Méthodes de codage et d'estimation adaptative appliquées aux communications sans fil

Les recherches et les contributions présentées portent sur des techniques de traitement du signal appliquées aux communications sans fil. Elles s’articulent autour des points suivants : (1) l’estimation adaptative de canaux de communication dans différents contextes applicatifs, (2) la correction de bruit impulsionnel et la réduction du niveau de PAPR (Peak to Average Power Ratio) dans un système multi-porteuse, (3) l’optimisation de schémas de transmission pour la diffusion sur des canaux gaussiens avec/sans contrainte de sécurité, (4) l’analyse, l’interprétation et l’amélioration des algorithmes de décodage itératif par le biais de l’optimisation, de la théorie des jeux et des outils statistiques. L’accent est plus particulièrement mis sur le dernier thème

Compression asymétrique de séquences stéréoscopiques par compensation de mouvement/disparité et modélisation fractale

Compensation du mouvement -- Codage fractal -- Stéréoscopie et théorie de la neutralisation -- Présentation générale du système -- Description des critères -- Codage de la séquence à haute résolution H -- Codage de la séquence à faible résolution L -- Description de la méthode de codage -- Codage de la séquence à haute résolution h -- Codage de la séquence à faible résolution L -- Éléments constitutifs du décodeur -- Bilan -- Implantation -- Résultats expérimentaux -- Codage de séquences d'images monoculaires -- Codage de séquences d'images stéréoscopiques

Architectures matérielles pour la technologie W-CDMA étendue aux systèmes multi-antennes

Depuis une dizaine d 'années, l'avènement des techniques multi-antennes (ou MIMO) pour les communications sans fil , mobiles ou fixes , a révolutionné les possibilités offertes pour de nombreux domaines d 'application des télécommunications. La disposition de plusieurs antennes de part et d 'autre du lien augmente considérablement la capacité des systèmes sans fil. Cependant, les algorithmes numériques à mettre en oeuvre pour réaliser ces systèmes sont autrement complexes et constituent un challenge quant à la définition d'architectures matérielles performantes. L'objectif du travail présent repose précisément sur la définition optimale de solutions architecturales, dans un contexte CDMA, pour contrer cette problématique. Le premier aspect de ce travail porte sur une étude approfondie des algorithmes spatio-temporels et des méthodes de conception en vue d'une implantation matérielle efficace. De nombreux schémas de détection sont proposés dans la littérature et sont applicables suivant trois critères qui sont: la qualité de service, le débit binaire et la complexité algorithmique. Cette dernière constitue une contrainte forte pour une mise en application à faible coût de terminaux mobiles intégrant ces applications. Aussi, il est nécessaire de disposer d'outils performants pour simuler, évaluer et affiner (prototypage rapide) ces nouveaux systèmes, candidats probables pour les télécommunications de quatrième génération. Le second aspect concerne la réalisation d'un transcepteur multi-antennes sans codage de canal, intégrant la technologie d'accès multiple par répartition de codes dans le cas d'un canal large bande. Un système mono-antenne WCDMA, généralisable à un nombre quelconque d'antennes, a été intégré et simulé au sein de la plate-forme de prototypage rapide Lyrtech. L'architecture développée intègre les principaux modules du traitement en bande de base, à savoir le filtrage de Nyquist, la détection des multiples trajets suivie de l'étape de détection. Le prototype MIMO-WCDMA développé est caractérisé par sa flexibilité suivant le nombre de voies e~trantes, le format d'entrée des échantillons, les caractéristiques du canal sans fil et la technologie ciblée (ASIC, FPGA). Le troisième aspect se veut plus prospectif en détaillant de nouveaux mécanismes pour réduire le coût matériel des systèmes multi-antennes. Le principe d'allocation adaptative de la virgule fixe est présenté dans le but d'adapter le codage des données suivant les caractéristiques du canal sans fil et de minimiser en conséquence la complexité du circuit. D'autre part, le concept d'architectures adaptatives est proposé afin de minimiser l'énergie consommée au sein d 'un système embarqué suivant le contexte d'application

