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Dissertations / Theses on the topic 'Multiplexage spatial'
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Trinel, Jean-Baptiste. "Amplificateurs à fibres dopées erbium légèrement multimodes pour les futurs réseaux de télécommunications." Thesis, Lille 1, 2017. http://www.theses.fr/2017LIL10094/document.
Full textAbstract:
La saturation annoncée du débit maximal d'information véhiculable par des fibres optiques monomodes rend nécessaire l'étude de nouvelles technologies susceptibles de répondre aux besoins toujours croissants des utilisateurs. La technologie de multiplexage spatial semble très prometteuse et nécessite d'adapter/développer l'ensemble des briques élémentaires qui constitueraient la nouvelle ligne de transmission. Le but de cette thèse est d'approfondir les travaux initiés sur cette thématique en associant théorie et expérience de façon à réaliser des répéteurs optiques adaptés au cas du multiplexage modal dans des fibres légèrement multimodes. La principale contrainte qui s'applique à ce type d'amplificateurs est de réaliser l'égalisation simultanée des gains sur les différents canaux de transmission. Des outils numériques de modélisation et d'optimisation de ces amplificateurs ont été développés pour explorer de nombreuses configurations et identifier celles qui sont optimales. Un modèle numérique tenant compte du battement de modes et du couplage entre modes induit par le milieu amplificateur a été développé. Une nouvelle configuration de fibre à cœur micro-structuré permettant de dépasser les limitations liées aux méthodes conventionnelles de fabrication de fibres a été étudiée. Ce type de fibre permet d'obtenir un gain élevé et égalisé sur l'ensemble des canaux et favorise l'efficacité énergétique du composant. Un autre volet de ce travail de thèse a consisté à étudier la possibilité d'intégrer les amplificateurs légèrement multimodes au sein du réseau monomode actuel de façon à partager la fonction d'amplification à un coût avantageux en terme d'énergie et de composants<br>The capacity crunch announced for single mode long-haul telecommunication networks necessitates the study of new technologies able to meet the ever-growing needs of users. The technology of space division multiplexing seems promising and necessits to adapt/to develop all the fiber components that make up an optical fiber network to a high level of performance for future implementation of an optical cable based on SDM technology. The purpose of this thesis consists in pursuing the works introduced on this topic by associating theory and experiments so as to realize optical repeaters adapted to mode division multiplexing in few-mode fibers. The main constraint for this kind of amplifiers is to realize the simultaneous gain equalization of the different telecommunications channels: spatial modes and wavelengths. Numerical tools have been developed to model and optimize these amplifiers so as to explore numerous configurations and identify the most appropriates. Particularly, a numerical model taking into account mode beating and mode coupling induced by the amplifying medium has been developped. Within the framework of this study, a new fibre configuration with micro-structured core allowing to overcome the limitations of the conventional fabrication methods has been studied. This fiber configuration is very predictive and can provide high and equalized gain over the different channels while optimizing the energy efficiency of the component. Another dimension of this thesis has been to study the possibility to integrate few-mode fiber amplifiers in the current single mode network, in order to share the amplification function and so realize cost savings
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Genevaux, Philippe. "Le multiplexage de mode spatial pour augmenter le débit dans les fibres optiques." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066336/document.
Full textAbstract:
Le trafic internet mondial étant toujours plus important, l’augmentation du débit transmis dans les fibres optiques de façon à diminuer le coût par bit est nécessaire. Les technologies actuelles sur fibres monomodes approchent une limite fondamentale empêchant une augmentation conséquente du débit dans les fibres optiques. Une nouvelle technique appelée le multiplexage de mode spatial est une solution pour dépasser cette limite. Plusieurs modes spatiaux, correspondant aux solutions des équations de propagation, sont multiplexés dans une fibre spécifique pour multiplier le débit transmis par le nombre de modes utilisés. Pour la mise en œuvre de cette technique, ma stratégie est de séparer les modes spatiaux de façon hybride, c'est-à-dire d’abord optiquement puis avec un traitement numérique relativement peu complexe. Dans cette approche, la diaphonie entre les modes non dégénérés n’est pas compensée et doit donc être minimisée sur toute la ligne de transmission pour une transmission de données de bonne qualité. Par l’utilisation d’un multiplexeur-démultiplexeur et d’une fibre pouvant propager six modes spatiaux et induisant peu de diaphonie, j’ai réalisé la transmission d’un signal monocanal de 6x100 Gbit/s dans une fibre de 40 km. Pour des transmissions plus longues que 80 km, un amplificateur est nécessaire pour compenser les pertes de la fibre optique. J’ai donc conçu un amplificateur à fibre dopé Erbium pour cinq modes spatiaux induisant peu de diaphonie et avec un gain supérieur à 15 dB pour tous les modes et réalisé la transmission d’un signal de 5x100 Gbit/s sur une distance de 80 km avec un traitement numérique relativement simple<br>With the growth of the internet traffic, it is necessary to increase the throughput of optical fibers in such a manner that the cost per transmitted bit decreases. With the current single mode fiber technologies, we are approaching a fundamental limit which prevents us to continue to increase the throughput in these fibers. A new technique called spatial mode multiplexing is investigated as a solution to overcome this limit. Several spatial modes, corresponding to the solutions of the propagation equations in the fiber, are multiplexed into a specific fiber in order to multiply the throughput by the number of transmitted modes. To implement this technique, my strategy is to separate modes first optically and to use a relatively low complex digital signal processing (DSP). Thus the crosstalk between spatial modes should be minimized in the whole transmission line to retrieve the data. By using a multiplexer-demultiplexer and a fiber supporting six modes and inducing low crosstalk, I achieved 40 km long transmission of six modes each transporting 100 Gb/s on a single wavelength. Transmissions longer than 80 km need an amplifier supporting all modes to compensate the losses in the optical fiber. I thus built a five modes Erbium doped fiber amplifier with low crosstalk and >15 dB gain to achieve the transmission of five modes carrying each 100 Gbit/s in an 80 km long fiber with low complex DSP
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Ngo, Quoc-Tuong. "Généralisation des précodeurs basés sur la distance minimale pour les systèmes MIMO à multiplexage spatial." Rennes 1, 2012. http://www.theses.fr/2012REN1E001.
Full textAbstract:
Dans cette thèse, nous avons utilisé la théorie des matrices et les propriétés d’algèbre linéaire pour concevoir de nouveaux précodeurs MIMO basés sur la distance euclidienne minimale (max-dmin) entre les points des constellations reçues. À cause de la grande complexité de résolution engendrée par le nombre d’antennes et le nombre de symboles dans la constellation utilisée, ce type de précodeur n’existait auparavant que pour 2 voies d’émission et des modulations simples. Nous l’avons dans un premier temps étendu à la modulation MAQ-16, avant de généraliser le concept pour toute modulation MAQ. L’utilisation des fonctions trigonométriques a ensuite permis une nouvelle représentation du canal à l’aide de deux angles, ouvrant la voie à un précodeur dmin pour trois voies de données. Grâce à ce schéma, une extension non-optimale du précodeur max-dmin pour un nombre impair de flux de symboles utilisant des modulations MAQ est obtenue. Lorsqu’une détection par maximum de vraisemblance est utilisée, le nombre de voisins fournissant la distance minimale est également très important pour le calcul du TEB. Pour prendre en compte ce paramètre, un nouveau précodeur, sans rotation possible, est considéré, menant à une expression moins complexe et un espace de solutions restreint. Enfin, une approximation de la distance minimale a été dérivée en maximisant la valeur minimale des éléments diagonaux de la matrice maximisant le RSB. L'avantage majeur de cette conception est que la solution est disponible pour toute modulation MAQ rectangulaire et pour tout nombre de flux de symboles<br>In this thesis, we studied the efficient non-diagonal precoder based on the maximization of the minimum Euclidean distance (max-dmin) between two received data vectors. Because the complexity of the optimized solutions depends on the number of antennas and the modulation order, the max-dmin precoder was only available in closed-form for two independent data-streams with low-order modulations. Therefore, we firstly extended this solution for two 16-QAM symbols and then generalized the concept to any rectangular QAM modulation. By using trigonometric functions, a new virtual MIMO channel representation thanks to two channel angles, allows the parameterization of the max-dmin precoder and the optimization of the distance for three parallel data streams. Thanks to this scheme, an extension for an odd number of data-streams using QAM modulations is obtained. Not only the minimum Euclidean distance but also the number of neighbors providing it has an important role in reducing the error probability when an ML detection is considered at the receiver. Aiming at reducing this number of neighbors, a new precoder in which the rotation parameter has no influence is proposed, leading to less complex processing and a smaller space of solutions. Finally, an approximation of the minimum distance was derived by maximizing the minimum diagonal element of the SNR-like matrix. The major advantage of this design is that the solution can be available for all rectangular QAM-modulation and any number of datastreams
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Layec, Patricia. "Techniques de multiplexage spatial avec voie de retour limitée pour les systèmes multi-antennes multi-utilisateurs." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00468761.
