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1 - PROBLÉMATIQUES

2 - STATISTIQUES DES OBSERVATIONS

  • 2.1 - Outils statistiques
  • 2.2 - Propriétés des moments et des cumulants
  • 2.3 - Statistiques d’ordre 2
  • 2.4 - Statistiques d’ordre 4

3 - SÉPARATEURS ULTIMES

4 - SÉPARATEURS AVEUGLES

5 - PERFORMANCES DES SÉPARATEURS AVEUGLES

6 - APPLICATIONS À L’ÉCOUTE ET AUX RADIOCOMMUNICATIONS HAUTES FRÉQUENCES

7 - APPLICATIONS AU DEGARBLING EN RADAR SECONDAIRE

8 - CONCLUSION ET PERSPECTIVES

Article de référence | Réf : TE5250 v1

Problématiques
Séparation aveugle de sources

Auteur(s) : Pascal CHEVALIER, Pierre COMON

Date de publication : 10 août 2002

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Auteur(s)

  • Pascal CHEVALIER : Ingénieur expert, Thalès Communications

  • Pierre COMON : Directeur de recherche au CNRS, - Laboratoire d’informatique, signaux et systèmes de Sophia-Antipolis (I3S)

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INTRODUCTION

Jusqu’au milieu des années 1980, la plupart des techniques de filtrage d’antenne n’exploitent que les statistiques d’ordre 2 des signaux reçus. En outre, elles sont qualifiées d’informées dans la mesure où elles nécessitent la connaissance des réponses d’antenne, et donc d’une calibration préalable [1], ou bien la connaissance d’informations « a priori » sur les signaux attendus [2]. Les discriminants permettant de séparer le signal utile des interférences ou du bruit incluent :

  • la direction d’arrivée, comme en radar, en sonar ou en télécommunications spatiales ;

  • la forme d’onde (communications numériques) ;

  • le temps (systèmes à évasion de fréquence) ;

  • le spectre (liaisons en bande étroite en présence de brouillage en bande plus large) ;

  • la puissance (signaux faibles perturbés par un brouillage fort) ;

  • le code (transmissions par spectre étalé).

A contrario, les méthodes dites aveugles ou autodidactes ont pour vocation d’extraire les signaux utiles ou les paramètres d’intérêt sans recourir à des connaissances fortes sur ces derniers. Ce type d’approche présente des avantages dans un certain nombre de contextes, notamment en écoute passive, lorsque aucun des caractères discriminants précités n’est exploitable. C’est aussi le cas par exemple pour les flûtes remorquées en sonar lorsque les antennes sont déformées, en VUHF (« very ultra high frequency ») ou en radar lorsqu’il existe un couplage entre capteurs et que la calibration coûte trop cher. À titre indicatif, on sait maintenant que les méthodes de goniométrie offrant normalement une bonne résolution, très sensibles à la qualité de la variété d’antenne, donnent des résultats très décevants en présence d’une calibration approximative.

Les techniques aveugles les plus prometteuses sont basées sur l’hypothèse de sources non gaussiennes (très courantes en pratique et omniprésentes en radiocommunications) et statistiquement indépendantes. Elles exploitent, souvent en plus de l’information à l’ordre 2, celle contenue dans les statistiques d’ordre supérieur à 2 des observations. Elles sont alors qualifiées de méthodes aveugles aux ordres supérieurs.

L’objet de cet article est essentiellement de présenter la philosophie de ces méthodes, de décrire les algorithmes actuellement les plus prometteurs et d’en synthétiser les performances dans différents contextes applicatifs.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-te5250


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1. Problématiques

Après avoir introduit les principaux modèles d’observation utilisés à ce jour, les problématiques que recouvre la séparation de sources sont présentées dans ce paragraphe.

1.1 Modèles d’observation

On suppose dans tout cet article que signaux source, notés , sont reçus sur capteurs, après s’être propagés dans un milieu de propagation linéaire. Les signaux reçus, , sont modélisés de la façon suivante :

avec :

 : 
la réponse impulsionnelle liant le capteur et la source à la date
 : 
l’opérateur...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - BIENVENU (G.), KOPP (L.) -   Optimality of high-resolution array processing using the eigensystem approach  -  . IEEE Trans. ASSP, 31 (5), oct. 1983, 1235-1248.

  • (2) - MONZINGO (R.A., MILLER (T.N.) -   Introduction to adaptive arrays.  -  1980 Wiley and Sons.

  • (3) - SCHETZEN (M.) -   Volterra and Wiener Theory of Non Linear Systems.  -  1980 Wiley.

  • (4) - RUGH (W.J.) -   Non Linear Systems Theory, Volterra of Wiener Approaches.  -  1989 Hopkins.

  • (5) - CHEVALIER (P.), DUVAUT (P.), PICINBONO (B.) -   Le filtrage de Volterra transverse réel et complexe en traitement du signal.  -  Traitement du signal 7 (5), déc. 1990, 451-476.

  • (6) - COMON (P.) -   Circularité et signaux aléatoires à temps discret.  -  Traitement du signal, 11 (5), déc. 1994, 417-420.

  • ...

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