimension  reduction  in  the  component  space.The  separation matrix  is  found  based  on  problem‐specific  assumptions  formalized  in  terms  of  the  second  order statistics. The subspace separation problem  is concerned rather than the source separation. For the purpose  of  increasing  the  accuracy  of  spatial  separation  of  ERP  and  noise  sources we  propose  a spatial weighted averaging method analogous to weighted averaging technique developed for single channel use, which takes into account variable variances of the sources over trials.  

 

Fr. 24.4  11:45‐12:00 

An  Improved  Solution  to  the  Subband  Blind  Source  Separation  Permutation  Problem  Based  on Optimized Filter Banks 

Bo Peng1, Wei Liu1 and Danilo P Mandic2 

1Communications Research Group, Department of Electronic and Electrical Engineering, University of Sheffield, UK; 2Communications and Signal Processing Research Group, Department of Electrical and Electronic Engineering, Imperial College London, UK 

 

Abstract—Subband  based  blind  source  separation  (BSS)  has  a  great  potential  in  solving  the complicated  convolutive  mixing  problems.  However  its  performance  is  largely  affected  by  the permutation ambiguity problem during the synthesis stage. Researchers have suggested methods to correct  the  permutation  by  using  the  correlation  information  between  adjacent frequencies/subbands.  In this paper, we propose an  improved solution to this permutation problem based  on  a  novel  filter  banks  design  method,  which  uses  a  model  that  includes  inter‐subband correlations as part of the optimization criterion. Simulation results show that a much better subband permutation alignment has been achieved, leading to an improved overall separation result. 

 

Page 43: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 109

Friday Morning, 5th March  

Session:    Signal and Image Processing 

Time & Place:    11:00‐12:30 ‐  Salaminia 

Chairperson:     Akira Taguchi  

Tokyo City University, Tokyo, Japan 

 

Fr. 24.1  11:00‐11:15 

Optimal steering vector adaptation for linear filters leading to robust beamforming 

Michal Natora1, Felix Franke2, Simon Broda3 and Klaus Obermayer1 

1Institute for Software Engineering and Theoretical Computer Science, Berlin  Institute of Technology, Berlin, Germany; 2Bernstein Center for Computational Neuroscience, Berlin, Germany; 3Department of Quantitative Economics, University of Amsterdam, Amsterdam, The Netherlands 

 

Abstract—In  many  filter  applications  the  exact  steering  vector  is  not  know,  and  thus,  robust beamforming methods  have  to  be  used.  In  this  contribution,  an  algorithm which  achieves  robust beamforming via target tracking is proposed. In contrast to existing approaches, the algorithm works on  sparse  signals with  arbitrary  steering  vector  shapes,  and  the  parameters  of  the  algorithm  are adapted  in an optimal way. This  is achieved by deriving and evaluating  the probability of detection and  false alarm  for general  steering  vector mismatches. These probabilities are used  to adjust  the parameters,  such  that  the  number  of  false  positive  and  false  negative  detections  is  minimal. Simulations  confirm  the  theoretic  results  and  show  that  the  algorithm performs better  than other approaches. 

 

Fr. 24.2  11:15‐11:30 

Reconstruction of Streams of Diracs Based on the State Space Method 

Aitor Erdozain and Pedro Crespo 

CEIT and TECNUN (Universidad de Navarra), 20009 Donostia‐San Sebastián, Spain 

 

Abstract—The  last  decade,  some  signals  with  finite  rate  of  innovation  have  been  proved  to  be recoverable from the samples of their filtered versions. Different contributions have also been made to reduce the reconstruction error with noisy samples. In this work a new reconstruction method for aperiodic streams of Diracs is introduced, which reduces the computational problems arisen in other methods in the literature.  

 

Page 44: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

108 

established  Lie‐algebra  rank  condition,  this  is  not  sufficient  unless  in  an  n‐qubit  system  with connected coupling topology the candidate dynamic simple Lie algebra can be identified uniquely as the  full  unitary  algebra  su(2n). — Here we  discuss  simple  tests  confined  to  solving  homogeneous linear equations  in order  to  filter  irreducible unitary  representations of other candidate algebras of classical type (orthogonal ones and unitary symplectic ones). Finally, we give an outlook under which conditions algebras of exceptional type can also be ruled out.  

 

Fr. SS. 23.3  11:40‐12:00 

Open‐Loop Control Design via Parametrization Applied in a Two‐Level Quantum System Model 

Markku Nihtilä 

Department of Physics and Mathematics, University of Eastern Finland, Kuopio, Finland 

 

Abstract—In the design of quantum computing devices of the future the basic element is the qubit. It is  a  two‐level  quantum  system which may  describe  population  transfer  from  one  steady‐state  to another  controlled by  a  coherent  laser  field. A  four‐dimensional  real‐variable differential  equation model  is constructed from the complex‐valued two‐level model describing the wave function of the system. The state transition matrix of the model is constructed via the Wei‐Norman technique and Lie algebraic  methodology.  The  idea  of  parametrization  using  flatness‐based  control,  is  applied  to construct feasible input– output pairs of the model. This input drives the state of the system from the given  initial state to the given final state  in a finite time producing the corresponding output of the pair. The population transfer is obtained by nullifying part of the state vector via careful selection of the parameter functions.  

 

 

Fr. SS. 23.4  12:00‐12:20 

Control‐assisted decoherence‐free manifolds 

E. Jonckheere1, A. Shabani2, A. T. Rezakhani3 

1Department of Electrical Engineering, University of Southern California, Los Angeles; 2Department of Chemistry Princeton University Princeton; 3Department of Chemistry, University of Southern California, Los Angeles 

 

Abstract—Quantum  coherence  of  open  quantum  systems  is  usually  compromised  because  of  the interaction  with  the  ambient  environment.  A  “decoherence‐free  subspace”  (DFS)  of  the  system Hilbert space  is defined where the evolution remains unitary. In the absence of a priori existence of such  subspaces,  it  seems natural  that utilizing quantum  control may help generate and/or  retain a decoherence‐free evolution. Here, we generalize  the  traditional notion of DFS, and  introduce  time‐varying DFS wherein the system’s density matrix has a unitarily evolving subdensity corresponding to some given  set of  its eigenvalues  (which we aim  to preserve). This  subspace  is  characterized  from both  topological and algebraic perspectives.  In particular, we  show  that  this DFS admits a complex vector bundle structure over a real‐analytic manifold (the decoherence‐free manifold).  

Page 45: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 107

Friday Morning, 5th March

Session:  Special Session on Quantum Control I  

Time & Place:  11:00‐12:30 ‐ Amathousia 

Chairpersons:  Edmond A. Jonckheere 

  Department of Electrical Engineering and Mathematics, University of Southern California, Los Angeles, CA, USA   

Alireza Shabani 

Princeton University, Chemistry Department, Princeton, NJ, USA 

Sophie Schirmer 

  Department of Applied Mathematics and Theoretical Physics University of Cambridge, Cambridge, UK 

 

 

Fr. SS. 23.1  11:00‐11:20 

Invited Paper 

Level Sets of Quantum Control Landscapes 

Vincent Beltrani1, Jason Dominy2, Tak‐San Ho3 and Herschel Rabitz4 1Department  of  Chemistry,  Princeton  University;  2Program  in  Applied  and  Computational Mathematics,  Princeton University;  3Department  of  Chemistry,Princeton University;  4Department  of Chemistry, Princeton University 

 

Abstract—A  controlled  quantum  system  possesses  a  search  landscape  defined  by  the  observable value as a functional of the control field. Within the search landscape, there exist level sets of controls giving the same observable value. This paper focuses on  level sets of the transition probability Pi!f  . For transition probabilities 0 < Pi!f < 1, a  first order diffeomorphic modulation observable response preserving  homotopy  (DMORPH)  algorithm  is  utilized  to  investigate  level  sets.  At  the  top  of  the control  landscape, Pi!f  =  1,  a  second order D‐MORPH  algorithm  is presented  that  can  explore  the perfect  control  level  set.  D‐MORPH  is  utilized  to  identify  level  set members  that  exhibit  certain desirable secondary characteristics, e.g., minimal pulse fluence. Numerical simulations for finite level systems are presented to illustrate the variety of control behavior found across level set members.  

 

Fr. SS. 23.2  11:20‐11:40 

Invited Paper 

Symmetry Principles in Quantum System Theory of Multi‐Qubit Systems Made Simple 

Thomas Schulte‐Herbrüggen, Uwe Sander, Robert Zeier 

Dept. Chemistry, Technical University Munich (TUM), 85747 Garching 

 

Abstract—Controllability  and  observability  of  multi‐spin  systems  in  architectures  of  various symmetries  of  coupling  type  and  topology  are  investigated. We  complement  recent  work  [1]  of explicitly  determining  the  respective  dynamic  system  Lie  algebras  and  thereby  also  precise reachability  sets  under  symmetry  constraints.  Here  the  focus  is  on  the  converse:  under  which conditions  can  the  absence  of  symmetry  be  taken  as  an  indicator  of  universality  of  the  hardware architecture?  More  precisely,  the  absence  of  symmetry  implies  irreducibility  and  provides  a convenient necessary condition  for  full controllability. Though much easier  to assess  than  the well‐

Page 46: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

106 

Fr. SS. 22.5  12:00‐12:15 

Range Estimation for MIMO Step‐Frequency Radar with Compressive Sensing 

Yao Yu1, Athina Petropulu1 and Vincent Poor2 

1Electrical & Computer Engineering Department, Drexel University, USA; 2School of Engineering and Applied Science, Princeton University, USA 

 

Abstract—The  authors  recently  proposed  a  parameter  estimation  technique  for  multiple‐input/multiple‐output  (MIMO)  radar  systems  that  employ  compressive  sensing  (CS),  and  which applies to the case of slowly moving targets. This technique  is based on the use of a step‐frequency technique, and it allows angle, Doppler and range information to be estimated in a decoupled fashion. This decoupling  significantly  reduces  the  complexity of parameter estimation without a  concurrent performance loss. The current paper considers the range‐estimation performance of this method for the particular cases of linear and random step‐frequency techniques. It is shown that the linear step‐frequency technique requires less bandwidth than the random step‐frequency technique  in order to achieve the same performance.  

Page 47: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 105

Fr. SS. 22.3  11:30‐11:45 

Transmit Policies for MIMO Radar Detection and Time‐Delay Estimation 

Guido Jajamovich1, Marco Lops2 and Xiaodong Wang1 

1Electrical  Engineering  Department,  Columbia University, New  York,  NY, USA;  2ENSEEIHT/IRIT/INPT Toulouse ‐ France & DAEIMI, Universit`a degli, Studi di Cassino, Cassino (FR) ‐ ITALY 

 

Abstract—This  paper  is  aimed  at  investigating  the  role  of  Space‐Time  Coding  (STC)  for  target detection and time‐delay estimation through MIMO radars with widely spaced antennas. To this end we formulate the waveform optimization problem as a constrained maximization of some detection‐oriented  figures of merit under an accuracy  constraint.  Interestingly,  such an additional  constraint deeply  modifies  the  optimal  transmit  policy.  We  also  offer  closed‐form  formulas  of  the  Fisher Information  in  target  delay  estimation  as  a  function  of  the  singular  values  of  the  code  matrix. Numerical results validating the theoretical findings are also given. 

 

Fr. SS. 22.4  11:45‐12:00 

Localization Performance of Coherent MIMO Radar Systems Subject to Phase Synchronization Errors 

Hana Godrich, Alexander Haimovich 

New Jersey Institute of Technology, Newark, NJ, USA 

 

Abstract—Coherent Multiple‐Input Multiple‐Output  (MIMO)  radar with  ideal phase  synchronization among distributed radar stations has been shown to support high resolution and high accuracy target localization. In this paper, quantitative tools are developed for assessing the effect of phase errors on the localization performance. The hybrid Cramer‐Rao bound (HCRB) is derived for the joint estimation of  the unknown, deterministic  target  location and  the unknown,  random phase errors.  It  is  shown that  for  the coherent MIMO  radar problem,  the HCRB  is asymptotically  tight  in  the  sense  that  it  is equal to the marginal Cramer‐Rao bound (CRB). In the marginal CRB, the phase errors are treated as nuisance  parameters  and  are marginalized.  The HCRB  is  shown  to  follow  the CRB obtained  in  the absence of phase errors, up to a threshold signal‐to‐noise ratio (SNR), determined by the phase error variance, and the number of mismatched transmitting and receiving sensors. Beyond this point, the HCRB  is  limited by  the  variance of  the phase  errors, and  stops decreasing with  the  SNR. A  simple expression for the threshold SNR is derived for symmetrical radar deployments.  

 

Page 48: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

104 

Friday Morning, 5th March  

Session:  Special Session on MIMO Radar 

Time & Place:  11:00‐12:30 ‐ Daphne 

Chairperson:   H. Vincent Poor 

  Princeton University, USA 

 

 

Fr. SS. 22.1  11:00‐11:15 

Diversity Gain for MIMO Radar Employing NonOrthogonal Waveforms 

Qian He1 and Rick Blum2 

1EE Department, University of Electronic Science and Technology of China, Sichuan, China; 2ECE Department, Lehigh University, USA 

Abstract—Initially we  formulate  a  very  general  hypothesis  testing  problem where we  attempt  to distinguish  between  zeromean  Gaussian  clutter‐plus‐noise  only  and  returns  which  are  a  linear transformed  version of  a  zero‐mean Gaussian  random  vector plus  this  clutter‐plus‐noise.We  show that  the diversity gain of  the optimum processing  for  this hypothesis  testing problem must be  less than or equal to the rank of the linear transform. Next we apply this result to study diversity gain for optimum MIMO  radar  processors  for  cases with M  transmit  antennas, N  receive  antennas,  and  a target composed of Q scatterers. If the transmitted waveforms span a  lower dimension M0 than M, then the largest possible diversity gain is no greater than min(NM0;Q). We also show a diversity gain of min(NM0;Q) can be achieved under certain conditions. For a general correlated Gaussian clutter‐plus‐noise model and a general correlated Gaussian reflection coefficient vector, the diversity gain for noncoherent and coherent processing is discussed. Extensions of all results to cases with nonGaussian reflections and clutter‐plusnoise are discussed.  

 

Fr. SS. 22.2  11:15‐11:30 

MIMO Radar Target Detection with Parametric Scattering Correlation Model 

Tuomas Aittomäki and Visa Koivunen 

Department of Signal Processing and Acoustics, SMARAD CoE Aalto University, Finland  

 

Abstract—Multiple‐input  multiple‐output  (MIMO)  radars  utilize  various  sources  of  diversity  to improve  performance.  A  MIMO  radar  in  which  angular  diversity  is  achieved  by  using  widely distributed antennas has been proposed to reduce the impact of the fluctuations of the target radar cross‐section. This type of system  is also known as the statistical MIMO radar. Typically,  it has been assumed  that  the  signals  received by different antennas are either  fully correlated or  independent depending on the configuration. In this paper, we assume more realistically that the scattering from the target is correlated. We show that taking the correlation of the scattered signals into account can improve the probability of detecting the target. This is achieved by using a parametric model for the scattering  which  allows  one  to  efficiently  estimate  the  correlation  matrix  of  the  scattering.  The numerical  examples  demonstrate  that  the  probability  of  detection  remains  good  even  when parameters of the model are inaccurate. 

 

Page 49: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 103

Fr. 21.5  12:00‐12:15 

Energy aware Routing in Location based Ad‐hoc Networks 

Jangsu Lee, Seunghwan Yoo, Yongjun Lee and Sungchun Lee 

University of Sogang, Republic of Korea 

 

Abstract—In  wireless  ad‐hoc  networks,  there  are  several  characteristics  different  with  wired networks. The differences are  the  changing of network  topology,  limited  resources  like bandwidth and energy and so on.  In these days as the energy  issue becomes more  important,  it  is required to research  about  the  efficient  resource  allocation methods  optimized  in  wireless  networks.  In  the paper, we  improve  LAR(Location‐Aided  Routing) which  is  one  of  the most  famous  location  based routing methods. This kind of technique uses information about the location of mobile node through GPS technique. Our new protocol is researched in both area of routing and energy. At first an efficient routing method is developed by minimizing the spread of unnecessary control messages. Secondly an energy  aware method  is  proposed  to  select  proper  transmission  power  by  the  distance  between nodes. And  finally we make a new  function to select next hop which consider both of distance and energy.  The  result  of  simulation  shows  that  performance  of  lifetime  is  improved  about  12.1% compared with LAR  

Page 50: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

102 

Fr. 21.3  11:30‐11:45 

A Novel Sense‐Transmit‐Wait Strategy  for Coexistence of Cognitive Radio Networks with  IEEE 802 11 WLANs 

Yingxi Liu, Nikhil Kundargi and Ahmed Tewfik 

University of Minnesota, Twin Cities, Minneapolis, Minnesota 

 

Abstract—Detection of spectral white space and the adoption of optimal secondary user transmission policies are the two crucial aspects of a Cognitive Radio system. In this paper we study the problem of optimal utilization of  time domain holes  in an unsaturated  IEEE 802.11 network. We also design a scheme for the coexistence of a secondary system with an IEEE 802.11 network such that it does not affect  the Medium Access Control  (MAC)  layer behavior of  the network by mitigating  the  infamous “Capture Effect”. Specifically, we propose a Sense‐Transmit‐Wait strategy which allows the secondary user  to  effectively  decide how often  to  transmit, when  to  transmit  and  the duration  for which  to transmit while adhering to strict  interference constraints  imposed via an upper bounded Probability of Collision (p0). Through extensive simulations and analysis of real world 802.11 packet captures, we demonstrate the ability of our proposed system to successfully setup a cognitive network and deliver a significant throughput enhancement.  

 

Fr. 21.4  11:45‐12:00 

Cost‐sharing for Cooperative Relay Cognitive Radio Networks 

Shabnam Sodagari and Sven Bilen 

Dept. of Electrical Engineering, The Pennsylvania State University, PA, USA 

 

Abstract—We introduce and analyze one manifestation of cooperation among relay Cognitive Radios (CR)  through  sharing  the  cost  among  members  of  a  CR  coalition. We  define  and  optimize  cost functions  arising  from  cooperation of  relay  cognitive  radios  representing power  levels  essential  to meet  required  Bit  Error  Rates  and  show  how  cost‐sharing  among  cooperative  CR’s  can  be  placed within a framework by presenting proper formulations and simulations of practical scenarios. 

 

Page 51: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 101

Friday Morning, 5th March Session:  Wireless Networks 

Time & Place:  11:00‐12:30  ‐ Bacchus Ballroom 

Chairperson:  Costas N. Georghiades 

  Texas A&M University College Station, USA 

 

 

Fr. 21.1  11:00‐11:15 

Joint Source and Relay Power Optimization in Multiuser Cooperative Wireless Networks 

Ying Jin and Yimin Zhang 

Center for Advanced Communications, Villanova University, USA 

 

Abstract—This paper considers the minimization of overall power transmitted from source and relay nodes in a multiuser cooperative network, constrained with the quality of service (QoS) of each user determined by their output signal‐to‐interferenceplus‐ noise ratio (SINR). In this paper, we consider a two‐hop  cooperative  wireless  network  consisting  of  single‐antenna  nodes  in  which  multiple concurrent  links are relayed by a number of cooperative nodes. Unlike the previous  relevant works that either  consider  the  source power or  relay weight optimization or  their  joint optimization  in a separate sense,  this paper considers  them  in  the same platform and  thus achieves overall  transmit power minimization.  It  is shown that optimized power distribution over the source and relay nodes depends on the channel conditions and thus requires joint optimization operation as proposed in this paper. Compared  to  the previously developed  schemes,  the  joint power optimization developed  in this paper offers significant transmit power reduction and QoS satisfactions.  

 

Fr. 21.2  11:15‐11:30 

Outage Regions of Cooperative Networks for different Coding Schemes 

Tobias Renk, Holger Jaekel and Friedrich K Jondral 

Communications Engineering Lab (CEL), Karlsruhe Institute of Technology (KIT) 

 

Abstract—In  this  paper we  present  outage  regions  for  two  cooperation  strategies,  namely multi‐routing and adaptive multi‐routing, if two different coding schemes are used. The first coding scheme is repetition coding and the second one is parallel channel coding. We show that for one cooperation strategy, the outage region for parallel channel coding  is a strict subset of the outage probability of repetition coding, thus, leading to a smaller outage probability. We demonstrate that adaptivemulti‐routing in conjunction with parallel channel coding achieves by far the best performance.  

 

Page 52: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

100 

Here,  it  is  argued  that  a  refined  version  of  the  clustering  coefficient—the  curvature—is  the  all encompassing parameter  that predicts network behavior. Curvature  indeed anticipates  congestion, should  the  network be negative  curved. Curvature  indeed  anticipates  a  balanced  load,  should  the network be positively curved. Curvature indeed guarantees successful greedy forwarding of packets in sensor networks, provided the curvature has been uniformized by the Ricci flow.  

 

In general, “traffic” follows some rules optimal relative to some criterion. Traffic in a communication network follows cost minimizing paths, where the “cost” reflects, for example, delays and/or outages. Conceptually, “traffic” can be viewed as a geodesic  flow,  i.e., a  length minimizing  flow,  for a metric that  mimics  the  optimization  rules  that  drive  the  traffic.  It  is  probably  the  most  fundamental Riemannian  geometry  paradigm  that  the  curvature  controls  the  geodesic  flow.  In  the  network language, traffic is controlled by the curvature.  

 

Our  program  therefore  proceeds  from  the  definition  of  curvature  for  network  graphs.  In  case  of planar graphs, the local curvature at a vertex v is easily defined from the excess/deficit (relative to 2π) of the sum of the angles of the triangles having v as an apex. Next, it is shown that, should the graph have negative  curvature  at  all  of  its  vertices,  “extreme  congestion” will  develop  at  the  “center  of mass” of the graph. Of course, real‐life communication networks are far from planar; nevertheless, a vertex v of a non‐planar graph can be given a (scalar) curvature defined as the average curvature over all planar sections containing v. An experimental sensor network example confirms the relevance of the concept and its ability to predict congestion even in a real‐life set‐up.  

 

The  problem  with  the  local  curvature  is  that  it  does  not  quite  reflect  larger‐scale  properties  of network  congestion—for  example,  how  the  worst  point  congestion  scales  with  the  size  of  the network?  This  larger‐scale  analysis  is  carried over  following Gromov’s program of  large‐scale,  also referred to as coarse, geometry. The main point  is that a network could be negatively curved  in the large  scale  (e.g., when  viewed  from  a  distance),  even  though  some  vertices might  have  positive curvature.  By  the  Bonk‐Schramm  theorem,  a  Gromov  large‐scale  negatively  curved  network  is isometric  to a hyperbolic manifold, up  to some  finite distortion. Therefore,  treating a network as a Riemannian manifold M, it can be shown that the congestion scales as volume(M)2 in the hyperbolic case, whereas  it  scales  as  volume(M)1.5  in  the  Euclidean  case.  Clearly,  congestion  is worse  in  the hyperbolic than in the Euclidean case.  

 

In a parallel effort, Bell Labs  investigators  found  that  the networks of  the Rocketfuel data base are negatively  curved  in Gromov’s  sense, and  the  same  investigators  further endeavored  to determine experimentally how congestion scales with the number of vertices N of the network. They found N2 for the Rocketfuel data base networks and N1.5 for Euclidean lattice networks. If we agree that, under the  large‐scale  geometry  paradigm  of  identification  of  graphs  and  manifolds,  N=volume(M),  the theoretical and experimental analyses are amazingly consistent.  

 

As  long as the network  is negatively curved, congestion will develop  inevitably, and the only way to relief the congestion is to abandon such physically motivated metric of delay in favor of a metric that will make the network positively curved. This is the well‐known Yamabe flow problem, instrumental in the proof of the Poincaré conjecture: The Yamabe flow is a differential equation whose solution  is a metric that will make the  local network curvature uniformly equal to  its Euler characteristic. Should the latter be positive, existence of a routing strategy avoiding congestion is guaranteed. In topological term, the Euler characteristics is the obstruction to balancing the load.  

 

At this juncture, other applications of curvature/congestion can be envisioned—like line overload in a power grid, curvature of spin networks, etc.  

Page 53: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 99

  Friday Morning, March 5th  

Session:   Keynote Fr.1  

Time & Place:   8:30‐9:30 ‐ Bacchus Ballroom 

 

Chairperson:   Anthony G. Constantinides   Imperial College, UK 

 

 

8:30 Big Rooms to small boxes back to big Rooms 

Gene A. Frantz 

TI Principal Fellow, TI Futurist, Texas Instruments Incorporated, USA 

 

ABSTRACT  ‐  The  advancements  of  technology  have  allowed  us  to move  that  technology  from  big rooms  to small boxes.   But  this  is only half of  the story.   The other half  is how  technology  in  small boxes will begin to expand  its capability to control big rooms. This talk will discuss the big room to small box phenomenon along with the pending expansion we are in the midst of experiencing. 

 

 

Session:  Keynote Fr.2  

Time & Place:  9:30‐10:30 ‐ Bacchus Ballroom  

Chairperson:   Anthony G. Constantinides   Imperial College, UK 

 

 

9:30 Traffic Pattern Analysis and Load Balancing in Negatively Curved Networks Edmond Jonckheere University of Southern California, USA 

 

ABSTRACT  ‐  In  the  quest  to  identify  a  single  parameter  that  would  encapsulate  such  relevant properties of networks as their potential to create congestion, network investigators have for the past decade  focused  their  attention  on  the  Small‐World/Scale‐Free  dichotomy, whereas  the  clustering coefficient—itself  a  manifestation  of  the  deeper  concept  of  curvature—initially  attracted  little attention. Certainly, the Small‐World concept has seen spectacular applications in networked system synchronization, more recently in neuro‐physiological system synchronization, whereas the Scale‐Free concept appeared to be a model of networks constructed by  the “growth/preferential attachment” process.  

 

Page 54: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

98 

Th. SS. 20.6  18:15‐18:30 

Invited Paper 

Modified Histogram Equalization for Image Contrast Enhancement 

Kota Murahira, Takashi Kawakami and Akira Taguchi 

Tokyo City University, Tokyo, Japan 

 

Abstract—Histogram equalization (HE) is one of the common methods used for improving contrast in digital  images. However,  this  technique will  cause an effect on brightness  saturation or  shadow  in some  almost  homogeneous  area.  In  order  to  avoid  these  effects, mean  preserving  bi‐histogram equalization  (BBHE)  method  is  proposed.  In  this  paper,  we  propose  a  novel  HE  with  variable enhancement degree (HEwVED). Moreover the BBHE with variable enhancement degree (BBHEwVED) is  also  proposed.  The  enhancement  degree  of  each  of  these methods  is  controlled  by  only  one parameter. We also show the guide to decide this parameter. Since our method is able to control the enhancement  degree  and  the  mean  of  image  is  tend  to  be  preserved,  all  kinds  of  images  are enhanced adequately.  

 

Page 55: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 97

Th. SS. 20.3  17:30‐17:45 

Invited Paper 

Content Similarity Based Early Skip Mode Decision for Low Power Surveillance Video Compression 

Xin Jin and Satoshi Goto 

1Xin  Jin  is  with  the  Information  Technology  Research  Organization, Waseda  University,  Fukuoka, Japan; 

2Graduate School of Information, Production and Systems, Waseda University, Fukuoka, Japan  

 

Abstract—As a state‐of‐the‐art video compression technique, H.264/AVC has been deployed in many surveillance  cameras  to  improve  the  compression  efficiency. However,  it  induces  very high  coding complexity, and thus high power consumption. In this paper, an early skip mode decision algorithm is proposed  to  reduce  the  computational  complexity  and  power  consumption  in  surveillance  video compression by detecting the content similarity using chrominance and motion features. The overall computational complexity of the whole video encoding system is significantly reduced by 84%. No loss is observed in both of subjective and objective video quality.  

 

Th. SS. 20.4  17:45‐18:00 

Invited Paper 

Content‐based Interactive Image Retrieval from Java Enabled Mobile devices 

Iftikhar Ahmad1 and Moncef Gabbouj2 

1Nokia  Corporation,  Tampere,  Finland;  2Department  of  Signal  Processing  at  Tampere University  of Technology, Tampere, Finland 

 

Abstract—Content‐based image retrieval from a mobile device in large image database is challenging. In this paper we present a client‐server architecture where a server is running on a personal computer and a client on the device. The client sends content‐based query request to the server and the server performs an interactive content‐based query and sends the query results to the client. In the query a user of  the mobile device define a  time  interval after  that he wants  to  see  the query  results. The server generates the query result after the given time. Furthermore the user of the device can get the updated query  results at any  time during  the query operation. This  interactive query can avoid un‐wanted progressing query results and thus reduce the server query time and memory.  

Th. SS. 20.5  18:00‐18:15 

Invited Paper 

Implementation of Simultaneous Video Decoding on Multicore Processor 

Yuki Kawamura1, Yasutake Manabe1, Takao Onoye1, Kazuto Ohhara2, Hiroyuki Okada2 and Ikuo Keshi2 1Graduate School of Information, Science and Technology, Osaka University, Osaka, Japan; 2Advanced Image and Telecommunication Laboratories, Corporate R & D Group, Sharp Corporation, Japan 

 

Abstract—An  implementation  of  simultaneous  video  decoding  is  described,  which  is  based  on  a heterogeneous multicore processor. Appropriate task division and assignment to processor cores are explored  for  efficient  execution  on  the multicore  processor.  In  addition,  a  set  of mechanisms  to reduce  video  decoding  complexity  is  employed,  i.e.  simplified  IDCT,  VLD  skip,  and  Bframe  skip. Experimental  results  demonstrate  that  simultaneous  decoding  of  40 MPEG‐2  HD  streams  or  172 MPEG‐2 SD streams can be achieved by the proposed approach.  

 

Page 56: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

96 

 

Thursday Afternoon, 4th March  

Session:  Special Session on Multi‐Media Processing over Wireless Communications  

Time & Place:  17:00‐18:30 ‐  Salaminia 

Chairperson:  Yoshikazu Miyanaga 

Science and Technology Hokkaido University, Sapporo, Japan 

 

 

Th. SS. 20.1  17:00‐17:15 

Rate‐Distortion Development for Optimal Truncation in JPEG2000 Imagery 

Eric Balster, Benjamin Fortener and William Turri 

Department  of  Electrical  and  Computer  Engineering,  University  of  Dayton,  Kettering  Laboratory, Dayton, OH, USA 

Abstract—This paper presents a detailed  treatment of  the post compression  rate‐distortion  (PCRD) algorithm  in  JPEG2000  used  for  optimal  truncation  (OT)  rate  control.  The  following  treatment  is implemented in a complete JPEG2000 compression engine and compared to the JPEG2000 reference implementation, JasPer, and the popular Kakadu JPEG2000 compression engine. Some of the details of  the  proposed method  differ  from what  is  given  in  the  standard  and  also  differ  from what  is proposed  in  other  literature.  Also,  some  important  details  provided  are  not  yet  included  in  the published  literature  and  are  included  here.  The  results  of  the  proposed method  show  equivalent performance to both the JasPer and Kakadu compression methods, showing a correct implementation of the PCRD algorithm.  

 

Th. SS. 20.2  17:15‐17:30 

Vector Quantization Based on a Binary Search‐like Algorithm 

Long‐Jhe Yan and Shaw‐Hwa Hwang 

Electrical Engineering, Department, National Taipei University of Technology, Taipei, Taiwan 

 

Abstract—This paper presents an efficient binary search‐like algorithm for vector quantization (VQ). The proposed algorithm adopts a  tree‐structured VQ with overlapped  codewords  (TSOC)  to  reduce computational  complexity  and  enhance  quantization  quality.  This  algorithm  uses  overlapped codewords  to  expand  the  scope  of  the  search  path  to  traverse more  appropriate  codewords.  To further evaluate computations at each stage of the proposed algorithm, both speech and images are considered. With  codebook  sizes  of  256,  512  and  1024,  the  corresponding  optimal  computational savings for images are 85.16%, 90.04% and 93.46% respectively, compared with the FSVQ. For speech, the optimal computational savings  reached 51.56%  for a codebook size of 128. The  results  indicate that the proposed algorithm can save a significant number of computations, depending on the size of codebook. 

