Dissertations / Theses: 'Estimation de la fréquence et du phaseur'

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Chayot, Romain. "Synchronisation, détection et égalisation de modulation à phase continue dans des canaux sélectifs en temps et en fréquence." Thesis, Toulouse, INPT, 2019. http://oatao.univ-toulouse.fr/24188/1/Chayot_Romain.pdf.

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Abstract:

Si les drones militaires connaissent un développement important depuis une quinzaine d’année, suivi depuis quelques années par les drones civiles dont les usages ne font que se multiplier, en réalité les drones ont un siècle avec le premier vol d’un avion équipé d’un système de pilotage automatique sur une centaine de kilomètre en 1918. La question des règles d’usage des drones civiles sont en cours de développement malgré leur multiplication pour des usages allant de l’agriculture, à l’observation en passant par la livraison de colis. Ainsi, leur intégration dans l’espace aérien reste un enjeu important, ainsi que les standards de communication avec ces drones dans laquelle s’inscrit cette thèse. Cette thèse vise en effet à étudier et proposer des solutions pour les liens de communications des drones par satellite.L’intégration de ce lien de communication permet d’assurer la fiabilité des communications et particulièrement du lien de Commande et Contrôle partout dans le monde, en s’affranchissant des contraintes d’un réseau terrestre (comme les zones blanches). En raison de la rareté des ressources fréquentielles déjà allouées pour les futurs systèmes intégrant des drones, l’efficacité spectrale devient un paramètre important pour leur déploiement à grande échelle et le contexte spatiale demande l’utilisation d’un système de communication robuste aux non-linéarités. Les Modulations à Phase Continue permettent de répondre à ces problématiques. Cependant, ces dernières sont des modulations non-linéaire à mémoire entraînant une augmentation de la complexité des récepteurs. Du fait de la présence d’un canal multi-trajet (canal aéronautique par satellite), le principal objectif de cette thèse est de proposer des algorithmes d’égalisation (dans le domaine fréquentiel pour réduire leur complexité) et de synchronisation pour CPM adaptés à ce concept tout en essayant de proposer une complexité calculatoire raisonnable. Dans un premier temps, nous avons considéré uniquement des canaux sélectifs en fréquence et avons étudier les différents égaliseurs de la littérature. En étudiant leur similitudes et différences, nous avons pu développer un égaliseur dans le domaine fréquentiel qui proposant les mêmes performances a une complexité moindre. Nous proposons également des méthodes d’estimation canal et une méthode d’estimation conjointe du canal et de la fréquence porteuse. Dans un second temps nous avons montré comment étendre ces méthodes à des canaux sélectifs en temps et fréquence permettant ainsi de conserver une complexité calculatoire raisonnable.

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Fourt, Olivier. "Traitement des signaux à phase polynomiale dans des environnements fortement bruités : séparation et estimation des paramètres." Paris 11, 2008. http://www.theses.fr/2008PA112064.

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Abstract:

Les travaux de cette thèse sont consacrés aux différents problèmes de traitement des Signaux à Phase Polynomiale dans des environnements fortement dégradés, que se soit par de fort niveaux de bruit ou par la présence de bruit impulsif, bruit que nous avons modélisé en ayant recourt à des lois alpha-stables. La robustesse au bruit est un sujet classique de traitement du signal et si de nombreux algorithmes sont capables de fonctionner avec de forts niveaux de bruits gaussiens, la présence de bruit impulsif a souvent pour conséquence une forte dégradation des performances voir une impossibilité d'utilisation. Récemment, plusieurs algorithmes ont été proposés pour prendre en compte la présence de bruit impulsif avec toutefois une contrainte: ces algorithmes voient généralement leurs performances se dégrader lorsqu'ils sont utilisés avec du bruit gaussien, et en conséquence nécessitent une sélection préalable de l'algorithme adapté en fonction de l'usage. L'un des points abordé dans cette thèse a donc été la réalisation d'algorithmes robustes à la nature du bruit en ce sens que leurs performances sont similaires, que le bruit additif soit gaussien ou alpha-stable. Le deuxième point abordé a été la réalisation d'algorithmes rapides, une capacité difficile à cumuler à la robustesse The research works of this thesis deal with the processings of polynomial phase signals in heavily corrupted environnements, whatsoever noise with high levels or impulse noise, noise modelled by the use of alpha-stable laws. Noise robustness is a common task in signal processing and if several algorithms are able to work with high gaussian noise level, the presence of impulse noise often leads to a great loss in performances or makes algorithms unable to work. Recently, some algorithms have been built in order to support impulse noise environnements but with one limit: the achievable results decrease with gaussian noise situations and thus needs as a first step to select the good method versus the kind of the noise. So one of the key points of this thesis was building algorithms who were robust to the kind of the noise which means that they have similar performances with gaussian noise or alpha-stable noise. The second key point was building fast algorithms, something difficult to add to robustness

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Ghafari, Christophe. "Innovative numerical protection relay design on the basis of sampled measured values for smartgrids." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAT113/document.

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Abstract:

Avec le paradigme du réseau intelligent, les ingénieurs de protection ont maintenant à leur disposition une large gamme de nouvelles technologies de communication. Parmi elles, la norme CEI 61850-9-2 a introduit le concept de bus de procédé qui permet l'envoi de valeurs échantillonnées horodatées à un temps absolu depuis les transformateurs de mesure du terrain jusqu’aux relais de protection numériques. Ces derniers peuvent intégrer la fonction d'unité de mesure de phaseur qui peut être utilisé pour échanger des synchrophaseurs entre les fonctions de protection et pour une nouvelle protection anti-îlotage. Les relais de fréquence et de dérivée de fréquence sont, de nos jours, les méthodes anti-îlotage les plus couramment employées, mais leurs performances ne sont pas satisfaisantes. Dans ce contexte, une nouvelle génération de techniques de traitement du signal pour les relais de protection ayant des échantillons horodatées comme signal d'entrée et intégrant la mesure de synchrophaseurs est nécessaire. Cette thèse étudie d'abord l'impact des valeurs échantillonnées sur le traitement du signal. Trois solutions sont ensuite proposées pour calculer les phaseurs, les fréquences et les dérivées de fréquence dans diverses conditions statiques et dynamiques, puis testées par simulation. Enfin, un algorithme de mesure de synchrophaseurs incorporé dans le traitement de signal initial est proposé. Cet algorithme a été testé selon la dernière version de la norme d'unité de mesure de phaseur et les résultats obtenus sont conformes aux exigences de mesure With the Smart Grid paradigm, protection engineers now have available to them a large range of new communication technologies. Among them, IEC Standard 61850-9-2 has introduced the process bus concept which permits sending of absolute time-stamped digitized analogue values from the instrument transformers of the field to numerical relays. The latter can incorporate the phasor measurement unit function which can be used for exchanging synchrophasors between protection functions and for new anti-islanding protection. Frequency and rate-of-change-of-frequency relays are, nowadays, the most commonly employed anti-islanding methods but their performance is not satisfactory. In this context, a new generation of signal processing techniques for protection relays having time-stamped digitized analogue values as input signal with synchrophasors measurement capability is required. This thesis first studies the impact of sampled measured values on the signal processing. Three solutions are then proposed to compute phasor, frequency and rate-of-change-of-frequency estimates under various static and dynamic conditions, and tested via simulation. Finally, a synchronized phasor measurement algorithm incorporated into the initial signal processing is proposed. This algorithm has been tested following the latest version of the phasor measurement unit standard and the results obtained comply with the measurement requirements

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Fang, Jin. "Télécommunications dans les systèmes de transport à forte mobilité : estimation et synchronisation de canal pour les communications MIMO - OFDM." Thesis, Lille 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LIL10042/document.

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Abstract:

De très nombreux dispositifs de communication sans fil fonctionnant dans des bandes de fréquences différentes sont déployés dans le monde du ferroviaire afin de répondre à la multitude des usages et des besoins, des applications de contrôle-commande mettant en jeu la sécurité aux applications non vitales (Information voyageur, vidéo surveillance, télévision embarquée, etc..). Ces applications sont associées à des exigences de Qualité de service qui nécessitent des techniques d’estimation et de synchronisation performantes. Ces systèmes de communications s'appuient sur des standards qui reposent aujourd'hui sur deux technologies clefs: l'OFDM (Orthogonal Frequency-division Multiplexing) et le MIMO (Multiple-Input Multiple-Output). La combinaison MIMO-OFDM permet d'allier les avantages des deux méthodes. Cependant, l'orthogonalité entre les sous-porteuses du système MIMO-OFDM est mise à mal par les interférences entre porteuses provoquées par l'effet Doppler et l'offset de fréquence et le bruit de phase variant entre les oscillateurs à l'émission et à la réception. Ainsi, les techniques classiquement utilisées pour l'estimation de canal ou l'égalisation dans un environnement statique, fonctionnent de manière très dégradée en présence d'interférences entre sous-porteuses.L'objet de cette thèse vise à développer de nouvelles méthodes et des algorithmes d'estimation et de synchronisation du canal très sélectif en temps et en fréquence afin de permettre l'évolution des systèmes de communication vers des standards mieux adaptés aux liaisons mobiles à grande vitesse. Il convient de distinguer le cas où le canal de propagation ne varie pas pendant la durée d'un symbole OFDM et celui où il varie. Dans ce travail de thèse, nous nous sommes focalisés sur le deuxième cas. Nous avons d'abord développé un algorithme basé sur le filtre de Kalman étendu et la décomposition QR pour les transmissions MIMO-OFDM. Nous faisons d'abord une approximation du modèle d'expansion de base (BEM) pour les variations temporelles des gains complexes. Notre algorithme modélise l'évolution des coefficients de BEM à l'intérieur d'un symbole OFDM par un modèle auto régressif (AR). Puis, nous présentons un offset de fréquence normalisé appelé CFO normalisé dans la transmission du système OFDM qui introduit les interférences entre porteuse (IEP). Cet offset de fréquence est également modélisé par un modèle AR. La faculté du filtre de Kalman étendu nous permet d’estimer de manière conjointe ce CFO et les coefficients BEM. L'algorithme utilise un détecteur QR pour estimer les symboles de données. Cet algorithme a montré de bonnes performances pour des récepteurs à vitesses très élevées.Notre deuxième contribution consiste en un algorithme qui s'appuie sur le premier algorithme pour résoudre l'IEP dû au bruit de phase existant dans l'oscillateur du récepteur, ainsi que l'IEP dû à l'effet Doppler, mais en se limitant au cadre SISO. Ici, nous considérons que le bruit de phase présente une grande variance à l'intérieur d'un symbole OFDM et également entre les deux symboles OFDM suivants. Le bruit de phase est modélisé par un processus Brownien. Ensuite, le filtre de Kalman étendu estime le vecteur des coefficients de BEM et le vecteur du bruit de phase dans les symboles OFDM. Cet algorithme est très performant et présente un BER remarquable dans les cas où la connaissance du canal et du bruit de phase est mauvaise voire inexistante Numerous wireless communication devices operating in different frequency bands are deployed in the railway domain to answer the multitude of uses and needs, from control and command applications involving safety to non-critical applications (passenger information, video surveillance, on board TV, etc.). These applications are associated with quality of service (QOS) requirements that need estimation techniques and synchronization performance.These communications systems are based on standards that rely on two key technologies: OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) and MIMO (Multiple-Input Multiple-Output). The combination of MIMO and OFDM permits to benefit from the advantages of both methods. However, the orthogonality between subcarriers of OFDM-MIMO system is destroyed by inter-carrier interference caused by the Doppler effect and frequency offset and phase noise varying between oscillators at transmission and at reception. Thus, the performances of the techniques conventionally used for channel estimation and equalization in a static environment are considerably destroyed in the presence of interference between subcarriers.The purpose of this thesis is to develop new methods and algorithms for estimation and synchronization in very selective channel in time and frequency to allow the evolution of communication systems towards standards that will match better with high speed vehicular communications. It is important to distinguish the case where the propagation channel does not vary during the OFDM symbol duration and when it varies. In this thesis, we focused on the latter.We first developed an algorithm based on the Extended Kalman Filter and the QR decomposition for MIMO-OFDM transmissions. We first approximate the Expansion Model as a basis for temporal variations in complex gains. Our algorithm models the evolution of BEM coefficients within an OFDM symbol by an auto regressive model (AR). Then, we present a normalized frequency offset called normalized CFO in OFDM transmission system that introduces interference between carriers (IEP). This frequency offset is modeled by an AR model. Properties of Extended Kalman filter allow us to estimate simultaneously the two unknown variables, a vector of coefficients, the other BEM normalized frequency offset. The QR algorithm uses a detector to estimate the data symbols. This algorithm presented good performance for receivers at very high speeds. Our second contribution consists of an algorithm that uses the first algorithm to solve the IEP due to phase noise existing in the oscillator of the receiver, and the IEP due to the Doppler effect, but limited to SISO case. Here, we consider that the phase noise has a large variance within one OFDM symbol and also between the two following OFDM symbols. The phase noise is modeled by a Brownian process. Then, the Extended Kalman filter estimates the vector of coefficients of BEM and the vector of phase noise in OFDM symbols. This algorithm is very effective and has a remarkable BER performance when knowledge of the channel and phase noise is poor or nonexistent

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Oubrahim, Zakarya. "On electric grid power quality monitoring using parametric signal processing techniques." Thesis, Brest, 2017. http://www.theses.fr/2017BRES0102/document.

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Abstract:

Cette thèse porte sur la surveillance des perturbations de la qualité de l’énergie d’un réseau électrique via des techniques paramétriques de traitement du signal. Pour élaborer nos algorithmes de traitement du signal, nous avons traité les problèmes d’estimation des différentes grandeurs du réseau électrique triphasé et de classification des perturbations de la qualité d'énergie. Pour ce qui est du problème d’estimation, nous avons développé une technique statistique basée sur le maximum de vraisemblance. La technique proposée exploite la nature multidimensionnelle des signaux électriques. Elle utilise un algorithme d’optimisation pour minimiser la fonction de vraisemblance. L’algorithme utilisé permet d’améliorer les performances d’estimation tout en étant d’une faible complexité calculatoire en comparaison aux algorithmes classiques. Une analyse plus poussée de l’estimateur proposé a été effectuée. Plus précisément, ses performances sont évaluées sous un environnement incluant entre autres la pollution harmonique et interharmonique et le bruit. Les performances sont également comparées aux exigences de la norme IEEE C37.118.2011. La problématique de classification dans les réseaux électriques triphasés a plus particulièrement concerné les perturbations que sont les creux de tension et les surtensions. La technique de classification proposée consiste globalement en deux étapes : 1) une pré-classification du signal dans l’une des 4 préclasses établis et en 2) une classification du type de perturbation à l’aide de l’estimation des composants symétriques.Les performances du classificateur proposé ont été évaluées, entre autres, pour différentes nombre de cycles, de SNR et de THD. L’estimateur et le classificateur proposés ont été validés en simulation et en utilisant les données d’un réseau électrique réel du DOE/EPRI National Database of Power System Events. Les résultats obtenus illustrent clairement l’efficacité des algorithmes proposés quand à leur utilisation comme outil de surveillance de la qualité d’énergie This thesis deals with electric grid monitoring of power quality (PQ) disturbances using parametric signal processing techniques. The first contribution is devoted to the parametric spectral estimation approach for signal parameter extraction. The proposed approach exploits the multidimensional nature of the electrical signals.For spectral estimation, it uses an optimization algorithm to minimize the likelihood function. In particular, this algorithm allows to improve the estimation accuracy and has lower computational complexity than classical algorithms. An in-depth analysis of the proposed estimator has been performed. Specifically, the estimator performances are evaluated under noisy, harmonic, interharmonic, and off-nominal frequency environment. These performances are also compared with the requirements of the IEEE Standard C37.118.2011. The achieved results have shown that the proposed approach is an attractive choice for PQ measurement devices such as phasor measurement units (PMUs). The second contribution deals with the classification of power quality disturbances in three-phase power systems. Specifically, this approach focuses on voltage sag and swell signatures. The proposed classification approach is based on two main steps: 1) the signal pre-classification into one of 4 pre-classes and 2) the signature type classification using the estimate of the symmetrical components. The classifier performances have been evaluated for different data length, signal to noise ratio, interharmonic, and total harmonic distortion. The proposed estimator and classifier are validated using real power system data obtained from the DOE/EPRI National Database of Power System Events. The achieved simulations and experimental results clearly illustrate the effectiveness of the proposed techniques for PQ monitoring purpose

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Jabloun, Meryem. "Modélisation de signaux fortement non stationnaires à phase et à amplitude locales polynomiales." Phd thesis, Grenoble INPG, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00176079.

