Le développement des antennes modales, qui sont des antennes actives reconfigurables en diagramme de rayonnement mais pas en réseaux, a commencé pour pouvoir implémenter le dépointage électronique dans les téléphones portables. Cette solution est généralement réalisée par un réseau d’antennes, ce qui est très difficile, voire impossible, dans un téléphone portable. Le dépointage permettrait d’améliorer le bilan de liaison et d’augmenter le débit des données.Le premier objectif de cette thèse est donc de développer des antennes modales pour la norme LTE. Trois concepts d’antennes modales ont été présentés. Le premier est une antenne de type « folded loop » active reconfigurable par permutation des points d’alimentation et de retour à la masse. Le deuxième propose une architecture pour rassembler l’antenne principale et l’antenne diversité en bas du téléphone, tout en supportant le MIMO et l’agrégation de porteuses, deux des spécificités de la LTE. Le dernier optimise l’utilisation de la seconde antenne des systèmes LTE MIMO pour procéder au dépointage électronique.Ces antennes modales ne peuvent délivrer leur réel potentiel qu’en étant utilisées avec un algorithme de pilotage, qui choisira la configuration ou le mode approprié(e) à la situation. Le second objectif de cette thèse est donc le développement d’algorithmes intelligents de pilotage d’antennes modales. Le premier algorithme développé et breveté par la société Ethertronics a la particularité de prédire à chaque instant quel sera le meilleur mode à l’instant suivant, à l’aide de données en bande de base pour la LTE. Le second algorithme est déterministe et permet d’estimer et de suivre la direction d’arrivée du signal. Il sélectionne ensuite le mode qui possède le meilleur gain dans cette direction, dans le but d’améliorer le bilan de liaison. / The development of modal antennas which are radiation pattern reconfigurable active antennas, but not arrays, started in order to implement beam forming in cellphones. This solution is generally made with an antenna array, which is very difficult, even impossible, in a mobile phone. Beam forming could improve the link budget and increase the data rate. The first aim of this thesis is the development of modal antennas for LTE standard. Three modal antennas concepts were presented. The first one is a reconfigurable “folded loop” active antenna by permutation of feed and ground points. The second one is a solution to gather the main and the diversity antenna in the bottom part of the phone, and to support MIMO and carrier aggregation, which are two features of LTE. The last one optimizes the use of the second antenna in LTE MIMO systems in order to perform beam forming. These modal antennas will provide their real potential only by being used by a driving algorithm which will choose the best mode or configuration according to the situation. So, the second aim of this thesis is the development of smart modal antenna driving algorithms. The first algorithm, developed and patented by Ethertronics, has the specificity to predict, at each moment, which mode will be the best for the next moment, by using baseband data for LTE. The second algorithm is deterministic and can estimate and track the direction of arrival of the signal. Then, it selects the mode which has the best gain in this direction in order to improve the link budget.

La reconstruction tomographique par temps de première arrivée est rendue difficile par son caractère mal posé et par la non-linéarité du problème direct associé. Dans cette thèse, on se propose d'employer un modèle déformable, permettant d'introduire un a priori global sur la forme des objets à reconstruire, pour obtenir des solutions plus stables et de meilleure qualité. Dans un premier temps, nous introduisons des contraintes de forme de haut niveau en reconstruction tomographique d'émission, modalité où le problème direct est linéaire. Dans un second temps, différentes stratégies de résolution du problème non linéaire de reconstruction en temps d'arrivée sont envisagées. La solution retenue approche le problème direct par une suite de problèmes linéaires, conduisant à un algorithme par minimisations successives simples, au coursdesquelles l'a priori de forme est introduit. L'efficacité de la méthode est montrée en simulation et à partir de données réelles, acquises sur un banc développé par l'IFSTTAR pour le contrôle non destructif de structures de génie civil. / Image reconstruction from first time arrival is a difficult task due to its ill-posedness nature and to the non linearity of the direct problem associated. In this thesis, the purpose is to use a deformable model because it enables to introduce a global shape prior on the objects to reconstruct, which leads to more stable solutions with better quality. First, high level shape constraints are introduced in Computerized Tomography for which the direct problem is linear. Secondly, different strategies to solve the image reconstruction problem with a non linearity hypothesis are considered. The chosen strategy approximates the direct problem by a series of linear problems, which leads to a simple successive minimization algorithm with the introduction of the shape prior along the minimization. The efficiency of the method is demonstrated for simulated data as for real data obtained from a specific measurement device developped by IFSTTAR for non destructive evaluation of civil engineering structures.