 

 

Page 57: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 95

Th. 19.6  18:15‐18:30 

Invited Paper 

Self‐Adaptive Middleware for Building Context‐Aware Software for Public Transit Systems 

Asad M Madni, Hossein Rahnama and Alireza Sadeghian 

Ryerson University, Toronto, Canada 

Abstract—Ubiquitous software applications can become more  responsive  if  they can adapt  to  their surrounding  situation without  relying on users’  continuous  commitment.  In dynamic environments such as public transit settings, where information is rapidly changing and passengers’ demography are not uniform, an adaptive mobile application to navigate passengers based on their profile and context may be a good example of emerging self‐adaptive and context‐aware mobile application. In this paper we have demonstrated the use of an open source framework to develop a travel assistant application to help passengers with special needs in public transit environments.  

Page 58: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

94 

Th. 19.3  17:30‐17:45 

Finite‐time stabilization of non affine systems A constructive method for polynomial systems 

Walid Ben Mabrouk1, Chakib Ben Njima1, Hassani Messaoud1 and Germain Garcia2,3 1Ecole nationale d’ingénieurs de Monastir, Monastir; 2CNRS Toulouse, France; 3Université de Toulouse, Toulouse, France 

 

Abstract—  In this paper finite‐time stabilization of nonlinear non affine systems,  is considered. First we  provide  a  formula  for  a  finite  time  stabilizing  state  feedback  control  law,  for  a  second  order polynomial system. Then we extend the result to the case of polynomial systems with multiple inputs. Some extensions concerning asymptotic stabilization are given.  

 

Th. 19.4  17:45‐18:00 

Open‐Loop Control Design via Parametrization Applied in a Two‐Level Quantum System Model 

Markku Nihtila 

Department of Physics and Mathematics, University of Eastern Finland, Kuopio, Finland 

 

Abstract—In the design of quantum computing devices of the future the basic element is the qubit. It is  a  two‐level  quantum  system which may  describe  population  transfer  from  one  steady‐state  to another  controlled by  a  coherent  laser  field. A  four‐dimensional  real‐variable differential  equation model  is constructed from the complex‐valued two‐level model describing the wave function of the system. The state transition matrix of the model is constructed via the Wei‐Norman technique and Lie algebraic  methodology.  The  idea  of  parametrization  using  flatness‐based  control,  is  applied  to construct feasible input– output pairs of the model. This input drives the state of the system from the given  initial state to the given final state  in a finite time producing the corresponding output of the pair.  

 

Th. 19.5  18:00‐18:15 

Adaptive PID Controller Design with Application to Nonlinear Water Level in NEKA Power Plant 

Alireza Yazdizadeh1, Arash Mehrafrooz1 and Roohollah Barzamini2 

1Faculty  of  Electrical  Engineering,  Power  and Water  University  of  Technology,  Tehran,  Iran;  2Iran Power development company, Tehran, Iran 

 

Abstract‐  In this paper, two novel adaptive PID‐like controllers capable of controlling multi‐variable, non‐linear multi‐input multiple‐output  (MIMO) systems are proposed. The proposed controllers are based  on  neural  networks  techniques  and  the  learning  algorithms  are  derived  according  to minimization of  the error between  the output of  the  system  and  the desired output. At  first,  two kinds of PID‐like neural network controller named neural network PID and Neural network PID with internal dynamic  feedbacks are  introduced both of which can be used  for controlling multivariable systems.  The  difference  between  these  two  controllers  is mainly  in  the  structure  of  their  hidden layers  that  leads  to  their different performance. These controllers are applied  to different kinds of black box, linear or nonlinear and time variant or time invariant systems. The stability of the proposed algorithm  is  also  proven  mathematically.  Compared  to  conventional  methods,  more  satisfactory results  are  achieved  using  the  proposed  methods.  The  simulation  results  show  the  quality performance of the proposed adaptive controllers and algorithms. Finally to show the performance of the proposed method,  it  is applied to the water  level of tanks  in water refinement process  in NEKA Power  Plant  that  is  generally  a  very  nonlinear  system.  Simulation  results  in  this  paper  show  the satisfying performance of the proposed adaptive controllers.  

 

Page 59: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 93

Thursday Afternoon, 4th March  

Session:  Systems and Control I 

Time & Place:  17:00‐18:30 ‐ Amathousia 

Chairpersons:  Vladimir Kucera  

  Czech Technical University in Prague, Faculty of Electrical Engineering, Technická 2, 16627 Prague 6, Czech Republic  

  Ala Shariati, K.N. Toosi 

  University of Technology, Tehran, Iran 

 

Th. 19.1  17:00‐17:15 

Delay‐Dependent H∞ Control of Linear Systems with input Delay Using Composite State‐Derivative Feedback 

Ala Shariati, Hamid Taghirad and Batool Labibi 

Advanced Robotics and Automated Systems (ARAS), Faculty of Electrical, and Computer Engineering, K. N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran 

 

Abstract— H∞ control problem  for  input‐delayed systems  is considered  in  this paper. A composite state‐derivative  control  law  is  used,  in  which,  a  composition  of  the  state  variables  and  their derivatives appear in the control law. Thus, the resulting closed‐loop system turns into a specific time‐delay  system of neutral  type. The  significant  specification of  this neutral  system  is  that  its delayed term  coefficients  depend  on  the  control  law  parameters.  This  condition  provides  new  challenging issues which has  its own merits  in  theoretical  research  as well  as  application  aspects. New delay‐dependent  sufficient condition  for  the existence of H∞ controller  in  terms of matrix  inequali es  is derived  in  the  present  paper.  The  resulting  H∞  controller  guarantees  asymptotic  stability  of  the closed‐loop  system  as  well  as  a  guaranteed  limited  H∞  norm  smaller  than  a  prescribed  level. Numerical examples are presented to illustrate the effectiveness of the proposed methods.  

 

Th. 19.2  17:15‐17:30 

Optimum Immigration Policies Based on Linear Quadratic Theory 

Ioannis Tzortzis1 and Charalambos Charalambous1,2 

Department of Electrical and Computer Engineering, University of Cyprus, Nicosia, Cyprus  

 

Abstract—In  this paper we demonstrate  that by use of  the Theory of  Linear Quadratic applied  for tracking problems, it is possible to derive optimum immigration policies while maintaining population and  immigration  levels  close  to  certain  pre‐specified  reference  trajectories.  An  already  existed dynamic  population model  found  in  literature  and  statistical  data  obtained  from  Cyprus  Statistics were used  for our  simulation purposes. The numerical  results presented  illustrate  that  the applied technique results in optimum immigration policies that can be well formulated for fixed as well as for variable target sets.  

 

Page 60: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

92 

 

Th. 18.6  18:15‐18:30 

Receiver Diversity with Blind And Semi‐Blind FIR SIMO Channel Estimates 

Samir Omar1, Dirk Slock1 and Oussama Bazzi2 

1Mobile  Communications  Department,  Eurecom,  BP  193,  06904  Sophia  Antipolis  Cdx,  France; 2Department  of  Physics  and  Electronics  Faculty  of  Sciences  I,  Lebanese  University  Hadath,  Beirut, Lebanon 

 

Abstract  ‐ Traditionally, the performance of blind and semi‐blind SIMO channel estimates has been characterized  in  a  deterministic  fashion,  by  identifying  those  channel  realizations  that  are  not identifiable.  In this paper, we focus  instead on the performance of Zero Forcing Linear Equalizer(ZF‐LE) and Zero Forcing Decision Feedback equalizer(ZF‐DFE) for fading channels when they are based on blind and semiblind channel estimates respectively. We show that due to the singularity of the blind channel estimation problem there is a reduction in the diversity order achieved by the ZFLE. However, in the case of semi‐blind channel estimation with a feedback solely from the known symbols, there is a possibility to attain the full diversity if the length and the position of the training sequence (pilots) are carefully chosen. Various transmission scenarious (SC‐CP, OFDM, Non‐CP) are considered in detail.  

 

Page 61: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 91

Th. 18.3  17:30‐17:45 

Performances of Beamforming Techniques Combined  to Switching Algorithm  in Multi‐User MIMO Systems 

Yosra Mlayeh, Fatma Rouissi, Fethi Tlili and Adel Ghazel 

CIRTACOM Laboratory, Ecole Supérieure des Communications de Tunis, Tunis, Tunisia 

 

Abstract— This paper presents a study of the switching algorithm performances when combined to several beamforming  techniques  in a multi‐user MIMO  communication  system. The  study of  three beamforming  solutions  shows  that  the beamforming processing has  an  important  influence  in  the decision criterion of the switching algorithm. The STBC adaptive beamforming, which  is better than Zero  forcing  (ZF)  and  Singular  Value  Decomposition  (SVD)  processing,  leads  to  satisfactory improvement  in  Bit  error  Rate  (BER)  in  comparison with MIMO  diversity  and  spatial multiplexing when applied separately.  

 

Th. 18.4  17:45‐18:00 

Channel Estimation for MIMO‐OFDM Systems in Fast Time‐Varying Environments 

Hussein Hijazi1, Eric Pierre Simon1, Martine Lienard1 and Laurent Ros2 

1Laboratoire TELICE, U.S.T.L. Lille 1, France; 2GIPSA‐lab, Department Image Signal, France 

 

Abstract—A  channel  estimation  algorithm  for  MIMO‐OFDM  systems  in  Fast  Time‐Varying Environments  is proposed. The channel estimation  function  is based on the equivalent discretetime channel  taps  or  on  the  physical  propagation  channel  parameters.  To  handle  rapid  variations  of channels within a transmission block, we approximate the channel by a basis expansion model (BEM). Based on the Jakes process, an auto‐regressive (AR) model of the BEM coefficients dynamics is built, making it possible to estimate and track the BEM coefficients using Kalman filter . Hence, the channel matrix is easily computed, and the data symbol is detected with free ICI . Our claims are supported by theoretical analysis and simulation results, which are obtained considering Jakes’ channels with high Doppler spreads.  

 

Th. 18.5  18:00‐18:15 

Robust  Broadband  Beamforming  Based  on  Frequency  Invariance  Constraints  and  Worst‐Case Performance Optimization 

Yong Zhao, Wei Liu and Langley Richard 

Communications Research Group, Department of Electronic and Electrical Engineering, University of Sheffield, UK 

 

Abstract  ‐  Two  novel  broadband  beamformers  robust  against  look  direction  estimation  errors  are proposed. One is designed by imposing a frequency invariance constraint and limiting the magnitude response of the beamformer within a pre‐defined range, and the other one is obtained by combining the  frequency  invariance constraint and  the worst‐case performance optimization method, both of which are  formulated as  convex optimization problems and  solved efficiently using existing  convex optimisation techniques. Compared with conventional methods, a more efficient and effective control over  the  beamformer’s  response  is  achieved,  leading  to  an  improved  performance,  as  shown  by simulations.  

Page 62: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

90 

Thursday Afternoon, 4th March Session:  MIMO II 

Time & Place:  17:00‐18:30 ‐ Daphne 

Chairperson:  Marco Lops 

  ENSEEIHT/ Toulouse ‐ France & DAEIMI, Università degli, Studi di Cassino, Cassino (FR), Italy  

 

Th. 18.1  17:00‐17:15 

MIMO Channel Measurements Using an Experimental MIMO System 

Matthias Lieberei and Udo Zölzer 

Department of Signal Processing and Communications, Helmut‐Schmidt‐Universität /University of the Federal Armed Forces, Hamburg, Germany 

 

Abstract—With continued standardization of MIMO radio techniques, questions of providing MIMO infrastructure  rise.  Depending  on  the  environment,  the  usage  of  special  antennas  might  be advantageous.  In  aircraft  cabins  so  called  leaky  lines  are  installed  for  usage with mobile  phones, according  to  the GSM  standard. When establishing a point‐to‐point‐link, antennas, which exhibit a directional  characteristic might be useful.  If MIMO  should be provided  in a  room or office with no predictable  placement  of  terminals,  omnidirectional  antennas  are  the  best  choice.  In  this  paper  a measurement campaign is presented, in which an experimental MIMO system is used, with different types of antennas on  transmitter  side,  to evaluate  the  influence of  the usage of different  types of antennas on the measured MIMO channel, in terms of capacity, spatial correlation and delay spread. It  is found that the  influence on the MIMO system of different antenna types  is  low  in terms of the channel capacity.  

 

Th. 18.2  17:15‐17:30 

Lattice‐Reduction‐Aided K‐Best MIMO Detector based on the Channel Matrix Condition Number 

Sandra Roger, Alberto Gonzalez, Vicenc Almenar and Antonio M Vidal 

Institute  of  Telecommunications  and Multimedia  Applications  (iTEAM),  Universidad  Politécnica  de Valencia, Valencia, Spain  

 

Abstract—It  is known that MIMO detectors performance  is highly  influenced by the channel matrix condition number. An efficient way  to decrease  the channel matrix condition number  is  the use of Lattice Reduction techniques. In this paper a Lattice‐Reduction‐Aided (LRA) K‐Best detector based on the channel matrix condition number  is proposed for  improving the performance of conventional K‐Best  algorithm.  This  approach  leads  to  a  preprocessing  complexity  reduction  of  the  LRA  K‐Best detector with marginal loss in the performance. The performance of the proposed detector based on condition number depending on the chosen LR method (LLL or Seysen’s) is also evaluated.  

 

Page 63: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 89

Th. SS. 17.3  17:40‐18:00 

Controlling double dipole loudspeaker radiation by adapted input filtering 

Tobias Corbach, Martin Holters and Udo Zölzer 

Helmut‐Schmidt‐University, University of the Federal Armed Forces Hamburg, Germany 

 

Abstract—Most flat panel loudspeakers grant good structural integration properties due to the lack of an enclosure. However the backward radiation of a dipole is not desired in many applications. In this paper, a system which achieves a high suppression of the backward radiation using a pair of dipole speakers with adapted input signal filters, is proposed. Furthermore the system does not produce any audible  changes  to  the  acoustic  signal  of  the  forward  direction. Hence  the  sound  is  perceived  as radiated  by  a  single  loudspeaker.  Additionally,  the  expansion  to  stereo  radiation  with  highly suppressed acoustic crosstalk of both directions is presented. The filter design as well as a calibration algorithm  for  any  given  pair  of  dipole  loudspeakers  is  explained.  The  good  performance  of  the developed system is proven by measurement results with a prototype system.  

 

Th. SS. 17.4  18:00‐18:20 

Reproduction of Focused Sources by the Spectral Division Method 

Sascha Spors and Jens Ahrens 

Deutsche Telekom Laboratories, Technische Universität Berlin, Berlin, Germany 

 

Abstract—Sound  reproduction methods  based  on  the  physical  resynthesis  of  a  desired  field  using loudspeaker arrays are wellestablished nowadays. Their physical basis allows to resynthesize almost any desired wave field, even the field of sound sources positioned in between the loudspeakers and the listener. Such sources are known as focused sources. This paper will present a novel approach to the  reproduction  of  focused  sources with  linear  loudspeaker  arrays.  Its  formulation  is  based  on  a representation of the respective fields in the spatio‐temporal frequency domain. The derivation of the loudspeaker  driving  function  is  discussed,  as  well  as  a  number  of  practical  limits,  the  role  of evanescent contributions and the connections to other established techniques.  

Page 64: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

88 

Thursday Afternoon, 4th March  

Session:  Special Session on Audio Signal Processing 

  A.3 Sound Synthesis and Reproduction 

Time & Place:  17:00‐18:30  ‐ Bacchus Ballroom 

Chairperson:   Rudolf Rabenstein 

  University Erlangen‐Nuremberg, Erlangen, Germany 

 

Th. SS.17.1  17:00‐17:20 

Physically Inspired Playable Models of Guitar, a Tutorial 

Gianpaolo Evangelista 

Digital Media, Linköping University, Norrköping, Sweden 

 

Abstract—In this brief tutorial paper we review recent results concerning the interaction of the player with  the  string  in  the  synthesis of guitar by means of digital waveguides.  In particular, models  for plucking the string with a finger or a pick are advanced, together with accurate and efficient models for  the  collisions of  the  string with  the neck or  the  frets. These models are presented  in a unified framework  by means  of  scattering  elements, which  are  time‐varying  and  also  non‐linear  for  the collision case. 

 

Th. SS. 17.2  17:20‐17:40 

Wave Field Synthesis for Next Generation Videoconferencing 

Jose J Lopez, Maximo Cobos, Basilio Pueo and Emanuel Aguilera 

Institute  for Telecommunications and Multimedia Applications, Universidad Politécnica de Valencia, Spain 

 

Abstract—Videoconference  systems have been around  the market  for a  long  time. Their aim  is  to provide  a  way  of  carrying  out  meetings  without  the  need  for  having  physical  presence  of  the participants. However,  the sense of  realism achieved by  these systems  is usually  far away  from  the one expected by the people  involved  in the communication. This paper presents different advances related  with  the  introduction  of Wave‐Field  Synthesis  (WFS)  to  high‐realism  3D  videoconference systems. WFS provides an acoustic window  that,  combined with  stereo  video  screens, generates a very realistic sound field. This paper presents the technologies employed towards the development of real prototypes of  these new  systems. A multiexcited Distributed Mode  Loudspeaker  (DML)  in  the form of Multiactuator Panel  (MAP) has been used as an alternative  technology  to  traditional  cone loudspeakers. Because of  its  low  visual profile and  the  fact  that  the vibration  is  low enough  to be imperceptible to the human eye; they can be integrated into a room interior and simultaneously used as projection screens.  

 

Page 65: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 87

 

Th. 16.6  16:15‐16:30 

Age Estimation Based on Head Movements: A Feasibility Study 

Andreas Lanitis 

Department of Multimedia and Graphic Arts, Cyprus University of Technology, P.O. Box 50329, 3036, Lemesos, Cyprus 

 

Abstract—The ability  to estimate  the age of a machine user  is a highly  important  task  that can be used  as  the  basis  for  developing  automatic  age  adaptive  human  computer  interaction  systems. Recently a considerable number of researchers described work on facial age estimation, where facial features are used as  the basis  for estimating  the age of a  subject. Usually  in  facial age estimation systems static images are used so that the dynamics of face movements are not used in the process of age estimation. In this paper we present a framework for age estimation based on head movements. The  feasibility of  the proposed  framework  is evaluated using a dedicated experimental procedure. Preliminary  results demonstrate  the potential of using head motion as  the basis  for estimating  the age of machine users.  

Page 66: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

86 

Th. 16.3  15:30‐15:45 Image Quality Measurement in the Frequency Domain 

Georgios Triantafyllidis 

Department of Applied Information Technology & Multimedia Technological Educational Institution of Crete, Heraklion, Crete, Greece 

 

Abstract—In this paper a novel  frequency domain technique estimating the significance of blocking artifacts  in  images coded using the Discrete Cosine Transform  is proposed. First a gradient  image  is computed which  is  then  split  to blocks. For each block,  the blocking artifacts  in  the horizontal and vertical directions are detected by comparing ratios obtained from harmonics on each block with the corresponding ratios in the same block of the reference image. An image quality metric based on the significance of  the differences of  the  ratios between  the  test picture and  the  reference picture  for each block is introduced. 

 

Th. 16.4  15:45‐16:00 

2D cross‐Psi_B‐energy operator for images analysis 

J.‐C. Cexus1, A.‐O. Boudraa1,2, A. Baussard1, F.H. Ardeyeh1 and E.H.S. Diop1,2 

1ENSIETA / Brest, France; 2Ecole Navale /Brest, France 

 

Abstract—  In  this  paper,  the  Cross‐Teager‐Kaiser  Energy  Operator  (CTKEO)  used  for  interaction measure  between  two  signals  is  generalized  for  complex‐valued  patterns  and  images.  This  new operator called 2D‐CTKEO and noted Ψ2B [.,  .]  is useful for some  image processing problems. Some properties of 2D‐CTKEO showing the interest of such operator for images analysis are provided. Based on    Ψ2B  [.,  .]  operator,  two  similarity  functions,  called  Simil12B  and  Simil22B,  are  constructed.  The effectiveness of Ψ2B  [.,  .] operator  is demonstrated on noise‐  free and noisy  images. These  results show  that  Ψ2B  [.,  .]  is  useful  for  detection  of  interest  points  such  as  corners  and  edges  and  for template matching.  

 

 

Th. 16.5  16:00‐16:15 

Where's Waldo? Human Figure Segmentation Using Saliency Maps 

Omri Soceanu1, Guy Berdugo1, Dmitry Rudoy1, Yair Moshe1 and Itsik Dvir2 

1Technion ‐ Israel Institute of Technology, Haifa, Israel; 2Mate – Intelligent Video 

 

Abstract—Human figure segmentation (HFS) is at the very core of many image and video processing tasks. Many solutions have been proposed for the separation of objects, or more specifically human figures, from image background in a video scene. Unfortunately, these solutions do not provide tight human segmentation in the most general conditions, so only a coarse segmentation of human figures can be assumed. In this paper it is assumed that a rectangular, not necessarily tight, segmentation of a  human  figure  is  available  and  a way  to  refine  this  segmentation  is  proposed. We  use  saliency detection for HFS  in a single  image, thus creating a mask that eliminates most of the background  in the rectangular input while maintaining the human figure mostly intact. The proposed technique is a generalization over  recently proposed  saliency detection methods  in order  to better accommodate the special conditions of this specific problem. Tests show that saliency detection is beneficial for HFS. In addition,  the proposed saliency detection  is shown  to  improve HFS  results and presents a viable solution for HFS in a single image or a video stream.  

Page 67: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 85

Thursday Afternoon, 4th March  

Session:    Image analysis II 

Time & Place:  15:00‐16:30 ‐  Salaminia 

Chairperson:     Andreas Lanitis 

Department  of Multimedia  and Graphic  Arts,  Cyprus University  of Technology, Lemesos, Cyprus 

 

Th. 16.1  15:00‐15:15 

Three Dimensional Bayesian State Estimation Using Shearlet EDGE Analysis and Detection 

David Schug and Glenn Easley 

University of Maryland, College Park, MD, USA 

 

Abstract—In this work, we present a method of estimating the kinematic state of a three dimensional object from a set of image sequences recorded at multiple views. In our approach, three dimensional information  from  a  Bayesian  filter  is merged  to  stabilize  two  dimensional  recognition  as well  as tracking so observation collection and object state estimation are concurrent. A unique aspect of this method  is  that  a  shearlet  transform  is  used  to  reliably  extract  image  features.  The  method  is demonstrated on both synthetic and real data for performance evaluation.  

 

Th. 16.2  15:15‐15:30 

Effective Discriminant Feature Extraction Framework for Face Recognition 

Yan Yan and Yujin Zhang 

Department of Electronic Engineering, Tsinghua University, Beijing, China 

 

Abstract—Extracting  effective  features  is  a  crucial  step  for  appearance‐based  face  recognition methods.  In  this  paper,  an  effective  framework  for  extracting  discriminant  features  called Discriminant Class‐dependence Feature Analysis (DCFA), which combines Linear Discriminant Analysis (LDA)  and  1‐D  Class‐dependence  Feature  Analysis  (1D‐CFA),  is  proposed.  LDA  extracts  features  to discriminate  all  classes while  it  cannot  distinguish  close  classes well.  On  the  other  hand,  1D‐CFA extracts features to emphasize one specific class and suppress other classes. By taking advantages of the merits of two different feature extraction methods, DCFA can extract discriminant features very effectively.  Experimental  results  on  three well‐known  face  recognition  databases  demonstrate  the effectiveness and robustness of the proposed approach.  

 

Page 68: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

84 

Th. 15.5  16:00‐16:15 

lamda‐min Algorithm using TAP approach 

Manel Abdelhedi, Omessad Hamdi and Ammar Bouallegue 

SYSCOM Laboratory, ENIT, Tunis, Tunisia 

 

Abstract—Low‐density parity‐check (LDPC) codes are based on random construction. Because of this randomness,  it  is  not  easy  to  analyze  them with  the  traditional methods  of  information  theory. N.Sourlas  [1] was  the  first  to point out  that LDPC codes have a similarity with  Ising spin systems of statistical physics. Besides,  it has been shown that the Belief‐Propagation algorithm, the LDPC codes decoding algorithm,  is equivalent to the Thouless‐Anderson‐Palmer(TAP) [2] approach. In this paper, we develop the log‐likelihood ratios‐Belief Propagation (LLRBP) algorithm and its simplification, _‐min algorithm,  with  the  TAP  approach.  The  obtained  results  by  simulation  confirm  that  the  _‐min algorithm gets closer to the LLR‐BP algorithm as _ increases.  

 

 

Page 69: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 83

Th. 15.3  15:30‐15:45 

Proposal of Plug and Play Ego‐motion Estimator for Mobile Robot 

Naoki Suganuma1, Yuichi Hayashi2 and Tomonori Shimizu1 

1Institute of Science and Engineering, Kanazawa University, Kanazawa Ishikawa, Japan; 2DENSO  Inc.; 3Kanazawa University, Japan 

 

Abstract— In this paper, for an ego‐motion estimating problem of mobile robot, we propose plug and play ego‐motion estimator that user can freely select sensor type and flexibly install the sensor. In this algorithm, each sensor is dealt as a sensor unit that has computing equipment, and each sensor unit estimate ego‐motion and the sensor parameter. Moreover, sensor units are connected via network, ego‐motion estimate of each unit are exchanged each other. Then the exchanged information is fused by Covariance Intersection method, which is one of a decentralized estimator. By this, this algorithm can estimate ego‐motion not affected by number of sensors and sensor type. Furthermore, user can flexibly install the sensors by this algorithm because sensor parameters are estimated in each unit and compensated  information  are  exchanged  each  other.  In  addition  to  this  high  flexibility,  an experimental results denotes that our method estimate ego‐motion with adequate accuracy.  

 

Th. 15.4  15:45‐16:00 

A simple control technique for partial and complete parameter identification of the chaotic Lorenz system 

Ashraf Zaher 

Physics Department, Kuwait University, Safat, Kuwait 

 

Abstract—  A simple technique is introduced for identifying uncertain and/or unknown parameters of chaotic dynamical systems via using a simple state feedback controller. A single scalar output is used to construct  the controller  that  requires  tuning a  single  feedback gain  to ensure both  stability and identifiability of  the  closed‐loop  system. Once  the  closed‐loop  system  is brought  to a  steady  state condition, a systematic algebraic method is used to directly solve for the parameters. Two cases are considered to  investigate both complete and partial  identification of the parameters, depending on accessibility to the complete or partial states of the Lorenz system. The paper also demonstrates that synchronization‐based state observers can be augmented to the state feedback controller when using a  single  scalar  time  series  in  the  design.  In  addition,  hardware  implementation  of  the  proposed technique  is  also  investigated.  Extending  the  proposed  technique  to  other  chaotic  system  and  its dependence  on  the  structure  of  the  chaotic  dynamical  model  and  the  operating  conditions  is discussed.  Finally,  the  advantages  and  limitations  are  highlighted  via  comparing  the  proposed technique with other methods reported in the literature.  

 

Page 70: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

82 

Thursday Afternoon, 4th March  

Session:  Identification and Estimation II 

Time & Place:  15:00‐16:30 ‐ Amathousia 

Chairpersons:   Tara Javidi   University of California San Diego, CA, USA 

  Marios M. Polycarpou   University of Cyprus, Nicosia, Cyprus  

 

Th. 15.1  15:00‐15:15 Maximum  Likelihood  Estimator  For  Doppler  Parameter  And  Cramer  Rao  Bound  In  ZP‐OFDM Underwater Acoustic Channel 

Bastien Lyonnet, Cyrille Siclet and Jean‐Marc Brossier 

GIPSA‐lab GRENOBLE, France 

 

Abstract— A Doppler  estimation  system  using  a maximum  likelihood  criterion  is  presented  in  the context  of  underwater  acoustic  communications  between  moving  transmitter/  receiver.  We simulated  the method  for  the estimation of  the Doppler effect  induced by an underwater acoustic channel (UWA) using zero‐padded‐frequency‐divisionmultiplexing (ZP‐OFDM). Among the wide range of  physical  processes  that  impact  OFDM  communication  through  the  underwater  environment, Doppler  effect  is  an  important  cause  of  loss  of  orthogonality  and must  be  compensated  before discrete Fourier transform based demodulation can be performed. The proposed approach  is based on  the perfect knowledge of  the emitted  signal during one block and  rely on  the assumptions of a small variation of the Doppler effect induced by the canal between two ZP‐OFDM blocks and, above all, during one block.  

 

Th. 15.2  15:15‐15:30 

A Subspace Based Method for Time Delay Estimation 

Jafar Shalchian, Ali Khaki‐Sedigh and Alireza Fatehi 

APAC research group, Control Department, K.N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran 

 

Abstract— Time delays are common in industrial processes. The information about the delay value of any process  is valuable  for both  identification and  control procedures. Several methods have been suggested  for  time delay estimation  (TDE)  in the  literature. We propose a simple method based on plant  input‐output data.  The  concept of  this data driven method  is  from  combination of  two well known approaches: Time delay estimation  from  impulse  response and  subspace  identification. This method can be easily implemented in Multi Input‐Multi Output (MIMO) plants. Also, by analyzing the window  of  input‐output  data  in  an  online  fashion, we  can  utilize  our  proposed method  for  time varying delay case. To verify the effectiveness of our proposed method, the developed procedures are applied  to a pH plant model, a MIMO system and a  time delay varying scenario. Simulation  results demonstrate the effectiveness of the proposed method.  

 

 

Page 71: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 81

Abstract—In  this paper we present a new practical method  for sum‐rate maximization  for a Multi‐User MIMO system. Through this work, we first establish a general formula for the optimal receiver derived from the sum‐rate expression called MSR (Maximum Sum Rate) receiver. The obtained MSR receiver is a linear function of the used linear transmitter. In a second step, we introduce this receiver in an  iterative algorithm  to derive  the corresponding precoder. The proposed  iterative algorithm  is based on optimizing  the MSR  receiver  for  the  receiving part  and  an  SJNR  (Signal  to  Jamming plus Interference Ratio) precoder at  the  transmitter.  Simulation  results  are  compared  to  two multiuser schemes among the existing ones. The first comparison is done with the closed form SJNR algorithm given in [1] and the second one is done with an iterative scheme based on an MMSE receiver and an MMSE precoder given  in [2,12]. These comparisons highlight the gains obtained from both the MSR receiver structure and our iterative procedure. 

 

Th. 14.4  15:45‐16:00 

Recovery of a Lattice Generator Matrix from its Gram Matrix for Feedback and Precoding in MIMO 

Francisco A. Monteiro1,2 and Ian J. Wassell2 

1Department of Engineering, University of Cambridge, UK;  2The Computer  Laboratory, University of Cambridge, UK 

 

Abstract— Either in communication or in control applications, multiple‐input multiple‐output systems often assume the knowledge of a matrix that relates the input and output vectors. For discrete inputs, this linear transformation generates a multidimensional lattice. The same lattice may be described by an infinite number of generator matrixes, even if the rotated versions of a lattice are not considered. While obtaining the Gram matrix from a given generator matrix is a trivial operation, the converse is not obvious and  is a research topic  in algorithmic number theory. This paper proposes a method to execute such a conversion and applies it in a novel MIMO system implementation where most of the complexity  is  taken  from  the  receiver  side  and  placed  at  the  transmitter.  Additionally,  given  the symmetry  of  the  Gram  matrix,  the  number  of  elements  required  to  feedback  channel  state information from the receiver to the transmitter is nearly halved. 

 

Th. 14.5  16:00‐16:15 

Smart Antenna Performance for Correlated Azimuth Spread and Ricean K‐Factor 

Constantin Siriteanu1, Yoshikazu Miyanaga

1 and Steven Blostein

1Graduate  School,  of  Information  Science  and  Technology,  Hokkaido  University,  Sapporo,  Japan; 2Department of Electrical and Computer Engineering, Queen’s University, Kingston, Canada 

 

Abstract—The  recently‐proposed  superset  of  statistical  beamforming  (BF)  and  maximal‐ratio combining (MRC) known as maximal‐ratio eigencombining (MREC) promises to achieve nearoptimum performance and to reduce numerical complexity. Furthermore, eigencombining can be exploited to greatly  simplify  the  performance  analysis  of  diversity  schemes  for  correlated  fading.  This  paper contributes  a  new  MREC  (BF,  MRC)  performance  analysis  and  evaluation  for  Rician  fading  with lognormallydistributed K‐factor, and Laplacian power azimuth spectrum with lognormally‐distributed azimuth  spread  (AS).  First,  an  average  error  probability  (AEP)  expression  is  derived  for MREC  for correlated Rician fading and estimated channel gains. This AEP expression is then employed to study the  effect  on  performance  of  the  randomness  of  K  and  of  the  AS  –  K  correlation. We  find  that disregarding this randomness and correlation may significantly distort performance indications.  

