Dissertations / Theses: 'Applications à faible latence'

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Ky, Joël Roman. "Anomaly Detection and Root Cause Diagnosis for Low-Latency Applications in Time-Varying Capacity Networks." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2025. http://www.theses.fr/2025LORR0026.

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Abstract:

L'évolution des réseaux a conduit à l'émergence d'applications à faible latence (FL) telles que le cloud gaming (CG) et la réalité virtuelle basée sur le cloud (Cloud VR), qui exigent des conditions réseau strictes, notamment une faible latence et une bande passante élevée. Cependant, les réseaux à capacité variable introduisent des dégradations, telles que du délai, des fluctuations de bande passante et des pertes de paquets, qui peuvent significativement altérer l'expérience utilisateur sur les applications FL. Cette thèse vise à concevoir des méthodologies pour détecter et diagnostiquer les anomalies de performance des applications FL fonctionnant sur des réseaux cellulaires et Wi-Fi. Pour atteindre cet objectif, des bancs d'essai expérimentaux réalistes ont été mis en place pour collecter des bases de données caractérisant les performances du réseau et capturant les indicateurs clés de performance (KPI) des applications CG et Cloud VR dans des environnements 4G et Wi-Fi. Ces données constituent la base de l'évaluation et du développement d'algorithmes de détection d'anomalies et de diagnostic basés sur l'apprentissage automatique. Les principales contributions de cette thèse incluent le développement de CATS, une solution de détection d'anomalies basé sur l'apprentissage contrastif, capable d'identifier efficacement les dégradations de l'expérience utilisateur dans les applications CG tout en restant robuste face à la contamination des données. De plus, cette thèse introduit RAID, un système de diagnostic en deux étapes conçu pour identifier les causes racines des problèmes de performance dans le Cloud VR. RAID a démontré une grande efficacité dans le diagnostic des dégradations Wi-Fi, même avec un nombre limité de données annotées. Les résultats de ce travail font progresser les domaines de la détection d'anomalies et du diagnostic des causes racines, offrant des perspectives concrètes aux opérateurs de réseaux pour optimiser les performances de leurs réseaux et améliorer la fiabilité des services et mieux supporter les applications FL, qui sont appelées à révolutionner les technologies de communication et à stimuler l'innovation dans de nombreuses industries
The evolution of networks has driven the emergence of low-latency (LL) applications such as cloud gaming (CG) and cloud virtual reality (Cloud VR), which demand stringent network conditions, including low latency and high bandwidth. However, time-varying capacity networks introduce impairments such as delays, bandwidth fluctuations, and packet loss, which can significantly degrade user experience on LL applications. This research aims to design methodologies for detecting and diagnosing performance anomalies in LL applications operating over cellular and Wi- Fi networks. To achieve this, realistic experimental testbeds were established to collect datasets that characterize network performance and capture key performance indicators (KPIs) of CG and Cloud VR applications over 4G and Wi-Fi environments. These datasets serve as the foundation for evaluating and developing machine learning-based anomaly detection and diagnostic frameworks. The key contributions of this thesis include the development of CATS, a contrastive learning-based anomaly detection framework capable of efficiently identifying user experience degradation in CG applications while remaining robust to data contamination. Additionally, this research introduces RAID, a two-stage root causes diagnosis framework designed to pinpoint the root causes of performance issues in Cloud VR. RAID demonstrated high efficiency in diagnosing Wi-Fi impairments, even with limited labeled data. The findings of this work advance the fields of anomaly detection and root cause diagnosis, offering actionable insights for network operators to optimize network performance and enhance service reliability to support LL applications, which are set to revolutionize communication technologies and drive innovation across various industries

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Aguilar, Melchior Carlos. "Les communications anonymes à faible latence." Phd thesis, INSA de Toulouse, 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00110313.

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Abstract:

Dans ce mémoire nous proposons des systèmes de communication anonyme à faible latence. Pour cela nous étudions les performances des systèmes basés sur les primitives classiques : envoi superposé ou bourrage chiffré pour l'émission, et diffusion avec adressage implicite pour la réception, quand les groupes d'utilisateurs potentiels sont contraints à être de petite taille, peu changeants, ou localisés. Nous proposons l'utilisation des protocoles de récupération d'informations privée (ou protocoles PIR pour Private Information Retrieval) comme alternative à la diffusion avec adressage implicite, et nous étudions les systèmes en résultant. Ces systèmes permettent de réduire significativement le coût des communications, au prix d'un coût calculatoire important. Au moyen d'exemples, nous montrons que ces nouvelles solutions offrent un meilleur choix dans certaines situations, notamment pour les utilisateurs connectés au service par Internet. Dans un deuxième temps, nous mettons en avant les relations entre les différentes techniques et montrons que les systèmes basés sur les primitives classiques ne sont en fait que des instances d'une famille qui, par l'utilisation de la récupération d'informations privée, devient nombreuse et polyvalente. Ainsi, on dispose de beaucoup plus de degrés de liberté pour l'implémentation de solutions fournissant des communications anonymes dans le cadre des groupes d'utilisateurs sous contraintes.

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Aguilar, Melchor Carlos. "Les communications anonymes à faible latence." Toulouse, INSA, 2006. http://www.theses.fr/2006ISAT0021.

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Abstract:

Dans ce mémoire nous proposons des systèmes de communication anonyme à faible latence. Pour cela nous étudions les performances des systèmes basés sur les primitives classiques : envoi superposé ou bourrage chiffré pour l'émission, et diffusion avec adressage implicite pour la réception, quand les groupes d'utilisateurs potentiels sont contraints à être de petite taille, peu changeants, ou localisés. Nous proposons l'utilisation des protocoles de récupération d'informations privée (ou protocoles PIR pour Private Information Retrieval) comme alternative à la diffusion avec adressage implicite, et nous étudions les systèmes en résultant. Ces systèmes permettent de réduire significativement le coût des communications, au prix d'un coût calculatoire important. Au moyen d'exemples, nous montrons que ces nouvelles solutions offrent un meilleur choix dans certaines situations, notamment pour les utilisateurs connectés au service par Internet. Dans un deuxième temps, nous mettons en avant les relations entre les différentes techniques et montrons que les systèmes basés sur les primitives classiques ne sont en fait que des instances d'une famille qui, par l'utilisation de la récupération d'informations privée, devient nombreuse et polyvalente. Ainsi, on dispose de beaucoup plus de degrés de liberté pour l'implémentation de solutions fournissant des communications anonymes dans le cadre des groupes d'utilisateurs sous contraintes
In this thesis, we present different systems providing low-latency anonymous communications. We first study the performance of systems based on well known primitives such as superposed sending and encrypted padding for transmission, and broadcast with implicit addressing for reception, when the group of potential users is restricted to be small, closed, or localized. We propose the usage of Private Information Retrieval (PIR) protocols as an alternative to broadcast with implicit addressing, and we study the resulting systems. These systems allow us to trade communication cost, for computational cost. Through some examples, we show that the new solutions offer a better choice in some situations, specially when the users are connected to the service through the Internet. Then, we put forward how the different approaches are related, and show that the systems based on classic primitives are in fact just some instances of a family, which becomes much larger and versatile through the introduction of PIR protocols

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Flocon-Cholet, Joachim. "Classification audio sous contrainte de faible latence." Thesis, Rennes 1, 2016. http://www.theses.fr/2016REN1S030/document.

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Abstract:

Cette thèse porte sur la classification audio sous contrainte de faible latence. La classification audio est un sujet qui a beaucoup mobilisé les chercheurs depuis plusieurs années. Cependant, on remarque qu’une grande majorité des systèmes de classification ne font pas état de contraintes temporelles : le signal peut être parcouru librement afin de rassembler les informations nécessaires pour la prise de décision (on parle alors d’une classification hors ligne). Or, on se place ici dans un contexte de classification audio pour des applications liées au domaine des télécommunications. Les conditions d’utilisation sont alors plus sévères : les algorithmes fonctionnent en temps réel et l’analyse du signal et le traitement associé se font à la volée, au fur et à mesure que le signal audio est transmis. De fait, l’étape de classification audio doit également répondre aux contraintes du temps réel, ce qui affecte son fonctionnement de plusieurs manières : l’horizon d’observation du signal se voit nécessairement réduit aux instants présents et à quelques éléments passés, et malgré cela, le système doit être fiable et réactif. Dès lors, la première question qui survient est : quelle stratégie de classification peut-on adopter afin de faire face aux exigences du temps réel ? On retrouve dans littérature deux grandes approches permettant de répondre à des contraintes temporelles plus ou moins fortes : la classification à la trame et la classification sur segment. Dans le cadre d’une classification à la trame, la décision est prise en se basant uniquement sur des informations issues de la trame audio courante. La classification sur segment, elle, exploite une information court-terme en utilisant les informations issues de la trame courante et de quelques trames précédentes. La fusion des données se fait via un processus d’intégration temporelle qui consiste à extraire une information pertinente basée sur l’évolution temporelle des descripteurs audio. À partir de là, on peut s’interroger pour savoir quelles sont les limites de ces stratégies de classification ? Une classification à la trame et une classification sur segment peuvent-elles être utilisées quel que soit le contexte ? Est-il possible d’obtenir des performances convenables avec ces deux approches ? Quelle mode de classification permet de produire le meilleur rapport entre performance de classification et réactivité ? Aussi, pour une classification sur segment, le processus d’intégration temporelle repose principalement sur des modélisation statistiques mais serait-il possible de proposer d’autres approches ? L’exploration de ce sujet se fera à travers plusieurs cas d’étude concrets. Tout d’abord, dans le cadre des projets de recherche à Orange Labs, nous avons pu contribuer au développement d’un nouvel algorithme de protection acoustique, visant à supprimer très rapidement des signaux potentiellement dangereux pour l’auditeur. La méthode mise au point, reposant sur la proposition de trois descripteurs audio, montre un taux de détection élevé tout en conservant un taux de fausse alarme très bas, et ce, quelles que soient les conditions d’utilisation. Par la suite, nous nous sommes intéressés plus en détail à l’utilisation de l’intégration temporelle des descripteurs dans un cadre de classification audio faible latence. Pour cela, nous avons proposé et évalué plusieurs méthodologies d’utilisation de l’intégration temporelle permettant d’obtenir le meilleur compromis entre performance globale et réactivité. Enfin, nous proposons une autre manière d’exploiter l’information temporelle des descripteurs. L’approche proposée s’appuie sur l’utilisation des représentations symboliques permettant de capter la structure temporelle des séries de descripteurs. L’idée étant ensuite de rechercher des motifs temporels caractéristiques des différentes classes audio. Les expériences réalisées montrent le potentiel de cette approche
This thesis focuses on audio classification under low-latency constraints. Audio classification has been widely studied for the past few years, however, a large majority of the existing work presents classification systems that are not subject to temporal constraints : the audio signal can be scanned freely in order to gather the needed information to perform the decision (in that case, we may refer to an offline classification). Here, we consider audio classification in the telecommunication domain. The working conditions are now more severe : algorithms work in real time and the analysis and processing steps are now operated on the fly, as long as the signal is transmitted. Hence, the audio classification step has to meet the real time constraints, which can modify its behaviour in different ways : only the current and the past observations of the signal are available, and, despite this fact the classification system has to remain reliable and reactive. Thus, the first question that occurs is : what strategy for the classification can we adopt in order to tackle the real time constraints ? In the literature, we can find two main approaches : the frame-level classification and the segment-level classification. In the frame-level classification, the decision is performed using only the information extracted from the current audio frame. In the segment-level classification, we exploit a short-term information using data computed from the current and few past frames. The data fusion here is obtained using the process of temporal feature integration which consists of deriving relevant information based on the temporal evolution of the audio features. Based on that, there are several questions that need to be answered. What are the limits of these two classification framework ? Can an frame-level classification and a segment-level be used efficiently for any classification task ? Is it possible to obtain good performance with these approaches ? Which classification framework may lead to the best trade-off between accuracy and reactivity ? Furthermore, for the segment-level classification framework, the temporal feature integration process is mainly based on statistical models, but would it be possible to propose other methods ? Throughout this thesis, we investigate this subject by working on several concrete case studies. First, we contribute to the development of a novel audio algorithm dedicated to audio protection. The purpose of this algorithm is to detect and suppress very quickly potentially dangerous sounds for the listener. Our method, which relies on the proposition of three features, shows high detection rate and low false alarm rate in many use cases. Then, we focus on the temporal feature integration in a low-latency framework. To that end, we propose and evaluate several methodologies for the use temporal integration that lead to a good compromise between performance and reactivity. Finally, we propose a novel approach that exploits the temporal evolution of the features. This approach is based on the use of symbolic representation that can capture the temporal structure of the features. The idea is thus to find temporal patterns that are specific to each audio classes. The experiments performed with this approach show promising results

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Bernard, Nicolas. "Non-observabilité des communications à faible latence." Phd thesis, Grenoble 1, 2008. http://www.theses.fr/2008GRE10103.

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Abstract:

Cette thèse s'articule autour de deux parties, toutes deux liées à la protection de la vie privée dans les réseaux informatiques en général et sur l'Internet en particulier. Dans la première partie, nous proposons un système permettant d'établir des communications interactives non-observables, c'est-à-dire telles qu'un observateur ne puisse pas déterminer vers quelle(s) destination(s) sont établies ces communications, ni même, en fait, être certain qu'il y a bien de vraies communications!. Ce système innove par le niveau de protection qu'il vise, puisque même un observateur très puissant ne devrait pas être à même de la contourner. Cette protection se base sur l'Onion-Routing et le complète avec des méthodes sophistiquées destinées à déjouer l'analyse de trafic. Dans la seconde partie, nous nous intéressons plus particulièrement au protocole DNS. Bien qu'il soit possible de le protéger avec notre proposition de la partie précédente, cela dégrade ses performances (en termes de latence), ce qui à son tour a un impact sur celles des protocoles qui utilisent DNS. Dans cette partie, nous proposons une solution spécifique à DNS, qui fournit à la fois un bon niveau de protection et de meilleures performances. Ces deux systèmes peuvent bien sûr se combiner, mais aussi être utilisés comme des briques séparées, avec d'autre mécanismes de protection de la vie privée
This thesis is built around two parts, both related to the protection of privacy in computer networks, and more precisely on the Internet. In the first part, we propose a system allowing the establishment of unobservable interactive communications, unobservable meaning an observer can neither pinpoint the destination(s) of those communications, nor, in fact, know if there are real communications in the first place!. This system aims to provide an unequaled level of protection, as even a very powerful observer should not be able to bypass it. This protection is based on Onion-Routing and adds innovative methods against traffic analysis. In the second part, we take a closer look at the DNS protocol. While it is possible to protect it with our proposition described in the first part, this degrades performance, specifically latency, which has an impact on those protocols using DNS. In this part, we propose a DNS specific solution, providing both a good level of protection and better performance. These two systems can be combined of course, but they can also be used as separate bricks with other privacy enhancing mechanisms too

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Bernard, Nicolas. "Non-observabilité des communications à faible latence." Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00325234.

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Abstract:

Cette thèse s'articule autour de deux parties, toutes deux liées à la protection de la vie privée dans les réseaux informatiques en général et sur l'Internet en particulier.

Dans la première partie, nous proposons un système permettant d'établir des communications interactives non-observables, c'est-à-dire telles qu'un observateur ne puisse pas déterminer vers quelle(s) destination(s) sont établies ces communications, ni même, en fait, être certain qu'il y a bien de vraies communications!
Ce système innove par le niveau de protection qu'il vise, puisque même un observateur très puissant ne devrait pas être à même de la contourner.
Cette protection se base sur l'Onion-Routing et le complète avec des méthodes sophistiquées destinées à déjouer l'analyse de trafic.

Dans la seconde partie, nous nous intéressons plus particulièrement au protocole DNS.
Bien qu'il soit possible de le protéger avec notre proposition de la partie précédente, cela dégrade ses performances (en termes de latence), ce qui à son tour a un impact sur celles des protocoles qui utilisent DNS.
Dans cette partie, nous proposons une solution spécifique à DNS, qui fournit à la fois un bon niveau de protection et de meilleures performances.