Full textAbstract:
Ces travaux de recherche adressent le problème de la conception de systèmes de communication capables d'offrir fiabilité et hautes efficacités spectrales avec un lien de retour (partiel) du récepteur vers l'émetteur. De plus hauts débits peuvent être offerts grâce à une connaissance à l'émission du canal de transmission (CSIT) permettant d'exploiter au mieux ses propriétés ; cependant seule la fiabilité de cette information garantit réellement d'atteindre les débits théoriques promis. L'objectif de la thèse consiste à étudier les incertitudes sur le canal de retour, et plus particulièrement la quantification des informations à remonter à l'émetteur ou les erreurs subies lors de la transmission sur la voie de retour. Pour plusieurs degrés de CSIT imparfait, de nouvelles structures d'émission et de réception adaptés à ces imperfections ont été proposées ainsi qu'une caractérisation des limites d'une transmission fiable. La perte d'efficacité spectrale lors de la prise en compte des schémas de modulation et codage (MCS) conduit à s'intéresser à la réduction du bruit de quantification dû aux entrées discrètes. L'attribution des MCS étant établie sur l'information mutuelle, il convient de caractériser les limites théoriques de la communication suite à la prise en compte des erreurs du CSI induites par l'estimation de canal imparfaite et à la quantification du CSI. En cherchant enfin à modéliser les événements d'erreurs survenant sur le lien de retour, un nouveau modèle de voie de retour bruitée est proposé. De plus en raffinant l'information par niveaux successifs (feedback multi-niveaux), le CSI à l'émission peut être utilisé au fur et à mesure de sa réception.
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Boucher, Pauline. "Spatial mode multiplexing : from fundamental concepts to applications." Thesis, Sorbonne université, 2018. http://www.theses.fr/2018SORUS483.
Full textAbstract:
Cette thèse est dédiée à l’étude du multiplexage de mode spatiaux, depuis ses fondements conceptuels jusqu’à ses applications techniques. Le convertisseur optique multi-plan (MPLC ou multiplane light converter) développé par CAILabs est au centre de notre étude. Le travail mené durant cette thèse s’est organisé autour de deux axes de travail. Nous avons d’une part étudié comment la manipulation de modes transverses du champ électromagnétique permet la manipulation ou la mesure de paramètres. Nous démontrons que la limite théorique de sensibilité sur la mesure de petits déplacements d’un faisceau lumineux est atteinte en effectuant une mesure d’intensité sur la base des modes de Hermite-Gauss. Cette démonstration vaut également pour la mesure de distance entre deux sources de lumière incohérentes entre elles. Nous avons confirmé expérimentalement la validité de ce résultat en utilisant un système MPLC adéquat. Un système MPLC peut également être construit afin de transférer le contrôle d’un degré de liberté spatial sur un autre. Nous présentons une expérience dans laquelle nous montrons que l’utilisation d’un tel système permet de contrôler la position du point focal d’un faisceau à l’aide du déplacement ou de l’inclinaison transverse du faisceau d’entrée. D’autre part, nous avons effectué une étude numérique et théorique des propriétés de transport du système MPLC à l’aide d’outils issus de la théorie des matrices aléatoires. Notre but est d’identifier les mécanismes physiques qui rentrent en jeu dans cette technique de mise en forme de la lumière<br>This thesis is dedicated to spatial mode multiplexing, from its fundamental concepts to its applications. The work is associated with the multi-plane light converter (MPLC) technology developed by CAILabs. This study is divided into two main parts. First, we investigate the use of independent spatial mode shaping to measure or modify spatial parameters of the electromagnetic field. We make the theoretical demonstration that the best sensitivity for the measurement of small displacements of a beam – or of the distance between two incoherent beams – is reached when an intensity measurement is made on the Hermite-Gaussian mode basis. By building the adequate MPLC system, we make the experimental validation of this result. We also make the demonstration that a MPLC system can be designed and used to transfer the control of one spatial parameter of a beam onto another. We built an experimental setup which allows to control the position of the focal point of a beam using transverse displacement and tilt. The second project we conducted was a theoretical and numerical study of the statistical transport properties of the MPLC using tools from random matrix theory. We aim at identifying the underlying physical processes which make up for the efficiency of this transformation technique
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Pain, Franck. "Etude, conception et réalisation de systèmes d'aiguillage spatial par rotation de polarisation pour le brassage optique - applications au réseau de télécommunication." Brest, 1998. http://www.theses.fr/1998BRES2020.
Full textAbstract:
La fin du vingtieme siecle marque un developpement important des services a hauts debits d'informations (multimedia, television numerique). Pour faire face a cette augmentation, le multiplexage en longueur d'onde permet d'augmenter la capacite des fibres existantes et laisse entrevoir l'emergence d'une nouvelle couche reseau appelee couche optique. Un point essentiel est le brassage optique transparent de signaux multiplexes en longueur d'onde. La limite de l'electronique apparait a fort debit et il est important de s'interesser aux techniques de routage tout optique. Dans ce document, nous nous interessons d'abord a comparer differentes architectures de brasseur optique en terme de modularite, taille des matrices, pertes certaines d'entre elles necessitent l'utilisation de matrices d'aiguillage spatial de grandes tailles qui peuvent etre realisees avec des systemes en espace libre a rotation de polarisation utilisant des composants a cristaux liquides bas cout. Dans ce cadre, differentes architectures de reseaux de connexion sont etudiees permettant de choisir la mieux adaptee a notre application. Ensuite, nous nous interessons a l'optimisation de composants a cristaux liquides nematiques pour les longueurs d'onde utilisees en telecommunication en matiere de pertes, contraste, bande passante, temps de reponse, tolerances d'epaisseur et sensibilite a la temperature. La realisation et caracterisation d'un demonstrateur 4 4 comportant des barrettes de fibres monomodes en entree et sortie est decrite. Les resultats nous conduisent a definir un demonstrateur plus ambitieux comportant 8 plans de commutation (8 8) en cours de realisation avec la possibilite de porter le nombre d'entrees sorties a 64. Par ailleurs, en utilisant les memes composants, nous avons etudie la possibilite de realiser un diviseur actif permettant de diffuser un signal sur n sorties avec une puissance ajustable sur chaque sortie. Les applications potentielles sont la diffusion multimedia ou video, la synchronisation lente de paquets optiques et le test de lignes pour le reseau d'acces.
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Nourrit, Vincent. "Étude des fonctions de routage spatial et fréquentiel en espace libre : application à la conception de fonctions optiques pour les télécommunications." Brest, 2002. http://www.theses.fr/2002BRES2011.
Full textAbstract:
Nous choisissons d'étudier analytiquement les systèmes Mux/Demux en longueur d'onde en espace libre. Pour optimiser le couplage, nous établissons tout d'abord des expressions analytiques permettant de décrire la diffraction de Fresnel d'un faisceau gaussien tronqué. Nous considérons ensuite le couplage de ce faisceau dans une fibre munie d'une micro-optique Gradissimo. Pour cela nous présentons analytiquement la propagation d'un faisceau gaussien à travers la Gradissimo (en tenant compte de la troncature) et discutons la validité de ce modèle au regard des travaux antérieurs. Nous rappelons ensuite comment obtenir les expressions de couplage pour des faisceaux présentant une inclinaison et ou un décalage spatial, et proposons une piste pour étendre le modèle analytique à des aberrations d'ordre supérieur. Nous analysons enfin l'intérêt de cette micro-optique pour les systèmes Mux/Demux en espace libre. Après avoir étudié les entrées/sorties de ces systèmes nous décrivons la propagation d'un faisceau gaussien dans un système démultiplexeur de type 4f en considérant la présence d'éléments de transmittances données dans les plans des lentilles et le premier plan de Fourier. Cette modélisation nous permet d'évaluer l'intérêt de tels montages face à un montage plus classique et en particulier l'impact de l'insertion d'une optique reconfigurable dans le plan de Fourier. Enfin nous présentons une autre configuration moins habituelle, sans lentilles, permettant simultanément le démultiplexage en longueur d'onde et le routage spatial. Pour cela nous modélisons analytiquement le phénomène d'auto-imagerie de faisceaux gaussiens, en tenant compte de la finitude de l'ouverture et de la troncature du faisceau. L'analyse du rôle de chaque paramètre sur la qualité de reconstruction des répliques nous permet de définir les conditions nécessaires à une auto-imagerie polychromatique de qualité, compatible avec les ordres de grandeurs rencontrés dans les télécommunications optiques<br>We study wavelength Mux/Demux systems in free space analytically. In order to optimize the coupling we first provide analytical expressions to describe the Fresnel diffraction of a truncated Gaussian beam. We then consider the coupling of this beam in a fiber equipped with a micro-optical element such as the Gradissimo fibre. To do this, we first present an analytical model of the propagation of a Gaussian beam through this micro-optic (taking into account the beam truncation) and discuss its validity in comparison with previous works. We then recall how to obtain conventional coupling expressions for beams with a tilt or a spatial shift and we propose a way to extend the analytical model to higher order aberrations. Finally, we study the interest of the Gradissimo fibre for free space Mux/Demux systems. After having studied the input/output of these systems, we describe the propagation of a Gaussian beam in a demultiplexing 4f system, considering the presence of elements with given transmittances in the planes of the Fourier lenses and/or in the first Fourier plane. This propagation model enables us to assess the interest of such configurations with regard to a more conventional configuration (such as the Stimax) and more particularly to assess the impact of the addition of an adaptive optical element in the Fourier plane. We finally propose another less conventional lenseless configuration, allowing wavelength demultiplexing and space routing simultaneously. To do this, we analytically model the self-imaging phenomenon of Gaussian beams, taking into account the size of the aperture and the beam truncation. The analysis of the role of each parameter in the quality of the self-images allows us to derive the necessary conditions for good polychromatic self-imaging, compatible with the requirements of the WDM telecommunications environment
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Castiñeiras, Carina. "Modeling and characterization of mode coupling in next generation of few mode optical fibers." Thesis, Lille, 2018. http://www.theses.fr/2018LIL1R030.
