Nous traitons le sujet de l’estimation conjointe des signaux aléatoires dépendant de paramètres déterministes et inconnus. Premièrement, on aborde le sujet du côté applicatif en proposant deux algorithmes de séparation de la parole voisée mono-capteur. Dans le premier, nous utilisons le modèle autorégressif de la parole qui décrit les corrélations court et long termes (quasi-périodique) pour formuler un modèle d’état dépendant de paramètres inconnus. EM-Kalman est ainsi utilisé pour estimer conjointement les sources et les paramètres. Dans le deuxième, nous proposons une méthode fréquentielle pour le même modèle de la parole où les sources et les paramètres sont estimés séparément. Les observations sont découpées à l’aide d’un fenêtrage bien conçu pour assurer une reconstruction parfaite des sources après. Les paramètres (de l’enveloppe spectrale) sont estimés en maximisant le critère du GML exprimé avec la matrice de covariance paramétrée que nous modélisons plus correctement en tenant compte de l’effet du fenêtrage. Le filtre de Wiener est utilisé pour estimer les sources. Deuxièmement, on aborde l’estimation conjointe d’un point de vue plus théorique en s'interrogeant sur les performances relatives de l’estimation conjointe par rapport à l’estimation séparée d’une manière générale. Nous considérons le cas conjointement Gaussien (observations et variables cachées) et trois méthodes itératives d'estimation conjointe: MAP en alternance avec ML, biaisé même asymptotiquement pour les paramètres, EM qui converge asymptotiquement vers ML et VB que nous prouvons converger asymptotiquement vers la solution ML pour les paramètres déterministes. / The thesis is composed of two parts. In the first part, we deal with the monaural speech separation problem. We propose two algorithms. In the first algorithm, we exploit the joint autoregressive model that models short and long (periodic) correlations of Gaussian speech signals to formulate a state space model with unknown parameters. The EM-Kalman algorithm is then used to estimate jointly the sources (involved in the state vector) and the parameters of the model. In the second algorithm, we use the same speech model but this time in the frequency domain (quasi-periodic Gaussian sources with AR spectral envelope). Observation data is sliced using a well-designed window. Parameters are estimated separately from the sources by optimizing the Gaussian ML criterion expressed using the sample and parameterized covariance matrices. Classical frequency domain asymptotic methods replace linear convolution by circulant convolution leading to approximation errors. We show how the introduction of windows can lead to slightly more complex frequency domain techniques, replacing diagonal covariance matrices by banded covariance matrices, but with controlled approximation error. The sources are then estimated using the Wiener filtering. The second part is about the relative performance of joint vs. marginalized parameter estimation. We consider jointly Gaussian latent data and observations. We provide contributions to Cramer-Rao bounds, then, we investigate three iterative joint estimation approaches: Alternating MAP/ML which suffers from inconsistent parameter bias, EM which converges to ML and VB that we prove converges asymptotically to the ML solution for parameter estimation.

Hintergrund: Die ambulant erworbene Pneumonie (CAP) ist bei Patienten mit schwerer Immunsuppression häufig und mit einer schlechten Prognose assoziiert. Scores zur Risikoprädiktion bei Sepsis oder CAP sind bei diesen Patienten kaum untersucht. Fragestellung: Ziel der Studie war die Evaluation der prognostischen Prädiktion der qSOFA- und CRB-65-Scores bei Patienten mit Pneumonie und schwerer Immunsuppression. Methoden: Es handelt sich um eine retrospektive Kohortenstudie am Uniklinikum Dresden zwischen 2014 und 2017 mit Einschluss konsekutiver Patienten mit CAP und schwerer Immunsuppression (u.a. Neutropenie, aktive hämatologische Neoplasie, Z.n. allogener Stammzell- oder