Ces deux systèmes peuvent bien sûr se combiner, mais aussi être utilisés comme des briques séparées, avec d'autre mécanismes de protection de la vie privée.

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Wood, Sean. "GCC-NMF : séparation et rehaussement de la parole en temps-réel à faible latence." Thèse, Université de Sherbrooke, 2017. http://hdl.handle.net/11143/11905.

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Abstract:

Le phénomène du cocktail party fait référence à notre remarquable capacité à nous concentrer sur une seule voix dans des environnements bruyants. Dans cette thèse, nous concevons, implémentons et évaluons une approche computationnelle nommée GCC-NMF pour résoudre ce problème. GCC-NMF combine l’apprentissage automatique non supervisé par la factorisation matricielle non négative (NMF) avec la méthode de localisation spatiale à corrélation croisée généralisée (GCC). Les atomes du dictionnaire NMF sont attribués au locuteur cible ou à l’interférence à chaque instant en fonction de leurs emplacements spatiaux estimés. Nous commençons par étudier GCC-NMF dans le contexte hors ligne, où des mélanges de 10 secondes sont traités à la fois. Nous développons ensuite une variante temps réel de GCC-NMF et réduisons par la suite sa latence algorithmique inhérente de 64 ms à 2 ms avec une méthode asymétrique de transformée de Fourier de courte durée (STFT). Nous montrons que des latences aussi faibles que 6 ms, dans la plage des délais tolérables pour les aides auditives, sont possibles sur les plateformes embarquées actuelles. Nous évaluons la performance de GCC-NMF sur des données publiquement disponibles de la campagne d’évaluation de séparation des signaux SiSEC. La qualité de séparation objective est quantifiée avec les méthodes PEASS, estimant les évaluations subjectives humaines, ainsi que BSS Eval basée sur le rapport signal sur bruit (SNR) traditionnel. Bien que GCC-NMF hors ligne ait moins bien performé que d’autres méthodes du défi SiSEC en termes de métriques SNR, ses scores PEASS sont comparables aux meilleurs résultats. Dans le cas de GCC-NMF en ligne, alors que les métriques basées sur le SNR favorisent à nouveau d’autres méthodes, GCC-NMF surpasse toutes les approches précédentes sauf une en termes de scores PEASS globaux, obtenant des résultats comparables au masque binaire idéale. Nous montrons que GCC-NMF augmente la qualité objective et les métriques d’intelligibilité STOI et ESTOI sur une large gamme de SNR d’entrée de -30 à 20 dB, avec seulement des réductions mineures pour les SNR d’entrée supérieurs à 20 dB. GCC-NMF présente plusieurs caractéristiques souhaitables lorsqu’on le compare aux approches existantes. Contrairement aux méthodes d’analyse de scène auditive computationnelle (CASA), GCC-NMF ne nécessite aucune connaissance préalable sur la nature des signaux d’entrée et pourrait donc convenir aux applications de séparation et de débruitage de source dans un grand nombre de domaines. Dans le cas de GCC-NMF en ligne, seule une petite quantité de données non étiquetées est nécessaire pour apprendre le dictionnaire NMF. Cela se traduit par une plus grande flexibilité et un apprentissage beaucoup plus rapide par rapport aux approches supervisées, y compris les solutions basées sur NMF et les réseaux neuronaux profonds qui reposent sur de grands ensembles de données étiquetées. Enfin, contrairement aux méthodes de séparation de source aveugle (BSS) qui reposent sur des statistiques de signal accumulées, GCC-NMF fonctionne indépendamment pour chaque trame, ce qui permet des applications en temps réel à faible latence.
Abstract: The cocktail party phenomenon refers to our remarkable ability to focus on a single voice in noisy environments. In this thesis, we design, implement, and evaluate a computational approach to solving this problem named GCC-NMF. GCC-NMF combines unsupervised machine learning via non-negative matrix factorization (NMF) with the generalized cross-correlation (GCC) spatial localization method. Individual NMF dictionary atoms are attributed to the target speaker or background interference at each point in time based on their estimated spatial locations. We begin by studying GCC-NMF in the offline context, where entire 10-second mixtures are treated at once. We then develop an online, instantaneous variant of GCC-NMF and subsequently reduce its inherent algorithmic latency from 64 ms to 2 ms with an asymmetric short-time Fourier transform (STFT) windowing method. We show that latencies as low as 6 ms, within the range of tolerable delays for hearing aids, are possible on current hardware platforms. We evaluate the performance of GCC-NMF on publicly available data from the Signal Separation Evaluation Campaign (SiSEC), where objective separation quality is quantified using the signal-to-noise ratio (SNR)-based BSS Eval and perceptually-motivated PEASS toolboxes. Though offline GCC-NMF underperformed other methods from the SiSEC challenge in terms of the SNR-based metrics, its PEASS scores were comparable with the best results. In the case of online GCC-NMF, while SNR-based metrics again favoured other methods, GCC-NMF outperformed all but one of the previous approaches in terms of overall PEASS scores, achieving comparable results to the ideal binary mask (IBM) baseline. Furthermore, we show that GCC-NMF increases objective speech quality and the STOI and ETOI speech intelligibility metrics over a wide range of input SNRs from -30 dB to 20 dB, with only minor reductions for input SNRs greater than 20 dB. GCC-NMF exhibits a number of desirable characteristics when compared existing approaches. Unlike computational auditory scene analysis (CASA) methods, GCC-NMF requires no prior knowledge about the nature of the input signals, and may thus be suitable for source separation and denoising applications in a wide range of fields. In the case of online GCC-NMF, only a small amount of unlabeled data is required to pre-train the NMF dictionary. This results in much greater flexibility and significantly faster training when compared to supervised approaches including NMF and deep neural network-based solutions that rely on large, supervised datasets. Finally, in contrast with blind source separation (BSS) methods that rely on accumulated signal statistics, GCC-NMF operates independently for each time frame, allowing for low latency, real-time applications.

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Barnault, Loïc. "Optimisation de la démodulation et du codage pour une communication sporadique de faible latence." Cergy-Pontoise, 2006. http://www.theses.fr/2006CERG0303.

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Abstract:

Dans cette thèse on propose une chaîne de communication performante dans un contexte où les contraintes sur la QoS et sur l'efficacité spectrale visée ne peuvent être satisfaites par les systèmes actuels. On se place dans un contexte de communications satellitaires où l'on transmet des paquets de petite taille. Classiquement, les seuls systèmes envisageables pour la plage d'efficacité spectrale [0. 5,0. 8] font cohabiter des codes et des modems incompatibles en terme de performances. Le système proposé dans cette thèse est basé sur la définition de la constellation 3PSK possédant des caractéristiques situées entre la BPSK et la QPSK mais une capacité de démodulations supérieure. Pour permettre un bon couplage code-modem on propose d’associer un modem burst ternaire à des codes ternaires TCP et LDPC performants. On montre enfin, après optimisation du système global code-modem, que sur la plage d'efficacité spectrale cible les performances outrepassent celles de son équivalent binaire
The aim of this thesis consist in proposing a powerful communication system for satellite transmissions where the constraints put on the QoS and the spectral efficiency cannot be handled by existing systems. We work in a context of satellite communications where small packets are transmitted. Typically, the combinations code-modem which are proposed for spectral efficiencies in [0. 5,0. 8] are unbalanced in term of performance. The system we propose in this thesis is based on the 3PSK constellation which possesses a better demodulation capacity than BPSK or QPSK. In order to improve the cohabitation code-modem, we propose to associate a ternary burst modem with powerful ternary codes (TPC & LDPC). Finally, we show, after optimizations of the global system, that in the range of spectral efficiencies [0. 5,0. 8], our systems exhibit better performances than their binary counterparts

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POTTER, FREDERIC. "Conception et realisation d'un reseau d'interconnexion a faible latence et haut debit pour machines multiprocesseurs." Paris 6, 1996. http://www.theses.fr/1996PA066670.

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Abstract:

Cette these presente un mecanisme de communication a tres hautes performances pour machines multiprocesseurs s'appuyant sur des liaisons serie point-a-point a 1 gbit/sec. Il permet d'utiliser des stations de travail, tout en atteignant les performances des meilleurs ordinateurs paralleles. Nous avons concu et realise le routeur de paquets rcube, utilisant huit liens serie. Celui-ci permet l'acheminement de messages entre plusieurs processeurs. Le temps de routage d'un paquet est extremement cours (150 ns). Rcube presente en plus un mecanisme adaptatif general, qui permet le routage concurrent de paquets ayant la meme destination sur des liens differents. Un composant d'interface entre le bus pci et la liaison serie a ete specifie, et sa micro-architecture definie. De faible complexite, pci-hsl implemente le protocole direct deposit stateless receiver protocol, qui constitue le point clef de notre systeme. Nous avons aussi montre qu'il etait possible, en utilisant ce protocole, de construire une bibliotheque permettant une programmation par passage de messages. Les simulations effectuees montrent l'efficacite des mecanismes materiels de transfert de donnees, en particulier le debit de notre systeme est particulierement eleve, et sa latence faible.

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Gong, Yixi. "La quête de latence faible sur les deux bords du réseau : conception, analyse, simulation et expériences." Thesis, Paris, ENST, 2016. http://www.theses.fr/2016ENST0018/document.

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Abstract:

Au cours de ces dernières années, les services Internet croissent considérablement ce qui crée beaucoup de nouveaux défis dans des scénarios variés. La performance globale du service dépend à son tour de la performance des multiples segments de réseau. Nous étudions deux défis représentatifs de conception dans différents segments : les deux les plus importants se trouvent sur les bords opposés la connectivité de bout en bout des chemins d’Internet, notamment, le réseau d’accès pour l’ utilisateur et le réseau de centre de données du fournisseur de services
In the recent years, the innovation of new services over Internet is considerably growing at a fast speed, which brings forward lots of new challenges under varied scenarios. The overall service performance depends in turn on the performance of multiple network segments. We investigated two representative design challenges in different segments : the two most important sit at the opposite edges of the end-to-end Internet path, namely, the end-user access network vs. the service provider data center network

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Gong, Yixi. "La quête de latence faible sur les deux bords du réseau : conception, analyse, simulation et expériences." Electronic Thesis or Diss., Paris, ENST, 2016. http://www.theses.fr/2016ENST0018.

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Abstract:

Au cours de ces dernières années, les services Internet croissent considérablement ce qui crée beaucoup de nouveaux défis dans des scénarios variés. La performance globale du service dépend à son tour de la performance des multiples segments de réseau. Nous étudions deux défis représentatifs de conception dans différents segments : les deux les plus importants se trouvent sur les bords opposés la connectivité de bout en bout des chemins d’Internet, notamment, le réseau d’accès pour l’ utilisateur et le réseau de centre de données du fournisseur de services
In the recent years, the innovation of new services over Internet is considerably growing at a fast speed, which brings forward lots of new challenges under varied scenarios. The overall service performance depends in turn on the performance of multiple network segments. We investigated two representative design challenges in different segments : the two most important sit at the opposite edges of the end-to-end Internet path, namely, the end-user access network vs. the service provider data center network

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Graff, Philippe. "Caractérisation, identification dans le réseau et optimisation du transport de trafic à faible latence - le cas du Cloud-Gaming." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2023. http://www.theses.fr/2023LORR0314.

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Abstract:

Cette thèse s'intéresse au traitement du trafic à faible latence dans les réseaux, et en particulier aux services de type Cloud Gaming (CG) qui constituent notre cas d'étude. Ceux-ci ont fortement gagné en popularité et devraient représenter une part importante du trafic Internet dans les prochaines années. Or, les caractéristiques de leur trafic, à la fois haut débit et à faible latence, est exigeant pour les réseaux et rend difficile le maintien d'une bonne qualité de service (QoS) en conditions de réseau dégradées. Nous commençons par étudier le trafic de quatre plateformes de CG afin d'évaluer la capacité d'adaptation et la réactivité de leur algorithme de contrôle de congestion (CCA). Pour cela, nous dégradons synthétiquement les conditions réseau en impactant tour à tour le délais, la gigue, le taux de pertes et la bande passante disponible avec différentes intensités, et observons le trafic résultant. Dans un deuxième temps, nous étudions le trafic CG sur réseau cellulaire en reproduisant les conditions observées sur le réseau 4G d'Orange, y compris en situation de mobilité. Nous avons relevé une certaine disparité dans le comportement des plateformes. Certaines ne s'adaptent pas assez aux différentes contraintes et s'exposent par conséquent à de forts délais, se soldant parfois par des pertes de paquets. D'autres surréagissent, au détriment de leur qualité vidéo. L'ensemble des données collectées a été mis à disposition de la communauté. Constatant l'insuffisance des CCA de bout en bout, nous avons cherché dans un second temps à identifier le trafic CG dans le réseau pour lui faire bénéficier d'un traitement amélioré, en particulier au niveau des files d'attente qui peuvent induire de la latence en cas de congestion. Pour ce faire, nous avons mis au point un classificateur permettant de reconnaître avec une haute précision (98.5%) le trafic CG en s'appuyant sur un apprentissage automatique des propriétés statistiques du trafic qui sont calculées à la volée. Nous proposons une implantation de notre classificateur sous forme de plusieurs fonctions réseau virtuelles (VNF) pouvant traiter 10Gb/s. En partenariat avec Orange Labs, nous avons également étudié l'accélération de certaines fonctions sur un switch matériel programmable en P4 et en avons implanté certaines comme le calcul des caractéristiques, ce qui prouve qu'un déploiement réaliste au niveau d'un fournisseur d'accès est possible. Enfin, nous proposons de faire bénéficier le trafic CG d'une architecture "Low Latency, Low Loss, and Scalable Throughput" (L4S). Les plateformes actuelles de CG n'étant pas compatibles, nous avons développé notre propre plateforme et l'avons muni de Scream, un CCA basé pertes et délais pour le protocole RTP et supportant la notification explicite de congestion (ECN). Nous proposons de l'utiliser conjointement à DualPI2, un gestionnaire actif de files d'attente (AQM) disposant d'une file à faible latence. Nous évaluons alors le trafic face à différents flux concurrents soumis à un goulot d'étranglement. Pour la première fois, nous montrons l'intérêt de L4S par rapport aux approches classiques de gestion de file d'attente sur un véritable service à faible latence
This thesis focuses on the transport of low-latency traffic in networks, and in particular on Cloud Gaming (CG) services we selected as our case study. CG plaforms have gained much popularity recently and are expected to become a significant part of Internet traffic share in the upcoming years. However, the characteristics of their traffic, at the same time high bandwidth and low latency, are challenging for networks and make it difficult to maintain good quality of service (QoS) in degraded network conditions. We first analyze the traffic of four CG platforms to evaluate the capacity of adaptation and responsiveness of their congestion control algorithm (CCA). We synthetically lower the network conditions by impacting in turn the delay, jitter, loss rate and available bandwidth with different intensities, and observe the resulting traffic. Then, we study CG traffic on cellular networks by reproducing the conditions observed on the Orange 4G network, including a user mobility scenario. We noted a some disparities in the platforms' behavior. Some do not adapt adequately to the different constraints and are therefore exposed to long queuing delays, sometimes resulting in packet losses. Others overreact, to the detriment of their video quality. All of the data collected was made available to the community. Considering the limitations of end-to-end CCA, we propose to identify CG traffic in the network to make it benefit from an improved traffic processing, in particular at the level of queues which can induce latency in case of congestion. We have developed a classifier able to recognize CG traffic with high precision (98.5%) by relying on a machine learning approach featuring the statistical properties of CG traffic which are calculated on the fly. We propose an implementation of our classifier as a set of virtual network functions (VNF) that can handle 10Gb/s. In collaboration with Orange Labs, we also considered the acceleration of some functions on a programmable hardware switch in P4 and implemented the extraction of flow statistical features, which proves that a realistic deployment at an ISP level is possible. Finally, we propose to experiment the transport of CG traffic in a “Low Latency, Low Loss, and Scalable Throughput” (L4S) architecture. As current CG platforms are not compatible, we developed our own platform coupled with Scream, a CCA based on loss and delays for the RTP protocol and supporting explicit congestion notification (ECN). We propose to use it in conjunction with DualPI2, an active queue manager (AQM) with a low latency queue. We then monitor the traffic on the bottleneck against different competing flows. For the first time, we evaluate the performance of L4S against traditional traffic engineering approaches on a real low latency service

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Bardyn, Jean-Paul. "Amplificateurs CMOS faible bruit pour applications sonar." Lille 1, 1990. http://www.theses.fr/1990LIL10167.