SIMULATION DE LA FILIERE TEXTILE/HABILLEMENT/DISTRIBUTION : REDUCTION DE LA COMPLEXITE EN VUE D’UNE MEILLEURE PREVISION DES VENTES

The use of the "Quick Response" logistic method for the Textile/Apparel/Distribution (TAD) Channel firms is mainly based on the data exchange between partners thanks to the EDI language.However, different constraints, due to the information treatment, occur and limit its application between the partners of the TAD Channel. These constraints are :* the lack of modelling and simulation tools of logistic flows between the different actors to check their trading available strategy,* the choice and the use of the well adapted forecasting method,* the huge number of information to treat (complexity of the time series identification).Our approach tends to submit different methods and models with respect to the previous problems. A modelling scheme of the different flows inside and between firms helps to simulate several possible supply strategies. The simulation results put on the fore the simulator advantages as regard to the information treatment and the ability to find (or not) one of the possible solution with respect to all the initial constraints and conditions.A literature review of the forecasting methods and models adapted to the short term horizon is also proposed. A comparison made on six well known forecasting methods, evaluated with several measures based on the forecasting error, shows that the more precise procedures are the methods which are able to integrate a self adaptation function of their own parameters.And, the complexity problem can be solved by the use of data analysis methods which help to reduce the global information by minimisation of its lost. Two clustering methods and a symbolic description of items are proposed to give the minimum and essential information for model identification. The use of a genetic clustering algorithm helps also to find the optimal solution.L'application d'une démarche logistique globale ou "Quick Response" au sein des entreprises de la filière Textile/Habillement/Distribution (THD) repose essentiellement sur l'échange d'informations entre partenaires, traduites sous forme de messages EDI (Echange de Données Informatisées).Cependant, différentes contraintes de traitement de l'information freinent son utilisation au sein des systèmes de gestion des partenaires de l'industrie textile telles que :•l’absence d’outils de modélisation des flux et de simulation des stratégies d’échanges commerciaux entre différents partenaires,•la contrainte d’utilisation et de choix d’un modèle de prévision,•la complexité du problème d’identification.Notre contribution consiste à proposer différents modèles et méthodes pour répondre aux différents environnements. Un cadre de modélisation des flux intra et inter entreprises est présenté afin de simuler différentes stratégies d'approvisionnements. Les exemples de simulation mettent en évidence la capacité du simulateur à traiter une information permettant de fournir une solution envisageable tout en tenant compte de l'ensemble des contraintes initiales.Une identification des méthodes et modèles de prévision adaptés à l'environnement de vente des articles textiles est également proposée. L'application de six méthodes de prévision, et leurs évaluations par des mesures différentes de l'erreur sur des données de vente réelles, a permis de mettre en valeur les capacités d'adaptation et de précision des méthodes de lissage utilisant une procédure d'autorégulation de leurs propres paramètres.Enfin, la réduction du nombre de données à traiter tout en minimisant la perte d'information est abordée. Les méthodologies de classification proposées constituent des méthodes d'analyse des données de vente des articles textiles et fournissent l'essentiel de l'information pour l'identification d'un modèle de prévision adapté. L'utilisation d'un algorithme génétique de classification, dont la capacité réside à explorer l'ensemble des solutions, a permis d'atteindre la répartition optimale globale

E-diagnostic de processus physiques à base des méthodes de haute résolution Application : machines éoliennes