Organtransplantation, HIV–Infektion mit CD4-Zellen < 200/µl, zytostatische oder rheumatologische immunsuppressive Therapie innerhalb der letzten 3 Monate, Prednisolon-Äquivalent >10mg/d > 3 Monate). Patienten mit dokumentierter Therapielimitation oder direkter Aufnahme auf die Intensivstation wurden ausgeschlossen. Die CRB-65- und qSOFA-Kriterien wurden bei Erstvorstellung dokumentiert. Der primäre Endpunkt war definiert als Notwendigkeit mechanischer Beatmung oder von Vasopressoren (MVVS) und/oder Krankenhausletalität. Um die prognostischen Eigenschaften der Scores, der einzelnen Score- Parameter, sowie der darüber hinaus erhobenen Parameter zu untersuchen, wurden univariate und multivariate Regressionsanalysen sowie ROC-Kurvenanalysen durchgeführt. Ergebnisse: Von 198 eingeschlossenen Patienten erfüllten 41 (21%) den primären Endpunkt, 19 (10%) verstarben. Das Alter war kein unabhängiger Prädiktor, dagegen waren sowohl der CRB- als auch der qSOFA-Score in der Kaplan-Meier-Analyse sowie in der multivariaten Analyse unabhängig von anderen Prädiktoren mit dem primären Endpunkt assoziiert (jeweils p < 0.001). In der ROC-Analyse erreichten beide Scores eine moderate Prädiktion (AUC 0,70 bzw. 0,69), bei 0 vorliegenden Kriterien zeigte sich ein NPV von jeweils 89% (13/120 bzw. 12/105 Patienten „übersehen“). Bei ≥ 2 Kriterien resultierten PPVs von 44 bzw. 58%. Diskussion: Sowohl die CRB- als auch die qSOFA-Kriterien zeigten eine moderate, aber signifikante prognostische Aussagekraft. Das Alter ist dagegen in dieser Population kein geeigneter prädiktiver Parameter. Auch bei den Scores ohne Alterskriterium ist der NPV jedoch nicht ausreichend zum Ausschluss von Komplikationen. Daher sollten alle schwer immunsupprimierten Patienten mit Pneumonie zumindest initial stationär, bei > 1 positivem Score-Kriterium auch intensiv hinsichtlich einer akuten Organdysfunktion, überwacht werden.:ABBILDUNGSVERZEICHNIS V TABELLENVERZEICHNIS VI ABKÜRZUNGS- UND SYMBOLVERZEICHNIS VIII 1 EINLEITUNG 1 1.1 DIE AMBULANT ERWORBENE PNEUMONIE 1 1.1.1 Definition und Einteilung 1 1.1.2 Epidemiologie 2 1.1.3 Diagnosestellung 3 1.1.4 Erregerspektrum bei CAP ohne Immunsuppression 4 1.1.5 Therapie der CAP ohne Immunsuppression 5 1.1.6 Verlauf, klinische Stabilitätskriterien und Therapiedauer 6 1.2 RISIKOSTRATIFIZIERUNG DER CAP OHNE IMMUNSUPPRESSION 7 1.2.1 Bedeutung der korrekten und schnellen Risikostratifizierung 7 1.2.2 Risikostratifizierung der CAP ohne Immunsuppression 8 1.2.3 Aktuelle Studien zur Risikostratifizierung mittels CRB-65/qSOFA 13 1.3 CAP BEI IMMUNSUPPRESSION 15 1.3.1 Aufbau des Immunsystems 15 1.3.2 Immunsuppression 16 1.3.3 Ursachen der Immunsuppression 17 1.3.4 Bedeutung der CAP bei Immunsuppression 19 1.3.5 Verändertes Erregerspektrum und Therapie bei CAP-Patienten mit Immunsuppression 20 1.3.6 Risikostratifizierung bei CAP und Immunsuppression 23 1.4 RATIONALE UND STUDIENZIEL 26 2 METHODEN 28 2.1 ÜBERBLICK 28 2.2 STUDIENDESIGN 28 2.3 SELEKTION DER STUDIENPOPULATION 28 2.3.1 Datenbasis 28 2.3.2 Einschlusskriterien 29 2.3.3 Ausschlusskriterien 30 2.3.4 Studienpopulation 31 2.4 ENDPUNKTE 33 2.5 DATENERFASSUNG 33 2.5.1 Erhobene Parameter 33 2.5.2 Berechnete Scores und Parameter 34 2.6 FALLZAHLSCHÄTZUNG 34 2.7 STATISTISCHE ANALYSE 34 3 ERGEBNISSE 36 3.1 PATIENTENCHARAKTERISTIKA 36 3.2 MIKROBIOLOGIE 39 3.3 UNIVARIATE ANALYSEN 41 3.3.1 Primärer Endpunkt 41 3.3.2 Sekundärer Endpunkt 45 3.4 MULTIVARIATE ANALYSEN 48 3.5 KAPLAN-MEIER-ANALYSE 54 3.6 ROC-KURVENANALYSE FÜR QSOFA-, CRB-65-, QSOFA-65- UND CRB- SCORE 56 4 DISKUSSION 61 4.1 WICHTIGSTE ERGEBNISSE DER ARBEIT 61 4.2 REPRÄSENTATIVITÄT DER PATIENTENKOHORTE 61 4.2.1 Patientencharakteristika 61 4.2.2 Mikrobiologie 65 4.2.3 Endpunkte 66 4.3 PRÄDIKTIVE PARAMETER 67 4.3.1 CRB-65-Einzelkriterien und -Score 67 4.3.2 qSOFA-Einzelkriterien und -Score 69 4.3.3 Neuer Score 70 4.3.4 qSOFA-Score und CRB-65-Score im direkten Vergleich 70 4.3.5 Komorbiditäten 71 4.3.6 Laborchemische Prognoseparameter 72 4.3.7 Weitere Prognoseparameter 73 4.4 LIMITATIONEN 75 4.5 SCHLUSSFOLGERUNG UND KLINISCHE