Dissertations / Theses on the topic 'Ratio de paramètres'

L'objectif de cette thèse est le développement et la mise au point des méthodes d'identification des paramètres de structures en vibrations dans le domaine temporel. Ces méthodes sont basées sur la modélisation ARMA et permettent l'élimination du biais d'estimation provenant du bruit de mesure. Dans le premier chapitre nous avons présenté la théorie générale ainsi que la formulation du modèle ARMA à partir des équations d'équilibre d'un système mécanique. Cette formulation est réalisée en utilisant la transformée en z et cela pour le cas de mesure des accélérations et des déplacements ainsi que les différentes relations permettant la détermination des paramètres recherches à partir des paramètres du modèle ARMA. Apres un rappel de l'identification dans le domaine fréquentiel au chapitre II, nous avons présenté l'analyse modale dans le domaine temporel au chapitre III. Au chapitre IV, les deux méthodes d'identification avec élimination de bruit de mesure sont présentées avec les différentes étapes d'identification de même que l'application des critères permettant la distinction des modes physiques de ceux de bruit. Dans le cinquième chapitre, nous avons testé les deux méthodes sur des exemples simulés numériquement de façon à explorer pratiquement tous les cas de figures qui puissent se présenter dans la pratique. Au fur et à mesure des exemples traités une comparaison est faite avec les résultats obtenus avec la méthode des moindres carrés. Enfin au chapitre VI, nous avons testé les deux méthodes sur des exemples pratiques, les enregistrements représentent dans ce cas les accélérations de structure. Une confrontation des résultats avec d'une part ceux de l'analyse fréquentielle et d'autre part ceux de la méthode des moindres carrés est effectuée pour la majorité des cas traités.

L'étude de flux lumineux lors d'un couplage fibre-fibre a permis d'évaluer, en lumière incohérente et cohérente, l'énergie couplée, les fluctuations et le rapport signal sur bruit. Ce travail a amené alors à considérer les variations d'intensité en sortie de fibre sous influence d'une courbure et de modéliser les répartitions de puissance lumineuse en fonction de cette contrainte