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Abstract:

Ce travail de recherche est consacré à l'élaboration et le développement d'une nouvelle méthode d'estimation et de reconstruction de signaux fortement non-stationnaires, modulés non-linéairement à la fois en amplitude et en fréquence. L'estimation de tels signaux dans un contexte trés bruité est un problème délicat et les méthodes existantes de la littérature présentent plusieurs inconvénients dans ce cas. Nous avons montré comment une approche locale permet une meilleure adaptabilité du modèle à la nature des variations locales des amplitudes et des fréquences instantanées. Les résultats de l'estimation sont par conséquent améliorés. L'originalité de la méthode proposée tient à l'application de modèles paramétriques bien adaptés sur des segments temporels de courtes durées extraits du signal étudié. Nous avons proposé une stratégie de segmentation puis une stratégie de fusion des segments estimés permettant la reconstruction du signal dans la totalité de sa durée. L'approche proposée permet de s'affranchir d'un modèle global du signal requérant un ordre d'approximation élevé. La validation de l'efficacité de l'estimation a été effectuée au préalable sur un segment temporel court. Le modèle considéré localement consiste en une approximation polynomiale de la fréquence et de l'amplitude exprimée dans une base polynomiale discrète et orthonormale que nous avons calculée. Cette base permet de réduire le couplage entre les paramètres du modèle. Nous proposons et comparons deux techniques différentes pour estimer ces derniers. La première est fondée sur la maximisation de la fonction de vraisemblance en utilisant la technique d'optimisation stochastique le recuit simulé. Tandis que la deuxième se base sur une approche Bayésienne employant les méthodes MCMC simulées par l'algorithme de Metroplois-Hastings. Nous montrons, sur des simulations et également sur des signaux réels, que l'approche proposée fournit de bons résultats d'estimation par comparaison à celles de la HAF.

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Arbi, Tarak. "Les constellations tournées pour les réseaux sans fil et l'internet des objets sous-marins." Thesis, Institut polytechnique de Paris, 2020. http://www.theses.fr/2020IPPAE002.

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Abstract:

La croissance exponentielle du nombre d’objets communicants et la demande accrue pour les services sans fil d’une part, et le besoin de réduire le coût énergétique des communications radio et les émissions associées de gaz à effet de serre, rendent les techniques qui sont efficaces à la fois en terme de ressources spectrales et en terme de ressources énergétiques, comme les constellations tournées, particulièrement intéressantes. En effet, les constellations tournées donnent de meilleures performances théoriques que les constellations conventionnelles sur les canaux à évanouissements grâce à un ordre de diversité implicite.Néanmoins, plusieurs problèmes liés au déploiement de cette technique constituent un frein pour une adoption plus large de cette modulation dans la pratique. Pour cela, dans cette thèse, nous proposons plusieurs solutions originales pour faire face à ces limitations.Tout d’abord, nous avons étudié les propriétés structurelles des constellations M-QAM tournées avec une série particulière d’angles de rotation α=arctan⁡(1/√M) afin de mettre en œuvre une méthode de détection de faible complexité pour les canaux à évanouissements avec ou sans effacements.Ensuite, nous avons proposé deux techniques distinctes et originales pour la réduction du PAPR pour les systèmes OFDM utilisant les constellations tournées ; d’abord, une technique SLM aveugle est proposée pour laquelle deux angles de rotation sont sélectionnés de façon à optimiser conjointement le taux d’erreur binaire des constellations et les performances théoriques de décodage aveugle. De surcroît, une technique d’entrelacement aveugle est proposée. Afin de réduire la complexité de décodage aveugle pour cette technique, nous nous basons à nouveau sur les propriétés des constellations M-QAM tournées avec α=arctan⁡(1/√M), pour concevoir un estimateur à faible complexité.Enfin, nous avons proposé un estimateur original de synchronisation de phase par lissage à faible complexité inspiré de l’approche Maximum a Posteriori (MAP). Cet estimateur permet d’estimer le décalage de phase variable aléatoirement dans le temps, à travers deux boucles d’aller-retour. L’estimateur proposé prend en compte de façon inhérente les caractéristiques des constellations tournées, contrairement aux estimateurs conventionnels, ce qui lui permet d’approcher la borne de Cramèr-Rao que nous avons développée The exponential growth of the number of communicating objects and the rising demand for wireless services on the one hand, and the need to reduce the energy cost of radio communications with the associated greenhouse gas emissions on the other side, make bandwidth-power efficient techniques, such as rotated constellations, particularly interesting. Indeed, rotated constellations allow better theoretical performance than conventional constellations over fading channels thanks to an inherent Signal Space Diversity (SSD).Nevertheless, several issues prevent wider deployment of this technique. Therefore, in this PhD thesis, we propose several original solutions to face these limitations.First, we study the structural properties of M-QAM constellations rotated with a series of rotation angles α=arctan⁡(1/√M) , so as to propose a low-complexity detection technique for fading channels with or without erasures.Then, we propose two distinct and original techniques to reduce the PAPR of OFDM systems with SSD; first, a blind SLM technique is proposed for which two rotation angles are selected so as to jointly optimize the theoretical bit error rate of the constellations and the theoretical blind decoding performance. In addition, a completely blind interleaving technique is proposed. In order to reduce the blind decoding complexity for this second technique, we rely again on the properties of the M-QAM constellations rotated with α=arctan⁡(1/√M) , to design a low-complexity estimator.Finally, we propose an original phase estimator for rotated constellations based on a low-complexity smoothing approach inspired by the Maximum a Posteriori (MAP) principle. This estimator operates off-line and allows the estimation of randomly time-variable phase shifts through two phase-locked loops. The proposed estimator inherently takes into account the characteristics of rotated constellations, in contrast with conventional estimators, which allows to approach the Cramèr-Rao bound

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Shu, Huaqiang. "Algorithmes de poursuite pour l'estimation de canal radio-mobile et performances asymptotiques : applications pour les systèmes OFDM." Phd thesis, Université des Sciences et Technologie de Lille - Lille I, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00918418.

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Abstract:

L'estimation de canal est une tâche cruciale du récepteur dans les systèmes de communication sans fil, en particulier en cas de mobilité où les paramètres du canal varient avec le temps. Dans cette thèse, un nouvel estimateur de boucle de poursuite d'ordre 3 (RW3-CATL), qui a une structure semblable à la boucle à verrouillage de phase (PLL) avec une faible complexité a été tout d'abord proposé pour estimer l'amplitude complexe du canal dans le cas mono-trajet mono-porteuse. Le lien entre un filtre de Kalman en régime asymptotique basé sur un modèle d'approximation de marche aléatoire (RW3-KF) et l'estimateur proposé est établi. Les expressions des paramètres sous-optimaux et d'EQM correspondante sont données sous forme analytiques en fonction des gains de boucle. Ensuite, les performances asymptotiques du RW3-KF ont été analysées en résolvant les équations de Riccati. L'expression analytique de la variance optimale du bruit d'état qui minimise l'EQM asymptotique a été également déduite. Pour les systèmes multi-trajet multi-porteuses, tels que les systèmes OFDM, la boucle RW3-CATL est étendue à la structure vectorielle (RW3-LS-CATL). Cette boucle conserve la même structure qu'en mono-trajet mono-porteuse, mais un signal d'erreur vectoriel adéquat est redéfini à partir d'un estimateur LS des amplitudes complexes des trajets, basé sur les pilotes du symbole OFDM courant et sur la connaissance a priori des retards des trajets. Par ailleurs, pour ce scénario, le filtre de Kalman, RW-KF estime conjointement les amplitudes complexes des trajets. Il présente une forte complexité, et nous n'avons pas de formules analytiques pour le régler. Pour réduire la complexité, nous proposons un filtre de dimension réduite, obtenu par une approximation du filtre original à l'aide des identités de Woodbury. Ce filtre revient à estimer l'amplitude complexe de chaque trajet de manière séparée. Le réglage optimal des paramètres est déduit du cas mono-trajet mono-porteuse. Les performances de ce filtre à complexité réduite, obtenues par simulation, sont quasiment les mêmes que celles du filtre de Kalman original.

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Jaffrot, Emmanuel. "Estimation de canal très sélectif en temps et en fréquence pour les systèmes OFDM." Phd thesis, Télécom ParisTech, 2000. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001753.

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Abstract:

L'orientation des telecommunications vers les hauts-debits fait de la technique de modulation OFDM l'un des centres d'intérêts privilégies de la recherche actuelle. Cette technique basée sur le principe d'orthogonalité des "filtres" réalisant la modulation ne nécessite pas d'égalisation a proprement parler, mais requiert une estimation de la réponse fréquentielle du canal pour chaque symbole transmis. Les contextes de propagation rencontres aujourd'hui en communications mobiles a hauts debits peuvent s'avérer extrêmement difficiles a estimer précisément. Nous proposons dans cet mémoire de thèse deux méthodes d'estimation de canal très sélectif en temps et en fréquence bases sur le critère du Maximum a Posteriori traitant le signal reçu par blocs. Ces algorithmes reposent sur un modèle de canal obtenu suivant la decomposition orthogonale de la matrice d'auto corrélation du canal selon le théorème de decomposition orthogonale de Karhunen¬Loève. Nous présenterons également les performances de ces nouvelles techniques comparées a celles de méthodes classiques d'estimation de canal ainsi que la robustesse de ces techniques a l'erreur d'estimation des statistiques du canal.

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Liu, Yang. "Estimation de canal et détection conjointes dans les récepteurs itératifs." Paris, ENST, 2009. http://www.theses.fr/2009ENST0047.

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Abstract:

Cette thèse est consacrée à l'élaboration de l'estimation de canal et du décodage conjoints avec le principe turbo. Nous mettons l'accent sur deux principaux algorithmes itératifs: l'algorithme d'espérance-maximisation (EM) et l'algorithme de propagation de croyance (BP). Dans cette thèse, le BP et l'EM sont optimisés et comparés. L'orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) est un schéma de modulation à porteuses multiples qui permet une utilisation écace de la bande passante et assure la robustesse contre les canaux dispersifs en temps. Dans cette thèse, nous proposons des techniques d'estimation de canal pour un système de codage OFDM, en utilisant l'algorithme d'espérance-maximisation (EM). En introduisant différentes données complètes, nous obtenous deux types d'algorithmes d'estimation de canal par EM. Un calcul de la vitesse de convergence est également proposé pour comparer les deux algorithmes. La comparaison révèle que l'un des algorithmes EM a une complexité plus faible pour les mêmes performances dans un système de codage OFDM. Le graphe factoriel fournit des moyens efficaces et systématiques visant à développer des récepteurs flexibles et itératifs. Afin de traiter avec des variables continues sur les graphes factoriels, dans cette thèse, nous proposons de modéliser les distributions de probabilité comme des mélanges de distributions gaussiennes. Avec cette méthode d'approximation gaussienne, nous proposons des algorithmes de BP pour différents systèmes et les comparons à l'algorithme EM. Sur la base des études des algorithmes EM et BP, certaines conclusions sont tirées dans la dernière partie. Enfin, certaines perspectives sont proposées This thesis is devoted to developing iterative joint channel estimation and decoding algorithms with the turbo principle. We focus on two main iterative algorithms: expectation-maximization (EM) algorithm and belief propagation (BP) algorithm. In this thesis, the BP and EM algorithms are optimized and compared. Orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) is a multi-carrier modulation scheme that provides efficient bandwidth utilization and robustness against time dispersive channels. In this thesis, we propose channel estimation techniques for a coded OFDM system using the expectation-maximization (EM) algorithm. By introducing different complete date, we derive two types of EM channel estimation algorithms. A derivation of the rate of convergence is also proposed to compare the two algorithms. The comparison reveals that one EM algorithm has a lower complexity for the same performance in a coded OFDM system. Factor graphs provide insightful and systematic ways to develop flexible iterative receivers, being able to switch from one system to another by running belief propagation algorithm on different factor graphs. In order to deal with continuous variables over factor graphs, instead of relying on quantization, in this thesis, we propose to model probability distributions as mixtures of Gaussian distributions. It allows for estimation improvement and complexity reduction simultaneously. With this Gaussian approximation method, we propose the BP algorithms for different systems and compare them to the EM algorithm. Based on the studies of EM and BP algorithms, some conclusions are drawn in the last part. Finally, some future works are proposed

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Gintz, Alexandre. "Estimation des échos à basse fréquence dans un local de mesure." Phd thesis, Université de Provence - Aix-Marseille I, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00511194.

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Abstract:

Dans un local de mesure, les réflexions sur les parois échos) peuvent s'avérer gênantes. Comme les performances des matériaux absorbants actuels sont réduites aux basses fréquences, le contrôle actif en temps réel des échos à basse fréquence est l'objet d'études au LMA depuis plusieurs années. La principale difficulté rencontrée dans la mise en œuvre de ce contrôle réside dans l'estimation de ces échos, grandeurs non directement mesurables à l'aide d'un capteur. L'objectif de ce travail de thèse a donc été de trouver une méthode d'estimation. Le dispositif envisagé repose sur la discrétisation d'une surface fermée sur laquelle sont disposés des microphones de pression. Des « filtres d'échos », qui relient les signaux de pression sur la surface de microphone aux échos dans le local, sont identifiés in situ en utilisant un protocole expérimental spécifique ou, dans des cas de géométries et de conditions aux limites simples, via un modèle numérique. Les expériences menées dans une maquette de 2×1.1×1.2 m3 munie de 32 microphones ont ainsi montré qu'il était possible d'estimer raisonnablement les échos dans une cavité réfléchissante ou partiellement absorbante, jusqu'à une fréquence d'environ 350 Hz.

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Li, Zhongyang. "Modélisation de signaux longs multicomposantes modulés non linéairement en fréquence et en amplitude : suivi de ces composantes dans le plan temps-fréquence." Thesis, Grenoble, 2013. http://www.theses.fr/2013GRENT026/document.

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Abstract:

Cette thèse propose une nouvelle méthode pour modéliser les fonctions non linéaires de modulations d’amplitude et de fréquence de signaux multicomposantes non stationnaires de durée longue. La méthode repose sur une décomposition du signal en segments courts pour une modélisation locale sur les segments. Pour initialiser la modélisation, nous avons conçu une première étape qui peut être considérée comme un estimateur indépendant et non paramétrique des fonctions de modulations. L’originalité de l’approche réside dans la définition d’une matrice de convergence totale intégrant simultanément les valeurs d’amplitude et de fréquence et utilisé pour l’association d’un pic à une composante selon un critère d’acceptation stochastique. Suite à cette initialisation, la méthode estime les fonctions de modulations par l'enchaînement des étapes de segmentation, modélisation et fusion. Les fonctions de modulations estimées localement par maximum de vraisemblance sont connectées dans l'étape de fusion, qui supprime les discontinuités, et produit l’estimation globale sur la durée totale du signal. Les étapes sont conçues afin de pouvoir modéliser des signaux multicomposantes avec des morts et naissances, ce qui en fait une de ses originalités par rapport aux techniques existantes. Les résultats sur des signaux réels et simulés ont illustré les bonnes performances et l’adaptabilité de la méthode proposée In this thesis, a novel method is proposed for modeling the non-linear amplitude and frequency modulations of non-stationary multi-component signals of long duration. The method relies on the decomposition of the signal into short time segments to carry out local modelings on these segments. In order to initialize the modeling, a first step is designed which can be considered as an independent estimator of the modulations over the entire duration of the signal. The originality of this approach lies in the definition of the total divergence matrix integrating simultaneously the amplitude and frequency values, which are employed for the association of a peak to a component according to a stochastic acceptation criteria. Following the initialization, the proposed method estimates the modulations by the step sequence of segmentation, modeling and fusion. The locally obtained modulation functions estimated by maximum likelihood are finally connected in the fusion step which suppresses their discontinuity and yields the global estimation over the entire signal duration. All these steps are defined in order to be able to model multicomponent signals with births and deaths, making one of its original features compared to existing techniques. The results on real and simulated signals have shown the good performance and adaptability of the proposed method

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Betser, Michaël A. "Modélisation sinusoïdale et applications à l'indexation sonore." Phd thesis, Télécom ParisTech, 2008. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00004089.

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Abstract:

L'objectif de la thèse est l'analyse des signaux audio-numériques basée sur la modélisation sinusoïdale. La première partie de la thèse est dédiée à l'estimation des paramètres sinusoïdaux, et en particulier aux méthodes basées sur la transformée de Fourier. Les avantages de cette famille de méthodes sont une faible complexité algorithmique et une grande facilité d'utilisation. Un état de l'art complet des méthodes d'estimation sinusoïdale basées sur la transformée de Fourier est présenté. Nous parlons ensuite des nouveaux estimateurs qui ont été développé pendant la thèse, en particulier deux nouvelles méthodes qui permettent d'estimer tous les paramètres d'une sinusoïde modulée à la fois en amplitude et en fréquence, et dont les performances se sont révélées meilleures que la seule méthode équivalente de l'état de l'art existante, l'interpolation quadratique de la transformée de Fourier (QIFFT). L'indexation sonore est un domaine assez vaste dont la problématique est de répondre aux besoins d'accès par le contenu des documents audio. Dans la deuxième partie de la thèse nous nous sommes attachés à appliquer la modélisation sinusoïdale à deux tâches d'indexation audio pour lesquelles cette modélisation est particulièrement adaptée: l'estimation de pitch et la détection d'objets sonores. Les deux algorithmes développés font intervenir des principes similaires : un appariement des pics sinusoïdaux estimés dans le flux audio avec ceux de l'objet sonore de référence, ainsi qu'une mesure de vraisemblance de l'appariement.

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Traverso, Sylvain. "Transposition de fréquence et compensation du déséquilibre IQ pour des systèmes multiporteuses sur canal sélectif en fréquence." Phd thesis, Université de Cergy Pontoise, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00412562.