BEDEUTUNG 75 4.6 AUSBLICK 77 5 ZUSAMMENFASSUNG 78 6 SUMMARY 79 7 LITERATURVERZEICHNIS 80 8 ANHANG 93 9 DANKSAGUNG 101 10 SELBSTSTÄNDIGKEITSERKLÄRUNG 102 / Background: Community-acquired pneumonia (CAP) in immunocompromised patients is a common issue and often associated with poor prognosis. Scores for risk prediction used in immunocompetent patients with sepsis or CAP are poorly evaluated for these patients. Aim: The purpose of the study was to evaluate the prognostic value of the qSOFA- and CRB-65-criteria for risk stratification of immunocompromised patients with CAP. Methods: The retrospective cohort study including 198 consecutive patients hospitalized in the university hospital of Dresden with CAP and severe immunosuppression (neutropenia, active haematological neoplasia, stem cell transplantation, solid organ transplantation, HIV-infection with CD4-cells < 200/µl, immunosuppressive treatment within the last 3 months, prednisolone equivalent > 10 mg/d > 3 months) was conducted between 2014 and 2017. Patients that were admitted directly to the intensive care unit and those with treatment restrictions were excluded. The CRB- and qSOFA-criteria were documented when patients entered the emergency department. Primary outcome was defined as need of mechanical ventilation (MV) or vasopressor support (VS) and/or hospital-mortality. Univariate and multivariate regression analysis as well as ROC curve analysis were performed to investigate the prognostic properties of all scores, the single score parameters and other predictive parameters. Results: 41 (21 %) of 198 included patients reached the primary endpoint and 19 (10 %) of the patients died. Age was not an independent predictive parameter. Using Kaplan-Meier and multivariate logistic regression analysis, both the CRB- and qSOFA-scores were independently associated with the primary endpoint (each p < 0,001). However, after ROC curve analysis both scores only showed moderate prediction (AUC 0,70 and 0,69). With a score of 0, the negative predictive value (NVP) was about 89% in both scores (13/120 and 12/105 missed patients, respectively). When 2 or more parameters were positive the positive predictive values (PPV) were 44 and 58%, respectively. Conclusion: Both, the qSOFA as well as the CRB score, showed moderate but significant prognostic properties. In this population, age was an inappropriate predictive parameter. Even without the age criterion the NPV was inadequate to exclude the possibility of organ failure and complications. Therefore, all immunocompromised patients, especially those with a score > 1, should be monitored intensively concerning organ failure when having a CAP.:ABBILDUNGSVERZEICHNIS V TABELLENVERZEICHNIS VI ABKÜRZUNGS- UND SYMBOLVERZEICHNIS VIII 1 EINLEITUNG 1 1.1 DIE AMBULANT ERWORBENE PNEUMONIE 1 1.1.1 Definition und Einteilung 1 1.1.2 Epidemiologie 2 1.1.3 Diagnosestellung 3 1.1.4 Erregerspektrum bei CAP ohne Immunsuppression 4 1.1.5 Therapie der CAP ohne Immunsuppression 5 1.1.6 Verlauf, klinische Stabilitätskriterien und Therapiedauer 6 1.2 RISIKOSTRATIFIZIERUNG DER CAP OHNE IMMUNSUPPRESSION 7 1.2.1 Bedeutung der korrekten und schnellen Risikostratifizierung 7 1.2.2 Risikostratifizierung der CAP ohne Immunsuppression 8 1.2.3 Aktuelle Studien zur Risikostratifizierung mittels CRB-65/qSOFA 13 1.3 CAP BEI IMMUNSUPPRESSION 15 1.3.1 Aufbau des Immunsystems 15 1.3.2 Immunsuppression 16 1.3.3 Ursachen der Immunsuppression 17 1.3.4 Bedeutung der CAP bei Immunsuppression 19 1.3.5 Verändertes Erregerspektrum und Therapie bei CAP-Patienten mit Immunsuppression 20 1.3.6 Risikostratifizierung bei CAP und Immunsuppression 23 1.4 RATIONALE UND STUDIENZIEL 26 2 METHODEN 28 2.1 ÜBERBLICK 28 2.2 STUDIENDESIGN 28 2.3 SELEKTION DER STUDIENPOPULATION 28 2.3.1 Datenbasis 28 2.3.2 Einschlusskriterien 29 2.3.3 Ausschlusskriterien 30 2.3.4 Studienpopulation 31 2.4 ENDPUNKTE 33 2.5 DATENERFASSUNG 33 2.5.1 Erhobene Parameter 33 2.5.2 Berechnete Scores und Parameter 34 2.6 FALLZAHLSCHÄTZUNG 34 2.7 STATISTISCHE ANALYSE 34 3 ERGEBNISSE 