Application des méthodes de Monte-Carlo séquentielles à l'extraction de trames radar

Sequential Monte-Carlo methods for pulse train deinterleaving

• Auteur / Autrice : Jean-Jacques Szkolnik
• Direction : André Quinquis
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Traitement du signal
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Brest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière, de l'information et de la santé (Brest, Finistère)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire E3I2 - Extraction et exploitation de l'information en environnements incertains (Brest, Finistère)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : École nationale supérieure des ingénieurs des études et techniques d'armement (1971-2010)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Méthodes particulaires (analyse numérique)

Radar

Traitement adaptatif du signal

Monte-Carlo, Méthode de

Résumé

L'objectif de la présente étude consiste à déterminer un algorithme capable d'assurer l'extraction aveugle des impulsions issues d'un même radar et de caractériser la séquence d'évolution de leurs paramètres caractéristiques. Nous explicitons précisément le contexte et la nature physique des impulsions, les paramètres qui les caractérisent, ainsi que les diverses modulations des paramètres prises en compte afin d'aboutir à une formulation d'état des trames radar. On s'intéresse ensuite aux méthodes actuelles implémentées sur les matériels opérationnels et dressons un état de l'art de la recherche en la matière au travers des publications libres paraissant sur le sujet. Nous dégageons et justifions notre propre axe de recherche constitué par l'application des méthodes particulaires à la problématique précédemment décrite. Nous détaillons les théories de Monte-Carlo séquentielles, leurs limitations, les procédés mis en œuvre pour y remédier, leur adaptation à l'extration de trames radar et en déduisons un module de désentrelacement générique explicité à partir des temps d'arrivée des impulsions (TOA). L'intégration de nouvelles modulations est améliorée en intégrant une variante de la transformation ''unscented''. Nous étendons ensuite les concepts utilisés à des modules d'extraction spécifiés à partir d'autres paramètres primaires. Nous donnons un exemple du degré de complexité de scénarii susceptibles d'être traités à partir de l'association de deux modules d'extraction fonctionnant pour le premier à partir des TOA et pour le second à partir d'un autre paramètre. Nous terminons par une série d'évaluations du module d'extraction destinées à en déterminer le domaine d'emploi.

The purpose of this study consists in determining an algorithm able to ensure the blind extraction of pulses resulting from the same radar system and to characterize the sequence evolution of their characteristic parameters. We precisely explicit the context and the physical nature of the pulses, the parameters which characterize them and the various parameter modulations taken into account, in order to lead to a radar pulse train state formulation. Then, we deal with the current method limitations implemented on operational equipments and draws up the state of the art of research on the matter through free publications appearing on the subject. We release and justify our own research orientation relying on the application of the particle methods to the previously described problems. We detail Monte-Carlo sequential theories, their limitations and additional techniques used to overcome drawbacks. We stipulate the adaptation of the presented techniques to our problem in order to deduce the formulation of a generic deinterleaving module specified exclusively from pulse times of arrival (TOA). The extraction module adaptation capabilities to news modulations, possibly nonlinear, are improved by integrating the unscented transformation. We extend then the concepts used for the TOA extraction module to new extraction modules specified from the other parameters. We give an example of scenario complexity degree likely to be processed with the association of two extraction modules running for the first from TOA and for the second from an other parameter. Finally the last part is dedicated to a series of extraction module evaluations intended to determine its application field.