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Abstract:

L'objectif de cette thèse est de proposer des solutions pour améliorer les performances des transmissions des terminaux mobiles à haut débits, faibles coûts et faible consommation. En effet, l'augmentation des débits implique que les canaux de transmission soient de plus en plus difficiles, rendant la tâche des récepteurs plus ardue. Nous nous intéressons aux systèmes MultiBandes OFDM car ils soumettent la porteuse à un algorithme de saut de fréquence, et permettent ainsi de disposer d'une grande diversité fréquentielle. Dans ce contexte, nous proposons dans une première partie des égaliseurs de canaux optimaux au sens des moindres carrés tirant profit de la diversité fréquentielle afin d'améliorer d'une manière significative les performances des systèmes OFDM pour des canaux très difficiles. Dans la seconde partie de ce travail, nous proposons un synthétiseur de fréquence agile sur 14 bandes dont les composants ont été optimisés afin de rendre sa réalisation la moins complexe possible et qui répondent aux exigences des systèmes MultiBandes en termes de temps de commutation, de bruit de phase et de pureté spectrale. Ce nouveau type de synthétiseur de fréquences rend inévitable le déséquilibre entre les voies I et Q de l'émetteur et/ou du récepteur. La troisième partie de ce travail consiste à proposer des algorithmes originaux permettant conjointement d'égaliser le canal et de compenser numériquement le déséquilibre IQ. Ces traitements valables pour tout système OFDM permettent de relâcher les contraintes de la partie analogique.

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Alami, Idrissi Ali. "Estimation de la persistance de la volatilité : biais, variance et traitement des séries financières de haute fréquence." Paris 9, 1999. https://portail.bu.dauphine.fr/fileviewer/index.php?doc=1999PA090032.

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Abstract:

La notion de volatilité et sa variabilité jouent un rôle central dans la plupart des problèmes abordés en finance de marché. Pourtant, ce n'est qu'en 1982 en proposant les processus arch (Auto-Regressifs à Hétéroscédasticité Conditionnelle) qu'Engle a offert le cadre adéquat pour une modélisation explicite de la variance conditionnelle, permettant ainsi de rendre compte de la dynamique observée pour la volatilité des actifs. Le but de cette thèse est d'étudier le comportement en échantillon fini des estimateurs des paramètres de la dynamique de la variance conditionnelle. Dans un premier chapitre, nous nous intéressons au biais de petit échantillon des estimateurs des moindres carrés et du (pseudo) maximum de vraisemblance. Nous proposons une méthodologie générale permettant d'améliorer (au sens de la réduction du biais) les estimateurs convergents mais biaisés en échantillon fini. Le second chapitre traite de l'efficacité des estimateurs garch. Il est bien connu dans la littérature que les estimateurs du pseudo-maximum de vraisemblance (pml) sont convergents (et asymptotiquement normaux) mais ne sont plus efficaces dès que la distribution conditionnelle est non gaussienne. Cette inefficacité est due à la non prise en compte de la skewness et de la kurtosis conditionnelles. Meddahi et Renault (1995) insistent sur le rôle de ces derniers phénomènes dans l'inférence et proposent une classe de M-estimateurs quadratiques plus efficaces que l'estimateur du pml. Nous passons en revue dans ce chapitre les performances en échantillon fini des estimateurs standards des modèles garch et mettons en évidence le gain d'efficacité dans l'estimation des paramètres obtenu en tenant compte de la skewness et de la kurtosis conditionnelles, en appliquant la méthodologie proposée par Meddahi et Renault (1995). Le troisième chapitre est consacré à l'étude et à la modélisation des données financières de haute fréquence. Ce type de données présente un certain nombre de caractéristiques : corrélation non linéaire, saisonnalité intra-journalière, persistance de la volatilité, asymétrie et leptokurticité des distributions des rendements. . . . Nous étudions ces différentes caractéristiques et montrons l'importance de leur prise en compte dans la procédure d'estimation à travers deux types de modélisation : garch et volatilité stochastique.

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Poveda, Poveda Héctor. "Techniques d’estimation de canal et de décalage de fréquence porteuse pour systèmes sans-fil multiporteuses en liaison montante." Thesis, Bordeaux 1, 2011. http://www.theses.fr/2011BOR14379/document.

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Abstract:

Dans les systèmes de transmission multiporteuses et impliquant plusieurs utilisateurs, deux phénomènes viennent perturber la réception et la détection de symboles : le canal de propagation et le décalage des fréquences porteuses (DFP). Cette thèse traite de techniques d’égalisation et de synchronisation en fréquence reposant sur des techniques de type Kalman telles que le filtrage de Kalman étendu (EKF) du 1er ou du 2nd ordre, le filtrage de Kalman étendu itératif ou le filtrage de Kalman par sigma point (SPKF). Pour relaxer les hypothèses de Gaussianité sur les bruits de mesure et de modèle dans la représentation dans l’espace d’état, des approches de type H[infini] sont aussi étudiées.Ces méthodes sont ensuite exploitées dans des systèmes de type OFDMA ou OFDM-IDMA et sont combinées avec d’autres approches (MMSE-SD, tests statistiques, etc.) pour mettre en œuvre des récepteurs pouvant être notamment robustes à des interférences large bande, comme c’est le cas dans des applications de radio intelligence Multicarrier modulation is the common feature of high-data rate mobile wirelesssystems. In that case, two phenomena disturb the symbol detection. Firstly,due to the relative transmitter-receiver motion and a difference between the localoscillator (LO) frequency at the transmitter and the receiver, a carrier frequencyoffset (CFO) affects the received signal. This leads to an intercarrier interference(ICI). Secondly, several versions of the transmitted signal are received due to thewireless propagation channel. These unwanted phenomena must be taken intoaccount when designing a receiver. As estimating the multipath channel and theCFO is essential, this PhD deals with several CFO and channel estimation methodsbased on optimal filtering.Firstly, as the estimation issue is nonlinear, we suggest using the extended Kalmanfilter (EKF). It is based on a local linearization of the equations around the laststate estimate. However, this approach requires a linearization based on calculationsof Jacobians and Hessians matrices and may not be a sufficient descriptionof the nonlinearity. For these reasons, we can consider the sigma-point Kalmanfilter (SPKF), namely the unscented Kalman Filter (UKF) and the central differenceKalman filter (CDKF). The UKF is based on the unscented transformationwhereas the CDKF is based on the second order Sterling polynomial interpolationformula. Nevertheless, the above methods require an exact and accurate apriori system model as well as perfect knowledge of the additive measurementnoisestatistics. Therefore, we propose to use the H∞ filtering, which is known tobe more robust to uncertainties than Kalman filtering. As the state-space representationof the system is non-linear, we first evaluate the “extended H∞ filter”,which is based on a linearization of the state-space equations like the EKF. As analternative, the “unscented H∞ filter”, which has been recently proposed in theliterature, is implemented by embedding the unscented transformation into the“extended H∞ filter” and carrying out the filtering by using the statistical linearerror propagation approach.The above techniques have been implemented in different multicarrier contexts:Firstly, we address the estimation of the multiple CFOs and channels by meansof a control data in an uplink orthogonal frequency division multiple access(OFDMA) system. To reduce the amount of control data, the optimal filteringtechniques are combined in an iterative way with the so-called minimum meansquare error successive detector (MMSE-SD) to obtain an estimator that doesnot require pilot subcarriers

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Liu, Li Yang. "Modèle de formation et estimation vectorielle de vitesses en imagerie ultrasonore haute fréquence avec un système à balayage mécanique." Lyon, INSA, 2009. http://theses.insa-lyon.fr/publication/2009ISAL0111/these.pdf.

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Abstract:

Un système ultrasonore à balayage mécanique acquiert une image pendant que le transducteur unique est en mouvement. Pour réaliser en même temps des images haute résolution et une cartographie des vitesses de flux, il est nécessaire de développer des méthodes spécifiques d’estimation du mouvement. Dans ce travail, nous développons un modèle de formation de l’image ultrasonore pour un système ultrasonore haute fréquence, large bande à balayage mécanique. A partir de ce modèle, nous proposons 2 estimateurs de vitesse basés d’une part sur l’analyse temps-fréquence du signal d’ouverture dans le domaine espace-fréquence et d’autre part sur l’analyse de la Transformée de Fourier (TF) 2D spatiale (espace k). L'analyse de la DWV du signal chirplet montre que la fréquence centrale est directement liée à la vitesse axiale cible, et la compression de la largeur de bande axiale de WVD dépend de la vitesse latérale de la cible. L’analyse de la TF2D de l’image ou d’une région de l’image US montre clairement que la fréquence centrale latérale est directement liée à la vitesse axiale de la cible, et que la compression de la largeur de bande latérale dépend de la vitesse latérale par rapport à la cible. L’estimation de ces caractéristiques spectrales permet alors de remonter aux vitesses axiale et latérale de la cible. Des simulations de différentes situations correspondant aux paramètres du système réel ont été réalisées. L’estimation 2D de vitesse est en accord avec les valeurs attendues. Notre estimateur permet donc la cartographie des flux avec une seule image pour des orientations de flux et des vitesses où les techniques Doppler sont limitées In swept-scan ultrasonic imaging system, the single-element transducer continuously moves during emission and reception. It realizes high-frequency (20-50MHz) real-time ultrasound imaging with high spatial resolution. To realize both real-time flow mapping and high-frequency imaging, it is necessary to consider estimating the blood flow 2D velocity with the data of a single image, acquired with a swept-scan transducer. We propose a model of image formation for an ultrasonic broad-band, high frequency, swept-scan transducer system. In a second part, we develop two velocity estimators based firstly on the time-frequency analysis of the “Chirplet signal” in the space-frequency domain and secondly on the 2D Fourier spatial frequency (2DFT) of the system’s PSF. Time-frequency analysis of the “Chirplet signal” is realized with Wigner-Ville Distribution (WVD). The “Chirplet signal” Sf0(u) is the lateral spatial signal chirp signal filtered with the aperture. The analysis of Chirplet’s WVD shows that the centre frequency is directly related to target’s axial velocity, and the compression of the axial bandwidth of WVD depends on target’s lateral relative velocity. 2D Fourier Transform (2DFT) of the system’s PSF shows clearly that the lateral centre frequency is directly related to target’s axial velocity, and the compression of the lateral bandwidth of the system’s 2DFT depends on target’s lateral relative velocity. Simulations of various situations corresponding to real system parameters show the validity of both models. Parabolic flow profiles are also investigated. Mean and standard deviation of the mean error are presented and show a good agreement

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Dewez, Florent. "Estimations sans pertes pour des méthodes asymptotiques et notion de propagation pour des équations dispersives." Thesis, Lille 1, 2016. http://www.theses.fr/2016LIL10095/document.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous étudions le comportement d'intégrales oscillantes lorsqu'un paramètre fréquentiel tend vers l'infini. Pour cela, nous considérons la version de la méthode de la phase stationnaire de A. Erdélyi qui couvre le cas d'amplitudes singulières et de phases ayant des points stationnaires d'ordre réel, et qui fournit des estimations explicites de l'erreur. La preuve est entièrement détaillée dans la thèse et la méthode améliorée. De plus nous montrons l'impossibilité de déduire, à partir de cette méthode, des estimations uniformes par rapport à la position du point stationnaire dans le cas d'amplitudes singulières. Afin d'obtenir de telles estimations, nous étendons le lemme de van der Corput au cas d'amplitudes singulières et de points stationnaires d'ordre réel.Ces résultats sont appliqués à des solutions d'équations dispersives sur la droite réelle. La transformée de Fourier de la donnée initiale est à support compact et/ou a un point singulier intégrable. Des développements à un terme et des estimations uniformes dans certains cônes de l'espace-temps sont établis: ceci montre que les paquets d'ondes tendent à être localisés dans certains cônes lorsque le temps tend vers l'infini, décrivant leurs mouvements asymptotiquement en temps.Pour finir, nous considérons des solutions approchées de l'équation de Schrödinger avec potentiel sur la droite réelle, telle que la transformée de Fourier du potentiel est à support compact. En appliquant les méthodes précédentes, nous prouvons que ces solutions approchées tendent à être concentrées dans certains cônes lorsque le temps tend vers l'infini, mettant en évidence des phénomènes de type réflexion et transmission In this thesis, we study the asymptotic behaviour of oscillatory integrals for one integration variable with respect to a large parameter. We consider the version of the stationary phase method of A. Erdélyi which covers singular amplitudes and phases with stationary points of real order together with explicit error estimates. The proof, which is only sketched in the original paper, is entirely detailed in the present thesis and the method is improved. Moreover we show the impossibility to derive from this method uniform estimates in the case of singular amplitudes with respect to the position of the stationary point. To obtain such estimates, we extend the classical van der Corput lemma to the case of singular amplitudes and stationary points of real order.These results are then applied to solution formulas of certain dispersive equations on the line, covering Schrödinger-type and hyperbolic examples. We suppose that the Fourier transform of the initial condition is compactly supported and/or has a singular point. Expansions to one term and uniform estimates of the solutions in certain space-time cones are established: this shows that the waves packets tend to be time-asymptotically localized in space-time cones, describing their motions when the time tends to infinity.Finally we consider approximate solutions of the Schrödinger equation on the line with potential, where the Fourier transform of the potential is also supposed to have a compact support. Applying the methods mentioned above, we prove that these approximate solutions tend to be time-asymptotically concentrated in certain space-time cones, exhibiting reflection and transmission type phenomena

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Carrere, Loren. "Etude et modélisation de la réponse haute fréquence de l'océan global aux forçages météorologiques." Toulouse 3, 2003. http://www.theses.fr/2003TOU30185.

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Makdissi, Alaa. "Traitement de Signal Appliqué aux Etalons Primaires de Fréquence : Amélioration de leur Exactitude et de leur Stabilité." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 1999. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011625.

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Abstract:

La définition de la seconde est basée, depuis 1967, sur les propriétés atomiques de l'atome de césium. Une horloge atomique est l'instrument qui permet de réaliser cette définition avec une exactitude limitée par plusieurs sources de perturbations. Toute amélioration dans les performances des horloges atomiques est la bienvenue pour les diverses applications, actuelles et futures, qui utilisent ces horloges. L'objet de ce travail de thèse est d'améliorer les performances de l'étalon primaire de fréquence (JPO) à jet de césium du Laboratoire Primaire du Temps et des Fréquences. Les résultats obtenus se traduisent par les performances suivants : Notre Horloge JPO est maintenant l'horloge, à jet thermique, la plus exacte au monde, avec une exactitude de 6,3 x 10-15. Elle est également l'horloge à jet thermique la plus stable, avec une stabilité à court terme de 3 x 10-13/sqrt(t) où t est le temps d'intégration en seconde. L'obtention de ces bons résultats est liée à la maîtrise des fuites micro-ondes grâce à la conception et à la réalisation d'une cavité de Ramsey. La bonne exactitude est due aux nouvelles techniques de traitement du signal (problèmes inverses, régularisation. analyse cepstrale, ...) que nous avons introduites pour mieux évaluer les effets perturbateurs. La bonne stabilité profite de l'étude détaillée du système d'asservissement dans une horloge ainsi que de la réalisation matérielle et logicielle d'une boucle d'asservissement numérique de haute qualité.

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Lévy-Leduc, Céline. "Estimation semi-paramétrique de la période de fonctions périodiques inconnues dans divers modèles statistiques : théorie et applications." Paris 11, 2004. http://www.theses.fr/2004PA112146.

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Abstract:

Cette thèse porte sur l'estimation semi-paramétrique de la période de fonctions périodiques inconnues dans divers cadres statistiques ainsi qu'à la mise en place de tests non-paramétriques permettant de détecter la présence de signal périodique dans du bruit. Dans le chapitre 1, nous proposons des estimateurs asymptotiquement optimaux de la période d'une fonction périodique et des périodes de deux fonctions périodiques à partir de leur somme bruitée. Dans le chapitre 2, nous proposons un algorithme pratique d'estimation de période fondée sur les idées du chapitre 1 que nous testons sur des données simulées de vibrométrie laser. Cet algorithme est testé dans le chapitre 3 sur des données réelles musicales. Dans le chapitre 4, nous proposons un estimateur de période lorsque les observations correspondent à une fonction presque périodique particulière bruitée ainsi qu'une mise en oeuvre pratique de la méthode que l'on a testée sur des signaux de vibrométrie laser. Dans le chapitre 5, on propose un test de détection de fonctions périodiques dans du bruit lorsque la période de la fonction et la variance du bruit sont inconnues qui est adaptatif au sens du minimax et on l'a teste sur des données de vibrométrie laser This thesis is devoted to semiparametric period estimation of unknown periodic functions in various statistical models as well as the construction of nonparametric tests to detect a periodic signal in the midst of noise. In chapter 1, we propose asymptotically optimal estimators of the period of an unknown periodic function and of the periods of two periodic functions from their sum corrupted by Gaussian white noise. In chapter 2, we propose a practical implementation of the period estimation method based on the ideas developed in the first chapter that we test on simulated laser vlbrometry signals. This algorithm is used in chapter 3 on real musical data. In chapter 4, we propose an estimator of the period when the observations are those of a particular almost periodic function corrupted by Gaussian white noise as well as a practical implementation of the method. This algorithm has also been tested on laser vibrometry data. In chapter 5, we propose a test in order to detect periodic functions in the midst of noise when the period of the function and the variance of noise are unknown. It is proved to be adaptive in the minimax sense and has been tested on laser vibrometry data

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Arberet, Simon. "Estimation robuste et apprentissage aveugle de modèles pour la séparation de sources sonores." Phd thesis, Université Rennes 1, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00564052.