Les pucerons font partie des principaux ravageurs des cultures dans les régions tempérées. Leur succès comme ravageurs des plantes repose sur leur fort potentiel reproductif dû à la parthénogenèse durant le printemps et l'été, la transmission des virus aux plantes et leur polyphénisme. Ce mode de multiplication asexué explique leur importante dynamique démographique et les dégâts causés sur les cultures. Plusieurs méthodes de lutte ont été envisagées à leur encontre, entre autre la régulation " Top-down ", qui est l'approche par les ennemis naturels, de la lutte chimique. Lorsqu'on compare les temps de développement des pucerons et leurs ennemis naturels, à l'instar des coccinelles, on constate que les premiers se développent plus vite que les seconds. C'est cette différence de vitesse de développement qui confère aux pucerons leur caractère de proie éphémère ou limitée dans le temps. Le calcul du rapport du temps de génération des prédateurs sur celui des pucerons, " Generation Time Ratio ", est supérieur à 1. Or, les rapports supérieurs à 1 correspondent à des relations trophiques défavorables à la mise en place d'une régulation " Top-down ". Dés lors, pour réguler les pucerons du pois, il faudrait envisager d'autres possibilités de lutte biologique. La voie " Bottom-up " semble ainsi être la plus appropriée. Cette approche par le "Bottom-up " privilégie l'augmentation de la biodiversité végétale en champ pour réguler la dynamique de population du puceron du pois. Le présent travail de thèse a pour objectif d'évaluer l'impact de la diversité végétale sur la démographie du puceron du pois (A. Pisum Harris) en monoculture de pois d'hiver par rapport à la culture associée de pois d'hiver et de blé dur. Au cours de nos travaux en champ, par des comptages de pucerons, nous avons pu ainsi vérifier que les infestations de pucerons étaient statistiquement plus élevées en monoculture de pois par rapport à la culture associée de pois d'hiver et de blé dur. Nous avons également pu évaluer l'influence de la plante-hôte sur les déplacements et l'aptitude des pucerons. Les déplacements et les paramètres démographiques d'A. Pisum adultes ont été examinés dans un peuplement pur de pois d'hiver et dans un peuplement mixte de pois d'hiver et de blé dur. Les distances parcourues en culture pure de pois sont significativement plus longues qu'en culture associée. Le taux de fécondité est plus élevé en culture associée de pois/blé qu'en culture pure de pois. De même, le taux de survie des larves est plus élevé en culture associée qu'en culture pure de pois même si la différence n'est pas significative. Nous avons, au cours de ce travail, testé sur 1036 pucerons leur choix sur les sources d'odeur entre deux types de cultures (monoculture de pois et une culture associée de blé dur au pois). A cela, nous avons ajouté d'autres paramètres tels que la forme du puceron (ailé ou aptère), la souche du puceron (sauvage ou élevé au laboratoire), la quantité de plante dans les pots lors de l'expérience. Le choix des pucerons selon le type de plante n'a pas montré des résultats significatifs. Cependant, on note une tendance des pucerons à choisir la source d'odeur chez la monoculture de pois. Ces résultats mettent en évidence l'importance de la diversité végétale sur la régulation des pucerons. Les effets liés à la plante hôte " Bottom- up " permettent de réguler certains ravageurs. Toutefois, d'autres variétés d'espèces de plantes dans le couple céréale-légumineuse devraient être testées afin de confirmer cette hypothèse
Aphids are major pests of crops in temperate regions. Their status as major crop pests is based on their high reproductive potential due to parthenogenesis in spring and summer, their polyphenism, and the transmission of viruses to plants. Several control methods have been considered against aphids. Of these methods, the most popular includes the "top down" appoach, which considers natural enemies and chemical control. When comparing the development time of aphids and their natural enemies, like ladybirds, we observe that the former grow faster than the latter. This difference in the speed of development characterizes aphids as short-lived prey. The generation time ratio of the natural enemies of aphids to that of the aphids is greater than 1. This value indicates that "Top-down" regulation is unlikely. Thus, to regulate pea aphids, other possibilities for biological control need to be considered. The "Bottom-up" approach seems to be more appropriate. This approach (Bottom-up) encourages an increase in plant biodiversity in the farm to regulate the population dynamics of pea aphids (A. Pisum Harris). This thesis aims at verifying the impact of plant diversity on the demography of pea aphid (A. Pisum Harris) in winter pea monoculture and in winter pea and durum wheat intercropping system. During our field work we were able to verify that aphid infestations were statistically higher in monoculture pea compared to an intercrop of winter pea and durum. We were also able to evaluate the influence of the host plant on the movements and the fitness of the aphids. The movements and demographic parameters of adults A. Pisum were examined in a pure stand of winter peas and an intercrop of winter pea and durum wheat. The distances covered in pure culture of peas were significantly longer than in intercropping. The fertility rate was higher in intercropping pea / wheat than in pure culture of peas. Similarly, the survival rate of the larvae of aphids was higher in intercrop than in sole crop pea although the difference was not significant. We tested 1,036 aphids on their choice between odor sources from two types of cropping systems (peas monoculture and an intercrop of durum wheat and pea). To this, we added other parameters such as the morph of the aphid (winged or wingless), the aphid strain (wild or reared in the laboratory), and the amount of plants in pots during the experiment. The choice of aphids on the type of crop did not show significant results. However, there was a tendency of the aphids to be attracted by the odor from the pea monoculture. These results highlight the importance of plant diversity in the control of aphids. Effects related to the host plant "bottom up" help regulate certain pests. However, other varieties of plant species in the cereal-legume couple should be tested to confirm this hypothesis

Cette thèse porte sur l’étude de systèmes ultra large bande (UWB) qui présentent des perspectives intéressantes dans le domaine des communications radio. Les systèmes UWB se prêtent bien à une utilisation dans les réseaux ad hoc, de type Piconet, avec un très haut niveau de flexibilité. Cette thèse focalise d’une part sur le développement de méthodes a faible complexité pour l’estimation aveugle de paramètres, pouvant jouer un rôle très important au niveau synchronisation, et d’autre part sur l’étude statistique du canal dans le but d’établir des critères de réglages en temps réel d'une transmission de données (dans une approche aveugle). Les travaux se positionnent suivant trois directions principales. La première concerne l’estimation du temps chip pour un système UWB par impulsions, a partir de mesures de temps d’arrivée bruitées, en présence d’observations manquantes et/ou issues de fausses alarmes. Le principal problème de cette première approche est que le modèle des temps d’arrivée est idéalisé et ne peut pas refléter de manière réaliste le canal UWB indoor. Pour cette raison nous avons propose une deuxième approche complémentaire, permettant de réaliser la détection conjointe du temps chip d’un signal UWB par impulsions, et de la période d’intégration d’un détecteur d’énergie. La différence essentielle entre cette approche et la précédente est que l’on utilise, pour l’estimation du temps chip, directement le signal reçu ce qui du point de vue pratique est plus réaliste. La troisième orientation concerne la réalisation d’une étude statistique de l’interférence liée à la propagation multi-trajet d’un canal U
This thesis is concerned with the study of UWB systems which represent a promising perspective in low range radio systems field. UWB technology is best suited to be used within ad-hoc Piconet radio networks, which must dispose of high flexibility. Consequently this thesis is focused on one hand on the development of very low complexity parameters blind estimation methods, which can play an essential role in the synchronization stage, and on the other hand on the statistical characterization of the propagation channel, with the scope of establishing criteria to realize blind real time adjustments of the digital transmission. The study is organized in three main directions. The first consists of developing a method to estimate the chip time, based on noisy times of arrival measurements, with false and missing observations. The main problem with this approach is that the considered times of arrival statistical model cannot realistically reflect indoor UWB channels. Therefore a second direction is concerned with the development of a method to estimate the chip time based on energy measurements on the received UWB impulse radio signal. Using the well known energy detector principle this approach jointly estimates the chip time and this optimal integration window, the main advantage is that it allows considering propagation noise, multipath propagation and multiuser interference. The third direction deals with a statistical study of the multipath propagation interference of a UWB propagation channel

