Synchronization recovery and state model reduction for soft decoding of variable length codes

Variable length codes exhibit de-synchronization problems when transmitted over noisy channels. Trellis decoding techniques based on Maximum A Posteriori (MAP) estimators are often used to minimize the error rate on the estimated sequence. If the number of symbols and/or bits transmitted are known by the decoder, termination constraints can be incorporated in the decoding process. All the paths in the trellis which do not lead to a valid sequence length are suppressed. This paper presents an analytic method to assess the expected error resilience of a VLC when trellis decoding with a sequence length constraint is used. The approach is based on the computation, for a given code, of the amount of information brought by the constraint. It is then shown that this quantity as well as the probability that the VLC decoder does not re-synchronize in a strict sense, are not significantly altered by appropriate trellis states aggregation. This proves that the performance obtained by running a length-constrained Viterbi decoder on aggregated state models approaches the one obtained with the bit/symbol trellis, with a significantly reduced complexity. It is then shown that the complexity can be further decreased by projecting the state model on two state models of reduced size

A note on the data-driven capacity of P2P networks

We consider two capacity problems in P2P networks. In the first one, the nodes have an infinite amount of data to send and the goal is to optimally allocate their uplink bandwidths such that the demands of every peer in terms of receiving data rate are met. We solve this problem through a mapping from a node-weighted graph featuring two labels per node to a max flow problem on an edge-weighted bipartite graph. In the second problem under consideration, the resource allocation is driven by the availability of the data resource that the peers are interested in sharing. That is a node cannot allocate its uplink resources unless it has data to transmit first. The problem of uplink bandwidth allocation is then equivalent to constructing a set of directed trees in the overlay such that the number of nodes receiving the data is maximized while the uplink capacities of the peers are not exceeded. We show that the problem is NP-complete, and provide a linear programming decomposition decoupling it into a master problem and multiple slave subproblems that can be resolved in polynomial time. We also design a heuristic algorithm in order to compute a suboptimal solution in a reasonable time. This algorithm requires only a local knowledge from nodes, so it should support distributed implementations. We analyze both problems through a series of simulation experiments featuring different network sizes and network densities. On large networks, we compare our heuristic and its variants with a genetic algorithm and show that our heuristic computes the better resource allocation. On smaller networks, we contrast these performances to that of the exact algorithm and show that resource allocation fulfilling a large part of the peer can be found, even for hard configuration where no resources are in excess.Comment: 10 pages, technical report assisting a submissio

Localisation et caractérisation semi-automatique des géomorphosites fluviaux potentiels. Exemples d'applications à partir d'outils géomatiques dans le bassin de la Drôme (France)

The hydrographic networks can provide geomorphosites of high quality such as gorges, river corridors with shifting channels or braided pattern. To identify them, we developed tools for characterising biophysical features of the valley bottoms. We developed geomatic tools in order to avoid fieldwork, which is a long and tedious work and to achieve homogeneous data throughout a network covering an entire region or a country. Two approaches have been tested. On the one hand, GIS layers and DEM were used to describe the geometry of the alluvial plains and to target gorges reaches. On the other hand, we coupled orthophotos provided by IGN (National Geographical Institute) to vectorial layers to understand the fluvial patterns and to identify reaches of high environmental values, such as braided reaches. We did a series of tests on the River Drôme (France) to assess the feasibility of extracting information from high-resolution photographs so as to set up indicators for the physical characterisation of hydrographic networks. The data thus obtained was used to identify, characterise and locate the valley and fluvial corridor patterns, including reaches of quality corresponding to the so-called "geomorphosites".Les réseaux hydrographiques abritent des géomorphosites de qualité, comme le sont les gorges et les secteurs à lit mobile ou en tresses. Des outils de caractérisation physique des corridors fluviaux ont été mis en place pour les localiser de façon systématique. Nous nous sommes orientés vers des outils géomatiques afin d'éviter un travail de terrain long et fastidieux et obtenir un résultat homogène à l'échelle du bassin hydrographique. Deux exemples de géomorphosites potentiels sont détaillés, chacun s'appuyant sur une approche spécifique. Dans un premier temps, l'utilisation de couches vectorielles et d'un MNT ont permis de décrire la géométrie des plaines alluviales et de détecter les secteurs en gorges. Dans un second temps, nous avons couplé les données extraites d'orthophotographies avec des informations vectorielles afin de caractériser les styles fluviaux et, in fine, identifier les zones à haute valeur biogéomorphologique comme les secteurs en tresses. Une série de tests a été effectuée dans le bassin de la Drôme pour expérimenter le processus d'extraction de l'information à partir de photographies à très haute résolution et de modèles numériques de terrain et pour évaluer le potentiel de ces données en termes d'indicateurs de caractérisation physique des réseaux hydrographiques (structure paysagère, morphologie, conditions hydrauliques). Ainsi, les procédures mises en place ont permis d'identifier et de caractériser et ce, de façon systématique et rapide à l'échelle du continuum fluvial, les différentes formes de fonds de vallée et les différents types de tracés en plan du lit, afin de localiser les secteurs dont les propriétés esthétiques et patrimoniales permettent de les considérer comme des " géomorphosites "

Suivi physique et biologique des rivières en tresses.