Full textAbstract:
Les fibres optiques légèrement multimodes (FMF) sont une classe de fibres optiques multimodes. Dans le domaine de la télécommunication, chaque mode d’une FMF peut être utilisé comme un canal indépendant de transmission, ainsi, des débits bien supérieurs aux fibres optiques conventionnelles pourrait être atteint. Cependant, l'un des problèmes à l'utilisation de ce type de fibre est le couplage de mode et la dispersion de mode qui dégradent les performances de transmission. Cette thèse entre dans le cadre de l’étude du couplage de mode de différents profils de fibre. Ce travail se décompose en deux axes : i) la modélisation du couplage de mode qui est effectué en considérant la fibre comme une concaténation de plusieurs segments courbés, dont chaque segment est associé à un rayon de courbure aléatoire. ii) La mesure du couplage localisée qui est basé sur la méthode expérimentale A-S2. A l’aide de ce modèle et de ces mesures, nous pouvons confirmer l’absence ou la présence de couplage d’une fibre exposée à des micro-courbures ou à une perturbation aléatoire<br>Few multimode fiber (FMF) is a class of multimode fiber. Each mode of a FMF is considered as an independent transmission channel in telecommunication field. Thus, much higher rates than conventional optical fibers could be achieved. However, this fiber can present the mode coupling and mode dispersion that can degrade the transmission performance. The mode coupling over different fiber profiles is studied in this thesis. This work is divided into two parts: i) the modeling of the mode coupling considering the fiber as a concatenation of several curved segments, and each piece is associated with a random bending radius R. ii) The measurement of localized coupling which is based on the experimental method A-S2. Using this model and these measurements, we can demonstrate the absence or the presence of coupling of a fiber exposed to micro-curvatures or a random perturbation
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Guguen, Philippe. "Techniques multi-antennes émission-réception : applications aux réseaux domestiques sans fil." Rennes, INSA, 2002. http://www.theses.fr/2002ISARA002.
Full text
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Brunet, Charles. "Design and modeling of optical fibers for spatial division multiplexing using the orbital angular momentum of light." Doctoral thesis, Université Laval, 2016. http://hdl.handle.net/20.500.11794/26996.
Full textAbstract:
Les besoins toujours croissants en terme de transfert de données numériques poussent au développement de nouvelles technologies pour accroître la capacité des réseaux, notamment en ce qui concerne les réseaux de fibre optique. Parmi ces nouvelles technologies, le multiplexage spatial permet de multiplier la capacité des liens optiques actuels. Nous nous intéressons particulièrement à une forme de multiplexage spatial utilisant le moment cinétique orbital de la lumière comme base orthogonale pour séparer un certain nombre de canaux. Nous présentons d’abord les notions d’électromagnétisme et de physique nécessaires à la compréhension des développements ultérieurs. Les équations de Maxwell sont dérivées afin d’expliquer les modes scalaires et vectoriels de la fibre optique. Nous présentons également d’autres propriétés modales, soit la coupure des modes, et les indices de groupe et de dispersion. La notion de moment cinétique orbital est ensuite introduite, avec plus particulièrement ses applications dans le domaine des télécommunications. Dans une seconde partie, nous proposons la carte modale comme un outil pour aider au design des fibres optiques à quelques modes. Nous développons la solution vectorielle des équations de coupure des modes pour les fibres en anneau, puis nous généralisons ces équations pour tous les profils de fibres à trois couches. Enfin, nous donnons quelques exemples d’application de la carte modale. Dans la troisième partie, nous présentons des designs de fibres pour la transmission des modes avec un moment cinétique orbital. Les outils développés dans la seconde partie sont utilisés pour effectuer ces designs. Un premier design de fibre, caractérisé par un centre creux, est étudié et démontré. Puis un second design, une famille de fibres avec un profil en anneau, est étudié. Des mesures d’indice effectif et d’indice de groupe sont effectuées sur ces fibres. Les outils et les fibres développés auront permis une meilleure compréhension de la transmission dans la fibre optique des modes ayant un moment cinétique orbital. Nous espérons que ces avancements aideront à développer prochainement des systèmes de communications performants utilisant le multiplexage spatial.<br>The always increasing need for digital data bandwidth pushes the development of emerging technologies to increase network capacity, especially for optical fiber infrastructures. Among those technologies, spatial multiplexing is a promising way to multiply the capacity of current optical links. In this thesis, we are particularly interested in current spatial multiplexing using the orbital angular momentum of light as an orthogonal basis to distinguish between a few optical channels. We first introduce notions from electromagnetism and physic needed for the understanding of the later developments. We derive Maxwell’s equations describing scalar and vector modes of optical fiber. We also present other modal properties like mode cutoff, group index, and dispersion. Orbital angular momentum is briefly explained, with emphasis on its applications to optical communications. In the second part, we propose the modal map as a tool that can help in the design of few mode fibers. We develop the vectorial solution of the ring-core fiber cutoff equation, then we extend those equations to all varieties of three-layer fiber profiles. Finally, we give some examples of the use of the modal map. In the third part of this thesis, we propose few fiber designs for the transmission of modes with an orbital angular momentum. The tools that were developed in the second part of this thesis are now used in the design process of those fibers. A first fiber design, characterized by a hollow center, is studied and demonstrated. Then a second design, a family of ring-core fibers, is studied. Effective indexes and group indexes are measured on the fabricated fibers, and compared to numerical simulations. The tools and the fibers developed in this thesis allowed a deeper comprehension of the transmission of orbital angular momentum modes in fiber. We hope that those achievements will help in the development of next generation optical communication systems using spatial multiplexing.
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Chahbi, Ismehene. "Exploitation des antennes multiples pour l'optimisation dans les réseaux sans fil." Phd thesis, Institut National des Télécommunications, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00995412.
Full textAbstract:
Les récentes avancées dans le domaine du traitement d'antennes et dans la microélectronique ont fait naître la technologie des antennes intelligentes connue sous le nom de "smart antennas". Considérée comme rupture technologique pour les réseaux sans fil, les systèmes d'antennes intelligentes pourraient répondre aux exigences de plus en plus fortes des applications et services en termes de débit, de capacité et de connectivité. Aujourd'hui, les smart antennas sont exploitées pour développer plusieurs technologies incluant les systèmes de commutation de faisceaux, les antennes adaptatives et les systèmes MIMO (Multiple Input Multiple Output). L'utilisation des antennes MIMO a été reconnue comme une technologie-clé, capable d'accroître considérablement la capacité des réseaux sans fil en exploitant différemment et mieux le spectre radio. Elle fait partie des récents et futurs standards tels que le 3GPP-LTE et le IEEE-802.11n. Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés à l'exploitation des techniques multi-antennes dans le contexte des réseaux mobiles. Nous nous sommes focalisés principalement sur deux axes de recherche : la formation de faisceaux et le multiplexage spatial. Dans une première étude, nous avons proposé un schéma de formation de faisceaux, basé sur la technique LCMV (Linearly Constrained Minimum Variance) et permettant de former des faisceaux plus adaptés en cas de mobilité. Dans cette solution, l'incertitude sur la localisation des nœuds est compensée par des faisceaux de largeurs adaptées. De plus, dans le cas où les paramètres (vitesse et direction) de mouvement des nœuds sont connus, nous avons proposé d'exploiter des techniques simples d'extrapolation afin de limiter les calculs complexes des méthodes de poursuite continue (tracking), très consommatrices en ressources. Dans une seconde étude, nous avons proposé une solution d'ordonnancement basée sur la technique du multiplexage spatial qui est une caractéristique fondamentale des systèmes MIMO. L'algorithme proposé (SCLS : Stream-Controlled Multiple Access) exploite les informations inter-couches (cross-layer) : environnement radio de la couche PHY et charge de trafic de la couche LIEN. Il permet de choisir l'ensemble des liens à activer simultanément et détermine sur chacun de ces liens, le nombre d'antennes à utiliser pour transmettre des flux parallèles. SCLS permet ainsi de minimiser le temps nécessaire pour satisfaire les demandes de trafic et de maximiser le débit global utilisé à chaque instant. Dans la troisième étude, nous avons considéré la problématique d'estimation des directions d'arrivée et de départ. Nous avons proposé un algorithme (E-Capon) d'estimation conjointe de ces directions ainsi que du retard de propagation des trajets multiples dans un canal MIMO. Nous nous sommes basés sur la méthode de Capon qui permet de réduire la complexité de traitement pour offrir une estimation rapide et robuste des informations relatives à la localisation des nœuds. Notre objectif est de concevoir une technique mieux adaptée aux changements dynamiques de topologie que l'on peut observer dans les réseaux sans fil.
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Billot, Nicolas. "Etalonnage d'un nouveau type de détecteur bolométrique pour l'instrument PACS de l'Observatoire Spatial Herschel." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00292030.