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Abstract:

Ce travail a pour but d'évaluer les possibilités d'une intégration monolithique d'amplificateurs à très faible bruit dans une technologie CMOS. Il présente les principales caractéristiques et limitations des dispositifs actifs de cette technologie pour des applications analogiques pointues. En particulier, le bruit 1/F du transistor MOS est caractérisé et modélisé par une approche unifiée valide pour tous les régimes de fonctionnement. Dans le cadre d'applications en acoustique sous-marine, différents critères d'optimisation de l'amplificateur sont évalués. Ils ont été implémentés au sein d'un circuit prototype original de part certains aspects de sa structure. Le niveau de performances atteint par ce circuit nous permet d'envisager le remplacement des actuels circuits hybrides BIFET. Ceci ouvre la perspective d'une intégration monolithique de chaînes en traitement de signal complètes pour des capteurs sonar.

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Dehaese, Nicolas. "Etude et simulation d'un système sur puce radiofréquence pour les applications faible coût et faible consommation." Aix-Marseille 1, 2005. http://www.theses.fr/2005AIX11066.

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Abstract:

L'objet de ce travail de thèse a été l'étude et la simulation d'un système sur puce pour des applications faible coût, faible consommation. Dans un premier temps, à partir d'une étude bibliographique, un ensemble de critères d'aide à la définition d'une architecture radiofréquence pour de telles applications a été proposé. Une architecture pour une application propriétaire a alors été définie. En outre, un détecteur FSK asynchrone basé sur la technique ZIFZCD (Zero Intermediate Frequency Zero Crossing Demodulator) a été développé. L'adaptabilité de la solution architecturale retenue au standard 802. 15. 4 (ZigBee) a également été étudiée. Nous avons ensuite développé plusieurs plates-formes de modélisation de la chaîne de communication afin d'évaluer les performances du système (taux d'erreur sur les bits) en présence de différentes imperfections tout en optimisant le temps de calcul. Deux approches complémentaires ont été suivies. Une approche Top-Down (haut niveau vers bas niveau) a permis de proposer un premier dimensionnement de la chaîne et de déterminer un ensemble de contraintes sur différentes imperfections afin d'apporter un maximum d'informations aux concepteurs. Les caractéristiques simulées des blocs réalisés ont alors été détaillées et comparées aux recommandations systèmes. Une approche Bottom-Up (bas niveau vers haut niveau) a permis de valider la fonctionnalité de la chaîne en tenant compte des caractéristiques des éléments conçus au niveau transistor. En outre, cela a permis de valider la méthode de conception proposée dans la première partie de l'étude. Différentes contraintes sur les parties non décrites au niveau transistor ont enfin été établies

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Rudolff, Francois. "Méthodologie de conception nanowatt dédiée aux applications Smart-Card." Phd thesis, Université de Provence - Aix-Marseille I, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00408728.

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Abstract:

La surface occupée par la mémoire et la circuiterie digitale dans une carte à puce est prépondérante, ce qui motive l'utilisation de technologies à forte densité, mais impliquant une tension d'alimentation Vdd en dessous du volt. Par ailleurs, les cartes à puces étant destinées à des applications nomades, leur consommation est limitée alors que les fonctionnalités demandées deviennent plus nombreuses, ce qui nécessite de diminuer la consommation de chaque fonction élémentaire. Ainsi, le concepteur est amené à dimensionner des cellules analogiques fonctionnant sous spécifications nanowatt (faible tension d'alimentation - au plus 1 Volt - et faible consommation - quelques dizaines à quelques centaines de nano-ampères - ). Cette étude traite de l'élaboration d'une méthodologie de conception de circuits analogiques nanowatt, et de son application au domaine de la carte à puce. La méthodologie développée a été appliquée à des architectures autopolarisées et à polarisation fixée. Les circuits dimensionnés sous spécifications nanowatt, ont été simulés avec Spectre et les paramètres BSIM3v3 de la technologie CMOS 0.15µm de la société ATMEL. Les transistors qui ont été utilisés sont des transistors haute tension (HV oxyde épais). Les résultats de simulation se sont révélés cohérents avec les performances prédites par la méthodologie. Les mesures expérimentales ont confirmé l'aptitude de la méthodologie au dimensionnement de circuits sous spécifications nanowatt.

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Sébastien, Pierre. "Evaluation des méthodes de prédiction pour compenser la latence dans les applications haptiques en réseau." Grenoble INPG, 2008. http://www.theses.fr/2008INPG0177.

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Abstract:

Le sens du toucher, grâce aux interfaces haptiques, permet d'enrichir les scènes de réalité virtuelle, via un réseau lorsqu'elles sont partagées entre plusieurs utilisateurs. Ce réseau introduit une latence intrinsèque qui dégrade le rendu haptique en provoquant des décalages temporels entre l'action de la main et le retour de force qui s'ensuit. Cette thèse propose un système général de transmission de l'haptique entre deux scènes de réalité virtuelle : la poignée de main répartie. Dans ce système, l'envoi des messages du réseau se fait à une cadence fonction de l'innovation gestuelle, grâce à un prédicteur statistique sur le mouvement de la main. Les principales méthodes de prédiction sont étudiées : prédicteur de Taylor-Young, estimateur des moindres carrés et filtres adaptatifs. Les performances des prédicteurs et de leurs réglages sont mesurées sur un corpus de gestes réalisés par douze personnes avec l'Omni de Sensable et retardés d'une latence simulée constante. La mesure de performance est donnée par l'évaluation d'un critère défini dans cette thèse : le gain de prédiction. Enfin, cette poignée de main répartie est appliquée à une télécommande automatique de voiture sur circuit pour en étudier ses effets
Scenes of virtual reality can be enriched by sense of touch thanks to haptic interfaces. But when they are shared, the network latency damages haptic return. In fact it leads to time-lags between the action of hand and the resulting force feedback. This thesis suggests a haptic transmission system between two scenes of virtual reality : the "poigneé de main répartie". In the system messages are sent with a rate that depends on gesture innovation thanks to statistical methods of prediction for hand motion. The main methods of prediction : Taylor-Young, least square estimators and adaptative filters are studied. Their performance and their settings are evaluated on a corpus of gestures, which is produced by twelve people with the Omni of Sensable and delayed by a constant latency. They are given by a new indicator defined in the thesis : the prediction gain. At last the "poignée de main répartie" is applied for an automatic remote control of cars to study its effects

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Lorentz, Vincent Braun Francis. "Conversion bidirectionnelle de tension DC pour applications de faible puissance." Strasbourg : Université de Strasbourg, 2009. http://eprints-scd-ulp.u-strasbg.fr:8080/1036/01/LORENTZ_Vincent_2008.PDF.

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Abstract:

Thèse de doctorat : Electronique : Strasbourg 1 : 2008. Thèse de doctorat : Electronique : Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg : 2008.
Thèse soutenue en co-tutelle. Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. p. 163-172. Index.

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Harmassi, Mariem. "Thing-to-thing context-awareness at the edge." Thesis, La Rochelle, 2019. http://www.theses.fr/2019LAROS037.

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Abstract:

L'Internet des objets (IdO) comprend aujourd'hui une riche offre d'objets connectés, qui permettent de collecter et de partager en continu des données hétérogènes se rapportant à leurs environnements. Ceci a permis l'émergence d'un nouveau type d'applications, qui sont basées sur ces données et permettent de faciliter la vie des citoyens. Ces applications de l'Internet des objets sont dites « sensibles au contexte ». Grâce aux données collectées sur le contexte de l'utilisateur, elles sont en mesure d'adapter leur comportement de manière autonome, sans intervention humaine. Dans cette thèse, nous proposons un nouveau paradigme autour des interactions objet-à-objet, nommé « Interactions objet-à-objet pour la sensibilité au contexte en bordure de réseaux ». Ce dernier, permet de tenir compte d'un nouveau type de contexte, paradoxalement à la notion conventionnelle de « sensibilité au contexte » qui se limite au contexte de l’utilisateur d’une application. Ainsi nous proposons de nous intéresser pour la première fois au contexte des objets en tant que composante même de l’application. Cette thèse vise à doter les objets connectés d’un certain degré d'intelligence, leur permettant de comprendre leur propre environnement et d’en tenir compte dans leurs interactions objet-à-objet. Les contributions majeures de cette thèse se focalisent sur deux modules principaux. Nous proposons, dans un premier temps, un module d’identification de contextes capable de capter les contextes des objets mobiles et de délivrer ce genre d’information de contexte de façon exacte et continue. Sur la base de cette information de contexte assurée par le premier module, nous proposons un deuxième module de collecte de données sensible aux contextes de déploiement des objets connectés. Afin que ceci soit possible, de nombreux verrous restent à lever. Concernant le premier module d’identification de contexte, le premier défi rencontré afin de permettre aux objets connectés de devenir sensibles au contexte est (i) Comment peut-on assurer une identification de contexte exacte pour des objets déployés dans des environnements incontrôlables ? Pour ce faire, nous proposons dans notre premier travail un raisonneur dédié à l'apprentissage et le raisonnement sur le contexte [1]. Le raisonneur proposé est fondé sur une stratégie coopérative entre les différents dispositifs IdO d'un même voisinage. Cette coopération vise à un échange mutuel des données parmi les ressources disponibles d'un même voisinage. La deuxième problématique rencontrée est (ii) Comment peut-on assurer une identification de contexte continue pour des nœuds mobiles appartenant à des réseaux opportunistes ? Nous devons tout d'abord leur permettre de découvrir un maximum de voisins afin d'établir un échange avec. Afin de répondre à cette deuxième problématique nous proposons WELCOME un protocole de découverte des voisinages éco énergétique et à faible latence [2] qui permettra de diminuer considérablement les collisions sur la base d’une découverte de voisinage à faible coût en termes de latence et d’énergie. La troisième problématique, se rapportant au module de collecte de données sensible au contexte, est (iii) Comment peut-on assurer une collecte efficace et précise sur la base du contexte physique de déploiement des capteurs. En effet, d’une part tenir compte de l’information de contexte des capteurs, permet d'éviter toutes transmissions inutiles ou redondante de données. D’autre part, la contextualisation des données implique un partage et donc des transmissions de messages. La question ici (iii) Comment peut-on contextualiser au mieux le plus grand nombre d'objets connectés tout en préservant au mieux leurs ressources énergétiques. Afin de répondre à cette question, nous proposons un Publish-Subscribe à la fois sensible au contexte et éco énergétique basé sur un jeu coalitionnel dynamique qui permet de résoudre ces conflits d’intérêts entre les sources dans un réseau
Internet of Things IoT (IoT) today comprises a plethora of different sensors and diverse connected objects, constantly collecting and sharing heterogeneous sensory data from their environment. This enables the emergence of new applications exploiting the collected data towards facilitating citizens lifestyle. These IoT applications are made context-aware thanks to data collected about user's context, to adapt their behavior autonomously without human intervention. In this Thesis, we propose a novel paradigm that concern Machine to Machine (M2M)/Thing To Thing (T2T) interactions to be aware of each other context named \T2T context-awareness at the edge", it brings conventional context-awareness from the application front end to the application back-end. More precisely, we propose to empower IoT devices with intelligence, allowing them to understand their environment and adapt their behaviors based on, and even act upon, the information captured by the neighboringdevices around, thus creating a collective intelligence. The first challenge we face in order to make IoT devices context-aware is (i) How can we extract such information without deploying any dedicated resources for this task? To do so we propose in our first work a context reasoner [1] based a cooperation among IoT devices located in the same surrounding. Such cooperation aims at mutually exchange data about each other context. To enable IoT devices to see, hear, and smell the physical world for themselves, we need firstly to make them connected to share their observations. For a mobile and energy- constrained device, the second challenge we face is (ii) How to discover as much neighbors as possible in its vicinity while preserving its energy resource? We propose Welcome [2] a Low latency and Energy efficient neighbor discovery scheme that is based on a single-delegate election method. Finally, a Publish-Subscribe that take into account the context at the edge of IoT devices, can greatly reduce the overhead and save the energy by avoiding unnecessary transmission of data that doesn't match application requirements. However, if not thought about properly building such T2T context-awareness could imply an overload of subscriptions to meet context-estimation needs. So our third contribution is (iii) How to make IoT devices context-aware while saving energy. To answer this, We propose an Energy efficient and context-aware Publish-Subscribe [3] that strike a balance between energy-consumption due to context estimation and energy-saving due to context-based filtering near to data sources

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Ponsard, Raphael. "Traitement en temps réel, haut débit et faible latence, d'images par coprocesseurs GPU & FPGA utilisant les techniques d'accès direct à la mémoire distante." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALT071.

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Abstract:

L'amélioration permanente des sources de rayonnement X, ansi que les gains en performances des détecteurs de dernière géneration rendent possibles des experiences très performantes, qui peuvent produire des quantités énormes de données à haut débit, aussi difficiles à gérer qu'à stocker.Dans ce contexte, il devient indispensable d'améliorer les systèmes de calculs et de permettre le pré-traitement en temps réel des données brutes, la réjection de celles qui sont inutiles, la compression et la supervision en temps réel.Ces problématiques de gestion des flux de données n'ont pas encore reçu de réponse pleinement satisfaisante, en tous cas pas de façon générale.Cette thèse fait partie d'un projet plus vaste, le projet RASHPA de l'ESRF, visant à développer un système d'acquisition haute performance basé sur le RDMA.Une des caractéristiques essentielle de ce projet RASHPA est sa capacité à transférer directement des données de la tête du détecteur vers la mémoire de l'unité de calcul, au plus haut débit possible, en utilisant les techniques d'accès direct à la mémoire, sans copies inutiles, et minimisant le recours à un processeur (CPU).Le travail réalisé pendant cette thèse est une contribution au système RASHPA, qui rend possible le transfert direct de données dans la mémoire interne de cartes accélératrices.Un mécanisme de synchronisation à faible latence entre carte réseau RDMA et unité de calcul est proposé, déclenchant les opérations au rythme du détecteur.Cela permet de fournir une solution globale au traitement de données en temps réel, tant sur ordinateurs classiques que sur accélérateurs massivement paralleles.Pour illustrer la souplesse et l'extensibilité de l'approche proposée, plusieurs simulateurs de détecteurs ont été réalisés, s'appuyant sur les protocoles RoCEv2 ou PCI Express pour la partie transport ainsi que des unités de calcul RASHPA (RPU) à base de cartes graphiques (GPU) ou de circuits reconfigurables (FPGA).Le traitement de données en temps réel sur FPGA, encore peu pratiqué dans les sciences du rayon X, est évalué en utilisant les techniques de synthèse de haut niveau (HLS).Le projet est complété par un allocateur de mémoire centrale par grands blocs contigus, et par un système de translation d'adresses, tous deux destinés au contrôleur DMA.La qualification du pipeline de calcul proposé a été faite en s'inpirant d'expériences de cristallographie en série (SSX).Il comprend un pré-traitement des données brutes comme prévu pour un détecteur à gain adaptatif, la réjection d'images en fonction du nombre de pics de Bragg, et la compression des données au format matrice creuse
The constant evolution of X-ray photon sources associated to the increasing performance of high-end X-ray detectors allows cutting-edge experiments that can produce very high throughput data streams and generate large volumes of data that are challenging to manage and store.In this context, it becomes fundamental to optimize processing architectures that allow real-time image processing such as raw data pre-treatment, data reduction, data compression, fast-feedback.These data management challenges have still not been addressed in a fully satisfactory way as of today, and in any case, not in a generic manner.This thesis is part of the ESRF RASHPA project that aims at developing a RDMA-based Acquisition System for High Performance Applications.One of the main characteristics of this framework is the direct data placement, straight from the detector head (data producer) to the processing computing infrastructure (data receiver), at the highest acceptable throughput, using Remote Direct Memory Access (RDMA) and zero-copy techniques with minimal Central Processing Unit (CPU) interventions.The work carried out in this thesis is a contribution to the RASHPA framework, enabling data transfer directly to the internal memory of accelerator boards.A low-latency synchronisation mechanism between the RDMA network interface cards (RNIC) and the processing unit is proposed to trigger data processing while keeping pace with detector.Thus, a comprehensive solution fulfilling the online data analysis challenges is proposed on standard computer and massively parallel coprocessors as well.Scalability and versatility of the proposed approach is exemplified by detector emulators, leveraging RoCEv2 (RDMA over Converged Ethernet) or PCI-Express links and RASHPA Processing Units (RPUs) such as Graphic Processor Units (GPUs) and Field Gate Programmable Arrays (FPGAs).Real-time data processing on FPGA, seldom adopted in X ray science, is evaluated and the benefits of high level synthesis are exhibited.The framework is supplemented with an allocator of large contiguous memory chunk in main memory and an address translation system for accelerators, both geared towards DMA transfer.The assessment of the proposed pipeline was performed with online data analysis as found in serial diffraction experiments.This includes raw data pre-treatment as foreseen with adaptive gain detectors, image rejection using Bragg's peaks counting and data compression to sparse matrix format

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Jhaidri, Mohamed Amine. "Techniques de synchronisation à très faible SNR pour des applications satellites." Thesis, Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Atlantique Bretagne Pays de la Loire, 2017. http://www.theses.fr/2017IMTA0038/document.