Les rivières en tresses sont des milieux spécifiques qu'il convient de mieux comprendre afin de proposer des actions de gestion plus adaptées. Cela passe notamment par la mise en place de travaux interdisciplinaires ayant pour objectif de caractériser ces milieux au niveau physique et biologique et mieux comprendre leur évolution. Afin de bien identifier les besoins actuels en matière de production scientifique, une synthèse des connaissances actuelles de ces milieux (physique, biologique, gestion, ...) et un inventaire des attentes des gestionnaires et des scientifiques ont été réalisés

Apport des techniques d'imagerie pour la caractérisation physique des corridors fluviaux.: Synthèse des connaissances et extraction d'indicateurs.

49 p.Dans le cadre de la mise en place de la Directive Cadre européenne sur l'Eau, un état des lieux des conditions hydromorphologiques s'avère nécessaire afin de renseigner les indicateurs de qualité physique des milieux aquatiques. Cela passe par la mise en place d'outils de caractérisation physique des cours d'eau. Dans ce contexte, l'opportunité d'utilisation des images est envisagée. Un inventaire des différentes techniques d'imagerie, ainsi qu'une sélection des couples capteurs / plateformes les mieux adaptés pour une utilisation opérationnelle de l'imagerie sont réalisées. Un cadre opératoire est proposé pour l'élaboration d'indicateurs pouvant être extraits à partir d'images

Intégration de données extraites des ortho-photos de l'IGN pour la caractérisation et la modélisation de l'habitat aquatique.

Pour répondre aux exigences de la Directive Cadre européenne sur l'Eau, un état des lieux des conditions hydrogéomorphologiques est engagé sur le bassin rhodanien. Pour le mener à bien et permettre de récolter des données homogènes sur l'ensemble du territoire, l'utilisation de la télédétection a été préférée à des acquisitions de terrain. A partir des orthophotographies de la BD Ortho® de l'IGN sont mises en place des procédures d'extractions géomatiques pour identifier et caractériser les habitats aquatiques dans le but notamment de compléter les modèles d'habitats existants. Il s'agit dans un premier temps d'identifier les différents faciès géomorphologiques, puis de trouver différentes façons de les caractériser soit en fonction de leur géométrie ou de leur répartition spatiale, soit par analyse longitudinale à partir des valeurs radiométriques. De plus, des tests ont été effectués en vue de prédire certains paramètres à partir des images (ex. relation débit / hauteur d'eau / largeur du chenal en eau)

Interplay between metabotropic glutamate type 4 and adenosine type 1 receptors modulate synaptic transmission in the cerebellar cortex

The synapses between parallel fibers and Purkinje cells play a pivotal role in cerebellar function. They are intricately governed by a variety of presynaptic receptors, notably by type 4 metabotropic glutamate (mGlu4) receptors and type 1 adenosine (A1) receptors both of which curtail glutamate release upon activation. Despite their pivotal role in regulating synaptic transmission within the cerebellar cortex, functional interactions between mGlu4 and A1 receptors have remained relatively unexplored. To bridge this gap, our study delves into how mGlu4 receptor activity influences A1 receptor-mediated alterations in excitatory transmission. Employing a combination of whole-cell patch clamp recordings of Purkinje cells and parallel fiber presynaptic fluorometric calcium measurements in acute rat and mouse cerebellar cortical slices, our results reveal functional interactions between these receptor types. These findings hold implications for understanding potential roles of these presynaptic receptors in neuroprotection during pathophysiological conditions characterized by elevated glutamate and adenosine levels

Local dynamics and detection of topology in spin-1 chains

Antiferromagnetic spin-1 chains host the celebrated symmetry protected topological Haldane phase, whose spin-1/2 edge states were evidenced in bulk by, e.g., Electron Spin Resonance (ESR). Recent success in assembling effective spin-1 antiferromagnetic chains from nanographene and porphyrin molecules opens the possibility of local, site-by-site, characterization. The nascent technique of combined ESR-STM is able to measure the spin dynamics with atomic real-space resolution, and could fully reveal and manipulate the spin-1/2 degree of freedom. In this work, we combine exact diagonalization and DMRG to investigate the local dynamic spin structure factor of the different phases of the bilinear-biquadratic Hamiltonian with single-ion anisotropy in presence of an external magnetic field. We find that the signature of the Haldane phase is a low-energy peak created by singlet-triplet transitions in the edge-state manifold. We predict that the signature peak is experimentally observable, although for chains of length above N = 30 its energy should be first tuned by application of external magnetic field. We fully characterize the peak in real-space and energy, and further show its robustness to weak anisotropy and a relevant range of temperatures.Comment: 7 pages, 3 figure