Full textAbstract:
La mission Herschel est un des projets phare du programme scientifique de l'agence spatiale européenne (ESA). Son objectif est d'explorer le ciel dans l'une des régions du spectre électromagnétique les moins connues à ce jour : l'infrarouge lointain. Sa résolution, sa sensibilité mais aussi son domaine spectral font de Herschel un observatoire unique et parfaitement adapté à l'étude des mécanismes de formation d'étoiles et d'évolution des galaxies. Parmi les autres thµemes scientifiques qui bénéficieront des observations Herschel se trouvent les noyaux actifs de galaxie, les disques circumstellaires ou encore les comµetes de notre systµeme solaire.<br />De nombreux instituts de recherche ont participé à l'élaboration de ce projet ambitieux, notamment le CEA qui a développé un nouveau type de détecteur bolométrique pour le photomµetre de l'instrument Herschel/PACS.<br />Ce manuscrit rend compte du travail de recherche que j'ai effectué au Service d'Astrophysique du CEA dans le cadre de ma thµese de doctorat. Ma tâche a consisté d'une part à développer une procédure de caractérisation adaptée aux nouvelles matrices de bolomµetres du CEA, et d'autre part à réaliser l'étalonnage du photomµetre PACS et à optimiser ses performances dans les différents modes d'observation ouverts à la communauté astronomique.<br />Dans ce manuscrit, je présenterai les grandes lignes de l'astronomie infrarouge de la découverte du rayonnement infrarouge par William Herschel à la réalisation de l'Observatoire Spatial Herschel. Je décrirai également les développements d'hier et d'aujourd'hui dans le domaine de la bolométrie refroidie afin de mettre en perspective les innovations apportées par le CEA, à savoir la fabrication collective de bolomµetres, la thermométrie haute impédance, le multiplexage à froid et l'absorption du rayonnement par cavité résonante. J'exposerai ensuite le principe de fonctionnement des matrices de bolomµetres, étape nécessaire pour comprendre la problématique de la procédure de caractérisation que nous avons mise au point. Puis je présenterai et analyserai en détail les résultats obtenus lors de la campagne d'étalonnage du Photomµetre PACS qui s'est achevée en Juin 2007. Enfin, je traduirai les mesures réalisées en laboratoire en terme de performances "observationnelles" du Photomµetre PACS.
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Tandjè, Sourou Hugues Arsène. "Conception et caractérisation de fibres optiques à modes à moment angulaire orbital." Thesis, Lille 1, 2019. http://www.theses.fr/2019LIL1R032/document.
Full textAbstract:
Les fibres optiques (qu’elles soient à saut ou à gradient d'indice) sont largement utilisées pour les liaisons longue (intercontinentale, dorsale optique terrestre) et courte portée (centre de données, réseau d'accès). Certaines fibres, appelées fibres optiques de spécialité, jouent également un rôle important dans d'autres domaines telles que la médecine (endoscopie par exemple), les capteurs, les applications au laser, etc. La multiplication constante des services Internet combinée à la croissance du nombre d'utilisateurs rend nécessaire l'augmentation de la capacité actuelle des réseaux à fibres optiques. Les fibres aujourd’hui installées et utilisées pour les transmissions à très haut débit utilisent uniquement le mode fondamental (noté LP01, dans l'approximation de faible guidage) pour transmettre les informations : on parle de fibres optiques monomodes. Comme ils atteignent maintenant la limite non-linéaire de Shannon, une des idées pour augmenter la capacité des réseaux optiques consiste à mettre en œuvre le multiplexage spatial (SDM) et à utiliser simultanément différents modes dans une fibre dite légèrement multimode (supportant généralement quelques dizaines de modes) ou une fibre multi-cœurs. Depuis 2010, plusieurs études ont été développées dans ce sens, principalement sur les fibres supportant les modes LP (Linéairement Polarisés) et, plus récemment, les modes OAM (moment angulaire orbital), c’est-à-dire des modes à polarisation circulaire et à phase hélicoïdale. Dans ce dernier cas, les propriétés de phase et de polarisation sont supposées limiter le couplage entre les modes. Ce travail de thèse porte sur la conception et la réalisation de fibres OAM présentant un couplage faible entre modes, pour une application au transport de données mais également pour une étude en photonique non-linéaire. Certaines des fibres étudiées sont des fibres à cœur annulaire fabriquées selon les méthodes de fabrication conventionnelles, présentant des rayons interne / externe et des indices d’anneau optimisés. Nous avons fabriqué de telles fibres à cœur annulaire toute solide dans le but de les appliquer pour une transmission MIMO simple en utilisant des modes OAM comme des canaux indépendants. Cependant, nous avons également conçu et fabriqué la première fibre à cristal photonique (PCF) avec un cœur annulaire quasi-circulaire, à faible perte par confinement et adaptée au guidage des modes OAM. Nous avons montré expérimentalement que les fibres fabriquées supportent les modes OAM et leurs matrices de transmission ont été mesurées. Nous avons également effectué des expérimentations préliminaires sur le décalage solitonique dans la fibre PCF supportant les modes OAM<br>Optical fibers (step index and graded-index ones) are widely used for long-haul (intercontinental, terrestrial optical backbone) and short-reach (datacenter, access network) links. Some fibers called specialty optical fibers also play an important role in other applications like medicine (endoscopy for example), sensing, laser applications etc. The constant rise of Internet services combined to the growth of the number of Internet users makes it necessary to increase the current capacity of optical fiber networks. The fibers commercially used today for very high data rate transmissions use only the fundamental mode (denoted LP01, in the weakly guiding approximation) to transmit the information: there are known as single-mode fibers. As they are now reaching the so-called nonlinear Shannon limit, one of the ideas for increasing the capacity of fiber networks is to implement space-division multiplexing (SDM) and then simultaneously use different modes in a so-called few-mode fiber (fiber supporting typically dozens of modes) or a multicore fiber. Since 2010, several studies have been developed in this direction, mainly on fibers supporting LP (Linearly Polarized) modes and more recently OAM (Orbital Angular Momentum) modes, i.e. modes with helical phase and circular polarization. In this last case, phase and polarization properties are supposed to limit the coupling between modes. This PhD work deals with the design and the realization of OAM fibers presenting weak coupling between modes, for application to data transport but also for study in nonlinear photonics. Some of the fibers studied are annular core fibers made by conventional manufacturing methods, having internal / external radii and optimized ring refractive indices. We fabricated such all-solid ring-core fibers with the aim to apply them for simple MIMO transmission using OAM modes as independent channels. However, we also designed and manufactured the first photonic crystal fiber (PCF) with close-to-circular ring-core, low confinement loss and suitable for OAM mode guidance. We experimentally show that the fabricated fibers support OAM modes, and their transmission matrices have been measured. We also performed preliminary solitonic shifting experimentations in PCF fiber supporting OAM
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Mamann, Hadriel. "Cold-atomic ensemble implemented as an efficient optical quantum memory layer in a cryptographic protocol." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2024. https://accesdistant.sorbonne-universite.fr/login?url=https://theses-intra.sorbonne-universite.fr/2024SORUS120.pdf.
Full textAbstract:
Une étape importante pour le développement des réseaux quantiques est de combiner les protocoles de cryptographie avec les mémoires quantiques afin d'établir des communications sécurisées où les informations peuvent être stockées et récupérées sur demande. Un cas d'utilisation possible de ces réseaux est d'effectuer des transactions authentifiées synchronisées par l'utilisation de mémoires. Cependant, les pertes et le bruit ajoutés par les dispositifs de stockage peuvent être exploités par des agents malveillants pour dissimuler leurs tentatives de fraude. Les contraintes pour opérer dans un régime sécurisé sont donc très exigeantes en termes d'efficacité et de fidélité de la mémoire. Cette thèse se concentre sur l'implémentation d'un ensemble d'atomes froids, utilisé en tant que mémoire quantique basée sur l'EIT, dans un protocole de cryptographie. Les ingrédients clés pour optimiser l'efficacité de stockage ainsi que la méthode employée pour atténuer les sources de décohérence sont détaillés. Ce travail représente la première démonstration du protocole cryptographique nommé "quatum money" incluant une étape intermédiaire de stockage, tirant parti de notre mémoire quantique hautement efficace et à faible bruit. L'étape suivante consisterait à multiplexer spatialement le nuage atomique afin de stocker toute la séquence de qubits aléatoires en une seule fois. Dans ce contexte, la capacité multimode de notre mémoire a été simulée numériquement en utilisant deux techniques différentes de multiplexage spatial<br>Combining cryptographic protocols with quantum memories is an important step for quantum network development in order to establish secure communications where information can be stored and retrieved on demand. One possible use case of these networks is to perform authenticated transactions synchronized by the use of memories. However, the losses and noise added by storage devices can be exploited by dishonest agents to hide their cheating attempts. The constraints to operate in a secure regime are thus very demanding in terms of memory efficiency and fidelity. This thesis focuses on the implementation of a cold-atomic ensemble used as an EIT-based quantum memory in a cryptographic protocol. The key ingredients to optimize the storage-and-retrieval efficiency and the method employed to mitigate the decoherence sources are detailed. This work reports the first demonstration of the unforgeable quantum money including an intermediate quantum memory layer, taking advantage of our highly-efficient and low-noise storage platform. The next step would be to spatially multiplex the atomic cloud in order to store the whole sequence of random qubits at once. In this scenario, the multimode capacity of our memory has been numerically simulated using two different spatial multiplexing techniques
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GUGUEN, Philippe. "Techniques multi-antennes émission-réception ; Applications aux réseaux domestiques sans fil." Phd thesis, INSA de Rennes, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00003348.