Cette thèse aborde le problème d’estimation des paramètres de signaux d’usagers radio-mobile par traitement avec antenne-réseau. On adopte une approche de traitement théorique rigoureuse au problème en tentant de pallier aux limitations et désavantages des méthodes d’estimation existantes en ce domaine. Les chapitres principaux ont été rédigés en couvrant uniquement les aspects théoriques en lien aux contributions principales, tout en présentant une revue de littérature adéquate sur les sujets concernés. La thèse présente essentiellement trois volets distincts en lien à chacune des contributions en question. Suite à une revue des notions de base, on montre d’abord comment une méthode d’estimation exploitant des statistiques d’ordre supérieur a pu être développée à partir de l’amélioration d’un algorithme existant en ce domaine. On présente ensuite le cheminement qui a conduit à l’élaboration d’une technique d’estimation non linéaire exploitant les propriétés statistiques spécifiques des enveloppes complexes reçues, et ne possédant pas les limitations des algorithmes du second et quatrième ordre. Finalement, on présente le développement relatif à un algorithme d’estimation exploitant le caractère cyclostationnaire intrinsèque des signaux de communication dans un environnement asynchrone naturel. On montre comment un tel algorithme parvient à estimer la matrice de canal des signaux incidents indépendamment du caractère de corrélation spatiotemporel du bruit, et permettant de ce fait même une pleine exploitation du degré de liberté du réseau. La procédure d’estimation consiste en la résolution d’un problème de diagonalisation conjointe impliquant des matrices cibles issues d’une opération différentielle entre des matrices d’autocorrélation obtenues uniquement à partir de statistiques d’ordre deux. Pour chacune des contributions, des résultats de simulations sont présentés afin de confirmer l’efficacité des méthodes proposées.
This thesis addresses the problem of parameter estimation of radio signals from mobile users using an antenna array. A rigorous theoretical approach to the problem is adopted in an attempt to overcome the limitations and disadvantages of existing estimation methods in this field. The main chapters have been written covering only the theoretical aspects related to the main contributions of the thesis, while at the same time providing an appropriate literature review on the considered topics. The thesis is divided into three main parts related to the aforesaid contributions. Following a review of the basics concepts in antenna array processing techniques for signal parameter estimation, we first present an improved version of an existing estimation algorithm expoiting higher-order statistics of the received signals. Subsequently, we show how a nonlinear estimation technique exploiting the specific statistical distributions of the received complex envelopes at the array can be developed in order to overcome the limitations of second and fourth-order algorithms. Finally, we present the development of an estimation algorithm exploiting the cyclostationary nature of communication signals in a natural asynchronous environment. We show how such an algorithm is able to estimate the channel matrix of the received signals independently of the spatial or temporal correlation structure of the noise, thereby enabling a full exploitation of the array’s degree of freedom. The estimation process is carried out by solving a joint diagonalization problem involving target matrices computed by a differential operation between autocorrelation matrices obtained by the sole use of second-order statistics. Various simulation experiments are presented for each contribution as a means of supporting and evidencing the effectiveness of the proposed methods.

La nébulisation est définie comme la transformation d'un liquide médicamenteux en aérosol médicamenteux nécessitant une préparation préalable du dispositif par introduction du liquide dans le réservoir du nébuliseur. La métrologie in-vitro des aérosols médicamenteux a pour objectif de prédire la quantité et la distribution du médicament dans les voies aériennes. La quantité de médicament inhalé par le patient est définie par le terme de masse inhalable et la distribution de son dépôt est principalement la conséquence de la granulométrie de l'aérosol. Nous avons élaboré des méthodes permettant d'effectuer des mesures précises de la masse inhalable et de la granulométrie des aérosols. Nous avons montré qu'il est nécessaire de tenir compte de l'humidité et de la température des voies aériennes pour prédire le dépôt de l'aérosol, Des modèles de têtes plastinées ont été utilisés pour étudier le dépôt d'un aérosol sonique dans des conditions modélisant une séance d'inhalation.