Speech is by far the most natural form of communication between human beings. It is intuitive, expressive and contains information at several cognitive levels. We as humans, are perceptive to several of these cognitive levels of information, as we can gather the information pertaining to the identity of the speaker, the speaker's gender, emotion, location, the language, and so on, in addition to the content of what is being spoken. This makes speech based human machine interaction (HMI), both desirable and challenging for the same set of reasons. For HMI to be natural for humans, it is imperative that a machine understands information present in speech, at least at the level of speaker identity, language, location in space, and the summary of what is being spoken. Although one can draw parallels between the human-human interaction and HMI, the two differ in their purpose. We, as humans, interact with a machine, mostly in the context of getting a task done more efficiently, than is possible without the machine. Thus, typically in HMI, controlling the machine in a specific manner is the primary goal. In this context, it can be argued that, HMI, with a limited vocabulary containing specific commands, would suffice for a more efficient use of the machine. In this thesis, we address the problem of ``Who spoke what and where", in the context of a machine understanding the information pertaining to identities of the speakers, their locations in space and the keywords they spoke, thus considering three levels of information - speaker identity (who), location (where) and keywords (what). This can be addressed with the help of multiple sensors like microphones, video camera, proximity sensors, motion detectors, etc., and combining all these modalities. However, we explore the use of only microphones to address this issue. In practical scenarios, often there are times, wherein, multiple people are talking at the same time. Thus, the goal of this thesis is to detect all the speakers, their keywords, and their locations in mixture signals containing speech from simultaneous speakers. Addressing this problem of ``Who spoke what and where" using only microphone signals, forms a part of acoustic scene analysis (ASA) of speech based acoustic events. We divide the problem of ``who spoke what and where" into two sub-problems: ``Who spoke what?" and ``Who spoke where". Each of these problems is cast in a generic latent variable (LV) framework to capture information in speech at different levels. We associate a LV to represent each of these levels and model the relationship between the levels using conditional dependency. The sub-problem of ``who spoke what" is addressed using single channel microphone signal, by modeling the mixture signal in terms of LV mass functions of speaker identity, the conditional mass function of the keyword spoken given the speaker identity, and a speaker-specific-keyword model. The LV mass functions are estimated in a Maximum likelihood (ML) framework using the Expectation Maximization (EM) algorithm using Student's-t Mixture Model (tMM) as speaker-specific-keyword models. Motivated by HMI in a home environment, we have created our own database. In mixture signals, containing two speakers uttering the keywords simultaneously, the proposed framework achieves an accuracy of 82 % for detecting both the speakers and their respective keywords. The other sub-problem of ``who spoke where?" is addressed in two stages. In the first stage, the enclosure is discretized into sectors. The speakers and the sectors in which they are located are detected in an approach similar to the one employed for ``who spoke what" using signals collected from a Uniform Circular Array (UCA). However, in place of speaker-specific-keyword models, we use tMM based speaker models trained on clean speech, along with a simple Delay and Sum Beamformer (DSB). In the second stage, the speakers are localized within the active sectors using a novel region constrained localization technique based on time difference of arrival (TDOA). Since the problem being addressed is a multi-label classification task, we use the average Hamming score (accuracy) as the performance metric. Although the proposed approach yields an accuracy of 100 % in an anechoic setting for detecting both the speakers and their corresponding sectors in two-speaker mixture signals, the performance degrades to an accuracy of 67 % in a reverberant setting, with a $60$ dB reverberation time (RT60) of 300 ms. To improve the performance under reverberation, prior knowledge of the location of multiple sources is derived using a novel technique derived from geometrical insights into TDOA estimation. With this prior knowledge, the accuracy of the proposed approach improves to 91 %. It is worthwhile to note that, the accuracies are computed for mixture signals containing more than 90 % overlap of competing speakers. The proposed LV framework offers a convenient methodology to represent information at broad levels. In this thesis, we have shown its use with three different levels. This can be extended to several such levels to be applicable for a generic analysis of the acoustic scene consisting of broad levels of events. It will turn out that not all levels are dependent on each other and hence the LV dependencies can be minimized by independence assumption, which will lead to solving several smaller sub-problems, as we have shown above. The LV framework is also attractive to incorporate prior knowledge about the acoustic setting, which is combined with the evidence from the data to derive the information about the presence of an acoustic event. The performance of the framework, is dependent on the choice of stochastic models, which model the likelihood function of the data given the presence of acoustic events. However, it provides an access to compare and contrast the use of different stochastic models for representing the likelihood function.