Full textAbstract:
Hier encore confinés au monde professionnel, les réseaux locaux sans fil, propulsés par les avancées de l'électronique et du traitement du signal, se démocratisent à grands pas. Plus flexibles, moins chers que les solutions filaires, leurs perspectives de développement restent cependant lourdement conditionnées par leur aptitude à supporter des débits suffisants pour les applications multimédia. Dans cette course vers les hauts débits, des chercheurs des laboratoires Bell ont donné une impulsion décisive lorsque, en 1996, ils ont mis en évidence la possibilité d'accroître substantiellement les débits de transmission par l'emploi simultané de réseaux d'antennes en émission et en réception. Le paradigme des systèmes de communication à entrées multiples et à sorties multiples MIMO (Multiple Input-Multiple Output) était né. <br /><br />Rares sont les standards existants compatibles avec le transport de services multimédia hauts d´ebits. La norme HIPERLAN2, affichant des taux de transferts bruts jusqu'à 54 Mbit/s dans la gamme de fréquences de 5 GHz, en fait partie. Se pose alors naturellement la question d'évaluer dans quelle mesure une extension MIMO permettrait d'augmenter ces débits. L'objectif de cette thèse, menée dans le cadre d'une contrat CIFRE entre THOMSON multimédia et le Laboratoire Composants et Systèmes pour Télécommunications LCST) de l'INSA de Rennes, est d'apporter quelques éléments de réponse à ce problème.
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Tandjè, Sourou Hugues Arsène. "Conception et caractérisation de fibres optiques à modes à moment angulaire orbital." Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2018-2021), 2019. http://www.theses.fr/2019LILUR032.
Full textAbstract:
Les fibres optiques (qu’elles soient à saut ou à gradient d'indice) sont largement utilisées pour les liaisons longue (intercontinentale, dorsale optique terrestre) et courte portée (centre de données, réseau d'accès). Certaines fibres, appelées fibres optiques de spécialité, jouent également un rôle important dans d'autres domaines telles que la médecine (endoscopie par exemple), les capteurs, les applications au laser, etc. La multiplication constante des services Internet combinée à la croissance du nombre d'utilisateurs rend nécessaire l'augmentation de la capacité actuelle des réseaux à fibres optiques. Les fibres aujourd’hui installées et utilisées pour les transmissions à très haut débit utilisent uniquement le mode fondamental (noté LP01, dans l'approximation de faible guidage) pour transmettre les informations : on parle de fibres optiques monomodes. Comme ils atteignent maintenant la limite non-linéaire de Shannon, une des idées pour augmenter la capacité des réseaux optiques consiste à mettre en œuvre le multiplexage spatial (SDM) et à utiliser simultanément différents modes dans une fibre dite légèrement multimode (supportant généralement quelques dizaines de modes) ou une fibre multi-cœurs. Depuis 2010, plusieurs études ont été développées dans ce sens, principalement sur les fibres supportant les modes LP (Linéairement Polarisés) et, plus récemment, les modes OAM (moment angulaire orbital), c’est-à-dire des modes à polarisation circulaire et à phase hélicoïdale. Dans ce dernier cas, les propriétés de phase et de polarisation sont supposées limiter le couplage entre les modes. Ce travail de thèse porte sur la conception et la réalisation de fibres OAM présentant un couplage faible entre modes, pour une application au transport de données mais également pour une étude en photonique non-linéaire. Certaines des fibres étudiées sont des fibres à cœur annulaire fabriquées selon les méthodes de fabrication conventionnelles, présentant des rayons interne / externe et des indices d’anneau optimisés. Nous avons fabriqué de telles fibres à cœur annulaire toute solide dans le but de les appliquer pour une transmission MIMO simple en utilisant des modes OAM comme des canaux indépendants. Cependant, nous avons également conçu et fabriqué la première fibre à cristal photonique (PCF) avec un cœur annulaire quasi-circulaire, à faible perte par confinement et adaptée au guidage des modes OAM. Nous avons montré expérimentalement que les fibres fabriquées supportent les modes OAM et leurs matrices de transmission ont été mesurées. Nous avons également effectué des expérimentations préliminaires sur le décalage solitonique dans la fibre PCF supportant les modes OAM<br>Optical fibers (step index and graded-index ones) are widely used for long-haul (intercontinental, terrestrial optical backbone) and short-reach (datacenter, access network) links. Some fibers called specialty optical fibers also play an important role in other applications like medicine (endoscopy for example), sensing, laser applications etc. The constant rise of Internet services combined to the growth of the number of Internet users makes it necessary to increase the current capacity of optical fiber networks. The fibers commercially used today for very high data rate transmissions use only the fundamental mode (denoted LP01, in the weakly guiding approximation) to transmit the information: there are known as single-mode fibers. As they are now reaching the so-called nonlinear Shannon limit, one of the ideas for increasing the capacity of fiber networks is to implement space-division multiplexing (SDM) and then simultaneously use different modes in a so-called few-mode fiber (fiber supporting typically dozens of modes) or a multicore fiber. Since 2010, several studies have been developed in this direction, mainly on fibers supporting LP (Linearly Polarized) modes and more recently OAM (Orbital Angular Momentum) modes, i.e. modes with helical phase and circular polarization. In this last case, phase and polarization properties are supposed to limit the coupling between modes. This PhD work deals with the design and the realization of OAM fibers presenting weak coupling between modes, for application to data transport but also for study in nonlinear photonics. Some of the fibers studied are annular core fibers made by conventional manufacturing methods, having internal / external radii and optimized ring refractive indices. We fabricated such all-solid ring-core fibers with the aim to apply them for simple MIMO transmission using OAM modes as independent channels. However, we also designed and manufactured the first photonic crystal fiber (PCF) with close-to-circular ring-core, low confinement loss and suitable for OAM mode guidance. We experimentally show that the fabricated fibers support OAM modes, and their transmission matrices have been measured. We also performed preliminary solitonic shifting experimentations in PCF fiber supporting OAM
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Molineaux, Guylian. "Spatial Data Focusing for High-Precision Wireless Geocasting : Theoretical System Design and Practical Proof of Concept." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2023. http://www.theses.fr/2023SORUS491.
Full textAbstract:
Cette thèse étudie la focalisation spatiale de données (FSD) comme moyen d'effectuer la diffusion géolocalisée de données sans fil sur la couche physique, c'est-à-dire la multidiffusion basée sur la position ou la diffusion géographiquement limitée. Cette nouvelle approche peut aider à fournir des services et des messages basés sur la position à de grands groupes d'appareils mobiles qui existent dans les cadres émergents de l'internet des objets pour les villes intelligentes, les industries, les soins de santé, etc. Il permet de résoudre et d'éviter les problèmes de confidentialité qui existent dans les services de géodiffusion classiques, où les utilisateurs sont tenus de révéler leur position. En outre, il surmonte les exigences d'auto-localisation des nœuds et l'équilibre difficile entre la complexité, l'évolutivité et le taux de livraison qui existent dans les algorithmes de routage de géodiffusion de la couche réseau. Plus important encore, elle réussit à augmenter la précision, à réduire la taille du réseau d'antennes et à minimiser la complexité - les conditions les plus cruciales pour faire de la géodiffusion sur la couche physique un système attrayant - par rapport aux approches conventionnelles de focalisation de la puissance basées sur la formation de faisceaux. Dans le cadre du FSD, il remédie en outre à deux lacunes fondamentales. Il s'agit (i) d'une limitation à la focalisation dans le domaine angulaire uniquement ou, de manière équivalente, de l'incapacité de focaliser dans le domaine de la distance et (ii) d'une forte sensibilité à la propagation par trajets multiples qui compromet le fonctionnement correct en dehors des canaux hypothétiques de l'espace libre. Ces problèmes sont résolus par la conception de deux nouvelles architectures FSD qui exploitent les ressources de transmission multifréquence dans un cadre de multiplexage par répartition orthogonale de la fréquence (orthogonal frequency-division multiplexing, OFDM) et de réseaux de fréquences diverses (frequency diverse array, FDA). En outre, une architecture SDF expérimentale a été mise au point pour démontrer sa faisabilité pratique en tant que nouvelle technique de géocasting<br>This thesis investigates spatial data focusing (SDF) as a means of performing wireless physical-layer geocasting, i.e. location-based multicasting or geographically-confined broadcasting. This novel approach can aid in providing location-based services and messaging to large groups of mobile devices that exist in emerging internet-of-things frameworks for smart cities, industries, healthcare, etc., providing users with information that is related or contextualized to their geographical location. It addresses and avoids privacy concerns that exist in conventional location-based services, where users are required to disclose their location. In addition, it overcomes node self-localization requirements and the challenging balance between overhead, scalability, and delivery rate that exist in network-layer geocast routing algorithms. Most importantly, it succeeds in increasing precision, reducing array size, and minimizing complexity - the most crucial conditions in making physical-layer geocasting an attractive scheme - compared to conventional beamforming-based power focusing approaches. Within the SDF framework, it additionally addresses two fundamental shortcomings. That is, (i) a limitation to focusing in the angular domain only or, equivalently, the inability for range-domain focusing and (ii) a severe sensitivity to multipath propagation that jeopardizes correct operation outside hypothetical free space channels. They are overcome by designing two novel SDF architectures that exploit multi-frequency transmission resources in an orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) and frequency diverse array (FDA) framework. Additionally, an experimental proof-of-concept SDF architecture is developed that demonstrates its practical achievability as a novel geocasting technique
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Castiñeiras, Carina. "Modeling and characterization of mode coupling in next generation of few mode optical fibers." Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2018-2021), 2018. http://www.theses.fr/2018LILUR030.