Ce travail est consacré aux problèmes d’estimation paramétriques, aux tests d’hypothèses et aux tests d’ajustement pour les processus de Poisson non homogènes.Tout d’abord on a étudié deux modèles ayant chacun deux sauts localisés par un paramètre inconnu. Pour le premier modèle la somme des sauts est positive. Tandis que le second a un changement de régime et constant par morceaux. La somme de ses deux sauts est nulle. Ainsi pour chacun de ces modèles nous avons étudié les propriétés asymptotiques de l’estimateur bayésien (EB) et celui du maximum de vraisemblance(EMV). Nous avons montré la consistance, la convergence en distribution et la convergence des moments. En particulier l’estimateur bayésien est asymptotiquement efficace. Pour le second modèle nous avons aussi considéré le test d’une hypothèse simple contre une alternative unilatérale et nous avons décrit les propriétés asymptotiques (choix du seuil et puissance ) du test de Wald (WT)et du test du rapport de vraisemblance généralisé (GRLT).Les démonstrations sont basées sur la méthode d’Ibragimov et Khasminskii. Cette dernière repose sur la convergence faible du rapport de vraisemblance normalisé dans l’espace de Skorohod sous certains critères de tension des familles demesure correspondantes.Par des simulations numériques, les variances limites nous ont permis de conclure que l’EB est meilleur que celui du EMV. Lorsque la somme des sauts est nulle, nous avons développé une approche numérique pour le EMV.Ensuite on a considéré le problème de construction d’un test d’ajustement pour un modèle avec un paramètre d’échelle. On a montré que dans ce cas, le test de Cramer-von Mises est asymptotiquement ”parameter-free” et est consistent
This work is devoted to the parametric estimation, hypothesis testing and goodnessof-fit test problems for non homogenous Poisson processes. First we consider two models having two jumps located by an unknown parameter.For the first model the sum of jumps is positive. The second is a model of switching intensity, piecewise constant and the sum of jumps is zero. Thus, for each model, we studied the asymptotic properties of the Bayesian estimator (BE) andthe likelihood estimator (MLE). The consistency, the convergence in distribution and the convergence of moments are shown. In particular we show that the BE is asymptotically efficient. For the second model we also consider the problem of asimple hypothesis testing against a one- sided alternative. The asymptotic properties (choice of the threshold and power) of Wald test (WT) and the generalized likelihood ratio test (GRLT) are described.For the proofs we use the method of Ibragimov and Khasminskii. This method is based on the weak convergence of the normalized likelihood ratio in the Skorohod space under some tightness criterion of the corresponding families of measure.By numerical simulations, the limiting variances of estimators allows us to conclude that the BE outperforms the MLE. In the situation where the sum of jumps is zero, we developed a numerical approach to obtain the MLE.Then we consider the problem of construction of goodness-of-test for a model with scale parameter. We show that the Cram´er-von Mises type test is asymptotically parameter-free. It is also consistent

Une meilleure compréhension des phénomènes de propagation de canal radio est la clé pour améliorer la performance globale des systèmes de communications sans-fil. Ceci est particulièrement vrai pour les environnements où sont observés de forts mécanismes de diffusion. Néanmoins, les modèles récents de canal radio n’incluent pas le diffus et doivent être réévalués en conséquence. Dans cette thèse, il est proposé de décomposer le canal radio polarimétrique MIMO en une composante multi-trajets spéculaire (SMC) et dense (DMC), cette dernière incluant le diffus et les faibles SMC. L’objectif de cette décomposition est de caractériser la contribution de la DMC et de développer un cadre de modélisation complet; cadre qui a été appliqué à deux scénarios de propagation présentant des mécanismes sévères de diffusion : milieu industriel et milieu végétal. Ici, des nouveaux modèles polarimétriques ont été développés et validés à partir de canaux radio mesurés. De plus, un algorithme de clustering basé sur la distance entre composante multi-trajets (MCD) a été proposé pour regrouper les SMC estimés. La performance et la robustesse de cet algorithme ont été comparées avec l’algorithme K-means MCD à partir de données générées par le modèle de canal WINNER II. L’algorithme validé a ensuite été directement appliqué aux scénarios avec l’hypothèse que la DMC est présente ou pas dans le modèle de données. Les résultats montrent sans ambiguïtés que les modèles proposés permettent non seulement une meilleure compréhension des mécanismes de propagation mais également que les modèles de canal radio sans DMC peuvent potentiellement induire en erreur l’interprétation de ces mécanismes
A deeper understanding of the radio channel propagation phenomena is the key to improve the overall performance of wireless communication systems. This is particularly true for challenging propagation environments wherein strong diffuse scattering mechanisms are observed. However, the most recent radio channel models do not include this component and must be re-evaluated. In this thesis, it is proposed to decompose the polarimetric MIMO radio channel into specular and dense multipath components (SMC and DMC) where DMC includes diffuse scattering and weak SMC. The purpose of this decomposition is to investigate the contribution of DMC to the radio channel and develop a comprehensive modeling framework; framework which has been applied to two propagation scenarios presenting strong diffuse scattering mechanisms: indoor industrial and outdoor vegetation. Here, novel polarimetric models have been developed and validated from measured radio channels. Moreover, a multipath component distance (MCD)-based automatic clustering identification algorithm is proposed to group SMC obtained from measured radio channels. Its performance and robustness are compared with the K-means MCD algorithm using cluster data simulated by the WINNER II channel model. The validated clustering algorithm was then directly applied onto data which were estimated from the measured radio channels with or without DMC in the radio channel data model. The results unambiguously demonstrate that the proposed models not only provide a better understanding of the propagation mechanisms but also that radio channel models without DMC could potentially mislead the interpretation of those mechanisms