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Abstract:

La séparation de sources aveugle dans le cas sous-déterminé est un problème mal posé pour lequel on suppose que les sources sont indépendantes et parcimonieuses dans le domaine temps-fréquence. La séparation se fait alors en deux étapes : une étape d'estimation des paramètres du mélange, suivi d'une étape d'estimation des sources. Les hypothèses faites sur les sources ne sont cependant pas valides sur l'ensemble des points temps-fréquence, si bien que les approches qui traitent naïvement de l'ensemble des points de manière identiques et indépendantes, sont peu robustes pour estimer les paramètres du mélange et les sources. L'objet de cette thèse est d'exploiter la distribution locale du mélange dans les voisinages de chaque point temps-fréquence, afin de : - Détecter les régions temps-fréquence où une seule source est active et d'estimer la direction de la source dominante dans ces régions ; - Estimer la distribution des sources en chaque point temps-fréquence à l'aide de la connaissance sur les paramètres du mélange. L'approche locale que nous proposons est étayée par un algorithme de clustering appelé DEMIX, qui estime de façon robuste les paramètres du mélange dans les cas instantanés et anéchoïques. D'autre part, l'estimation locale de la distribution des sources peut être utilisée pour apprendre des MMG spectraux qui jusqu'à présent nécessitaient une étape d'apprentissage à partir d'exemples. Nous montrons que cette approche améliore l'estimation des sources de plusieurs dB en SDR.

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Gonçalves, Paulo. "Analyse temps-fréquence et modèles d'invariance d'échelle: Contribution à l'étude de systèmes complexes." Habilitation à diriger des recherches, Ecole normale supérieure de lyon - ENS LYON, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00474532.

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Abstract:

Manifeste depuis longtemps dans les sciences du vivant, le traitement du signal, apparaît plus tardivement dans la communauté réseaux. On est alors surpris de voir que deux systèmes complexes, aussi distants que le coeur et un réseau informatique, présentent du point de vue des lois d'échelle, des invariances très semblables. Sans dire qu'elles sont les signatures de structures comparables, ces propriétés font néanmoins appel aux mêmes outils d'analyse, d'estimation ou de modélisation, et c'est dans la conception de ceux-ci que se situe le travail présenté. Cette "unité méthodologique" est le fil conducteur qui m'a permis de décloisonner les différents domaines de recherche abordés. Dans une première partie je trace un bilan de mes différentes contributions aux sciences de l'information, classées selon deux grandes catégories: - Les représentations temps-fréquence dont l'objectif est un meilleur redéploiement de l'information contenue dans le signal pour mettre en évidence certaines organisations ou propriétés difficiles à identifier autrement; - Les outils statistiques qui, stimulés par les progrès accomplis sur les représentations en général et les ondelettes en particulier, augmentent en retour les possibilités d'exploitation de ces objets. Dans un deuxième temps, j'illustre avec les deux applications qui sont au centre de mon activité - étude des systèmes de communication et analyse du système cardiovasculaire - des résultats originaux et concrets issus de l'application de ces outils théoriques. Enfin, ces exemples me donnent l'occasion de conclure en défendant la vision d'une approche coopérative et globale de la complexité en vue d'une meilleure compréhension des mécanismes à l'origine des systèmes.

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Blödt, Martin. "Condition Monitoring of Mechanical Faults in Variable Speed Induction Motor Drives - Application of Stator Current Time-FrequencyAnalysis and Parameter Estimation." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00105482.

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Abstract:

Ce travail de thèse traite de la détection et du diagnostic de défaillances mécaniques par analyse du courant statorique dans les entraînements électriques à base de machine asynchrone. Deux effets d'un défaut mécanique, des oscillations de couple et une excentricité d'entrefer, sont supposés. La modélisation par approche des ondes de forces magnétomotrices et de perméance conduit à deux modèles analytiques du signal courant. La conséquence des défauts est soit une modulation de phase, soit une modulation d'amplitude du signal courant statorique. Ces phénomènes sont détectés par une analyse spectrale en régime permanent, ou des méthodes temps fréquence en régime transitoire. Les méthodes étudiées sont la fréquence instantanée, le spectrogramme et la représentation de Wigner-Ville. L'estimation paramétrique d'indices de modulation a également été traitée. Des résultats de simulation et expérimentaux permettent de valider les signatures et d'extraire de façon automatique des indicateurs de défaut. De plus, une méthode permettant la distinction des oscillations de couple d'une excentricité dynamique est proposée. L'étude est complétée par une implémentation sur DSP des méthodes temps-fréquence afin de démontrer la faisabilité d'une surveillance en ligne.

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Le, Duff Alain. "Contribution à l'estimation paramétrique de signaux à variation sinusoi͏̈dale de la fréquence instantanée et à amplitude variable : application à l'anémométrie laser Doppler pour l'acoustique." Le Mans, 2003. http://cyberdoc.univ-lemans.fr/theses/2003/2003LEMA1012.pdf.

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Abstract:

L'anémométrie laser à effet Doppler (ALD), dont l'utilisation est très répandue en mécanique des fluides, peut aussi être utilisée pour la mesure de vitesse particulaire acoustique. La nature vectorielle de cette grandeur permet de caractériser les champs à structure complexe ce qui autorise, par exemple, l'étude de phénomènes acoustiques au voisinage de parois vibrantes ou de discontinuités géométriques. L'ALD offre, pour ce type de problème. Le double avantage de présenter une bonne résolution spatiale de la mesure et de ne perttirber que faiblement le champ à explorer. Le Laboratoire d'Acoustique de l'Université du Maine (LAUM) est équipé d'un banc de mesure conçu pour la mesure de vitesse acoustique. Depuis près de huit ans. Les recherches se sont orientées vers la validation expérimentale de cette technique ainsi que vers l'élaboration de méthodes de traitement des signaux propres à extraire la vitesse particulaire dans lin contexte de traitement différé et avec l'hypothèse d'un signal Doppler d'amplittide constante. Cependant, pour que l'ALD soit exploitable efficacement il est indispensable de concevoir un système de mesure. Simple d'utilisation, permettant d'accéder rapidement à la vitesse acoustique et prenant en compte la nature variable de l'amplitude du signal Doppler. L'objectif de cette étude est donc de proposer des méthodes de traitement du signal adaptées à l'estimation de la vitesse particulaire acoustique, dans le cas d'une excitation sinusoi͏̈dale. Et de définir une architecture matérielle et logiciens indispensable à cette mesure. Celle-ci s'opère à partir des composantes en phase et en quadrature du signal Doppler ramené-es en bande de base à l'aide d"un dispositif de démodulation analogique spécialement développé pour cette application. Trois estimateurs sont alors proposés: le premier est basé sur le calcul de la dérivée de la phase du signal Doppler. Sa principale vocation consiste à initialiser une deuxième méthode d'estimation basée sur la recherche du maximum de vraisemblance. Le filtrage de Kalman étendu cmontrent l'influence des paramètres du problème sur la qualité des estimations. Par la suite. Des simulations statistiques de --\,Ionte-Carlo permettent d'évaluer la qualité des trois méthodes. Une estimation sommaire des complexités algorithmiques des estimateurs complète également cette phase dévaluation. Enfin. La validation expérimentale des techniques d'estimation s"articule autour de deux ex- périences Dans un premier temps, la mesure de la vitesse de déplacement sinusoi͏̈dale d'une pointe d'aiguille montée dans un pot vibrant permet de coiifronter les résultats obtenus par ALD à ceux que donne un vibromètre laser. Dans un second temps. La mesure de vitesses particulaires acoustiques rayonnées par un haut-parleur électrodynamique, est proposée. Les valeurs issues de la mesure en champ libre par ALD sont alors coniparées à celles des vitesses de référence obtenues à l'aide de la méthode du doublet microphonique Laser Doppler Anemometry (LDA), which is widely used in fluid mechanics, can also be used in order to measure acoustic particle velocity. The knowledge of this vector quantity could be especially useful to characterize a complex acoustic field, allowing for example the study of phenomena close to vibrating surfaces or around duct discontinuities. In addition, LDA ensures, for this kind of problem, theoretically non-invasive velocity measurements with an excellent spatial résolution. The Laboratoire d'Acoustique de l'Université du Maine (LAUM) is equipped with a system designed for acoustic velocity measurement. For nearly eight years, research has been directed towards the experimental assessment of this technique and the development of signal processing methods based on post-processing techniques, with the assomption of a constant amplitude Doppler signal. However, in order to design a more integrated set-up, furthermore easy to manipulate, it is essential to design a system providing real-time measurements of acoustic velocity and taking into account the varying amplitude of the Doppler signal. This research work offers signal processing methods adapted to the estimation of acoustic particle velocity, for a sine-wave excitation, and defines hardware and software architectures suited to this measurement. The latter is performed with the help of the in-phase and the quadrature components of the Doppler signal, which is downshifted thanks to an analog quadrature demodulation technique especially designed for this application. Three estimators are then proposed: the first is based on the Doppler phase derivation, and is the starting point of a second method based on maximum likelihood estimation. The extended Kalman filter is the third method explored. Finally, the approximated, though accurate, analytical forms of the Cramer-Rao bounds show the influence of the parameters on the quality of the estimations. Estimator performance is then illustrated by means of statistical Monte-Carlo simulations. An assessment of the complexity of these algorithms also supplements this evaluation. Finally, the assessment of the estimation technique is obtained thanks to two experiments. Firstly, the measurement of the sinusoidal velocity of the displacement of a needle assembled in a vibration exciter allows the comparison of the results obtained by LDA with those obtained with a laser vibrometer. Then, the measurement of the acoustic particle velocity field radiated by a loudspeaker, is proposed. The measurements obtained in free field by LDA are then compared with the reference velocities obtained using a sound intensity probe

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Huillery, Julien. "Support temps-fréquence d'un signal inconnu en présence de bruit additif gaussien." Phd thesis, Grenoble INPG, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00301324.

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Abstract:

Le travail présenté dans ce mémoire est dédié à la localisation d'un signal dans le plan temps-fréquence. Plus précisément, nous proposons de déterminer le support temps-fréquence d'un signal d'intérêt, non stationnaire, déterministe et inconnu, noyé dans un bruit gaussien additif, centré et de fonction d'autocorrélation inconnue. Le support temps-fréquence accessible d'un signal est défini comme l'ensemble des points temps-fréquence pour lesquels le signal d'intérêt admet une énergie au moins supérieure à celle du bruit. De cette définition naîssent deux éléments qu'il est nécessaire de préciser : quel est l'énergie du bruit d'une part et que signifie "au moins supérieure" d'autre part? Dans tout ce travail, le spectrogramme est choisi pour représenter les signaux dans le plan temps-fréquence. Nous choisissons de résoudre ce problème de localisation au moyen d'un test binaire d'hypothèses, formulé en chaque point du plan temps-fréquence. Le seuil de détection correspondant à ce test doit alors être déterminé : d'après les lois de probabilité des coefficients du spectrogramme d'une part, en lien avec la puissance du bruit d'autre part et, enfin, selon un critère de détection approprié. La première étude concerne le comportement statistique des coefficients du spectrogramme. Dans le contexte d'un bruit non blanc et non stationnaire, la densité de probabilité des observations est ainsi formulée. La densité specrale de puissance du bruit apparaît naturellement comme l'un des paramètres de cette densité de probabilité. Dans une seconde étude, une méthode d'estimation de ce bruit est proposée. Elle se base sur le comportement statistique des plus petits coefficients du spectrogramme. Cet ensemble de connaissances nous permet finalement de résoudre le test d'hypothèses dont la solution naturelle au sens du maximum de vraisemblance fait apparaître le rapport d'énergie entre le signal et le bruit en chaque point du plan temps-fréquence. Ce rapport signal sur bruit local permet dès lors de préciser la condition "au moins supérieure" relative au support temps-fréquence accessible du signal. L'algorithme de localisation temps-fréquence qui résulte de ce travail permet finalement de retenir le support temps-fréquence du signal d'intérêt sur l'ensemble duquel le rapport signal sur bruit est supérieur à une valeur choisie a priori.

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Rolim, Fernandes Carlos Alexandre. "Nonlinear MIMO communication systems : channel estimation and information recovery using Volterra models." Nice, 2009. http://www.theses.fr/2009NICE4002.

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Abstract:

Cette thèse introduit de nouvelles méthodes de traitement du signal avec des applications pour les systèmes de communications radio-mobiles. Basés sur les relations de symétrie et de redondance des cumulants d’ordre 4 des signaux de sortie du canal, nous traitons le problème de l’identification aveugle de canaux en utilisant la décomposition Parafac du tenseur des cumulants. Nous développons des algorithmes d’identification aveugles basés sur une minimisation de type moindres carrés à pas unique (SS-LS), permettant d’éviter toute sorte de traitement au préalable. L’approche SS-LS induit une solution bas » sur une seule procédure d’optimisation. En exploitant le concept de réseau virtuel, nous abordons aussi le problème de la localisation de sources dans le cadre d’un réseau d’antennes multiutilisateur, dans le but d’augmenter le nombre de capteurs virtuels pour améliorer la résolution réseau sans faire appel aux statistiques d’ordre 6. Nous traitons par ailleurs le problème de l’estimation des paramètres physiques d’un canal de communication de type MIMO à trajets multiples. En utilisant un formalisme tensoriel, nous proposons une nouvelle technique d’estimation non-paramétrique des coefficient d’un modèle MIMO convolutif, généralisant les méthodes proposées dans les chapitres précédents. Les paramètres du canal sont obtenus à l’aide d’un technique combinée de type ALS-MUSIC, basée sur un algorithme de sous-espaces. Enfin, nous considérons le problème de la détermination d’ordre du canal dans le contexte des systèmes MISO. L’algorithme proposé, basé sur une technique de déflation, détecte les sources, détermine l’ordre des canaux et estime les coefficients associés This thesis introduces new statistical signal processing tools with applications in radio-mobile communication systems. Exploiting the symmetry and redundancy relationships of the 4th-order out-put cumulants, we address the blind channel identification problem by using the Parallel Factor (Parafac) decomposition of the cumulant tensor. We develop blind identification algorithms based on a single-step least squares (SS-LS) minimization problem, enabling us to avoid any kind of pre-processing. The SS-LS approach induces a solution based on a sole optimization procedure. Making use of the Virtual Array concept, we also treat the source localization problem in a multiuser sensor array context in order to provide additional virtual sensors, thus improving the array resolution without resorting to 6th-order statistics. In addition, we consider the problem of estimating the physical parameters of a multipath MIMO communication channel. Using a tensor formalism, we propose a new non-parametric technique to estimate the coefficients of a convolutive MIMO model, so generalizing the methods proposed in the former chapters. We obtain the physical channel parameters by means of a combined ALS-MUSIC technique base on a subspace algorithm. Finally, we turn our attention to the problem of determining the order of FIR channels in the context of MISO systems. The proposed algorithm successively detects the signal sources, determines the order of their individual transmission channels and estimates the associated channel coefficients using a deflationary approach

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El, Guedri Mabrouka. "Caractérisation aveugle de la courbe de charge électrique : Détection, classification et estimation des usages dans les secteurs résidentiel et tertiaire." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00461671.

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Abstract:

Le problème de caractérisation non-intrusive des usages dans des conditions réelles à partir de l'unique observation de la courbe de charge (CdC) générale résidentielle et tertiaire disponible (puissance moyenne quotidienne disponible en sortie du compteur) a été peu étudié. L'objectif de la thèse est d'explorer les possibilités et les méthodes permettant une caractérisation aveugle des composantes du mélange observé. Plus précisément, il s'agit d'extraire des descripteurs temporels, énergétiques ou encore événementiels à partir d'un mélange unique de sources non-stationnaires de nombre inconnu. Nous considérons quatre sous-problématiques sous-jacentes à la caractérisation de la CdC : la détection des usages, la classification des signaux de la CdC, l'estimation des paramètres des usages (énergie, amplitude, etc.) et la séparation des sources du mélange observé. Les algorithmes mis en œuvre sont évalués sur les données réelles. Les performances obtenues sont satisfaisantes. Outre les contributions de formalisation et algorithmiques, un des apports marquants de cette étude est une solution non-intrusive pour la segmentation automatique la CdC générale résidentielle et pour la cartographie de l'énergie quotidienne consommée en quatre composantes : le chauffage électrique, le chauffe-eau, le froid alimentaire et les autres usages. Au delà des améliorations algorithmiques et de l'étude de performance à poursuivre, nous proposons en perspective de cette thèse une approche générique pour décomposer une CdC quelconque fondée sur une modélisation stochastique de la série des événements de la CdC.