Full textAbstract:
Les fibres optiques légèrement multimodes (FMF) sont une classe de fibres optiques multimodes. Dans le domaine de la télécommunication, chaque mode d’une FMF peut être utilisé comme un canal indépendant de transmission, ainsi, des débits bien supérieurs aux fibres optiques conventionnelles pourrait être atteint. Cependant, l'un des problèmes à l'utilisation de ce type de fibre est le couplage de mode et la dispersion de mode qui dégradent les performances de transmission. Cette thèse entre dans le cadre de l’étude du couplage de mode de différents profils de fibre. Ce travail se décompose en deux axes : i) la modélisation du couplage de mode qui est effectué en considérant la fibre comme une concaténation de plusieurs segments courbés, dont chaque segment est associé à un rayon de courbure aléatoire. ii) La mesure du couplage localisée qui est basé sur la méthode expérimentale A-S2. A l’aide de ce modèle et de ces mesures, nous pouvons confirmer l’absence ou la présence de couplage d’une fibre exposée à des micro-courbures ou à une perturbation aléatoire<br>Few multimode fiber (FMF) is a class of multimode fiber. Each mode of a FMF is considered as an independent transmission channel in telecommunication field. Thus, much higher rates than conventional optical fibers could be achieved. However, this fiber can present the mode coupling and mode dispersion that can degrade the transmission performance. The mode coupling over different fiber profiles is studied in this thesis. This work is divided into two parts: i) the modeling of the mode coupling considering the fiber as a concatenation of several curved segments, and each piece is associated with a random bending radius R. ii) The measurement of localized coupling which is based on the experimental method A-S2. Using this model and these measurements, we can demonstrate the absence or the presence of coupling of a fiber exposed to micro-curvatures or a random perturbation
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Bounab, Ayoub. "Lecture bolométrique à haute sensibilité pour la cosmologie observationnelle et l'exploration de l'univers lointain." Toulouse 3, 2011. http://www.theses.fr/2011TOU30348.
Full textAbstract:
"Après le succès des missions spatiales infrarouge de l'ESA Planck et Herschel (2009), le développement des détecteurs submillimétriques pixellisés en matrices de plusieurs milliers d'éléments ayant une très haute sensibilité est l'un des grands défis auxquels nous devons apporter des solutions pour répondre aux be- soins des missions scientifiques de l'astrophysique spatiale du futur comme SPICA (JAXA/ESA lancement 2020) ou COrE (ESA lancement > 2025). Dans le cadre du programme " Cosmic Vision " de l'ESA, l'instrument SAFARI a été sélectionné pour une phase de pré-étude qui a débuté avec ce travail de thèse en 2007. SAFARI est un instrument européen pour le futur télescope spatial japonais SPICA dédié à l'observation dans le domaine infrarouge et submillimétrique. L'IRAP développe l'électronique de lecture des matrices de détecteurs de type supraconducteurs pour SAFARI. Le travail que j'ai réalisé dans le cadre de cette thèse concerne la chaîne de lecture en multiplexage fréquentiel d'une matrice de bolomètres supraconducteurs Transi- tion Edge Sensor (TES). Dans ce système, plusieurs détecteurs sont alimentés et lus avec la même paire de fils électrique, chacun étant associé à un résonateur qui lui est spécifique et qui le couple à la composante fréquentielle qui lui est propre. Ce travail s'est développé sur deux axes complémentaires. Un premier axe a consisté à dimensionner et fabriquer une maquette pour un sys- tème de lecture numérique spatialisable. J'ai défini et validé la totalité de la chaîne de lecture de l'instrument SAFARI en partant de la partie froide (détecteurs TES et amplificateur SQUID) jusqu'à l'électronique chaude de lecture (traitement numé- rique du signal). Après des tests de co-simulation analogique-numérique, les algo- rithmes numériques ont été implémentés sur une carte FPGA bas bruit et validés avec un simulateur de SQUID analogique qui fonctionne à température ambiante. Le deuxième axe du travail concerne la mise en place d'un banc de test démons- trateur de SAFARI à l'université de Cardiff. J'ai participé au dimensionnement de la chaîne de mesure complète qui comprend d'une part l'interfaçage TES, SQUID, Ampli bas bruit et l'électronique de lecture, et d'autre part la gestion du logiciel de polarisation, de mesure et d'acquisition des données. Le fruit de cette collaboration (toujours en cours depuis environ un an) a permis de caractériser électriquement et optiquement les bolomètres TES prototypes avec le système que j'ai développé. Après calibration, nous avons mesuré une sensibilité de 2 × 10-18 W racine de Hertz que ce soit en utilisant notre électronique avec multiplexage fréquentiel ou une lecture directe. Cette sensibilité présente un gain d'un facteur 10 à 100 par rapport à la sensibilité des bolomètres utilisés actuellement, par exemple à bord des instruments des missions Herschel ou Planck. Les calculs et les premiers tests faits par ailleurs par nos collaborateurs à Cambridge, Cardiff et SRON montrent que l'objectif de 2 - 3 × 10-19 W racine de Hertz est atteignable. Les détecteurs TES et leurs électronique de lecture et d'asservissement multiplexée en fréquence ont donc été sélectionnés comme chaîne de détection pour l'instrument SAFARI à bord de SPICA lors de la revue de sélection des détecteurs qui s'est tenue vi au SRON à Groningen en Juin 2010 et qui mettait en compétition les systèmes de détecteurs proposés par quatre équipes différentes. "<br>We present the design and performance of a digital circuit developed for frequency domain multiplexed (FDM) readout of arrays of high sensitivity su- perconducting Transition Edge Sensors (TES) in the SAFARI spectro-imager on the SPICA infrared telescope. SPICA is a collaborative JAXA-ESA mission due to be launched around 2020. SPICA detectors are organized in 24 readout channels. Each channel consists of up to 160 TES detectors coupled to a single Superconducting Quantum Interference Device (SQUID) amplifier through individual LC filters which determine the AC readout frequency of each detector. The standard procedure to readout a SQUID current amplifier is by using negative feedback, thereby nulling its flux from which it derives its name : flux-locked loop (FLL). This circuit linearizes the sinusoidal SQUID response and enhances its rather limited dynamic range. The gain-bandwidth of a FLL is limited by the cable delay between SQUID amplifier and the warm electronics, which generates output and feedback for the FLL. The long cables on SPICA make a standard FLL unsuitable for for the feedback of signals modulated onto AC-carriers in the 1 - 3 MHz range. In our system, the required high gain at each carrier frequency is achieved by the correction for this delay using a digital Baseband feedback (BBFB) readout which monitors the amplitude of each carrier and synthesizes the correct wave phase to the SQUID feedback coil. The maximum achievable gain-bandwidth for BBFB depends on the spacing between the 160 carriers in each channel and has been designed such that it is sufficient for the rather slow detectors on SAFARI. We have integrated and tested BBFB with prototype of TES detectors and resonators. We have demonstrated a successful operation of BBFB with a single resonator and TES operating in its transition, the noise measurements are consistent with the expectation of 2 × 10-18 W root Hertz. The design has been made such that the sky backgrounds and telescope baffle dominate the sensitivity. The detector NEP requirement is set to 2 - 3 × 10-19 W root Hertz. Till now, the SAFARI TES team, led by the university of Cardiff and SRON have demonstrated a NEP of about 3 × 10-19 W root Hertz. Our readout system demonstrated the performances required to allow its selection for the SAFARI instrument
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Mary, Philippe. "Etude analytique des performances des systèmes radio-mobiles en présence d'évanouissements et d'effet de masque." Phd thesis, INSA de Lyon, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00406310.
Full textAbstract:
Cette thèse a pour but l'analyse des performances d'une communication radio en présence d'évanouissements et d'effet de masque. Le masquage, du aux obstacles entre l'émetteur et le récepteur, fait varier la probabilité d'erreur moyenne ("Symbole Error Probability" SEP). L'étude de la probabilité de coupure symbole (SEO "Symbol error Outage") définie comme la probabilité que le SEP moyen excède une valeur seuil est donc plus pertinent. La difficulté de son étude réside dans le fait qu'une inversion du SEP moyen par rapport au SNR (Signal to Noise Ratio) est nécessaire. Par la méthode de Laplace nous donnons des approximations précises à tout SNR du SEP dans un canal de Nakagami-m et Rice dans le cas mono-antenne. Nous montrons ensuite que ces approximations sont inversibles par rapport au SNR et permettent d'exprimer analytiquement le SEO en fonction du SEP cible. Nous intégrons ensuite le codage canal et dérivons des expressions analytiques de la probabilité de coupure paquet pour un codage bloc puis un codage convolutif à entrée décidée. Nous étendons l'étude aux systèmes MIMO à codage bloc orthogonaux puis à multiplexage spatial où des formes exactes du SEO sont dérivées. Nous considérons le cas où des interférents sont présents. Nous dérivons une approximation précise et inversible de la probabilité d'erreur lorsque les signaux se propagent à travers un canal à évanouissements rapides de Rayleigh. Enfin parce que la prise en compte de l'interférence est un moyen avéré d'augmenter la capacité des réseaux, nous étudions les performances de la détection multiutilisateurs à maximum de vraisemblance (MUD-MLSE), dans un contexte WLAN à canaux recouvrant.