36 3.1 PATIENTENCHARAKTERISTIKA 36 3.2 MIKROBIOLOGIE 39 3.3 UNIVARIATE ANALYSEN 41 3.3.1 Primärer Endpunkt 41 3.3.2 Sekundärer Endpunkt 45 3.4 MULTIVARIATE ANALYSEN 48 3.5 KAPLAN-MEIER-ANALYSE 54 3.6 ROC-KURVENANALYSE FÜR QSOFA-, CRB-65-, QSOFA-65- UND CRB- SCORE 56 4 DISKUSSION 61 4.1 WICHTIGSTE ERGEBNISSE DER ARBEIT 61 4.2 REPRÄSENTATIVITÄT DER PATIENTENKOHORTE 61 4.2.1 Patientencharakteristika 61 4.2.2 Mikrobiologie 65 4.2.3 Endpunkte 66 4.3 PRÄDIKTIVE PARAMETER 67 4.3.1 CRB-65-Einzelkriterien und -Score 67 4.3.2 qSOFA-Einzelkriterien und -Score 69 4.3.3 Neuer Score 70 4.3.4 qSOFA-Score und CRB-65-Score im direkten Vergleich 70 4.3.5 Komorbiditäten 71 4.3.6 Laborchemische Prognoseparameter 72 4.3.7 Weitere Prognoseparameter 73 4.4 LIMITATIONEN 75 4.5 SCHLUSSFOLGERUNG UND KLINISCHE BEDEUTUNG 75 4.6 AUSBLICK 77 5 ZUSAMMENFASSUNG 78 6 SUMMARY 79 7 LITERATURVERZEICHNIS 80 8 ANHANG 93 9 DANKSAGUNG 101 10 SELBSTSTÄNDIGKEITSERKLÄRUNG 102

Tougher legal demands on pollutions require a better developed understanding of the processes that take place in the cylinder. The thesis contributes with a cylinder model that uses the same set of equations for intake, compression,expansion/combustion and exhaust. The cylinder model describes the states temperature, pressure and the mass fraction of air.The model is able to simulate the gas exchange with compressible flows over the valves, it handles VVT, CRB and blowby. The combustion is modeled with asingle Vibe function that describes the heat release and the consumption of air.The model is general enough to be able to simulate both SI and CI engines. The calibrations that are needed are the discharge coefficient CD values for intake and exhaust valves, blowby, and heat release/transfer parameters. Furthermore, the engine geometry parameters have to be provided to be able to calculate the instanteneous cylinder volume. The model has shown good agreement for cylinder pressure curves with and without combustion and can handle phasingof the valve lifts. That shows that the model can handle the important casesin combustion engines. It is easy to replace sub models in the cylinder model e.g. single Vibe with double Vibe. In the model, in the cylinder is calculated and the average instantenous torque for the entire engine is calculated from thestates in one cylinder. These two calculations have shown good agreement withthe stationary measurments done in an engine test cell. The model is able to use fixed step lengths for even processor loads, the size of the step lengths are resonable for real time implementation on an ECU.

The purpose of this thesis is to derive and analyze the theoretical limits for estimatingthe symboltiming delayof Multiple-Input Multiple-Output (MIMO)systems. Two main N X M system models are considered, where N represents the number of transmit antennas and M denotes the number of receive antennas, the 2 X 2 system used by S.-A. Yangand J. Wu and the 4 X 4system used by Y.-C. Wu and E. Serpedin. The second model has been extended to take into account the symbol time-varying fading. The theoretical estimation limits are shown by several bounds: modified Cramer-Rao bound (MCRB), Cramer-Rao bound (CRB) and Barankin bound (BB). BB will be exploited to obtain accurate information regarding the necessary length of data to obtain good estimation. Two scenarios for synchronization are presented: data-aided (DA) and non-data-aided (NDA). Two models for the fading process are considered: block fading and symbol time-varying fading, respectively, the second case being assumed to be Rayleigh distributed. The asymptotic Cramer-Rao bounds for low signal-to-noise ratio (low-SNR) and for high-SNR are derived and the performance of several estimators is presented. The performance variation of bounds and estimators is studied byvarying different parameters, such as the number of antennas, the length of data taken into consideration during the estimation process, the SNR, the oversampling factor, the power and the Doppler frequency shift of the fading.