Cette thèse traite de la conception de récepteurs radiofréquences basés sur l'acquisition compressée pour de l'estimation paramétrique en radio cognitive.L'acquisition compressée est un changement de paradigme dans la conversion analogique-numérique qui permet de s'affranchir de la fréquence d'échantillonnage de Nyquist.Dans ces travaux, les estimations sont effectuées directement sur les échantillons compressés vu le coût prohibitif de la reconstruction du signal d'entrée.Tout d'abord, l'aspect architecture du récepteur est abordé,avec notamment le choix des codes de mélange pour le convertisseur modulé à large bande (MWC).Une analyse haut niveau des propriétés de la matrice d'acquisition, à savoir la cohérence pour réduire le nombre de mesures et l'isométrie pour la robustesse au bruit,est menée puis validée par une plateforme de simulation.Enfin l'estimation paramétrique à partir des échantillons compressés est abordée à travers la borne de Cramér-Rao sur la variance d'un estimateur non biaisé.Une forme analytique de la matrice de Fisher est établie sous certaines hypothèses et permet de dissocier les effets de la compression et de la création de diversité.L'influence du processus d'acquisition compressée, notamment le couplage entre paramètres et la fuite spectrale, est illustré par l'exemple
This work deals with the topic of radiofrequency receivers based on Compressive Sampling for feature extraction in Cognitive Radio.Compressive Sampling is a paradigm shift in analog to digital conversion that bypasses the Nyquist sampling frequency.In this work, estimations are carried out directly on the compressed samples due to the prohibitive cost of signal reconstruction.First, the receiver architecture is considered, in particular through the choice of the mixing codes of the Modulated Wideband Converter.A high-level analysis on properties of the sensing matrix, coherence to reduce the number of measurement and isometry for noise robustness,is carried out and validated by a simulation platform.Finally, parametric estimation based on compressed samples is tackled through the prism of the Cram'{e}r-Rao lower bound on unbiased estimators.A closed form expression of the Fisher matrix is established under certain assumptions and enables to dissociate the effects of compression and diversity creation.The influence of Compressive Sampling on estimation bounds, in particular coupling between parameters and spectral leakage, is illustrated by the example

Dans cette étude, nous avons mis l’accent sur la segmentation automatique des évènements dans le signal EMG utérin et l’identification ensuite des contractions parmi ces évènements en se référant aux données de l’expert. Notre base de données comprend des signaux EMG utérins de différentes semaines de gestation acquis grâce à une matrice de 4x4 électrodes. Par conséquent, notre travail a compris tout d’abord une application de la méthode de somme cumulé dynamique (DCS) en approche monodimensionnelle sur les signaux monopolaires afin d’obtenir une grande résolution spatiale des données. Suite aux résultats obtenus, notre étude a porté sur les signaux bipolaires afin d'augmenter le rapport signal/bruit (SNR) des EMG utérin. En fait, la méthode DCS a continué en y associant une série des techniques d’éliminations des fausses ruptures détectées, soit basée sur Fisher, soit sur le SNR d’une part, et en développant des méthodes de fusion de ces ruptures d’autre part : l’une automatique tandis que l’autre est basée sur le système de vote à la majorité pondérée où chaque canal est pondéré par un facteur lors de la fusion des instants de ruptures détectés. De plus, la méthode DCS est appliquée en approche multidimensionnelle, tout d’abord sur ces signaux bipolaires, ensuite sur leurs détails après décomposition en ondelettes. En fait, nous sommes intéressés à la sélection dynamique de ces détails dans les deux approches en utilisant une technique basée sur la distance Kullback Leibler. Enfin et dans le but d’identifier les contractions et de réduire le nombre des autres évènements détectés, un essai d’extraction des paramètres de ces évènements obtenus est présenté et validé
In this study , we have focused on the automatic segmentation of events in the uterine EMG signal and then on the identification of contractions among these events by referring to the expert's knowledge. Our database includes uterine EMG signals of different weeks of gestation acquired through a matrix of 4x4 electrodes. Therefore, our work has first included an application of the dynamic cumulative sum (DCS) method in a monodimensional approach on monopolar signals in order to obtain a high spatial resolution of the data. Based on the obtained results, our study has then focused on bipolar signals in order to increase the signal-to-noise ratio (SNR) of uterine EMGs. In fact, the DCS method has continued by associating first a series of techniques for the elimination of false detected ruptures either based on Fisher or on the SNR and by developing secondly two fusion methods of these ruptures : the firts one is automatic while the other one is based on the weighted majority voting system, where each channel is weighted by a factor when merging the instants of detected ruptures. In addition, the DCS method is applied in a multidimensional approach, first on the bipolar signals, then on their details after wavelet decomposition. Infact, we were interested in the dynamic selection of these details in both approaches by using a technique based on the Kullback Leibler ditance. Finally, in order to indentify the contractions and reduce the number of other detected events, an assay of parameters extraction of these obtained events has been presented and validated