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GUITTON, Patricia. "Estimation et Optimisation de la Consommation lors de la conception globale des systèmes autonomes." Phd thesis, Université de Nice Sophia-Antipolis, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00007496.

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Abstract:

Les systèmes embarqués représentent une part de plus en plus importante du marché semiconducteurs. Les systèmes embarqués visent des applications plus gourmandes en capacité de calcul, augmentant du même coup la surface de silicium et l'énergie dissipée. Un des problèmes de la conception système est le patitionnement d'applications qui requiert l'utilisation de méthodes complexes. En effet, le partitionnement sous contraintes de temps, basé sur un algorithme d'ordonnancement avec un objectif de minimisation de la surface de silicium ou de la consommation est un problème NP-difficile. Ce travail de thèse étudie la prise en compte de la consommation (énergie et pic de puissance) lors de la conception globale de systèmes autonomes. Une première étude consiste à estimer la consommation des divers composants d'une architecture SoC. Puis, nous nous sommes intéressés aux deux étapes principales des méthodes de partitionnement : l'allocation et l'ordonnancement. En particulier, la technique d'ajustement conjoint de la tension et de la fréquence est considérée dans l'ordonnancement pour minimiser l'énergie. A la suite de ces optimisations, une gestion des modes basse consommation est réalisée, ayant pour objectif de mettre les processeurs en état de repos ou repos profond dès que la possibilité se présente, ce changement de mode permettant de gagner en consommation. Ce travail a été testé sur divers exemples, comme une application de détection de mouvement sur fond d'images fixes pour caméra embarquée.

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Yuan, Xin. "Comb-type pilot-aided OFDM channel estimation for underground WLAN communications." Thesis, Université Laval, 2007. http://www.theses.ulaval.ca/2007/24251/24251.pdf.

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Degroot, Anne. "Contribution à l'estimation de la vitesse acoustique par vélocimétrie laser Doppler et application à l'étalonnage de microphones en champ libre." Le Mans, 2007. http://cyberdoc.univ-lemans.fr/theses/2007/2007LEMA1005.pdf.

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Abstract:

La Vélocimétrie Laser à effet Doppler (VLD) est un outil de mesure de vitesse particulaire non-invasif couramment utilisé en mécanique des fluides qui reste cependant encore marginal en acoustique. L'accès à l'information de vitesse particulaire acoustique permet de caractériser les champs acoustiques complexes, autorisant l'étude de phénomènes acoustiques au voisinage de parois vibrantes ou de discontinuités gémométriques par exemple. L'application de la VLD à l'acoustique de l'audible pour des niveaux allant de 60 à 120 dBsPL en présence de faibles écoulements (quelques mm/s) constitue le domaine d'investigation du Laboratoire d'Acoustique de l'Université du Maine depuis le milieu des années 90. Les méthodes de traitement du signal aujourd'hui implémentées sur le banc de mesure appartiennent à la famille des méthodes temps-fréquence donnant accès à la loi de fréquence instantanée (proportionnelle à la vitesse) de la particule lors de son passage dans le volume de mesure. Ces méthodes ont été développées et validées expérimentalement sur une seule bouffée Doppler en présence de très faible écoulement conduisant à une loi de variation de la vitesse de plusieurs périodes acoustiques. L'objectif de cette thèse est double. Dans un premier temps, il vise à développer un traitement de signal qui permette d'estimer la vitesse acoustique à partir de l'analyse de plusieurs bouffées. Dans un deuxième temps, il vise à utiliser la VLD pour estimer une pression acoustique à partir des vitesses acoustiques mesurées au voisinage d'un structure (d'un microphone). La première partie du travail consiste à développer et valider une méthode de traitement du signal, basée sur l'utilisation de la transformée en ondelette, capable de détecter, localiser, classifier (simple ou multiple) les bouffées contenues dans un signal bruité et propose une méthode d'estimation des paramètres acoustiques et de vitesse d'écoulement par utilisation d'une méthode des moindres carrés appliquée au signal de fréquence instantanée estimé suite à la détection des bouffées. La deuxième partie de cette thèse permet d'initialiser des travaux, en collaboration avec le laboratoire d'acoustique d'Edimbourg, sur l'étalonnage de microphone en champ libre par mesures de vitesses acoustiques VLD. Une première étude de faisabilité d'estimation de la pression à partir de mesures de vitesses à une dimension est menée, permettant d'envisager un étalonnage des microphones à réponse en pression. Puis, dans un second temps, une approche analytique basée sur la formulation intégrale de Green propose de développer un modèle à deux dimensions du champ de pression en fonction de la vitesse au voisinage très proche du microphone dans le but d'étalonner les microphones en champ libre Laser Doppler Velocimetry (LDV) is a non intrusive technique widely used in fluid mechanics, but still marginal in acoustics, for measuring the particle velocimetry. Accessing to the acoustic particle velocity allows to characterize complex acoustics fields to study phenomena close to vibrating surfaces or around geometrical discontinuities for example. Research works of LDV applications to audible acoustics levels going from 60 to 120 dBsPL in presence of weak flows (a few mm/s) has been investigated by the Laboratoire d'Acoustique de l'Université du Maine for the middle of the nineteens. Signal processing methods nowadays implement on the measurement bench belong to time-frequency methods allowing to get the instantaneous frequency (proportional to the velocity) of the particle during its crossing of the measuring probe. These methods have been developed and validated experimentally on one single burst for weak flow leading to a velocity variation of several acoustics periods. The objective of this Ph. D thesis is dual. In a first time, this thesis develops a new signal processing to get an estimation of the acoustic velocity parameters thanks to a large number of bursts. In a second time, this works presents the use the LDV sensor to estimate the acoustic pressure thanks to the measurement of the acoustic velocities. The first part of this study consists in developing and validating a signal parametric method, based on the use of a wavelet transform, able to detect, localize, classify (single or overlap) bursts present on the noisy Doppler signal and in processing an estimation method of acoustics parameters and flow velocities estimation with the help of a least mean square method on the instantaneous frequency after the detection process of bursts. The second part of this thesis allows to initiate new works, in collaboration with the Acoustics and Fluid dynamics group of Edinburgh, on free field microphone calibration thanks to acoustic velocities measurements by LDV. A first study investigates the possibility of getting an accurate pressure estimation thanks to acoustic velocities measurement to calibrate at first pressure microphones. Then, in a second time, an analytic approach based on the Green integral formulation proposes a two dimensional model of the acoustic pressure field function of the velocity close to the microphone membrane to hope a future calibration of free-field microphone

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Baral-Baron, Grégory. "Traitements avancés pour l’augmentation de la disponibilité et de l’intégrité de la mesure de vitesse 3D par LiDAR, dans le domaine aéronautique." Thesis, Supélec, 2014. http://www.theses.fr/2014SUPL0016/document.

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Abstract:

Afin de satisfaire les exigences de sécurité requises dans l’aviation civile, la stratégie adoptée consiste à multiplier les chaînes de mesure pour une même information. Il est aujourd’hui recommandé d’introduire une chaîne de mesure dissemblable (reposant sur un principe physique différent) afin d’augmenter le niveau de sécurité. Dans cette optique, Thales mène des travaux sur le développement d’un anémomètre laser Doppler embarqué sur aéronef. Ce capteur, composé de quatre axes LiDAR (Light Detection And Ranging) répartis autour de l’avion, permet d’estimer la vitesse air par l’analyse de la réflexion de l’onde laser émise sur les particules présentes dans l’air.L’objectif de ces travaux est de concevoir une chaîne de traitement du signal LiDAR adaptée à un capteur sur avion. Cette chaîne, basée sur une représentation temps-fréquence, inclut des étapes de détection du signal utile optimisée pour les conditions de faible ensemencement en particules, de sélection des aérosols utiles dans un nuage et d’estimation robuste afin de contrôler la qualité de la mesure. Cette chaîne de traitement, évaluée lors d’une campagne d’essais réalisée à l’observatoire du Pic du Midi, apporte un gain de performances élevé dans les situations critiques. L’architecture du système a été le second axe d’étude. Une méthode d’estimation du vecteur vitesse à partir des estimations effectuées sur chaque axe LiDAR et d’un modèle aérodynamique de l’avion permet de compenser les perturbations observées à proximité de ce dernier. Puis, une procédure d’optimisation de l’architecture est proposée afin d’améliorer les performances du capteur. Les performances de la chaîne de traitement présentée devront être évaluées en conditions réelles, lors d’essais en vol, afin de sonder une grande variété de conditions atmosphériques et d’évaluer le gain apporté et les faiblesses éventuelles du traitement proposé en fonction de ces conditions The method use to respect security requirements in civil aviation consists in multiplying measuring chains for the same information. Now, it is recommended to add a dissimilar measuring chain, based on a different physical principle, in order to improve security level. Thus, Thales works on the development of a laser Doppler anemometer embedded on aircraft. This sensor is composed by four LiDAR (Light Detection And Ranging) axis distributed around the aircraft and air speed is estimated by the analysis of the reflection of the emitted laser wave on particles.This thesis objective is to design a LiDAR signal processing chain adapted to an aircraft sensor. The process is based on a time-frequency representation and it includes methods for signal detection in low concentrated air mass, useful particles selection in clouds and robust estimation to control measure reliability. The process has been evaluated during a test campaign realized at the Pic du Midi observatory. Its performances are greatly improved, especially in critical situations.The system architecture has also been studied. An estimation method designed from estimations performed on different LiDAR axis and an aerodynamic model of an aircraft is proposed in order to compensate for air mass perturbations close to the aircraft. Then, an optimization process is presented to improve sensor performances.The signal processing chain will have to be evaluated by flight tests, to explore a large atmospheric conditions variety and to quantify its strengths and weaknesses depending on conditions

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Abudabbousa, Ahmed. "OFDM based Time Difference Of Arrival Estimation." Thesis, Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS112/document.

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Abstract:

Cette thèse présente une solution originale permettant d’extraire, à partir de signaux de communication OFDM, l’information liée à la différence de temps d’arrivée (TDOA) entre deux émetteurs très proches et un récepteur. Cette méthode, qui s’avère super-résolutive, permet d’extraire des TDOA en dessous de la limite de Rayleigh fixée par la bande passante utile. Dans ce travail, nous effectuons, à l'aide d'une sortie simple à entrées multiples, la caractérisation et la modélisation des canaux pour l’estimation TDOA. En gérant ces réponses ce canal de fréquence de canal de différentes manières, nous minimisons différentes fonctions de coût exprimées comme la différence entre la réponse de canal mesurée et un modèle direct prédéfini. Pour la validation, la simulation basée sur différentes topologies présente des résultats soulignant la propriété de super-résolution d'une telle approche. La performance de l’estimation TDOA proposée est comparée à la bande inférieure de Cramer-Rao. Les effets de la propagation par trajets multiples sont pris en compte et certaines solutions proposées sont discutées et simulées. De plus, la partie expérimentale de ce travail valide à la fois les modèles directs et inverses dans différentes configurations de canaux This thesis presents an original solution for extracting, from OFDM communication signals, the information related to the time difference of arrival (TDOA) between two closed transmitters and one receiver. This solution, which shows to be super-resolution, makes it possible to extract TDOA below the Rayleigh limit set by the useful bandwidth.Inthis work, we perform, using a Multiple Inputs Simple Output, channel characterization and modeling for TDOA estimation. By handling these channel frequency responses in different ways, xe minimize different cost functions expresses as the difference between measured channel response and a predefined direct model. For validation, the simulation based on different topologies exhibit results is compared to the Cramer Rao Lower Band. The effects of the multipath are taken into account and some proposed solutions are discussed ans simulated. Moreover, the experimental part of this work validates the direct and inverse models in different channel configurations

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Filliau, Christophe. "Estimation du contrôle nerveux autonome et de l'activité intrinsèque du système cardiaque au moyen de l'analyse de la variabilité des paramètres cardiovasculaires : effets de l'âge et de l’activité physique." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2015. http://www.theses.fr/2015SACLS193/document.

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Abstract:

Cette étude s’inscrit dans les travaux de recherche visant à expliquer au moyen de l’utilisation de l’analyse spectrale, les mécanismes physiologiques qui sous-tendent la variabilité cardiaque. Dans une première étude, nous avons observé les caractéristiques de la variabilité cardiaque chez des sujets âgés de 11 à 59 ans au cours de leur sommeil. Ces enregistrements nous ont permis d’identifier les phases de sommeil lent profond et de mesurer la variabilité cardiaque dans des conditions spontanées reproductibles. Les résultats de cette étude nous ont conduits à nous interroger sur la possibilité d’obtenir une estimation de la fréquence cardiaque intrinsèque (FCI) à partir d’une analyse spectrale des périodes RR mesurées au cours d’un test d’effort incrémenté. Cette estimation serait le moyen de s’extraire des outils pharmacologiques nécessaires actuellement pour mesurer la FCI. Lors d’un exercice physique le contrôle autonome cardiaque est modifié afin de permettre l’augmentation de la FC (retrait vagal dans un premier temps puis activation sympathique). La composante spectrale en hautes fréquences est un indicateur de l’activation du nœud sinusal par le système nerveux parasympathique. La chute brutale de cette composante permet de visualiser le moment d’occurrence du retrait vagal complet. L’identification de ce moment précis nous a été rendue possible par l’utilisation de la méthode temps fréquence de «Pseudo Wigner Ville Lissée» à partir des programmes mis au point par l’INRIA. Cette méthode donne une valeur instantanée de la puissance spectrale en HF. Nous nous sommes alors attachés à mettre au point un protocole d’exercices visant à identifier la fréquence cardiaque au moment où la variabilité cardiaque en haute fréquence est la plus basse (FC@HFmin pour fréquence cardiaque à la puissance spectrale minimale en haute fréquence). Cette composante représente le moment où le cœur est soumis au minimum d’influences du système nerveux autonome. Elle peut par conséquent représenter une estimation plausible de la FCI. C’est sur ergocycle qu’il est apparu le plus facile de déterminer FC@HFmin. Dans deux études, nous avons ensuite constaté que la différence FC@HFmin – FC de repos est corrélée à la composante spectrale en HF. FC@HFmin diminue aussi avec l’âge et est proche des valeurs de la FCI publiées dans la littérature. Enfin, dans une dernière étude, nous avons observé que suite à trois mois d’entrainement de «rugby à toucher», FC@HFmin diminue chez une population identifiée comme sédentaire au début de l’expérimentation. En conclusion, nous pouvons avancer que l’exercice physique incrémenté combiné à une analyse spectrale instantanée des périodes RR permet d’accéder à une estimation FCI This study is part of works about understanding of cardiovascular autonomic control mechanisms using heart rate variability (HRV) analysis. In a first study, we observed HRV from a whole overnight RR periods recordings in order to compare subject from eleven to fifty-nine years old. These recordings allowed to identify Slow Wave Sleep and to compute HRV during spontaneous and reproducible conditions. To explain our results, we estimated the intrinsic heart rate (IHR) from time frequency analysis of RR periods during an incremental exercise test. This method allows avoiding classical pharmacological use to measure IHR. During an incremental exercise test, cardiac autonomic control changes with vagal withdrawal at the beginning and next, sympathetic activation. High Frequency instantaneous spectral component (HF) is linked to vagal withdrawal from the sinus node. The drop of this component at the beginning of exercise allows us to visualize the moment of maximal vagal withdrawal. The Smooth Pseudo Wigner Ville time – frequency analysis (INRIA, France) was used to compute the instantaneous HF power of HRV. Our works aimed to build an exercise test to identify the heart rate at minimal HF power (HR@HFmin). At this rate, the heart is under minimal autonomic control: complete vagal withdrawal combined with a weak sympathetic control. Therefore, it might provide an estimation of IHR. After the identification of this parameter, we observed that the difference between HR@HFmin and resting heart rate was correlated to HF component of HRV. Moreover, HR@HFmin decreased with aging and was close to IHR values found in previous publications. In a last study, we found that HR@HFmin decreased in a sedentary population after three month of “Touch-Rugby” training. To conclude, time frequency analysis of RR recordings obtained during an incremental exercise test seems to provide IHR detection

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Zaarour, Farah. "Channel estimation algorithms for OFDM in interference scenarios." Thesis, Lille 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LIL10105/document.