The purpose of this thesis is to derive and analyze the theoretical limits for estimatingthe symboltiming delayof Multiple-Input Multiple-Output (MIMO)systems. Two main N X M system models are considered, where N represents the number of transmit antennas and M denotes the number of receive antennas, the 2 X 2 system used by S.-A. Yangand J. Wu and the 4 X 4system used by Y.-C. Wu and E. Serpedin. The second model has been extended to take into account the symbol time-varying fading. The theoretical estimation limits are shown by several bounds: modified Cramer-Rao bound (MCRB), Cramer-Rao bound (CRB) and Barankin bound (BB). BB will be exploited to obtain accurate information regarding the necessary length of data to obtain good estimation. Two scenarios for synchronization are presented: data-aided (DA) and non-data-aided (NDA). Two models for the fading process are considered: block fading and symbol time-varying fading, respectively, the second case being assumed to be Rayleigh distributed. The asymptotic Cramer-Rao bounds for low signal-to-noise ratio (low-SNR) and for high-SNR are derived and the performance of several estimators is presented. The performance variation of bounds and estimators is studied byvarying different parameters, such as the number of antennas, the length of data taken into consideration during the estimation process, the SNR, the oversampling factor, the power and the Doppler frequency shift of the fading.

Nous traitons le sujet de l'estimation conjointe des signaux aléatoires dépendant de paramètres déterministes et inconnus. Premièrement, on aborde le sujet du côté applicatif en proposant deux algorithmes de séparation de la parole voisée mono-capteur. Dans le premier, nous utilisons le modèle autorégressif de la parole qui décrit les corrélations court et long termes (quasi-périodique) pour formuler un modèle d'état dépendant de paramètres inconnus. EM-Kalman est ainsi utilisé pour estimer conjointement les sources et les paramètres. Dans le deuxième, nous proposons une méthode fréquentielle pour le même modèle de la parole où les sources et les paramètres sont estimés séparément. Les observations sont découpées à l'aide d'un fenêtrage bien conçu pour assurer une reconstruction parfaite des sources après. Les paramètres (de l'enveloppe spectrale) sont estimés en maximisant le critère du GML exprimé avec la matrice de covariance paramétrée que nous modélisons plus correctement en tenant compte de l'effet du fenêtrage. Le filtre de Wiener est utilisé pour estimer les sources. Deuxièmement, on aborde l'estimation conjointe d'un point de vue plus théorique en s'interrogeant sur les performances relatives de l'estimation conjointe par rapport à l'estimation séparée d'une manière générale. Nous considérons le cas conjointement Gaussien (observations et variables cachées) et trois méthodes itératives d'estimation conjointe: MAP en alternance avec ML, biaisé même asymptotiquement pour les paramètres, EM qui converge asymptotiquement vers ML et VB que nous prouvons converger asymptotiquement vers la solution ML pour les paramètres déterministes.

Lėtinė obstrukcinė plaučių liga (LOPL) – šiuo metu pasaulyje viena svarbiausių didelį sergamumą ir mirtingumą sąlygojančių ligų. Pacientams, kuriems pasunkėja kasdieniai LOPL simptomai pasireiškia LOPL paūmėjimas. Šio tyrimo tikslas – įvertinti nespecifinį uždegimą paūmėjus lėtinei obstruk¬cinei plaučių ligai. Nustatyti periferinio kraujo ir indukuotų skreplių ląstelių sudėties skirtumai ir įvertintos sąsajos su plaučių funkcijos rodikliais bakterinio ir nebakterinio lėtinės obstrukcinės plaučių ligos paūmėji¬mo metu. Tirtos sergančiųjų bakterinės kilmės lėtinės obstrukcinės plaučių li¬gos paūmėjimo indukuotų skreplių neutrofilų ir makrofagų funkcijos (apoptozė, fagocitozė ir reaktyvių deguonies formų susidarymas) bei palygintos su nebakteriniu paūmėjimu. Įvertinti sergančiųjų bakterinės ir nebakterinės kilmės lėtinės obs¬trukcinės plaučių ligos paūmėjimo periferinio kraujo neutrofilų ir monocitų apoptozė ir chemotaksis, bei periferinio kraujo neutrofilų fagocitozė ir reaktyvių deguonies formų susidarymas. Ištirta sergančiųjų bakterinės ir nebakterinės kilmės lėtinės obstruk¬cinės plaučių ligos paūmėjimu interleukino-8 koncentracija ir sąsajos su periferinio kraujo neutrofilų chemotaksiu bei C reaktyviojo baltymo koncentracijos periferinio kraujo serume sąsajos su plaučių funkcija ir rūkymo intensyvumu. / Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) – a common preventable and treatable disease, is characterized by persistent airflow limitation that is usually progressive and associated with an enhanced chronic inflammatory response in the airways and the lung to noxious particles or gases. An acute exacerbation of COPD (AECOPD) is