 

Page 72: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

80 

Thursday Afternoon, 4th March  

Session:  MIMO I 

Time & Place:  15:00‐16:15 ‐ Daphne 

Chairperson:  Subhrakanti Dey University of Melbourne, Australia �

Th. 14.1  15:00‐15:15 

Outage Capacity and Probability for a Class of MIMO Channels 

Ioanna Ioannou and Charalambos Charalambous 

University of Cyprus 

 

Abstract—This paper  is concerned with outage capacity and probability of Multiple‐Input Multiple‐Output  (MIMO)  systems  for  a  class  of  channel  distributions.  The  results  illustrate  how  outage probability and capacity degrade as a function of the uncertainty class. Examples are given to support the conclusions. 

 

Th. 14.2  15:15‐15:30 Optimized  Linear  Receivers  and  Power Allocation  for  Two Multi‐User MIMO Downlink  Schemes with Linear Precoding 

Mustapha AMARA1, Yi Yuan‐Wu1 and Dirk Slock2 1Orange Labs, RESA/WIN, Moulineaux, France 

2EURECOM, Sophia Antipolis, France 

 

Abstract—In  this  paper, we  propose  some  ameliorations  and  a  comparison  of  linear  closed  form precoding  techniques  for Multi‐User MIMO  (MU‐MIMO)  systems.  In  fact,  the  sumrate, one of  the most important parameters in the design of communication systems, is analysed through the study of two existing  linear precoding schemes. These schemes are the PUMMSE precoder named PU‐MMSE and  the  Max  SJNR  scheme  (Signal  to  Jamming  plus  Noise  ratio).  Two  major  improvements  are introduced  to  the  existing  algorithms  in order  to  increase  the  throughput of  the  system.  The  first modification  consists  in proposing an alternate  receiver namely an MMSE  receiver  to enhance  the performance. The second modification consists  in  introducing a power optimization  involving a user selection procedure at the transmitter. Finally, these improvements have been validated by means of simulations.  Indeed,  important  performance  improvements  are  obtained  thanks  to  these modifications. Moreover,  this  allows  us  to  perform  a  comparison  of  these  two  linear  precoding techniques.  The  comparision  demonstrates  that  the  SJNR  precoder  is  offering  better  system throughputs than the PU‐MMSE precoder. 

 

Th. 14.3  15:30‐15:45 

Receiver and Transmitter Iterative Optimization Using Maximum Sum‐Rate Criterion for Multi‐User MIMO Systems 

Mustapha AMARA1, Yi Yuan‐Wu1 and Dirk Slock2 

1Orange Labs, RESA/WIN, Moulineaux, France 2EURECOM, Sophia Antipolis, France 

 

Page 73: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 79

narrow wells  and  infinitely  thin  separators. The diffusion  coefficient was measured with numerical experiments for a range of fractional Brownian diffusers.  

 

Th. SS. 13.3  15:40‐16:00 

Spatial alignment of acoustic sources based on spherical harmonics radiation analysis 

Boaz Rafaely 

Department of Electrical and Computer Engineering, Ben‐Gurion University of the Negev, Israel 

 

Abstract—The  radiation  pattern  of  sound  sources  such  as  loudspeakers, musical  instruments,  the human  voice  and machines  is  of  importance  in  a wide  range  of  applications.  Recently,  radiation analysis has been studied by measuring the sound field around the source using spherical microphone arrays, and computing  the spherical harmonics  spectrum of  the  radiated sound  field. However,  the latter may  change with  the  positioning  of  the  source  inside  the measurement  array,  leading  to  a potential difficulty in determining the acoustic radiation pattern consistently. This paper presents the theoretical analysis of the spherical harmonics spectrum of spatially translated sources, and proposes several measures for the deviation of sources from their acoustic center. These measures can then be used for spatial alignment of sources, overcoming inconsistency due to misalignment.  

 

Th. SS. 13.4  16:00‐16:30 

An Analytical Approach to 3D Sound Field Reproduction Employing Spherical Distributions of Non‐Omnidirectional Loudspeakers 

Jens Ahrens and Sascha Spors 

Deutsche  Telekom  Laboratories,  Technische  Universität  Berlin,  Ernst‐Reuter‐Platz  7,  10587  Berlin, Germany 

 

Abstract—We present an approach targeting the physical reproduction of sound  fields by means of spherical distributions of non‐omnidirectional loudspeakers. The focus of this paper lies on the modal incorporation  of  the  loudspeaker’s  spatio‐temporal  transfer  function  into  the  loudspeaker  driving function.  

 

Page 74: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

78 

Thursday Afternoon, 4th March  

Session:  Special Session on Audio Signal Processing 

  A.2 Analytical Methods in Acoustic Signal Processing 

Time & Place:  15:00‐16:30  ‐ Bacchus Ballroom 

Chairpersons:   Rudolf Rabenstein (Organised by) 

  University Erlangen‐Nuremberg, Erlangen, Germany  

Sascha Spors 

Deutsche Telekom Laboratories, Berlin, Germany 

 

Th. SS. 13.1  15:00‐15:20 

A preliminary comparative investigation between a diffusion equation model and diffuse reflection algorithms in room‐acoustics modeling 

Juan M Navarro1, José Escolano2 and José J  López3 

1Polytechnic  Sciences  Depart.,  San  Antonio’s  Catholic  University  of  Murcia,  Murcia,  Spain; 2Telecommunication  Engineering  Department,  University  of  Jaén,  Linares,  Spain;  3iTeAM  Institute, Universidad Politécnica de Valencia, Valencia, Spain 

 

Abstract—A  preliminary  investigation  on  the  diffusion  equation model, which  is  based  on  diffuse reflections of sound particles in a scattering medium, has been developed to evaluate its performance in predicting real room sound  fields. The  implementation of the complete diffusion equation model including air absorption, with a mixed boundary condition, has been done through the use of a finite difference  scheme  known  as  forward‐time  central‐space,  which  performance  was  validated  in  a previous work. The  stability  condition  is also developed. This paper  focus on  comparing prediction with others diffuse reflection prediction models, such as radiosity and diffuse ray‐tracing simulations, for  a  real  room  configuration with  different  absorption walls  properties.  The  obtained  results  are satisfactory, showing that deeper investigations are needed on other acoustical parameters, energetic decay  curves,  sound  propagation  curves  and  several  computational  features,  as  also  other  room environments. 

 

Th. SS. 13.2  15:20‐15:40 

Finite Difference Time Domain Modeling of Phase Grating Diffusion 

Konrad Kowalczyk1 and Maarten van Walstijn2 

1Multimedia  Communications  and  Signal  Processing,  University  of  Erlangen‐Nuremberg,  Erlangen, Germany; 2Sonic Arts Research Centre (SARC), Queen’s University of Belfast, Belfast, United Kingdom 

 

Abstract—In this paper, a method for modeling diffusion caused by non‐smooth boundary surfaces in simulations of  room acoustics using  finite difference  time domain  (FDTD)  technique  is  investigated. The proposed approach adopts the well‐known theory of phase grating diffusers to efficiently model sound  scattering  from  rough  surfaces.  The  variation  of  diffuser welldepths  is  attained  by  nesting allpass  filters  within  the  reflection  filters  from  which  the  digital  impedance  filters  used  in  the boundary  implementation  are  obtained.  The  presented  technique  is  appropriate  for  modeling diffusion  at  high  frequencies  caused  by  small  surface  roughness  and  generally  diffusers  that  have 

Page 75: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 77

Th. 12.5  14:30‐14:45 

Human Detection from Hemispherical Image Based on Probabilistic Appearance Model 

Mamoru Saito and Katsuhisa Kitaguchi 

Osaka Municipal Technical Research Institute, Osaka, Japan 

 

Abstract— This paper presents a method for automated human detection using fisheye lens camera. We  introduce  a  probabilistic  model  to  describe  the  wide  variation  of  human  appearance  in hemispherical  image.  In our method,  a human  is modeled  as  probabilistic  shape  features of body silhouette and head‐shoulder contour. These features are extracted from the human images taken at various  distance  and  orientation with  respect  to  the  camera,  and  form  the  training  data  set  for template modeling. A Non linear template model is build by the combination of Principal Component Analysis  (PCA)  and  Kernel  Ridge  Regression  (KRR).  Finally,  the  problem  of  human  detection  is formulated  as  maximum  a  posteriori  (MAP)  estimation  using  above  model.  Experiments  are conducted on indoor space where a fisheye lens camera is installed on the ceiling of crossing hallway. The feasibility and accuracy of our method is discussed through the experimental results.  

 

Th. 12.6  14:45‐15:00 

Graphs Representing Quadtree Structures using Eight Edges 

Ryosuke Kadowaki, Koyo Motomura, Shinpei Ohkura and Kunio Aizawa 

Department  of  Mathematics  and  Computer  Science,  Interdisciplinary  Faculty  of  Science  and Engineering, Shimane University, Matsue 

 

Abstract—Quadtree  [1]  is an  important data  structure  for  image processing.  In  this paper, a graph based data structure is proposed for representing two‐dimensional binary images. This data structure uses  eight  edges  for  each  node  to  represent  neighborhood  relations  in  quadtrees. New  neighbor finding  and  connected  component  labeling  algorithms  using  the  structure  are  also  introduced. Empirical tests are given for the algorithms in comparison with usual neighbor finding and connected component labeling algorithm based on quadtrees [2] ‐ [3]. In our experiments using natural images, the proposed neighbor finding algorithm is more than twice as fast as algorithm using quadtrees and the proposed connected component labeling algorithm is 40% faster than quadtree based algorithm.  

 

Page 76: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

76 

Th. 12.3  14:00‐14:15 

Coherent Receiver for AIS Satellite Detection 

Marian Jurado Gallardo1,2 and Ulrich Sorger1 

1Faculty of Science, Technology and Communication, University of Luxembourg; 2LuxSpace, Chateau de Betzdorf, Luxembourg 

 

Abstract—AIS is a universal shipborne Automatic Identification System recently introduced for traffic monitoring and safety at sea. Ships exchange navigational information to identify and localize vessels in  a  short  range  to  avoid  collisions.  AIS  signals  use  Gaussian Minimum  Shift  Keying  (GMSK)  for transmission.  There  is  a  growing  need  to  develop  a  system  which  provides  global  maritime surveillance  in  order  to  better  handle  hazardous  cargo  transports,  to  improve  safety,  and  to counteract illegal operations and terrorism. The possibility of extending the system to space to detect ships  at  long  distances  from  the  shore  is  considered  in  this  paper.  Since  AIS  was  not  originally designed for space detection, two challenges arise: first, received signals have a large Doppler due to the speed of the satellite, and second, two or more signals from different ships can be received at the same  time  due  to  the  large  coverage  of  the  satellite.  In  this  paper,  we  proposed  an  innovative coherent demodulator based on the Maximum Likelihood Estimation (MLE) and a Viterbi decoder to receive  AIS  signals  from  space  and  handle  the  large  Doppler  frequency  shift.  The  MLE  is  used efficiently to estimate the frequency and the channel response.  

 

Th. 12.4  14:15‐14:30 

Neural Network‐Assisted Reconstruction of Full Polarimetric SAR Information 

Thanh Hai Le1, Ian McLoughlin1, Ken Yoong Lee2 and Timo Bretschneider2  

1School  of  Computer  Engineering,  Nanyang  Technological  University,  Singapore  2EADS  Innovation Works Singapore, Singapore  

 

Abstract—This paper describes a novel approach  to  the  reconstruction of  synthetic aperture  radar (SAR) fully polarimetric data from compact polarimetry (CP) π/4 mode. A method is developed which utilises  a multi‐layer perceptron  (MLP) based neural network,  to perform  reconstruction of  scenes with various ground‐cover types. In particular, the approach shows potential for the reconstruction of full polarimetry for built‐up areas as a complement to existing techniques which are more suitable for natural  land cover areas. Performance assessment is presented, using both L‐band and C‐band data, involving comparison with existing techniques using mean‐squared and mean‐squared‐log measures.  

 

Page 77: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 75

Thursday Afternoon, 4th March  

Session:  Image Analysis I 

Time & Place:  13:30‐15:00 ‐  Salaminia 

Chairperson:   Moncef Gabbouj Tampere University of Technology, Tampere, Finland       

 

Th. 12.1  13:30‐13:45 Motion Capture with Constrained Inverse Kinematics for Real‐Time Hand Tracking 

Andreas Aristidou and Joan Lasenby 

Department of Engineering, University of Cambridge, Cambridge, UK 

 

Abstract—Articulated hand tracking systems have been commonly used in virtual reality applications, including  systems with  human‐computer  interaction  or  interaction with  game  consoles.  However, building  an  effective  real‐time hand pose  tracker  remains  challenging.  In  this paper, we present  a simple and efficient methodology  for  tracking and  reconstructing 3d hand poses using a markered optical  motion  capture  system.  Markers  were  positioned  at  strategic  points,  and  an  inverse kinematics solver was incorporated to fit the rest of the joints to the hand model. The model is highly constrained with rotational and orientational constraints, allowing motion only within a feasible set. The method is real‐time implementable and the results are promising, even with a low frame rate.  

 

Th. 12.2  13:45‐14:00 

Sparse Representations for Automatic Target Classification in SAR Images 

Jayaraman  Jayaraman  Thiagarajan,  Karthikeyan  Natesan  Ramamurthy,  Peter  Knee  and  Andreas Spanias 

School of Electrical, Computer and Energy Engineering, Arizona State University, USA 

 

Abstract—We  propose  a  sparse  representation  based  approach  for  classifying  different  targets  in Synthetic Aperture Radar  (SAR)  images. Unlike  the other  feature  based  approaches,  the  proposed method does not require explicit pose estimation or any pre‐processing. The dictionary used  in this setup is the collection of the normalized training vectors itself. Computing a sparse representation for the test data using this dictionary corresponds to finding a  locally  linear approximation with respect to  the  underlying  class  manifold.  SAR  images  obtained  from  the  Moving  and  Stationary  Target Acquisition and Recognition  (MSTAR) public database were used  in  the classification  setup. Results show  that  the performance of  the algorithm  is  superior  to using a  support vector machines based approach  with  similar  assumptions.  Significant  complexity  reduction  is  obtained  by  reducing  the dimensions of the data using random projections for only a small loss in performance.  

 

Page 78: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

74 

Th. 11.3  14:00‐14:15 

Event Localization Using Sensor Networks for Sources with Non‐Circular Footprint 

Michalis Michaelides and Christos Panayiotou 

KIOS  Research  Center  for  Intelligent  Systems  and  Networks  and  the  Department  of  Electrical  and Computer Engineering, University of Cyprus, Nicosia, Cyprus 

 

Abstract—This paper  investigates the use of wireless sensor networks for estimating the  location of an event that emits a signal that propagates over a large region. The contribution of the paper is that it deals with events with non‐circular footprint. In the overwhelming majority of the papers that deal with event detection and  localization,  it  is assumed  that  the  source has  a  circular  footprint  in  the sense  that  the  event  generates  a  signal  that  propagates  uniformly  in  all  directions  thus  it  can  be detected by any sensor that is located in a circular disc around the source. In this paper, we consider a covariance detection algorithm and a non‐uniform propagation model where  the event  footprint  is not the usual circular disc. Another contribution of this paper is that it uses measurement correlation information  for  localizing  the  event.  Finally, we  present  some  preliminary  results  for  localizing  a plume source.  

 

Th. 11.4  14:15‐14:30 

Model‐Based Fault Detection and Isolation for a Powered Wheelchair 

Masafumi Hashimoto1, Fumihiro Itaba2 and Kazuhiko Takahashi1 1Doshisha University, Japan; 2Hitachi Automotive Systems, Japan 

 

Abstract—This  paper  presents  a  model‐based  fault  detection  and  isolation  (FDI)  for  a  powered wheelchair  handling  faults  of  both  the  internal  sensors  (two wheel‐resolvers  and  a  gyro)  and  the external sensor (a forward‐looking laser range sensor), as well as actuators (two wheel motors). Hard faults of the internal sensors and actuators are diagnosed based on mode probability estimated with interacting multi‐model  estimator.  Soft  faults, which  appear  in  the  internal  sensors  as  change  of sensor gains, are diagnosed based on estimating the robot velocity with the fault‐free external sensor via scan matching method. Faults of the external sensor are detected based on errors related to the scan  matching.  Experimental  results  in  indoor  environments  show  the  performance  of  our  FDI method.  

 

Th. 11.5  14:30‐14:45 

Invited Paper 

New IC Filters for the Analog Front End 

George Moschytz 

School of Engineering, Bar‐Ilan University, Ramat‐Gan, Israel and ETH, Zurich, Switzerland 

Abstract—New methods of designing  continuous‐time active RC  filters  for  the analog  front end of communication ‐ and other‐ IC system chips are described. It is shown that such methods are feasible, but that for some applications, the limitations of on chip systems (such as the vulnerability to ambient high‐voltage bursts, or  the necessity  to  fine‐tune  the circuits) calls  for unconventional and creative new design techniques. 

Page 79: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 73

Thursday Afternoon, 4th March  

Session:  Identification and Estimation I 

Time & Place:  13:30‐14:45 ‐‐ Amathousia 

Chairperson:  Christos Panayiotou  

  Department of Electrical and Computer Engineering, University of Cyprus, Nicosia, Cyprus 

 

Th. 11.1  13:30‐13:45 

Design and Comparative Study of the RKHS model reduction techniques 

Okba Taouali, Ilyès Aissi and Hasani Messaoud 

Ecole Nationale d’Ingenieurs de Monastir, Monastir,Tunisia 

 

Abstract— Reproducing Kernel Hilbert Space (RKHS) are used to develop models describing non linear systems.  Despite  their  effectiveness,  these models  suffer  from  parameter  complexity.  This  paper proposes the design and the comparative study of two complexity reduction methods of such models. The  first,  titled  support  vector  regression  (SVR)  and  the  second  is  the  projection  method.  Both methods  use  the  Statistical  Learning  Theory  (SLT) which  operates  on  Reproducing  Kernel  Hilbert Space  (RKHS)  space. The performances of both methods are evaluated on  the Tennessee Eastman process. 

 

Th. 11.2  13:45‐14:00 

ZF OFDM Receiver for Underwater Communications 

Alain Kibangou1, Cyrille Siclet2 and Laurent Ros2 1GIPSA‐Lab, System control Department, University, Joseph Fourier, CNRS, France ; 2GIPSA‐Lab, Image and Signal Department, University Joseph Fourier, CNRS, France 

 

Abstract—In  this  paper,  we  propose  a  new  scheme  of  transmission  and  reception  of  OFDM  ( Orthogonal  Frequency Division Multiplexing)  signals  for  underwater wireless  communications.  The transmitter makes use of a  kind of  superimposed pilot  signals, which are used by  the  receiver  for estimating both the channel parameters (paths gain and delay) and the Doppler. Then, the estimated parameters are used  for estimating  the  informative  symbols  in  the  zero  forcing  (ZF)  sense. A new estimation scheme based on the resolution of two harmonic retrieval problems  is proposed. Unlike standard methods, data resampling and estimation of residual carrier  frequency offset are avoided. The efficiency of the proposed scheme is evaluated by means of simulations.  

 

Page 80: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

72 

Th. SS. 10.3  14:10‐14:30 

Performance Analysis of Single‐Symbol Maximum Likelihood Decodable Linear STBCs 

Behrouz Maham1, B. Sundar Rajan2 and Are Hjørungnes1  1UNIK  – University Graduate  Center, University  of Oslo, Norway;  2Dept.  of  ECE,  Indian  Institute  of Science, Bangalore, India 

 

Abstract—Performance of space‐time block codes can be improved using the coordinate interleaving of the input symbols from rotated M‐ary phase shift keying (MPSK) and M‐ary quadrature amplitude modulation  (MQAM)  constellations.  This  paper  is  on  the  performance  analysis  of  coordinate‐interleaved  space‐time  codes, which  are  a  subset of  single‐symbol maximum  likelihood  decodable linear space‐time block codes, for wireless multiple antenna terminals. The analytical and simulation results show  that  full diversity  is achievable. Using  the equivalent  single‐input single‐output model, simple expressions for the average bit error rates are derived over flat uncorrelated Rayleigh fading channels. Optimum rotation angles are  found by  finding the minimum of the average bit error rate curves.  

Th. SS. 10.4  14:30‐14:50 

Deterministic Processing for MIMO Systems 

Ranjan Mallik1, Manav Bhatnagar1 and Jack Winters2 

1Department of Electrical Engineering,  Indian  Institute of Technology – Delhi, New Delhi,  India; 

2Jack 

Winters Communications, NJ, U.S.A. 

 

Abstract—In  this  paper, we  study  a  deterministic  scheme  in  a  Ricean  fading  single  spatial  stream based multiple‐input multiple‐output  (MIMO)  communications  system, which  utilizes  deterministic beamforming  in the transmitter and deterministic combining at the receiver. The proposed method combines the existing deterministic transmit and receive processing schemes and the MIMO system is used to provide the diversity and array gain. We propose a modified maximum likelihood receiver in which detection  is performed by maximizing the  likelihood function of the combined received signal with deterministic combining. By assuming perfect knowledge of the mean values of the channels at the transmitter, we obtain a beamforming vector  for the transmitter. The deterministic weights are chosen by minimizing the the union bound of the pairwise error probability. The performance of the proposed  scheme  is  compared  with  square‐law  combining  and maximal‐ratio  combining  through simulations.  

Page 81: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 71

Thursday Afternoon, 4th March  

Session:  Special Session on Advances in MIMO 

Time & Place:  13:30‐15:00 ‐ Daphne 

Chairperson:   Ananthanarayanan Chockalingam 

Department of ECE, Indian Institute of Science, Bangalore, India 

Th. SS. 10.1  13:30‐13:50 

Experiments on Peak Spectral Efficiency of 50 bps/Hz with 12‐by‐12 MIMO Multiplexing for Future Broadband Packet Radio Access 

Hidekazu Taoka1 and Kenichi Higuchi2 1Radio Access Network Development Department, NTT DOCOMO,  Kanagawa, Japan; 2Department of Electrical Engineering, Tokyo University of Science, Chiba, Japan 

 

Abstract—This  paper  presents  field  experimental  results  of  peak  frequency  efficiency  of approximately 50 bps/Hz,  i.e., 4.9 Gbps packet transmission  in a 100‐MHz channel bandwidth, using 12‐by‐12 MIMOOFDM  focusing on  the  influence of  fading correlation between  the  transmitter and receiver  antennas  using  vertically  polarized  antennas. Maximum  likelihood  detection  (MLD)‐based signal detection was employed to achieve such high frequency efficiency with the required received signal‐to‐noise power ratio (SNR) of  less than 30 dB. From the field experimental results under non‐line‐ofsight conditions, we show that the required average received SNR to achieve the throughput of 4.9 Gbps is degraded by less than 0.5 dB when the receiver antenna separation is reduced from 40 cm (6.2λ)  to 10 cm  (1.5λ), while  it  is degraded by approximately 1.5 dB when  the  transmitter antenna separation is decreased from 70 cm (10.9λ) to 20 cm (3.1λ). Furthermore, we clarify that the required minimum antenna separations of the base station transmitter and mobile station receiver are 20 cm and 10 cm, respectively, in order to achieve the peak throughput of 4.9 Gbps at the average received SNR of less than 30 dB in a field environment.  

 

Th. SS. 10.2  13:50‐14:10 

Low‐Complexity Algorithms for Large‐MIMO Detection 

Ananthanarayanan Chockalingam 

Department of ECE, Indian Institute of Science, Bangalore, India 

 

Abstract—Low‐complexity  near‐optimal  detection  of  large multiple‐  input multiple‐output  (MIMO) signals has attracted recent  research attention. Recently,  it has been shown that certain algorithms rooted  in machine  learning/artificial  intelligence  are well  suited  to  achieve near‐optimal detection performance  in  MIMO  systems  with  large  number  (tens)  of  antennas  at  practically  affordable complexities. In this paper, we present three such  lowcomplexity algorithms that we have proposed recently, and compare  their bit error  rate performance and complexities  in  large‐ MIMO detection. These algorithms include two local neighborhood search based algorithms, namely, likelihood ascent search  (LAS) and  reactive  tabu search  (RTS) algorithms, and a message passing algorithm based on and belief propagation  (BP). Feasibility of such  low‐complexity algorithms  for  large‐MIMO detection can enable practical  implementation of high‐spectral efficiency  (tens  to hundreds of bps/Hz)  large‐MIMO systems.  

Page 82: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

70 

 

Th. SS. 9.3  14:10‐14:30 

Speech Enhancement for Binaural Hearing Aids based on Blind Source Separation 

Klaus Reindl, Yuanhang Zheng and Walter Kellermann 

Multimedia Communications and Signal Processing, University of Erlangen, Erlangen, Germany 

 

Abstract—The availability of wireless  technologies  leads  from monaural or bilateral hearing aids  to binaural processing strategies.  In this paper, we  investigate a class of blind source separation (BSS)‐based  speech  enhancement  algorithms  for  binaural  hearing  aids.  The  blind  binaural  processing strategies are analyzed and evaluated  for different scenarios,  i.e., determined scenarios, where  the number of sources does not exceed the number of available sensors and underdetermined scenarios, where  there  are  more  active  source  signals  than  microphones  which  is  typical  for  hearing  aid applications.  These  blind  algorithms  are  an  attractive  alternative  to  beamforming  as  no  a‐priori knowledge on  the  sensor positions  is  required. Moreover, BSS algorithms have  the advantage  that their  optimization  criteria  are  solely  based  on  the  fundamental  assumption  of mutual  statistical independence of the different source signals. 

 

Th. SS. 9.4  14:30‐14:50 

Self‐calibration of two microphone arrays from volumetric acoustic maps in non‐reverberant rooms 

Salvo Daniele Valente, Fabio Antonacci, Marco Tagliasacchi, Augusto Sarti and Stefano Tubaro 

Dipartimento di Elettronica ed Informazion, Politecnico di Milano, Italy 

 

Abstract—In this paper we present a methodology for the selfcalibration of two microphone arrays based on the localization of acoustic sources from volumetric acoustic maps, one for each array. A set of  correspondences  are  obtained moving  the  acoustic  source  at  different  locations  in  space.  The proposed  algorithm  estimates  the  rigid motion  that  brings  the  coordinate  system  of  the  second microphone  array  to  the  first one  through  the  solution  of  a  least  squares  problem.  The  approach presented here enables the self‐calibration even when the acoustic sources are in the nearfield of the microphone arrays, thus extending the methodology presented by the authors in another work.  

Page 83: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 69

Thursday Afternoon, 4th March  

Session:  Special Session on Audio Signal Processing 

  A.1 Acoustic Source Processing 

Time & Place:  13:30‐15:00 ‐ Bacchus Ballroom 

Chairpersons:   Rudolf Rabenstein (Organised by) 

  University Erlangen‐Nuremberg, Erlangen, Germany  

  José Javier López Monfort 

  Universidad Politecnica de Valencia, Valencia, Spain   

 

Th. SS. 9.1  13:30‐13:50 

Analysis of Room Reverberation Effects in Source Localization Using Small Microphone Arrays 

Maximo Cobos1, José J López1 and Sascha Spors2 1Institute of Telecommunications and Multimedia Applications, Universidad Politécnica de Valencia, Valencia, Spain; 2Deutsche Telekom Laboratories, Technische Universität Berlin, Berlin, Germany 

 

Abstract—Small  microphone  arrays  provide  many  advantages  for  real‐world  audio  applications. Together with digital signal processing, their enhanced acoustic properties can be exploited  in many speech processing  systems,  such  as hands‐free devices,  videoconferencing or hearing  aids. Among their  classical applications  is  source  localization, which  is usually based on  the estimation of Time‐Differences‐Of‐Arrival  (TDOA).  The  accuracy  of  these  methods  depends  on  the  degree  of reverberation, due to the increased variance found in TDOA estimates. In this paper, we characterize reverberation in a room by means of a small threemicrophone array. Our experiments show that the directional  distribution  of  time‐frequency  estimates  is  highly  correlated  with  the  room’s reverberation.  This  correlation  results  in  a  model  that  can  be  very  useful  for  both  estimating reverberation time and setting the resolution achievable in source localization tasks.  

 

Th. SS. 9.2  13:50‐14:10 

Accuracy  of  Time‐Difference‐of‐Arrival  Based  Source  Localization  Algorithms  under  Temperature Variations 

Paolo Annibale and Rudolf Rabenstein 

University Erlangen‐Nuremberg, Erlangen, Germany 

 

Abstract—Time‐differences‐of‐arrival measurements play a relevant role in localizing and tracking of acoustic  sources.  Though  a  huge  literature  has  been  devoted  to  this  topic  the  influence  of  the propagation  speed  on  the  localization  accuracy  has  been  largely  disregarded.  The  sound  speed  is usually supposed to be exactly known, but actually this information is far from being available in real situations,  where  the  environment  conditions  are  uncontrolled  and  might  significantly  change. Therefore the accuracy of the existing algorithms under temperature variations and the consequent propagation  speed  deviation  is  of  interest.  Two well  known  closed‐form  localization methods  are reviewed  under  the  hypothesis  that  the  sound  speed  is  wrongly  assumed  due  to  unknown temperature variations. After a mathematical treatment, simulation and measurement results which confirm the conjectures are shown. 

Page 84: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

68 

Th. SS. 8.3  11:40‐12:00 

Interleaved quantization‐optimization and predictor structure selection for lossless compression of audio companded signals 

Ioan Tabus, Vlad Tabus and Jaakko Astola 

Department of Signal Processing, Tampere University of Technology, Finland 

 

Abstract—We  investigate  in  this paper  the  lossless audio coding performance achievable when  the linear prediction  is performed  in the decompanded domain and  the predictors are designed by the interleaved quantization‐optimization Burg algorithm. The Burg algorithm decouples the optimization process into stages for optimizing separately each reflection coefficient and thus provides a fast way for  designing  efficient  linear  predictors.  Although  achieving  high  order  predictors  becomes computationally well  feasible,  the experimental  results  show  that prediction orders higher  than 20 are  rarely  needed  since  the  compression  ratio  saturates  very  quickly  after  this  limit.  The  overall coding method compares favorably with the recently adopted G711‐LLC standard. 

 

Th. SS. 8.4  12:00‐12:20 

Fast search on the shells of Golay codes 

Ioan Tabus, Mari Seppanen and Adriana Vasilache 

Department of Signal Processing, Tampere University of Technology, Tampere, Finland 

 

Abstract—Search  algorithms  in  Golay  codebooks  are  necessary  both  for  maximum  likelihood decoding and  for vector quantization applications. This work presents algorithms  for  fast search on shells (set of codewords having the same Hamming weight) of binary Golay codes. The algorithms are based on the Golay codebook projection into a hexacode codebook. Two cases are considered: when the  nearest  neighbors within  each  of  the  shells  are  simultaneously  determined  or when  they  are independently determined. 

Page 85: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 67

Thursday Morning, 4th March  

Session:  Special Session on Information Theoretic Methods in Signal Processing  

Time & Place:  11:00‐12:00 ‐  Salaminia 

Chairperson:  Jaakko Astola 

Department  of  Signal  Processing,  Tampere  University  of  Technology, Finland 

 

Th. SS. 8.1  11:00‐11:20 

Secure HARQ communication protocols based on Turbo Codes 

Alessandro Neri, Daniele Blasi and Patrizio Campisi 

Applied Electronics Department at the University of Roma TRE, Roma, IT  

Abstract—In  this paper  a  secure  Incremental Redundancy  ‐ Hybrid Automatic Repeat Request  (IR‐HARQ) scheme, based on Turbo Codes (TC), is proposed. Typical drawbacks of HARQ systems, such as spectral  efficiency,  latency  unpredictability,  correct  packet  delivery  control  (under  fixed  dead‐line time)  are  definitively  minimized  thanks  to  a  mathematical  approach  that  exploits  the  statistical property of Additive Gaussian White Noise  (AWGN) and  the  theoretical evaluation of Turbo Codes performance (in terms of symbol and codeword error probability). In order to decide  if the received frame is correct and authentic, or a NACK (Non ACKnowledgment) packet must be forwarded to the sender, the codeword is examined through a verification test based on an adaptive threshold that: 1) depends  on  channel  condition;  2)  takes  into  account  the  error  probability  associated with  of  the current re‐transmission step turbo code redundancy amount; 3) verifies if the sender is authentic (i.e. if he/she makes use of the correct turbo encoding parameters).  