Ce travail porte sur l’étude de l’environnement électromagnétique dans une chambre réverbérante à brassage mécanique de modes. Les chambres réverbérantes constituent un outil fondamental pour réaliser des mesures de compatibilité électromagnétique. Leur étude se focalise généralement sur les propriétés statistiques de la puissance du champ stationnaire. Cependant, d’autres études de ce champ stationnaire ont été faites sous un autre angle qui consiste à utiliser la décomposition en spectre d’ondes planes pour décrire ce champ. Les méthodes d’estimation spectrale à haute résolution constituent un outil puissant pour identifier les directions d’arrivée d’ondes planes. Ces méthodes réputées puissantes sont paramétriques, elles requièrent la connaissance a priori du nombre d’ondes planes à séparer. Une méthode complète basée sur le critère MDL (Minimum Description Length) pour l’estimation d’ordre et de l’algorithme MUSIC (MUltiple SIgnal Classification) a été codée pour l’estimation du nombre, des directions d’arrivée, des amplitudes et des phases des ondes planes. L’adaptation de l’estimateur du spectre d’ondes planes à l’environnement de la chambre réverbérante, qui est un milieu à forte corrélation, nécessite l’utilisation de la technique de lissage spatial pour décorréler les fronts d’onde. La simulation du fonctionnement de la chambre réverbérante par la méthode numérique FDTD (Finite Difference Time Domain) a permis d’avoir les cartographies du champ électrique pour réaliser l’étude de la variation du spectre angulaire par rotation du brasseur mettant en évidence l’effet du mouvement du brasseur sur les directions d’arrivée des ondes et sur leurs puissances respectives. Ce travail se termine par une étude statistique des directions d’arrivée et des amplitudes des ondes planes de la décomposition / This work deals with the study of electromagnetic environment in a mechanical stirred reverberation chamber. The reverberation chamber is a fundamental tool to perform measurements of electromagnetic compatibility. Its study is generally focused on the statistical properties of the stationary field power. However, other studies based on field decomposition on plane waves have been made to describe this environment. High resolution spectral methods are powerful tools to estimate the directions of arrival of plane waves. These parametric methods require a priori the knowledge of the number of plane waves to separate. A complete method based on MDL (Minimum Description Length) criterion and MUSIC algorithm (MUltiple SIgnal Classification) is developed for plane waves number, directions of arrival (DOA), amplitudes and phases estimation. To adapt the plane waves estimator to the environment of the reverberation chamber, which is a highly correlated medium, spatial smoothing technique is used for wavefronts decorrelation. The reverberation chamber is simulated by the FDTD (Finite Difference Time Domain) numerical method to obtain the electric field cartographies. They are then used to study the stirrer rotation effect on plane wave directions of arrival and their respective powers. This work concludes with a statistical study on the plane wave DOA and amplitudes

Les mères adoptantes à l’international vivent généralement un grand bonheur au moment de la rencontre avec leur enfant, car leur fort désir de fonder une famille ou de l’agrandir se concrétise (Duvert, 2007). Or, la période d’adaptation suivant l’arrivée de l’enfant peut être difficile, d’autant plus que plusieurs enfants adoptés à l’international présentent des besoins spéciaux (Dartiguenave, 2012; Martin et al., 2016). Le soutien apporté par le réseau immédiat est donc important (Jeannet, 2017). L’objectif de la présente étude est de documenter le rôle du réseau immédiat (famille, amis, autres parents adoptants, collègues, voisins) dans le soutien apporté aux mères adoptantes à l’international, suivant les trois premières années de l’arrivée de l’enfant. Douze entrevues individuelles semi-structurées ont été réalisées avec des mères ayant adopté au cours des trois dernières années. À leur arrivée, les enfants étaient âgés entre neuf mois et quatre ans et demi. Les thèmes de l’entrevue sont : les besoins