The expansion of systems using intelligent sensors has prompted the study of physical processes E-diagnosis based on high resolution methods. The automated control of modern wind machines requires proactive maintenance. We proposed several indicators measuring the performance level of a wireless protocol for routing data packets to the monitoring station. A study to design a diagnosis system entitled IESRCM for local or remote monitoring for the mentioned machines is achieved. A comparison has been realized to appreciate the performance of this system when it is integrated with GPRS or Wi-Max wireless modules. The obtained results by simulation using Proteus ISIS and OPNET software have favored the incorporation of Wi-Max module in the proposed system because its advantages over GPRS. The high resolution spectral estimation methods are effectively used for detecting electromechanical wind turbine faults. In front of the diversity of these methods, an investigation of each algorithm separately has been performed with a composite signal of stator current containing several types of defects and under different noisy environments. It was deduced in therein that the accuracy of the spectral estimation depends on the degree of the signal disturbance, the severity level of the faults, the frequency sampling and the number of data samples. The comparison with simulation in Matlab that we have made between these algorithms has proved the superiority of ESPRIT algorithm. However, this algorithm has a relatively large computing time and requires an important memory size to be executed. To overcome this problem, an improvement of ESPRIT-TLS technique has been proposed to make it applicable in real time. A new version of this method is developed in this thesis entitled Fast-ESPRIT. The proposed development is made by combining pass band recursive filtering technique IIR of Yule-Walker and decimation technique. The evaluation of the proposed technique for wind turbine fault detection of various types is performed. The analysis of the obtained results confirms that the Fast-ESPRIT algorithm provides a very satisfactory spectral accuracy in discriminating the studied faults harmonics. It resulted in a reduced complexity with an eligible ratio, a reduction of the required memory size for its implementation 5 times lower and a decrease of calculation time about 14,25 times less. This method provides better spectral resolution even in presence of a significant number of harmonics of different faults. However, this new method has some limitations because it does not recognize the type and the severity level of a detected fault. Therefore, another real time control approach has been proposed. It combines the developed Fast-ESPRIT method, the fault classification algorithm called CAFH and a fuzzy inference system interconnected with vibration sensors located on various wind turbine components. A new indicator of severity level for each studied fault type was formulated. It allows avoiding unnecessary alarms. Matlab simulation of this approach under four failure types with a noise shows that it provides a good robustness of faults classification.L’expansion des systèmes utilisant des capteurs intelligents a incité l’étude d’E-diagnostic de processus physiques à base des méthodes de haute résolution. Le contrôle automatisé des machines éoliennes modernes nécessite la maintenance proactive. On a proposé plusieurs indicateurs mesurant le niveau de performance d’un protocole d’acheminement sans fil des paquets de données vers la station de supervision. Une étude de conception d’un système de diagnostic IESRCM permettant la surveillance locale ou à distance des machines indiquées est réalisée. Une comparaison a été effectuée pour apprécier les performances de ce système lors de son intégration avec les modules sans fil GPRS ou Wi-Max. Les résultats obtenus avec simulation sous Proteus ISIS et OPNET ont favorisé l’incorporation du module Wi-Max dans le système proposé en raison de ses avantages par rapport au GPRS. Les méthodes d’estimation spectrale à haute résolution sont efficacement utilisées pour la détection de défauts électromécaniques d’éoliennes. Devant la diversité de ces méthodes, une investigation de chaque algorithme à part est réalisée avec un signal composite du courant statorique contenant plusieurs types de défauts et sous un environnement différemment bruité. On a déduit à cet égard que la précision de l’estimation spectrale dépend du degré de perturbation du signal, du niveau de sévérité d’un défaut, de la fréquence d’échantillonnage et du nombre d’échantillons de données. La comparaison avec simulation sous Matlab qu’on a effectuée entre ces algorithmes a prouvé la supériorité de l’algorithme ESPRIT. Cependant, cet algorithme présente un temps de calcul relativement grand et demande une taille mémoire importante pour être exécuté. Pour contourner cet obstacle, on a proposé une amélioration de la technique ESPRIT-TLS pour la rendre applicable en temps réel. Une nouvelle version est développée dans cette thèse intitulée Fast-ESPRIT. L’élaboration envisagée est effectuée en combinant la technique de filtrage passe bande récursif IIR de Yule-Walker et la technique de décimation. L’évaluation de la technique proposée dans la détection de quatre types de défauts d’une éolienne est réalisée. L’analyse des résultats obtenus confirme que l’algorithme Fast-ESPRIT offre une précision spectrale très satisfaisante dans la discrimination des harmoniques des défauts étudiés. On a abouti à une complexité réduite avec un rapport admissible, à une réduction de l’espace mémoire requis pour son exécution 5 fois inférieur et à la diminution du temps de calcul d’environ 14,25 fois moins. Cette méthode offre une meilleure résolution même en présence d’un nombre important d’harmoniques de défauts différents. Cependant, cette nouvelle méthode présente quelques limitations puisqu’elle ne permet pas de reconnaitre le type et le niveau de sévérité d’un défaut détecté. On a donc proposé une autre approche de contrôle en temps réel. Celle-ci combine la méthode Fast-ESPRIT développée, l’algorithme de classification de défauts intitulé CAFH et un système d’inférence flou interconnecté aux capteurs de vibration localisés sur les différentes composantes d’éolienne. Un nouvel indicateur du niveau de sévérité de chaque type de défaut a été formulé. Il permet d’éviter les alarmes inutiles. La simulation sous Matlab de cette approche avec quatre types de défaillances en présence d’un bruit montre qu’elle offre une meilleure robustesse dans la classification des défauts