an acute event characterized by a worsening of the patient’s respiratory symptoms that is beyond normal day-to-day variations and leads to a change in medication. The aim of this study was to evaluate the non-specific inflammation during acute exacerbation of COPD to investigate change of cellular activity (apoptosis, chemotaxis, phagocytosis and production of reactive oxygen species) during AECOPD depending on infection agent. Subjects with AECOPD and the same in remission were investigated. Increased count of induced sputum neutrophils and macrophages as well peripheral blood neutrophils and monocytes during bacterial and non-bacterial AECOPD was related with impaired pulmonary function and smoking history. Induced sputum neutrophils and macrophage apoptosis and phagocytosis were weaker, but production of reactive oxygen species was strongly activated during bacterial acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease than non-bacterial AECOPD. This study showed differences of peripheral blood neutrophil and monocyte apoptosis, chemotaxis, as well as peripheral blood neutrophil phagocytosis and the production of reactive oxygen species... [to full text]

Cette thèse est dédié à l’étude de la problématique des interférences multi utilisateurs dans le système Argos et à la proposition des diverses techniques pour réduire les effets de ces interférences. Le système Argos est un système mondial de localisation et de collecte de données géo positionnées par satellite. Il permet à l’échelle mondiale de collecter et de traiter les données émises par des émetteurs installés sur la surface de terre. Ces émetteurs sont connus sous le nom de balises. Ces balises sont installées sur des voiliers, des stations météo, des bouées, ainsi que sur quelques animaux (phoques, penguins, etc.…). Le système Argos a été créé en 1978 par le Centre National des Études spatiales (CNES), l’agence spatiale américaine (NASA) et l’agence américaine d’étude de l’atmosphère et de l’océan (NOAA). Depuis sa création, le nombre de balises Argos n’a cessé d’augmenter afin de couvrir au mieux la couverture mondiale. Nous sommes orientés ainsi à la saturation de la bande d’émission et à la présence des interférences multi utilisateurs (MUI) provenant de la réception simultanée de plusieurs signaux émis par les balises. Cette MUI limite la capacité du système Argos et dégrade les performances en termes de Taux Erreur Bit (TEB). Actuellement, le système Argos n’est capable de traiter qu’un seul signal reçu à un instant donné. D’où, l’intérêt d’implanter des techniques au niveau du récepteur capable de réduire les effets des interférences et de traiter les signaux émis par toutes les balises. Plusieurs techniques de détection multi utilisateurs (MUD) ont été développées dans le cadre de cette problématique. Ces techniques sont principalement implantées dans les systèmes CDMA où des codes d’étalement sont utilisés afin de différencier entre les différents signaux. Ceci n’est pas le cas du système Argos où les signaux ne présentent pas des séquences d’étalement et que les bandes de fréquences pour ces différents signaux ne sont pas disjointes à cause de l’effet Doppler et donc, un recouvrement spectral au niveau du récepteur est très probable. Dans ce contexte, l’objectif du travail présenté dans cette thèse est d’étudier différentes techniques MUD appliquées au système Argos et d’évaluer ces techniques au niveau des performances en termes de TEB et de complexité d’implantation. Dans ce travail, nous présentons les différentes composantes du système Argos ainsi que son mode de fonctionnement. Ensuite, nous présentons la problématique dans le système Argos ainsi que les différentes solutions proposées. Parmi ces solutions, nous montrons celle basant sur l’implantation des techniques MUD au niveau du récepteur. Ces différentes techniques MUD sont alors présentées ainsi que les avantages et les inconvénients de chacune d’elles. Parmi les techniques possédant un bon compromis entre les performances d’une part et la complexité d’autre part, nous notons la technique d’annulation par série d’interférence (SIC). Dans cette technique, les signaux sont démodulés successivement suivant l’ordre décroissant des puissances. Cette technique nécessite une étape d’estimation des paramètres des signaux à chaque étape. L’impact d’une estimation imparfaite des différents paramètres est aussi étudié. Après l’étude des impacts des erreurs d’estimation, nous proposons des estimateurs adaptables au système Argos. Les performances de ces estimateurs sont obtenues en comparant les variances de leurs erreurs aux bornes de Cramer Rao (CRB). Enfin, nous terminons le travail par une conclusion générale des résultats obtenus et nous envisageons les perspectives des