des mères, la composition de leur réseau immédiat, les formes de soutien reçu et leur satisfaction du soutien. Précisons que le cadre conceptuel est celui du soutien social. L’analyse thématique dévoile que les besoins des mères sont d’avoir du répit, d’être écouté, encouragée et respectée dans leur rôle de parent adoptant. Leur réseau immédiat a surtout un rôle de soutien émotionnel et informationnel et occasionnellement un rôle d’accompagnement social. Le répit et l’aide concrète sont rares. Les mères rapportent que leurs principales sources de soutien sont leurs parents et leur meilleure amie. Les parents adoptants qu’elles fréquentent se distinguent par leur excellente compréhension de l’adoption. La majorité des mères sont satisfaites du soutien reçu. Leurs insatisfactions, peu nombreuses, sont le manque de répit et les difficultés de leurs proches non-adoptants à comprendre l’adoption. La discussion révèle que certaines mères sont inconfortables et réticentes à demander du soutien, car elles veulent être autonomes et craignent de déranger. Or, il ressort que les mères les mieux soutenues et satisfaites du soutien sont celles qui expriment leurs besoins de soutien. Quelques recommandations sont suggérées : accompagner les mères adoptantes à exprimer leurs besoins et informer le réseau immédiat sur la parentalité adoptive internationale. / International adoptive mothers generally experience great happiness when they meet their child, because their strong desire to start a family or expand it becomes a reality (Duvert, 2007). However, the adjustment period following the arrival of the child can be difficult, even more so when many children adopted internationally have special needs (Dartiguenave, 2012; Martin et al., 2016). The support provided by the immediate network is therefore important (Jeannet, 2017). The objective of this study is to document the role of the immediate network (family, friends, other adoptive parents, co-workers, neighbours) in providing support to mothers who adopted internationally, in the first three years after the child’s arrival. Twelve semi-structured one-on-one interviews were conducted with mothers who adopted in the past three years. At their arrival, the children were between nine months and four and a half years old. The themes of the interview are: adoptive mothers’ needs, the composition of their immediate network, the forms of support received and their satisfaction of support. The conceptual framework is that of social support. A thematic analysis reveals that these mothers’ needs are to have respite, to be listened to, to be encouraged and to be respected in their role as adoptive parents. Their immediate network has a support role that is mainly emotional and informational and occasionally social. Respite and concrete help are rare. The mothers reported that their main sources of support are their parents and their best friend. The adoptive parents stand out within their immediate network in that they have an excellent understanding of adoption. The majority of the mothers are satisfied with the support received. Their dissatisfactions, though few, are the lack of respite and the difficulties of their non-adoptive relatives to understand adoption. The discussion underscores that some mothers are uncomfortable and reluctant to ask for support because they want to be independent and they fear bothering others. However, it emerged that the mothers who are the most supported and satisfied with the support are those who express their needs for support. Some recommendations are suggested: accompanying adoptive mothers in expressing their needs and informing the immediate network about international adoptive parenthood.

The goal of this master’s thesis is to explore the possibilities of multichannel localization of acoustic signal sources and their following application on a real signal localization and separation, using Beamforming methods. During this thesis two beamforming methods were selected, namely Delay and Sum a Constant Directivity Beamforming - Circular Arrays, and were applicated on real environment signals using two microphone arrays’ geometries ULA (Uniform linear array) and UCA (Uniform Circular array).

