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This diploma thesis aims to study VANET (vehicular ad hoc network), to describe the theory of this networks and describe attributes of these networks and to set the starting point for practical part. Thesis includes VANETs possibilities, its signal transportation and description of routing protocols. Another goal was to familiarize program NS-3 and set up simulation models in its interface. The main output of the practical part is program which simulates vehicle movement in Brno city and set the communication module which is adapted to fulfill the most realistic transmission capabilities. Practical part is divided to two parts. The goal of the first one was to simulate basic communication in theorized unrealistic scenario and the second part was the more realistic scenario. Overall, throughout the practical part was tested a variety of attributes, such as mobility models, standards, routing protocols and other parameters that provided diversity in final results. All the results, which consisted of summary of basic transmission capabilities and reclassification of the applicability of those technologies in real world, are discussed in the summary of the simulations output.

The main goal of the diploma thesis is DWDM simulation of optical network, defined by recommandation ITU-T. Optical network includes 16 communication channels with length of fiber 50 km. Each channel have to be set with bandwith 50GHz and Bit rate with minimal value 10Gbit/s. The final simulation model includes 8 types of modulation techniques. The result of the thesis is comparison modulation techniques in terms of usability of bandwith and comparison of the quality of transfer

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De nombreuses applications de communication numériques font face à des canaux de transmission sélectifs en temps et en fréquence que nous pouvons assimiler à des systèmes linéaires variants dans le temps. À travers ces travaux de thèse, nous montrons que les modulations multiporteuses suréchantillonnées constituent une technique de transmission adaptée à ce type d'environnement. Cependant, la complexité algorithmique des émetteurs-récepteurs présentent un frein majeur à leur adoption. Fort de ce constat, nous nous intéressons à la sous-famille des modulations multiporteuses suréchantillonnées à filtres courts (WCP-OFDM), dont la complexité algorithmique est comparable à celle de l'OFDM avec préfixe cyclique. Après avoir exprimé les conditions de reconstructions parfaites, nous développons des égaliseurs de faible complexité et étudions la problématique du rapport de puissance crête sur puissance moyenne du signal en sortie d'émetteur. Enfin, nous analysons les performances de ces modulations à travers plusieurs scénarios de propagation radiomobiles. Les résultats de simulation confirment l'intérêt du WCP-OFDM, associé à des filtres prototypes bien localisés en temps et en fréquence pour faire face aux canaux doublement sélectifs. / Many digital communication applications are facing time and frequency selective channels that can be modelled by linear time-variant systems. Through this thesis work, we show that oversampled multicarrier modulations provide a suitable transmission technique for such an environment. However, the complexity of the transmitter-receiver remains a major obstacle for their adoption. Based on this observation, we focus on the sub-family of oversampled multicarrier modulation with short filters (WCP-OFDM), whose complexity is similar to cylic prefix OFDM. After introducing the perfect reconstruction conditions, we develop low-complexity equalizers and we study the peak-to-average power ratio issue at the output of the transmitter. Finally, we evaluate the performances of these moduations over several mobile radio propagation scenarios. Simulation results confirm the benefits of WCP-OFDM, with time-frequency localized prototypes filters, over doubly selective channels.