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Abstract:

La rareté du spectre radio et la demande croissante de bande passante rendent l'optimisation de l'utilisation du spectre essentiel. Tandis qu'une efficacité maximale devrait être atteinte, un niveau minimal d'interférence devrait être maintenu. L’OFDM a été retenu comme un schéma de modulation dans plusieurs normes sans fil. L'estimation de canal est une tâche fondamentale dans les systèmes OFDM et elle devient plus difficile en présence d'interférence. Dans cette thèse, notre objectif est de proposer des algorithmes d'estimation de canal pour les systèmes OFDM en présence d’interférence, où les algorithmes classiques échouent. Tout d'abord, nous considérons l'environnement radio intelligente et nous proposons un nouveau cadre d'estimation de canal pour les canaux à variations rapides contaminés par des interférences bandes étroites (NBI). Cela est accompli avec l'algorithme EM et une expression explicite pour l'estimation de la puissance du bruit est obtenue. Ensuite, nous considérons un nouveau schéma de pilotes superposés (DNSP) qui assure des pilotes sans interférence au détriment d'interférence des donnés. Donc, un récepteur adapté à son design doit être conçu. Nous proposons un annuleur d’interférences (IC) à faible complexité pour les canaux à variations lentes avec DNSP. Cependant, la performance de l'IC proposé n'est fiable que quand l'erreur de l'estimation du canal est faible. Donc, dans une autre contribution, nous proposons un IC pour DNSP en tenant compte des erreurs d'estimation du canal. Enfin l'estimation robuste du canal est considérée comme l’une des perspectives de cette thèse The scarcity of the radio spectrum and the increasing demand on bandwidth makes it vital to optimize the spectrum use. While a maximum efficiency should be attained, a minimal interference level should be maintained. OFDM has been selected as the modulation scheme in several wireless standards. Channel estimation is a fundamental task in OFDM and it becomes even more challenging in the presence of interference. In this thesis, our aim is to propose channel estimation algorithms for OFDM systems in the presence of interference, where conventional channel estimators designed for OFDM fail. First, we consider the cognitive radio environment and propose a novel channel estimation framework for fast time-varying channels in OFDM with NBI. This is accomplished through an expectation maximization (EM) based algorithm. This formulation allows us to obtain a closed-form expression for the estimation of the noise power. In this thesis, we are particularly interested in a very recent scheme of superimposed pilots for OFDM (DNSP). DNSP assures interference-free pilots at the expense of data interference. Seen the modernity of DNSP, a suitable receiver has to be designed to cope with its design. We first propose a low-complexity interference canceler (IC) for slow time-varying channels with DNSP. The performance of the proposed IC is guaranteed when the channel estimation error is small. As another contribution, we extend the design of the approximated IC for DNSP so as to take the channel estimation errors into account. Finally, we consider robust channel estimation which can be viewed as one of the perspectives of this thesis

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Genissel, Anne. "Course aux armements entre plantes transgéniques et insectes : estimation des risques d'évolution de la résistance des populations de Chrysomela tremulae aux toxines de Bacillus thuringiensis produites par les peupliers transgéniques." Tours, 2000. http://www.theses.fr/2000TOUR4029.

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Abstract:

La chrysomèle du tremble, chrysomela tremulae (coléoptère, chrysomelidae), phytophage du peuplier capable de provoquer des dégâts très importants sur de jeunes plantations, constitue un bon modèle d'étude pour estimer les risques d'evolution de la résistance des insectes aux transformations génétiques des plantes. Un clone de peuplier hybride Populus tremula x populus tremuloides a été génétiquement transformé via Agrobacterium avec un gène synthétique cry3A. Ce gène code une toxine insecticide, homologue à celle produite par le gène natif issu de Bacillus thuringiensis ssp tenebrionis. Après caractérisation moléculaire des plants transgéniques, des tests de consommation des lignéees exprimant cry3A ont été effectués. La production de toxines par ces lignées est suffisante pour engendrer la mort de tous les stades de développement de C. Tremulae. Une estimation des fréquences des allèles conférant une résistance à la toxine Cry3A a été effectuée selon la méthode du F2 screen. Une lignée isofemelle (parmi 64) a présenté des individus résistants au feuillage de peuplier transgénique. Ces résultats indiquent que les fréquences des allèles conférant la résistance aux toxines de Bt ne sont pas nécessairement rares dans les populations de C. Tremulae. La lignée isofemelle résistante a permis de sélectionner une souche résistante à la toxine cry3A, permettant une étude préliminaire du déterminisme génétique de la résistance. Une étude de la structuration génétique des populations de c. Tremulae a été effectuée en France (15 sites) et en Belgique (1 site d'échantillonnage), à l'aide de 7 marqueurs allozymiques polymorphes. Elle a mis en évidence (i) que les populations étaient à l'équilibre de Hardy-Weinberg, suggérant une reproduction panmictique au sein des populations (ii) une faible différenciation génétique entre les sites échantillonnés, indiquant d'intenses flux de gènes entre les populations de chrysomèles, quelque soit l'échelle géographique considérée. Ce travail met en évidence l'indispensable étude des paramètres biologiques (migration, fréquence des allèles de résistance, génétique de cette résistance) des insectes avant la culture des plantes transgéniques produisant des toxines actives contre leurs ravageurs. Dans le cas du système peuplier - Chrysomèle du tremble, cette dernière a toutes les chances de gagner rapidement la course aux armements The leaf beetle chrysomela tremulae, a phytophagous insect which is an important pest species on young poplar plantations, is a good model for risk assessment of the evolution of resistance to bacillus thuringiensis toxins produced by transgenic plants. An hybrid clone populus tremula x P. Tremuloides has been genetically engineered via Agrobacterium with a synthetic cry3A gene. This gene encodes a toxin homologous to the one encoded by the native Bacillus thuringiensis ssp tenebrionis gene. Upon molecular characterisation of transgenic plants, consumption tests of transgenic lines expressing cry3A were performed. Toxin production by the transgenic lines was sufficient to induce a complete mortality of all development stages of chrysomela tremulae. An estimation of resistance alleles frequencies was performed using the F2 screen method. One isofemale line (among 64) gave some resistant offspring to transgenic poplar foliage in her F2 progeny. These results indicate that resistance allele frequencies are not necessarily rare in C. Tremulae populations. This line was subsequently selected in order to obtain a resistant strain to the cry3A toxin. This later allowed a preliminary study on the genetic characteristics of the resistance. The genetic structure of C. Tremulae populations was determined by sampling 15 sites in France and 1 in Belgium. The genetic diversity was investigated by analysing the allelic frequencies of seven allozymic polymorphic markers. This study gave the following conclusions (i) the genotypic frequencies did not differ from those expected from Hardy-Weinberg equilibrium, suggesting a panmictic reproduction within populations (ii) a very low level of genetic differentiation was observed whatever the geographic scaled concidered indicating a high level of gene flow between population. This work emphasises that the study of biological parameters (such as the migration, the resistance alleles frequencies, and the genetics of resistance) of polyphagous species is a prerequisite before the introduction of transgenic plants producing a toxin against their pest species. In the case of poplar - chrysomela system, the pest may rapidly lead the race

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Wolf, Florian. "Multi-channel ranging system for the localization of wireless connected objects in low power wide aea networks : From modeling to field trials." Thesis, Limoges, 2020. http://www.theses.fr/2020LIMO0017.

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Abstract:

L'Internet des objets (IoT, pour Internet of Things, en anglais) ouvre la porte vers la réalisation de nouvelles applications, telles que les compteurs intelligents et le suivi environnemental, destinées à adresser nos défis sociétaux et écologiques actuels et futurs. Les objets, possiblement mobiles ou distants, nécessitent une connectivité sans fil pour la centralisation des données et le contrôle à distance. Les réseaux longue portée et basse consommation (LPWA, pour Low Power Wide Area, en anglais) offrent des transmissions radio bande étroite avec une couverture à l’échelle typique d’une ville, tout en respectant les contraintes de consommation énergétique bas coût des objets. Intégrer la possibilité de localiser ces objets ajouterait de la valeur à leurs données et permettrait leur suivi géographique. Voilà pourquoi c'est un domaine de recherche très actif actuellement. L'utilisation du temps de propagation des signaux radio de communication, sans intégration supplémentaire de modules matériels dédiés à la localisation, est une approche très intéressante pour la complexité, la consommation et le coût des objets. Néanmoins la radio localisation dans les réseaux LPWA pose des défis liés d'une part aux transmissions à bande étroite qui n'offrent pas une résolution temporelle suffisante et d'autre part aux canaux de propagation qui peuvent introduire des biais sur les estimées de position. Cette thèse adresse ces défis en étudiant un système de mesure multicanaux de distance pour les réseaux LPWA. La combinaison cohérente des signaux bande étroite transmis séquentiellement sur des canaux différents améliore la précision d’estimation des temps de propagation et permet de résoudre en partie les multi-trajets pour une meilleure précision de localisation. Cette technique basée sur les signaux à bande instantanée étroite conserve la capacité longue portée des transmissions et reste compatible avec les réseaux LPWA. Un modèle détaillé prenant en compte les imperfections matérielles ainsi que les besoins protocolaires pour la synchronisation en temps, fréquence et phase est développé. Basé sur ce modèle, les variantes des architectures des émetteurs-récepteurs radios et leurs impacts sur la cohérence de phase pour l’estimation multicanaux de distance sont discutés. Les limites théoriques de précision sont dérivées pour la propagation en espace libre et dans des canaux de propagation multi-trajets, illustrant l’amélioration de précision possible entre l'approche multicanaux et l'approche monocanal pour l'estimation de distance. Des estimateurs de distance sont développés et appliqués aux signaux radio simulés afin de montrer que leurs performances atteignent les limites théoriques. Ces résultats de simulation sont validés avec des expérimentations menées avec un démonstrateur implémenté avec une radio logicielle (SDR, pour Software Defined Radio, en anglais). Les tests terrains réalisés en environnement urbain permettent de confirmer l'apport d'un système d'estimation multicanaux de distance, en combinaison avec du traitement de signal avancé, pour fournir une fonctionnalité de localisation intrinsèque et précise pour les réseaux LPWA The Internet of Things (IoT) is an enabler to new applications, such as smart metering and environmental monitoring, intended to address current and future societal and ecological challenges. Things, possibly mobile or in distant locations, require wireless connectivity for data collection and remote control. Low Power Wide Area (LPWA) networks provide city-scale long-range, narrowband radio transmissions respecting the energy constraints of battery-powered low-cost objects. Being capable to localize these objects will add value to their data, enables tracking applications and is therefore a demanded and recent research topic. Precise and accurate radio signal delay based positioning without integrating additional hardware but taking advantage of intrinsic wireless communication signals is appealing in terms of device complexity, cost and energy consumption. However, radio localization within LPWA networks is challenging due to narrowband transmissions, resulting in a lack of delay precision as well as due to radio propagation channels, which degrade the accuracy of location estimates. This work addresses both challenges by investigating a multi-channel ranging system for LPWA networks. Coherently combining multiple sequentially transmitted narrowband signals on different radio channels improves delay estimation precision and allows resolving multipath channels for refined positioning accuracy. This scheme, based on instantaneous narrowband signals, conserves the LPWA long-range feature and is hence compatible with LPWA networks. A detailed signal model considering hardware imperfections as well as the required protocol exchanges for time, frequency and phase synchronization is developed. Based on this model, the requirements on radio transceiver architectures regarding the necessary phase coherence for multi-channel ranging are discussed. Lower bounds on the ranging precision are derived for both, free-space and multipath propagation channels, illustrating the improved precision compared to narrowband single channel ranging. Numerical simulations of radio signals for the two-way multi-channel ranging protocol illustrate that the performance of developed range estimators attains the theoretical precision bound and pave the way towards implementation. A flexible Software Defined Radio (SDR) based demonstrator is implemented to validate simulation results. Field trials in real urban outdoor environments are in accordance with simulation results and prove how scalable multi-channel ranging, in combination with advanced signal processing methods, will be an enabler towards precise and accurate localization in LPWA networks

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Raddadi, Bilel. "Récepteurs avancés et nouvelles formes d'ondes pour les communications aéronautiques." Thesis, Toulouse, INPT, 2018. http://www.theses.fr/2018INPT0057/document.

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Abstract:

De nos jours, l'utilisation des drones ne cesse d'augmenter et de nombreuses études sont réalisées afin de mettre en place des systèmes de communication dronique destinés à des applications non seulement militaires mais aussi civiles. Pour le moment, les règles d'intégration des drones commerciaux dans l’espace aérien doivent encore être définies et le principal enjeu occupation est d'assurer une communication fiable et sécurisée. Cette thèse s’inscrit dans ce contexte de communication. Motivée par la croissance rapide du nombre des drones et par les nouvelles générations des drones commandés par satellite, la thèse vise à étudier les différents liens possibles qui relient le drone aux autres composants du système de communication. Trois principaux liens sont à mettre en place : le lien de contrôle, le lien de retour et le lien de mission. En raison de la rareté des ressources fréquentielles déjà allouées pour les futurs systèmes droniques, l'efficacité spectrale devient un paramètre crucial pour leur déploiement à grande échelle. Afin de mettre en place un système de communication par drones spectralement efficace, une bonne compréhension des canaux de transmission pour chacune des trois liaisons est indispensable, ainsi qu’un choix judicieux de la forme d’onde. Cette thèse commence par étudier les canaux de propagation pour chaque liaison : canaux de type muti-trajets avec ligne de vue directe, dans un contexte d’utilisation de drones à moyenne altitude et longue endurance (drones MALE). L’objectif de cette thèse est de proposer de nouveaux algorithmes de réception permettant d’estimer et égaliser ces canaux de propagation muti-trajets. Les méthodes proposées dépendent du choix de la forme d’onde. Du fait de la présence d’un lien satellite, les formes d’onde considérées sont de type mono-porteuse (avec un faible facteur de crête) : SC et EW-SCOFDM. L’égalisation est réalisée dans le domaine temporel (SC) ou fréquentiel (EW-SC-OFDM). L'architecture UAV prévoit l'implantation de deux antennes placées aux ailes. Ces deux antennes peuvent être utilisées pour augmenter le gain de diversité (gain de matrice de canal). Afin de réduire la complexité de l'égalisation des canaux, la forme d'onde EW-SC-OFDM est proposée et étudiée dans un contexte muti-antennes, dans le but d'améliorer l'endurance de l'UAV et d'accroître l'efficacité spectrale, une nouvelle technique de modulation est considérée: Modulation spatiale ( SM). Dans SM, les antennes de transmission sont activées en alternance. L'utilisation de la forme d'onde EW-SC-OFDM combinée à la technique SM nous permet de proposer de nouvelles structures modifiées qui exploitent l’étalement spectrale pour mieux protéger des bits de sélection des antennes émettrices et ainsi améliorer les performances du système Nowadays, several studies are launched for the design of reliable and safe communications systems that introduce Unmanned Aerial Vehicle (UAV), this paves the way for UAV communication systems to play an important role in a lot of applications for non-segregated military and civil airspaces. Until today, rules for integrating commercial UAVs in airspace still need to be defined, the design of secure, highly reliable and cost effective communications systems still a challenging task. This thesis is part of this communication context. Motivated by the rapid growth of UAV quantities and by the new generations of UAVs controlled by satellite, the thesis aims to study the various possible UAV links which connect UAV/aircraft to other communication system components (satellite, terrestrial networks, etc.). Three main links are considered: the Forward link, the Return link and the Mission link. Due to spectrum scarcity and higher concentration in aircraft density, spectral efficiency becomes a crucial parameter for largescale deployment of UAVs. In order to set up a spectrally efficient UAV communication system, a good understanding of transmission channel for each link is indispensable, as well as a judicious choice of the waveform. This thesis begins to study propagation channels for each link: a mutipath channels through radio Line-of-Sight (LOS) links, in a context of using Meduim Altitude Long drones Endurance (MALE) UAVs. The objective of this thesis is to maximize the solutions and the algorithms used for signal reception such as channel estimation and channel equalization. These algorithms will be used to estimate and to equalize the existing muti-path propagation channels. Furthermore, the proposed methods depend on the choosen waveform. Because of the presence of satellite link, in this thesis, we consider two low-papr linear waveforms: classical Single-Carrier (SC) waveform and Extented Weighted Single-Carrier Orthogonal Frequency-Division Multiplexing (EW-SC-OFDM) waveform. channel estimation and channel equalization are performed in the time-domain (SC) or in the frequency-domain (EW-SC-OFDM). UAV architecture envisages the implantation of two antennas placed at wings. These two antennas can be used to increase diversity gain (channel matrix gain). In order to reduce channel equalization complexity, the EWSC- OFDM waveform is proposed and studied in a muti-antennas context, also for the purpose of enhancing UAV endurance and also increasing spectral efficiency, a new modulation technique is considered: Spatial Modulation (SM). In SM, transmit antennas are activated in an alternating manner. The use of EW-SC-OFDM waveform combined to SM technique allows us to propose new modified structures which exploit exces bandwidth to improve antenna bit protection and thus enhancing system performances

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Tueni, Maya. "Mise au point et validation d'outils pour l'évaluation des consommations alimentaires au Liban : Estimation de la place des plats traditionnels dans l'alimentation et le statut nutritionnel des Libanais." Thesis, Paris, AgroParisTech, 2012. http://www.theses.fr/2012AGPT0035.