Disertační práce je zaměřena na měření a modelování kanálu uvnitř a vně vozidla pro komunikaci a lokalizaci. Pro účely vytvoření integrovaného inteligentního dopravního systému ITS (Intelligent transportation system) je důležitý odhad vlastnosti kanálů pro vnitřní a venkovní scénáře. Za tímto účelem je vhodné provést řadu činností, které jsou obsahem disertační práce: Simulace fyzické vrstvy 802.11p, její srovnávání s 802.11a, měření kanálu pro různé scénáře pro 802.11p a pro širokopásmový systém (UWB), vytvoření modelů kanálů pro 802.11p a UWB a výzkum vlastností lokalizace založené na měření v pásmu UWB. Výzkum komunikace vozidla s okolím založená na IEEE 802.11p standardu. Jedním z cílů disertační práce je ukázat rozdíly mezi standardy fyzické vrstvy IEEE 802.11a a IEEE 802.11p prostřednictvím simulace s použitím modelu kanálu HIPERPLAN/2. V práci je uvedena simulace přenosu signálu 802.11p kanálem ITU-R M.1225 s odlišným zpožděním a středním výkonem (pro chodce a vozidla). Vliv kanálu na signál je analyzován za použití simulace v prostředí MATLABu pomocí vyhodnocení chybovosti. Určení vlastností kanálů v kmitočtovém pásmu 5,8 GHz pro standard IEEE 802.11p a UWB. Experimenty byly prováděny pro vnitřní a vnější prostředí vozidla. Bylo zjištěno, že pro protokol 802.11p může být trend (dlouhodobý vývoj) profilu PDP (power delay profile) nejlépe aproximován pomocí modelu obsahujícího dvě klesající exponenciální funkce, na rozdíl od Saleh-Valenzuelova (S-V) modelu, který je více vhodný pro UWB systémy pracující v pásmu 3 až 11 GHz. Vytvoření odpovídající impulzní odezvy (CIR) s využitím trendu PDP. Informace o CIR byla použita pro simulaci 802.11p za účelem vyhodnocení chybovosti při použití Ricianova modelu. Výsledky odhadu BER ukazují vhodnost protokolu pro vnitřní a vnější prostředí bezdrátových aplikací. Výsledky simulací dále ukazují, že se chybovost zásadně nemění a proto je možné určit střední křivku BER pro celou sadu změřených dat. Určení vlivu malé změny polohy antény na vlastnosti kanálu. Práce ukazuje náhodnost parametrů UWB kanálu pro malé změny polohy antény okolo vozidla, zaparkovaného v podzemní garáži. Ztráty šířením jsou monotónně rostoucí se vzdáleností, avšak náhodně se mění v závislosti na úhlu a výšce antén, a proto je vyhodnocení vzdálenosti pomocí síly signálu pro tyto scénáře nevhodné. Na druhé straně může být pro spolehlivé určení vzdálenosti bez ohledu na úhel nebo výšku antény použita doba příchodu prvního svazku. Ověření vlivu změn konfigurace kanálu na parametry S-V modelu. Práce demonstruje závislost parametrů Saleh-Valenzuela modelu v na vzdálenosti a výšce antén, avšak ukazuje, že jejich průměrné hodnoty jsou blízké IEEE 802.15.3 standardu. Ověření možnosti lokalizace pomocí metody TOA (time of arrival). Vzdálenost mezi anténami byla určena z profilu PDP s využitím lineární závislosti vzdálenosti na zpoždění. Souřadnice vysílací antény byly nalezeny pomocí dvou přijímacích antén pomocí 2-D lokalizační techniky TOA. Porovnání vypočtených souřadnic s původními vykazuje chybu menší než 6%, což ukazuje vhodnost navrženého přístupu pro lokalizaci vozidel.