L’estimation de canal est une tâche cruciale du récepteur radio dans les systèmes de communication sans fil, en particulier en cas de mobilité où les paramètres du canal varient avec le temps en raison de l’effet Doppler. Dans cette thèse, nous considérons des variations de canal lentes à modérées, typiques des applications véhiculaires, et en particulier les deux types de canaux suivant : canaux Fixe-Mobiles (F-M) et canaux Mobiles-Mobiles (M-M), avec dans ce dernier cas la présence éventuelle de relais mobiles permettant d’amplifier et re-émettre le signal (Amplify and Forward). Nous avons démarré notre étude avec le canal F-M, qui servira de base pour traiter le canal M-M.Pour le cas d’un canal F-M, modélisé par le modèle de Rayleigh à spectre de Jakes, une approche courante pour estimer le canal consiste à utiliser un filtre de Kalman (KF) basé sur un modèle autorégressif d'ordre p (AR(p)). La méthode conventionnelle pour régler les paramètres du modèle AR(p) est basée sur le critère de corrélation (CM). Cependant, l’inconvénient majeur de cette méthode est que des ordres très élevés (p > 15) sont nécessaires pour approcher la borne de Cramer-Rao Bayésienne. Le choix de p ainsi que le réglage des paramètres du modèle sont donc critiques et un compromis doit être trouvé entre la complexité numérique et la performance. Le compromis raisonnable qui a suscité beaucoup d’attention est de prendre p = 2. Le CM n’étant pas performant pour p = 2, d’autres méthodes de réglage ont été proposées dans la littérature, mais celle-ci reposent principalement sur des résultats expérimentaux ou des recherches exhaustives, ce qui limite leur application. Pour régler le modèle, nous proposons d'utiliser un critère de minimisation de la variance asymptotique (MAV) de l’erreur d’estimation en sortie du filtre de Kalman. Une formule générale de réglage a été dérivée en fonction de l’état du canal (fréquence Doppler et rapport signal sur bruit), qui peut s’avérer très utile en pratique. De plus, nous avons également dérivé une formule analytique pour l'erreur quadratique moyenne, ce qui permet de mieux comprendre le comportement du KF. Ensuite, nous avons traité le canal M-M avec présence éventuelle de relais, en suivant la même approche. Les expressions analytiques pour le réglage optimal des paramètres du modèle AR(2) et les performances en erreur quadratique moyenne ont d'abord été établies en fonction des deuxièmes et quatrièmes moments du spectre Doppler du canal global. Les formules analytiques de ces moments ont été dérivées en exploitant la propriété de convolution des fonctions de densité, après décomposition du canal global en cascade de canaux élémentaires à spectre de Jakes. Avec ces approches, les résultats de simulations pour les différents canaux montrent un gain considérable en terme d’erreur quadratique moyenne d’estimation, comparé à la littérature
Channel estimation is a crucial task of the radio receiver in wireless communication systems, especially in the case of mobility where the channel parameters vary over time due to the Doppler effect. In this thesis, we consider slow to moderate channel variations, typical of vehicular applications, and in particular the following two types of channels: fixed-mobile (F-M) channels and mobile-mobile (M-M) channels, with in the latter case the possible presence of mobile relays (Amplify and Forward). We started our study with the F-M channel, which will serve as a basis for investigating the M-M channel.For the case of an F-M channel, modeled by Rayleigh model described by the Jakes spectrum, a common approach to estimating the channel is to use a Kalman filter (KF) based on an autoregressive model of order p (AR(p)). The conventional method for setting AR(p) model parameters is based on the correlation matching criterion (CM). However, the major disadvantage of this method is that very high orders p>15) are needed to approach the Bayesian Cramer-Rao Bound. The choice of p as well as the adjustment of the parameters of the model are therefore critical and a compromise must be found between the numerical complexity and the performance. The reasonable compromise that has attracted a lot of attention is to take p = 2. Since the CM is not efficient for p = 2, other methods of tuning have been proposed in the literature, but these are mainly based on experimental results or exhaustive searches, which limits their application.To adjust the model, we propose to use a criterion of minimization of the asymptotic variance (MAV) of the estimation error at the output of the Kalman filter. A general tuning formula has been derived based on the state of the channel (Doppler frequency and signal-to-noise ratio), which can be very useful in practice. In addition, we also derived an analytic formula for the mean squared error, which allows a better understanding of KF behavior.Then we treated the M-M channel with the possible presence of mobile relays, following the same approach. The analytical expressions for the optimal adjustment of the AR(2) model parameters and the mean squared error performance were first set according to the second and fourth moments of the Doppler spectrum of the global channel. The analytical formulas of these moments were derived by exploiting the convolution property of the density functions, after decomposing the cascading global channel channel of Jakes spectrum elementary channels. With these approaches, the results of simulations for the different channels show a considerable gain in terms of mean squared error performance estimation, compared to the literature