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Abstract:

La transition alimentaire touche tous les pays émergents avec un développement des pathologies dégénératives liées à l'alimentation. Notre recherche visait à étudier la typologie alimentaire libanaise actuelle sous l'angle de la question suivante: le Liban a-t-il préservé son alimentation traditionnelle ou a-t-il évolué vers une alimentation occidentale ? Une pré-enquête menée au Liban en 2003, a permis d'identifier que la place des plats traditionnels dans l'alimentation libanaise reste importante de nos jours. Cependant, les outils d'enquêtes nécessaires à caractériser de manière fiable et précise les consommations alimentaires n'étaient pas disponibles. Ceci nous a conduits à développer des outils pour évaluer la part de l'alimentation traditionnelle dans la diète libanaise et à évaluer sa contribution à la couverture des besoins nutritionnels. Nous avons construit et validé un cahier de photographies de portions alimentaires, un questionnaire de fréquence alimentaire et une table de composition nutritionnelle correspondant à ces plats. Nous avons ensuite réalisé une enquête sur une sous-population représentative et conclut les points suivants :1- La population libanaise moderne a préservé une place importante à l'alimentation traditionnelle : 57% de la population libanaise consomme plus de 9 plats traditionnels par semaine, soit près de 2 plats par jour.2- Cette alimentation est caractérisée, comme dans la plupart des régions méditerranéennes, par une contribution prépondérante des fruits et légumes (42%), des céréales (34% : pain 14% ; feuilletés 5%) et des légumes secs (7%) dans la ration alimentaire.3- Le régime alimentaire libanais traditionnel est entrain d'être abandonné surtout par les hommes actifs, les étudiants et les personnes célibataires, qui passent la plupart de leur temps hors domicile et sont donc plus susceptibles de consommer une alimentation plus industrielle, indépendamment de l'âge, du niveau d'éducation et de la région de résidence.4- La population libanaise, au travers de la consommation des seuls plats traditionnels dont l'apport calorique dépasse les 75%, a des apports moyens en calories de 2047 kcal/j, des apports énergétiques moyens en glucides de 46%, en protéines de 11% et en lipides de 43% dont 10% d'AGS, 20% d'AGMI et 10% d'AGPI. Elle couvre presque tous ses besoins en vitamines et minéraux.5- La ration alimentaire libanaise présente aujourd'hui une forte tendance à évoluer vers des régimes riches en lipides au détriment des glucides. Ces derniers gardent cependant une place relativement importante dans la ration mais ont changé de nature: autrefois consommés sous forme de céréales complètes, ils le sont aujourd'hui sous forme de céréales raffinées et transformées. En conclusion, le Liban semble être le lieu d'une coexistence entre la tradition et la modernité. Une revalorisation du régime traditionnel encore très présent dans les habitudes alimentaires devrait permettre de ralentir la transition nutritionnelle et améliorer l'état de santé de la population All emerging countries are now subjected to a dietary transition accompanied by a development of degenerative pathologies related to human diet. Our research is aimed at investigating the current Lebanese food typology under the following theme: have Lebanon been able to preserve its local traditional diet or have it been affected by the exposure to western diet? A pre-survey administered in Lebanon in 2003, showed that the existence of the traditional dishes in the Lebanese diet remain important till date. However, the absence of reliable and precise tools to conduct surveys aiming to describe food consumptions gave us an incentive to develop such tools. The main purpose of the exercise is to determine the contribution of the traditional Lebanese food to the relative overall intake and to evaluate its contribution in covering the various nutritional needs. For this reason, we developed and validated a photographic atlas of food portions, a food frequency questionnaire and a table of food composition corresponding to the traditional Lebanese dishes. This effort was followed by a survey on a representative sub-population that suggested 5 main findings:1-The modern Lebanese population preserved an important place for the traditional food: 57 % of the Lebanese population consumes more than 9 traditional dishes per week, which means 2 dishes per day.2-This diet is characterized, as in most of the Mediterranean regions, by a dominating contribution of fruits and vegetables (42 %), cereals (34 %: bread 14 %; pastries 5 %) and legumes (7 %) in the daily food ration.3-The traditional Lebanese diet is especially absent from active men, students and the single persons, who spend most of their time out of home and may thus consume industrial food, independently of their age, educational level and the location of their residence.4-The Lebanese population, through the consumption of the only traditional dishes of which the energy intake exceeds the 75 %, has mean energy intake of 2047 kcal/day. The breakdown shows a statistical mean of carbohydrates ranging up to 46 %; 11% of proteins; 43% of lipids; 10 % of SFA, 20 % of MUFA and 10 % of PUFA. The Lebanese population covers almost all their needs in vitamins and minerals.5- The Lebanese daily food ration presents a strong trend today to evolve towards diets rich in lipids on the detriment of carbohydrates. Carbohydrates keep however a place that is relatively important in the ration but with a changed pattern: consumed in the form of wholegrain cereal in the past, they are now replaced by refined and transformed cereal. In conclusion, Lebanon seems to be the place of coexistence between the tradition and the modernity. A valorisation of the still very present traditional diet in the food habits should allow to slow down the nutritional transition and to improve the health of the population

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Blanchard, Rémy. "Élastographie par résonance magnétique : contributions pour l’acquisition et la reconstruction du module de cisaillement : association avec l’élastographie ultrasonore quasi-statique pour l’étude de milieux pré-contraints." Thesis, Lyon 1, 2013. http://www.theses.fr/2013LYO10030/document.

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Abstract:

Le terme élastographie désigne les techniques d'imagerie dédiées à l'étude des propriétés mécaniques des tissus biologiques in vivo. Au cours de cette thèse, nous nous sommes intéressés à deux de ces techniques. La première est l'élastographie quasi-statique par ultrasons permettant de mesurer les déformations locales induites dans un tissu sous l'action d'une contrainte globale. La seconde est l'élastographie par résonance magnétique (ERM) permettant d'accéder localement à une estimation du module de cisaillement. Pour cette dernière technique, une onde de cisaillement est générée au sein du milieu puis imagée a l'aide d'une séquence IRM spécifique. Les images d'ondes acquises permettent la reconstruction du module de cisaillement local. Dans le cadre de ces travaux, une nouvelle technique d'acquisition de l'image d'onde de cisaillement a été proposée, ainsi qu'une méthode de reconstruction du module de cisaillement basée sur l'estimation locale de fréquence par rapport de filtres. Un autre axe de recherche a consisté en l'étude de l'effet d'une précontrainte appliquée à un milieu sur son module de cisaillement mesuré par ERM. Cet effet a tout d'abord été étudié sur des milieux homogènes puis avec des milieux test hétérogènes. Dans ce dernier cas, l'utilisation de l'élastographie quasi-statique par ultrasons s'avère nécessaire pour accéder à la déformation locale du milieu. Cette dernière information a été combinée avec les informations obtenues en ERM pour extraire pour chaque région d'intérêt une courbe déformation/module de cisaillement The term elastography refers to imaging techniques dedicated to the in vivo investigation of the mechanical properties of biological tissues. During this thesis, we focused on two elastography techniques. The first one is quasi-static ultrasound elastography, able to locally estimate tissue strain induced by a global deformation of a medium. The second one is Magnetic Resonance Elastography (MRE), able to measure the local shear modulus. In MRE, a shear wave is generated within the medium and imaged using a specific MRI sequence. The resulting wave images are then processed to estimate the local shear modulus. A new acquisition scheme of the shear wave images was proposed during this thesis. A method, based on local frequency estimation, was also developed for the estimation of the local shear modulus using the properties of a ratio of filters. Another research axis was the study of the effect of a prestrain application on the measured shear modulus. This effect was first studied with homogeneous media and then with heterogeneous test objects. In this last case, the use of quasi-static ultrasound elastography was necessary to locally access to the medium strain. This information was then combined with the information obtained using MRE to extract, for each region of interest, a strain/shear modulus curve

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Abdou, Ahmed. "Designing an overlay hybrid cognitive radio including channel estimation issues." Thesis, Bordeaux, 2014. http://www.theses.fr/2014BORD0254/document.

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Abstract:

La radio intelligente (RI) a été proposée pour améliorer l’utilisation du spectre radiofréquence. Pour cela, il s’agit de donner un accès opportuniste aux utilisateurs non licenciés (nommés utilisateurs secondaires) au spectre alloué à l’utilisateur licencié (nommé utilisateur primaire). Dans cette thèse, notre but est de proposer un scénario spécifique à la RI et de présenter des solutions à certains problèmes connexes. Pour cela, nous considérons une RI émettant ses informations en “sur-couche” des utilisateurs primaires (technique overlay). Le système étudié est constitué d’une macro-cellule primaire et de petites cellules cognitives secondaires équipées de stations de base coopérant ensemble. Nous suggérons l’étude d’un schéma de communication hybride où une modulation “FilterBanc Multi Carrier” (FBMC) est utilisée pour les utilisateurs secondaires, alors que dans le cas des utilisateurs primaires, une modulation “Orthogonal Frequency Division Multiplexing”(OFDM) est adoptée. Ce choix est motivé par les raisons suivantes: l’OFDM est utilisée dans de nombreux systèmes primaires actuels large bande; ainsi lorsque l’OFDM est considérée au niveau de l’utilisateur primaire, une bande passante importante peut être réutilisée. Concernant le système secondaire, bien que l’OFDM ait été reconnue comme forme d’onde éligible aux systèmes de la RI, la modulation FBMC peut être une autre candidate capable de palier certains défauts de l’OFDM. En effet, comparée à l’OFDM,la modulation FBMC a l’avantage de réduire le niveau d’interférences de l’utilisateur secondairequi est induit par la différence de fréquence des oscillateurs locaux équipant les stations de base secondaires et les utilisateurs primaires. Pour annuler ces interférences,un précodage peut être inséré au niveau des stations de base secondaires. Par conséquent,nous proposons de calculer l’expression des interférences dues au systéme secondaire au niveau du récepteur primaire. A partir de ce résultat nous proposons d’annuler les interférences en utilisant la méthode “Zero Forcing Beamforming” (ZFBF) . Afin de confirmer l’efficacité du système proposé, nous le comparons avec un système fondé sur une RIutilisant une modulation OFDM à la fois au primaire et au secondaire.Toutefois, l’application de la méthode ZFBF dépend des canaux entre les stations de base secondaires et les utilisateurs primaires avec lesquels on souhaite s’orthogonaliser. Une estimation de canal est donc nécessaire. Pour ce faire, nous proposons de modéliser le canal par un processus autorégressif (AR) et d’aborder l’estimation du canal en utilisant une séquence d’apprentissage. Les signaux reçus, appelés aussi “observations”, sont perturbés par un bruit de mesure additif Cognitive radio (CR) has been proposed as a technolgy to improve the spectrum efficiency by giving an opportunistic access of the licensed-user spectra to unlicensed users. In this thesis, our purpose is to propose a specific scenario of CR and to present solutions to some related problems .or this purpose, we consider an overlay CR consisting of a primary macro-cell and cognitive small cells of cooperative secondary base stations (SBS). We suggst studying a hydbrid CR where a filter bank multicarrier (FBMC) is used for the secondary users (SU) whereas the primary users (PU) are based on orthogonal frequency diiision multiplexing (OFDM). This choice is motivated by the following reasons : as OFDM is used in many current wideband primary systems, an important bandwidth can be reused when OFDM is considered for the PU. Concerning the secondary system, although OFDM has been recognized as a condidate for CR systems, FBMC modulation can be another candidate that overcomes some OFDM drawbacks. Indeed, compared to OFDM, FBMC has the advantage of reducing the SU interference level tha is induced by the differences between the SBS and PU carrier frequency offsets (CFO). In order to cancel the interferences, a precoding can ben inserted at the SBS. Therefore, we propose to derive the interference expression due to SU at het PU receiver. Then, ero forcing beamforming (ZFBF) is considered to cancel the interferences. To confirm the efficiency of the proposed cheme, we make a comparative study with CR based on OFDM for both the PU and theSU. However, applying ZFBF depends on the channels between the SBS and the PU. A channel estimation is hence necessary. For this purpose, we propose to approximate the channel by an autoregressive process (AR) and to consider the channel estimation issue by using a training sequence. The received signals, also called the observations, are disturbed by an additive measurement noise. They can be : 1) additive and white. In that case, the AR paramters and the channel can be jointly estimated from the received noisy signal by using e recursive approache. Neverless, the corresponding state space representaion of the system is non-linear. In addition to existing methods that have been considered, we propose to carry out a complementary study by investigating the relevance of the quadrature Kalman filter (QKF) and the cubature Kalman filter (CKF). The, we compare them with other non-linear Kalman based approaches. 2) additive and colored. In that case, a parametric approach can be considered and based on a priori model of the noise. In our case, a moving average (MA) model is studie. Our approach operates as follows : firstly, the AR parameters are estimated by using the overdetermined high-order Yule-Walker (HOYN) equations. The variance of the AR-process driving process can be deduced by means of an orthogonal projection betweenn two types of etimates of AR-process correlation vectors. Then, the correlation sequence of th MA noise is estimated. Secondly, the MA parameters are obtained by using a new variant of the inner-outer factorization approache. We study the avantages and the limits of the proposed method. The, we compare it with existing algorithms such as the improved least square-colored noise (ILS-CN), the Yule-Walker ILS (YWILS) and the prediction error method (PEM). The proposed method is first evaluated with synthetic AR and MA processes and then is applied in the field of mobile communcation for channel estimation

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Al, Wakil Anmar. "Modélisation de la Volatilité Implicite, Primes de Risque d’Assurance, et Stratégies d’Arbitrage de Volatilité." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017PSLED047/document.

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Abstract:

Les stratégies de volatilité ont connu un rapide essor suite à la crise financière de 2008. Or, les récentes performances catastrophiques de ces instruments indiciels ont remis en question leurs contributions en couverture de portefeuille. Mes travaux de thèse visent à repenser, réinventer la philosophie des stratégies de volatilité. Au travers d'une analyse empirique préliminaire reposant sur la théorie de l'utilité espérée, le chapitre 1 dresse le diagnostic des stratégies traditionnelles de volatilité basées sur la couverture de long-terme par la réplication passive de la volatilité implicite. Il montre que, bien que ce type de couverture bat la couverture traditionnelle, elle s'avère inappropriée pour des investisseurs peu averses au risque.Le chapitre 2 ouvre la voie à une nouvelle génération de stratégies de volatilité, actives, optionnelles et basées sur l'investissement factoriel. En effet, notre décomposition analytique et empirique du smile de volatilité implicite en primes de risque implicites, distinctes et investissables permet de monétiser de manière active le portage de risques d'ordres supérieurs. Ces primes de risques mesurent l'écart de valorisation entre les distributions neutres au risque et les distributions physiques.Enfin, le chapitre 3 compare notre approche investissement factoriel avec les stratégies de volatilité employées par les hedge funds. Notre essai montre que nos stratégies de primes de risque d'assurance sont des déterminants importants dans la performance des hedge funds, tant en analyse temporelle que cross-sectionnelle. Ainsi, nous mettons en évidence dans quelle mesure l'alpha provient en réalité de la vente de stratégies d'assurance contre le risque extrême Volatility strategies have flourished since the Great Financial Crisis in 2008. Nevertheless, the recent catastrophic performance of such exchange-traded products has put into question their contributions for portfolio hedging and diversification. My thesis work aims to rethink and reinvent the philosophy of volatility strategies.From a preliminary empirical study based on the expected utility theory, Chapter 1 makes a diagnostic of traditional volatility strategies, based on buy-and-hold investments and passive replication of implied volatility. It exhibits that, although such portfolio hedging significantly outperforms traditional hedging, it appears strongly inappropriate for risk-loving investors.Chapter 2 paves the way for a new generation of volatility strategies, active, option-based and factor-based investing. Indeed, our both analytical and empirical decomposition of implied volatility smiles into a combination of implied risk premia, distinct and tradeable, enables to harvest actively the compensation for bearing higher-order risks. These insurance risk premia measure the pricing discrepanciesbetween the risk-neutral and the physical probability distributions.Finally, Chapter 3 compares our factor-based investing approach to the strategies usually employed in the hedge fund universe. Our essay clearly evidences that our tail risk premia strategies are incremental determinants in the hedge fund performance, in both the time-series and the cross-section of returns. Hence, we exhibit to what extent hedge fund alpha actually arises from selling crash insurance strategies against tail risks

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Le, Roux Jonathan. "Exploitation de régularités dans les scènes acoustiques naturelles pour l'estimation, la décomposition, la restauration et la modification de signaux audio monocanal." Paris 6, 2009. http://www.theses.fr/2009PA066070.

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Abstract:

Un problème essentiel en ingénieurie audio est que les situations réelles d'application sont caractérisées par des conditions extrêmement défavorables. Les humains font néanmoins preuve d'une grande robustesse dans leur perception et leur compréhension du monde acoustique complexe qui les entoure, en s'appuyant sur les régularités statistiques de l'environnement. Le but de cette thèse est de proposer une approche statistique de l'analyse de scènes acoustiques naturelles basée sur des modèles de ces régularités, de sorte que les taches considérées peuvent être résolues efficacement comme autant de problèmes d'optimisation sous contrainte bien posés. Nous proposons des méthodes d'analyse de signaux audio monocanal dans le domaine de puissance temps-fréquence, le domaine temps-fréquence complexe et le domaine temporel, avec de nombreuses applications comme l'estimation de fréquence fondamentale, la séparation de sources, la décomposition de signaux, ou la restauration de données manquantes.

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Messali, Amir. "Contribution to Rotor Position and Speed Estimation for Synchronous Machine Drive Using High Frequency Voltage Injection : Application to EV/HEV Powertrains." Thesis, Ecole centrale de Nantes, 2019. http://www.theses.fr/2019ECDN0048.