Spectrum, environment and location awareness are key characteristics of cognitive radio (CR). Knowledge of a user’s location as well as the surrounding environment type may enhance various CR tasks, such as spectrum sensing, dynamic channel allocation and interference management. This dissertation deals with the optimisation of adaptive localisation techniques for CR. The first part entails the development and evaluation of an efficient bandwidth determination (BD) model, which is a key component of the cognitive positioning system. This bandwidth efficiency is achieved using the Cramer-Rao lower bound derivations for a single-input-multiple-output (SIMO) antenna scheme. The performances of the single-input-single-output (SISO) and SIMO BD models are compared using three different generalised environmental models, viz. rural, urban and suburban areas. In the case of all three scenarios, the results reveal a marked improvement in the bandwidth efficiency for a SIMO antenna positioning scheme, especially for the 1×3 urban case, where a 62% root mean square error (RMSE) improvement over the SISO system is observed. The second part of the dissertation involves the presentation of a multiband time-of arrival (TOA) positioning technique for CR. The RMSE positional accuracy is evaluated using a fixed and dynamic bandwidth availability model. In the case of the fixed bandwidth availability model, the multiband TOA positioning model is initially evaluated using the two-step maximum-likelihood (TSML) location estimation algorithm for a scenario where line-of-sight represents the dominant signal path. Thereafter, a more realistic dynamic bandwidth availability model has been proposed, which is based on data obtained from an ultra-high frequency spectrum occupancy measurement campaign. The RMSE performance is then verified using the non-linear least squares, linear least squares and TSML location estimation techniques, using five different bandwidths. The proposed multiband positioning model performs well in poor signal-to-noise ratio conditions (-10 dB to 0 dB) when compared to a single band TOA system. These results indicate the advantage of opportunistic TOA location estimation in a CR environment. / Dissertation (MEng)--University of Pretoria, 2012. / Electrical, Electronic and Computer Engineering / unrestricted

Cotutelle avec l'Université de Toulouse 3 - Paul Sabatier, France. Laboratoire d'accueil: Laboratoire de recherche de l'École Nationale de l'Aviation Civile (ENAC), équipe OPTIM, Toulouse, France. / Dans le contexte d'une augmentation soutenue du trafic aérien et d'une faible marge d'expansion des capacités aéroportuaires, la pression s'accroît sur les aéroports les plus fréquentés pour une utilisation optimale de leur infrastructure, telle que les pistes, reconnues comme le goulot d'étranglement des opérations aériennes. De ce besoin opérationnel est né le problème d'ordonnancement des atterrissages d'avions, consistant à trouver pour les avions se présentant à un aéroport la séquence et les heures d'atterrissage optimales par rapport à certains critères (utilisation des pistes, coût total des retards, etc) tout en respectant des contraintes opérationnelles et de sécurité. En réponse à ce besoin également, depuis les années 1990 aux États-Unis et en Europe, des outils d'aide à la décision ont été mis à la disposition des contrôleurs aériens, afin de les assister dans leur tâche d'assurer la sécurité et surtout la performance des flux d'arrivée. Un certain nombre de travaux de recherche se sont focalisés sur le cas déterministe et statique du problème d'atterrissage d'avions. Cependant, le problème plus réaliste, de nature stochastique et dynamique, a reçu une attention moindre dans la littérature. De plus, dans le cadre du projet européen de modernisation des systèmes de gestion de trafic aérien, il a été proposé d’étendre l’horizon opérationnel des outils d’aide à la décision de manière à prendre en compte les avions plus loin de l'aéroport de destination. Cette extension de l'horizon opérationnel promet une meilleure gestion des flux d'arrivées via un ordonnancement précoce plus efficient. Néanmoins, elle est inévitablement accompagnée d'une détérioration de la qualité des données d'entrée, rendant indispensable la prise en compte de leur stochasticité. L’objectif de cette thèse est l’ordonnancement des arrivées d’avions, dans le cadre d'un horizon opérationnel étendu, où les heures effectives d'arrivée des avions sont incertaines. Plus précisément, nous proposons une approche basée sur la programmation stochastique à deux étapes. En première étape, les avions sont pris en considération à 2-3 heures de leur atterrissage prévu à l'aéroport de destination. Il s'agit de les ordonnancer à un point de l'espace aérien aéroportuaire, appelé IAF (Initial Approach Fix). Les heures effectives de passage à ce point sont supposées suivre des distributions de probabilité connues. En pratique, cette incertitude peut engendrer un risque à la bonne séparation des avions nécessitant l'intervention des contrôleurs. Afin de limiter la charge de contrôle conséquente, nous introduisons des contraintes en probabilité traduisant le niveau de tolérance aux risques de sécurité à l'IAF après révélation de l'incertitude. La deuxième