Synchronisation robuste d'une forme d'onde DSSS pour des applications aéronautiques et spatiales // Robust synchronization algorithms taylored to DSSS waveforms for aerospace applications

Dans cette thèse, on s'intéresse au problème de synchronisation qu'un récepteur de télécommunication doit mettre en œuvre pour décoder par la suite l'information transmise. On s'intéressera en particulier à un récepteur sol ou aéroporté recevant des signaux émis par des satellites en orbites basses ou géostationnaires. La forme d'onde d'intérêt sera supposée être à faible probabilité de détection, par exemple, une forme d'onde dite DSSS (direct-sequence spread spectrum). L'enjeu est alors d'estimer les paramètres de délai et de Doppler en réception de manière robuste, en particulier d'être capable de poursuivre des fréquences Doppler avec une très forte dynamique typique de telles configurations géométriques. Le problème est majoré par les très faibles rapports signal-sur-bruit que peuvent induire de tels scénarios.
L'objectif de ce projet de thèse est donc de s'approprier, dans un premier temps, les méthodes classiques de synchronisation, puis de développer des méthodes robustes aux scénarios considérés. Les algorithmes prendront en compte dans un premier temps une forme d'onde DSSS mais d'autres formes d'onde à faible probabilité de détection pourront être considérées. Enfin, une mise en œuvre pratique sur URSP (universal software radio peripheral) viendra illustrer et valider les performances théoriques des algorithmes développés lors de la thèse.
Le développement des algorithmes de synchronisation s'appuiera sur les outils de traitement statistique du signal.
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This thesis addresses the synchronization problem that a telecommunications receiver must solve to decode the transmitted information afterwards. We will focus in particular on a terrestrial or airborne receiver receiving signals transmitted by satellites in low Earth or geostationary orbits. The waveform of interest will be assumed to have a low probability of detection, for example, the DSSS (direct-sequence spread spectrum) waveform. The challenge is therefore to robustly estimate the delay and Doppler parameters at the receiver, in particular to track Doppler frequencies with the very high dynamic range typical of such geometric configurations. The problem is exacerbated by the very low signal-to-noise ratios that such scenarios can induce.
The objective of this thesis project is therefore to first master classical synchronization methods, and then to develop methods that are robust to the scenarios under consideration. The algorithms will initially consider a DSSS waveform, but other waveforms with low probability of detection may also be considered. Finally, a practical implementation on a USRP (Universal Software Radio Peripheral) will illustrate and validate the theoretical performance of the algorithms developed during the thesis.
The development of the synchronization algorithms will be based on statistical signal processing tools.
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Début de la thèse : 01/10/2026

Financement d'une institution de la république (Assemblée, Sénat,…)

Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace

475 EDMITT - Ecole Doctorale Mathématiques, Informatique et Télécommunications de Toulouse

Diplômé(e) ou élève en dernière année d'école d'ingénieurs (ou équivalent Bac+5) comportant une forte composante en traitement du signal statistique.
A graduate or a student in the final year of an engineering program (or equivalent to a five-year degree) with a strong focus on statistical signal processing.