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Abstract:

Cette thèse s’inscrit dans le cadre de la chaire Renault/Centrale Nantes sur l’amélioration des performances des véhicules électriques (EV/HEV). Elle est dédiée à la problématique de l’estimation de la position/vitesse des moteurs synchrones à aimants permanents (MSAP) sans capteur mécanique, en utilisant les techniques d’injection de signaux haute fréquence (HF) sur toute la plage de vitesse des MSAP. Dans ce cadre, plusieurs contributions ont été proposées dans les parties de démodulation/traitement du signal et d’algorithmes de poursuite des techniques d’injection HF, afin d’améliorer l’estimation de la position/vitesse des MSAP par rapport aux méthodes existantes. Dans la partie démodulation/traitement du signal des techniques d’injection HF, les contributions ont consisté à proposer des solutions originales permettant de réduire les effets de filtrage dans la chaine d’estimation et de rendre cette dernière indépendante des paramètres (électriques) de la machine. Dans la partie poursuite, les contributions portent essentiellement sur l’exploitation de la fonction signe de l’erreur de position (à la place de l’erreur de position) comme information de mesure, pour estimer la position, la vitesse et l’accélération des MSAP sans capteurs mécaniques avec des observateurs par modes glissants d’ordre 1 (classiques, étapes par étapes et adaptatifs). Les contributions proposées dans les deux parties ont pour avantages d’une part, de robustifier la chaine d’estimation en la rendant indépendante des paramètres électriques et mécaniques. Et d’autre part, d’améliorer la précision et les performances de la chaine d’estimation, et par conséquent du contrôle des MSAP sans capteurs mécaniques, dans les phases transitoires et en régimes permanents avec une méthode de réglage aisée. Les méthodes d’estimation développées ont été testées en simulation et en expérimentation sur un banc d’essai de machines électriques. Les résultats obtenus ont permis de mettre en évidence les performances de ces méthodes en terme de suivi de trajectoire et de robustesse sur toute la plage de fonctionnement des MSAP sans capteurs mécaniques This thesis is part of the Renault / Centrale Nantes Chair on improving the performance of electric vehicles (EV / HEV). It is dedicated to the problem of estimating the position / speed of self-sensing permanent magnet synchronous motors (PMSM) without mechanical sensors, using high frequency (HF) signal injection techniques over the full speed range of PMSM. In this context, several contributions have been proposed in the demodulation / signal processing and tracking algorithms parts of HF injection techniques, in order to improve the estimation of the position / speed of the MSAP compared to the existing methods. In the demodulation / signal processing part of the HF injection techniques, the contributions consisted of proposing original solutions making it possible to reduce the filtering effects in the estimation chain and to make the latter independent of the electrical machine parameters. In the tracking part, the contributions mainly concern the use of the function sign of the position error (instead of the position error) as measurement information, to estimate the position, the speed and the acceleration of self-sensing PMSM with firstorder sliding mode observers (conventional, step-by-step and adaptive). The contributions proposed in both parts have the advantages of robustifying the estimation chain by making it independent of electrical and mechanical parameters on the one hand. On the other hand, they allow improving the accuracy and performance of the estimation chain, and therefore the control of self-sensing PMSM, in transient and steady-state phases with an easy tuning method. The estimation methods developed were tested in simulation and experimentation on a test bench of electrical machines. The results obtained made it possible to highlight the performances of these methods in terms of trajectory tracking and robustness over the entire operating range of PMSM self-sensing control

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Saemi, Amir. "Synchronisation des systèmes de transmission MIMO-OFDM." Limoges, 2007. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/4c51dd38-0e16-4b94-804f-b92b9fcd31c6/blobholder:0/2007LIMO4029.pdf.

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Abstract:

Theoretical studies of communication links employing multiple transmit and receive antennas, also known as multiple-input multiple-output (MIMO), have shown great potential for providing highly spectrally efficient wireless transmissions. The early investigations focused almost entirely on flat fading channels. To consider frequency selective channel one efficient method in high rate wireless systems is Orthogonal Frequency-Division Multiplexing (OFDM). MIMO-OFDM combines OFDM and MIMO techniques thereby achieving spectral efficiency and increased throughput. However, because of using Discrete Fourier Transform (DFT), an OFDM system is very sensitive to carrier frequency offset (CFO), which introduces inter-carrier interference. Accurate frequency synchronization is thus essential for reliable reception of the transmitted data. On the other hand, incorrect positioning of the DFT window within an OFDM word reintroduces ISI during data demodulation, causing serious performance degradation. This dissertation deals with MIMO-OFDM synchronization. To this aim, several synchronization algorithms are studied in this manuscript and a new Maximum-Likelihood (ML) joint time-frequency MIMO-OFDM synchronization algorithm together with channel estimation is presented. Moreover, an iterative Expectation-Maximization (EM) time-frequency synchronization algorithm is introduced and at the end the problem of synchronization in MIMO-OFDMA systems is considered La technique multi-antenne dans les systèmes de communication numérique (MIMO) sans fil augmente considérablement la capacité du canal de propagation. Les premières études se sont concentrées sur les canaux non-sélectifs en fréquence. Afin de combattre l'effet multi trajet des canaux radio-mobile, la modulation OFDM a été proposée depuis quelques années. La combinaison d'OFDM avec MIMO ouvre la porte vers des communications hauts débits. Cependant, un système OFDM est très sensible à une erreur de fréquence porteuse qui détruit l'orthogonalité entre les porteuses. Cet effet va dégrader radicalement la performance du système. Les recherches rapportées dans ce mémoire aborde le problème de la synchronisation fréquentielle et temporelle ainsi que l'estimation du canal MIMO des systèmes MIMO-OFDM. Après avoir dressé l'état de l'art de la problématique correspondante, de nouveaux algorithmes basés sur l’algorithme de maximisation de vraisemblance et l'algorithme d'espérance et maximisation (EM), ont été proposés, puis simulés. Les résultats obtenus ont été comparés avec ceux de la littérature en terme de performance et de complexité. A la fin de ce mémoire le problème de la synchronisation dans les systèmes MIMO-OFDMA est étudié et un algorithme original est proposé

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Costa, Michele Nazareth da. "Codage spatio-temporel tensoriel pour les systèmes de communication sans fil MIMO." Thesis, Nice, 2014. http://www.theses.fr/2014NICE4014/document.

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Abstract:

Depuis le succès croissant des systèmes mobiles au cours des années 1990, les nouvelles technologies sans fil ont été développées afin de répondre à la demande croissante de services multimédias de haute qualité avec des taux d'erreur les plus faibles possibles. Un moyen intéressant pour améliorer les performances et obtenir de meilleurs taux de transmission consiste à combiner l'utilisation de plusieurs diversités avec un accès de multiplexage dans le cadre des systèmes MIMO. L'utilisation de techniques de sur-échantillonnage, d'étalement et de multiplexage, et de diversités supplémentaires conduit à des signaux multidimensionnels, au niveau de la réception, qui satisfont des modèles tensoriels. Cette thèse propose une nouvelle approche tensorielle basée sur un codage spatio-temporel tensoriel (TST) pour les systèmes de communication sans fil MIMO. Les signaux reçus par plusieurs antennes forment un tenseur d'ordre quatre qui satisfait un nouveau modèle tensoriel, modèle PARATUCK-(2,4) (PT-(2,4)). Une analyse de performance est réalisée pour le système TST ainsi que pour un système spatio-temporel-fréquentiel (STF) récemment proposé dans la littérature, avec l'obtention du gain maximum de diversité dans le cas d'un canal à évanouissement plat. Un système de transmission basé sur le codage TST est proposé pour les systèmes MIMO avec plusieurs utilisateurs. Une nouvelle décomposition tensorielle est introduite, appelée PT-(N1,N). Cette thèse établit les conditions d'unicité du modèle PT-(N1,N). À partir de ces résultats, différents récepteurs semi-aveugles sont proposés pour une estimation conjointe des symboles transmis et du canal, pour les systèmes TST et STF Since the growing success of mobile systems in the 1990s, new wireless technologies have been developed in order to support a growing demand for high-quality multimedia services with low error rates. An interesting way to improve the error performance and to achieve better transmission rates is to combine the use of various diversities and multiplexing access techniques in the MIMO system context. The incorporation of oversampling, spreading and multiplexing operations and additional diversities on wireless systems lead to multidimensional received signals which naturally satisfy tensor models. This thesis proposes a new tensorial approach based on a tensor space-time (TST) coding for MIMO wireless communication systems. The signals received by multiple antennas form a fourth-order tensor that satisfies a new tensor model, referred to as PARATUCK-(2,4) (PT-(2,4)) model. A performance analysis is carried out for the proposed TST system and a recent space-time-frequency (STF) system, which allows to derive expressions for the maximum diversity gain over a at fading channel. An uplink processing based on the TST coding with allocation resources is proposed. A new tensor decomposition is introduced, the so-called PT-(N1,N), which generalizes the standard PT-2 and our PT-(2,4) model. This thesis establishes uniqueness conditions for the PARATUCK-(N1,N) model. From these results, joint symbol and channel estimation is ensured for the TST and STF systems. Semi-blind receivers are proposed based on the well-known Alternating Least Squares algorithm and the Levenberg-Marquardt method, and also a new receiver based on the Kronecker Least Squares (KLS) for both systems

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Portier, Fabrice. "Systèmes hertziens à forte efficacité spectrale pour les communications mobiles multi-antennes et multi-porteuses de 4° génération." Phd thesis, INSA de Rennes, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00694774.

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Abstract:

Les travaux présentés dans cette thèse proposent des solutions à forte efficacité spectrale pour les communications mobiles multi-antennes et multiporteuses, particulièrement optimisées pour la voie descendante des systèmes hertziens. Cette étude s'inscrit dans un contexte fortement concurrentiel pour l'accès de masse au haut-débit sans fil, et contribue à l'effort collectivement mené au sein des projets européens sur les systèmes dits de 4e génération (4G). La première partie du document cadre l'étude en identifiant les contraintes physiques, technologiques et financières, ainsi que les exigences des systèmes 4G en termes de services, débit et mobilité. En particulier, une complexité raisonnable au récepteur mobile est requise en voie descendante pour honorer coût et consommation. Dans un souci de réalisme, le canal de propagation radio-mobile large-bande MIMO est caractérisé. Les corrélations en temps/fréquence/espace induisent le dimensionnement du système de communication numérique proposé. La deuxième partie du document est consacrée à l'étude des systèmes multi-porteuses, multi-utilisateurs, et multi-antennes, afin d'unifier l'approche et d'explorer plusieurs axes en utilisant au mieux les propriétés du canal. Tout d'abord, le choix de l'accès large-bande multi-utilisateurs s'est porté sur la combinaison de l'OFDM et d'étalement en accès multiple CDMA, afin de discuter du compromis diversité/orthogonalité suivant les algorithmes de chip-mapping et de détection employés. Ensuite, pour exploiter les gains de réseau d'antennes, diversité et multiplexage offerts par le canal MIMO en fonction du contexte, un état de l'art des techniques multi-antennes est dressé. La classification proposée permet d'établir une stratégie tout en conservant une faible complexité de détection. Nous détaillons les systèmes les plus réalistes en contexte mobile et en voie descendante, n'ayant pas connaissance du canal en émission. La chaîne de communication MIMO-OFDM-CDMA complète est finalement présentée en insistant sur la flexibilité des algorithmes linéaires adoptés. La troisième partie du document s'attache à optimiser les combinaisons précédentes en contexte réaliste, et propose des techniques de codage et d'estimation temps/fréquence/espace innovantes. Tout d'abord, une approche pragmatique amène à considérer des solutions exploitant la diversité qui assurent robustesse, détection simple et compatibilité avec l'ensemble des terminaux. Nous privilégions un codage spatial de rendement unitaire, et proposons d'agir sur les trajets multiples grâce aux antennes supplémentaires. Des axes d'optimisation sont fournis au niveau codage, chip-mapping, détection et propagation de fiabilités. Comparé aux méthodes OSTBC ou CDD, des gains sont illustrés en performance, répartition de puissance, potentiel d'adaptabilité et de robustesse... Ensuite, en relâchant légèrement les contraintes de complexité et d'orthogonalité spatiale, nous proposons de nouvelles solutions en contexte plus favorable. Même avec une simple détection linéaire MMSE, ces techniques offrent un potentiel supérieur en haut-débit mobile dès que le nombre d'antennes augmente. Enfin, nous introduisons des méthodes d'estimation du canal MIMO adaptées aux systèmes précédents, utilisant des symboles pilotes répartis et éventuellement les données décodées de manière itérative afin de répondre à un ensemble de compromis sur des récepteurs variés. Les nombreux résultats obtenus démontrent la pertinence des solutions développées.

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Kouassi, Boris Rodrigue. "Stratégies de coopération dans les réseaux radio cognitif." Phd thesis, Université Nice Sophia Antipolis, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00921559.

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Abstract:

Les réseaux radio actuelles utilisent le spectre inefficacement, car une bande de fréquence est allouée de façon permanente à une technologie spécifique. Vu que le spectre est une ressource limitée, cette attribution statique ne pourra bientôt plus combler les besoins des systèmes de transmission qui ne cessent de croître. On peut toutefois optimiser l'utilisation du spectre en permettant des transmissions secondaires (SU) dans les espaces libres du primaire (PU). Cette vision constitue l'objectif principal de la radio cognitive. Nous proposons d'évaluer les stratégies de transmission pour la coexistence des systèmes primaires (PU) et SU dans les mêmes réseaux. Plus concrètement, nous nous focalisons sur un scénario spatial interweave en émettant les signaux SU dans les espaces vides du PU à l'aide d'un précodeur linéaire. Néanmoins, ce précodage nécessite une connaissance a priori des canaux interférents. L'échange d'informations entre le PU et le SU étant proscrit, nous exploitons l'hypothèse de la réciprocité du canal. Cette hypothèse compense l'absence de coopération, mais elle n'est pas si évidente à exploiter en pratique à cause des perturbations des circuits radio fréquence. Nous suggérons de compenser ces perturbations par des méthodes de calibration relative. Nous proposons ensuite une implémentation temps-réel des solutions sur une plateforme LTE. Pour finir, nous généralisons l'approche RC à un système de transmission multi-utilisateurs, à travers une combinaison des techniques RC et massive MIMO, cette approche constitue s'établit comme une solution à la progression exponentielle du trafic.

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Ndayikengurukiye, Didier. "Estimation de cartes d'énergie de hautes fréquences ou d'irrégularité de périodicité de la marche humaine par caméra de profondeur pour la détection de pathologies." Thèse, 2016. http://hdl.handle.net/1866/16178.

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Abstract:

Ce travail présente deux nouveaux systèmes simples d'analyse de la marche humaine grâce à une caméra de profondeur (Microsoft Kinect) placée devant un sujet marchant sur un tapis roulant conventionnel, capables de détecter une marche saine et celle déficiente. Le premier système repose sur le fait qu'une marche normale présente typiquement un signal de profondeur lisse au niveau de chaque pixel avec moins de hautes fréquences, ce qui permet d'estimer une carte indiquant l'emplacement et l'amplitude de l'énergie de haute fréquence (HFSE). Le second système analyse les parties du corps qui ont un motif de mouvement irrégulier, en termes de périodicité, lors de la marche. Nous supposons que la marche d'un sujet sain présente partout dans le corps, pendant les cycles de marche, un signal de profondeur avec un motif périodique sans bruit. Nous estimons, à partir de la séquence vidéo de chaque sujet, une carte montrant les zones d'irrégularités de la marche (également appelées énergie de bruit apériodique). La carte avec HFSE ou celle visualisant l'énergie de bruit apériodique peut être utilisée comme un bon indicateur d'une éventuelle pathologie, dans un outil de diagnostic précoce, rapide et fiable, ou permettre de fournir des informations sur la présence et l'étendue de la maladie ou des problèmes (orthopédiques, musculaires ou neurologiques) du patient. Même si les cartes obtenues sont informatives et très discriminantes pour une classification visuelle directe, même pour un non-spécialiste, les systèmes proposés permettent de détecter automatiquement les individus en bonne santé et ceux avec des problèmes locomoteurs. This work presents two new and simple human gait analysis systems based on a depth camera (Microsoft Kinect) placed in front of a subject walking on a conventional treadmill, capable of detecting a healthy gait from an impaired one. The first system presented relies on the fact that a normal walk typically exhibits a smooth motion (depth) signal, at each pixel with less high-frequency spectral energy content than an abnormal walk. This permits to estimate a map for that subject, showing the location and the amplitude of the high-frequency spectral energy (HFSE). The second system analyses the patient's body parts that have an irregular movement pattern, in terms of periodicity, during walking. Herein we assume that the gait of a healthy subject exhibits anywhere in the human body, during the walking cycles, a depth signal with a periodic pattern without noise. From each subject’s video sequence, we estimate a saliency color map showing the areas of strong gait irregularities also called aperiodic noise energy. Either the HFSE or aperiodic noise energy shown in the map can be used as a good indicator of possible pathology in an early, fast and reliable diagnostic tool or to provide information about the presence and extent of disease or (orthopedic, muscular or neurological) patient's problems. Even if the maps obtained are informative and highly discriminant for a direct visual classification, even for a non-specialist, the proposed systems allow us to automatically detect maps representing healthy individuals and those representing individuals with locomotor problems.

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Dissertations / Theses on the topic 'Estimation de la fréquence et du phaseur'

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