Estimation de canaux multitrajets : application à la tomographie acoustique océanique active discrète

par Olivier Rabaste

Thèse de doctorat en Traitement du signal et télécommunications

Sous la direction de Thierry Chonavel.

Soutenue en 2006

à Télécom Bretagne .


  • Résumé

    Les canaux mutlitrajets apparaissent dans de nombreuses applications. Ainsi, en tomographie acoustique océanique active discrète, méthode d'observation de l'océan mettant en jeu l'émission d'ondes acoustiques peu détectables, les multitrajets proviennent de la réfraction de ces ondes par le milieu et de leurs réflexions sur la surface et le fond. L'objet de cette thèse est l'estimation de la réponse impulsionnelle du canal acoustique sous-marin à très faible SNR. En l'absence d'effets Doppler, le canal peut être modélisé par un vecteur creux. Dans un contexte bayésien, cette parcimonie peut être prise en compte par l'introduction d'un modèle Bernoulli-Gaussien. La maximisation de la vraisemblance a posteriori étant difficile, l'estimation s'effectue au moyen de méthodes de simulation de type MCMC. Les résultats obtenus, comparés aux bornes de Cramer-Rao, montrent en particulier l'importance de la prise en compte de la corrélation du bruit, notamment celle du filtrage adapté. En présence d'effets Doppler, nous proposons d'exploiter la structure particulière de la fonction d'ambiguïté des SBLM pour découpler l'estimation des paramètres. L'estimation des temps de retard s'effectue par application de la méthode sans Doppler aux sorties d'un banc de filtre décalées en fréquence. Les amplitudes et les décalages Doppler sont alors obtenus en chaque temps de retard estimé au moyen d'un algorithme de descente. Nous proposons de prendre en compte de possibles trajets simultanés en modélisant leur nombre au moyen d'une loi de Poisson. Par ailleurs, nous montrons qu'il est possible d'améliorer les résultats d'estimation à fort SNR en appliquant une stratégie d'annulation d'interférences. Enfin, nous proposons d'améliorer les performances de détection des trajets en utilisant l'information apportée par des enregistrements successifs. On remplace alors les variables de Bernoulli du modèle Bernoulli-Gaussin par un champ de Markov autologistique, qui permet de prendre en compte les similitudes entre positions de trajets voisins. Comme l'estimation, effectuée de nouveau au moyen d'une méthode MCMC, peut devenir coûteuse en temps de calcul, nous proposons d'accélérer la méthode en réduisant le nombre de sites visités au cours des simulations. Certains des algorithmes développés au cours de cette thèse ont finalement été testés sur des données réelles, ce qui a permis notamment de mettre en évidence la détection de trajets non résolus en sortie de filtrage adapté.

  • Titre traduit

    Multipath channel estimation : application to furtive active oceanic acoustic tomography


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Informations

  • Détails : 1 vol. (XVI-183 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. [177]-183

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Rennes I. Service commun de la documentation. Section sciences et philosophie.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TA RENNES 2006/144
  • Bibliothèque : IMT Atlantique campus de Brest. Bibliothèque d'études.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 3.513 RABA

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  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Sciences de la Terre Recherche - cartothèque - CADIST.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 06 TELB 0021
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