prochains travaux. / In our thesis, we investigate the application of multi user detection techniques to a Low Polar Orbit (LPO) satellite used in the Argos system. Argos is a global satellite-based location and data collection system dedicated for studying and protecting the environment. User platforms, each equipped with a Platform Transmitter Terminal (PTT), transmit data messages to a 850 km LPO satellite. An ARGOS satellite receives, decodes, and forwards the signals to ground stations. All PTTs transmit at random times in a 100 kHz bandwidth using different carrier frequencies. The central carrier frequency f0 is 401.65 MHz. Due to the relative motion between the satellite and the platforms, signals transmitted by PTTs are affected by both a different Doppler shift and a different propagation delay. Thus, the Argos satellite receives overlapping signals in both frequency and time domains inducing Multiple Access Interference (MAI). One common approach to mitigate the MAI problem is to implement Multi User Detection (MUD) techniques at the receiver. To tackle this problem, several MUD techniques have been proposed for the reception of synchronous and asynchronous users. In particular, the Successive Interference Cancelation (SIC) detector has been shown to offer a good optimality-complexity trade-off compared to other common approaches such as the Maximum Likelihood (ML) receiver. In an Argos SIC receiver, users are decoded in a successive manner, and the signals of successfully decoded users are subtracted from the waveform before decoding the next user. This procedure involves a parameter estimation step and the impact of erroneous parameter estimates on the performance of Argos SIC receiver has been studied. Argos SIC receiver has been shown to be both robust to imperfect amplitude and phase estimation and sensitive to imperfect time delay estimation. The last part of our work focuses on the implementation of digital estimators for the Argos system. In particular, we propose a time delay estimator, a frequency estimator, a phase estimator and an amplitude estimator. These estimators are derived from the ML principle and they have been already derived for the single user transmission. In our work, we adapt successfully these estimators for the multi user detector case. These estimators use the Non Data Aided (NDA) cases in which no a priori information for the transmitted bits is required. The performance of these different estimators are compared to the Cramer Rao Bound (CRB) values. Finally, we conclude in our work by showing the different results obtained during this dissertation. Also, we give some perspectives for future work on Argos system.

Depuis plusieurs années, le positionnement de terminal mobile reçoit un intérêt particulièrement grand. La motivation principale pour le développement de système de positionnement mobile provient essentiellement d'une nécessité imposée par le service E-911 de l'U.S FCC. Bien qu'au départ ils ont été utilisés pour les besoins des systèmes de sécurité d'urgence, aujourd'hui ils trouvent des applications dans de nombreux domaine tel que les systèmes cellulaires. Il existe de nombreux algorithmes développés pour le problème de localisation MT. Les méthodes traditionnelles de localisation géométrique sont conçues pour fonctionner sous les conditions de line-of-sight (LoS). Cependant, les conditions LoS pourrait ne pas être toujours présentes entre la station de base (BS) et le MT. Par conséquent, les techniques de localisation basée sur fingerprinting qui sont également l'objet de cette thèse attire l'attention en raison de leur capacité à travailler aussi en multi trajet et dans des environnements non-line-of-sight (NLoS). Dans cette thèse, nous introduisons de nouveaux algorithmes de fingerprinting, à savoir l'algorithme de power delay Doppler profile-fingerprinting (PDDP-F) qui exploite la mobilité du MT. Le but est d'augmenter la précision de localisation en utilisant la dimension Doppler. Nous étudions également les performances de localisation des algorithmes power delay profile-fingerprinting (PDP-F) et PDDP-F via la dérivation des bornes de Cramer-Rao (CRBs). L'impact de la géométrie du réseau est également étudié. Un autre sujet nous nous occupons est l'analyse de la probabilité d'erreur par paires (PEP) pour les méthodes PDP-F. Le PEP est une notion bien connue dans les communications numériques, et nous l'importons dans le domaine de la localisation pour dériver la probabilité de prendre une décision en faveur d'une mauvaise position. Le dernier sujet sur lequel nous avons travaillé est le suivi adaptatif de l'environ MT en utilisant un filtre de Kalman. Différents modèles de mobilité sont comparés en termes de leurs erreurs de prédiction de position.