étape correspond au passage effectif des avions considérés à l'IAF. Comme l'incertitude est révélée, une décision de recours est prise afin d'ordonnancer les avions au seuil de piste en minimisant un critère de deuxième étape (charge de travail des contrôleurs, coût du retard, etc). La démonstration de faisabilité et une étude numérique de ce problème d'ordonnancement des arrivées d'avions en présence d'incertitude constituent la première contribution de la thèse. La modélisation de ce problème sous la forme d’un problème de programmation stochastique à deux étapes et sa résolution par décomposition de Benders constituent la deuxième contribution. Finalement, la troisième contribution étend le modèle proposé au cas opérationnel, plus réaliste où nous considérons plusieurs points d’approche initiale. / Airport operations are well known to be a bottleneck in the air traffic system, which puts more and more pressure on the world busiest airports to optimally schedule landings, in particular, and also – but to a smaller extent – departures. The Aircraft Landing Problem (ALP) has arisen from this operational need. ALP consists in finding for aircraft heading to a given airport a landing sequence and landing times so as to optimize some given criteria (optimizing runway utilization, minimizing delays, etc) while satisfying operational constraints (safety constraints mainly). As a reply to this operational need, decision support tools have been designed and put on service for air traffic controllers since the early nineties in the US as well as in Europe. A considerable number of publications dealing with ALP focus on the deterministic and static case. However, the aircraft landing problem arising in practice has a dynamic nature riddled with uncertainties. In addition, operational horizon of current decision support tools are to be extended so that aircraft are captured at larger distances from the airport to hopefully start the scheduling process earlier. Such a horizon extension affects the quality of input data which enlarges the uncertainty effect. In this thesis, we aim at scheduling aircraft arrivals under uncertainty. For that purpose, we propose an approach based on two-stage stochastic programming. In the first stage, aircraft are captured at a large distance from the destination airport. They are to be scheduled on the same initial approach fix (IAF), a reference point in the near-to-airport area where aircraft start their approach phase preparing for landing. Actual IAF arrival times are assumed to be random variables with known probability distributions. In practice, such an uncertainty may cause loss of safety separations between aircraft. In such situations, air traffic controllers are expected to intervene to ensure air traffic safety. In order to alleviate the consequent air traffic control workload, chance constraints are introduced so that the safety risks around the IAF are limited to an acceptable level once the uncertainty is revealed. The second stage corresponds to the situation where aircraft are actually close to the IAF. In this stage, the uncertainty is revealed and a recourse decision is made in order to schedule aircraft on the runway threshold so that a second-stage cost function is minimized (e.g., air traffic control workload, delay cost, etc). Our first contribution is a proof of concept of the extended aircraft arrival management under uncertainty and a computational study on optimization parameters and problem characteristics. Modeling this problem as a two-stage stochastic programming model and solving it by a Benders decomposition is our second contribution. Finally, our third contribution focuses on extending our model to the more realistic case, where aircraft in the first stage are scheduled on several IAFs.

Wireless communications rely, among other things, on theunderstanding of the properties of the radio propagationchannel, the antennas and their interplay. Adequate measurementsare required to verify theoretical models and togain knowledge of the channel behavior and antenna performance.As a result of this master thesis we built a 3D fieldscanner measurement system to predict multipath propagationand to measure antenna characteristics. The 3Dscanner allows measuring a signal at the point of interestalong a line, on a surface or within a volume in space. In orderto evaluate the system, we have performed narrowbandchannel sounding measurements of the spatial distributionof waves impinging at an imaginary spherical sector. Datawas used to estimate the Angle-of-Arrivals (AoA) and amplitudeof the waves. An estimation method is presented tosolve the resulting inverse problem by means of regularizationwith truncated singular value decomposition. The regularizedsolution was then further improved with the helpof a successive interference cancellation algorithm. Beforeapplying the method to measurement data, it was testedon synthetic data to evaluate its performance as a functionof the noise level and the number of impinging waves. Inorder to minimize estimation errors it was also required tofind the phase center of the horn antenna used in the channelmeasurements. The task was accomplished by directmeasurements and by the regularization method, both resultsbeing in good agreement.