Le positionnement d'objets sous-marins représente un enjeu stratégique pour des applications militaires, industrielles et scientifiques. Les systèmes de positionnement reposent sur des signaux de type SONAR « Sound Navigation and Ranging ». Plusieurs émetteurs synchrones avec des temps d'émission connus sont alors considérés, l'objectif étant que la position d'un récepteur se fasse en fonction des positions des émetteurs. Nous avons la main mise sur la détection des signaux en réception d'une part, et sur le choix des formes d'ondes à l'émission d'autre part. La méthode de détection, basée sur le filtrage adapté, se veut robuste aux différentes perturbations engendrées par le canal de propagation (pertes par transmission, multi-trajets) et par le système lui-même (environnement multi-émetteurs). De plus, la détection restreinte à une somme de tests d'hypothèses binaires, nécessite un fonctionnement en temps réel. A l'émission, les formes d'ondes doivent permettre d'identifier indépendamment les émetteurs les uns des autres. Ainsi les travaux portent essentiellement sur les modulations FHSS, les paramètres de construction de ces signaux étant alors choisis de sorte à optimiser la méthode de détection étudiée. Enfin, l'implémentation des algorithmes issus de ces travaux sur des systèmes embarqués a permis leur validation sur des données enregistrées, puis en conditions réelles. Ces essais ont été réalisés avec l'entreprise ALSEAMAR, dans le cadre de la thèse CIFRE-DGA. / There is an increasing interest in underwater positioning system in industry (off-shore, military, and biology). In order to localize a receiver relative to a grid of transmitters, thanks to the knowledge of positions and transmission time, it needs to detect each signal and estimate the TOA (Time Of Arrival). Thus, a range between a transmitter and receiver can be deduced by estimation of TOA. When receiver knows three ranges at least, it can deduce its position by triangulation. This work takes into account signal detection, and waveform choice. Detection method, based on matched filter, needs to be robust face to propagation channel (transmission loss, multi-paths) and to the system (multi-users environment). Moreover, the detection structure, being a combination of binary hypothesis testing, must work in real time. In a CDMA context which requires to distinguish each transmitter, the FHSS (Frequency Hopped Spread Spectrum) modulation, allocating one code per user, is adapted. FHSS signals performance, depending of the number of frequency shifts N and the time-bandwidth product, are analyzed from detection criterion point of view. Moreover, detection method and adapted signal is tested in a shallow water environment.The research was supported by ALSEAMAR and DGA-MRIS scholarship.

The metrical structure is a fundamental aspect of music, yet its automatic analysis from audio recordings remains one of the great challenges of Music Information Retrieval (MIR) research. This thesis is concerned with addressing the automatic analysis of changes of metrical structure over time, i.e. metric modulations. The evaluation of automatic musical analysis methods is a critical element of the MIR research and is typically performed by comparing the machine-generated estimates with human expert annotations, which are used as a proxy for ground truth. We present here two new datasets of annotations for the evaluation of metrical structure and metric modulation estimation systems. Multiple annotations allowed for the assessment of inter-annotator (dis)agreement, thereby allowing for an evaluation of the reference annotations used to evaluate the automatic systems. The rhythmogram has been identified in previous research as a feature capable of capturing characteristics of rhythmic content of a music recording. We present here a direct evaluation of its ability to characterise the metrical structure and as a result we propose a method to explicitly extract metrical structure descriptors from it. Despite generally good and increasing performance, such rhythm features extraction systems occasionally fail. When unpredictable, the failures are a barrier to usability and development of trust in MIR systems. In a bid to address this issue, we then propose a method to estimate the reliability of rhythm features extraction. Finally, we propose a two-fold method to automatically analyse metric modulations from audio recordings. On the one hand, we propose a method to detect metrical structure changes from the rhythmogram feature in an unsupervised fashion. On the other hand, we propose a metric modulations taxonomy rooted in music theory that relies on metrical structure descriptors that can be automatically estimated. Bringing these elements together lays the ground for the automatic production of a musicological interpretation of metric modulations.

Neste trabalho estudamos o efeito da temperatura T e do campo magnético externo H sobre o modelo de Ising de spin 1/2 com interações competitivas J1 e J2 = -pJ1 entre primeiros e segundos vizinhos, respectivamente, numa direção axial (modelo ANNNI), e o efeito do campo de anisotropia cristalina D sobre o estado fundamental de um modelo ANNNI de spin maior que 1/2. No primeiro modelo levantamos os diagramas de fases p-T e H-T na aproximação de campo médio. Nestes diagramas encontramos diversos tipos de transições de fases tais como transições quase-contínuas e transições singular-contínuas. Encontramos também evidências da existência de pontos ípsilon () e pontos superdegenerados até então só encontrados nos diagramas de fases do estado fundamental de modelos do tipo Frenkel-Kontorova. No segundo modelo levantamos os diagramas p-D a T=0 para os dez primeiros valores de spin S. Estudamos a evolução das fronteiras de fases e de pontos de encontro de mais que duas fases sobre estas fronteiras conforme S é variado. Constatamos que as diferenças entre diagramas com S inteiro e diagramas com S semi-inteiro tendem a desaparecer com o crescimento de S. / In this work we studied the effect of the temperature T and external magnetic field H on the spin 1/2 lsing model with competing interactions J1 and J2 = -pJ1 between the first- and second-neighbors, respectively, along an axial direction (ANNNl model), and the effect of the crystal field anisotropy D on the ground state of the ANNNl model with spins greater than 1/2. In the first model we built the p-T and H-T phase diagrams in the mean-field approximation. In these phase diagrams we found various types of phase transitions such as quasi-continuous and singular-continuous phase transitions. We also found evidences for the upsilon point (1) and superdegenerate points, which have previously been found only on the groundstate phase diagrams of Frenkel-I<ontorova type models.

