Academic literature on the topic 'Borne de Cramer-Rao'

L´ utilisation des antennes multiples en émission et en réception, système MIMO, dans les applicationssans fils permet d´ augmenter les débits de transmission. La connaissance du canal au niveau du récepteur est importante pour exploiter les performances des systèmes MIMO. Premièremment, dans cette thèse, on s´ intéresse aux performances des systèmes MIMO en considérant la borne de Cramer-Rao (BCR) comme étant une mesure de performance. Un calcul de la BCR pour différent schémas de conception des séquences d'apprentissage et différentes hypothèses sur la distribution des symboles émis est effectué. La comparison des BCR nous permet ainsi de proposer le meilleur schéma de conception des symboles pilote et la méthode d´estimation appropriée. Deuxièmement, une étude des méthodes d´ estimation des canaux MIMO est élaborée en portant un intérêt spécial au cas où les symboles pilotes sont émis simultanément avec les symboles data (EMB). D´ abord, on propose une méthode d´ estimation avec séquence d´ apprentissage qu’on compare aux méthodes existantes. Une méthode d´ estimation semi-aveugle basée sur le principe du maximum de vraisemblance est suggérée et comparée à l´ estimation aveugle basée sur le même principe. Après, notre intérêt est porté aux techniques d´ estimation itératives. Cette étude est faite spécialement pour le schéma des pilotes EMB. Dans la dernière partie, notre but consistait à trouver la design des symboles pilotes approprié de point de vue capacité ergodique et capacité de outage. Ainsi, on établit une borne inférieure a l´ information mutuelle et une à la capacité ergodique qui dépend de la BCR<br>The use of multiple transmit antennae and multiple receive antennae (MIMO) in wireless systems may offer huge increase of data transmission rate. The channel knowledge availability at the receiver side has an important impact on the MIMO system performance. First, in this thesis, we are interested in the MIMO channel estimation performance by considering the Cramer-Rao bound (CRB) as a performance measure. We calculate different CRBs for different schemes of training sequence design and different assumptions on the source signal distributions. We compare them and propose the appropriate design scheme and channel estimation method. Second, we propose estimation methods for MIMO systems and focus on a special pilot symbol design which is the embedded scheme (EMB). We suggest a training sequence based method which we compare to the existing ones. We also propose a semi-blind maximum likelihood MIMO channel estimation technique based on the use of the EMB scheme and we show that it outperforms the blind one with a large performance gain. The ML method being computationally expensive, we propose an alternative solution using iterative channel estimation and data detection for coded and uncoded MIMO channel. Precisely, we investigate the performance of these iterative methods for the EMB scheme. Finally, our aim is to find the appropriate pilot design scheme regarding both ergodic and outage capacity. So, we derive a lower bound on the mutual information which depends on the CRB. Then, we obtain a lower bound on the ergodic capacity which depends on the eigenvalues of the CRB. Also, we deduce a lower bound on the outage capacity

Un sous-marin dispose d'une antenne linéaire remorquée et éventuellement d'antennes montées sur ses flancs pour détecter et localiser les sources d'intérêt. Pour les sources en mouvement, il dispose d'une fonction trajectographie en aval de son système sonar. L'antenne linéaire remorquée délivre des mesures de cosinus de pseudo-gisements fournies par le traitement d'antenne. Pour les antennes de flanc, les mesures sont des différences de temps d'arrivée et éventuellement le cosinus d'élévation de l'onde incidente. Lorsque les sources sont en mouvement rectiligne uniforme (MRU), les méthodes conventionnelles de trajectographie passive par mesures d'angle les supposent évoluant en champ lointain. Dans cette thèse, nous proposons de solutions au problème de la trajectographie passive d'une source se déplaçant en MRU en champ proche.Contrairement au champ lointain, la propagation de l'onde acoustique ne peut plus être cantonnée au trajet direct seul. L'observabilité de la trajectoire de la source est étudiée pour chaque type d'antenne (donc de mesure). Nous évaluons ensuite les performances de l'estimateur du maximum de vraisemblance que nous avons proposé. Nous montrons que la profondeur de la source est faiblement estimable dans la plupart des cas et d'une hypothèse sur celle-ci est suffisante pour obtenir des résultats opérationnellement viables<br>A submarine detects and localizes sources of interest using a towed array, and possibly arrays mounted on its flanks. For moving sources, a tracking function downstream of its sonar system is available. The towed array, by the use of a suitable spatial filtering method, detects the cosine of the conical angle. For the flank arrays, the measurements are the time differences of arrival and possibly, the cosine of the elevation angle of the incident ray. When the sources are in constant velocity (CV) motion, the conventional methods of passive target motion analysis (TMA) with angle measurements assume them in the far-field.In this thesis, we propose solutions to the problem of passive TMA of a source moving in CV motion in the near-field. Unlike the far-field, the propagation of the acoustic waves can no longer be restricted to the direct path. Observability of the source trajectory is studied for each type of array (therefore measurement). We them evaluate the performance of the maximum likelihood estimator that we have proposed. We show that the depth of the source is weakly estimable in most cases and that an assumption on it is necessary to obtain operationally viable results