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Chahbi, Ismehene. "Exploitation des antennes multiples pour l'optimisation dans les réseaux sans fil." Electronic Thesis or Diss., Evry, Institut national des télécommunications, 2011. http://www.theses.fr/2011TELE0008.
Full textAbstract:
Les récentes avancées dans le domaine du traitement d'antennes et dans la microélectronique ont fait naître la technologie des antennes intelligentes connue sous le nom de "smart antennas". Considérée comme rupture technologique pour les réseaux sans fil, les systèmes d'antennes intelligentes pourraient répondre aux exigences de plus en plus fortes des applications et services en termes de débit, de capacité et de connectivité. Aujourd'hui, les smart antennas sont exploitées pour développer plusieurs technologies incluant les systèmes de commutation de faisceaux, les antennes adaptatives et les systèmes MIMO (Multiple Input Multiple Output). L'utilisation des antennes MIMO a été reconnue comme une technologie-clé, capable d'accroître considérablement la capacité des réseaux sans fil en exploitant différemment et mieux le spectre radio. Elle fait partie des récents et futurs standards tels que le 3GPP-LTE et le IEEE-802.11n. Dans cette thèse, nous nous sommes intéressés à l'exploitation des techniques multi-antennes dans le contexte des réseaux mobiles. Nous nous sommes focalisés principalement sur deux axes de recherche : la formation de faisceaux et le multiplexage spatial. Dans une première étude, nous avons proposé un schéma de formation de faisceaux, basé sur la technique LCMV (Linearly Constrained Minimum Variance) et permettant de former des faisceaux plus adaptés en cas de mobilité. Dans cette solution, l'incertitude sur la localisation des nœuds est compensée par des faisceaux de largeurs adaptées. De plus, dans le cas où les paramètres (vitesse et direction) de mouvement des nœuds sont connus, nous avons proposé d'exploiter des techniques simples d'extrapolation afin de limiter les calculs complexes des méthodes de poursuite continue (tracking), très consommatrices en ressources. Dans une seconde étude, nous avons proposé une solution d'ordonnancement basée sur la technique du multiplexage spatial qui est une caractéristique fondamentale des systèmes MIMO. L'algorithme proposé (SCLS : Stream-Controlled Multiple Access) exploite les informations inter-couches (cross-layer) : environnement radio de la couche PHY et charge de trafic de la couche LIEN. Il permet de choisir l'ensemble des liens à activer simultanément et détermine sur chacun de ces liens, le nombre d'antennes à utiliser pour transmettre des flux parallèles. SCLS permet ainsi de minimiser le temps nécessaire pour satisfaire les demandes de trafic et de maximiser le débit global utilisé à chaque instant. Dans la troisième étude, nous avons considéré la problématique d'estimation des directions d'arrivée et de départ. Nous avons proposé un algorithme (E-Capon) d'estimation conjointe de ces directions ainsi que du retard de propagation des trajets multiples dans un canal MIMO. Nous nous sommes basés sur la méthode de Capon qui permet de réduire la complexité de traitement pour offrir une estimation rapide et robuste des informations relatives à la localisation des nœuds. Notre objectif est de concevoir une technique mieux adaptée aux changements dynamiques de topologie que l'on peut observer dans les réseaux sans fil<br>Recent advances in antennas processing and microelectronics have helped for the emergence of smart antennas and their use in public telecommunication systems. This technology allows sophisticated signal processing and provides significant performance benefits such as increased spectral efficiencies, reduced power consumption, interference cancellation, increased communication reliability and better connectivity. Smart antennas represent a broad variety of antenna technologies that significantly differ in terms of performance and transceiver complexity. The different antennas technologies include switched-beam antennas, adaptive array antennas and multiple-input multiple-output (MIMO) systems. The latter is already being implemented in latest generation equipments and standards like 3GPP-LTE and IEEE 802.11n. The focus of this thesis is to explore the various capabilities of smart antennas and to propose new mechanisms and systems for their use. In particular, we were interested in exploiting two multi-antenna systems' capabilities: spatial multiplexing and beamforming. In the first part of this thesis, we propose a new dynamic beamforming technique for mobile ad hoc networks, based on the LCMV beamformer. Mobiles nodes derive the weight vectors to form dynamic beams more adapted to their mobility parameters. The proposed scheme allows to form dynamic beams with less complexity but more adapted to possible uncertainty on mobile node locations.. Performance evaluations show that the proposed approach enhances system capacity and connectivity while reducing localization overhead and beam forming complexity. In the second part of this thesis, we design and evaluate a joint stream control and link TDMA-based scheduling algorithm (SCLS) for MIMO wireless mesh networks. SCLS is a cross layer resource allocation scheme that selects links to be activated simultaneously and determines the optimal number of streams to be used on each of them. This selection is based on streams' channel gains, traffic demands and interference levels. The proposed algorithm optimizes both the frame length and network capacity and throughput. In the third part, a joint Angle of Arrival (AOA), Angle of Departure (AOD) and Delay of Arrival algorithm, based on the Capon Beamformer, is proposed. These physical parameters of the received signals are needed to develop advanced antenna systems and other applications such as localization in indoor environments.The proposed algorithm reduces both complexity and computation time compared to subspace-based existing methods. The proposed approach works even if the number of multipaths exceeds the number of antenna elements
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Contreras, Villalobos Kevin. "Conception, validation et mise en oeuvre d’une architecture de stockage de données de très haute capacité basée sur le principe de la photographie Lippmann." Thesis, Paris 11, 2011. http://www.theses.fr/2011PA112017/document.
Full textAbstract:
Le stockage de données par holographie suscite un intérêt renouvelé. Il semble bien placé pour conduire à une nouvelle génération de mémoires optiques aux capacités et débits de lecture bien supérieurs à ceux des disques optiques actuels basés sur l’enregistrement dit surfacique. Dans ce travail de thèse, nous proposons une nouvelle architecture de stockage optique de données qui s’inspire du principe de la photographie interférentielle de Lippmann. Les informations y sont inscrites dans le volume du matériau d’enregistrement sous la forme de pages de données par multiplexage en longueur d’onde en exploitant la sélectivité de Bragg. Cette technique, bien que très voisine de l’holographie, n’avait jamais été envisagée pour le stockage à hautes capacités. L’objectif de la thèse a été d’analyser cette nouvelle architecture afin de déterminer les conditions pouvant conduire à de très hautes capacités. Cette analyse s’est appuyée sur un outil de simulation numérique des processus de diffraction en jeu dans cette mémoire interférentielle. Elle nous a permis de définir deux conditions sous lesquelles ces hautes capacités sont atteignables. En respectant ces conditions, nous avons conçu un démonstrateur de mémoire dit de « Lippmann » et avons ainsi démontré expérimentalement que la capacité est bien proportionnelle à l’épaisseur du matériau d’enregistrement. Avec une telle architecture, des capacités de l’ordre du Téraoctet sont attendues pour des disques de 12 cm de diamètre<br>Nowadays, the holographic data storage presents a renewed interest. It seems well placed to lead a new generation of optical storage capacity and playback speeds much higher than current optical discs based on the recording onto a surface. In this thesis, we propose a new architecture for optical data storage that is based on the principle of Lippmann photography interferential. Information are included in the volume of the recording material in the form of pages of data multiplexing in wavelength by exploiting the Bragg selectivity. This technique, although very similar to holography, had never been considered for high storage capacities. The aim of the thesis was to analyze this new architecture to determine the conditions that can lead to very high capacities. This analysis was based on a numerical simulation tool of diffraction process involved in this memory interferential. It allowed us to define two conditions under which these high capacities are achievable. In accordance with these conditions, we developed a demonstrator called "Lippmann’s memory" and have thus demonstrated experimentally that the capacity is proportional to the thickness of the recording material. With such an architecture, Terabyte disks of 12 cm in diameter are expected
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De, la Gorce Aliénor. "Manipulation des propriétés de cohérence spatio-temporelle de la lumière par mélange à deux ondes opto-numérique." Thesis, université Paris-Saclay, 2020. https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-03179767.
Full textAbstract:
La propagation de signaux optiques à travers des milieux diffusants ou multimodes est un problème largement étudié dans la communauté scientifique. De nombreuses études ont été conduites dans le but de développer des méthodes efficaces pour la reconstruction d'information après une propagation ayant modifié le contenu envoyé. De telles études font échos à de nombreux domaines d'applications, comme les télécommunications optiques ou l'endoscopie en biologie. Dans ce but, de nombreuses approches ont été envisagées dans les dernières années. Certaines s'appuient sur l'utilisation de cristaux photoréfractifs, de valves optiques, et de plus en plus largement sur des techniques d'holographie numérique basées sur l'utilisation de modulateurs spatiaux de lumière.Pendant ma thèse, j'ai développé une nouvelle approche sur l'étude et la manipulation des propriétés de cohérence spatio-temporelle d'un faisceau après propagation à travers un fibre multimode. Cette méthode s'appuie sur une interaction de mélange à deux onde opto-numérique, reposant sur l'utilisation combinée d'une caméra et d'un modulateur spatial de lumière. Cette étude découle d'expériences de mélange à deux ondes initialement réalisées dans des milieux photoréfractifs. Mais contrairement à ces expériences, les paramètres intervenant dans cette expérience ne sont pas soumis aux propriétés intrinsèques du matériau et permet ainsi une plus grande flexibilité quant à la manipulation des propriétés de cohérence spatio-temporelle du signal<br>Propagation of optical signals through multimode scattering media is a very fundamental problem in physics. Many studies have been conducted in order to find efficient methods for the reconstruction of information from a scrambled content. Applications range from telecommunication information retrievement to biological endoscopy. In these goals, various approaches have been developed in the past few years. Some are based on two-wave mixing interaction in photorefractive crystals, others use light valves or numerical holography based on a spatial light modulator.During my PhD, I designed a new method for the study of spatio-temporal properties of optical information that has been scrambled through a multimode medium. This method relies on a digitally assisted two-wave mixing interaction based on a camera - Spatial light modulator combination. This study ensues from signal manipulation with a photorefractive crystal experiment. Besides, experimental parameters are not limited by the intrinsic properties of a crystal and allows much more flexibility on the light manipulation
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Rekaya, Ben Othman Ghaya. "Nouvelles constructions algébriques de codes spatio-temporels atteignant le compromis "Multiplexage-Diversité"." Paris, ENST, 2004. https://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001464.
