Spontaneous and explicit estimation of time delays in the absence/presence of multipath propagation.

by Hing-cheung So.Thesis (Ph.D.)--Chinese University of Hong Kong, 1995.Includes bibliographical references (leaves 133-141).Chapter 1 --- Introduction --- p.1Chapter 1.1 --- Time Delay Estimation (TDE) and its Applications --- p.1Chapter 1.2 --- Goal of the Work --- p.6Chapter 1.3 --- Thesis Outline --- p.9Chapter 2 --- Adaptive Methods for TDE --- p.10Chapter 2.1 --- Problem Description --- p.11Chapter 2.2 --- The Least Mean Square Time Delay Estimator (LMSTDE) --- p.11Chapter 2.2.1 --- Bias and Variance --- p.14Chapter 2.2.2 --- Probability of Occurrence of False Peak Weight --- p.16Chapter 2.2.3 --- Some Modifications of the LMSTDE --- p.17Chapter 2.3 --- The Adaptive Digital Delay-Lock Discriminator (ADDLD) --- p.18Chapter 2.4 --- Summary --- p.20Chapter 3 --- The Explicit Time Delay Estimator (ETDE) --- p.22Chapter 3.1 --- Derivation and Analysis of the ETDE --- p.23Chapter 3.1.1 --- The ETDE system --- p.23Chapter 3.1.2 --- Performance Surface --- p.26Chapter 3.1.3 --- Static Behaviour --- p.28Chapter 3.1.4 --- Dynamic Behaviour --- p.30Chapter 3.2 --- Performance Comparisons --- p.32Chapter 3.2.1 --- With the LMSTDE --- p.32Chapter 3.2.2 --- With the CATDE --- p.34Chapter 3.2.3 --- With the CRLB --- p.35Chapter 3.3 --- Simulation Results --- p.38Chapter 3.3.1 --- Corroboration of the ETDE Performance --- p.38Chapter 3.3.2 --- Comparative Studies --- p.44Chapter 3.4 --- Summary --- p.48Chapter 4 --- An Improvement to the ETDE --- p.49Chapter 4.1 --- Delay Modeling Error of the ETDE --- p.49Chapter 4.2 --- The Explicit Time Delay and Gain Estimator (ETDGE) --- p.52Chapter 4.3 --- Performance Analysis --- p.55Chapter 4.4 --- Simulation Results --- p.57Chapter 4.5 --- Summary --- p.61Chapter 5 --- TDE in the Presence of Multipath Propagation --- p.62Chapter 5.1 --- The Multipath TDE problem --- p.63Chapter 5.2 --- TDE with Multipath Cancellation (MCTDE) --- p.64Chapter 5.2.1 --- Structure and Algorithm --- p.64Chapter 5.2.2 --- Convergence Dynamics --- p.67Chapter 5.2.3 --- The Generalized Multipath Cancellator --- p.70Chapter 5.2.4 --- Effects of Additive Noises --- p.73Chapter 5.2.5 --- Simulation Results --- p.74Chapter 5.3 --- TDE with Multipath Equalization (METDE) --- p.86Chapter 5.3.1 --- The Two-Step Algorithm --- p.86Chapter 5.3.2 --- Performance of the METDE --- p.89Chapter 5.3.3 --- Simulation Results --- p.93Chapter 5.4 --- Summary --- p.101Chapter 6 --- Conclusions and Suggestions for Future Research --- p.102Chapter 6.1 --- Conclusions --- p.102Chapter 6.2 --- Suggestions for Future Research --- p.104Appendices --- p.106Chapter A --- Derivation of (3.20) --- p.106Chapter B --- Derivation of (3.29) --- p.110Chapter C --- Derivation of (4.14) --- p.111Chapter D --- Derivation of (4.15) --- p.113Chapter E --- Derivation of (5.21) --- p.115Chapter F --- Proof of unstablity of A°(z) --- p.116Chapter G --- Derivation of (5.34)-(5.35) --- p.118Chapter H --- Derivation of variance of αs11(k) and Δs11(k) --- p.120Chapter I --- Derivation of (5.40) --- p.123Chapter J --- Derivation of time constant of αΔ11(k) --- p.124Chapter K --- Derivation of (5.63)-(5.66) --- p.125Chapter L --- Derivation of (5.68)-(5.72) --- p.129References --- p.13

Adaptive explicit time delay, frequency estimations in communications systems

Ph.DDOCTOR OF PHILOSOPH

Nonlinear estimation for linear inverse problems with error in the operator

We consider nonlinear estimation methods for statistical inverse problems in the case where the operator is not exactly known. For a canonical formulation a Gaussian operator white noise framework is developed. Two different nonlinear estimators are constructed, which correspond to the different order of the linear inversion and nonlinear smoothing step. We show that both estimators are rate-optimal over a wide range of Besov smoothness classes. The construction is based on the Galerkin projection method and wavelet thresholding schemes for the data and the operator