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Abstract:

Les transmissions numériques par satellite sont largement utilisées dans plusieurs domaines allant des applications commerciales en orbites terrestres aux missions d'exploration scientifiques en espace lointain (Deep Space). Ces systèmes de transmission fonctionnent sur des très grandes distances et ils disposent des ressources énergétiques très limitées. Cela se traduit par un très faible rapport signal à bruit au niveau de la station de réception terrestre. Une possibilité d'établir une liaison fiable dans ces conditions très défavorables, réside dans l'utilisation de codes correcteurs d'erreurs puissants tels que les Turbo codes et le LDPC. Cependant, les gains de codage sont conditionnés par le bon fonctionnement des étages de la démodulation cohérente en amont, notamment l'étage de synchronisation. L'opération de synchronisation consiste à estimer et compenser le décalage en phase et en fréquence entre le signal reçu et l'oscillateur local du récepteur. Ces décalages sont généralement provoqués par des imperfections matérielles et le phénomène d'effet Doppler. A très faible rapport signal à bruit, les systèmes de synchronisation actuels se trouvent limités et incapables d'assurer les performances requises. Notre objectif est de fiabiliser l'étage de synchronisation du récepteur dans des conditions très difficiles de faible rapport signal sur bruit, d'effet Doppler conséquent avec prise en compte d'un phénomène d'accélération (Doppler rate) et d'une transmission sans pilote. Cette thèse CIFRE traite du problème de la synchronisation porteuse pour la voie descendante d'une transmission Deep Space. Après la réalisation d'une étude de l'état de l'art des techniques de synchronisation, nous avons retenu les boucles à verrouillage de phase (PLL: Phase Locked Loop). Dans un contexte industriel, les PLL offrent le meilleur compromis entre complexité d'implémentation et performances. Plusieurs détecteurs de phase basés le critère du maximum de vraisemblance ont été considérés et modélisés par leurs courbes caractéristiques. En se basant sur les modèles équivalents, nous avons développé une nouvelle étude de la phase d'acquisition non-linéaire d'une PLL du deuxième ordre avec un détecteur de phase semi-sinusoïdal. La deuxième partie de la thèse a été consacrée à l'étude des techniques de combinaison d'antennes. Ces méthodes visent à exploiter la diversité spatiale et améliorer le bilan de liaison de la chaîne de transmission tout en offrant une flexibilité de conception ainsi qu'une réduction considérable du coût d'installation. A l'issue de cette partie, nous avons proposé un nouveau schéma de combinaison d'antenne qui améliore le seuil de fonctionnement des systèmes existants
In deep space communication systems, the long distance between the spacecraft and the ground station along with the limited capacity of the on-board power generator result a very low signal to noise ratio (SNR). However, such transmission still possible by using near Shannon limit error correction codes (Turbo code and LDPC code). Nevertheless, to take advantage of this coding gain, the coherent demodulation is mandatory, and the carrier phase synchronization must be reliable at more restrictive SNR. At very low SNR, current synchronization systems are limited and unable to provide the required performances. Our goal is to improve the reliability of the receiver synchronization stage under very difficult conditions of a very low SNR, a variable Doppler effect (Doppler rate) and a blind transmission. This thesis deals with the problem of carrier phase synchronization for the downlink of a Deep Space transmission. After the study of the existing solutions, we selected the phase locked loop (Phase Locked Loop: PLL). In an industrial context, PLL offers the best trade-off between complexity and performance. Several phase detectors based on the maximum likelihood criterion were considered and characterized by their S-curves. Based on the equivalent models, we have developed a new study of the non-linear acquisition phase of a second-order PLL with a semi-sinusoidal phase error detector. The second part of the thesis was dedicated to the antennas combining techniques. These methods aim to improve the link budget of the transmission and offer more flexibility. At the end of this part, we proposed a new antennas combining scheme that improves the operating threshold of existing systems

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Maxin, Jérémy. "Oscillateurs optoélectroniques largement accordables et faible bruit pour les applications radar." Toulouse 3, 2014. http://thesesups.ups-tlse.fr/2727/.

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L'objectif de cette thèse est le développement de deux architectures d'oscillateurs optoélectroniques (OEO) afin de générer des signaux microondes très stables pour des applications radar. Les nouvelles génération de radar et de systèmes de guerre électronique requièrent le développement de nouvelles sources de signaux microondes très stables. La première architecture réalisée consiste à stabiliser le signal d'un laser bifréquence avec une boucle à verrouillage de fréquence optique. L'étude théorique et expérimentale du système a permis d'améliorer significativement la pureté spectrale du signal délivré par le laser. Implémenté avec une fibre optique de 100 m de long, l'oscillateur présente un bruit de phase de -105 dBc/Hz à 10 Hz de la porteuse avec une accordabilité de 2,5 à 5,5 GHz par pas de 2 MHz. Ces résultats correspondent aux limites techniques fixées par les composants hyperfréquences utilisés pour la boucle de stabilisation. L'implémentation de la boucle avec deux retards optiques en parallèles ou avec un anneau de fibre résonant comme retard optique est également étudiée. La seconde architecture développée est un oscillateur optoélectroniques couplé (COEO). Celle-ci, similaire à celle d'un laser à verrouillage de modes régénératif, résulte de l'imbrication d'une cavité laser à modes bloqués et d'une cavité optoélectronique résonante. Le développement du laser autour d'un amplificateur optique à semiconducteur (SOA) à semelle permet de tirer parti d'une puissance de saturation élevée et du faible bruit inhérent à ces composants. Nous mesurons avec ce dispositif une densité spectrale de puissance de bruit de phase de -135 dBc/Hz à 10 Hz de la porteuse à 10 GHz
The objectives of this thesis is the developement of two optoelectronic oscillator architectures dedicated to the generation of low noise microwave signals for radar applications. The first oscillator is based on the stabilization of the beatnote of a widely tunable dual-frequency laser with an optical fiber delay line. A fine analysis of the stabilization loop implemented with a 100 m long optical fiber allowed us to reach the technical limit fixed by the loop microwave amplifiers. The oscillator is tunable from 2. 5 to 5. 5 GHz by 2 MHz steps and present a phase noise power spectral density of -105 dBc/Hz at 10 kHz offset from the carrier (performance independent of the carrier frequency). The use of two optical fibers in a double delay lines architecture and of a fiber ring resonator as a delay line are also investigated. The second architecture developed is a coupled optoelectronic oscillator (COEO). The architecture, similar to a regenerative mode-locked laser, is realized by coupling a resonant laser cavity to a resonant optoelectronic loop. The developpement of this oscillator is based on a new architecture of SOA : an asymmetrical cladding semiconductor optical amplifier. This component offers better saturation power and lower intrinsic noise than the classical design. The COEO operates around 10 GHz. A phase noise power spectral density of -135 dBc/Hz is measured at 10 kHz offset from the carrier

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Verrascina, Nicola. "Design of ULP circuits for Harvesting applications." Thesis, Bordeaux, 2019. http://www.theses.fr/2019BORD0115/document.

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Abstract:

La très faible consommation dans les appareilles modernesest le facteur-clé pour les capteurs alimentée par une source d’énergierécupérée. La réduction du budget de puissance peut être atteinte grâceà différents techniques lié à trois niveaux d’abstraction : transistor, circuitet système. L’objet de cette thèse est l’analyse et la conception descircuits à très faible consommation pour des réseaux des capteurs sansfils. A’ régulateur de tension et an émetteur RF ont été examiné. Lepremier est le circuit principal pour la gestion de puissance ; il agitcomme interface entre le transducteur et les autres circuits du capteur.L’metteur est le circuit que exiges le plus de puissance pour fonctionner,donc une réduction de sa puissance il permet une augmentation de lavie opérationnelle du capteur
In the modern devices Ultra-low power consumption is thesurvival key for the energy-harvested sensor node. The reduction of thepower budget can be achieved by mixing different low–power techniquesat three levels of abstraction: transistor level, circuit level and systemlevel. This thesis deals with the analysis and the design of Ultra-LowPower (ULP) circuits suitable for Energy-Harvesting Wireless SensorNetworks (EHWSN). In particular, voltage regulator and RF transmissioncircuits are examined. The former is the main block in powermanagement unit; it interfaces the transducer circuit with the rest of thesensor node. The latter is the most energy hungry block and thusdecreasing its power consumption can drastically increases the sensoron-time

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Bontems, William. "Conception d'un convertisseur analogique numérique de haute résolution et faible surface pour des applications de très faible consommation (Ultra Low Power)." Electronic Thesis or Diss., Université Grenoble Alpes, 2024. http://www.theses.fr/2024GRALT034.

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Abstract:

Face aux défis environnementaux et technologiques actuels, et à l'essor croissant de l'utilisation des objets connectés ou embarqués, la consommation énergétique des circuits d'acquisition et de traitement des signaux devient un facteur limitant voire très critique. L'évolution des technologies, marquée par la réduction des tensions d'alimentation, favorise naturellement la réduction de l'énergie dissipée. Toutefois, des efforts supplémentaires sont nécessaires en ce qui concerne les architectures et les méthodes de conception pour atteindre des performances qualifiables de "Low Power" et "Ultra Low Power".Dans cette thèse, notre travail a principalement porté sur le bloc de convertisseur analogique-numérique (CAN), dont la part de consommation dans la chaîne analogique est souvent très significative. Nous démontrons pourquoi les concepts à approximations successive sont à nouveau très concurrentiels. Ce travail explique les algorithmes et méthodologies récents, visant à trouver des compromis entre résolution, vitesse et consommation. Trois convertisseurs à approximations successives (SAR) ont été entièrement modélisés sous Matlab puis conçus dans la technologie CMOS 65 nm afin d'évaluer leurs performances :- Un CAN SAR de résolution 15 bits et de fréquence de conversion de 200 KS/s.- Un CAN SAR de résolution 12 bits et de fréquence de conversion de 1.5 MS/s.- Un CAN SAR de résolution 12 bits implémenté selon une architecture entrelacée, pour atteindre une fréquence de conversion de 40 MS/s.Pour ces trois circuits, nous avons mis en œuvre une architecture de convertisseur numérique-analogique (CAN) dite "segmentée et à matrice divisée", ce qui a permis une réduction significative de la surface et une diminution des contraintes sur les tensions de référence. Des algorithmes de calibration et d'association dynamique des éléments ont été utilisés pour compenser les effets du mismatch des capacités sur les performances. De plus, nous avons étudié une nouvelle génération de comparateur temporel, caractérisée par une consommation nettement réduite par rapport à un comparateur classique, bien que cela soit au détriment de la vitesse de comparaison. Finalement, après la réalisation du layout, les caractéristiques de consommation moyenne et de surface sont les suivantes :- Pour le CAN 15 bits : 8 µW de consommation et une surface de 40 µm * 2280 µm.- Pour le CAN 12 bits : 10 µW de consommation et une surface de 40 µm * 770 µm.- Pour le CAN 12 bits à temps entrelacés : 280 µW de consommation et une surface de 1125 µm * 771 µm.Ces layout sont réalisés avec une forme permettant de mettre plusieurs voies en parallèle pour viser des applications matricielles d’imagerie
Following the present day environmental issues and the necessary innovation challenges, along with the increasing demand of connected or embedded devices, power consumption is becoming a bottleneck for front-end signal processing circuits. In advanced microelectronics technology nodes, the power supply reduction helps naturally for lower energy dissipation. However, important added efforts are needed for high resolution designs. New design architectures with improved methodologies are necessary to reach performances which could be qualified as "Low Power" or "Ultra Low Power" circuits.In this thesis, our work focused primarily on the analog-to-digital converter (ADC) block, which often accounts for a huge portion of the total power consumption in an analog read-out chain. We explain why successive approximations architectures are still highly competitive. This work highlights recent algorithms and methodologies aimed at achieving the best compromise between resolution, speed and power consumption. We pay constant attention to the die surface. Three versions of ADCs were carefully modeled using MATLAB tools and then designed in 65 nm CMOS technology to evaluate their performances:- A 15-bit resolution SAR ADC with a sampling rate of 200 KS/s.- A 12-bit resolution SAR ADC at a sampling rate of 1.5 MS/s.- A 12-bit resolution SAR ADC based on a time-interleaved architecture, achieving a conversion frequency of 40 MS/s.For these three circuits, a segmented and split digital-to-analog converter (DAC) architecture is used, which significantly reduced the area and relaxed constraints on reference voltages. Calibration algorithms and dynamic element matching were employed to compensate the capacitors mismatch impacts. Additionally, we investigated a new generation of comparator leveraging significantly the reduced power consumption in contrast to conventional comparators, but at the cost of limited speed. Finally, after layout completion, the average consumption and surface characteristics are as follows:- For the 15-bit ADC: 8 µW consumption and an area of 40 µm * 2280 µm.- For the 12-bit ADC: 10 µW consumption and an area of 40 µm * 770 µm.- For the interleaved 12-bit ADC: 280 µW consumption and an area of 1125 µm * 771 µm.These layouts are designed with a shape allowing for column parallel applications

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Roche, Julien. "Conception de systemes robustes de faible puissance pour des applications smarts-cards." Phd thesis, Université de Provence - Aix-Marseille I, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00408730.

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Abstract:

Le besoin securitaire lie au developpement des cartes a puce intelligentes impose de fortes contraintes quant a la robustesse de fonctionnement de ces dispositifs afin de garantir des performances optimales dans un environnement sans cesse perturbe. Depuis Trois ans, des effets d'annonces, suivies de prudentes introductions commerciales, se sont multiplies pour promouvoir aupres des operateurs telecoms un nouveau concept de carte SIM : une carte, Mega, Very Large ou SuperSIM, offrant des capacites memoires etendues aptes a supporter de nouveaux services de gestion de contenus et, surtout, disposant d'un protocole de communication bien plus rapide que celui specifie par l'ISO7816-3 (9, 6kbits/s en standard). L'augmentation de ce taux de transfert est donc un enjeu important pour ce marche. Une des solutions envisagees serait d'utiliser la performance de la norme USB (Universal Serial Bus) qui est une interface rapide, bidirectionnelle, isochrone et de faible cout, dont les connections sont gerees dynamiquement. En depit de sa simplicite, cette solution a un cout. En effet, l'isochronisme n'est pas assure par le transfert d'une base de temps au travers de la connexion. Ainsi le lecteur et l'element connecte (host et device) doivent generer leurs propre reference. Cependant, celles-ci doivent avoir une precision compatible, aussi bien au niveau des taux de transfert que du nombre d'elements faisant partie de la chaine de communication. L'objectif de cette these est d'une part, la recherche de solutions innovantes et de faible cout permettant la recuperation d'horloge lors de la transmition de donnees entre la carte a puce et son lecteur en se servant du protocole USB, et d'autre part, de demontrer la faisabilite de la solution par l'implementation d'une structure robuste, a faible puissance, pour les applications Smart-Card.