Th. SS. 8.2  11:20‐11:40 

Maximum  likelihood, optimal L‐ and adaptive estimators of  location parameter  for data  samples with symmetric heavy‐tailed distributions 

Alexey Roenko1, Vladimir Lukin1 and Igor Djurovic2 

1National  Aerospace  University  named  after,  N.E.  Zhukovsky  “KhAI”,  Kharkov,  Ukraine;  Electrical Engineering Department, University of Montenegro, Podgorica, Montenegro 

 

Abstract—The  paper  deals  with  theoretical  and  practical  aspects  of  location  parameter  robust estimation  for  data  samples  of  limited  size  under  assumption  that  they  obey  a  heavy‐tailed distribution symmetric with respect to  location parameter.  It  is assumed that distribution and/or  its parameter  are  a  priori  unknown.  Then,  adaptation  is  desirable  in  order  to  provide  appropriate accuracy.  Four  different  adaptive  robust  estimators  are  considered.  Their  accuracy  is  studied  and compared between each other as well as  to accuracy  that can be provided by maximum‐likelihood and optimal L‐estimators. It is shown that the considered adaptive estimators perform well for three typical  families  of  non‐Gaussian  distributions  widely  used  to  model  non‐Gaussian  heavy‐tailed processes (data).  

 

Page 86: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

66 

Th. 7.7  12:30‐12:45 

A New Dissimilarity Index of EEG SIGNALS for Epileptic Seizure Detection 

 

Mohammad  Niknazar1,  Seyed  Reza  Mousavi2,  Bijan  Vosoughi  Vahdat1,  Mohammad  Bagher Shamsollahi1 and Mohammad Sayyah3 

 

1Biomedical Signal and Image Processing Laboratory (BiSIPL), School of Electrical Engineering, Sharif, University  of  Technology,  Tehran,  Iran;  2Biomedical  Engineering  Laboratory,  School  of  Electrical Engineering, Sharif University of Technology, Tehran Iran; 3Physiology and Pharmacology Department, Pasteur Institute 

 

Abstract—Epileptic  seizures  are  generated  by  an  abnormal  synchronization  of  neurons.  Since epileptic  seizures  are  unforeseeable  for  the  patients,  epileptic  seizures  detection  is  an  interesting issue  in epileptology,  that novel approaches  to understand  the mechanism of epileptic  seizures.  In this  study we  analyzed  invasive  electroencephalogram  (EEG)  recordings  in  patients  suffering  from medically  intractable  focal epilepsy with a nonlinear method  called, dissimilarity  index.  In order  to detect  epileptic  seizures  Bhattacharyya  distance  between  trajectory matrix  of  reference  window during an  interval quite distant  in time from any seizure and trajectory matrix of present window  is employed to measure dynamical dissimilarity  index. The data were recorded during an  invasive pre‐surgical epilepsy monitoring at the "Epilepsy Center of the University Hospital of Freiburg", Germany. Results  show  a  significant  increase  in  Bhattacharyya  distance  values  between  trajectory matrix  of reference window and trajectory matrix of present window during seizure. Our results suggest that this technique is useful to detect changes due to epileptic seizures in the EEG.  

Page 87: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 65

Th. 7.5  12:00‐12:15 

DCN Variations for Autism Diagnosis 

Majid Alsagabi and Ahmed Tewfik 

Department of Electrical and Computer Engineering, University of Minnesota, Minneapolis, MN, USA  

 

Abstract—Autism  is  correlated  with  DNA  copy  number  variations  (DCV).  We  used  a  statistical approach  to prove  the existence of  significant differences between  the copy number burden of 71 autistic children and 71 typically developing children. Then we used Fuzzy c‐means to cluster the data of 142  individuals. We  tested  the most distinctive  regions and determined 9 small segments of  the genome where the classification of autistic and normal children achieves an accuracy of 81%. 

 

Th. 7.6  12:15‐12:30 

M‐mode State Based Identification in Ultrasound Videos of the Carotid Artery   

C. P. Loizou1, M. Pantziaris2, C. S. Pattichis3, E. Kyriakou4   1Department of Computer Science, School of Sciences, Intercollege, Limassol, Cyprus; 

2Cyprus Institute 

of Neurology and Genetics, Nicosia, Cyprus;  3Department of Computer Science, University of Cyprus, Nicosia, Cyprus; 4Department of Computer Science, Frederick University, Limassol, Cyprus   

 

Abstract—Monitoring  the  wall  and  plaque  changes  in  the  carotid  artery  (CA)  can  provide  useful information for the assessment of the atherosclerotic disease. Using a motion mode (M‐mode) image, detailed information may be obtained about wall and lumen dimensions, systolic and diastolic artery diameter and distension, wall and plaque motion and thickness, and also their corresponding states (timings).  The wall  thickness  and  the  diameter  of  the  CA  change  during  the  cardiac  cycle  are  an indicator of regional contraction and therefore an  indication of a disease. The objective of this work was  to  investigate  how M‐mode  state  based modeling  of  the  CA  can  be  derived  from  a  B‐mode ultrasound video. Briefly, 10 longitudinal CA ultrasound videos acquired from symptomatic subjects at risk of  atherosclerosis were  broken  into  frames  and  their M‐mode  images were  generated.  These were  then  despeckled  and  the  atherosclerotic  carotid  plaque was  segmented  from  each  video,  in order  to  extract  the  states  of  the  video.  By  identifying  the  states  of  the  CA, we  can  distinguish between normal and abnormal plaque motion.  It was shown  in this work, that M‐mode state based modeling derived from Bmode videos can be used successfully to derive the carotid states and assess the corresponding wall changes. However,  further work  in a  larger number of videos  is needed  for validating  the  proposed method  and  to  differentiate  between  normal  and  abnormal  state  based plaque motion analysis.  

 

Page 88: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

64 

Th. 7.3  11:30‐11:45 

Diffuse Optical Mammotomography Based on Backprojection Algorithm with Vainberg‐Butterworth Filtration 

 

Alexander Konovalov1, Alexander Uglov

1 and Vladimir Lyubimov

 

1Russian  Federal  Nuclear  Center  Zababakhin  Institute  of  Applied  Physics,  Snezhinsk  Chelyabinsk Region; 2Institute for Laser Physics of Vavilov State, Optical Institute Corporation, St.Petersburg, Russia 

 

Abstract—The  paper  considers  a  layer‐to‐layer  3D  reconstruction  method  for  diffuse  optical mammotomography  which  uses  conic  geometry  for  time‐domain  measurements.  The  method  is based  on  an  approximate  2D  reconstruction  of  transverse  layers  of  a  conic  scattering  object  by inverting  an  integral  equation with  integration  along  a photon  average  trajectory.  The  equation  is inverted  using  a  backprojection  algorithm with  an  original  filtration  of  optical  projections  by  the Vainberg‐Butterworth method. A numerical experiment shows that our method reconstructs the 3D distributions  of  absorbing  inhomogeneities  embedded  in  a  conic  object  much  faster  than  the multistep Newton‐like  algorithms,  and  reconstruction  accuracy  remains  acceptable,  at  least when inhomogeneities are not in the immediate vicinity of object boundaries.  

 

Th. 7.4  11:45‐12:00 

The Bilinear Brain: Towards Subject‐Invariant Analysis 

Christoforos Christoforou1, Robert Haralick2, Paul Sajda3 and Lucas Parra4  

1R.K.I  Leaders  Limited,  Aradipou,  Larnaca,  Cyprus;  2Department  of  Computer  Science,  Graduate Center,  CUNY,  New  York,  USA;  3Department  of  Biomedical  Engineering,  Columbia  University,  New York, USA;  4Department  of Biomedical  Engineering,  The  City  College  of  The  City University  of New York, USA 

 

Abstract—A  major  challenge  in  single‐trial  electroencephalography  (EEG)  analysis  and  Brain Computer Interfacing (BCI)  is the so called,  inter‐subject/inter‐session variability: (i.e  large variability in measurements obtained during different recording sessions). This variability restricts the number of samples available  for  single‐trial analysis  to a  limited number  that  can be obtained during a  single session. Here we propose a novel method that distinguishes between subject‐invariant features and subject‐specific  features,  based  on  a  bilinear  formulation.  The method  allows  for  one  to  combine multiple recording of EEG to estimate the subject‐invariant parameters, hence addressing the issue of inter‐subject  variability,  while  reducing  the  complexity  of  estimation  for  the  subject‐specific parameters. The method is demonstrated on 34 datasets from two different experimental paradigms: Perception categorization task and Rapid Serial Visual Presentation (RSVP) task. We show significant improvements  in  classification  performance  over  state‐of‐the‐art  methods.  Further,  our  method extracts neurological components never before reported on the RSVP thus demonstrating the ability of our method to extract novel neural signatures from the data.  

 

Page 89: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 63

Thursday Morning, 4th March

Session:    Biomedical Signal and Image Processing 

Time & Place:    11:00‐12:30 ‐ Amathousia 

Chairpersons:     Christos Loizou       Intercollege, Cyprus 

      Efthyvoulos Kyriacou       Frederick University, Cyprus 

 

Th. 7.1  11:00‐11:15 

Comparison of Canonical Correlation Analysis and ICA Techniques for fMRI 

Mohammad Reza Arbabshirani1, Mansor Nakhkash2 and Hamid Soltanian Zadeh3  

1ECE department, University of New Mexico, USA; 2Dept. of Electrical Eng.,Yazd University, Yazd, Iran; 3Department of Electrical and Computer Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran 

 

Abstract—This  paper  compares  independent  component  analysis  (ICA)  and  canonical  correlation analysis  (CCA)  applied  to  functional magnetic  resonance  imaging  (fMRI)  data.  There  has  been  no systematic comparison of these techniques so far. Two variants of the ICA, Infomax and FastICA, are implemented.  The  CCA method  is  investigated  according  to  the  signal  subspace  spanned  by  two hemodynamic  response  models:  differential  Gamma  and  Balloon  models.  The  criterion  for  the comparison  is  the area under  receiver operating  characteristic  (ROC)  curve  for  simulated datasets. This criterion  is evaluated  for different contrast to noise ratios (CNR). Using a real auditory dataset, the paper also compares the aforementioned algorithms in terms of task‐related activation maps. The results indicate the superiority of the CCA for CNRs below 0.75; but as the CNR goes beyond this limit, the  ICA  with  Infomax  algorithm  outperforms  other  methods.  Furthermore,  the  use  of  either differential Gamma or Balloon models  in the CCA provides nearly the same performance. The paper results can assist the selection of an appropriate algorithm for fMRI data analysis.  

 

Th. 7.2  11:15‐11:30 

Processing of human colonic pressure signals using overdetermined ICA 

Cheng Pan, Sheping Tian and Guozheng Yan 

School of Electronic, Information and Electrical Engineering, Shanghai Jiao Tong Univ., Shanghai, China 

 

Abstract—Independent  component  analysis  (ICA)  is  a  broadly  used  method  for  blind  source separation (BSS). The mature  ICA model has a restriction that the number of sources must equal to that  of  sensors  used  to  collect  data, which  is  hard  to meet  in  practice mostly.  In  this  paper,  an overdetermined  ICA method were proposed and successfully used  in  the analysis of human colonic pressure  signals. Using  principal  component  analysis  (PCA),  the method  estimated  the  number  of sources  firstly and reduced  the dimension of observed signals to be same with  that of  the sources; and  then,  Fast‐ICA  was  used  to  estimate  all  the  sources.  From  26  groups  of  colonic  pressure recordings, several colonic motor patterns were extracted, which not only proved the effectiveness of this method, but also greatly facilitated further medical researches. 

Page 90: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

62 

Th. SS. 6.5  12:00‐12:15 

CoolReader‐‐‐An Energy Autonomous E‐Reader with Broadband Wireless Connection 

Christian Isheden1, Matthias Klaus2 and Gerhard Fettweis1 

1Vodafone Chair Mobile Communications Systems, Technical University Dresden, Dresden, Germany; 2Plastic Logic GmbH, Dresden, Germany 

 

Abstract—The CoolReader project aims at designing an energy autonomous e‐reader device. With the aid of photovoltaic cells adjusted  to  the e‐reader,  the device should be able  to supply  itself almost completely with energy from the ambient light, even in indoor lighting conditions. This way, the daily printed newspaper  can be  replaced by an electronic newspaper. Crosslayer approaches  to energy‐efficient data transmission, based on quality of service requirements and  link adaptation, are key to enable more services to be used in energy autonomous operation.  

 

 

Page 91: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 61

Th. SS. 6.3  11:30‐11:45 

Approaches to Energy Efficient Wireless Access Networks   

Oliver Blume1, Dietrich Zeller1,2 and Ulrich Barth1   

1Wireless  Communication,  Department  of  Alcatel‐Lucent  Bell  Labs  in  Stuttgart,  Germany;  2Project Coordinator of the EARTH project 

 

Abstract—Due to increasing data traffic rates and rollout of advanced radio transmission technologies wireless networks  consume  increasing  amount of  energy and  contribute  a  growing  fraction  to  the CO2 emissions of ICT industry. Thus, climate and cost issues now shift the research focus of wireless communications  to  energy  consumption  and  energy  efficiency.  Two  approaches  can  be  followed: Incremental improvements of existing systems or a clean slate re‐design with a fundamental change of  paradigms. We  describe  two  such  initiatives  and  discuss  their  differences.  The  EC  FP7  project EARTH is a 30 month project aiming for a reduction of the overall energy consumption of 4G mobile broadband  networks  by  50%,  regarding  network  aspects  and  individual  radio  components  from  a holistic  point  of  view.  The  Green  Touch  Initiative  is  a  privately  financed  consortium  addressing fundamental  research  that will pave  the way  to much higher  reductions  for  future  systems  in  the order of several magnitudes, with first proof of concepts available in 5 years. 

 

Th. SS. 6.4  11:45‐12:00 

A Novel Time‐Domain Sleep Mode Design for Energy‐Efficient LTE 

Rui Wang, John Thompson and Harald Haas 

Institute for Digital Communications, Joint Research Institute for Signal and Image Processing, School of Engineering and Electronics, the University of Edinburgh, Edinburgh, UK 

 

Abstract—This paper describes a time‐domain approach  for base station transmission sleep modes, taking the Long Term Evolution (LTE) system as a specific example. The idea of this design is to enable the  base  station  to  reduce  RF  energy  consumption  in  low  traffic  conditions,  while  still  properly supporting active user connections. By switching off traffic during a certain time period and delivering all user  information with fewer transmissions under the same rate targets, the energy consumption can be reduced since the control signalling during non‐active time is gated off. Taking the example of single user system  for simplification, the optimum on‐off time with associated power allocation are derived, which  enables  the  energy  consumption  of  the  base  station  to  scale with  traffic  loading. Compared with the corresponding non‐sleep mode, this can achieve an up to 90% energy reduction in low traffic conditions.  

 

Page 92: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

60 

Thursday Morning, 4th March  

Session:  Special Session on Green Communications 

Time & Place:  11:00‐12:15 ‐ Daphne 

Organised by:  Gerhard P. Fettweis and Steffen Bittner 

Chairperson:   Christian Isheden

TU Dresden, Vodafone Chair, Dresden, Germany 

 

 

Th. SS. 6.1  11:00‐11:15 

Communication Infrastructure of Smart GRID   

Kwang‐Cheng Chen   

Graduate Institute of Communication Engineering National Taiwan University, Taipei, Taiwan    

 

Abstract—Information  communication  technology  (ICT)  enabling  energy  efficiency  has  been considered as the fastest way to reduce carbon CO2 generation, while replacement energy may take decades  to  deploy.  We  start  observations  of  electricity  flow  in  the  power  grid  and  suggest  a distributed  optimization  of  electricity  usage  under  a  hierarchical  structure  and  propose  possible direction to facilitate the communication infrastructure of smart grid. 

 

Th. SS. 6.2  11:15‐11:30 

Overall ICT Footprint and Green Communication Technologies    

Willem Vereecken, Ward Van Heddeghem, Didier Colle, Mario Pickavet and Piet Demeester 

Ghent University ‐ IBBT, Department of Information Technology (INTEC) Ghent, Belgium  

 

Abstract—Green communication  technologies currently  receive a  lot of attention.  In  this paper we give an overview of the environmental  issues related to communication technologies en present an estimation of the overall  ICT footprint. Additionally we present some approaches on how to reduce this footprint and how ICT can assist in other sectors reducing their footprint. 

 

Page 93: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 59

Th. 5.5  12:00‐12:15 

Hybrid Embedding Strategy For a Blind Audio Watermarking System Using EMD and ISA Techniques 

el Hamdouni Nawal1 , Adib Abdellah2, Sonia Djaziri Larbi3  and Monia Turki3  1LRIT,  laboratory associated of CNRST, Faculty of Sciences, Rabat, Maroc; 2LIM@II‐FSTM; 3U2S, ENIT, Tunis, Tunisie 

 

Abstract—In  this  paper,  a  new  digital  audio  watermarking  scheme  is  discussed  to  increase  the information  transmitted  in  a  communication  context  [7].  It  is  based  on  a  new  approach  to embed/extract  the watermark by combining  the Empirical Mode Decomposition  (EMD)  [4] and  the Blind  Source  Separation  (BSS)  based  on  the  Independent  Subspaces  Analysis  (ISA) method  [2].  In order to  increase the embedded binary data  flow, the  Intrinsic Mode Functions  (IMFs) of the audio host signal are watermarked using a specific mixture that ensures the  inaudibility of the watermark. The  separation  between  the  IMFs  and  the  watermarks  is  performed  by  a  new  proposed underdetermined  ISA  method,  (UISA).  The  performances  and  the  robustness  of  the  proposed watermarking system are evaluated with different types of audio signals. The obtained results permit to assess the achieved efficiency in terms of bit error rate (BER).  

 

Th. 5.6  12:15‐12:30 

Audio object individual operation and its application to earphone leakage noise reduction 

Shota Suzuki1, Shigeki Miyabe2, Noriyoshi Kamado1, Hiroshi Saruwatari1, Kiyohiro Shikano1, Toshiyuki Nomura3 

1Nara Institute of Science and Technology, Nara, Japan; 2The University of Tokyo, Tokyo, Japan, 3NEC Corporation, Kanagawa, Japan 

 

Abstract—In this paper, we propose a new extension framework of multichannel audio coding based on  temporal quantization of  spatial  information.  In our previous  study, multiple‐audio‐object  signal can be encoded/decoded via prototypes of directional clustering  for each audio object. This paper, first, pays attention to the fact that quantized  information corresponds to the spatial  image of each sound object, and is easily modified and operated by the end users. Next, as a novel application of the spatial  image operation, we propose a new earphone  leakage noise reduction method  in which the mostly  leaked sound object can be detected automatically based on the higher‐order statistics, and eliminated.  The  effectiveness  of  the  proposed  CODEC  is  verified  in  the  subjective  evaluation,  and leakage noise reduction method is assessed in the objective evaluation.  

 

Page 94: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

58 

Th. 5.3  11:30‐11:45 

Localisation‐based, situation‐adaptive mask generation for source separation 

Nilesh Madhu and Jan Wouters 

ExpORL,Dept. Neurosciences, Katholieke Universiteit Leuven, Leuven, Belgium 

 

Abstract—Presented  is  a microphone‐array based approach  for  the  extraction of  individual  signals from a mixture of competing  sources and background noise. Source  separation  is done using data‐driven  soft‐masks,  the  parameters  for  the  estimation  of  these  masks  being  obtained  from  an extension  of  a  recently  proposed  source  localisation  and  tracking  framework.  The  separation algorithm  is  applicable  to  any  arbitrary  array  –  allowing  for  its  integration  into  a wide  variety  of applications.  The  advantage  of  the  proposed  mask  generation  over  state‐of‐theart  mask‐based algorithms  is the  implicit scalability with respect to the number of microphones (M), the number of sources (Q), spatial source spread, and reverberation – obviating the need for heuristic adaptation of the mask generation to different acoustical scenarios. The individual signals extracted using the soft‐masks evince  low amounts of musical noise. Smoothing these masks  in their cepstral representation further  reduces  the musical  noise  phenomenon  whilst  preserving  the  signal  of  interest,  thereby improving the listening experience. 

 

Th. 5.4  11:45‐12:00 

Incorporating the Human Hearing Properties in the GSVD‐Based Approach for Speech Enhancement 

Masoud Geravanchizadeh and Sanaz Ghaemi Sardaroudi 

Faculty of Electrical and Computer Engineering, University of Tabriz, Tabriz, Iran 

 

Abstract—A perceptually motivated  subspace‐based approach  is proposed  for  the enhancement of speech corrupted by colored noise. The proposed approach takes into account the frequency masking properties of the human auditory system and reduces the perceptual effect of the residual noise. A new GSVD‐based approach, called perceptually constrained GSVD (PCGSVD),  is proposed, where the difference from the previously proposed truncated QSVD‐based approach is clearly indicated. Closed‐form solution is obtained for the PCGSVD enhancement approach. Very carefully performed objective evaluations and subjective tests show that the PCGSVD approach proposed here can offer  improved speech quality, and  intelligibility  in the case of stationary and nonstationary noises, especially when the additive noise is nonwhite.  

 

Page 95: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 57

Thursday Morning, 4th March  

Session:    Audio and Speech II 

Time & Place:    11:00‐12:45 ‐ Bacchus Ballroom 

Chairperson:   Aníbal Ferreira  University of Porto, FEUP‐DEEC, Portugal 

 

Th. 5.1  11:00‐11:15 

Formant Distortion After Codecs For Arabic 

Amr Nabil and Mohamed Hesham 

Engineering Mathematics and Physics Dept., Faculty of Engineering, Cairo University, Egypt 

 

Abstract—In  this  work,  we  present  results  on  the  effect  of  well‐known  mixed  excitation  linear prediction (MELP) and codeexcited linear prediction (CELP) coders on the formants of Arabic sounds. The  study  shows,  firstly,  the  spectral  distortion  of  different  Arabic  phonemes  due  to mentioned coders.  It was  found  that MELP1200 coder  results  in  largest distortion. The coders effect on vowel formants  are  then  investigated.  The  experiments  show  that  the  first  formant  of  a  vowel,  on  the average,  suffers a  frequency shift  in  the order of 50 Hz  from  its original value. Also,  the amplitude distortion of the vowel formants due to Melp1200 coder was the highest, compared to the distortion of the other coders. Vowel formants have a shift which may exceed one critical band below or above its reference value.  

 

Th. 5.2  11:15‐11:30 

The Research and Implementation of Acoustic Module Based Mandarin TTS 

Cheng‐Yu Yeh 

Department of Electrical Engineering, National, Chin‐Yi University of Technology, Taichung, Taiwan, Republic of China 

Abstract—The primary study of this paper is focused on the acoustic module (AM) design in order to improve  the performance of Mandarin TTS system. The AM  is composed of the prosody generator, the spectrum generator, and the speech synthesizer. The HMM, recurrent neural network (RNN), and PSOLA  algorithms  are  employed  to  build  the  AM.  Finally,  the  performance  analyses  including  the speech  quality, memory  requirement,  and  computational  complexity  are  examined  in  our  system. Smaller than 2.4 MB memory space and average 0.08 MIPS for each syllable can be achieved on the fixed‐point DSP chip. Also the synthesized speech sounds very good.  

 

Page 96: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

56 

Thursday Morning, March 4th  

Session:   Keynote Th.1  

Time & Place:   8:30‐9:30 ‐ Bacchus Ballroom 

 

Chairperson:   Moncef Gabbouj Tampere University of Technology, Tampere, Finland     

 

 

8:30 On the Role of Signal Processing in the Amazing Progress of Digital Storage Jack Keil Wolf Stephen O. Rice Professor of Electrical and Computer Engineering and a member of the Center for Magnetic Recording Research, University of California, San Diego, USA 

 ABSTRACT ‐ By almost any measure (e.g., bits per square inch, cost per megabyte, throughput) digital storage has seen remarkable progress over the  last 50+ years.   In this talk  I will summarize the role that advanced signal processing techniques has played  in this development.   I will also describe the new technologies which are competing for the next generation storage systems. 

  

Session:   Keynote Th.2  

Time & Place:   9:30‐10:30 ‐ Bacchus Ballroom 

 

Chairperson:   Costas N. Georghiades    Texas A&M University, Texas, USA  

 

9:30 Low Power Design for Video Processing and Compression  Satoshi Goto Waseda University, Japan    ABSTRACT  ‐  The  growing  class  of  personal  multimedia  devices  (camera  phone,  digital  camera, portable  desk‐tops,  audio‐  and  video‐based multimedia  products)  as well  as  imaging  systems  and multimedia  communication  systems,  that  demand  real‐time  processing  capability with  low  power consumption, becomes one driving factor for developing efficient video processing and compression techniques with low power consumption. In this talk, a brief overview of H.264 and its extensions will first be provided with  the analysis on  the performance  relationships among  them. Some emerging possibilities for new coding techniques will be summarized. Then, video processing and compression techniques targeting the objective of real‐time and low‐power processing are presented for different kinds of multimedia applications  like  smart car, video  telephony, video  surveillance, high definition video broadcast and etc. Since the different kinds of applications result in diversity in video content, the  techniques  are  designed  accordingly  to  pursue  the  best  trade‐off  between  the  power consumption and processing performance. Algorithms  together with  the hardware  implementation schemes are selectively introduced with performance comparison and discussion. 

Page 97: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 55

Wed. 4.5  12:00‐12:15 

Evidence of spatio‐temporal transition to chaos in the spine 

Srideep Musuvathy1 and Edmond Jonckheere2 

1Department  of  Electrical  Engineering,  University  of  Southern  California,  Los  Angeles,  CA,  USA; 2Department  of  Electrical  Engineering  and  Mathematics,  University  of  Southern  California,  Los Angeles, CA, USA 

 

Abstract—In  this paper we analyze sEMG signals collected during a procedure  in which a traveling, and  ultimately  a  standing  wave  is  induced  along  the  spine.  In  particular,  we  used  the  recently proposed method called the zero‐one test [2]. Using this binary test, we show that the dynamics at the sacrum of the spine is not chaotic while the dynamics transitions to chaos along the spine to the cervix.  Further  more,  the  test  reveals  certain  interesting  dynamical  systems  properties  that  are discussed.  

 

Wed. 4.6  12:15‐12:30 

A local Total Electron Content Neural Network model over Cyprus 

Haris Haralambous1, Photos Vrionides1, Lefteris Economou2 and Harris Papadopoulos1 

1Frederick University Nicosia, Cyprus; 2Intercollege, Limassol, Cyprus 

 

Abstract—This  paper  presents  the  application  of  neural  networks  for  the  prediction  of  the  Total Electron  Content  (TEC)  over  Cyprus.  This  ionospheric  characteristic  constitutes  an  important parameter  in  trans‐ionospheric  links  since  it  is  used  to  derive  the  signal  delay  imposed  by  the ionosphere. The model is based on TEC measurements obtained over a period of 11 years.  

Page 98: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

54 

Wed. 4.3  11:30‐11:45 

DCT based Scalable Scrambling Method with Reversible Data Hiding Functionality 

KokSheik Wong1 and Kiyoshi Tanaka2 

1Faculty of Engineering, Multimedia University, Malaysia; 2Faculty of Engineering, Shinshu University, Nagano, Japan 

 

Abstract—This paper proposes a scalable scrambling method  in  the DCT compressed domain while inserting external information into the content to be scrambled. Scalable scrambling effect is achieved by  permuting  DC  components  using  a window  of  size  that  varies  according  to  a  parameter,  and external information is encoded by imposing a specific relationship on the cardinality of two adjacent coefficient blocks. The zerorun‐level pairs and the cardinality of each coefficient block are generated and enqueued to a  list. This  list  is permuted and sequentially de‐queued to generate the scrambled image. The  ideas are  implemented  in  JPEG compressed domain, and  the basic performance of our scalable scrambling and data hiding method are verified with standard test images. 

 

Wed. 4.4  11:45‐12:00 

Single‐Microphone Blind Audio Source Separation via Gaussian Short+Long Term AR Models 

Antony Schutz and Dirk Slock 

EURECOM, Mobile Communication Department, Sophia Antipolis Cedex, France 

 

Abstract—Blind  audio  source  separation  (BASS)  arises  in  a  number  of  applications  in  speech  and music  processing  such  as  speech  enhancement,  speaker  diarization,  automatedmusic  transcription etc. Generally, BASS methods consider multichannel signal capture. The single microphone case is the most difficult underdetermined case, but it often arises in practice. In the approach considered here, the main source  identifiability comes from exploiting the presumed quasi‐periodic nature of sources via long term autoregressive (AR) modeling. Indeed, musical note signals are quasi‐periodic and so is voiced speech, which constitutes the most energetic part of speech signals. We furthermore exploit (e.g. speaker or  instrument related) prior  information  in the spectral envelope of the source signals via short term AR modeling, to also help unravel spectral portions where source harmonics overlap, and  to provide  a  continuous  treatment when  sources  (e.g.  speech)  temporarily  lose  their periodic nature.  The  processing  considered  here  uses  windowed  signal  frames  and  alternates  between frequency  and  time  domain  processing  for  optimized  computational  complexity.  We  consider Variational Bayesian techniques for joint source extraction and estimation of their AR parameters, the simplified versions of which correspond to EM or SAGE algorithms.  

 

Page 99: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 53

Wednesday Morning, 3rd March

Session:    Applications 

Time & Place:    11:00‐12:30 ‐  Salaminia 

Chairperson:   Nicolas Tsapatsoulis  

Cyprus University of Technology, Cyprus 

 

Wed. 4.1  11:00‐11:15 

Region‐of‐Interest based Adaptation of Video to Mobile Devices 

Tamir Nuriel and David Malah 

Department of Electrical Engineering, Technion‐ Israel Institute of Technology 

 

Abstract—The  goal  of  this work  is  to  develop methods  for  the  adjustment  of  video  in  standard definition resolution to the smaller resolution used  in mobile devices. The naive solution  is to scale each  frame  to  the  desired  size.  But,  objects must  be  at  a  sufficient  size  to  be  recognized  easily. Therefore, it was suggested in previous works to display only a Region Of Interest (ROI). In this work we focus on news broadcasting and  interview scenes, so the ROI contains the speaker’s face. At the beginning of every scene, the ROI is marked by an editor. We present a novel algorithm for tracking the  ROI.  The  algorithm  estimates  the  global motion  caused  by  the  camera  and  the  local motion caused  by  the  speaker’s  movements. We  estimate  the  motion  parameters  using  horizontal  and vertical  projections.  The  slice‐projection  theorem  and  the Mellin  transform  are  used  for  reducing complexity.  

 

Wed. 4.2  11:15‐11:30 

A crop field modelling to simulate agronomic images 

Gawain Jones1, Christelle Gee1, S. Villette1 and Frédéric Truchetet2 

1AgroSup Dijon, Dijon, France; 2Le2i, Université de Bourgogne, Dijon, France 

 

Abstract—In  precision  agriculture,  crop/weed  discrimination  is  often  based  on  image  analysis  but though several algorithms using spatial information have been proposed, not any has been tested on relevant  databases.  A  simple  model  that  simulates  virtual  fields  is  developed  to  evaluate  these algorithms.  Virtual  fields  are  made  of  crops,  arranged  according  to  agricultural  practices  and represented by simple patterns, and weeds that are spatially distributed using a statistical approach. Then,  experimental  devices  using  cameras  are  simulated  with  a  pinhole  model.  Its  ability  to characterize the spatial reality is demonstrated through different pairs (real, virtual) of pictures. Two spatial descriptors  (nearest neighbor method and Besag’s  function) have been set up and  tested to validate the spatial realism of the crop field model, comparing a real image to the homologous virtual one. 

 

Page 100: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

52 

Wed. 3.3  11:30‐11:45 

Performance comparison of techniques for DNA sequence prediction using neural networks 

Georgi Tsenov, Alexandra Nikolova,  and Valeri Mladenov 

Technical University of Sofia, Bulgaria 

 

Abstract—The  conversion  of  symbolic  sequences  into  complex  genomic  signals  reveals  surprising regularities of genomes, both  locally and at a global  scale. This approach allows usage of  standard signal processing methods for the nucleotide sequences analysis and specifically for the prediction of nucleotides when  knowing  the preceding ones  in a  sequence.  In  this paper we propose  variety of methods  and ways when  using  artificial neural  networks  at  its  core  to  efficiently predict  the  next sample in the genomic sequence.  

 

Wed. 3.4  11:45‐12:00 

An Adaptive Intelligent Model for Nucleotide Sequence Forecasting 

Iulian Nastac1 and Rodica Tuduce2 

1Electronics  Department,  University,  "Politehnica"  of  Bucharest,  Bucharest,  Romania;  2Bio‐Medical Engineering Centre, Polytechnic, University of Bucharest, Bucharest, Romania 

 

Abstract—The paper presents an adaptive retraining procedure that starts from a previously trained artificial neural network  (ANN).  The  system  is  retrained  to  learn  the  evolution of  a non‐stationary sequence, without forgetting completely the previously learned data. The optimal ANN architecture is selected and the set of delayed input vectors is replaced with their principal components. The method is used for analyzing DNA genomic sequences. 