Colloque International Book of Abstracts Edité par K. Boukhetala et J.F Dupuy

International audienceLe colloque international Modélisation Stochastique et Statistique, dans sa troisième édition, est une rencontre scientifique de haut niveau regroupant chercheurs uni-versitaires et experts praticiens du calcul stochastique et statistique et ses applications dans les domaines so-cio économique, industriel et environnemental. Par les différents thèmes abordés, cette rencontre constituera un cadre idéal pour débattre et discuter des développe-ments récents. Un atelier sur le calcul numérique sto-chastique intensif et ses applications sera animé par des spécialistes en la matière. D'autre part, cette rencontre offrira une occasion de rapprochement entre académi-ciens et professionnels en matière d'échange d'idées et d'expériences dans le domaine de l'utilisation de l'ou-til stochastique et statistique en analyse, modélisation, simulation et prospection pour l'aide à la prise de déci-sion

Telephone peer recruitment and interviewing during a respondent-driven sampling (RDS) survey: feasibility and field experience from the first phone-based RDS survey among men who have sex with men in Côte d’Ivoire

Background Many respondent-driven sampling (RDS) methodologies have been employed to investigate hard-to-reach populations; however, these methodologies present some limits. We describe a minimally investigated RDS methodology in which peer recruitment and interviewing are phone-based. The feasibility of the methodology, field experiences, validity of RDS assumptions and characteristics of the sample obtained are discussed. Methods We conducted a phone-based RDS survey among men who have sex with men (MSM) aged 18 or above and living in Côte d’Ivoire. Eight initial MSM across Côte d’Ivoire were selected. Participants were asked to call a hotline to be registered and interviewed by phone. After the participants completed the questionnaire, they were asked to recruit a maximum of 3 MSM from their acquaintances. Results During the 9 months of the survey, 576 individuals called the hotline, and 518 MSM completed the questionnaire. The median delay between the invitation to participate and the completion of the questionnaire by peer-recruited MSM was 4 days [IQR: 1–12]. The recruitment process was not constant, with high variation in the number of people who called the hotline during the survey period. RDS chain convergence to equilibrium was reached within 6 waves for most of the selected variables. For the network size estimation assumption, participants who incorrectly estimated their network size were observed. Regarding the sample obtained, MSM were recruited from all the regions of Côte d’Ivoire with frequent interregional recruitment; 23.5% of MSM were recruited by someone who does not live in the same region. Compared to the MSM who participated in two other surveys in Côte d’Ivoire, the MSM in our sample were less likely to know about an MSM non-governmental organisation. However, MSM aged 30 years old and above and those with a low level of education were underrepresented in our sample. Conclusion We show that phone-based RDS surveys among MSM are feasible in the context of sub-Saharan Africa. Compared to other classical RDS survey methodologies, the phone-based RDS methodology seems to reduce selection bias based on geography and proximity with the MSM community. However, similar to other methodologies, phone-based RDS fails to reach older and less-educated MSM

Algorithme d'estimation d'état de charge pour système de gestion de batterie avancée