Dans cette thèse, nous développons une nouvelle méthode de détection de ruptures "Off-line", appelée Dérivée Filtrée avec p-value, sur des paramètres d'une suite de variables aléatoires indépendantes, puis sur le paramètre de Hurst d'un mouvement Brownien multifractionnaire. Cette thèse est composée de trois articles. Dans un premier article paru dans Sequential Analysis nous posons les bases de la méthode Dérivée Filtrée avec p-value (FDpV) en l'appliquant à une suite de variables aléatoires indépendantes. La méthode a une complexité linéaire en temps et en mémoire. Elle est constituée de deux étapes. La première étape utilisant la méthode Dérivée Filtrée détecte les bons instants de ruptures, mais également certaines fausses alarmes. La deuxième étape attribue une p-value à chaque instant de rupture potentiel détecté à la première étape, et élimine les instants dont la p-value est inférieure à un certain seuil critique. Nous démontrons les propriétés asymptotiques nécessaires à la calibration de la méthode. L'efficacité de la méthode a été prouvé tant sur des données simulées que sur des données réelles. Ensuite, nous nous sommes attaqués à l'application de la méthode pour la détection de ruptures sur le paramètre de Hurst d'un mouvement Brownien multifractionnaire. Cela s'est fait en deux phases. La première phase a fait l'objet d'un article à paraitre dans ESAIM P&S où nous avons établi un Théorème Central Limite pour l'estimateur du paramètre de Hurst appelé Increment Ratio Statistic (IRS). Puis, nous avons proposé une version localisée de l'IRS et démontré un TCL local pour estimer la fonction de Hurst d'un mouvement Brownien multifractionnaire. Les preuves sont intuitives et se distinguent par leur simplicité. Elles s'appuient sur le théorème de Breuer-Major et une stratégie originale appelée "freezing of time". La deuxième phase repose sur un nouvel article soumis pour publication. Nous adaptons la méthode FDpV pour détecter des ruptures sur l'indice de Hurst d'un mouvement Brownien fractionnaire constant par morceaux. La statistique sous-jacent de l'algorithme FDpV est un nouvel estimateur de l'indice de Hurst, appelé Increment Zero-Crossing Statistic (IZCS) qui est une variante de l'IRS. La combinaison des méthodes FDpV + IZCS constitue une procédure efficace et rapide avec une complexité linéaire en temps et en mémoire
This Ph.D dissertation deals with "Off-line" detection of change points on parameters of time series of independent random variables, and in the Hurst parameter of multifrcational Brownian motion. It consists of three articles. In the first paper, published in Sequential Analysis, we set the cornerstones of the Filtered Derivative with p-Value method for the detection of change point on parameters of independent random variables. This method has linear time and memory complexities, with respect to the size of the series. It consists of two steps. The first step is based on Filtered Derivative method which detects the right change points as well as the false ones. We improve the Filtered Derivative method by adding a second step in which we compute the p-values associated to every single potential change point. Then we eliminate false alarms, i.e. the change points which have p-value smaller than a given critical level. We showed asymptotic properties needed for the calibration of the algorithm. The effectiveness of the method has been proved both on simulated data and on real data. Then we moved to the application of the method for the detection of change point on the Hurst parameter of multifractional Brownian motion. This was done in two phases. In the first phase, a paper is to be published in ESAIM P&S where we investigated the Central Limit Theorem of the Increment Ratio Statistic of a multifractional Brownian motion, leading to a CLT for the time varying Hurst index. The proofs are quite simple relying on Breuer-Major theorems and an original freezing of time strategy.The second phase relies on a new paper submitted for publication. We adapted the FDpV method to detect change points on the Hurst parameter of piecewise fractional Brownian motion. The underlying statistics of the FDpV technology is a new statistic estimator for Hurst index, so-called Increment Zero-Crossing Statistic (IZCS) which is a variation of IRS. Both FDpV and IZCS are methods with linear time and memory complexities, with respect to the size of the series