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Landari, Hamza. "Analyse et conception d'une micropompe pour des applications à très faible pression." Master's thesis, Université Laval, 2018. http://hdl.handle.net/20.500.11794/28319.

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Abstract:

Dans ce mémoire, nous présentons une nouvelle architecture d’une micropompe pneumatique à valves autoactionnées. Une modélisation par éléments finis de la micropompe est également présentée ainsi que sa fabrication et sa caractérisation. Le débit théorique minimal de la micropompe est de 9 µL/min pour une pression externe d’actionnement égale à 1500 Pa. La fréquence de déformation imposée à la membrane est de 1,25 Hz et la déformation maximale observée de cette dernière est égale à 3,66 µm. On note aussi que la modélisation par la méthode des éléments finis montre clairement une conservation de débit entre les phases d’admission et de refoulement égal à 99,99 %, cette conservation de débit a été validée aussi expérimentalement. La fabrication de la micropompe s’est faite à travers deux procédures : un moulage manuel pour les microvalves avec des chambres cylindrique et cubiques dont les dimensions externes sont de 8 mm x 12 mm x 6 mm avec des membranes de 20 µm d’épaisseur, fabriquées en Polydimethylsiloxane (PDMS). Un nouveau procédé d’impression à base de sucre, en collaboration avec le département de mécanique, a été aussi utilisé. Ce dernier se résume dans l’impression 3D d’un moule temporaire en sucre vitrifié. Les chambres d’actionnement de la micropompe sont de forme cylindrique avec un diamètre de 4 mm et une hauteur de 1 mm. La chambre de pompage est aussi cylindrique avec le même diamètre, mais avec une hauteur 0,5 mm. L’épaisseur des membranes de pompage est de 250 μm. En utilisant ce procédé, tout le système de pompage excluant les microvalves est fabriqué en un seul bloc afin d’éliminer toute fuite et minimiser l’encombrement du système. Les dimensions externes de la micropompe sont 20 mm x 20 mm x 10 mm. Les résultats de caractérisation de la micropompe consistent le débit minimal qu’on a pu générer qui est égale à 7 µL/min avec une puissance électrique consommée par le système de 114 mW. Enfin, les microvalves peuvent supporter une contre-pression jusqu’à 13 psi. Une interface graphique pour contrôler l’actionneur de la micropompe à l’aide d’un FPGA a aussi été développée.
In this project, a new architecture of an air-driven micropump prototype with self-actuating microvalves is presented. A finite element model is also presented. Fabrication and characterization of the system and the electronic control of the micro-pump was also introduced. The designed micropump was able to generate a flow rate of 9 µL/min. Pumping pressure was 1500 Pa. Frequency of membrane deformation was 1.25 Hz and its maximum deformation was 3.66 µm. Finite element modeling shows that the flow rate ratio between the admission and delivery phase was 99.99 %. Fabrication of the micropump was achieved through two processes. First, a manual molding for microvalves with cylindrical and cubic chambers whose external dimensions was 8 mm x 12 mm x 6 mm and actuation membrane thickness of 20 µm. The entire system, including the membrane, was made from polydimethylsiloxane (PDMS). Second, in collaboration with the department of mechanical engineering, a new printing process based on sugar glass was also used. The latter is based on the 3D printing of a sugar mold. The mold is dissolved after the pouring and curing of PDMS. The actuating chambers of the micropump wetre cylindrical with a diameter of 4 mm and a height of 1 mm. The pumping chamber was also cylindrical with the same diameter but with a height of 0.5 mm. The thickness of the pumping membranes was 250 µm. Through this process, the entire pumping system (expect microvalves) were fabricated as a one block to eliminate leakage and reduce system dimensions. The external dimensions of the micropump was 20 mm x 20 mm x 10 mm. Experimental results of the micro-pump showed that the flow rate that can be generated is 7 µL/min. The electrical power consumption of the system was 114 mW. Finally, the microvalve can resist to a back pressure up to 13 psi. A graphical interface to control the actuation part of the micropump using an FPGA has also been developed.

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Baltolu, Anthony. "Etude et conception analogique d’architectures d’acquisition acoustique très faible consommation pour applications mobiles." Thesis, Bordeaux, 2018. http://www.theses.fr/2018BORD0339/document.

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Abstract:

Les récentes avancées technologiques des microphones de type microsystème électromécanique (MEMS) leurs permettent une utilisation sur une large gamme d’amplitudes sonores. Leur niveau de bruit ayant baissé, il devient possible de capter des sons provenant d’une distance plus lointaine, tandis que l’augmentation de leur pression acoustique maximale leur permet de ne pas saturer dans un environnement très bruyant de type concert ou évènement sportif. Ainsi le système électronique de conversion analogique-numérique connecté au microphone devient l’élément limitant les performances du système d’acquisition acoustique. Un besoin de nouvelles architectures de conversion analogique-numérique ayant une plage dynamique augmentée se fait donc ressentir. Par ailleurs, ces microphones étant de plus en plus utilisés dans des systèmes fonctionnant sur batterie, la contrainte de limitation de la consommation devient importante.Dans la bande de fréquences audio, les convertisseurs analogiques-numériques de type sigma-delta sont les plus aptes à obtenir une grande résolution combinée à une faible consommation. Ils sont divisés en deux grandes familles: ceux à temps discret utilisant principalement des circuits à capacités commutées, et ceux à temps continu utilisant des circuits classiques. Cette thèse se concentre sur l’étude et la conception de chacun des deux types de convertisseurs sigma delta, en insistant sur la faible consommation, le faible coût de production (surface occupée) et la robustesse du circuit, cela en vue d’une production de masse pour équipements portables.La conception d’un convertisseur analogique numérique de type sigma-delta à temps discret a été réalisé, ce dernier atteignant un rapport signal sur bruit de 100 décibels sur une bande de 24kHz, pour une puissance consommée de seulement 480μW. Pour limiter la consommation, de nouveaux amplificateurs à base d’inverseurs sont utilisés, et dont la robustesse contre les variations du procédé de fabrication ou de la température a été améliorée. Les spécifications ont été définies grâce au développement d’un modèle de haut-niveau précis, ce qui permet d’éviter le surdimensionnement tout en atteignant les performances voulues. Enfin, un grand ratio de suréchantillonnage a été choisi afin de réduire l’espace utilisé par les capacités commutées, minimisant le coût de fabrication.Après une étude théorique de l’équivalence entre les modulateurs sigma-delta à temps discret et à temps continu, ainsi que des spécificités propres aux modulateurs à temps continu, une réalisation de ces derniers a été effectuée. Celui-ci atteint un rapport signal sur bruit de 95 décibels sur une bande de fréquence de 24kHz, tout en consommant 142μW. Pour réduire la consommation ainsi que l’espace utilisé, un filtre de boucle du second-ordre a été réalisé avec un seul amplificateur, et le quantificateur fait aussi office d’intégrateur grâce à l’utilisation d’une structure d’oscillateurs contrôlés en tension. Ce quantificateur à base d’oscillateurs est réalisé par des cellules numériques, réduisant la consommation et l’espace utilisé, mais est hautement non-linéaire. Cette non-linéarité a été prise en compte par des choix architecturaux afin de ne pas réduire les performances finales du modulateur
The recent technological advances in microelectromechanical system (MEMS) microphones allow them to be used on a large sound amplitude range. Due to their lower noise level, it becomes possible to capture sound from a faraway distance, while their increased acoustic overload point gives them the ability to capture sound without saturation in a loud environment like a concert or a sport event. Thus, the electronic analog / digital conversion system connected to the microphone becomes the limiting element of the acoustic acquisition system performance. There is then a need for a new analog / digital conversion architecture which has an increased dynamic range. Furthermore, since more and more of these microphones are used in battery-powered devices, the power consumption limitation constraint becomes of high importance.In the audio frequency band, the sigma-delta analog / digital converters are the ones most able to provide a high dynamic range combined to a limited power consumption. They are split in two families: the discrete-time ones using switched-capacitors circuits and the continuous-time ones using more classical structures. This thesis concentrates on the study and the design of both of these two types of sigma-delta converters, with an emphasis on the low-power consumption, the low production cost (area occupied) and the circuit robustness, in sight of a mass production for portable devices.A discrete-time sigma-delta modulator design has been made, the latter reaching a signal to noise ratio of 100dB on a 24kHz frequency bandwidth, for a power consumption of only 480μW. To limit the power consumption, new inverter-based amplifiers are used, with an improved robustness against the variations of the fabrication process or the temperature. Amplifier specifications are obtained thanks to an accurate high-level model developed, which allows to avoid over-design while ensuring that the wanted performances are reached. Finally, a large oversampling ratio has been used to reduce the switched-capacitors area, lowering the modulator cost.After a theoretical study of the equivalence between discrete-time and continuous-time modulators, and of continuous-time modulators specificities, a design of the latter has been made too. It reaches a signal to noise ratio of 95dB on a 24kHz bandwidth, while consuming 142μW. To reduce the power consumption and the occupied area, a second-order loop filter is implemented using a single amplifier, and the quantizer uses a VCO-based structure that provides inherently an integrating stage. The VCO-based quantizer is made using digital cells, lowering the consumption and area, but is highly non-linear. This non-linearity has been handled by architectural choices to not influence the final modulator performances

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Rouot, Jérémy. "Méthodes géométriques et numériques en contrôle optimal et applications au transfert orbital à poussée faible et à la nage à faible nombre de Reynolds." Thesis, Université Côte d'Azur (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016AZUR4103/document.

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Abstract:

Dans la première partie, on propose une étude sur le problème de nage à faible nombre de Reynolds à partir d'unnageur modélisant la nage des copépodes et du nageur historique de Purcell.En minimisant l’énergie dissipée par les forces de trainée sur le fluide, laquelle est reliée au concept d’efficacitéd’une nage, on utilise les outils géométriques et numériques du contrôle optimal. Le principe du maximum estutilisé pour calculer les contrôles optimaux périodiques satisfaisant une condition de transversalité fine reliée à laminimisation de l’énergie mécanique pour un déplacement fixé où à la maximisation de l’efficacité. Ce sont desproblèmes sous-Riemanniens ce qui permet d’utiliser des techniques efficaces telles que l’approximation nilpotentepour calculer des nages de faible amplitude et qui est utilisée pour calculer des nages sur le vrai système parcontinuation. Les conditions nécessaires et suffisantes du second ordre sont calculées pour sélectionner desminimiseurs faible dans le cas d’une famille de nages périodiques.Dans la seconde partie, on s‘intéresse à la trajectoire d’un engin spatial contrôlé sous l’action d’un champ à forcecentral et où l’on considère les perturbations conservatives dues à l’effet lunaire et à l’aplatissement de la Terre àses pôles. Notre approche est basée sur des techniques moyennisation appliquées sur le système issu du principedu maximum. Nous donnons des résultats de convergence entre le système moyenné et le système non moyenné.Enfin, nous simulons les trajectoires du système non moyennée en utilisant les solutions du système moyennépour initialiser des méthodes numériques indirectes
The first part of this work is devoted to the study of the swimming at low Reynolds number where we consider a2-link swimmer to model the motion of a Copepod and the seminal model of the Purcell Three-link swimmer. Wepropose a geometric and numerical approach using optimal control theory assuming that the motion occursminimizing the energy dissipated by the drag fluid forces related with a concept of efficiency of a stroke. TheMaximum Principle is used to compute periodic controls considered as minimizing control using propertransversality conditions, in relation with periodicity, minimizing the energy dissipated for a fixed displacement ormaximizing the efficiency of a stroke. These problems fall into the framework of sub-Riemannian geometry whichprovides efficient techniques to tackle these problems : the nilpotent approximation is used to compute strokeswith small amplitudes which are continued numerically for the true system. Second order optimality, necessary orsufficient, are presented to select weak minimizers in the framework of periodic optimal controls.In the second part, we study the motion of a controlled spacecraft in a central field taking into account thegravitational interaction of the Moon and the oblateness of the Earth. Our purpose is to study the time minimalorbital transfer problem with low thrust. Due to the small control amplitude, our approach is to define anaveraged system from the Maximum Principle and study the related approximations to the non averaged system.We provide proofs of convergence and give numerical results where we use the averaged system to solve the nonaveraged system using indirect method

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De, Souza Marcelo. "Conception d'amplificateur faible bruit reconfigurable en technologie CMOS pour applications de type radio adaptative." Thesis, Bordeaux, 2016. http://www.theses.fr/2016BORD0295/document.

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Abstract:

Les systèmes de communication mobiles permettent l’utilisation de l’information en environnements complexes grâce à des dispositifs portables qui ont comme principale restriction la durée de leurs batteries. Des nombreux efforts se sont focalisés sur la réduction de la consommation d’énergie des circuits électroniques de ces systèmes, une fois que le développent des technologies des batteries ne avance pas au rythme nécessaire. En outre, les systèmes RF sont généralement conçus pour fonctionner de manière fixe, spécifiés pour le pire cas du lien de communication. Toutefois, ce scénario peut se produire dans une petite partie du temps, entraînant ainsi en perte d’énergie dans le reste du temps. La recherche des circuits RF adaptatifs, pour adapter le niveau du signal d'entrée pour réduire la consommation d'énergie est donc d'un grand intérêt et de l'importance. Dans la chaîne de réception radiofréquence, l'amplificateur à faible bruit (LNA) se montre un composant essentiel, autant pour les performances de la chaîne que pour la consommation d'énergie. Au cours des dernières décennies, des techniques pour la conception de LNAs reconfigurables ont été proposées et mises en oeuvre. Cependant, la plupart d'entre elles s’applique seulement au contrôle du gain, sans exploiter Le réglage de la linéarité et du bruit envisageant l'économie d'énergie. De plus,ces circuits occupent une grande surface de silicium, ce qui entraîne un coût élevé, ou NE correspondent pas aux nouvelles technologies CMOS à faible coût. L'objectif de cette étude est de démontrer la faisabilité et les avantages de l'utilisation d'un LNA reconfigurable numériquement dans une chaîne de réception radiofréquence, du point de vue de la consommation d'énergie et de coût de fabrication
Mobile communication systems allow exploring information in complex environments by means of portable devices, whose main restriction is battery life. Once battery development does not follow market expectations, several efforts have been made in order to reduce energy consumption of those systems. Furthermore, radio-frequency systems are generally designed to operate as fixed circuits, specified for RF link worst-case scenario. However, this scenario may occur in a small amount of time, leading to energy waste in the remaining periods. The research of adaptive radio-frequency circuits and systems, which can configure themselves in response to input signal level in order to reduce power consumption, is of interest and importance. In a RF receiver chain, Low Noise Amplifier (LNA) stand as critical elements, both on the chain performance or power consumption. In the past some techniques for reconfigurable LNA design were proposed and applied. Nevertheless, the majority of them are applied to gain control, ignoring the possibility of linearity and noise figure adjustment, in order to save power. In addition, those circuits consume great area, resulting in high production costs, or they do not scale well with CMOS. The goal of this work is demonstrate the feasibility and advantages in using a digitally controlled LNA in a receiver chain in order to save area and power
Os sistemas de comunicação móveis permitem a exploração da informação em ambientes complexos através dos dispositivos portáteis que possuem como principal restrição a duração de suas baterias. Como o desenvolvimento da tecnologia de baterias não ocorre na velocidade esperada pelo mercado, muitos esforços se voltam à redução do consumo de energia dos circuitos eletrônicos destes sistemas. Além disso, os sistemas de radiofrequência são em geral projetados para funcionarem de forma fixa, especificados para o cenário de pior caso do link de comunicação. No entanto, este cenário pode ocorrer em uma pequena porção de tempo, resultando assim no restante do tempo em desperdício de energia. A investigação de sistemas e circuitos de radiofrequência adaptativos, que se ajustem ao nível de sinal de entrada a fim de reduzir o consumo de energia é assim de grande interesse e importância. Dentro de cadeia de recepção de radiofrequência, os Amplificadores de Baixo Ruído (LNA) se destacam como elementos críticos, tanto para o desempenho da cadeia como para o consumo de potência. No passado algumas técnicas para o projeto de LNA reconfiguráveis foram propostas e aplicadas. Contudo, a maioria delas só se aplica ao controle do ganho, deixando de explorar o ajuste da linearidade e da figura de ruído com fins de economia de energia. Além disso, estes circuitos ocupam grande área de silício, resultando em alto custo, ou então não se adaptam as novas tecnologias CMOS de baixo custo. O objetivo deste trabalho é demonstrar a viabilidade e as vantagens do uso de um LNA digitalmente configurável em uma cadeia de recepção de radiofrequência do ponto de vista de custo e consumo de potência

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Kamenova, Lora. "Modélisation thermo-hydraulique de caloducs miniatures plats à faible épaisseur pour des applications électroniques." Grenoble INPG, 2007. http://www.theses.fr/2007INPG0186.