La popularité des véhicules électriques a grandement progressé durant les dernières années. Cependant, ceux-ci font encore face à certaines problématiques qui nuisent à leur adoption rapide comme l’autonomie et le coût. L'utilisation de batterie lithium-ion dans les véhicules électriques nécessite un système électronique et un algorithme embarqué de gestion du bloc batterie. Le système de gestion de batterie a comme tâche d'estimer son état de charge ou en d’autres mots d'estimer l'énergie stockée dans la batterie en temps réel. L'état de charge est une donnée très importante, car elle permet d'estimer le nombre de kilomètres pouvant être parcouru par le véhicule. La précision de cet algorithme est primordiale pour donner à l'utilisateur du véhicule une meilleure estimation de son autonomie et ainsi il pourra mieux planifier le moment de la prochaine recharge et éviter de tomber en panne. Ce projet propose d'une part de développer un système de validation Hardware-in-the-loop (HIL) qui servira à valider les performances de l'algorithme développé et ensuite programmé dans un système de gestion de batterie. Ce système permettra de répliquer fidèlement le comportement d’une batterie en opération à partir d’un modèle électrique équivalent en émulant les signaux électriques requis par le système de gestion de batterie (BMS). Le système HIL permet de tester les algorithmes d'estimation d'état de charge en répliquant des situations réelles et assure la répétabilité des tests ce qui est très difficile et dispendieux à obtenir lors de test avec de vraies batteries. De plus, un algorithme issu du domaine du contrôle avancé a été développé et nouvellement utilisé pour estimer l'état de charge de la batterie. L'algorithme basé sur des observateurs de perturbations (Disturbance Observer (DOB)) a été couplé à un modèle mathématique de batterie afin d'estimer l'état de charge avec une grande précision. Les performances de cet algorithme ont été comparées à d'autres algorithmes présents dans la littérature telle que le filtre de Kalman étendue et un BMS commercial. Des résultats de simulation et de validation avec le système HIL sont présentés afin de démontrer le grand potentiel de ce nouvel algorithme d'estimation parfaitement adapté à être implémenté sur des microcontrôleurs utilisés dans l’industrie automobile.Abstract: The popularity of the electric vehicle has increased in the last years. However, they face some issues like range and cost, that affect the massive adoption by the population. Lithiumion battery in an electric vehicle needs an electronic circuit and an embedded algorithm for the battery management. The battery management system has to estimate in real-time the state-of-charge (SoC) or in other words, the remaining energy stored in the battery. The state-of-charge estimation is crucial information because it will be used to estimate the remaining mileage that can be traveled by the vehicle. The precision of the algorithm is upmost important to have a better estimation of electric vehicle range, also help to plan the best moment to recharge the vehicle and avoid to run out energy. This project proposes to develop an Hardware-in-the-loop system (HIL) for performance validation of algorithms programed into the battery management system. This system allows replicating the battery behavior accordingly to an equivalent circuit model by emulating the electrical signals required by the battery management system (BMS). The HIL facilitates the testing of SoC algorithms by replicating real scenarios and ensure the tests repeatability that is very difficult to obtain during tests with real batteries. In addition, an algorithm from the advanced control field has been developed and newly used to estimate the SoC of the battery. The Disturbance Observer algorithm has been merged to a mathematical model of the battery to estimate the SoC accurately. The performance of this algorithm has been compared to other algorithms present in the literature like extended Kalman filter and a commercial BMS. Simulation results and validation by HIL are presented to demonstrate the great potential of this novel estimation algorithm. This new algorithm is perfectly adapted to be implemented into automotive industry microcontrollers

Électronique d’un convertisseur photon-numérique 3D pour une résolution temporelle de 10 ps FWHM

Les technologies utilisant la détection monophotonique sont de plus en plus présentes dans nos vies. De nombreuses applications nécessitent un photodétecteur possédant une haute efficacité de détection ainsi que d’excellentes performances temporelles, de l’ordre de 10 ps LMH. L’un des exemples qui aura un impact dans nos vies à court terme est l’intégration de système de télémétrie laser sur les véhicules afin de les rendre autonomes. Le domaine de l’imagerie médicale peut également profiter du développement de nouveaux photodétecteurs possédant une très haute précision temporelle. Par exemple, la tomographie d’émission par positrons permet d’imager le métabolisme des cellules, une technique très utilisée dans la détection de tumeurs cancéreuses. Une résolution temporelle en coïncidence de 10 ps LMH permet d’augmenter drastiquement le contraste des images des scanners TEP en localisant l’endroit sur la ligne de réponse où s’est produite l’annihilation du positron et de l’électron. L’atteinte d’une résolution de 10 ps LMH représenterait un changement de paradigme puisqu’il serait possible de produire directement une image sans utiliser un processus de reconstruction. Présentement, les cristaux scintillateurs et les photodétecteurs sont les deux facteurs limitant l’atteinte d’une résolution de 10 ps LMH. Au niveau du photodétecteur, une gigue temporelle de détection de photon unique de 10 ps LMH est requise pour atteindre une résolution en coïncidence de 10 ps LMH. Le Groupe de recherche en appareillage médicale travaille à atteindre cette performance depuis de nombreuses années. Le projet phare du groupe au niveau du développement de photodétecteur est le convertisseur photon-numérique 3D. Pour ce détecteur, une intégration verticale 3D de deux puces de silicium est requise. Sur la première couche, une matrice de photodiode à avalanche monophotonique est conçue dans une technologie sur mesure de Teledyne Dalsa Semiconductor Inc est intégrée en 3D sur une seconde couche de technologie standard CMOS 65 nm de Taiwan Semiconductor Manufacturing Company ltd. Ce projet de doctorat vise à concevoir un circuit en technologie CMOS qui attribue à chaque photodiode à avalanche monophotonique un circuit d’étouffement et un convertisseur temps-numérique possédant une gigue sous les 10 ps LMH. Cette thèse présente le développement d’une matrice de 256 circuits de lecture de photodiodes à avalanche monophotonique optimisés pour obtenir la meilleure résolution temporelle tout en intégrant un circuit de traitement numérique. Pour atteindre une résolution de 10 ps LMH, un système de correction des non-uniformités et des variations de délai de propagation de chaque pixel a été implémenté. Pour finir, cette recherche conclut sur l’implémentation d’un circuit d’asservissement pour stabiliser les performances du convertisseur temps-numérique pour les variations de tension d’alimentations et de température