L'objectif de ce travail est d'étudier les performances d'un système radio impulsionnel à bande ultra large transposé dans la bande millimétrique pour des réseaux ad hoc. Les contraintes imposées sont la simplicité des architectures, la souplesse d'utilisation et l'asynchronisme des utilisateurs. Dans un premier temps, nous procédons à une modélisation statistique du canal à partir de mesures effectuées à l'IEMN dans la bande 57-59 GHz. L'étude du canal se décompose en deux parties. La première concerne l'étude de la puissance reçue en environnement ad hoc. La deuxième se focalise sur l'effet des trajets réfléchis. Nous proposons ensuite un algorithme de simulation du canal et du système UWB choisi afin de déterminer les performances du système en terme de taux d'erreurs binaires et de probabilité d'erreur par paquet. Un des facteurs limitant les performances est l'interférence d'accès multiples (MAI). Nous effectuons une étude sur la nature de ces interférences. Trois techniques d'estimation sont proposées pour modéliser leur densité de probabilité. La première est une estimation non paramétrique par la méthode du noyau. La seconde est la distribution gaussienne généralisée et la dernière est la distribution a-stable. Les performances des trois approches ainsi que l'impact des conditions matérielles et réseaux sur le MAI sont présentées. Ensuite, en utilisant une démonstration analytique, nous montrons que la modélisation du MAI par la distribution a-stable dans le cas des réseaux ad hoc est tout à fait adaptée. Enfin, nous concluons que le récepteur gaussien n'est pas optimal. S'il est difficile d'envisager la mise en œuvre d'un récepteur optimal car nous n'avons pas d'expression analytique exacte pour la densité de probabilité du MAI, un récepteur Cauchy s'avère nettement plus performant que le récepteur gaussien.

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.

Ce travail vise à améliorer la compréhension et la modélisation de la rupture des matériaux métalliques à gradient de propriétés. L'application se fait sur des pignons en acier 20MnB5 carbonitrurés insérés dans un "recliner", mécanisme de sécurité des siègesautomobiles. Le traitement de carbonitruration consisteà enrichir en carbone et azote une couche externe despièces en les chauffant dans le domaine austénitiquedans une atmosphère riche en ces deux éléments. Puisles pièces sont trempées afin de déclencher unetransformation martensitique. On obtient ainsi unmatériau à gradient de propriétés, intéressant pour despièces de transmission de puissance comme lesengrenages. Ce projet a commencé par l’analyse de larupture de mécanismes de sièges en test industriel. Celaa confirmé le double comportement à rupture binaire dumatériau : fragile sur une couche externe, ductile àl’intérieur. Un banc d’essai, spécialement conçu pour ceprojet, soumet une dent à un effort latéral jusqu’àrupture complète. Des observations in situ sonteffectuées et la courbe force-déplacement estenregistrée, montrant la diversité de comportement enfonction de la profondeur d'engagement des dents et dela présence ou non de la couche carbonitrurée. Desessais de traction, de flexion 4 points et de cisaillementsur éprouvettes papillons sont utilisés pour mesurer lespropriétés plastiques et calibrer les critères de rupturede la couche carbonitrurée comme de l'acier de base. Laplasticité de Von Mises avec une loi d'écrouissagesimple rend très bien compte de tous ces essaismécaniques. Différents critères de rupture ductile issusde la littérature sont calibrés; ils ne parviennent pas àreprésenter correctement tous les essais réalisés.Un critère plus adapté est donc proposé enconclusion de cette campagne expérimentale. Lasimulation de la rupture dans LS-Dyna est réaliséeavec une technique d'érosion d'éléments dont leslimitations sont discutées. La comparaison avec larupture de dent expérimentale permet d'évaluer lescritères numériques identifiés et d'analyser leslimites actuelles de la simulation, en particulier lanécessité de prendre en compte plus finement àl'avenir le gradient de propriétés mécaniques ainsique les contraintes résiduelles de compression dela couche carbonitrurée
This work aims at a better understanding and modeling of the failure of gradient metallic materials. It is applied to carbonitrided pinions made out of 20MnB5 steel, inserted in a "recliner", a safety mechanism of automotive seats. Carbonitriding induces high surface hardness while preserving significant core ductility. The experimental analysis of the fracture behavior of seat recliners in an industrial test confirmed the dual failure behavior of the component : brittle external layer, ductile core material. A test bench has been specifically designed for the project: one tooth is submitted to a lateral force until complete failure. In situ observations are performed and the load-displacement curve recorded, showing a variety of behaviors as a function of the teeth engagement depth and of the presence or not of the carbonitrided layer. Experimental tests with various tress states were conducted to measure plastic properties as well as to calibrate fracture criteria, for the carbonitrided layer and for the core steel. Von Mises plasticity and a simple strain hardening curve fit very well all these experiments. As fracture criteria from the literature were unable to predict failure correctly for all the mechanical tests, an adapted criterion has therefore been proposed as an outcome of this extensive mechanical testing campaign. Fracture simulation in LS Dyna has been performed using the element erosion technique, the limitations of which are discussed. Comparison with the experimental tooth fracture measurements allows evaluation of the proposed failure criteria, and enables to stress out and discuss the present limits of the simulation, concluding that it will be necessary in future work to account more finely for the mechanical property gradient together with the compressive residual stresses in the carbonitrided layer