Adaptation de contexte basée sur la qualité d'expérience dans les réseaux internet du futur

Pour avoir une idée sur la qualité du réseau, la majorité des acteurs concernés (opérateurs réseau, fournisseurs de service) se basent sur la Qualité de Service (Quality of Service). Cette mesure a montré des limites et beaucoup d efforts ont été déployés pour mettre en place une nouvelle métrique qui reflète, de façon plus précise, la qualité du service offert. Cette mesure s appelle la qualité d expérience (Quality of Experience). La qualité d expérience reflète la satisfaction de l utilisateur par rapport au service qu il utilise. L évaluation de la qualité d expérience est devenue primordiale pour les fournisseurs de services et les fournisseurs de contenus. Cette nécessité nous a poussés à innover et mettre en place des nouvelles méthodes pour estimer la QoE. Dans cette thèse, nous travaillons sur l estimation de la QoE dans le cas des communications Voix sur IP et dans le cas de la vidéo sur IP. Nous étudions les performances et la qualité des codecs iLBC, Speex et Silk pour la VoIP et les codecs MPEG-2 et H.264/SVC pour la vidéo sur IP. Nous étudions l impact que peut avoir la majorité des paramètres réseaux, des paramètres sources (au niveau du codage) et destinations (au niveau du décodage) sur la qualité finale. Afin de mettre en place des outils précis d estimation de la QoE en temps réel, nous nous basons sur la méthodologie Pseudo-Subjective Quality Assessment. La méthodologie PSQA est basée sur un modèle mathématique appelé les réseaux de neurones artificiels. En plus des réseaux de neurones, nous utilisons la régression polynomiale pour l estimation de la QoE dans le cas de la VoIP.Quality of Experience (QoE) is the key criteria for evaluating the Media Services. Unlike objective Quality of Service (QoS) metrics, QoE is more accurate to reflect the user experience. The Future of Internet is definitely going to be Media oriented. Towards this, there is a profound need for an efficient measure of the Quality of Experience (QoE). QoE will become the prominent metric to consider when deploying Networked Media services. In this thesis, we provide several methods to estimate the QoE of different media services: Voice and Video over IP. We study the performance and the quality of several VoIP codecs like iLBC, Speex and Silk. Based on this study, we proposed two methods to estimate the QoE in real-time context, without any need of information of the original voice sequence. The first method is based on polynomial regression, and the second one is based on an hybrid methodology (objective and subjective) called Pseudo-Subjective Quality Assessment. PSQA is based on the artificial neural network mathematical model. As for the VoIP, we propose also a tool to estimate video quality encoded with MPEG-2 and with H.264/SVC. We studied also the impact of several network parameters on the quality, and the impact of some encoding parameters on the SVC video quality. We tested also the performance of several SVC encoders and proposed some SVC encoding recommendations.RENNES1-Bibl. électronique (352382106) / SudocSudocFranceF