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Abstract:

Parmi les solutions de refroidissement des composants électroniques, les caloducs miniatures permettent de transférer la chaleur passivement, en utilisant le principe de changement de phase d'un fluide caloporteur. Cette thèse est consacrée à l'étude des caloducs de forme plate, composés d'un réseau capillaire à poudre frittée et utilisés comme fonctions thermiques dans des substrats électroniques à haute densité. Grâce au couplage de nos modèles thermiques et hydrauliques, nous avons pu prédire les performances de ces dispositifs en terme de puissance maximale dissipable et de température. Les tests expérimentaux réalisés sur différents prototypes nous ont montré que ce type de caloducs était capable de diminuer la température des composants électroniques de plusieurs dizaines de °C. Les modèles développés ont été validés par les résultats de tests expérimentaux, avec un écart moyen de 20%. L'ensemble de ces travaux, nous a permis de mettre au point la technologie innovante DBC pour la fabrication des caloducs fins
A miniature heat pipe is a passive heat transfer mechanism that can transport large quantities of heat with a very small difference in temperature between the hottest and coldest interfaces in electronics. The objective of this thesis is to study the performances of flat heat pipes with sintered powder capillary wick, employed as thermal functions in high density electronics. Thanks to the coupling of our thermal and hydraulic models, we were able to predict the heat pipe performances in terms of maximum heat power and temperature distribution. The experiments demonstrated that the heat pipes are able to decrease the electronics temperature with several tens of °C. The tests results were in very good conformity to our models, with an average gap of 20% only. The innovative technology DBC for fabricating thin copper heat pipes was also developed in his work

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Fadhuile-Crepy, François. "Méthodologie de conception de circuits analogiques pour des applications radiofréquence à faible consommation de puissance." Thesis, Bordeaux, 2015. http://www.theses.fr/2015BORD0028/document.

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Abstract:

Les travaux de thèse présentés se situent dans le contexte de la conception de circuits intégrés en technologie CMOS avancée pour des applications radiofréquence à très faible consommation de puissance. Les circuits sont conçus à travers deux concepts. Le premier est l'utilisation du coefficient d'inversion qui permet de normaliser le transistor en fonction de sa taille et de sa technologie, ceci permet une analyse rapide pour différentes performances visées ou différentes technologies. La deuxième approche est d'utiliser un facteur de mérite pour trouver la polarisation la plus adéquate d'un circuit en fonction de ses performances. Ces deux principes ont été utilisés pour définir des méthodes de conception efficaces pour deux blocs radiofréquence : l'amplificateur faible bruit et l'oscillateur
Thesis work are presented in the context of the integrated circuits design in advanced CMOS technology for ultra low power RF applications. The circuits are designed around two concepts. The first is the use of the inversion coefficient to normalize the transistor as a function of its size and its technology, this allows a quick analysis for different performances or different technologies. The second approach is to use a figure of merit to find the most appropriate polarization of a circuit based on its performance. These two principles were used to define effective design methods for two RF blocks: low noise amplifier and oscillator

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Rudolff, François. "Méthodologie de conception nanowatt dédiée aux applications Smart-Card." Aix-Marseille 1, 2008. https://theses.hal.science/tel-00408728.

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Abstract:

La surface occupée par la mémoire et la circuiterie digitale dans une carte à puce est prépondérante, ce qui motive l’utilisation de technologies à forte densité, mais impliquant une tension d’alimentation Vdd en dessous du volt. Par ailleurs, les cartes à puces étant destinées à des applications nomades, leur consommation est limitée alors que les fonctionnalités demandées deviennent plus nombreuses, ce qui nécessite de diminuer la consommation de chaque fonction élémentaire. Ainsi, le concepteur est amené à dimensionner des cellules analogiques fonctionnant sous spécifications nanowatt (faible tension d’alimentation - au plus 1 Volt - et faible consommation - quelques dizaines à quelques centaines de nano-ampères - ). Cette étude traite de l’élaboration d’une méthodologie de conception de circuits analogiques nanowatt, et de son application au domaine de la carte à puce. La méthodologie développée a été appliquée à des architectures autopolarisées et à polarisation fixée. Les circuits dimensionnés sous spécifications nanowatt, ont été simulés avec Spectre et les paramètres BSIM3v3 de la technologie CMOS 0. 15um de la société ATMEL. Les transistors qui ont été utilisés sont des transistors haute tension (HV oxyde épais). Les résultats de simulation se sont révélés cohérents avec les performances prédites par la méthodologie. Les mesures expérimentales ont confirmé l’aptitude de la méthodologie au dimensionnement de circuits sous spécifications nanowatt
Memory cells and digital circuits mainly occupy silicon area in smart-cards, so strong density technologies are used, but associated supply voltage Vdd becomes lower than 1 volt. Besides, smard-cards are dedicated to portable application, so their consumption is limited, whereas required functionnalities increase, then elementary function consumption must be reduced. Thus, designer sizes analog cells working with nanowatt specifications (low voltage supply - no more 1 volt- and low consumption- few tens at few hundreds nano-amper). This study deals with a nanowatt analog circuit design methodology and its application to smart-card area. Self-biased and fixed bias architectures were designed with the developped methodology. Circuits sized for nanowatt specifications were simulated with Spectre and BSIM3v3 parameters of ATMEL 0. 15um CMOS technology. Transistors used in circuits are high voltage devices (HV thick oxide) Simulation results and methodology prediction are similar. Measures confirmed methodology capability to circuit sizing with nanowatt specifications

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Dervin, Mathieu. "Synchronisation de porteuse à très faible rapport signal à bruit pour applications satellite large bande." Phd thesis, Télécom ParisTech, 2005. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001545.

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Abstract:

Cette thèse traite du problème de la synchronisation de porteuse pour la transmission de données entre un satellite géostationnaire et un terminal utilisateur. L'étude menée ici se rapporte plus précisément à des systèmes multimédia large bande exploitant les bandes Ku/Ka. Les systèmes actuellement envisagés se fondent par ailleurs sur des modulations de phase et les normes les plus récentes privilégient des ordres de modulations élevés afin d'augmenter l'efficacité spectrale des systèmes. A faible rapport signal à bruit, les techniques de synchronisation classiques ne sont pas suffisamment performantes pour garantir la qualité de service requise. Les algorithmes proposés dans cette étude se fondent sur le décodage souple d'un code de parité simple pour la synchronisation de phase porteuse. Nous étudions d'abord comment extraire une information de décodage à partir des symboles reçus, et comment l'exploiter lors de la synchronisation de phase. Deux algorithmes de synchronisation issus du maximum de vraisemblance sont déduits de cette approche, le premier fondé sur une boucle de phase et adapté aux transmissions continues, le second sur un estimateur direct et adapté à des transmissions par paquets courts. Les résultats de simulations présentés dans cette thèse sont fondés sur un modèle de transmission inspiré de la norme DVB-S2. Nous montrons que dans un contexte tel que celui de transmissions multimédia par satellite, les algorithmes proposés constituent une alternative intéressante à l'utilisation de symboles pilotes pour l'initialisation d'algorithmes itératifs plus performants.

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Piroird, Jean-Michel. "Photogrammétrie numérique à faible nombre de vues applications en contrôle non destructif et en biostéréométrie /." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb376175688.

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Dervin, Mathieu. "Synchronisation de porteuse à très faible rapport signal à bruit pour applications satellite large-bande /." Paris : École nationale supérieure des télécommunications, 2006. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb40117817g.

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Pelletant, Aurelien. "Elaboration de matériaux composites céramiques à faible coefficient de dilatation thermique pour des applications spatiales." Thesis, Lyon, INSA, 2012. http://www.theses.fr/2012ISAL0018.

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Abstract:

Actuellement, la qualité de l’imagerie provenant de systèmes optiques spatiaux est limitée par la taille de leurs miroirs et la masse des structures supportant le miroir. Le développement de systèmes athermiques légers (un seul matériau) constitue le principal challenge dans l’amélioration de ces systèmes. De matériaux légers, résistants mécaniquement (E/ρ3 > 10, σf > 100 MPa) et stables thermiquement (< 2,0.e-6/K) doivent être développés. Dans ce cadre, notre travail porte sur l’élaboration de composites céramiques associant un matériau à coefficient de dilatation thermique (CTE) positif résistant mécaniquement (alumine ou zircone cériée) et un matériau à CTE très négatif (tungstate de zirconium ou β-eucryptite). L'étude du tungstate de zirconium a révélé plusieurs problèmes de décomposition et de réactions avec certaines matrices oxydes, menant à l’abandon de cet oxyde dans l’élaboration des composites. Dans le cas de la β-eucryptite, un phénomène de vermiculation a été mis en évidence, conduisant à la formation d’une porosité intragranulaire. L’optimisation des paramètres de frittage a permis de limiter cette porosité. L’étude du comportement thermique de la β-eucryptite confirme que son CTE très négatif provient principalement d’un phénomène de fissuration, généré par l’anisotropie de dilatation de sa maille cristalline. Cette fissuration est dépendante de la taille des grains mais également de la taille des agrégats de grains dans le cas des poudres. Ainsi, bien que le CTE intrinsèque de la β-eucryptite soit très faible (-0,4.e-6/K), son CTE extrinsèque peut atteindre des valeurs jusqu'à -10,9.e-6/K selon les conditions d’élaboration. Dans ce travail, deux stratégies d’élaboration de composites sont étudiées. Le premier cas consiste à diminuer le CTE des matrices oxydes à partir d’une poudre de β-eucryptite non microfissurée (-0,4.e-6/K) tandis que le second cas consiste à obtenir des matériaux à CTE très faible à partir d’une poudre de β-eucryptite microfissurée (-3,0.e-6/K). Lors de l’utilisation de la matrice en zircone cériée, le taux de dopage au cérium est optimisé afin de limiter la transformation de phase de la zircone. Cette transformation, induite par les contraintes de tension exercées par la β-eucryptite, affecte la linéarité du comportement thermique du composite. Dans les deux cas d’étude, les composites denses montrent une modification du CTE intrinsèque de la β-eucryptite passant de -0,4.e-6/K à plus de +3,2.e-6/K en raison des contraintes de compression appliquées par la matrice (alumine ou zircone cériée). La relaxation de ces contraintes nécessite une sous-densification des composites. A partir de ces observations, différents composites à CTE très faible sont élaborés. Toutefois, le sous-frittage des composites associé à la microfissuration de la β-eucryptite diminuent fortement les propriétés mécaniques des matériaux ainsi élaborés
High resolution satellite imagery from space optical systems is mainly limited by the mirror size and the mass of structures supporting the mirror. Nowadays, the development of light athermal systems is the major challenge to improve these optical systems. So, light materials having good mechanical properties (E/ρ3 > 10, σf > 100 MPa) and thermal stability (< 2.0e-6/K) are required. Within this context, our project consists in processing new ceramic composites by combining positive thermal expansion coefficient (TEC) materials having good mechanical properties (alumina or ceria doped zirconia) and negative TEC materials (zirconium tungstate or β-eucryptite) The processing of zirconium tungstate-based materials showed several decomposition and chemical reactions with some oxide matrix leading to its giving up. In the case of β-eucryptite, vermicular phenomenon occurs during sintering leading to the formation of intragranular porosity. Sintering parameters optimization can limit this porosity. The study of the thermal behavior of pure β-eucryptite materials shows that the very negative TEC results from microcracking, generated by the TEC anisotropy of its crystal lattice. This microcracking depends on the grain size and the aggregate size in the case of powder materials. Despite the fact that the TEC of its lattice (called intrinsic TE C equals to -0.4e-6/K) is very low, its bulk (or extrinsic) TEC can reach values until -10.9e-6/K according to the processing conditions. In this work, two strategies for developing composites were studied. The first one consists in decreasing the matrix TEC using an uncracked β-eucryptite powder (-0.4e-6/K) while the second one consists in elaborating near zero TEC materials from a microcracked β-eucryptite powder (-3.0e-6/K). When ceria-doped zirconia is used, ceria content must be adjusted in order to limit zirconia phase transformation. This transformation is driven by tensile stresses induced by the β-eucryptite and modifies the composite thermal behavior linearity. In both studied cases, dense composites show a modification of the β-eucryptite intrinsic TEC from -0.4e-6/K to more than +3.2e-6/K as a consequence of compressive stresses applied by the oxide matrix. An uncompleted densification of composites is required to relax these stresses. Taking into account these observations, several very low TEC composites were elaborated. However, the uncompleted densification of composites and the β-eucryptite microcracking greatly decrease the mechanical properties of these materials

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Tapfuh, Mouafo Joseph. "Etude d'amplificateurs faible niveau à haute linéarité en technologies intégrées HEMT AsGa pour applications spatiales." Limoges, 2008. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/82c545c3-edac-49d5-a891-3f4fbc7ceba0/blobholder:0/2008LIMO4056.pdf.

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Abstract:

Dans ce mémoire, nous examinons en détail les différentes méthodes d'évaluation de la linéarité dans les amplificateurs. Une analyse mathématique par séries de Volterra, basée sur le schéma équivalent d'un transistor HEMT nous a permis de dégager les différents paramètres qui influencent la linéarité d'un amplificateur faible niveau, notamment, son point de polarisation et ses impédances de charge. Ainsi, l'optimisation de la linéarité ne passe plus par l'optimisation du P1dB comme dans le cas des amplificateurs de puissance, mais sur l'optimisation de la charge des transistors du dernier étage à partir des données issues d'une mesure load-pull bi-porteuse visant à maximiser directement le C/I3 pour une puissance de fonctionnement nominale. Cette approche permet de palier à l'absence de modèle non-linéaire fiable pour prédire l'intermodulation à bas niveau de puissance de fonctionnement et d'optimiser la linéarité à partir d'une simple simulation linéaire robuste, fiable et rapide
This work presents an analysis of low-level and high linearity amplifier circuits, and proposes solutions in order to optimise the ratio between high linearity and low consumption (IP3/Pdc). Different methods to evaluate linearity in amplifier has been studied. Mathematical analysis with Volterra series based on equivalent circuit of HEMT transistor allows us to highlight different parameters influencing linearity in low amplifier, in particular, bias point and load impedances. Hence, linearity optimisation does not involve optimisation of output power at 1 dB gain compression, as for high power amplifier, but optimisation of load of transistor for the last stage, using data from 2 tones load-pull measurement, in order to maximise the C/I3 ratio for a given output power. This approach allow us to bypass the lack of reliable non-linear model of transistor for an accurate IM3 prediction, and help to optimise the linearity using a simple, fast and robust linear simulation

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Grâce, Erwan. "Hiérarchie mémoire reconfigurable faible consommation pour systèmes enfouis." Phd thesis, Université Rennes 1, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00783898.