 

 

Page 101: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 51

Wednesday Morning, 3rd March

Session:    Genome Signal Analysis 

Time & Place:    11:00‐12:30 ‐ Amathousia 

Chairperson:     Paul Dan Cristea (Organized by) 

      University "Politehnica" of Bucharest, Romania 

 

Wed. 3.1  11:00‐11:15 

Nucleotide Genomic Signals Methodology 

Paul Dan Cristea 

University "Politehnica" of Bucharest, Romania 

 

Abstract—The  nucleotide  genomic  signals  (NuGS)  methodology  is  based  on  the  conversion  of symbolic nucleotide sequences  into digital genomic signals. The  representation we use  is unbiased, i.e., adequate for a large spectrum of problems related to DNA analysis. The NuGS methodology can be used both for the analysis of large scale features of genomic sequences, maintained over distances of  106  ‐  108 base  pairs,  allowing  to  reveal  hidden  features  and  ancestral  structures of nucleotide sequences, but also for the  local study of nucleotide sequences, such as  in the analysis of pathogen variability, important in the context of the development of pathogen resistance to treatment.  

 

Wed. 3.2  11:15‐11:30 

Local description of molecular surfaces 

Arsene Octavian  

POLITEHNICA University of Bucharest, Bucharest, Romania 

 

Abstract—The paper presents a new approach for describing artificial and biological nanostructured surfaces. The atoms at the surface of a molecule are divided among the threads and a feature vector is  created  for  each  of  them.  The  properties  include  the  cumulated  hydrophobicity  in  the neighborhood  of  each  surface  atom,  represented  in  a  standardized  hexagonal  pattern  that approximates  the actual  surface distribution. The  implementation  is based on a  Java Platform. The main benefits are the rich library, the powerful integration with other technologies and applications, as well as the  large support community. The chosen architecture was a multi‐threading one, able to process a large number of atom properties, such as type, 3D coordinates, charge and hydrophobicity, and  to  reduce  the  time  request of  the  algorithm.  In order  to have  a  friendly  and productive  user interface,  Java  2D  and  3D  packages  have  been  used  for  canvases  depicting  atoms  clusters  at  the molecule surface The purpose of this work  is to create a database of molecular surfaces that will be used in several nanotechnology research fields.  

 

Page 102: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

50 

Wed. SS. 2.5  12:00‐12:15 

Adaptive Channel Coding for the Three‐Node Relay Channel with Limited Channel‐State Information 

Zhongwei Si, Ragnar Thobaben and Mikael Skoglund 

1School  of  Electrical  Engineering  and  ACCESS  Linnaeus  Center  Royal  Institute  of  Technology  (KTH), Stockholm, Sweden 

 

Abstract—We  address  the  design  of  adaptive  channel  codes  for  the  three‐node  relay  channel.  In order to make the code design feasible for wireless sensor‐network (WSN) applications, we focus on the special case where only limited channel‐state information is available for code adaptation. For this purpose we design distributed codes which  feature a  limited  set of modes which are optimized  to serve a  certain  range of  channel  conditions. As  the  results  show, a  good performance  in  terms of coverage  and  achievable  rate  is  maintained  compared  to  the  case  with  perfect  channel‐state information.  If  the  target application  is spectrum sensing,  the proposed scheme provides a  feasible solution to improve the sensing performance and to reduce the latency due to its increased data rate compared to standard solutions.  

 

Wed. SS. 2.6  12:15‐12:30 

A Novel Parallelized Goodness‐of‐Fit Test Based Dynamic Spectrum Access Technique for Cognitive Radio Networks 

Nikhil Kundargi and Ahmed Tewfik 

University of Minnesota, Twin Cities, Minneapolis, Minnesota, USA 

 

Abstract—Cognitive Radio Networks  (CRNs) operate on  the principle of opportunistically exploiting unused capacity  in the primary network via Dynamic Spectrum Sensing.  In this paper we propose a novel suite of transmit opportunity detection methods that effectively exploit the gray space in high traffic  packet  networks. We  present  a  radically  different  paradigm  to  exploit  the  excess  Signal‐to‐Noise  ratio  regime  in  which  the  primary  network  usually  operates  via  a  modification  of  the Interference Temperature concept. The proposed method  is based on robust and rapid detection of changes in the primary network statistics through the use of a novel Parallelized Goodness‐of‐ Fit test. The  instantaneous transmit margin afforded by the primary network  is dynamically determined and the CRN backs off whenever it detects that it is beginning to interfere with the primary network. We have  implemented  the  proposed method  on  a  CRN  testbed  that  coexists with  a  large  scale  IEEE 802.11  primary  network  and  demonstrate  its  excellent  performance  through  extensive  real world experimental  results. We obtain more  than 95 % probability of detection of  interference while  the probability of not detecting a valid transmit opportunity is less than 20 % for detection times of 400‐1000 ms.  

 

Page 103: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 49

Wed. SS. 2.3  11:30‐11:45 

Characterization of spatial diversity in cooperative spectrum sensing 

Jan Oksanen, Jarmo Lundén and Visa Koivunen 

Aalto University  School of  Science and Technology, Department of  Signal Processing and Acoustics, Finland 

 

Abstract—Cognitive  radios  (CR)  and  dynamic  spectrum  access  (DSA)  provide  an  efficient  way  to exploit underutilized radio spectrum by allowing secondary users to access licensed frequencies in an agile manner. This principle allows secondary users to access a  licensed  frequency band when their transmission will not interfere the primary receiver. Consequently, spectrum sensing is needed by the secondary users to describe the state of a licensed frequency band as vacant or occupied, which can be for a single user a dubious task due to the random nature of the wireless channel. To mitigate the effects of channel fading on detection, cooperative detection algorithms have been proposed  in the literature.  The  gain  from  cooperation  comes  from  spatial  diversity  as  the  signal  is  observed  via multiple  independent  channels.  In  order  to  characterize  spatial  diversity  in  multichannel  signal detection we propose a measure for the spatial diversity. We define spatial diversity as the maximum slope of the probability of detection curve in the logarithmic SNR scale. This definition looks promising for  three  reasons: 1)  it  shows  that diversity  is obtained with diminishing  returns as  the number of sensors is increased, 2) the number of samples has very little effect and 3) it shows very little gain for correlated channels.  

 

Wed. SS. 2.4  11:45‐12:00 

Low complexity bandwidth compression mappings for sensor networks 

Kimmo Kansanen1, Anna Kim1, Ragnar Thobaben2 and Johannes Karlsson2 

1Institute of  Electronics  and  Telecommunications, Norwegian University  of  Science  and Technology, Norway;  2School of Electrical Engineering and ACCESS Linnaeus Center Royal  Institute of Technology Stockholm, Sweden 

 

Abstract—Compressive  (2  :  1)  joint  source‐channel  coding  using  direct mappings  from  source  to channel  symbol  space  is  considered. To enable  the use of prior  information due  to e.g.  correlated samples at the receiver, or statistical knowledge of the source, minimum mean square error decoding is  considered.  The  prior  information  is  incorporated  in  the  form  of  the  apriori  distribution  in  the decoding. Four mapping methods are presented and evaluated using the generic Bayesian minimum mean  square  error  estimator.  The  schemes  are  evaluated  for  transmitting  a memoryless Gaussian source over additive white Gaussian noise channel with a quadratic distortion measure. The simplicity of implementation and applicability to a wider variety of sources is discussed.  

 

Page 104: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

48 

Wednesday Morning, 3rd March  

Session:  Special Session on Spectrum Sensing for Cognitive Radios 

Time & Place:  11:00‐12:15 ‐ Daphne 

Chairperson:  Visa Koivunen 

Aalto University, Department of Signal Processing and Acoustics, Finland 

 

 Wed. SS. 2.1  11:00‐11:15 

On Signal Detection Techniques for the DVB‐T Standard 

Danyo Danev 

Department of Electrical Engineering (ISY), Linköping University, Linköping, Sweden 

 

Abstract—In this paper we discuss some spectrum sensing techniques for detection of DVB‐T signals. Their performance is compared in terms of probability of detection and ROC curves. Some simulation results are presented for various scenarios.  

 

 Wed. SS. 2.2  11:15‐11:30 

On the Implementation of Autocorrelation‐based Feature Detector 

Kari  Kokkinen1,  Vesa  Turunen1,  Marko  Kosunen1,  Sachin  Chaudhari2,  Visa  Koivunen2  and  Jussi Ryynänen1 

1Aalto University, Department of Micro‐ and Nanosciences;  2Aalto University, Department of  Signal Processing and Acoustics, Finland 

 

Abstract—Emerging wireless  systems  demand more  spectrum  in  order  to  provide  high  data  rate services. It is known that most of the licensed frequency bands are underutilized because of the rigid spectrum  allocation.  Cognitive  radios  aim  to  relief  the  situation  by  identifying  and  exploiting  the underutilized radio spectrum. A key task of the cognitive radio  is spectrum sensing, which finds free spectrum  and  detects  licensed  spectrum  user  transmissions.  This  paper  presents  an  FPGA implementation of an autocorrelation‐based  feature detector  for OFDM‐based primary user signals. The  autocorrelation‐based  detection  algorithm  is  optimized  in  order  to  achieve  power  and  area efficient hardware realization. The algorithm is implemented in an FPGA evaluation environment, and the performance is verified with measurements.  

 

Page 105: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 47

magnitude‐only  reconstructed  speech, Hamming window  results  in better quality and  intelligibility. LSEE has better performance  than OAM  in  the case of magnitude‐only speech  reconstruction while OAM outperforms LSEE  in the case of phase‐only speech reconstruction. However, their differences are not very significant. 

 

Wed. 1.6  12:15‐12:30 

Improving the Noise‐Robustness of Mel‐Frequency Cepstral Coefficients for Speaker Verification 

Masoud Geravanchizadeh and Amir Karimpour 

1Faculty of Electrical and Computer Engineering, University of Tabriz, Tabriz, Iran 

 

Abstract—In  this  paper,  we  study  the  noise‐robustness  of  Mel‐Frequency  Cepstral  Coefficients (MFCC)  for  speaker  verification  systems  and  explore ways  to  improve  their  performance  in  noisy conditions.  Improvements  are  based  on  new  construction  of  filter  bank  which  decouples  filter bandwidth from the other filter bank parameters by employing the known relationship between filter center frequency and critical bandwidth of the human auditory system. The proposed method which incorporates human factor cepstral coefficients (HFCC)  is shown to outperform the traditional front‐end processing technique (i.e., MFCCs) in automatic speaker verification experiments. 

Page 106: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

46 

Wed. 1.3  11:30‐11:45 

Modulation Spectral Features for Objective Voice Quality Assessment 

Maria Markaki and Yannis Stylianou 

Computer Science Dept, University of Crete, Greece 

 

Abstract—In  this  paper,  we  employ  normalized modulation  spectral  features  for  objective  voice quality  assessment  regarding  grade  (hoarseness).  Modulation  spectra  usually  produce  a  high‐dimensionality space. For classification purposes, the size of the original space is reduced using Higher Order Singular Value Decomposition  (SVD). Further, we  select most  relevant  features based on  the mutual  information between subjective voice quality  (the degree of hoarseness) and  the computed features, which leads to an adaptive to the classification task modulation spectral representation. The adaptive modulation spectral features are used as input to a Naive Bayes (NB) classifier. By combining two NB classifiers based on different feature sets a global classification rate of 73.93% for hoarseness was achieved.  

 

Wed. 1.4  11:45‐12:00 

Audio encoding using Huang and Hilbert transforms 

K. Khaldi1,2,4, A.O. Boudraa2, B. Torrésani3, Th. Chonavel4 and M. Turki1 

1Unité  Signaux  et  Systèmes,  ENIT,  Tunis,  Tunisia;  2IRENav,  Ecole  Navale,  BCRM  Brest,  France; 3Université de Provence, Marseille, France; 4Institut Télécom; Télécom Bretagne, Brest Cedex, France 

 

Abstract—In this paper an audio coding scheme based on the Empirical Mode Decomposition (EMD) in association with the Hilbert transform is presented. The audio signal is decomposed adaptively into intrinsic oscillatory components called  Intrinsic Mode Functions  (IMFs) by EMD, and  the associated instantaneous  amplitudes  and  the  instantaneous  phases  are  calculated.  The  basic  principle  of  the proposed approach consists  in encoding  the  instantaneous amplitudes by  linear prediction and  the instantaneous  phases  by  scalar  quantization.  The  decoder  recovers  the  original  signal  from  IMFs reconstruction  by  demodulation  and  summation.  The  compression method  is  applied  to  different audio signals, and results are compared to MP3 and to wavelet approaches.  

 

Wed. 1.5  12:00‐12:15 

Objective Evaluation of Magnitude and Phase Only Spectrum‐based Reconstruction of the Speech Signal 

Erfan Loveimi and Seyed Mohammad Ahadi 

Speech  Processing Research  Laboratory,  Electrical  Engineering Department, Amirkabir University  of Technology,  Tehran, Iran 

 

Abstract—The aim of this paper  is to  investigate the effects of window shape and  its  length on the quality of phase‐only and magnitude‐only  reconstructed  speech. Speech  signal  is  reconstructed via LSEE and OAM  from  its magnitude‐only and phase‐only  spectra. The effects of using Hamming and Rectangular windows have been  studied,  too. To evaluate  the quality of  reconstructed  speech, we employed  three  objective measures:  LLR, WSS  and  PESQ.  Results  show  that  in  the  case  of  using Hamming  window,  phase‐only  reconstructed  speech  surpasses  its magnitude‐only  counterpart  in frames  longer  than  256  ms  qualitatively.  Rectangular  window  seems  to  be  a  better  choice  in comparison  to  Hamming  window  in  the  case  of  phase‐only  signal  reconstruction,  while  for 

Page 107: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 45

Wednesday Morning, 3rd March  

Session:    Audio and Speech I 

Time & Place:    11:00‐12:30 ‐ Bacchus Ballroom 

Chairperson:     Seyed Mohammad Ahadi Sarkani       Amirkabir University of Technology, Iran 

 

Wed. 1.1  11:00‐11:15 

Sound Classification based on Temporal Feature Integration 

Stavros Ntalampiras1, Ilyas Potamitis2 and Nikos Fakotakis1 

1Electrical  and  Computer  Engineering  Department,  University  of  Patras,  Greece; 

2Technological 

Educational Institute of Crete, Department of Music Technology and Acoustics, Greece 

 

Abstract—The  present  work  contributes  to  the  field  of  generalized  sound  classification.  We extensively  examine  the  performance  of  the  next  three  feature  sets:  a) MPEG‐7  Audio  Spectrum Projection, b) MFCC (using an alternative method for their extraction) and c) a group derived utilizing critical  band  based  wavelet  packets.  Subsequently  three  types  of  temporal  feature  integration strategies are applied on  the extracted  instant values: a) short‐term  statistics, b)  spectral moments and c)  two autoregressive  functions. During  the experimental phase, we organize  ten sound classes using  professional  sound  effects  collections  of  high  quality.  The  density  of  each  category  is approximated  with  left‐right  hidden Markov models.  Comparable  results  with  respect  to  all  the feature sets as well as  integration methods are provided, which demonstrate the superiority of the short‐term statistics method.  

 

Wed. 1.2  11:15‐11:30 

Footprint  Reduction  of  Concatenative  Text‐To‐Speech  Synthesizers  using  Polynomial  Temporal Decomposition 

Tamar Shoham1, David Malah1 and Slava Shechtman2 

1Department of Electrical Engineering, Technion‐  Israel  Institute of Technology;  2IBM Haifa Research Labs 

 

Abstract—High  quality  low  footprint  Concatenative  Text‐To‐  Speech  (CTTS)  synthesizers  provide  a persistent challenge in the field of speech processing. The spectral parameters representing the short speech  segments  used  in  the  concatenation  process  constitute  a  large  portion  of  the  required memory.  In  this paper we propose  to use a vectorial  form of Polynomial Temporal Decomposition combined with  jointly optimal segmentation and polynomial order selection  in order  to  reduce  the storage  required  for  the  spectral  amplitude  parameters  by  50%, while  preserving  the  perceptual quality of the obtained synthesized speech.  

 

Page 108: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

44 

Wednesday Morning, March 3rd  

Session:   Keynote Wed.1  

Time & Place:   8:30‐9:30 ‐ Bacchus Ballroom 

 

Chairperson:   Sanjit K. Mitra University of Southern California, USA 

 

 

8:30 Technology Evolution and Societal Development: Does One Model Serve Both? Andrew J. Viterbi University of Southern California and Viterbi Group, San Diego, CA, USA 

 ABSTRACT  ‐ A.A. Markov proposed and developed a  statistical  concept which  suggests  that  future action  should  depend  only  on  the  current  state  of  the  system  or  process.    Exploitation  of  the statistical properties of Markov processes has produced notable  results  in  two  important  areas of digital signal processing: optimum  linear filtering (Kalman), with principal applications to navigation, tracking, orbit determination and even economics;  and finite‐state sequence determination (Viterbi), with applications  to digital  communication,  voice and optical  character  recognition, data  recording and DNA sequence analysis, among others. Both areas will be discussed and compared, as well as the merits of any societal implications of the Markov concept. 

 

Session:    Keynote Wed.2  

Time & Place:   9:30‐10:30 ‐ Bacchus Ballroom 

 

Chairperson:   Sanjit K. Mitra University of Southern California, USA

  

 9:30 Modeling Interconnected Systems Jan C. Willems Guest Profesor, K.U. Leuven, Belgium  ABSTRACT ‐ In Systems Theory, it is customary to view a system in terms of inputs and outputs, and interconnection  as  output‐to‐input  assignment  as  in  series  connection  and  feedback.  However, input/output  thinking  is not  suitable  for physical  systems. The aim of  this  lecture  is  to explain  the behavioral approach  to dynamical  systems as an alternative.  In  this  setting, a  system  is defined as simply a family of trajectories.  Modeling interconnected systems by tearing, zooming, and linking will be discussed. Linking,  the basis of  interconnection, means  sharing variables. The question emerges how  energy  is  transferred  between  systems,  and  leads  to  the  distinction  between  ports  and terminals. Terminals are for  interconnection, ports are for energy transfer. The development will be illustrated by electrical circuits and mechanical systems.  

Page 109: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 43

 

 

 

 

 

 

Abstracts  

Page 110: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

42 

Friday Afternoon, 5th March  

Session:    DSP for Communications 

Time & Place:  17:00‐18:30 ‐  Salaminia 

Chairperson:   Takis Kasparis   Cyprus University of Technology, Cyprus  Fr. 35.1  17:00‐17:15 Asexual Reproduction‐Based Adaptive Quantum Particle Swarm Optimization Algorithm  for Dual‐Channel Speech Enhancement Masoud Geravanchizadeh  and Laleh Badri Asl  Faculty of Electrical and Computer, Engineering, University of Tabriz, Tabriz, Iran  Fr. 35.2  17:15‐17:30 Variational Bayesian Blind and Semiblind Channel Estimation Samir‐Mohamad Omar  and Dirk Slock  EURECOM, Sophia Antipolis, France  Fr. 35.3  17:30‐17:45 A Block Adaptive Predistortion Algorithm for Transceivers with Long Transmit‐Receive Latency Robert Santucci and Andreas Spanias Sensor  and  Signal  Information  Processing  Center,  School  of  Electrical,  Computer,  and  Energy Engineering, Arizona State University Tempe, USA  Fr. 35.4  17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone DMT Equalisation Suchada Sitjongsataporn  and Peerapol Yuvapoositanon  Centre  of  Electronic  Systems  Design  and  Signal  Processing  (CESdSP),  Department  of  Electronic Engineering, Mahanakorn University of Technology, Bangkok, Thailand 

 

� 

Page 111: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 41

Friday Afternoon, 5th March  

Session:  Special Session on Intelligent Feedback Systems 

Time & Place:  17:00‐18:30 ‐ Amathousia 

Chairperson:  Petros Ioannou   ECE Department, University of Cyprus, Nicosia, Cyprus  Fr. 34.1  17:00‐17:15 Capacity for MIMO Systems at Low SNR Ioanna Ioannou1, Charalambos Charalambous1 and Stojan Denic2 1Department of Electrical and Computer Engineering, University of Cyprus, Nicosia, Cyprus; 2Toshiba, Bristol, England  Fr. 34.2  17:15‐17:30 Optimal Control Systems with Prescribed Eigenvalues Vladimir Kucera  and Jiri Cigler  Czech Technical University in Prague, Faculty of Electrical Engineering, Prague, Czech Republic  Fr. 34.3  17:30‐17:45 Evaluation  of  Identifier  based  and  Non‐identifier  based  Adaptive  Supervisory  Control  using  a Benchmark Example Simone Baldi1, Petros Ioannou2 and Edoardo Mosca1 1Dipartimento  Sistemi  e  Informatica, Universit`a di  Firenze,  Firenze,  Italy;  2Department  of  Electrical Engineering and Information Technology, Cyprus University of Technology, Lemesos  Fr. 34.4  17:45‐18:00 Adaptive identification of Fuzzy Cognitive Networks Haris Psillakis1, Yannis Boutalis2, Thomas Giotis3 and Manolis Christodoulou4,5 1Department  of  Electrical  Engineering,  Technological  &  Educational  Institute  of  Crete,  Heraklion, Greece; 

2Department of Electrical and Computer Engineering, Democritus University of Thrace, Xanthi, 

Greece  and  with  the  University  of  Erlangen‐Nurember,  Germany; 3Department  of  Electronic  & 

Computer Engineering, Technical University of Crete, Chania, Crete, Greece; 4Faculty of Electronic & 

Computer  Engineering,  Technical  University  of  Crete,  Chania,  Crete,  Greece;  5Dipartimento  di Automatica et Informatica, Politecnico di Torino, Torino, Italia  Fr. 34.5  18:00‐18:15 Measure‐of‐disagreement  of  consensus  and  adaptive‐consensus  filters  for  spatially  distributed systems Michael A. Demetriou  Worcester Polytechnic Institute, Department of Mechanical Engineering, Worcester, MA, USA   Fr. 34.6  18:15‐18:30 Distributed Fault Detection and Accommodation with Partial Communication Panagiotis Panagi  and Marios M. Polycarpou  KIOS Research Center  for  Intelligent Systems and Networks, Department of Electrical and Computer Engineering, University of Cyprus, Nicosia, Cyprus  

Page 112: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

40 

Friday Afternoon, 5th March  

Session:    Estimation 

Time & Place:  17:00‐18:30 ‐ Daphne 

Chairperson:   Aníbal Ferreira  University of Porto, FEUP‐DEEC, Portugal 

  Fr. 33.1  17:00‐17:15 Cramer‐Rao bounds for rate‐constrained distributed time‐delay estimation Sriram Srinivasan  Digital Signal Processing Group, Philips Research Laboratories, Eindhoven, The Netherlands  Fr. 33.2  17:15‐17:30 Influence of the Noise on the Amplitude Estimation of a Sine‐Wave by the Three‐Point Interpolated DFT Method Daniel Belega1 and Dominique Dallet2 1Faculty  of  Electronics  and  Telecommunications,  University  “Politehnica”  of  Timisoara,  Timisoara, Romania; 2IMS Laboratory, University of Bordeaux –IPB ENSEIRB MATMECA, Talence Cedex, France  Fr. 33.3  17:30‐17:45 Multi‐Sensor Diversity in Decentralized Estimation Alex Leong  and Subhrakanti Dey  ARC  Special  Research  Centre  for  Ultra‐Broadband  Information  Networks  (CUBIN),  Department  of Electrical and Electronic Engineering, University of Melbourne, Victoria, Australia  Fr. 33.4  17:45‐18:00 DFT‐based frequency estimation under harmonic interference Aníbal Ferreira  and Ricardo Sousa  University of Porto, FEUP‐DEEC, Portugal  Fr. 33.5  18:00‐18:15 Estimation of Vehicle Roll Angle Ansgar Rehm  University of Applied Sciences Osnabrück, Osnabrück, Germany  Fr. 33.6  18:15‐18:30 A novel low‐complex and low‐memory method for accurate single‐tone frequency estimation Giuseppe Campobello, Cannatà Gianluca, Nicola Donato, Antonio Famulari and Salvatore Serrano.  Dept. of Matter Physics and Electronic Engineering, University of Messina, Italy  

Page 113: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 39

Friday Afternoon, 5th March  

Session:  Wireless Systems 

Time & Place:  17:00‐18:30  ‐ Bacchus Ballroom 

Chairperson:   Yimin Zhang   Villanova University, PA, USA 

 Fr. 32.1  17:00‐17:15 Mobile Terminal Location Estimation Using Support Vector Machines David Xuereb and Carl James Debono Department of Communications and Computer, Engineering, University of Malta, Msida, MSD 2080, Malta  Fr. 32.2  17:15‐17:30 Analysing GOP Structure and Packet Loss Effects on Error Propagation in MPEG–4 Video Streams Arpad Huszak and Sandor Imre Budapest University of  Technology and  Economics, Department of Telecommunications  , Budapest, Hungary  Fr. 32.3  17:30‐17:45 Balancing the Utilization of Mobile Sensor Nodes through Genetic‐based Clustering Carl James Debono1 and Patrick Cauchi2 1Department of Communications and Computer, Engineering, University of Malta, Msida, MSD 2080, Malta; 2Melita plc, Mriehel Bypass, Mriehel, Malta  Fr. 32.4  17:45‐18:00 On the Physical Layer Performance of the Release 8 E‐UTRA Downlink Zijian Bai1, Christoph Spiegel1, Christian Drewes2, Jens Berkmann2, Michael Horvat2, Bertram Gunzelmann2, Tobias Scholand2, Guido H. Bruck2 and Peter Jung1 1Lehrstuhl  für  Kommunikationstechnik,  Universität  Duisburg‐Essen,  Duisburg,  Germany;  2Infineon Technologies AG, Germany  Fr. 32.5  18:00‐18:15 A Comparison of DSP, ASIC and RISC DSP Based Implementations of Multiple Access in LTE Hari Krishna Boyapati1 and Raja Kumar Ratnam Varada2 1G  S  Sanyal  School  of  Telecommunications,  Indian  Institute  of  Technology  Kharagpur,  Kharagpur, India; 2Department of E & E C E, Indian Institute of Technology Kharagpur, Kharagpur, India   Fr. 32.6  18:15‐18:30 

Invited Paper Outer‐Loop Power Control in a Live UMTS Network: Measurement, Analysis and Improvements Markus Laner, Philipp Svoboda and Markus Rupp Institute  of  Communications  and  Radio‐Frequency  Engineering,  Vienna  University  of  Technology, Gusshausstrasse 25/389, A‐1040 Vienna, Austria 

Page 114: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

38 

Friday Afternoon, 5th March  

Session:  Special Session on Advances in DSP  

Time & Place:  15:00‐16:30 ‐  Salaminia 

Chairperson:  Andreas Spanias SenSIP  and  CSSER  Centers,  School  of  ECEE,  Arizona  State  University, Tempe, USA  

Fr. SS. 31.1  15:00‐15:15 Minimax Rate Distortion for a Class of Sources Farzad Rezaei1, Photios Stavrou2, Charalambos Charalambous2 and Christos Kourtellaris2 1University of Ottawa; 2University of Cyprus  Fr. SS. 31.2  15:15‐15:30 Design of Nearly Linear‐Phase Recursive Digital Filters by Using Unconstrained Least‐pth Minimax Optimization Andreas Antoniou, Sunil Belur Nagaraj and Rajeev Nongpiur Department of Electrical and Computer Engineering, University of Victoria, Victoria, Canada  Fr. SS. 31.3  15:30‐15:45 Bayesian estimation of dynamic systems function expansions Georgios Mitsis1 and Saad Jbabdi2 1Department of Electrical and Computer Engineering, University of Cyprus, Nicosia, Cyprus; 2Centre for Functional Magnetic Resonance Imaging of the Brain, University of Oxford, United Kingdom  Fr. SS. 31.4  15:45‐16:00 Dynamic Range Extension Using Multiple A/D Converters  Lakis Christodoulou1, John Lane2 and Takis Kasparis1  1Cyprus University of Technology, Cyprus; 2University of Central Florida, USA   Fr. SS. 31.5  16:00‐16:15 Signal Processing for Biologically Inspired Sensors  P. Sattigeri, J.  J. Thiagarajan, K. N. Ramamurthy, B. Konnanath, T. Mathew, A. Spanias, M. Goryll, T. Thornton, S. Prasad and S. Phillips  SenSIP and CSSER Centers, School of ECEE, Arizona State University, Tempe, USA   Fr. SS. 31.6  16:15‐16:30 Segmentation of Macroscopic Slice Images for  Colorectal Cancer Evaluation   Styliani Petroudi1 and Michael Brady2 1University  of  Cyprus,  Department  of  Electrical  and  Computer  Engineering,  University  of  Cyprus, Nicosia, Cyprus.  2Wolfson Medical Vision Lab, Department  of Engineering Science, University of Oxford, UK    Coffee Break  16:30‐17:00   

Page 115: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 37

Friday Morning, 5th March  

Session:  Systems and Control II 

Time & Place:  15:00‐16:30 ‐ Amathousia 

Chairperson:   Peter Bauer  Department of Electrical  Engineering, University of Notre Dame, Notre Dame, IN, USA 

  Fr. 30.1  15:00‐15:15 Control and Estimation of Downhole Pressure in Managed Pressure Drilling Operations Jing Zhou  and Gerhard Nygard  Petroleum Department, International Research Institute of Stavanger, Bergen, Norway  Fr. 30.2  15:15‐15:30 A New Adaptive Control of a Double‐electromagnet Suspension System R. Barzamini1, H. A. Talebi1, A. R. Yazdizadeh2 and H. Eliasi1 1Faculty  of  Electrical  Engineering,  Amirkabir  University  of  Technology,  Tehran,  Iran;  2Faculty  of Electrical Engineering, Power and Water University of Technology, Tehran, Iran  Fr. 30.3  15:30‐15:45 A Robust Predictive Controller Based on GOBF Modelling and LMIs Technique for a MIMO System Jalel Ghabi1, Ali Douik1 and Hassani Messaoud1,2 1Laboratory ATSI “Automatique Traitement de Signal et Imagerie” in the National School of Engineers of Monastir‐Tunisia; 2National School of Engineers of Monastir‐Tunisia;   Fr. 30.4  15:45‐16:00 An Auto‐Zeroing Current‐Starved Floating‐Gate Band Pass Filter Mehdi Azadmehr  and Yngvar Berg  Vestfold University College, Institute of Microsystem Technology, Horten, Norway  Fr. 30.5  16:00‐16:15 On the Non‐negative Impulse Response of Continuous‐Time Multi‐Dimensional Systems Yuzhe Liu  and Peter Bauer  Department of Electrical Engineering, University of Notre Dame, Notre Dame, IN, USA  Fr. 30.6  16:15‐16:30 Modeling of an Impact Transducer for In Situ Adaptive Disdrometer Calibration  Takis Kasparis1 and John Lane2  1Cyprus University of Technology, Cyprus; 2University of Central Florida, USA;   Coffee Break  16:30‐17:00 

Page 116: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

36 

Friday Afternoon, 5th March  

Session:  Synchronization and Equalization 

Time & Place:  15:00‐16:30 ‐ Daphne 

Chairperson:  Hidekazu Taoka    Access Network Development Department, NTT DOCOMO,  Kanagawa, Japan   Fr. 29.1  15:00‐15:15 MMSE Timing Recovery using Multi‐Channel Early‐Late Gates for Analog Multi‐Tone System Tsutomu Takeya  and Tadahiro Kuroda  Department of Electronics and Electrical Engineering, Keio University, Yokohama, Japan  Fr. 29.2  15:15‐15:30 Efficient Phase Noise Modelling of a PLL‐Based Frequency Synthesizer Goulven Eynard , Noëlle Lewis  and Dominique Dallet  IMS‐Bordeaux 1 University, France  Fr. 29.3  15:30‐15:45 A Constrained Constant Modulus Algorithm Based on Uniform Linear Arrays Lei Zhang , Wei Liu  and Richard Langley  Communications Research Group, Department of Electronic and Electrical Engineering, University of Sheffield, UK  Fr. 29.4  15:45‐16:00 Frame Synchronization among Base Stations for TDD Systems Tetsuei Wada , Takao Hara  and Minoru Okada  Graduate School of Information Science, Nara Institute of Science and Technology, Nara, Japan  Fr. 29.5  16:00‐16:15 Sigma‐Delta Modulation Technique for Low Noise Fractional‐N Frequency Synthesizer Nahid Fatahi  and Hooman Nabovati  Department of Electrical Engineering, Sadjad University, Mashhad, Iran   Coffee Break  16:30‐17:00  

