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Auteur(s)
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Pascal CHEVALIER : Ingénieur expert, Thalès Communications
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Pierre COMON : Directeur de recherche au CNRS, - Laboratoire d’informatique, signaux et systèmes de Sophia-Antipolis (I3S)
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Lire l’articleINTRODUCTION
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 :
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la direction d’arrivée, comme en radar, en sonar ou en télécommunications spatiales ;
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la forme d’onde (communications numériques) ;
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le temps (systèmes à évasion de fréquence) ;
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le spectre (liaisons en bande étroite en présence de brouillage en bande plus large) ;
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la puissance (signaux faibles perturbés par un brouillage fort) ;
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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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6. Applications à l’écoute et aux radiocommunications hautes fréquences
6.1 Contexte expérimental
La gamme des hautes fréquences (HF) (3 à 30 MHz) est une gamme de fréquences très utilisée, en particulier pour des radiocommunications militaires à longue distance par exploitation de la réflexion de ces ondes sur les différentes couches de la ionosphère. La forte congestion spectrale relative à cette gamme de fréquences conjointement à la présence de multitrajets de propagation à la réception, induite par les réflexions des ondes sur les différentes couches de la ionosphère, engendre la nécessité de mettre en œuvre, au niveau du récepteur, des techniques de séparation de sources, voire de multitrajets de propagation, aussi bien pour des applications de radiocommunications que d’écoute passive. Dans ce dernier cas, cette séparation doit se faire sans information a priori sur les sources reçues, c’est-à-dire de manière purement autodidacte.
C’est dans ce contexte qu’une campagne d’expérimentations visant à évaluer les performances sur signaux réels de la technique JADE a été effectuée par Thalès Communications en 1997. Plusieurs résultats issus de ces expérimentations, décrits dans [63], font l’objet d’une présentation succinte dans les paragraphes suivants. Deux types d’expérimentations ont été menés.
Le premier traite de liaisons véhiculant périodiquement une séquence d’apprentissage maîtrisée par le récepteur. Cette séquence connue permet l’analyse fine de la qualité de séparation de plusieurs multitrajets de propagation d’une même liaison par la méthode JADE.
Le second traite de liaisons interceptées et non connues du récepteur. Ces liaisons permettent de valider la qualité de séparation de différents émetteurs a priori indépendants par la méthode JADE.
HAUT DE PAGE6.2 Expérimentations sur signaux connus
Les expérimentations présentées dans ce paragraphe concernent des liaisons ionosphériques avec le standard 4285 dans la bande (6...
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BIBLIOGRAPHIE
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(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.
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(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.
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(6) - COMON (P.) - Circularité et signaux aléatoires à temps discret. - Traitement du signal, 11 (5), déc. 1994, 417-420.
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