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Abstract:

Les progrès des technologies de la micro-électronique ont permis d'embarquer des circuits numériques dans des objets multiples et divers (téléphones, GPS, automobiles, etc.) dont ils ont enrichi les fonctionnalités et amélioré les performances à moindre coût. Conjointement, l'essor rapide et constant de ces applications a amené des contraintes de conception sans précédent (contraintes de coût, de performance, de consommation, etc.). Dans ce contexte, l'émergence des architectures reconfigurables à grain épais a ouvert la voie à de nouveaux compromis entre performances et flexibilité. À ce jour, la mise en oeuvre des mécanismes de reconfiguration matérielle a principalement concerné les aspects calculatoires de ces architectures. Or, les applications embarquées (multimédia) manipulent des volumes de données croissants, engendrant une sollicitation intensive des ressources de mémorisation. En outre, l'hétérogénéité et l'évolutivité des traitements induits ne permet plus d'envisager l'élaboration de solutions de stockage dédiées dans un objectif de performance et de maîtrise de la consommation. Aussi, dans le cadre de cette thèse, nous avons développé le modèle RTL, valide et fonctionnel, d'une architecture reconfigurable que nous avons nommé MOREA (acronyme de Memory-Oriented Reconfigurable Embedded Architecture) et dont la structure mémoire est flexible. Celle-ci est organisée en un pavage de tuiles de traitement et de stockage qui supportent les processus d'une application. Au sein d'une tuile, les tâches du processus sont exécutées par quatre clusters qui intègrent des ressources mémoire et de calcul. Ces clusters communiquent entre eux et avec une mémoire de tuile, contenant les données partagées par les tâches du processus, grâce à une interconnexion flexible de type crossbar. Dès lors, cette structure permet de minimiser les mouvements de données au sein de MOREA et notamment le nombre d'accès mémoire et donc d'en atténuer l'impact sur la puissance de calcul et la dissipation énergétique du système. De plus, les gains obtenus sont maximisés grâce à une unité de génération d'adresses programmable dont l'architecture a été définie en fonction des caractéristiques des applications de traitement du signal et de l'image. Celle-ci intègre notamment un accélérateur matériel pour la génération de séquences d'adresses régulières. Cette architecture permet dès lors, comparativement à une solution programmable classique, d'améliorer significativement les performances de l'unité de génération d'adresses, d'un facteur 6 en terme de Millions d'Adresses générées Par Seconde (MAPS), tout en réduisant drastiquement sa consommation d'énergie de 96%.

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Perrot, Serge. "Étude théorique et expérimentale de la technologie membrane pour applications "faible coût" aux longueurs d'ondes millimétriques." Brest, 2001. http://www.theses.fr/2001BRES2037.

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Boutez, Corinne. "Amplificateurs cryogéniques faible bruit à base de transistors à hétérostructures de huate mobilité pour applications spatiales." Lille 1, 1997. http://www.theses.fr/1997LIL10010.

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Abstract:

Cette these traite des amplificateurs hyperfrequences faible bruit developpes dans le cadre d'applications spatiales. Une premiere partie est consacree a l'utilisation de ces amplificateurs en frequence intermediaire dans la chaine de reception : la conception et la realisation d'un amplificateur cryogenique faible bruit en bande x (8 - 12 ghz) est detaillee. Dans le cadre de cette etude, differents transistors a heterostructures de haute mobilite sur asga ont ete entierement caracterises : mesures statiques et hyperfrequences. L'option de l'utilisation de circuits d'accord de l'amplificateur en supraconducteurs a ete etudiee. Cette premiere partie a abouti a la realisation d'un amplificateur cryogenique faible bruit performant, ayant les performances de l'etat de l'art. Une seconde partie de ce travail de these a consiste a caracteriser des hemt sur inp a tres haute frequence (90 - 110 ghz) en parametres de bruit. Ces transistors seront utilises dans un amplificateur faible bruit a 119 ghz, en tete de reception dans le cadre d'un projet satellite. Pour cela, nous avons employe un modele de bruit extrinseque. Le developpement de differents bancs de mesure de bruit a permis d'extraire le modele de bruit de ces composants et ainsi de les caracteriser entierement. Ces differentes etudes ont permis une approche pratique des differents aspects lies au developpement d'amplificateurs faible bruit.

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Ben, Houcine Karim. "Tomographie optique par interférométrie à faible longueur de cohérence : applications à l'imagerie optique en milieu diffusant." Saint-Etienne, 2003. http://www.theses.fr/2003STET4006.

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Abstract:

L'imagerie optique en milieu diffusant trouve des applications prometteuses dans de nombreux domaines particulièrement en médecine et en biologie. Le système d'imagerie étudié ici est basé sur la discrimination temporelle à partir de la faible cohérence temporelle de la source lumineuse. Cette étude nous a amené à considérer les systèmes interférométriques à faible longueur de cohérence (ou à large bande spectrale) comme des méthodes de corrélation optique temporelle permettant d'obtenir, à partir d'une référence temporellement courte, la réponse temporelle des objets sondés. Un aspect particulier de ce travail provient de l'échantillonnage de la bande spectrale d'une source temporellement faiblement cohérente par l'utilisation d'un laser accordable en fréquence optique. Malgré l'augmentation du temps d'acquisition, cette technique permet, en observant l'évolution du signal en fonction de la fréquence optique, de filtrer et d'obtenir plus d'informations sur le signal de corrélation (mesure de la phase en complément de la mesure d'amplitude). Des expériences sur des objets connus ont permis d'observer les phénomènes principaux dans ce type de système ainsi que la possibilité d'imagerie plein champ
Optical imaging techniques through scattering medium are highly interesting in several areas more particularly in biology and medicine. The imaging system presented here is based on temporal selection by means of a low temporal coherence light source. The study has lead us to consider interferometric systems of low coherence length (or of wide spectral bandwidth) such as temporal optical correlations methods which allow to obtain, from a short time reference, the temporal response of probe objects. A significant point of this work comes from the spectral bandwidth sampling of the low coherent source by tuning the optical frequency of the laser. In spite of the storage time increase, this technique allows to filter and to access to more information on the correlation signal (phase measurement as well as amplitude) by observing signal evolution versus optical frequency. Experimental results with known objects permit to observe main phenomena in this kind of system and also make it possible to image the whole field

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Grzeskowiak, Marjorie. "Antennes multicouches intégrées sur arséniure de gallium à 24 GHz pour applications antennes actives faible portée." Lille 1, 1999. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/1999/50376-1999-471.pdf.

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Abstract:

L'intérêt suscité par les systèmes de contrôle et d'identification tend à se développer ces dernières années. Ces systèmes requièrent l'utilisation des hyperfréquences, qui permet une intégration maximum ainsi qu'un débit d'information important. Nous nous sommes particulièrement attachés à la réalisation monolithique de l'interface de communication (l'antenne) de l'antenne active, élément essentiel de ces systèmes. Pour atteindre cet objectif, nous avons retenu les configurations d'alimentation de l'antenne et les différents substrats permettant simultanément une intégration maximum et l'optimisation des performances de l'antenne et du circuit actif. Nous avons retenu l'alimentation par ligne enterrée et couplage électromagnétique. Pour augmenter les performances de l'antenne, essentiellement le gain et la bande passante, nous nous sommes intéressés à l'utilisation du couplage parasite. L'étude, assistée par ordinateur de ces différentes antennes, a permis d'étudier des antennes réseaux linéaires et bidimentionnelles. Certaines de ces antennes ont été réalisées. Leur réalisation est monolithique et a été permise par l'optimisation des procédés de réalisation technologique. Ces antennes intégrées et compactes ont été montées en cellule de mesure et ont permis d'observer une augmentation de la bande passante grâce au couplage parasite. Des solutions (dépôt plasma) sont à l'étude au sein de notre équipe de recherche en collaboration avec le laboratoire GePiFrEm de l'U. S. T. L. Afin d'obtenir des substrats diélectriques à faibles pertes et permittivité relative.

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Villalon, Anthony. "Etude de nano-transistors à faible pente sous le seuil pour des applications très basse consommation." Thesis, Grenoble, 2014. http://www.theses.fr/2014GRENT101/document.

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Abstract:

Le transistor à effet tunnel bande à bande (TFET) est une architecture PIN à grille capable d’obtenir une pente sous le seuil inférieure à 60mV/dec à température ambiante, ce qui représente un avantage par rapport au MOSFET dans le cas d’applications basse consommation. L’objectif de cette thèse est d’étudier et de caractériser des TFETs fabriqués au CEA-LETI (sur substrats SOI avec les procédés standards CMOS), afin de comprendre et d’optimiser ces dispositifs. La première génération de TFETs a été réalisée en architecture planaire (FDSOI) et fournit une étude sur l’impact de l’hétérojonction canal source, de l’épaisseur du canal et de la température de recuit sur les performances. La seconde génération a été réalisée en architecture nanofil SiGe planaire, dont l’impact de la géométrie a été étudié en détail. Les mesures ont permis de valider l’injection par effet tunnel bande à bande, et les performances observées ont été comparées à la littérature et aux MOSFET. Par ailleurs, des caractérisations avancées ont également mené à une meilleure compréhension des caractéristiques de sortie courant-tension. Finalement, des mesures basse température nous avons confirmé la présence de défauts proches des jonctions (à l’origine des limitations de pente sous le seuil) et ainsi proposé des voies d’optimisation pour s’en affranchir
Band to band tunneling field effect transistor (TFET) is a PIN-gated architecture able to reach sub 60mV/dec subthreshold slopes at room temperature, which is an advantage over MOSFET in low power applications. The objective of this thesis is to study and characterize TFETs fabricated in CEA-LETI using MOSFET SOI technology. The first generation of devices is realized on planar FDSOI technology, and studies the impact of source/channel heterojunction, channel thickness and annealing temperature on device performances. The second generation is planar SiGe nanowire architecture, with research focusing on the impact of the wire geometry. Through measurements we were able to prove the band to band tunneling injection, while the reported performances were compared with literature and with MOSFET. Furthermore, advanced characterizations led to a better understanding of the output characteristics. Through low temperature measurements we confirmed existence of defects close to the junctions (which cause slope degradation), as well as on which process steps to improve in the future

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Gribaldo, Sébastien. "Modélisation non-linéaire et en bruit de composants micro-ondes pour applications à faible bruit de phase." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00339514.

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Abstract:

Cette thèse présente tout d'abord le travail effectué sur la modélisation non-linéaire et en bruit d'amplificateurs micro-ondes appliquée à la conception d'oscillateurs à très haute pureté spectrale. Les composants actifs faisant l'objet d'une caractérisation en bruit en régime nonlin éaire et d'une optimisation en bruit de phase, sont des transistors SiGe. Le but de ce travail est principalement de comprendre comment modéliser le bruit dans ces transistors en fonctionnement non-linéaire afin de calculer de fa¸con précise le niveau de bruit de phase des amplificateurs utilisés dans une boucle d'oscillation. Cette modélisation fine nous permet de concevoir un amplificateur en bande X présentant une performance en bruit de phase très intéressante pour une application d'oscillateur. De plus, la topologie utilisée pour cet amplificateur est des plus simples car n'utilisant que deux transistors en cascade. Nous obtenons ainsi un très bon compromis gain/bruit de phase. Un autre problème concerne l'application de ces mêmes techniques de caractérisation et de modélisation aux résonateurs FBAR et SMR. Ces résonateurs sont utilisés depuis peu pour la réalisation de sources hyperfréquences intégrées de grande qualité. Ils apportent cependant leur propre contribution de bruit au système, et doivent faire l'objet d'une approche de modélisation non-linéaire et en bruit. Ce manuscrit de thèse présente tout d'abord les différentes techniques de mesure de bruit des composants actifs, qu'il s'agisse de transistors ou encore de résonateurs intégrés. Il décrit ensuite des techniques de modélisation de composants en régime non-linéaire, incluant les sources de bruit. La conception et l'optimisation d'un amplificateur à faible bruit de phase est ensuite détaillée. Cet amplificateur en technologie hybride présente une excellente performance en bruit de phase pour une consommation réduite. Enfin, les techniques de mesures et de modélisation précédemment décrites sont appliquées aux résonat eurs SMR et FBAR afin d'extraire leur contributions en bruit, ainsi qu'un modèle non-linéaire et en bruit de ces composants. Ce travail démontre ainsi la faisabilité d'une modélisation fine du bruit en régime nonlin éaire. Celle-ci peut être très utile pour concevoir et optimiser des circuits destinés à être intégrés dans des sources stables ou ultrastables, que ce soit pour des applications tempsfr équence pour lesquelles une très haute pureté spectrale est nécessaire, ou pour des applications MMIC où la pureté spectrale et le fort niveau d'intégration doivent être obtenu simultanément.

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Borvon, Gaël. "Élaboration par plasma d'hexaméthyldisiloxane de couches minces à faible constante diélectrique pour applications aux interconnexions en CMOS." Nantes, 2003. http://www.theses.fr/2003NANT2087.

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Abstract:

L'objet de cette étude est le dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD) de films minces à faible constante diélectrique pour des applications en technologies CMOS. Les couches minces sont déposées à basse température (<100°C) et basse presssion (2mTorr) sur des substrats de silicium à partir d'hexaméthyldisiloxane (HMDSO) pur ou mélangé avec de l'oxygène ou du méthane. En multipliant les diagnostics de caractérisations du plasma et des couches minces, nous avons cherché à mesurer des paramètres plasmas cruciaux pour le dépôt, approfondir la connaissance des structures et des propriétés des films déposés et optimiser les caractéristiques électriques. . .

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El, Makoudi Ikram. "Étude et fabrication de transistors à enrichissement de la filière InAlAs/InGaAs pour applications millimétriques faible bruit." Thesis, Lille 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LIL10069/document.

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Abstract:

Pour les applications électroniques analogiques, des composants fonctionnant en hautes fréquences avec un faible niveau de bruit sont nécessaires. Pour le développement de circuits numériques hauts débits de type DCFL, il faut utiliser des transistors à effet de champ à tensions de seuil positives. De plus, la tenue en tension est aussi une contrainte. La structure HEMT métamorphique à enrichissement AlInAs/GaInAs sur GaAs développée par la société OMMIC en 2007 répond à ces exigences et constitue le point de départ de cette étude. Le but de cette thèse est en effet de fournir une structure de HEMTs à enrichissement (E-HEMTs) de la filière AlInAs/InGaAs pour applications faible bruit sur substrat InP, afin de tirer profit de sa forte mobilité électronique, tout en maintenant de bonnes caractéristiques statiques et dynamiques. Notre travail d’optimisation, de réalisation et de caractérisation de structures permet d’atteindre des fréquences de coupure FT, FMAX de respectivement 204 GHz et 327 GHz, pour un NFmin de 0.96 dB et un gain associé de 13.2 dB à 30 GHz, pour des structures présentant d’excellentes performances statiques : tension de seuil positive de 30 mV, tension de claquage grille - drain de –7 V, transconductance de 1040 mS/mm. Ces résultats placent ce HEMT sur InP à l’état de l’art des transistors HEMTs à enrichissement, et en font un concurrent des transistors HEMTs à déplétion pour les applications faible bruit
The increasing needs of high frequency electronic systems combined with constant efforts in miniaturization require low noise and high frequency Field Effect Transistor with high operation voltage. For digital applications, enhancement mode HEMT is needed. The enhancement-mode metamorphic AlInAs/GaInAs HEMT on GaAs substrate developed in OMMIC in 2007 meet these requirements and it represents the starting point of our study. The aim of our work is to provide AlInAs/InGaAs E-HEMTs for low noise applications, on InP substrate in order to take advantage of its high electronic mobility, while maintaining high static and dynamic performances. We first optimized the structure, then we realized and characterized E-HEMTs which reach high cutoff frequencies, such as 204 GHz for FT and 327 GHz for FMAX, combined with a low noise figure of 0.96 dB and an associated gain of 13.2 dB at 30 GHz. These structures also show high static performances such as a 30 mV threshold voltage, a gate-to-drain breakdown voltage of –7 V, and a high transconductance of 1040 mS/mm. These results make this pseudomorphic E-HEMT on InP substrate at the state of the art of the enhancement mode HEMTs, and it even competes with the best low noise applications depletion mode HEMTs

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Ly, Aliou. "Développement d’un oscillateur paramétrique optique continu intense et à faible bruit pour des applications aux communications quantiques." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS528/document.