La synchronisation temporelle est la première opération effectuée par le démodulateur. Elle permet d'assurer que les échantillons transmis aux processus de démodulation puissent réaliser un taux d'erreurs binaires le plus faible.Dans cette thèse, nous proposons l'étude d'algorithmes innovants de synchronisation temporelle à haute performance.D'abord, nous avons proposé des algorithmes exploitant l'information souple du décodeur en plus du signal reçu afin d'améliorer l'estimation aveugle d'un retard temporel supposé constant sur la durée d'observation.Ensuite, nous avons proposé un algorithme original basé sur la synchronisation par lissage à faible complexité.Cette étape a consisté à proposer une technique opérant dans un contexte hors ligne, permettant l'estimation d'un retard aléatoire variable dans le temps via les boucles d'aller-retour sur plusieurs itération. Les performances d'un tel estimateur dépassent celles des algorithmes traditionnels.Afin d'évaluer la pertinence de tous les estimateurs proposés, pour des retards déterministe et aléatoire, nous avons évalué et comparé leurs performances à des bornes de Cramèr-Rao que nous avons développées pour ce cadre. Enfin, nous avons évalué les algorithmes proposés sur des signaux WBAN<br>Time synchronization is the first function performed by the demodulator. It ensures that the samples transmitted to the demodulation processes allow to achieve the lowest bit error rate.In this thesis we propose the study of innovative algorithms for high performance time synchronization.First, we propose algorithms exploiting the soft information from the decoder in addition to the received signal to improve the blind estimation of the time delay. Next, we develop an original algorithm based on low complexity smoothing synchronization techniques. This step consisted in proposing a technique operating in an off-line context, making it possible to estimate a random delay that varies over time on several iterations via Forward- Backward loops. The performance of such estimators exceeds that of traditional algorithms. In order to evaluate the relevance of all the proposed estimators, for deterministic and random delays, we evaluated and compared their performance to Cramer-Rao bounds that we developed within these frameworks. We, finally, evaluated the proposed algorithms on WBAN signals

Avec une capacité améliorée à manipuler la matière aux échelles nano et micro via des techniques biologiques et chimiques synthétiques, il existe de nouvelles opportunités pour relever des défis allant du diagnostic et du traitement des maladies à la protection de l'environnement. Un cadre clé pour développer ces outils est le nano-réseau, où les réseaux sont constitués de dispositifs à l'échelle nanométrique qui fonctionnent dans des environnements à l'échelle nanométrique à micrométrique et effectuent des tâches simples telles que la détection et l'actionnement. L'efficacité du nano-réseau dépend cependant fortement de la capacité des appareils à se coordonner entre eux. Les communications moléculaires ont été proposées comme moyen prometteur de coordination dans les nano réseaux. Dans les communications moléculaires, les informations entre les appareils sont échangées via des molécules qui sont respectivement émises et absorbées par l'émetteur et le récepteur. Les principes de base des communications moléculaires sont basés sur des aspects fondamentaux et interdisciplinaires qui englobent la physique, la chimie, la biologie, ainsi que d'autres domaines de recherche tels que la pharmacologie, la microfluidique et la médecine. Cependant, il existe plusieurs défis dans le développement de techniques de traitement du signal et de communication pour le codage et le décodage d'informations, ainsi que dans le développement d'implémentations pratiques pour les réseaux à l'échelle nanométrique et micro basés sur les communications moléculaires. Dans la présente thèse, nous abordons deux questions fondamentales qui concernent la conception et l'optimisation de la conception du récepteur, qui englobent la détection des données et la synchronisation temporelle. Plus précisément, nous proposons des algorithmes innovants qui ne nécessitent pas d'informations sur l'état des canaux et tiennent compte des interférences entre symboles. De plus, nous caractérisons leurs performances par des analyses mathématiques et des simulations numériques<br>With an improved ability to manipulate the matter at the nano and micro scales via synthetic biological and chemical techniques, there exist new opportunities to address challenges ranging from disease diagnosis and treatment to environmental protection. A key framework to develop these tools is nano networking, where networks are made of nanoscale devices that operate in nano to micrometer scale environments and perform simple tasks such as sensing and actuation. The effectiveness of nano networking strongly depends, however, on the ability of the devices to coordinate among themselves. Molecular communications have been proposed as a promising means of coordination in nano networks. In molecular communications, the information between devices is exchanged via molecules that are emitted and absorbed by the transmitter and receiver, respectively. The basic principles of molecular communications are based on fundamental and interdisciplinary aspects that encompass physics, chemistry, biology, as well as other research areas including pharmacology, microfluidics, and medicine. However, there are several challenges in developing signal processing and communication techniques for encoding and decoding information, as well as developing practical implementations for nano and micro scale networks based on molecular communications. In the present thesis, we tackle two fundamental issues that are concerned with the design and optimization of the receiver design, which encompass data detection and time synchronization. More precisely, we propose innovative algorithms that do not necessitate channel state information and account for inter-symbol interference. In addition, we characterize their performance through mathematical analysis and numerical simulations