Page 117: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 35

Friday Afternoon, 5th March  

Session:  Special Session on Cooperative Methods in Wireless Networks 

Time & Place:  15:00‐16:30 ‐ Daphne 

Chairpersons:  Petros Elia and Dirk Slock     EURECOM, Mobile Communication Department, Sophia Antipolis, France   Fr. SS. 28.1  15:00‐15:15 Relay Selection for Joint Resource Allocation in Cooperative Multiflow Wireless Networks Gareth Middleton, Behnaam Aazhang Rice University Houston, Texas, USA    Fr. SS. 28.2  15:15‐15:30 Implicit cooperation in distributed energy‐efficient networks" M. Le Treust, S. Lasaulce and M. Debbah  Affiliation [missing]  Fr. SS. 28.3  15:30‐15:45 Cooperative Relaying in Car‐to‐Car Communications: Initial Results from an Experimental Study  Günther Brandner1, Udo Schilcher1, Christian Bettstetter2 1University  of  Klagenfurt, Mobile  Systems  Group,  Institute  of  Networked  and  Embedded  Systems, Austria; 2Lakeside Labs GmbH, Klagenfurt, Austria   Fr. SS. 28.4  15:45‐16:00 Sum‐rate Optimized Power Allocation for the OFDM Multiple Access Relay Channel  Mohieddine El Soussi, Abdellatif Zaidi, Jérôme Louveaux and Luc Vandendorpe.  Communications and Remote  Sensing  Laboratory,  Louvain  School of Engineering,  Louvain‐la‐Neuve, Belgium    Fr. SS. 28.5  16:00‐16:15 Partner Selection in Cooperative Networks: Efficiency vs Fairness in Ricean Fading Channels" Paolo Castiglione1, Stefano Savazzi2, Monica Nicoli2 and Gerald Matz3 1Telecommunication  Research  Center  Vienna  Vienna,  Austria;  2Dip.  di  Elettronica  e  Informazione, Politecnico di Milano, Milano, Italy;  3INTHFT, Vienna University of Technology, Vienna, Austria     Fr. SS. 28.6  16:15‐16:30 Opportunistic Routing with Congestion Diversity and Tunable Overhead Mohammad Naghshvar and Tara Javidi Department of Electrical and Computer Engineering, University of California San Diego, CA, USA  Coffee Break  16:30‐17:00  

Page 118: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

34 

Friday Afternoon, 5th March  

Session:    DSP Implementation and Time‐frequency Analysis 

Time & Place:  13:30‐15:00 ‐  Salaminia 

Chairperson:     Charis Theeocharides     University of Cyprus, Cyprus     Fr. 27.1  13:30‐13:45 Dimensional  characterization  of  an  elastic  tube  using  the  spectrogram  and  the  reassigned spectrogram time‐frequency analysis Latif Rachid1, Aassif Elhoucein2, Laaboubi Mostafa2 and Maze Gerard3 1ESSI,  ENSA, Université  Ibn  Zohr, Agadir, Maroc;  2LMTI,Université  Ibn  Zohr, Agadir, Maroc;  3LOMC, Laboratoire des Ondes et Milieux Complexes, Le Havre, France   Fr. 27.2  13:45‐14:00 Asynchronous ADC with Configurable Resolution and Binary Tree Structure Nikos Petrellis1, Michael Birbas1, John Kikidis1 and Alex Birbas2 1Analogies SA, Patras Science Park, Platani‐Rio, 26504, Patras, GREECE; 2University of Patras, Patras, Greece  Fr. 27.3  14:00‐14:15 Efficient Processing of JPEG2000 Imagery Eric Balster  and William Turri  Dept. of Electrical and Computer Engineering, University of Dayton, Kettering Laboratory, Dayton, OH, USA  Fr. 27.4  14:15‐14:30 A combined Teager‐Huang and Hough Transforms for LFM Signals Detection Jean‐Christophe Cexus

1, Abdel‐Ouahab Boudraa

1,2 and Abdelkhalek Bouchikhi

1,2 

1ENSIETA Brest, France; 2Ecole Navale Brest, France  Fr. 27.5  14:30‐14:45 Non‐iterative frequency estimation in the DFT magnitude domain Ricardo Sousa  and Aníbal Ferreira  University of Porto, FEUP‐DEEC, Portugal  Fr. 27.6  14:45‐15:00 Fast Method to Detect Specific Frequencies in Monitored Signal Marwan Jaber  and Daniel Massicotte  Université du Québec à Trois‐Rivières, Electrical and Computer Engineering Department, Laboratory of Signal and System Integration, Canada  Coffee Break  16:30‐17:00  

Page 119: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 33

Friday Afternoon, 5th March  

Session:  Special Session on Quantum Control II  

Time & Place:  13:30‐15:00 ‐ Amathousia 

Chairpersons:  Edmond A. Jonckheere   Department of Electrical Engineering and Mathematics, University of 

Southern California, Los Angeles, CA, USA   

Alireza Shabani Princeton University, Chemistry Department, Princeton, NJ, USA 

Sophie Schirmer   Department of Applied Mathematics and Theoretical Physics University 

of Cambridge, Cambridge, UK  

 Fr. SS. 26.1  13:30‐13:50 Back and forth nudging for quantum state reconstruction Ashley Donovan1, Mazyar Mirrahimi2, Pierre Rouchon3 1Department of Chemistry, Princeton University, Princeton; 2INRIA Paris‐Rocquencourt, France; 3Centre Automatique et Systèmes, France  Fr. SS. 26.2  13:50‐14:10 Pure State Stabilization with Discrete‐Time Quantum Feedback Saverio Bolognani and Francesco Ticozzi Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione, Universit`a di Padova, Italy  Fr. SS. 26.3  14:10‐14:30 Quantum System Identification: Hamiltonian Estimation using Spectral and Bayesian Analysis Sophie G Schirmer1, Frank C Langbeiny2 1Department of Applied Maths & Theoretical Physics, Univ. of Cambridge, UK;  2School of Computer Science, Cardiff University, UK  Fr. SS. 26.4  14:30‐15:00 Round table discussion on outstanding quantum and other control problems  Coffee Break  16:30‐17:00    

Page 120: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

32 

Friday Afternoon, 5th March  

Session:  Receiver Design  

Time & Place:  13:30‐15:00 ‐ Daphne 

Chairperson:  Carl James Debono  Department of Communications and Computer, Engineering, University of Malta, Msida, Malta 

 Fr. 25.1  13:30‐13:45 Paths Complex Gain Tracking Algorithms for OFDM Receiver in Slowly‐Varying Channels Laurent Ros1, Hussein Hijazi2 and Eric Pierre Simons2  1GIPSA‐lab, Image and Signal Department, France; 2IEMN lab, TELICE group, IEMN/UMR, France  Fr. 25.2  13:45‐14:00 Multi  Pulse  Position  Amplitude  Modulation  for  ultra‐high  speed  Time‐Hopping  UWB communication systems over AWGN channel Marijan Herceg , Drago Žagar  and Dario Galić  Faculty of Electrical Engineering, Osijek, Croatia  Fr. 25.3  14:00‐14:15 A DVB‐T2 Receiver Realization based on a Software‐Defined Radio Concept Christian Kocks1, Alexander Viessmann1, Andreas Waadt1, Christoph  Spiegel1, Admir Burnic1, Guido Bruck1, Peter Jung1, Jaeyoel Kim2, YeonJu Lim2 and Hyeon Woo Lee2 1University  of  Duisburg‐Essen,  Department  of  Communication  Technologies,  Duisburg,  Germany; 2Samsung Electronics, Global Standards and Research Lab. Suwon, Korea  Fr. 25.4  14:15‐14:30 Hardware Implementation of a Viterbi Decoder Using the Minimal Trellis Richard D Souza , Bruno U Pedroni  and Volnei A Pedroni  Federal Technological University of Paraná (UTFPR) – Curitiba – PR – Brazil  Fr. 25.5  14:30‐14:45 Stochastic  Characterization  of  Amplified  Photons  in  Lightwave  Systems  with  Optically  Bistable Elements Hooman Abediasl , Ali Naqavi , Khashayar Mehrany  and Jawad Salehi  Optical Network  Research  Laboratory  (ONRL),  School  of  Electrical  Engineering,  Sharif University  of Technology, Tehran, Iran  Coffee Break  16:30‐17:00  

Page 121: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 31

Friday Morning, 5th March  

Session:    Signal and Image Processing 

Time & Place:    11:00‐12:30 ‐  Salaminia 

Chairperson:     Akira Taguchi  Tokyo City University, Tokyo, Japan 

 Fr. 24.1  11:00‐11:15 Optimal steering vector adaptation for linear filters leading to robust beamforming Michal Natora1, Felix Franke2, Simon Broda3 and Klaus Obermayer1 1Institute for Software Engineering and Theoretical Computer Science, Berlin  Institute of Technology, Berlin, Germany; 2Bernstein Center for Computational Neuroscience, Berlin, Germany; 3Department of Quantitative Economics, University of Amsterdam, Amsterdam, The Netherlands  Fr. 24.2  11:15‐11:30 Reconstruction of Streams of Diracs Based on the State Space Method Aitor Erdozain  and Pedro Crespo  CEIT and TECNUN (Universidad de Navarra), San Sebastián, Spain  Fr. 24.3  11:30‐11:45 Spatial Weighted Averaging for ERP Denoising in EEG Data Andriy Ivannikov , Tommi Kärkkäinen , Tapani Ristaniemi  and Heikki Lyytinen  Finland University of Jyväskylä, Finland  Fr. 24.4  11:45‐12:00 An  Improved  Solution  to  the  Subband  Blind  Source  Separation  Permutation  Problem  Based  on Optimized Filter Banks Bo Peng1, Wei Liu1 and Danilo P Mandic2 1Communications Research Group, Department of Electronic and Electrical Engineering, University of Sheffield, UK; 

2Communications and Signal Processing Research Group, Department of Electrical and 

Electronic Engineering, Imperial College London, UK  Fr. 24.5  12:00‐12:15 Blind Beamforming for Multi‐path Wideband Signals Based on Frequency Invariant Transformation Wei Liu  Department of Electronic and Electrical Engineering, University of Shefield, Shefield, UK 

 Fr. 24.6  12:15‐12:30 Blind Equalization Using Digital Watermarking Muhammad Kashif Samee  and Jürgen Götze  Information Processing Lab, Dortmund University of Technology, Dortmund, Germany  Lunch  12:30‐13:30

Page 122: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

30 

Friday Morning, 5th March  

Session:  Special Session on Quantum Control I  

Time & Place:  11:00‐12:30 ‐ Amathousia 

Chairpersons:  Edmond A. Jonckheere   Department of Electrical Engineering and Mathematics, University of 

Southern California, Los Angeles, CA, USA    Alireza Shabani Princeton University, Chemistry Department, Princeton, NJ, USA

Sophie Schirmer

Department of Applied Mathematics and Theoretical Physics University of Cambridge, Cambridge, UK 

 

 Fr. SS. 23.1  11:00‐11:20 

Invited Paper Level Sets of Quantum Control Landscapes Vincent Beltrani1, Jason Dominy2, Tak‐San Ho3 and Herschel Rabitz4 1Department  of  Chemistry,  Princeton  University;  2Program  in  Applied  and  Computational Mathematics,  Princeton University;  3Department  of  Chemistry,Princeton University;  4Department  of Chemistry, Princeton University  Fr. SS. 23.2  11:20‐11:40 

Invited Paper Symmetry Principles in Quantum System Theory of Multi‐Qubit Systems Made Simple Thomas Schulte‐Herbrüggen, Uwe Sander, Robert Zeier Dept. Chemistry, Technical University Munich (TUM), 85747 Garching  Fr. SS. 23.3  11:40‐12:00 Open‐Loop Control Design via Parametrization Applied in a Two‐Level Quantum System Model Markku Nihtilä Department of Physics and Mathematics, University of Eastern Finland, Kuopio, Finland   Fr. SS. 23.4  12:00‐12:20 Control‐assisted decoherence‐free manifolds E. Jonckheere1, A. Shabani2, A. T. Rezakhani3 1Department of Electrical Engineering, University of Southern California, Los Angeles; 2Department of Chemistry Princeton University Princeton; 3Department of Chemistry, University of Southern California, Los Angeles   

Page 123: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 29

Friday Morning, 5th March  

Session:  Special Session on MIMO Radar 

Time & Place:  11:00‐12:30 ‐ Daphne 

Chairperson:   H. Vincent Poor   Princeton University, USA   Fr. SS. 22.1  11:00‐11:15 Diversity Gain for MIMO Radar Employing NonOrthogonal Waveforms Qian He1 and Rick Blum2 1EE  Department,  University  of  Electronic  Science  and  Technology  of  China,  ,  Sichuan  China;  2ECE Department, Lehigh Universit, USA  Fr. SS. 22.2  11:15‐11:30 MIMO Radar Target Detection with Parametric Scattering Correlation Model Tuomas Aittomäki  and Visa Koivunen  Department of Signal Processing and Acoustics, SMARAD CoE Aalto University, Finland   Fr. SS. 22.3  11:30‐11:45 Transmit Policies for MIMO Radar Detection and Time‐Delay Estimation Guido Jajamovich

1, Marco Lops

2 and Xiaodong Wang

1Electrical  Engineering  Department,  Columbia University, New  York,  NY, USA;  2ENSEEIHT/IRIT/INPT Toulouse ‐ France & DAEIMI, Universit`a degli, Studi di Cassino, Cassino (FR) ‐ ITALY  Fr. SS. 22.4  11:45‐12:00 Localization  Performance  of  Coherent  MIMO  Radar  Systems  Subject  to  Phase  Synchronization Errors Hana Godrich, Alexander Haimovich New Jersey Institute of Technology, Newark, NJ, USA  Fr. SS. 22.5  12:00‐12:15 Range Estimation for MIMO Step‐Frequency Radar with Compressive Sensing Yao Yu1, Athina Petropulu1 and Vincent Poor2 1Electrical & Computer Engineering Department, Drexel University, USA;  2School of Engineering and Applied Science, Princeton University, USA  Lunch  12:30‐13:30  

Page 124: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

28 

Friday Morning, 5th March Session:  Wireless Networks 

Time & Place:  11:00‐12:30  ‐ Bacchus Ballroom 

Chairperson:  Costas N. Georghiades    Texas A&M University, Texas, USA 

 Fr. 21.1  11:00‐11:15 Joint Source and Relay Power Optimization in Multiuser Cooperative Wireless Networks Ying Jin and Yimin Zhang Center for Advanced Communications, Villanova University, USA  Fr. 21.2  11:15‐11:30 Outage Regions of Cooperative Networks for different Coding Schemes Tobias Renk, Holger Jaekel and Friedrich K Jondral Communications Engineering Lab (CEL), Karlsruhe Institute of Technology (KIT)  Fr. 21.3  11:30‐11:45 A Novel Sense‐Transmit‐Wait Strategy  for Coexistence of Cognitive Radio Networks with  IEEE 802 11 WLANs Yingxi Liu, Nikhil Kundargi and Ahmed Tewfik University of Minnesota, Twin Cities, Minneapolis, Minnesota  Fr. 21.4  11:45‐12:00 Cost‐sharing for Cooperative Relay Cognitive Radio Networks Shabnam Sodagari and Sven Bilen Dept. of Electrical Engineering, The Pennsylvania State University, PA, USA  Fr. 21.5  12:00‐12:15 Energy aware Routing in Location based Ad‐hoc Networks Jangsu Lee, Seunghwan Yoo, Yongjun Lee and Sungchun Lee University of Sogang, Republic of Korea  Lunch  12:30‐13:30  

Page 125: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 27

  Friday Morning, March 5th  Session:   Keynote Fr. 1 & 2  Time & Place:   8:30‐9:30 ‐ Bacchus Ballroom  Chairperson:   Anthony G. Constantinides   Imperial College, UK  

Keynote Fr. 1     8:30‐9:30 Big Rooms to small boxes back to big Rooms Gene A. Frantz TI Principal Fellow, TI Futurist, Texas Instruments Incorporated, USA 

 Keynote Fr. 2    9:30‐10:30 Traffic Pattern Analysis and Load Balancing in Negatively Curved Networks Edmond Jonckheere University of Southern California, USA  Coffee Break  10:30‐11:00  

 

Page 126: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

26 

Thursday Afternoon, 4th March  

Session:  Special Session on Multi‐Media Processing over Wireless Communications  

Time & Place:  17:00‐18:30 ‐  Salaminia 

Chairperson:  Yoshikazu Miyanaga Science and Technology Hokkaido University, Sapporo, Japan 

  

 Th. SS. 20.1  17:00‐17:15 Rate‐Distortion Development for Optimal Truncation in JPEG2000 Imagery Eric Balster , Benjamin Fortener  and William Turri  Department  of  Electrical  and  Computer  Engineering,  University  of  Dayton,  Kettering  Laboratory, Dayton, OH, USA  Th. SS. 20.2  17:15‐17:30 Vector Quantization Based on a Binary Search‐like Algorithm Long‐Jhe Yan  and Shaw‐Hwa Hwang  Electrical Engineering, Department, National Taipei University of Technology, Taipei, Taiwan  Th. SS. 20.3  17:30‐17:45 

Invited Paper Content Similarity Based Early Skip Mode Decision for Low Power Surveillance Video Compression Xin Jin and Satoshi Goto 1Xin Jin is with the Information Technology Research Organization, Waseda University, Fukuoka, Japan 808‐0135;  2Graduate  School  of  Information,  Production  and  Systems, Waseda University,  Fukuoka, Japan 808‐0135  Th. SS. 20.4  17:45‐18:00 

Invited Paper Content‐based Interactive Image Retrieval from Java Enabled Mobile devices Iftikhar Ahmad1 and Moncef Gabbouj2 1Nokia  Corporation,  Tampere,  Finland;  2Department  of  Signal  Processing  at  Tampere University  of Technology, Tampere, Finland  Th. SS. 20.5  18:00‐18:15 

Invited Paper Implementation of Simultaneous Video Decoding on Multicore Processor Yuki Kawamura1, Yasutake Manabe1, Takao Onoye1, Kazuto Ohhara2, Hiroyuki Okada2 and Ikuo Keshi2 1Graduate School of Information, Science and Technology, Osaka University, Osaka, Japan; 2Advanced Image and Telecommunication Laboratories, Corporate R & D Group, Sharp Corporation, Japan  Th. SS. 20.6  18:15‐18:30 

Invited Paper Modified Histogram Equalization for Image Contrast Enhancement Kota Murahira , Takashi Kawakami  and Akira Taguchi  Tokyo City University, Tokyo, Japan   �

Page 127: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 25

Thursday Afternoon, 5th March  

Session:  Systems and Control I 

Time & Place:  17:00‐18:30 ‐ Amathousia 

Chairperson:  Vladimir Kucera    Czech Technical University in Prague, Faculty of Electrical Engineering, Prague, 

Czech Republic   

 Th. 19.1  17:00‐17:15 Delay‐Dependent H∞ Control of Linear Systems with input Delay Using Composite State‐Derivative Feedback Ala Shariati , Hamid Taghirad  and Batool Labibi  Advanced Robotics and Automated Systems (ARAS), Faculty of Electrical and Computer Engineering, K. N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran  Th. 19.2  17:15‐17:30 Optimum Immigration Policies Based on Linear Quadratic Theory Ioannis Tzortzis and Charalambos Charalambous Department of Electrical and Computer Engineering, University of Cyprus, Nicosia, Cyprus   Th. 19.3  17:30‐17:45 Finite‐time stabilization of non affine systems A constructive method for polynomial systems Walid Ben Mabrouk1, Chakib Ben Njima1, Hassani Messaoud1 and Germain Garcia2,3 1Ecole nationale d’ingénieurs de Monastir, Monastir; 2CNRS Toulouse, France; 3Université de Toulouse, Toulouse, France  Th. 19.4  17:45‐18:00 Open‐Loop Control Design via Parametrization Applied in a Two‐Level Quantum System Model Markku Nihtila  Department of Physics and Mathematics, University of Eastern Finland, Kuopio, Finland  Th. 19.5  18:00‐18:15 Adaptive PID Controller Design with Application to Nonlinear Water Level in NEKA Power Plant Alireza Yazdizadeh1, Arash Mehrafrooz1 and Roohollah Barzamini2 1Faculty  of  Electrical  Engineering,  Power  and Water  University  of  Technology,  Tehran,  Iran;  2Iran Power development company, Tehran, Iran  Th. 19.6  18:15‐18:30 

Invited Paper Self‐Adaptive Middleware for Building Context‐Aware Software for Public Transit Systems Asad M Madni, Hossein Rahnama and Alireza Sadeghian Ryerson University, Toronto, Canada 

 Coffee Break  16:30‐17:00 

  

Page 128: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

24 

Thursday Afternoon, 4th March  

Session:  MIMO II 

Time & Place:  17:00‐18:30 ‐ Daphne 

Chairperson:  Marco Lops   ENSEEIHT/IRIT/INPT Toulouse ‐ France & DAEIMI, Universit`a degli, Studi di 

Cassino, Cassino (FR), Italy   Th. 18.1  17:00‐17:15 MIMO Channel Measurements Using an Experimental MIMO System Matthias Lieberei  and Udo Zölzer  Department of Signal Processing and Communications, Helmut‐Schmidt‐Universitä /University of the Federal Armed Forces, Hamburg, Germany  Th. 18.2  17:15‐17:30 Lattice‐Reduction‐Aided K‐Best MIMO Detector based on the Channel Matrix Condition Number Sandra Roger , Alberto Gonzalez , Vicenc Almenar  and Antonio M Vidal  Institute  of  Telecommunications  and Multimedia  Applications  (iTEAM),  Universidad  Politécnica  de Valencia, Valencia, Spain   Th. 18.3  17:30‐17:45 Performances of Beamforming Techniques Combined  to Switching Algorithm  in Multi‐User MIMO Systems Yosra Mlayeh , Fatma Rouissi , Fethi Tlili  and Adel Ghazel  CIRTACOM Laboratory, Ecole Supérieure des Communications de Tunis, Tunis, Tunisia  Th. 18.4  17:45‐18:00 Channel Estimation for MIMO‐OFDM Systems in Fast Time‐Varying Environments Hussein Hijazi1, Eric Pierre Simon1, Martine Lienard1 and Laurent Ros2 1Laboratoire TELICE, U.S.T.L. Lille 1, France; 2GIPSA‐lab, Department Image Signal, France  Th. 18.5  18:00‐18:15 Robust  Broadband  Beamforming  Based  on  Frequency  Invariance  Constraints  and  Worst‐Case Performance Optimization Yong Zhao , Wei Liu  and Langley Richard  Communications Research Group, Department of Electronic and Electrical Engineering, University of Sheffield, UK  Th. 18.6  18:15‐18:30 Receiver Diversity with Blind And Semi‐Blind FIR SIMO Channel Estimates Samir Omar1, Dirk Slock1 and Oussama Bazzi2 1Mobile Communications Department, Eurecom, Sophia Antipolis, France; 2Department of Physics and Electronics Faculty of Sciences I, Lebanese University Hadath, Beirut, Lebanon  Bus leaves for Gala Dinner  19:30  

Page 129: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 23

Thursday Afternoon, 4th March  Session:  Special Session on Audio Signal Processing   A.3 Sound Synthesis and Reproduction 

Time & Place:  17:00‐18:30  ‐ Bacchus Ballroom 

Chairperson:   Rudolf Rabenstein   University Erlangen‐Nuremberg, Erlangen, Germany   Th. SS.17.1  17:00‐17:20 Physically Inspired Playable Models of Guitar, a Tutorial Gianpaolo Evangelista  Digital Media, Linköping University, Norrköping, Sweden  Th. SS. 17.2  17:20‐17:40 Wave Field Synthesis for Next Generation Videoconferencing Jose J Lopez , Maximo Cobos , Basilio Pueo  and Emanuel Aguilera  Institute  for Telecommunications and Multimedia Applications, Universidad Politécnica de Valencia, Spain  Th. SS. 17.3  17:40‐18:00 Controlling double dipole loudspeaker radiation by adapted input filtering Tobias Corbach , Martin Holters  and Udo Zölzer  Helmut‐Schmidt‐University, University of the Federal Armed Forces Hamburg, Germany  Th. SS. 17.4  18:00‐18:20 Reproduction of Focused Sources by the Spectral Division Method Sascha Spors  and Jens Ahrens  Deutsche Telekom Laboratories, Technische Universität Berlin, Berlin, Germany  Bus leaves for Gala Dinner  19:30  

Page 130: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

22 

Thursday Afternoon, 4th March  

Session:    Image analysis II 

Time & Place:  15:00‐16:30 ‐  Salaminia 

Chairperson:     Andreas Lanitis Department  of  Multimedia  and  Graphic  Arts,  Cyprus  University  of Technology, Lemesos, Cyprus 

 Th. 16.1  15:00‐15:15 Three Dimensional Bayesian State Estimation Using Shearlet EDGE Analysis and Detection David Schug  and Glenn Easley  University of Maryland, College Park, MD, USA  Th. 16.2  15:15‐15:30 Effective Discriminant Feature Extraction Framework for Face Recognition Yan Yan  and Yujin Zhang  Department of Electronic Engineering, Tsinghua University, Beijing, China  Th. 16.3  15:30‐15:45 Image Quality Measurement in the Frequency Domain Georgios Triantafyllidis  Department of Applied Information Technology & Multimedia Technological Educational Institution of Crete, Heraklion, Crete, Greece  Th. 16.4  15:45‐16:00 2D cross‐Psi_B‐energy operator for images analysis J.‐C. Cexus1, A.‐O. Boudraa1,2, A. Baussard1, F.H. Ardeyeh1 and E.H.S. Diop1,2 1ENSIETA / Brest, France; 2Ecole Navale, Brest, France  Th. 16.5  16:00‐16:15 Where's Waldo? Human Figure Segmentation Using Saliency Maps Omri Soceanu1, Guy Berdugo1, Dmitry Rudoy1, Yair Moshe1 and Itsik Dvir2 1Technion ‐ Israel Institute of Technology, Haifa, Israel; 2Mate – Intelligent Video  Th. 16.6  16:15‐16:30 Age Estimation Based on Head Movements: A Feasibility Study Andreas Lanitis  Department of Multimedia and Graphic Arts, Cyprus University of Technology, Lemesos, Cyprus  Coffee Break  16:30‐17:00   

Page 131: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 21

Thursday Afternoon, 4th March  

Session:  Identification and Estimation II 

Time & Place:  15:00‐16:30 ‐ Amathousia 

Chairpersons:   Tara Javidi   University of California San Diego, CA, USA 

  Marios M. Polycarpou   University of Cyprus, Nicosia, Cyprus   Th. 15.1  15:00‐15:15 Maximum  Likelihood  Estimator  For  Doppler  Parameter  And  Cramer  Rao  Bound  In  ZP‐OFDM Underwater Acoustic Channel Bastien Lyonnet , Cyrille Siclet  and Jean‐Marc Brossier  GIPSA‐lab GRENOBLE, France  Th. 15.2  15:15‐15:30 A Subspace Based Method for Time Delay Estimation Jafar Shalchian , Ali Khaki‐Sedigh  and Alireza Fatehi  APAC research group, Control Department, K.N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran  Th. 15.3  15:30‐15:45 Proposal of Plug and Play Ego‐motion Estimator for Mobile Robot Naoki Suganuma1, Yuichi Hayashi2 and Tomonori Shimizu1 1Institute of Science and Engineering, Kanazawa University, Kanazawa Ishikawa, Japan; 2DENSO  Inc.; 3Kanazawa University, Japan  Th. 15.4  15:45‐16:00 A simple control technique for partial and complete parameter identification of the chaotic Lorenz system Ashraf Zaher  Physics Department, Kuwait University, Safat, Kuwait  Th. 15.5  16:00‐16:15 lamda‐min Algorithm using TAP approach Manel Abdelhedi , Omessad Hamdi  and Ammar Bouallegue  SYSCOM Laboratory, ENIT, Tunis, Tunisia  Coffee Break  16:30‐17:00     

Page 132: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

20 

Thursday Afternoon, 4th March  

Session:  MIMO I 

Time & Place:  15:00‐16:15 ‐ Daphne 

Chairperson:  Subhrakanti Dey University of Melbourne, Australia �

Th. 14.1  15:00‐15:15 Outage Capacity and Probability for a Class of MIMO Channels Ioanna Ioannou  and Charalambos Charalambous  University of Cyprus  Th. 14.2  15:15‐15:30 Optimized  Linear  Receivers  and  Power Allocation  for  Two Multi‐User MIMO Downlink  Schemes with Linear Precoding Mustapha AMARA1, Yi Yuan‐Wu1 and Dirk Slock2 1Orange Labs, RESA/WIN, Moulineaux, France 

2EURECOM, Sophia Antipolis, France 

 Th. 14.3  15:30‐15:45 Receiver and Transmitter Iterative Optimization Using Maximum Sum‐Rate Criterion for Multi‐User MIMO Systems Mustapha AMARA1, Yi Yuan‐Wu1 and Dirk Slock2 1Orange Labs, RESA/WIN, Moulineaux, France 2EURECOM, Sophia Antipolis, France  Th. 14.4  15:45‐16:00 Recovery of a Lattice Generator Matrix from its Gram Matrix for Feedback and Precoding in MIMO Francisco A. Monteiro1,2 and Ian J. Wassell2 1Department of Engineering, University of Cambridge, UK;  2The Computer  Laboratory, University of Cambridge, UK  Th. 14.5  16:00‐16:15 Smart Antenna Performance for Correlated Azimuth Spread and Ricean K‐Factor Constantin Siriteanu1, Yoshikazu Miyanaga1 and Steven Blostein2 1Graduate  School,  of  Information  Science  and  Technology,  Hokkaido  University,  Sapporo,  Japan; 2Department of Electrical and Computer Engineering, Queen’s University, Kingston, Canada  Coffee Break  16:30‐17:00  

Page 133: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 19

Thursday Afternoon, 4th March  Session:  Special Session on Audio Signal Processing   A.2 Analytical Methods in Acoustic Signal Processing 

Time & Place:  15:00‐16:30  ‐ Bacchus Ballroom 

Chairpersons:   Rudolf Rabenstein (Organised by)   University Erlangen‐Nuremberg, Erlangen, Germany 

Sascha Spors Deutsche Telekom Laboratories, Berlin, Germany 

 Th. SS. 13.1  15:00‐15:20 A preliminary comparative investigation between a diffusion equation model and diffuse reflection algorithms in room‐acoustics modeling Juan M Navarro1, José Escolano2 and José J  López3 1Polytechnic  Sciences  Depart.,  San  Antonio’s  Catholic  University  of  Murcia,  Murcia,  Spain; 

2Telecommunication  Engineering  Department,  University  of  Jaén,  Linares,  Spain; 

3iTeAM  Institute, 

Universidad Politécnica de Valencia, Valencia, Spain  Th. SS. 13.2  15:20‐15:40 Finite Difference Time Domain Modeling of Phase Grating Diffusion Konrad Kowalczyk1 and Maarten van Walstijn2 1Multimedia  Communications  and  Signal  Processing,  University  of  Erlangen‐Nuremberg,  Erlangen, Germany; 2Sonic Arts Research Centre (SARC), Queen’s University of Belfast, Belfast, United Kingdom  Th. SS. 13.3  15:40‐16:00 Spatial alignment of acoustic sources based on spherical harmonics radiation analysis Boaz Rafaely  Department of Electrical and Computer Engineering, Ben‐Gurion University of the Negev, Israel  Th. SS. 13.4  16:00‐16:30 An Analytical Approach to 3D Sound Field Reproduction Employing Spherical Distributions of Non‐Omnidirectional Loudspeakers Jens Ahrens  and Sascha Spors  Deutsche  Telekom  Laboratories,  Technische  Universität  Berlin,  Ernst‐Reuter‐Platz  7,  10587  Berlin, Germany  Coffee Break  16:30‐17:00  