L'atomisation d'un liquide par l'intermédiaire d'une nappe est un phénomène fréquemment rencontré dans la nature ainsi que dans un contexte industriel tel que la formation de sprays de combustibles dans les moteurs. Cette étude expérimentale vise à rendre compte des mécanismes de brisure des lames liquides. Deux régimes de nappes sont ici considérés.<br /><br />Le premier correspond à un état stable pour lequel la nappe reste plane. Cet état est étudié à l'aide d'un dispositif formant des nappes par collision de jets cylindriques. Un couplage entre des modulations d'épaisseur de la nappe et la déstabilisation capillaire du bord libre conduisant à la formation des gouttes est mis en évidence. Ces modulations d'épaisseur sont dues aux conditions d'injection et pilotent la fragmentation de la nappe. <br /><br />Lorsque la vitesse d'écoulement dans la nappe est augmentée, une instabilité de cisaillement avec l'air se développe et la nappe se met à battre tel un drapeau. Ce second régime est étudié à partir d'une nappe formée par la collision normale d'un jet rond sur un cylindre solide pouvant osciller verticalement. Les caractéristiques des ondes générées par l'oscillation du point d'impact (vitesse, amplitude,...) sont correctement prédites par une analyse linéaire. Les ondulations de la surface imposent une accélération transitoire au liquide. Cette situation est instable au sens de Rayleigh-Taylor et conduit à des modulations d'épaisseur transverses à l'écoulement. La modification du champ d'épaisseur conditionne la morphologie du bord libre qui est constitué d'indentations à l'extrémité desquelles des ligaments sont formés et se brisent en gouttes. Un modèle incluant le développement des deux instabilités permet de rendre compte de la caractérisation de la fragmentation de la nappe (lieu de brisure, vitesse et taille des gouttes). Enfin, d'autres situations expérimentales mettant en jeu des accélérations et des modulations d'épaisseur sur des nappes liquides sont également envisagées.

Les travaux de recherche présentés dans cette thèse s'intéressent à l'application de techniques de modulation et de traitement du signal numérique aux communications optiques. Ils se concentrent sur la conception d'un système de communication optique sur courte distance à 40Gb/s. Pour une longueur d'onde optique donnée, l'accroissement du débit binaire s'obtient généralement en repoussant les limites technologiques afin d'augmenter la vitesse des modulations simples du type "on-off keying". Cette méthode ne satisfait cependant pas les exigences économiques des applications à haut débit sur courte distance. La combinaison du multiplexage de porteuses électriques et d'une modulation à plusieurs niveaux permet de réduire le support fréquentiel et la vitesse de modulation du signal porteur d'information. Des composants typiques des systèmes de transmission à 10Gb/s peuvent ainsi être utilisés pour transmettre 40Gb/s. La technologie de circuits CMOS est également exploitable pour l'intégration économe de fonctions de traitement du signal élaborées. Les structures de traitement du signal adaptatives présentées permettent de réduire les exigences techniques dans la conception des fonctions analogiques. Elles permettent également de compenser les distorsions linéaires dues au canal de transmission et aux variations résultant d'une production industrielle. Des modèles théoriques et numériques validés par l'expérimentation permettent l'analyse du système. Les résultats de simulations numériques montrent qu'un système de communication à 40Gb/s à bas coût et d'une portée dépassant 10km est possible. Nous présentons également un prototype utilisant un circuit intégré test en technologie CMOS réalisant les fonctions de modulation/démodulation pour le canal RF le plus difficile à implémenter, et transmettant des données dans une fibre monomode s'étendant sur plus de 30km.