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La portée des communications quantiques est limitée à quelques dizaines de km en raison de l’atténuation dans les fibres. Les répéteurs quantiques (relais quantiques synchronisés par des mémoires quantiques photoniques) furent introduits afin d’accroître ces distances. Or, pour le moment, les mémoires les plus performantes fonctionnent à des longueurs d’onde n’appartenant pas à la bande C télécom. Afin de profiter de ces mémoires, l’utilisation d’interfaces quantiques (milieu non linéaire quadratique) fut proposée comme alternative. En ajoutant ainsi par somme de fréquences un photon de pompe de longueur d’onde appropriée au photon télécom portant l’information, on transfère l’information à une longueur d’onde compatible avec les mémoires, et ceci sans dégradation de l’information portée initialement par le photon télécom. Notre but est ainsi de construire un oscillateur paramétrique optique continu simplement résonant (SRO) qui fournira un faisceau à 1648 nm qui sera sommé en fréquence aux photons télécom à 1536 nm pour transférer l’information vers un photon stockable dans une mémoire à base d’atomes alcalins. Pour transférer efficacement l’information, le SRO doit satisfaire quelques critères : une haute finesse spectrale (largeur de raie ~kHz), une forte puissance (~1W) et une longueur d’onde plus grande que celle du photon télécom à convertir. Pour ce faire, nous utilisons le faisceau non-résonant d’un SRO continu. Le premier travail réalisé dans cette thèse a été de faire la démonstration de la possibilité d’avoir un faisceau à la fois intense et pur spectralement en sortie d’un SRO continu. En réutilisant un SRO déjà développé durant nos travaux antérieurs, nous avons pu stabiliser au niveau du kHz la fréquence du faisceau non résonant à 947 nm (onde signal) de ce SRO, tout en émettant une puissance de plus d’un watt. Ensuite, nous avons conçu le SRO dont le faisceau non résonant à 1648 nm (onde complémentaire) a été stabilisé à court terme en-dessous du kHz avec une puissance de l’ordre du watt. Nous avons ensuite étudié la stabilité à long terme de la longueur d’onde du complémentaire à 1648 nm. Nous avons mesuré des dérives de fréquences de l’ordre de 10 MHz/mn. Ces dérives, venant essentiellement de la cavité de référence sur laquelle le SRO est asservi, peuvent être réduites en contrôlant activement la cavité d’une part, et en utilisant des techniques de stabilisation en fréquence robustes, d’autre part
Long distance quantum communications are limited to few tens of km due to the attenuation of light in telecom fibres. Quantum repeaters (quantum relays synchronized by photonic quantum memories) were introduced in order to increase distances. Or, currently, the most efficient memories do not operate at wavelengths in the telecom C band. In order to take advantage of these memories, the use of quantum interfaces (second order nonlinear medium) was proposed as an alternative. Thus, by adding by sum frequency generation a pump photon at an appropriate wavelength to the telecom photon carrying the information, one transfers the information to a wavelength compatible with these memories, and this with a preservation of the information initially carried by the telecom photon. Our aim is thus to build a continuous-wave singly resonant optical parametric oscillator (cw SRO) which will provide a wave at 1648 nm that will be frequency summed to telecom photons at 1536 nm to transfer the information to a photon storable into alkali atoms based memory. To efficiently transfer the information, the cw SRO has to fulfill some requirements: a high spectral purity (linewidth ~kHz), a high output power (~1 W) and a wavelength longer than that of the telecom photon to be converted. To this aim, we use the non-resonant wave of a cw SRO. The first work done during this thesis was to experimentally prove the possibility to have both high output power and high spectral purity from a cw SRO. By reusing a cw SRO already built during our previous works, we were able to stabilize at the kHz level the frequency of the non-resonant wave at 947 nm (signal wave) of this SRO, with an output power of more than one watt. Then, we built the cw SRO of which non-resonant wave at 1648 nm (idler wave) has been frequency stabilized below the kHz level along with an output power of the order of one watt. We next studied the long term stability of the idler wavelength at 1648 nm. We have measured frequency drifts of the order of 10 MHz/mn. These drifts originating mainly from the reference cavity to which the SRO is locked, can be reduced by, firstly, an active control of the cavity and by, secondly, the use of robust frequency stabilization techniques

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Adami, Salah-Eddine. "Optimisation de la récupération d'énergie dans les applications de rectenna." Phd thesis, Ecole Centrale de Lyon, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00967525.

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Abstract:

Les progrès réalisés durant ces dernières années dans le domaine de la microélectronique et notamment vis-à-vis de l'augmentation exponentielle de la densité d'intégration des composants et des systèmes a participé activement à l'apparition et au développement de systèmes portables communicants de plus en plus performants et polyvalents. La R&D dans les technologies de stockage d'énergie n'a pas suivi cette tendance d'évolution très rapide ; ce qui constitue un handicap majeur dans les évolutions futures des systèmes portables. La transmission d'énergie sans fils sur des distances considérables (plusieurs dizaines de mètres) grâce aux microondes constitue une solution très prometteuse pour pallier aux problèmes d'autonomie dans le cas des systèmes sans fils communicants. De plus, du fait de l'omniprésence des ondes électromagnétiques dans notre environnement avec des niveaux plus ou moins importants, la récupération et l'exploitation de cette énergie libre est également possible. La rectenna (Rectifying Antenna) est le dispositif permettant de capter et de convertir une onde électromagnétique en une tension continue. Plusieurs travaux de thèse axés sur l'étude et l'optimisation de la rectenna ont été réalisés au sein du laboratoire. Ces travaux avaient montré que pour des faibles niveaux de champs les tensions délivrées par la rectenna sont généralement très faibles et inexploitables. Aussi, comme la majorité des micro-sources d'énergie et à cause de son impédance interne, les performances de la rectenna dépendent fortement de sa charge de sortie. Ainsi, le développement d'un système d'interfaçage de la rectenna est nécessaire afin de pallier ces manquements inhérents du convertisseur RF/DC. Ce genre de système d'interfaçage est généralement absent dans la littérature à cause des faibles niveaux de puissance exploités. Par conséquent, la rectenna est très souvent utilisée tel quelle ; ce qui limite fortement le champ applicatif. Dans ce projet de recherche, un système de gestion énergétique de la rectenna complètement autonome a été conçu, développé et optimisé afin de garantir les performances optimales de la rectenna quelques soient les fluctuations de la puissance d'entrée et celles de la charge de sortie. Le circuit d'interfaçage permet également de fournir à la charge des niveaux de tension utilisables. Le système réalisé est basé tout d'abord sur l'utilisation d'un convertisseur DC/DC résonant pouvant fonctionner d'une manière complètement autonome à partir de niveaux très bas de la tension et de la puissance de la source. Ce convertisseur permet donc de garantir l'autonomie du système en éliminant la nécessité d'une source d'énergie auxiliaire. A cause de ses faibles performances énergétiques, ce convertisseur ne sera utilisé que durant la phase de démarrage. L'efficacité du système en termes de rendement énergétique et d'adaptation d'impédance est garantie grâce à l'utilisation d'un convertisseur Flyback fonctionnant dans son régime de conduction discontinu. Ainsi, une adaptation d'impédance très efficace est réalisée entre la rectenna et la charge de sortie. Ce convertisseur principal fonctionnera durant le régime permanent. Les deux convertisseurs ont été optimisés pour des niveaux de tension et de puissance aussi bas que quelques centaines de mV et quelques μW respectivement. Des mesures expérimentales réalisées sur plusieurs prototypes ont démontré le bon fonctionnement et les excellentes performances prédites par la procédure de conception ; ce qui nous permet de valider notre approche. De plus, les performances obtenues se distinguent parfaitement vis-à-vis de l'état de l'art. Enfin, en fonction de l'application désirée, plusieurs synoptiques d'association des deux structures sont proposés. Ceci inclut également la gestion énergétique de la charge de sortie.

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Truquet, Lionel. "Propriétés théoriques et applications en statistique et en simulation de processus et de champs aléatoires stationnaires." Phd thesis, Université Panthéon-Sorbonne - Paris I, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00365716.

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Abstract:

Ce travail doctoral étudie les propriétés théoriques et asymptotiques des processus et des champs aléatoires stationnaires dont se déduisent des applications en statistique et en simulation. Une premi ère partie (Chapitres 2, 3 et 4) a pour objectif de construire des nouveaux modèles de champs aléatoires de type autorégressifs, sous forme de schémas de Bernoulli, et de donner des résultats au sujet de leur théorie limite. Des notions de dépendance faible sont utilisées, plus générale que les notions bien connues de mélange fort ou d'association. Nous envisagerons un principe d'invariance, faible et fort, pour les champs aléatoires considérés. Dans un deuxième temps, nous nous intéressons à quelques problèmes d'estimation dans deux contextes de dépendance bien précis. Nous étudions au Chapitre 5 un problème de simulation de textures dans un contexte de rééchantillonnage pour des champs de Markov fortement mélangeants dans un cadre non paramétrique. Le Chapitre 6 est consacré à la construction et à l'estimation des paramètres d'une nouvelle série chronologique à valeurs entières de type ARCH. La construction est établie en utilisant des arguments de contraction établis dans le cadre des champs aléatoires et le comportement asymptotique des estimateurs des paramètres, obtenus par quasi-maximum de vraisemblance gaussien est fondée sur des arguments de type différence de martingales. Enfin nous présentons au Chapitre 7 une nouvelle méthode d'estimation des paramètres pour des modèles ARCH de type markoviens, mé- thode obtenue en lissant la quasi vraisemblance gaussienne et nous appliquons cette méthode à une série hétéroscedastique de type LARCH pour laquelle les faibles valeurs de la variance conditionnelle rendent dificile l'utilisation de la méthode classique du quasi maximum de vraisemblance

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Ben, Fradj Hanene Belleudy Cécile Auguin Michel. "Optimisation de l'énergie dans une architecture mémoire multi-bancs pour des applications multi-tâches temps réel." [S.l.] : [s.n.], 2006. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00192473/fr.

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Liu, Jing. "Développement de cellules élémentaires radiofréquences faible consommation en technologie FDSOI pour des applications liées à l'internet des objets." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2019. http://www.theses.fr/2019GREAT057.

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Abstract:

Les applications sans fil sont presque par définition des appareils alimentés par des batteries. La consommation d’énergie est donc une préoccupation majeure pour la conception des LNAs. Il existe toujours des compromis pour satisfaire le facteur de faible bruit, un gain raisonnable, une linéarité élevée, une faible consommation et un faible coût.L’objectif de ce travail est de concevoir un amplificateur faible bruit LNA en technologie CMOS 28 nm FDSOI fournit par STMicroelectronics en mettant en œuvre la méthode de conception en gm/ID et la technique RFPG (RF power gating). La partie principale de cette conception est de réaliser des LNAs avec une très faible consommation sans dégrader les performances.Dans un premier temps, la conception du LNA est basée sur la méthodologie gm/ID et sur les caractéristiques de la technologie de 28nm FDSOI. Pour ces technologies avancées, des travaux récents montrent que des bons compromis entre les performances et la consommation d’énergie peuvent être obtenus dans les régions d'inversions modérées ou faibles. Dans ce travail, nous présentons une méthode complète pour dimensionner les LNA à la topologie de capacité feedback. Cette topologie a été choisie pour sa compacité puisqu'une seule inductance est utilisée (dans le réseau d'adaptation d'entrée). Cette conception présentée permet d’atteindre certaines performances données NF (Noise Figure) et Glna (gain en tension) avec une consommation d’énergie minimale et une faible valeur d’inductance afin de mieux contrôler le coût du LNA. Cette conception LNA à faible consommation repose sur une approche gm/ID adaptée à la conception RF dans des technologies avancées comme FDSOI. Cette méthode permet également de dimensionner tous les composants pour atteindre un Glna et de NF donné, en maximisant le rapport gm/ID afin de minimiser la consommation d’énergie. De plus, même si la linéarité n’est pas considérée comme une contrainte de conception, cette méthode a des bonnes performances IIP3 car elle tend à réduire le facteur de qualité en entrée, ce qui entraîne une non-linéarité élevée. Cette méthode proposée permet également d'avoir une faible valeur d'inductance d'entrée pour l'adaptation. Cette inductance peut être remplacée des bonding.Dans un deuxième temps, un LNA avec la technique RFPG est présenté. Sur la base du premier LNA, un LNA RFPG est conçu avec pour principale caractéristiques sa très faible consommation (allumer et éteindre rapidement le LNA). Le principe de RFPG consiste à utiliser des blocs RF tels que LNA ou Mixer pendant le temps des symboles. Cette approche est basée sur l'observation que, dans le cas d'un bon canal de propagation, il n'est pas nécessaire de collecter toute l'énergie du symbole. Avec cette technique, il est possible d'adapter les performances du récepteur à la qualité du canal et ainsi d'adapter la consommation d'énergie.Avec la méthode gm/ID, la technique RFPG sur la technologie avancée FDSOI, la consommation de LNA peut être largement réduit en gardant les bonnes performances.Mots-clés: Amplificateur faible bruit; capacitive feedback; faible consommation; gm/ID; RFPG(RF power gating); 28nm FDSOI
Wireless applications are almost by definition battery powered devices. Power consumption is therefore a major concern for the LNA design. There are always compromises to satisfy the low noise factor, reasonable gain, high linearity, low power and low cost.The objective of this work is to design a low noise amplifier LNA in 28 nm FDSOI technology provided by STMicroelectronics by implementing the design method of gm/ID and the RFPG (RF power gating) technique. The main part of this design is to achieve LNAs with very low power consumption without degrading performance.At first, the LNA design is based on the gm/ID methodology and the characteristics of the 28nm FDSOI technology. For such technologies, recent works show that good trade-offs between performances and consumption can be obtained in moderate or weak inversion region. In this work we present a complete method to size capacitive feedback LNAs. This topology is chosen for its compactness since only one inductor is used (in the input matching network). The presented design flow allows reaching some given performances (Noise Figure NF and voltage gain Glna) with the minimum power consumption while having a design constraint on the value of the inductor to better control the cost of the LNA. This low-power LNA conception is based on a gm/ID approach which is suitable for RF design in advanced technologies such as FDSOI. This method allows the sizing of all the components to reach a given NF and voltage gain while maximizing the gm/ID to minimize the power consumption. In addition, even if the linearity is not considered as a design constraint, this method leads to good IIP3 performances because it tends to reduce the input quality factor which causes high non-linearity. Moreover, this proposed method makes it possible to have a low input inductance value for adaptation. This inductance can also be replaced by bonding.In a second step, a LNA with the RFPG technique is presented. Based on a first LNA, a RFPG LNA is designated in very low consumption by turning on and off the LNA quickly. The principle of RFPG consists on power gating RF blocs such as LNA or Mixer during the symbol time. This approach is based on the observation that, in the case of a good propagation channel, it is not necessary to collect all the energy of the symbol. With this technique, it is possible to adapt the performance of the receiver to the quality of the channel and thus to adapt the power consumption.With the gm/ID method, the RFPG technique on advanced FDSOI technology, LNA consumption can be greatly reduced in keeping good performance.Mots-clés: Low noise amplifier; capacitive feedback; low power; gm/ID; RFPG (RF power gating); 28nm FDSOI

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Dissertations / Theses on the topic 'Applications à faible latence'

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