Page 134: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

18 

Thursday Afternoon, 4th March  Session:  Image Analysis I 

Time & Place:  13:30‐15:00 ‐  Salaminia 

Chairperson:   Moncef Gabbouj Tampere University of Technology, Tampere, Finland       

 Th. 12.1  13:30‐13:45 Motion Capture with Constrained Inverse Kinematics for Real‐Time Hand Tracking Andreas Aristidou  and Joan Lasenby  Department of Engineering, University of Cambridge, Cambridge, UK   Th. 12.2  13:45‐14:00 Sparse Representations for Automatic Target Classification in SAR Images Jayaraman  Jayaraman  Thiagarajan,  Karthikeyan  Natesan  Ramamurthy,  Peter  Knee  and  Andreas Spanias  School of Electrical, Computer and Energy Engineering, Arizona State University,  USA  Th. 12.3  14:00‐14:15 Coherent Receiver for AIS Satellite Detection Marian Jurado Gallardo1,2 and Ulrich Sorger1 1Faculty of Science, Technology and Communication, University of Luxembourg; 2LuxSpace, Chateau de Betzdorf, Luxembourg  Th. 12.4  14:15‐14:30 Neural Network‐Assisted Reconstruction of Full Polarimetric SAR Information Thanh Hai Le1, Ian McLoughlin1, Ken Yoong Lee2 and Timo Bretschneider2 1School  of  Computer  Engineering,  Nanyang  Technological  University,  Singapore  2EADS  Innovation Works Singapore, Singapore   Th. 12.5  14:30‐14:45 Human Detection from Hemispherical Image Based on Probabilistic Appearance Model Mamoru Saito  and Katsuhisa Kitaguchi  Osaka Municipal Technical Research Institute, Osaka, Japan  Th. 12.6  14:45‐15:00 Graphs Representing Quadtree Structures using Eight Edges Ryosuke Kadowaki , Koyo Motomura, Shinpei Ohkura  and Kunio Aizawa  Department  of  Mathematics  and  Computer  Science,  Interdisciplinary  Faculty  of  Science  and Engineering, Shimane University, Matsue  Coffee Break  16:30‐17:00   

 

Page 135: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 17

Thursday Afternoon, 4th March  

 

Session:  Identification and Estimation I 

Time & Place:  13:30‐14:45 ‐‐ Amathousia 

Chairperson:  Christos Panayiotou    Department of Electrical and Computer Engineering, University of 

Cyprus, Nicosia, Cyprus   Th. 11.1  13:30‐13:45 Design and Comparative Study of the RKHS model reduction techniques Okba Taouali , Ilyès Aissi  and Hasani Messaoud  Ecole Nationale d’Ingenieurs de Monastir, Monastir,Tunisia  Th. 11.2  13:45‐14:00 ZF OFDM Receiver for Underwater Communications Alain Kibangou1, Cyrille Siclet 2 and Laurent Ros2 1GIPSA‐Lab, System control Department, University, Joseph Fourier, CNRS, France ; 2GIPSA‐Lab, Image and Signal Department, University Joseph Fourier, CNRS, France  Th. 11.3  14:00‐14:15 Event Localization Using Sensor Networks for Sources with Non‐Circular Footprint Michalis Michaelides  and Christos Panayiotou  KIOS  Research  Center  for  Intelligent  Systems  and  Networks  and  the  Department  of  Electrical  and Computer Engineering, University of Cyprus, Nicosia, Cyprus  Th. 11.4  14:15‐14:30 Model‐Based Fault Detection and Isolation for a Powered Wheelchair Masafumi Hashimoto1, Fumihiro Itaba2 and Kazuhiko Takahashi1 1Doshisha University, Japan; 2Hitachi Automotive Systems, Japan  

Th. 11.5  14:30‐14:45 

Invited Paper New IC Filters for the Analog Front End George Moschytz School of Engineering, Bar‐Ilan University, Ramat‐Gan, Israel and ETH, Zurich, Switzerland  Coffee Break  16:30‐17:00  

Page 136: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

16 

Thursday Afternoon, 4th March  

Session:  Special Session on Advances in MIMO 

Time & Place:  13:30‐15:00 ‐ Daphne 

Chairperson:   Ananthanarayanan Chockalingam Department of ECE, Indian Institute of Science, Bangalore, India 

Th. SS. 10.1  13:30‐13:50 Experiments on Peak Spectral Efficiency of 50 bps/Hz with 12‐by‐12 MIMO Multiplexing for Future Broadband Packet Radio Access Hidekazu Taoka

1 and Kenichi Higuchi

1Radio Access Network Development Department, NTT DOCOMO,  Kanagawa, Japan; 2Department of Electrical Engineering, Tokyo University of Science, Chiba, Japan  Th. SS. 10.2  13:50‐14:10 Low‐Complexity Algorithms for Large‐MIMO Detection Ananthanarayanan Chockalingam  Department of ECE, Indian Institute of Science, Bangalore 560012, INDIA  Th. SS. 10.3  14:10‐14:30 Performance Analysis of Single‐Symbol Maximum Likelihood Decodable Linear STBCs Behrouz Maham1, B. Sundar Rajan2 and Are Hjørungnes1  1UNIK  – University Graduate  Center, University  of Oslo, Norway;  2Dept.  of  ECE,  Indian  Institute  of Science, Bangalore, India  Th. SS. 10.4  14:30‐14:50 Deterministic Processing for MIMO Systems Ranjan Mallik1, Manav Bhatnagar1 and Jack Winters2 1Department of Electrical Engineering,  Indian  Institute of Technology – Delhi, New Delhi,  India; 2Jack Winters Communications, NJ, U.S.A.  Coffee Break  16:30‐17:00  

Page 137: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 15

Thursday Afternoon, 4th March  Session:  Special Session on Audio Signal Processing   A.1 Acoustic Source Processing 

Time & Place:  13:30‐15:00 ‐ Bacchus Ballroom 

Chairpersons:   Rudolf Rabenstein (Organised by)   University Erlangen‐Nuremberg, Erlangen, Germany 

  José Javier López Monfort   Universidad Politecnica de Valencia, Valencia, Spain    Th. SS. 9.1  13:30‐13:50 Analysis of Room Reverberation Effects in Source Localization Using Small Microphone Arrays Maximo Cobos1, José J López1 and Sascha Spors2 1Institute of Telecommunications and Multimedia Applications, Universidad Politécnica de Valencia, Valencia, Spain; 

2Deutsche Telekom Laboratories, Technische Universität Berlin, Berlin, Germany 

 Th. SS. 9.2  13:50‐14:10 Accuracy  of  Time‐Difference‐of‐Arrival  Based  Source  Localization  Algorithms  under  Temperature Variations Paolo Annibale  and Rudolf Rabenstein  University Erlangen‐Nuremberg, Erlangen, Germany  Th. SS. 9.3  14:10‐14:30 Speech Enhancement for Binaural Hearing Aids based on Blind Source Separation Klaus Reindl , Yuanhang Zheng  and Walter Kellermann  Multimedia Communications and Signal Processing, University of Erlangen, Erlangen, Germany  Th. SS. 9.4  14:30‐14:50 Self‐calibration of two microphone arrays from volumetric acoustic maps in non‐reverberant rooms Salvo Daniele Valente , Fabio Antonacci , Marco Tagliasacchi , Augusto Sarti  and Stefano Tubaro  Dipartimento di Elettronica ed Informazion, Politecnico di Milano, Italy  Coffee Break  16:30‐17:00  

Page 138: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

14 

Thursday Morning, 4th March  

Session:  Special Session on Information Theoretic Methods in Signal Processing  

Time & Place:  11:00‐12:00 ‐  Salaminia 

Chairperson:  Jaakko Astola Department  of  Signal  Processing,  Tampere  University  of  Technology, Finland 

  Th. SS. 8.1  11:00‐11:20 Secure HARQ communication protocols based on Turbo Codes Alessandro Neri , Daniele Blasi  and Patrizio Campisi  Applied Electronics Department at the University of Roma TRE, Roma, IT   Th. SS. 8.2  11:20‐11:40 Maximum  likelihood, optimal L‐ and adaptive estimators of  location parameter  for data  samples with symmetric heavy‐tailed distributions Alexey Roenko1, Vladimir Lukin1 and Igor Djurovic2 1National  Aerospace  University  named  after,  N.E.  Zhukovsky  “KhAI”,  Kharkov,  Ukraine;  Electrical Engineering Department, University of Montenegro, Podgorica, Montenegro  Th. SS. 8.3  11:40‐12:00 Interleaved quantization‐optimization and predictor structure selection for lossless compression of audio companded signals Ioan Tabus , Vlad Tabus  and Jaakko Astola  Department of Signal Processing, Tampere University of Technology, Finland  Th. SS. 8.4  12:00‐12:20 Fast search on the shells of Golay codes Ioan Tabus, Mari Seppanen  and Adriana Vasilache  Department of Signal Processing, Tampere University of Technology, Tampere, Finland  Lunch  12:30‐13:30  

Page 139: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 13

Thursday Morning, 4th March

Session:    Biomedical Signal and Image Processing 

Time & Place:    11:00‐12:30 ‐ Amathousia 

Chairpersons:     Christos Loizou       Intercollege, Cyprus 

      Efthyvoulos Kyriacou       Frederick University, Cyprus  Th. 7.1  11:00‐11:15 Comparison of Canonical Correlation Analysis and ICA Techniques for fMRI Mohammad Reza Arbabshirani1, Mansor Nakhkash2 and Hamid Soltanian Zadeh3 1ECE department, University of New Mexico, USA; 2Dept. of Electrical Eng.,Yazd University, Yazd, Iran; 3Department of Electrical and Computer Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran  Th. 7.2  11:15‐11:30 Processing of human colonic pressure signals using overdetermined ICA Cheng Pan , Sheping Tian  and Guozheng Yan  School of Electronic, Information and Electrical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, China  Th. 7.3  11:30‐11:45 Diffuse Optical Mammotomography Based on Backprojection Algorithm with Vainberg‐Butterworth Filtration Alexander Konovalov1, Alexander Uglov1 and Vladimir Lyubimov2 1Russian  Federal  Nuclear  Center  Zababakhin  Institute  of  Applied  Physics,  Snezhinsk  Chelyabinsk Region; 2Institute for Laser Physics of Vavilov State, Optical Institute Corporation, St.Petersburg, Russia  Th. 7.4  11:45‐12:00 The Bilinear Brain: Towards Subject‐Invariant Analysis Christoforos Christoforou1, Robert Haralick2, Paul Sajda3 and Lucas Parra4 1R.K.I  Leaders  Limited,  Aradipou,  Larnaca,  Cyprus;  2Department  of  Computer  Science,  Graduate Center,  CUNY,  New  York,  USA;  3Department  of  Biomedical  Engineering,  Columbia  University,  New York, USA;  4Department  of Biomedical  Engineering,  The  City  College  of  The  City University  of New York, USA  Th. 7.5  12:00‐12:15 DCN Variations for Autism Diagnosis Majid Alsagabi  and Ahmed Tewfik  Department of Electrical and Computer Engineering, University of Minnesota, Minneapolis, MN, USA  Th. 7.6  12:15‐12:30 M‐mode State Based Identification in Ultrasound Videos of the Carotid Artery C. P. Loizou1, M. Pantziaris2, C. S. Pattichis3, E. Kyriakou4 1Department of Computer Science, School of Sciences, Intercollege, Limassol, Cyprus; 2Cyprus Institute of Neurology and Genetics, Nicosia, Cyprus;  3Department of Computer Science, University of Cyprus, Nicosia, Cyprus; 4Department of Computer Science, Frederick University, Limassol, Cyprus  Th. 7.7  12:30‐12:45 A New Dissimilarity Index of EEG SIGNALS for Epileptic Seizure Detection Mohammad  Niknazar1,  Seyed  Reza  Mousavi2,  Bijan  Vosoughi  Vahdat1,  Mohammad  Bagher Shamsollahi1 and Mohammad Sayyah3 1Biomedical Signal and Image Processing Laboratory (BiSIPL), School of Electrical Engineering, Sharif, University  of  Technology,  Tehran,  Iran;  2Biomedical  Engineering  Laboratory,  School  of  Electrical Engineering, Sharif University of Technology, Tehran Iran; 3Physiology and Pharmacology Department, Pasteur Institute  Lunch  12:30‐13:30  

Page 140: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

12 

Thursday Morning, 4th March  

Session:  Special Session on Green Communications 

Time & Place:  11:00‐12:15 ‐ Daphne 

Organised by:  Gerhard P. Fettweis and Steffen Bittner 

Chairperson:   Christian Isheden TU Dresden, Vodafone Chair, Dresden, Germany  Th. SS. 6.1  11:00‐11:15 Communication Infrastructure of Smart GRID   Kwang‐Cheng Chen    Graduate Institute of Communication Engineering National Taiwan University, Taipei, Taiwan     Th. SS. 6.2  11:15‐11:30 Overall ICT Footprint and Green Communication Technologies    Willem Vereecken , Ward Van Heddeghem , Didier Colle , Mario Pickavet  and Piet Demeester  Ghent University ‐ IBBT, Department of Information Technology (INTEC) Gaston Crommenlaan 8, Bus 201, 9050 Ghent, Belgium   Th. SS. 6.3  11:30‐11:45 Approaches to Energy Efficient Wireless Access Networks   Oliver Blume1, Dietrich Zeller1,2 and Ulrich Barth1   1Wireless  Communication,  Department  of  Alcatel‐Lucent  Bell  Labs  in  Stuttgart,  Germany; 

2Project 

Coordinator of the EARTH project  Th. SS. 6.4  11:45‐12:00 A Novel Time‐Domain Sleep Mode Design for Energy‐Efficient LTE Rui Wang , John Thompson  and Harald Haas  Institute for Digital Communications, Joint Research Institute for Signal and Image Processing, School of Engineering and Electronics, the University of Edinburgh, Edinburgh, UK  Th. SS. 6.5  12:00‐12:15 CoolReader‐‐‐An Energy Autonomous E‐Reader with Broadband Wireless Connection Christian Isheden1, Matthias Klaus2 and Gerhard Fettweis1 1Vodafone Chair Mobile Communications Systems, Technical University Dresden, Dresden, Germany; 2Plastic Logic GmbH, Dresden, Germany  Lunch  12:30‐13:30 

Page 141: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 11

Thursday Morning, 4th March  

Session:    Audio and Speech II 

Time & Place:    11:00‐12:45 ‐ Bacchus Ballroom 

Chairperson:   Aníbal Ferreira  University of Porto, FEUP‐DEEC, Portugal 

 Th. 5.1  11:00‐11:15 Formant Distortion After Codecs For Arabic Amr Nabil  and Mohamed Hesham  Engineering Mathematics and Physics Dept., Faculty of Engineering, Cairo University, Egypt  Th. 5.2  11:15‐11:30 The Research and Implementation of Acoustic Module Based Mandarin TTS Cheng‐Yu Yeh  Department of Electrical Engineering, National, Chin‐Yi University of Technology, Taichung, Taiwan, Republic of China  Th. 5.3  11:30‐11:45 Localisation‐based, situation‐adaptive mask generation for source separation Nilesh Madhu and Jan Wouters ExpORL,Dept. Neurosciences, Katholieke Universiteit Leuven, Leuven, Belgium  Th. 5.4  11:45‐12:00 Incorporating the Human Hearing Properties in the GSVD‐Based Approach for Speech Enhancement Masoud Geravanchizadeh  and Sanaz Ghaemi Sardaroudi  Faculty of Electrical and Computer Engineering, University of Tabriz, Tabriz, Iran  Th. 5.5  12:00‐12:15 Hybrid Embedding Strategy For a Blind Audio Watermarking System Using EMD and ISA Techniques el Hamdouni Nawal1 , Adib Abdellah2, Sonia Djaziri Larbi3  and Monia Turki3  1LRIT,  laboratory associated of CNRST, Faculty of Sciences, Rabat, Maroc; 2LIM@II‐FSTM; 3U2S, ENIT, Tunis, Tunisie  Th. 5.6  12:15‐12:30 Audio object individual operation and its application to earphone leakage noise reduction Shota Suzuki

1, Shigeki Miyabe

2, Noriyoshi Kamado

1, Hiroshi Saruwatari

1, Kiyohiro Shikano

1, Toshiyuki 

Nomura3 1Nara Institute of Science and Technology, Nara, Japan; 2The University of Tokyo, Tokyo, Japan, 3NEC Corporation, Kanagawa, Japan  Lunch  12:30‐13:30 

Page 142: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

10 

Thursday Morning, March 4th  

Session:   Keynote Th. 1 

Time & Place:   8:30‐9:30 ‐ Bacchus Ballroom 

Chairperson:   Moncef Gabbouj Tampere University of Technology, Tampere, Finland     

  

Keynote Th. 1     8:30‐9:30 On the Role of Signal Processing in the Amazing Progress of Digital Storage Jack Keil Wolf Stephen O. Rice Professor of Electrical and Computer Engineering and a member of the Center for Magnetic Recording Research, University of California, San Diego, USA 

 

 

Session:   Keynote Th. 2 

Time & Place:   9:30‐10:30 ‐ Bacchus Ballroom 

Chairperson:  Costas N. Georghiades    Texas A&M University, Texas, USA 

      Keynote Th. 2     9:30‐10:30 Low Power Design for Video Processing and Compression  Satoshi Goto Waseda University, Japan    Coffee Break  10:30‐11:00  

Page 143: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 9

Wednesday Morning, 3rd March

Session:    Applications 

Time & Place:    11:00‐12:30 ‐  Salaminia 

Chairperson:   Nicolas Tsapatsoulis   Cyprus University of Technology, Cyprus  Wed. 4.1  11:00‐11:15 Region‐of‐Interest based Adaptation of Video to Mobile Devices Tamir Nuriel  and David Malah  Department of Electrical Engineering, Technion‐ Israel Institute of Technology  Wed. 4.2  11:15‐11:30 A crop field modelling to simulate agronomic images Gawain Jones1, Christelle Gee1, S. Villette1 and Frédéric Truchetet2 1AgroSup Dijon, Dijon, France; 2Le2i, Université de Bourgogne, Dijon, France  Wed. 4.3  11:30‐11:45 DCT based Scalable Scrambling Method with Reversible Data Hiding Functionality KokSheik Wong 1 and Kiyoshi Tanaka 2 1Faculty of Engineering, Multimedia University, Malaysia; 2Faculty of Engineering, Shinshu University,  Nagano, Japan  Wed. 4.4  11:45‐12:00 Single‐Microphone Blind Audio Source Separation via Gaussian Short+Long Term AR Models Antony Schutz  and Dirk Slock  EURECOM, Mobile Communication Department, Sophia Antipolis, France  Wed. 4.5  12:00‐12:15 Evidence of spatio‐temporal transition to chaos in the spine Srideep Musuvathy1  and Edmond Jonckheere2  1Department  of  Electrical  Engineering,  University  of  Southern  California,  Los  Angeles,  CA,  USA; 2Department  of  Electrical  Engineering  and  Mathematics,  University  of  Southern  California,  Los Angeles, CA, USA  Wed. 4.6  12:15‐12:30 A local Total Electron Content Neural Network model over Cyprus Haris Haralambous1, Photos Vrionides1, Lefteris Economou2 and Harris Papadopoulos1 1Frederick University Nicosia, Cyprus; 2Intercollege, Limassol, Cyprus  Light Lunch   12:45  Bus leaves for Nicosia  12:45  Cyprus Meze at the Plaka Tavern in Lefkosia  19:30 

Page 144: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

Wednesday Morning, 3rd March

Session:    Genome Signal Analysis 

Time & Place:    11:00‐12:30 ‐ Amathousia 

Chairperson:     Paul Dan Cristea (Organized by)       University "Politehnica" of Bucharest, Romania   Wed. SS. 3.1  11:00‐11:15 Nucleotide Genomic Signals Methodology Paul Dan Cristea  University "Politehnica" of Bucharest, Romania  Wed. SS. 3.2  11:15‐11:30 Local description of molecular surfaces Arsene Octavian   POLITEHNICA University of Bucharest, Bucharest, Romania  Wed. SS. 3.6  12:15‐12:30 Performance comparison of techniques for DNA sequence prediction using neural networks Georgi Tsenov, Alexandra Nikolova, and Valeri Mladenov Technical University of Sofia, Bulgaria  Wed. SS. 3.4  11:45‐12:00 An Adaptive Intelligent Model for Nucleotide Sequence Forecasting Iulian Nastac1 and Rodica Tuduce2 1Electronics  Department,  University,  "Politehnica"  of  Bucharest,  Bucharest,  Romania;  2Bio‐Medical Engineering Centre, Polytechnic, University of Bucharest, Bucharest, Romania   Light Lunch   12:45  Bus leaves for Nicosia  12:45  Cyprus Meze at the Plaka Tavern in Lefkosia  19:30  

Page 145: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 7

Wednesday Morning, 3rd March  

Session:  Special Session on Spectrum Sensing for Cognitive Radios 

Time & Place:  11:00‐12:15 ‐ Daphne 

Chairperson:  Visa Koivunen Aalto University, Department of Signal Processing and Acoustics, Finland 

   Wed. SS. 2.1  11:00‐11:15 On Signal Detection Techniques for the DVB‐T Standard Danyo Danev  Department of Electrical Engineering (ISY), Linköping University, Linköping, Sweden  Wed. SS. 2.2  11:15‐11:30 On the Implementation of Autocorrelation‐based Feature Detector Kari  Kokkinen1,  Vesa  Turunen1,  Marko  Kosunen1,  Sachin  Chaudhari2,  Visa  Koivunen2  and  Jussi Ryynänen1 1Aalto University, Department of Micro‐ and Nanosciences;  2Aalto University, Department of  Signal Processing and Acoustics, Finland   Wed. SS. 2.3  11:30‐11:45 Characterization of spatial diversity in cooperative spectrum sensing Jan Oksanen , Jarmo Lundén  and Visa Koivunen  Aalto University  School of  Science and Technology, Department of  Signal Processing and Acoustics, Finland  Wed. SS. 2.4  11:45‐12:00 Low complexity bandwidth compression mappings for sensor networks Kimmo Kansanen1, Anna Kim1, Ragnar Thobaben2 and Johannes Karlsson2 1Institute of  Electronics  and  Telecommunications, Norwegian University  of  Science  and Technology, Norway;  2School of Electrical Engineering and ACCESS Linnaeus Center Royal  Institute of Technology Stockholm, Sweden   Wed. SS. 2.5  12:00‐12:15 Adaptive Channel Coding for the Three‐Node Relay Channel with Limited Channel‐State Information Zhongwei Si , Ragnar Thobaben  and Mikael Skoglund  1School  of  Electrical  Engineering  and  ACCESS  Linnaeus  Center  Royal  Institute  of  Technology  (KTH), Stockholm, Sweden  Wed. SS. 2.6  12:15‐12:30 A Novel Parallelized Goodness‐of‐Fit Test Based Dynamic Spectrum Access Technique for Cognitive Radio Networks Nikhil Kundargi and Ahmed Tewfik University of Minnesota, Twin Cities, Minneapolis, Minnesota, USA   Light Lunch   12:45  Bus leaves for Nicosia  12:45  Cyprus Meze at the Plaka Tavern in Lefkosia  19:30 

Page 146: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

Wednesday Morning, 3rd March  

Session:    Audio and Speech I 

Time & Place:    11:00‐12:30 ‐ Bacchus Ballroom 

Chairperson:     Seyed Mohammad Ahadi Sarkani       Amirkabir University of Technology, Iran 

  Wed. 1.1  11:00‐11:15 Sound Classification based on Temporal Feature Integration Stavros Ntalampiras1, Ilyas Potamitis2 and Nikos Fakotakis1 1Electrical  and  Computer  Engineering  Department,  University  of  Patras,  Greece;  2Technological Educational Institute of Crete, Department of Music Technology and Acoustics, Greece  Wed. 1.2  11:15‐11:30 Footprint  Reduction  of  Concatenative  Text‐To‐Speech  Synthesizers  using  Polynomial  Temporal Decomposition Tamar Shoham1, David Malah1 and Slava Shechtman2 1Department of Electrical Engineering, Technion‐  Israel  Institute of Technology;  2IBM Haifa Research Labs  Wed. 1.3  11:30‐11:45 Modulation Spectral Features for Objective Voice Quality Assessment Maria Markaki  and Yannis Stylianou  Computer Science Dept, University of Crete, Greece  Wed. 1.4  11:45‐12:00 Audio encoding using Huang and Hilbert transforms K. Khaldi 1,2,4, A.O. Boudraa2, B. Torrésani3, Th. Chonavel4 and M. Turki1 1Unité  Signaux  et  Systèmes,  ENIT,  Tunis,  Tunisia;  2IRENav,  Ecole  Navale,  BCRM  Brest,  France; 3Université de Provence, Marseille, France; 4Institut Télécom; Télécom Bretagne, Brest Cedex, France  Wed. 1.5  12:00‐12:15 Objective Evaluation of Magnitude and Phase Only Spectrum‐based Reconstruction of the Speech Signal Erfan Loveimi  and Seyed Mohammad Ahadi  Speech  Processing Research  Laboratory,  Electrical  Engineering Department, Amirkabir University  of Technology, Iran  Wed. 1.6  12:15‐12:30 Improving the Noise‐Robustness of Mel‐Frequency Cepstral Coefficients for Speaker Verification Masoud Geravanchizadeh and Amir Karimpour Faculty of Electrical and Computer Engineering, University of Tabriz, Tabriz, Iran   Light Lunch   12:45  Bus leaves for Nicosia  12:45  Cyprus Meze at the Plaka Tavern in Lefkosia  19:30  

Page 147: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 5

Wednesday Morning, March 3rd  

Session:   Keynote Wed. 1 & 2 

Time & Place:   8:30‐10:30 ‐ Bacchus Ballroom 

Chairperson:   Sanjit K. Mitra University of Southern California, USA 

 

 

Keynote Wed. 1     8:30‐9:30 Technology Evolution and Societal Development: Does One Model Serve Both? Andrew J. Viterbi University of Southern California and Viterbi Group, San Diego, CA, USA 

 

 Keynote Wed. 2     9:30‐10:30 Modeling Interconnected Systems Jan C. Willems Guest Profesor, K.U. Leuven, Belgium   Coffee Break  10:30‐11:00 

Page 148: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

 

 

 

 

 

 

Technical Program

 

Page 149: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 3

   

   Friday, 5th Mar. 2010 

  Bacchus Ballroom 

8:30‐9:30 Keynote Fr. 1 ‐ Big Rooms to small boxes back to big Rooms 

Gene A. Frantz 

9:30‐10:30 

Keynote Fr. 2 ‐ Traffic Pattern Analysis and Load Balancing in Negatively Curved Networks 

                           Edmond Jonckheere 

10:30‐11:00  Coffee Break    

  Bacchus Ballroom  Daphne  Amathousia  Salaminia   

11:00‐12:30  Wireless Networks  Special Session on MIMO Radar (Organised by Prof. H. Vincent Poor) 

Special Session on Quantum Control I (Organised by Prof. E. A. Jonckheere, A. Shabani, and S. Schirmer) 

Signal and Image Processing 

  

                 

12:30‐13:30  Lunch 

13:30‐15:00    Receiver Design  Special Session on Quantum Control II  

(Organised by Prof. E. A. Jonckheere, A. Shabani, and S. Schirmer) 

DSP Implementation and Time‐Frequency Analysis 

  

                 

15:00‐16:30  Special Session on Cooperative Methods in Wireless Networks (Organised by Profs D. Slock and P. Elia) 

Synchronization and Equalization 

Systems and Control II  

 

Special Session on Advances in DSP (Organised by Prof. A. Spanias) 

  

                 

16:30‐17:00  Coffee Break    

17:00‐18:30  Wireless Systems   Estimation  Special Session on Intelligent Feedback Systems (Organised by Prof. P. Ioannou) 

DSP for Communications 

                   

Page 150: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

                 

   Thursday, 4th Mar. 2010 

  Bacchus Ballroom 

8:30‐9:30  Keynote Th. 1 ‐ On the Role of Signal Processing in the Amazing Progress of Digital Storage Jack Keil Wolf 

9:30‐10:30   

Keynote Th. 2 ‐ Low Power Design for Video Processing and Compression  

Satoshi Goto 

10:30‐11:00  Coffee Break    

  Bacchus Ballroom  Daphne  Amathousia  Salaminia   

11:00‐12:30  Audio and Speech II  Special Session on Green Communications (Prof. Gerhard P. Fettweis and Steffen Bittner) 

 

Biomedical Signal and Image Processing 

Special Session on Information Theoretic Methods in Signal Processing (Organised by Prof. J. Astola) 

  

                 

12:30‐13:30  Lunch 

13:30‐15:00  Special Session on Audio Signal Processing  I (Organised by Prof. R. Rabenstein) 

Special Session on Advances in MIMO (Organised by Prof. A. Chockalingam) 

Identification and Estimation I 

Image analysis I    

                 

15:00‐16:30  Special Session on Audio Signal Processing II (Organised by Prof. R. Rabenstein) 

MIMO I  Identification and Estimation II 

Image Analysis II    

                 

16:30‐17:00  Coffee Break    

17:00‐18:30  Special Session on Audio Signal Processing III (Organised by Prof. R. Rabenstein) 

MIMO II  Systems and Control I  Special Session on Multi‐Media Processing over Wireless Communications (Organised by Prof. Y. Miyanaga)    

                

19:30  Bus leaves for Gala Dinner    

Page 151: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� 1

 

  

Program at a Glance  

   Tuesday, 2th Mar. 2010 

19:00‐20:00  Opening Ceremony 

20:15‐22:00  Welcome Cocktail                  

   Wednday, 3rd Mar. 2010 

  Bacchus Ballroom 

8:30‐9:30 Keynote Wed. 1 ‐ Technology Evolution and Societal Development: Does One Model Serve Both? 

Andrew J. Viterbi 

9:30‐10:30 Keynote Wed. 2 ‐ Modeling Interconnected Systems 

Jan C. Willems 

10:30‐11:00  Coffee Break    

  Bacchus Ballroom  Daphne  Amathousia  Salaminia   

11:00‐12:30  Audio and Speech I  Special Session on Spectrum Sensing for Cognitive Radios (Organised by Prof. V. Koivunen) 

Genome Signal Analysis (Organised by Prof. Paul Dan Cristea) 

Applications 

                   

12:45  Light Lunch – Sandwich 

12:45  Bus leaves for Lefkosia 

19:30  Cyprus meze at the Plaka tavern in Lefkosia 

Page 152: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

xxiv 

 

 

 

 

 

ISCCSP 2010 Social Program Welcome Cocktail    Tuesday, 2nd March, 20:00hrs A Welcome Cocktail will  take place  at  the Conference Venue,  Le Meridien  Limassol &  Spa Resort.  Everybody is welcome.  

Lefkosia excursion   Wednesday, 3rd March, 12:45hrs Please note  that on  Thursday, we have organized  a beautiful  excursion  to  Lefkosia,  the Capital of Cyprus and one of  its most beautiful  towns. This will be  free  to all participants. This excursion will start at 12.45hrs and will be completed at night. Our tour will take us to the Cyprus Archaeological museum, the Byzantine Museum, and the medieval city of Lefkosia within the walls, and the dividing line.  In an  effort  to  see as much as possible, participants will be  served  sandwiches on board  the buses for lunch. The evening will end with dinner at Rimi Restaurant, a traditional restaurant located at Laiki Yitonia.  A visit to any capital is a must, but Lefkosia unique in that it is the only remaining divided capital in the world today. The contrast of the old and new is most evident in Lefkosia, with its modern architecture and old city within the Venetian ramparts of 16th century. Lefkosia is a city boasting many important historical monuments and interesting museums.   The  excursion will  start with  a  visit  toLefkosia’s  Archaeological Museum;  here  there  are  artefacts going back to 7000 years BC.  The next visit will be the Byzantine Museum and Art Galleries, an Archbishop Makarios III Foundation Cultural Centre with the  largest collection of  icons on the  island, covering the period from the 9th to 18th century. The Art Galleries contain oil paintings, maps and lithographs. The Byzantine Museum, is one of the finest of its kind in the world. St. John's Cathedral is also located here.  The excursion will end at the ‘Laiki Gitonia’ the restored commercial quarter of the old city, where all the participants will be able to have a stroll. Here they will also have the possibility to visit the “Green Line”, the area which presents the last divided capital of the world.  

Gala dinner ‐ Cyprus Night at Carob Mill Foyer  Thursday, 4th March, 20:00hrs The Lanitis Carob Mill is a 3.000 sq. m. multi‐purpose building situated west of the Medieval Castle of Limassol near the old Port.  In the past, the building was used as a warehouse and later as a carob mill where the collection of carob, the grinding and the separation of its various sub‐products, which were exported  to  England,  Egypt,  Russia,  etc,  took  place.    The  foyer  is  often  used  to  accommodate prestigious events and dinners.  Traditional dancers dressed in traditional costumes will perform Cypriot and Greek dances. Everyone is encouraged to join in! This is certainly a very memorable and fun evening which is completed by the “potiras”  dancer;  an  expert  dancer who  shows  his  excellent  skills  of  balancing  a  large  number  of glasses on his head! Dress informal. 