La Retinosi Pigmentària (RP) és el terme aplicat a un grup de degeneracions de la retina clínicament i genèticament heterogeni. A nivell clínic es caracteritza per la presència d'una ceguesa nocturna i una constricció dels camps visuals, conduint a una pèrdua total de la visió. La RP pot heretar-se seguint la forma autosòmica dominant (RPAD), autosòmica recessiva (RPAR), i lligada al cromosoma X (RPLX), o seguint una forma d'herència digènica.Previs estudis han descrit mutacions en els gens PDEB, ABCA4, TULP1 i CNGA1 en un petit percentatge de famílies espanyoles amb RPAR. Aquestes dades indiquen que altres gens poden estar involucrats en la patologia de les restants famílies analitzades, emfatitzant l'elevada heterogeneïtat genètica present en aquesta malaltia i reforçant la hipòtesi que en la RPAR no hi ha un únic gen principal sinó que existirien varis gens on cadascun d'ells explicaria un petit número de casos. Hem analitzat la implicació de cinc gens addicionals que codifiquen per: la proteïna d'unió al retinaldehid (gen RLBP1), el receptor acoplat a proteïna G de l'EPR (gen RGR), la proteïna cel·lular d'unió al retinol (gen CRBP1), crumbs homologue 1 (gen CRB1) i la usherina (gen USH2A) en famílies espanyoles amb RPAR.Malgrat que en els gens RLBP1, RGR i CRBP1 s'han detectat diversos polimorfismes tant a nivell exònic com intrònic, no s'ha trobat cap mutació associada a la malaltia, suggerint que aquests gens probablement no estarien implicats en la patologia d'aquest grup de famílies espanyoles amb RPAR. En canvi, l'anàlisi mutacional dels gens CRB1 i USH2A ha permès la identificació de vàries variants rares, polimorfismes intrònics i diverses mutacions patològiques en el grup analitzat de pacients espanyols amb RPAR. L'ample rang de fenotips associats amb les mutacions trobades en els gens CRB1 i USH2A reflexa que les relacions entre les mutacions patològiques i el fenotip de la malaltia esdevenen cada cop més complexes.La síndrome d'Usher és la forma més freqüent de la RP sindròmica. Clínicament es caracteritza per una sordesa congènita i neurosensorial associada a RP. En un grup de pacients afectats amb la síndrome d'Usher tipus II es van detectar vàries mutacions patològiques en el gen USH2A. Els diferents fenotips associats amb les mutacions en el gen USH2A van revelar una important heterogeneïtat clínica en aquest grup de pacients. Aquests resultats junt amb els descrits en altres treballs confirmen una gran heterogeneïtat fenotipíca presentada per les mutacions en el gen USH2A, que va des de diferents tipus de la síndrome d'Usher fins a la RP no sindròmica. / Retinitis Pigmentosa (RP) is the term applied to a clinically and genetically heterogeneous group of retinal degeneration. Clinically is characterised by night blindness and constriction of visual fields, leading to complete blindness. RP can be inherited in either an autosomal dominant (ADRP), autosomal recessive (ARRP), X-linked (XLRP), or digenic mode. Previous studies have described mutations in the PDEB, ABCA4, TULP1 and CNGA1 genes in a small percentage of Spanish ARRP families. These data indicates that other than these genes may be involved in the remaining families analysed, emphasising the genetic heterogeneity of the disease and reinforcing the hypothesis that in ARRP there is no a major gene but several genes may account individually for a small number of cases.We analysed the involvement of five additional genes: the retinaldehyde-binding protein 1 (RLBP1 gene), the RPE retinal G protein-coupled receptor (RGR gene), the cellular retinol-binding protein 1 (CRBP1 gene), the crumbs homologue 1 (CRB1 gene) and usherin (USH2A gene) in ARRP Spanish families. Several exonic and intronic polymorphisms were detected in the RLBP1, RGR and CRBP1 genes. However, no disease-causing mutations were found, suggesting that these genes be most probably not involved in the disease in this set of ARRP Spanish pedigrees. In contrast, the mutational analysis of the CRB1 and USH2A genes allowed the identification of a number of rare sequence variants and intronic polymorphisms, and of several pathogenic mutations in the group of ARRP Spanish patients analysed. The wide range of phenotypes associated with mutations found in CRB1 and USH2A genes underlines how the relationship between pathogenic mutations and disease phenotype is becoming increasingly complex.The Usher syndrome is the most frequent syndromic RP. Clinically is characterised by congenital sensorineural hearing loss and RP. Several pathogenic mutations in USH2A gene were detected in a group of Usher syndrome type II patients. Different phenotypes associated with mutations in USH2A gene revealed an important heterogeneity clinical in this group of patients. The results presented here together with that in previous reports confirm a great phenotypic heterogeneity arising from mutations in USH2A gene, which ranges from distinct types of Usher syndrome to non-syndromic retinitis pigmentosa.