Page 153: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� xxiii

 

 

 

 

 

General Conference Information   Slide Presentation Guidelines For oral presentations, a laptop PC, video projector, microphone, and laser pointer will be provided. The  laptop  PC  will  have  Windows  XP,  Adobe  Acrobat,  Media  Player,  and  MS  PowerPoint.  The presenters  can  bring  their  presentations  on  CD/memory  stick.  It  is  strongly  recommended  that presenters bring  their presentations on CD/memory  stick  (flash drive)  to  store on  the  laptop PC at least 15 min prior  to your  session. This will avoid  switching  time‐delay between  the presentations. The  regular oral presentations  are  scheduled  for  15‐minute  slots.  Your presentation  should be  12 minutes long, followed by a 3 minute question‐answer period.  There  aere  certain  special  session  papers  that  are  scheduled  for  20  minute  slots,  with  the presentation to last for 16 minutes long, followed by a 4 minute question – answer period. 

Page 154: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

xxii 

 

 

 

 

 

 

 

 

ISCCSP Opening Ceremony Tuesday, March 2nd 2010

 19:00 hrs 

Constantinos S. Pattichis Dean, Faculty of Pure and Applied Sciences, University of Cyprus 

ISCCSP Technical Program Co‐Chair  

C. L. Max Nikias Executive  Vice  President  and  Provost  

University of Southern California, CA, USA  ISCCSP  Honorary  Co‐Chair    

 (DVD message)   

Anthony G. Constantinides Department of Electrical and Electronic Engineering 

Imperial College, UK  

Sanjit K. Mitra Ming Hsieh Department of Electrical Engineering, 

 University of Southern California, USA ISCCSP General Co‐Chair 

 

19:20 hrs Zaharias Rallis  

Cyprus Through the Ages ‐ A Philatelic Journey  

20:15 hrs Welcome Cocktail 

Page 155: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� xxi

Special Sessions

Wednesday, 3rd March – 11:00‐12:30 Special Session on Spectrum Sensing for Cognitive Radios  Organised by Prof. V. Koivunen  Thursday, 4th March – 11:00‐12:30 Special Session on Green Communications  Organised by Profs. Gerhard P. Fettweis and Steffen Bittner 

 Thursday, 4th March – 11:00‐12:30 Special Session on Information Theoretic Methods in Signal Processing  Organised by Prof. J. Astola  Thursday, 4th March – 13:30‐15:00, 15:00‐16:30, and 17:00‐18:30 Special Session on Audio Signal Processing I, II, III Organised by Prof. R. Rabenstein  Thursday, 4th March – 17:00‐18:30 Special Session on Multi‐Media Processing over Wireless Communications  Organised by Prof. Y. Miyanaga 

    

Thursday, 4th March – 13:30‐15:00 Special Session on Advances in MIMO  Organised by Prof. A. Chockalingam  Friday, 5th March – 11:00‐12:30 Special Session on MIMO Radar  Organised by Prof. H. Vincent Poor  Friday, 5th March – 13:30‐15:00 Special Session on Multi‐Media Processing over Wireless Communications  Organised by Prof. Y. Miyanaga  Friday, 5th March – 11:00‐12:30 and  13:30‐15:00 Special Session on Quantum Control I and II  Organised by Profs. E. A. Jonckheere, A. Shabani, and S. Schirmer   Friday, 5

th March – 15:00‐16:30 

Special Session on Intelligent Feedback Systems  Organised by Prof. P. Ioannou  Friday, 5th March – 15:00‐16:30 Special Session on Advances in DSP  Organised by Prof. A. Spanias 

Page 156: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

xx 

the  large‐scale  geometry  paradigm  of  identification  of  graphs  and  manifolds,  N=volume(M),  the theoretical and experimental analyses are amazingly consistent.  

As  long as the network  is negatively curved, congestion will develop  inevitably, and the only way to relief the congestion is to abandon such physically motivated metric of delay in favor of a metric that will make the network positively curved. This  is the well‐known Yamabe flow problem,  instrumental in the proof of the Poincaré conjecture: The Yamabe flow is a differential equation whose solution is a metric that will make the  local network curvature uniformly equal to  its Euler characteristic. Should the latter be positive, existence of a routing strategy avoiding congestion is guaranteed. In topological term, the Euler characteristics is the obstruction to balancing the load.  

At this juncture, other applications of curvature/congestion can be envisioned—like line overload in a power grid, curvature of spin networks, etc.  

 

BIOGRAPHICAL SKETCH 

Edmond Jonckheere is a native of Belgium. He received his degree in Electrical Engineering from the 

Université  de  Louvain,  Louvain‐la‐Neuve,  Belgium,  in  1973;  the  Docteur‐Ingénieur  degree  in 

Aerospace Engineering from the Université Paul Sabater, in Toulouse, France, in 1975; and the Ph.D. 

in Electrical Engineering from the University of Southern California, Los Angeles, in 1978. After a stint 

with  the  Philips  (MBLE)  Research  Laboratory,  Brussels,  Belgium,  he  returned  to  the  University  of 

Southern  California  in  1980,  where  he  is  now  a  full  Professor  of  Electrical  Engineering  and 

Mathematics. His  industrial affiliations have  included Lockheed‐Martin,  the Aerospace Corporation, 

and Honeywell. He has held short term visiting appointment with the Max Planck Institute, Germany, 

the  Facultés  Universitaires  de  Namur,  Belgium,  and  the  Australian  National  University.  His  early 

research interests include the spectral theory of the H problem, for which he was elected Fellow of 

the Institute of Electrical and Electronics Engineers. His most recent research interests include traffic 

signal  analysis  for  intrusion  detection,  Gromov’s  large‐scale  analysis  of  networks,  traffic  pattern 

analysis and  load balancing by curvature control, and most  recently, neurophysiology and quantum 

control.  

 

 

 

 

 

Page 157: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� xix

Traffic  Pattern  Analysis  and  Load  Balancing  in Negatively  Curved Networks 

Edmond Jonckheere 

Professor,  Ming  Hsieh  Department  of  Electrical  Engineering

and Department of Mathematics, University of Southern California, 

USA  

ABSTRACT  ‐  In  the  quest  to  identify  a  single  parameter  that  would  encapsulate  such  relevant properties of networks as their potential to create congestion, network investigators have for the past decade  focused  their  attention  on  the  Small‐World/Scale‐Free  dichotomy, whereas  the  clustering coefficient—itself  a  manifestation  of  the  deeper  concept  of  curvature—initially  attracted  little attention. Certainly, the Small‐World concept has seen spectacular applications in networked system synchronization, more recently in neuro‐physiological system synchronization, whereas the Scale‐Free concept appeared to be a model of networks constructed by the “growth/preferential attachment” process.  

Here,  it  is  argued  that  a  refined  version  of  the  clustering  coefficient—the  curvature—is  the  all encompassing parameter  that predicts network behavior. Curvature  indeed anticipates  congestion, should  the network be negative  curved. Curvature  indeed  anticipates  a  balanced  load,  should  the network be positively curved. Curvature indeed guarantees successful greedy forwarding of packets in sensor networks, provided the curvature has been uniformized by the Ricci flow.  

In general, “traffic” follows some rules optimal relative to some criterion. Traffic in a communication network follows cost minimizing paths, where the “cost” reflects, for example, delays and/or outages. Conceptually, “traffic” can be viewed as a geodesic  flow,  i.e., a  length minimizing  flow,  for a metric that  mimics  the  optimization  rules  that  drive  the  traffic.  It  is  probably  the  most  fundamental Riemannian  geometry  paradigm  that  the  curvature  controls  the  geodesic  flow.  In  the  network language, traffic is controlled by the curvature.  

Our  program  therefore  proceeds  from  the  definition  of  curvature  for  network  graphs.  In  case  of planar graphs, the local curvature at a vertex v is easily defined from the excess/deficit (relative to 2π) of the sum of the angles of the triangles having v as an apex. Next, it is shown that, should the graph have negative  curvature  at  all  of  its  vertices,  “extreme  congestion” will develop  at  the  “center  of mass” of the graph. Of course, real‐life communication networks are far from planar; nevertheless, a vertex v of a non‐planar graph can be given a (scalar) curvature defined as the average curvature over all planar sections containing v. An experimental sensor network example confirms the relevance of the concept and its ability to predict congestion even in a real‐life set‐up.  

The  problem  with  the  local  curvature  is  that  it  does  not  quite  reflect  larger‐scale  properties  of network  congestion—for  example,  how  the  worst  point  congestion  scales  with  the  size  of  the network?  This  larger‐scale  analysis  is  carried  over  following Gromov’s  program of  large‐scale,  also referred to as coarse, geometry. The main point  is that a network could be negatively curved  in the large  scale  (e.g., when  viewed  from  a  distance),  even  though  some  vertices might  have  positive curvature.  By  the  Bonk‐Schramm  theorem,  a  Gromov  large‐scale  negatively  curved  network  is isometric  to a hyperbolic manifold, up  to some  finite distortion. Therefore,  treating a network as a Riemannian manifold M,  it can be shown that the congestion scales as volume(M)2 in the hyperbolic case, whereas  it  scales  as  volume(M)1.5  in  the  Euclidean  case.  Clearly,  congestion  is worse  in  the hyperbolic than in the Euclidean case.  

In a parallel effort, Bell Labs  investigators  found  that  the networks of  the Rocketfuel data base are negatively curved  in Gromov’s  sense, and  the  same  investigators  further endeavored  to determine experimentally how congestion scales with the number of vertices N of the network. They found N2 for the Rocketfuel data base networks and N1.5 for Euclidean lattice networks. If we agree that, under 

Page 158: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

xviii 

ABSTRACT  ‐  The  advancements  of  technology  have  allowed  us  to move  that  technology  from  big rooms  to small boxes.   But  this  is only half of  the  story.   The other half  is how  technology  in small boxes will begin to expand  its capability to control big rooms. This talk will discuss the big room to small box phenomenon along with the pending expansion we are in the midst of experiencing. 

 

BIOGRAPHICAL SKETCH 

Gene Frantz  is  responsible  for  finding new opportunities and  creating new businesses utilizing TI’s 

embedded processing technology.   He  is also considered TI’s  futurist as he spends most of his time 

talking to customers and universities about what’s next in technology. 

 

Frantz has been with Texas instruments for over thirty years, most of it in Digital Signal Processing. He 

is recognized leader in DSP technology both within TI and throughout the industry. 

 

Frantz is a Fellow of the Institution of Electronic and Electronics Engineers.  He holds 40 patents in the 

area of memories,  speech, consumer products and DSP.   He has written more  than 50 Papers and 

articles  and  continually  presents  at Universities  and  conferences worldwide.  Frantz  is  also  among 

industry experts widely quoted in the media due to his tremendous knowledge and visionary view of 

DSO solutions. 

 

Big Rooms to small boxes back to big Rooms 

Gene A. Frantz 

TI Principal Fellow, TI Futurist, Texas Instruments Incorporated, USA 

 

Page 159: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� xvii

 

ABSTRACT  ‐  The  growing  class  of  personal  multimedia  devices  (camera  phone,  digital  camera, portable  desk‐tops,  audio‐  and  video‐based multimedia  products)  as well  as  imaging  systems  and multimedia  communication  systems,  that  demand  real‐time  processing  capability with  low  power consumption, becomes one driving factor for developing efficient video processing and compression techniques with low power consumption. In this talk, a brief overview of H.264 and its extensions will first be provided with  the analysis on  the performance  relationships among  them. Some emerging possibilities for new coding techniques will be summarized. Then, video processing and compression techniques targeting the objective of real‐time and low‐power processing are presented for different kinds of multimedia applications  like  smart car, video  telephony, video  surveillance, high definition video broadcast and etc. Since the different kinds of applications result in diversity in video content, the  techniques  are  designed  accordingly  to  pursue  the  best  trade‐off  between  the  power consumption and processing performance. Algorithms  together with  the hardware  implementation schemes are selectively introduced with performance comparison and discussion. 

 

BIOGRAPHICAL SKETCH 

Satoshi Goto was  born  in Hiroshima,  Japan,  1945.   He  received  the  B.E.  and  the M.E. Degrees  in Electronics and Communication Engineering  from Waseda University  in 1968 and 1970 respectively.  He also received the Dr. of Engineering from the same University in 1981.  He joined NEC Laboratories in 1970 where he worked for LSI design, Multimedia system and Software as GM and Vice President..  Since 2003, he has been Professor, at Graduate  school of  Information, Production and  Systems of Waseda  University  at  Kitakyushu.    His  main  interest  is  now  on  VLSI  design  methodologies  for multimedia and mobile applications.  He has published 7 books, 80 international journal papers, 120 international conference papers with reviews. He served as GC of ICCAD and ASPDAC and was a board member of  IEEE CAS  society. He  is  IEEE Fellow,  IEICE Fellow and Member of Academy Engineering Society of Japan. 

Low Power Design for Video Processing and Compression   Satoshi Goto  Waseda University, Japan    

 

Page 160: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

xvi 

On the Role of Signal Processing  in the Amazing Progress of Digital Storage 

Jack Keil Wolf 

Stephen O. Rice Professor of Electrical and Computer Engineering and a member of the Center for Magnetic Recording Research, University of California, San Diego, USA 

 

ABSTRACT  ‐  By  almost  any  measure  (e.g.,  bits  per  square  inch,  cost  per  megabyte, throughput) digital storage has seen remarkable progress over the last 50+ years.  In this talk I will  summarize  the  role  that  advanced  signal  processing  techniques  has  played  in  this development.   I will also describe  the new  technologies which are competing  for  the next generation storage systems. 

 

BIOGRAPHICAL SKETCH 

Jack  Keil Wolf  received  the  B.S.E.E.  degree  from  the  University  of  Pennsylvania  and  the M.S.E., M.A., and Ph.D. degrees  from Princeton University. He  is currently  the Stephen O. Rice  Professor  of  Electrical  and  Computer  Engineering  and  a member  of  the  Center  for Magnetic Recording Research  at  the University of California,  San Diego. He  is  also  a Vice President, Technology  (part  time) at Qualcomm,  Inc. He has  received  several  IEEE awards including: the 1990 E. H. Armstrong Award, the 1998  IEEE Koji Kobayashi Award, the 2001 Claude  E.  Shannon Medal,  the  2007  Aaron  D. Wyner  Award,  and  the  2004  Richard W. Hamming Medal.   Dr. Wolf was elected to the US National Academy of Engineering in 1993 and was elected as a Fellow of the American Academy of Arts and Sciences in 2005. 

Page 161: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� xv

Modeling Interconnected Systems 

Jan C. Willems  

Guest Profesor, K.U. Leuven, Belgium 

 

ABSTRACT ‐ In Systems Theory, it is customary to view a system in terms of inputs and outputs, and interconnection  as  output‐to‐input  assignment  as  in  series  connection  and  feedback.  However, input/output  thinking  is not  suitable  for physical  systems. The aim of  this  lecture  is  to explain  the behavioral approach  to dynamical  systems as an alternative.  In  this  setting, a  system  is defined as simply a family of trajectories.  Modeling interconnected systems by tearing, zooming, and linking will be discussed. Linking,  the basis of  interconnection, means  sharing variables. The question emerges how  energy  is  transferred  between  systems,  and  leads  to  the  distinction  between  ports  and terminals. Terminals are for  interconnection, ports are for energy transfer. The development will be illustrated by electrical circuits and mechanical systems.  

 

BIOGRAPHICAL SKETCH 

Jan C. Willems was born  in Bruges  in Flanders, Belgium. He  received  the Ph.D. degree  in electrical engineering  from  MIT  in  1968.  He  was  an  assistant  professor  in  the  department  of  electrical engineering at MIT from 1968 to 1973, when he was appointed Professor of Systems and Control  in the Mathematics  department  of  the University  of Groningen.  In  2003,  Professor Willems  became emeritus. Presently he is guest professor at the K.U. Leuven, Belgium. 

He  served  terms  as  chairperson  of  the  European  Union  Control  Association  and  of  the  Dutch Mathematical Society (Wiskundig Genootschap). He has been on the editorial board of a number of journals,  in particular, as managing editor of  the SIAM  Journal of Control and Optimization and of Systems & Control Letters. In 1998, he received the IEEE Control Systems award.  

His research area is Systems and Control Theory. He worked on stability of feedback systems, on the theory of dissipative systems, and on geometric control and other topics in linear systems theory. He developed the behavioral approach to dynamical systems and control. 

His publications may be found on his website http://homes.esat.kuleuven.be/~jwillems/ 

Page 162: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

xiv 

 Technology Evolution and Societal Development: Does One Model Serve Both? 

Andrew J. Viterbi 

Univ. of Southern California and Viterbi Group, San Diego, CA, USA 

 

 

ABSTRACT  ‐ A.A. Markov proposed and developed a  statistical  concept which  suggests  that  future action  should  depend  only  on  the  current  state  of  the  system  or  process.    Exploitation  of  the statistical properties of Markov processes has produced notable  results  in  two  important  areas of digital signal processing: optimum  linear filtering (Kalman), with principal applications to navigation, tracking, orbit determination and even economics;  and finite‐state sequence determination (Viterbi), with applications  to digital  communication,  voice and optical  character  recognition, data  recording and DNA sequence analysis, among others. Both areas will be discussed and compared, as well as the merits of any societal implications of the Markov concept. 

 

BIOGRAPHICAL SKETCH 

Dr.  Andrew  Viterbi  is  a  co‐founder  and  retired  Vice  Chairman  and  Chief  Technical  Officer  of QUALCOMM  Incorporated.   He spent equal portions of his career  in  industry, having previously co‐founded Linkabit Corporation, and in academia as Professor in the Schools of Engineering and Applied Science,  first  at UCLA  and  then  at UCSD,  at which  he  is  now  Professor  Emeritus.  He  is  currently president of  the Viterbi Group,  a  technical advisory and  investment  company. He  also  serves as  a Presidential  Chair  Visiting  Professor  at  the  University  of  Southern  California  and  a  distinguished Visiting Professor at the Technion‐Israel Institute of Technology. 

His principal research contribution, the Viterbi Algorithm,  is used  in most digital cellular phones and 

digital satellite receivers, as well as in such diverse fields as magnetic recording, voice recognition and 

DNA  sequence  analysis.   More  recently,  he  concentrated  his  efforts  on  establishing  CDMA  as  the 

multiple access technology of choice for cellular telephony and wireless data communication.   

Dr. Viterbi  has  received  numerous  honors  both  in  the U.S.  and  internationally.   Among  these  are 

seven  honorary  doctorates,  from  universities  in  Canada,  Israel,  Italy  and  the  U.S.,  the  Marconi 

International Fellowship Award, the IEEE Alexander Graham Bell, the Claude Shannon and the James 

Clerk Maxwell Awards,  the NEC C&C Award,  the Eduard Rhein Foundation Award,  the Christopher 

Columbus Medal,  the  Franklin Medal,  the  Robert  Noyes  Semiconductor  Industry  Award  and  the 

Millennium  Laureate  Award.  He  is  a  member  of  the  National  Academy  of  Engineering  and  the 

National Academy of Sciences and is a Fellow of the American Academy of Arts and Sciences. He has 

received an honorary  title  from  the President of  Italy and  the National Medal of Science  from  the 

President of the United States.  

Viterbi serves on boards and committees of numerous non‐profit institutions, including the University 

of Southern California, MIT Visiting Committee  for Bioengineering, Mathematical Sciences Research 

Institute, Burnham Institute for Medical Research, Scripps Translational Science Institute and he is the 

past  chairman  of  the  Computer  and  Information  Sciences  Section  of  the  National  Academy  of 

Sciences.  

Page 163: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

� xiii

  

 

 

Keynote Lectures Wednesday 3rd March, 8:30‐9:30 

Technology Evolution and Societal Development: Does One Model Serve Both? Andrew J. Viterbi 

Univ. of Southern California and Viterbi Group, San Diego, CA, USA  

Wednesday 3rd March, 9:30‐10:30 Modeling Interconnected Systems 

Jan C. Willems Guest Profesor, K.U. Leuven, Belgium 

 Thursday 4th March 8:30‐9:30 

On the Role of Signal Processing in the Amazing Progress of Digital Storage Jack Keil Wolf 

Stephen O. Rice Professor of Electrical and Computer Engineering and a member of the Center for Magnetic Recording Research, University of California, San Diego, USA 

 Thursday 4th March 9:30‐10:30 

Low Power Design for Video Processing and Compression Satoshi Goto 

Waseda University, Japan  

Friday 5th March, 8:30‐9:30 Big Rooms to small boxes back to big Rooms 

Gene A. Frantz TI Principal Fellow, TI Futurist, Texas Instruments Incorporated, USA 

 Friday 5th March, 9:30‐10:30 

Traffic Pattern Analysis and Load Balancing in Negatively Curved Networks Edmond Jonckheere  

Ming Hsieh Department of Electrical Engineering and  Department of Mathematics University of Southern California, USA

Page 164: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

xii 

 

 

 

 

 

Past ISCCSP Conferences  

ISCCSP 2010 marks the continuation of the previous 3 successful conferences: 

1st  ISCCSP 2004, March 21‐24, Hammamet, Tunisia 

 

2nd  ISCCSP 2006, March 13‐15, Marrakech, Morocco 

 

3rd ISCCSP 2008, March 12–14, Le Méridien Hotel, St. Julians, Malta���

Page 165: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

xi 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Reviewers Aboutajdine  Driss Antoniou  Andreas Astola Jaakko Banavar  Mahesh Belouchrani  Adel Bellanger  Maurice Ben Letaief Khaled Benedetto  Sergio Biglieri  Ezio Bittner  Steffen Boaz Rafaely Jose Escolano Klaus Reindl Jens Ahrens Maximo Cobos Jose Javier Lopez Basilio Pueo Gianpaolo Evangelista Tobias Corbach Konrad Kowalczyk Paolo Annibale Sascha Spors Bouallegue  Ammar Bruckstein  Alfred Constantinides  Anthony Charalambous  Charalambos 

Chockalingam  Ananthanarayanan Christodoulou  Christodoulos Chrsitoforou Christoforos  Dan Cristea Paul del Bimbo Alberto El‐Khamy Said E. Fariba Ariaei Fettweis  Gerhard Gabbouj  Moncef Georghiades  Costas Georgiopoulos  Michael Georgiou  Julius Hadjikostis  Christoforos Hespanha  Joao Ioannou  Petros James Debono Carl Jonckhere  Edmond Kasparis  Takis Khammash  Mustafa Koivunen  Visa Kucera  Vladimir Kyriacou  Efthyvoulos Kyriakides  Elias Lanitis  Andreas Lestas  Marios 

Limebeer  David Loizou  Christos Lou Mingji  Margareta Stefanovic Michael  Maria Mitra  Sanjit Mitsis  Georgios Miyanaga  Yoshikazu Panayiotou  Christos Pattichis  Constantinos Pattichis  Marios Polycarpou  Marios Rabenstein  Rudolf Renfors  Markku Rupp  Markus Samaras  George Sayed  Ali Slock  Dirk Spanias  Andreas Tsapatsoullis  Nikos Vasileiou  Vassos Vincent Poor H. Vukic  Zoran  

Page 166: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

Publicity Co‐Chairs 

Anastasios Kounoudes, Cyprus 

Christos Panayiotou, Cyprus 

 

Publication Co‐Chairs  

Efthyvoulos Kyriakou, Cyprus 

Cristos Loizou, Cyprus 

Nicolas Tsapatsoullis, Cyprus 

Christoforos Hadjicostis, Cyprus 

 

Local Arrangements Co‐Chairs  

Charalambos Charalambous, Cyprus 

Andreas Lanitis, Cyprus 

 

Webmaster and Listserv masters 

Antoniades Athos, University of Cyprus, Cyprus 

Polyvios Polyviou, University of Cyprus, Cyprus 

 

Page 167: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

ix 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

International Technical Program Committee 

Driss Aboutajdine, Morocco 

Andreas Antoniou, Canada 

Jaakko Astola, Finland 

Maurice Bellanger, France 

Adel Belouchrani, Algeria 

Sergio Benedetto, Italy 

Khaled Ben Letaief, Hong Kong 

Ezio Biglieri, Italy 

Boualem Boashash, UAE 

Ammar Bouallegue, Tunisia 

Alfred Bruckstein, Israel 

A. Chockalingam, India 

Paul Dan Cristea, Romania 

Carl James Debono, Malta 

Alberto del Bimbo, Italy 

Said E. El‐Khamy, Egypt 

Gerhard Fettweis, Germany 

Michael Georgiopoulos, USA 

Joao España, USA 

Edmond A. Jonckhere, USA 

Mustafa Khammash, USA 

Vladimir Kucera, Czech Republic 

David Limebeer, UK 

Yoshikazu Miyanaga, Japan 

H. Vincent Poor, USA 

Rudolf Rabenstein, Germany 

Markku Renfors, Finland 

Markus Rupp, Austria 

Ali Sayed, USA 

Dirk Slock, France 

Andreas Spanias, USA 

Zoran Vukic, Croatia 

 

Special Sessions Co‐Chairs 

Takis Kasparis, Cyprus 

Ahmed Tewfik, USA 

 

Finance Co‐Chairs 

Christos Loizou, Cyprus 

Marios Polycarpou, Cyprus 

 

Page 168: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

viii 

 

 

 

 

 

ISCCSP 2010 Committees  

Honorary Chairs 

C.L. Max Nikias, USA 

Stavros Zenios, Cyprus 

 

General Co‐Chairs 

Anthony G. Constantinides, UK 

Sanjit K. Mitra, USA 

 

Technical Program Co‐Chairs 

Moncef Gabbouj, Finland 

Constantinos S. Pattichis, Cyprus 

Costas Georghiades, USA 

 

Page 169: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

vii 

 

 

 

 

ISCCSP 2010 Organization Organized and Sponsored by 

Cyprus University of Technology, Cyprus 

University of Cyprus, Cyprus 

 

Technically Co‐Sponsored by 

IEEE Signal Processing Society 

IEEE Circuits & Systems Society 

The Institution of Engineering and Technology (IET) 

 

Additional Support by 

IEEE Cyprus Section 

IEEE Cyprus Section Engineering in Medicine and Biology and Signal Processing Joint Societies Chapter 

IET Cyprus 

Frederick University, Cyprus 

 

Sponsors 

Gold Sponsor:  

ERICSSON 

Silver Co‐ Sponsors: 

 PrimeTel 

 SignalGeneriX 

Page 170: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

vi 

 

Welcome from the Technical Program Committee Co-Chairs

  

On behalf of the Technical Program Committee of the 4th International Symposium on Communications, Control, and Signal Processing  (ISCCSP‐2010),  it  is a great honor  to welcome you  to Cyprus  for  this event.   The Technical Program  features  the  latest  research and development results  in Communications, Control, and Signal Processing. 

The  symposium had over 200  submissions maintaining and growing  the  level of engagement  from  the research community in ISCCSP.  We would like to thank the volunteer efforts of the entire ISCCSP‐2010 technical program  and  various  other  committees. Our  gratitude  goes  out  to  the  authors who  submitted  their work,  all members of the Organizing Committee, the reviewers who supported the peer‐review process and everyone else that contributed to putting together a comprehensive, multi‐faceted program. A total of 58  international experts participated in the peer review process, 120 best papers were selected for oral presentation and publication in the ISCCSP‐2010  proceedings,  representing  an  acceptance  ratio  of  approximately  60%.  Futhermore,  a  total  of  70 papers will be presented in 11 invited special sessions. The ISCCSP 2010 proceedings will be published by the IEEE Xplore. 

The Technical Program Committee has been committed to ensuring that the event is a memorable one via the excellence of the technical program.  In addition, the beauty of the country and the warm, welcoming nature of the Cypriots will also make ISCCSP‐2010 an unforgettable experience.  We hope that you will find some time to visit Cyprus and enjoy the country, its history and its people. The symposium will also serve as a catalyst to catch up with old friends and meeting new ones. 

Moncef Gabbouj, Finland 

Constantinos S. Pattichis, Cyprus 

Costas Georghiades, USA 

Page 171: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

Cyprus is the third largest island of the Mediterranean. With a rich history traced back over nine thousand 

years, it has been invaded and claimed over the centuries by a fascinating mixture of civilizations all of which have 

left  their  culture and  shaped  its  character. Considered  to be  the birthplace of Aphrodite,  it  is a primary  tourist 

destination blessed with natural beauty that ranges from golden beaches and rugged coastlines to rolling hills and 

forest  clad  mountains,  dotted  with  picturesque  villages.    We  hope  that  you  will  enjoy  both  the  technical 

presentations at the conference as well as all of the history and amusement Cyprus has to offer. 

 

 

 

Anthony G. Constantinides, UK

Sanjit K. Mitra, USA

 

 

 

Page 172: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

iv 

 

 

 

 

 

 

Welcome from the General Co-Chairs

On  behalf  of  the  organizing  committee,  we  extend  a  warm  welcome  to  all  participants  of  the  4th 

International Symposium on Communications, Control, and Signal Processing (ISCCSP‐2010) being held at the Hotel 

Le Meridien, Limassol, Cyprus on March 2‐5, 2010.   This  international conference  is held every second year with 

the first one in Hammamet, Tunisia in 2004, second one in Marrakech, Morocco in 2006, and the third one  in St. 

Julians, Malta in 2008. 

This symposium has gathered experts from a wide‐ranging field.  Out of more than 200 submitted papers, 

the  technical program committee accepted 120 papers  that will be presented at  the conference.   Our  technical 

program  features  six  plenary  sessions,  11  invited  special  sessions,  and  20  regular  sessions with  papers  to  be 

presented by authors from 48 different countries.  We thank the technical program committee for their hard work 

in arranging the review of all contributed papers and in setting up the technical sessions. 

We  are  honored  to  have  six  plenary  speakers,  internationally  renowned  experts  in  communications, 

control,  and  signal processing.   Our plenary  speakers  are Drs. Edmond  Jonckheere, Gene  Frantz,  Satoshi Goto, 

Andrew Viterbi, Jan Willems, and Jack Wolf.  Thanks are also due to the industry and technical co‐sponsors of the 

symposium.  The industry co‐sponsors are Erickson, PrimeTel and SignalGenerix.  The technical co‐sponsors are the 

IEEE Circuits & Systems Society, IEEE Signal Processing Society, the European Association for Signal Processing and 

the  Institution of Engineering and Technology  (U.K.).   Additional  support has been provided by  the  IEEE Cyprus 

Section, the Cyprus Joint Chapter of the IEEE Engineering in Medicine and Biology, and the IEEE Signal Processing 

Society, the Cyprus Section of the Institution of Engineering and Technology, the University of Cyprus, the Cyprus 

University of Technology, and the Frederick University of Cyprus. 

No  symposium  or  conference  would  be  complete  without  a  social  program.    The  local  organizing 

committee has planned a welcome reception, an excursion to Nicosia with dining at a traditional Cypriot tavern, 

and a gala dinner. 

Page 173: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

iii 

 

 

 

 

     

Table of Contents  

Welcome from the General Co‐Chairs ............................................................................................ iv

Welcome from the Technical Program Committee Co‐Chairs ....................................................... vi

ISCCSP 2010 Organization .............................................................................................................. vii

ISCCSP 2010 Committees .............................................................................................................. viii

Reviewers ........................................................................................................................................ xi

Past ISCCSP Conferences................................................................................................................ xii

Keynote Lectures .......................................................................................................................... xiii

Special Sessions ............................................................................................................................. xxi

ISCCSP Opening Ceremony .......................................................................................................... xxii

General Conference Information ................................................................................................ xxiii

ISCCSP 2010 Social Program ....................................................................................................... xxiv

Program  at  a Glance ...................................................................................................................... 1

Technical Program .......................................................................................................................... 4

Abstracts ....................................................................................................................................... 43

Author Index ............................................................................................................................... 143

 

Page 174: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

ii 

                 

© 2010 IEEE   IEEE Catalog Number: CFP10824-ART ISBN: 978-1-4244-6287-2   © 2010 IEEE. Personal use of this material is permitted. However, permission to reprint/republish this material for advertising or promotional purposes or for creating new collective works for resale or redistribution to servers or lists, or to reuse any copyrighted component of this work in other works must be obtained from the IEEE. 

Page 175: ISCCSP 2010 Final Program and Abstract Book final version ... 2010 Final Program and... · 142 Fr. 35.4 17:45‐18:00 A Set‐Membership Mixed‐Tone Binormalised LMS‐based Per‐Tone

4th

Final Program and Abstract Book

INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON COMMUNICATIONS CONTROL & SIGNAL PROCESSING

March 3-5, 2010, Le Méridien Limassol Spa and Resort,

Limassol, Cyprus