Full textAbstract:
Un grand intérêt a été accordé aux systèmes à antennes multiples à cause de leur capacité à augmenter les débits. Les codes Espace-Temps optimaux ont : rendement plein, ordre de diversité maximal, gain de codage optimal. Malheureusement, les meilleurs codes existants souffrent de déterminants minimaux s'évanouissant lorsque l'efficacité spectrale augmente. Nous proposons deux nouvelles constructions de codes Espace-Temps optimaux et ayant des déterminantsminimaux ne s'évanouissant pas. Nous nous basons dans nos constructions sur les algèbres cycliques dedivision de centre Q(i) et Q(j). Les premiers codes construits sont les ”codes Quaternioniques”, ils ont une répartition non uniforme de l'énergie qui pénaliseleurs performances lorsque le nombre d'antennes augmente. Pour pallier ce problèmeénergétique, nous avons construit les ”codes Parfaits”, qui ont une efficacité énergétique se traduisant par une distributionénergétique uniforme et des constellations transmises ne présentantaucune perte de forme par rapport aux constellations émises. Les codes Quaternioniques et lescodes Parfaits atteignent le compromis gain de multiplexage-diversité optimal. La représentation en réseaux de points des codes Quaternioniques et des codes Parfaitspermet leur décodage par les décodeurs de réseaux de points. Les décodeurs les plus connusdans la littérature sont le décodeur par sphères et le Schnorr-Euchner. Des versoins modofiées des deux algorithmes ont été proposées pour décoder les constellations finies. Nous proposons une nouvelle réduction algébrique adaptée aux réseaux de points algébriques pour les systèmes mono-antenne sur canal à évanouissements rapides<br>A great interest has been accorded to Multi-Input Multi-Output systems due to the largecapacity they can offer. Optimal Space-Time codes are full rate, full rank and have optimal coding gain. Unfortunately, the best existingcodes suffer from vanishing determinants as spectral efficiency grows. In our work, we propose two new constructions of Space-Time codes that are full rate, fullrank and have non-vanishing determinants. Cyclic division algebras with center Q(i) and Q( j)are our essential mathematical tool for these codes' constructions. The first ones are the ”QuaternionicST codes”. However, for a number of antennas larger than 2, the non-uniform energydistribution in the codeword penalizes their performances. To alleviate this problem, we haveconstructed a newfamily of codes, called ”Perfect ST codes”. These codes are characterized by agood energy efficiency given by an uniform energy distribution and transmitted constellationshave no shaping loss compared to the signal constellation. Quaternionic and Perfect codesachieve the diversity-multiplexing tradeoff. Quaternonic and Perfect codes are decodable by lattice decoders, Sphere Decoder andSchnorr-Euchner, by considering their lattice representations. These decoders are usually usedto decode infinite lattices. As we consider finite constellations, modified versions of both decodersare proposed. By comparing their complexities,we conclude that Schnorr-Euchner is better. Lattice reduction is used to accelerate the decoding of infinite lattices. As algebraic lattices are used in our Space-Time codes' construction, we propose a new algebraic lattice reduction for single antenna systems on fast faing channels
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Rekaya-Ben, Othman Ghaya. "Nouvelles constructions algébriques de codes spatio-temporels atteignant le compromis multiplexage-diversité /." Paris : École nationale supérieure des télécommunications, 2005. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb400862004.
Full text
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Amhoud, El Mehdi. "Coding techniques for space-division multiplexed optical fiber systems." Electronic Thesis or Diss., Paris, ENST, 2017. http://www.theses.fr/2017ENST0067.
Full textAbstract:
Les deux dernières décennies ont connu une croissance exponentielle de la demande pour plus de capacité dans les réseaux optiques. Cette croissance a été principalement causée par le développement d'Internet et le trafic croissant généré par le nombre croissant des utilisateurs. La fibre optique offre plusieurs degrés de liberté pour augmenter la capacité. La fréquence, le temps, la phase, la polarisation ont déjà été utilisés pour satisfaire la demande de bande passante, ainsi le multiplexage spatial (SDM) reste le seul degré de liberté disponible pouvant être utilisé dans les systèmes optiques afin d'augmenter la capacité. Cependant, les interactions entre les différents canaux spatiaux dans le même milieu de propagation est inévitable. Ces interactions, si elles ne sont pas compensées, entraînent des dégradations qui détériorent les performances du système. À cette fin, des recherches intensives sont menées récemment afin de développer un traitement de signal avancé capable de traiter ces détériorations dans les systèmes à multiplexage spatial. Motivés par le rôle potentiel des fibres optiques multimodes (MMF) dans les futurs systèmes SDM, dans cette thèse, nous présentons des solutions de codage modernes pour réduire la diaphonie non-unitaire qui affecte les modes spatiaux dans les fibres multimodes entraînant une dégradation des performances<br>In a very fast pace, the last two decades have known an exponential growth in the demand for more optical network capacity, this growth was mainly caused by the built-out of the Internet and the growing traffic generated by an increasing number of users. Since frequency, time, phase, polarization have already been used to satisfy the demand for bandwidth, space-division multiplexing (SDM) remains the only available degree of freedom that can be used in optical transmission systems in order to increase the capacity. However, interactions between spatial channels in the same propagation medium is inevitable. These interactions, if not compensated, result in impairments that deteriorate the system performance. For this purpose, intensive research is being carried out in recent years in order to provide advanced signal processing capable to deal with these impairments in spatial multiplexing systems. Motivated by the potential role of multi-mode fibers (MMFs) in future SDM systems, in this thesis, we present modern coding solutions to mitigate the non-unitary crosstalk known as mode-dependent loss (MDL) that affects spatial modes of MMFs resulting in degraded system performance
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Mroueh, Lina. "Codage spatio-temporel et gain de multiplexage multi-utilisateurs pour les canaux sélectifs." Paris, Télécom ParisTech, 2010. http://www.theses.fr/2010ENST0037.
Full textAbstract:
Les nouvelles générations de réseaux sans fils tels que IEEE 802. 11n, IEEE 802. 16m, LTE advanced, etc sont basées sur des techniques de transmission multi-antennes et multi-utilisateurs. Dans les systèmes de communications point à point, l'utilisation de plusieurs antennes l'émission et à la réception permet non seulement d'augmenter le débit transmis, mais aussi de garantir une meilleure qualité du signal reçu. Dans cette thèse, on propose une nouvelle famille des codes spatio-temporels pour les canaux sélectifs et nous montrons comment les codes dérivés de l'algèbre de division cyclique peuvent être appliqués dans un système réel, et nous nous focalisons sur leur optimalité et les limites pratiques qui peuvent être rencontrées en industrie. Dans le contexte multi-utilisateurs, l'exploitation du gain de multiplexage multi-utilisateurs permet d'augmenter considérablement le débit global du réseau. Dans le cadre de cette thèse, deux systèmes multiutilisateurs ont été étudiés dans le cas où les canaux entre la source et la destination possèdent une mémoire en temps et en fréquence. Pour le canal sélectif à interférence, on montre que le gain de multiplexage maximal peut être atteint en utilisant un système à alignement d'interférence sous certaines conditions de propagation de canal. Pour le canal sélectif à diffusion, on prouve que le gain multiutilsateur de multiplexage peut être conservé en utilisant une connaissance partielle du canal et un nombre de bits réduits qu'on calcule<br>The next generation of wireless systems such as IEEE 802. 11n, IEEE 802. 16m, LTE advanced, etc features Multiple-Input Multiple-Output(MIMO) transmission and multiuser communications. In a point-to-point communication, the use of multiple transmitter and receiver antennas enables an increased data throughput through spatial multiplexing and an increased range by exploiting the spatial diversity. In this dissertation, we propose a new family of split NVD parallel codes to achieve the optimal diversity multiplexing tradeoff and we show how the codes designed from cyclic division algebra can be applied in a real world system, and we focus on their optimality and the practical limits that can be encountered in industry. In the multiuser context, exploiting the multiuser multiplexing gains in the network allows to increase considerably the overall throughput in the network. The multiuser context has been extensively studied in the literature for the case where channels between nodes are flat fading. For the selective fading interference channel, we show that the maximal multiplexing gain of can be achieved using an interference alignment scheme under certain channel spread requirements. For the selective fading MIMO broadcast channels, we show how the correlation between time frequency channels can be used in a selective MIMO broadcast channel to minimize the number of bits to be fed back to the transmitter side while conserving the maximal multiplexing gain
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Bsaibes, Maroun. "Vers une meilleure compréhension des mécanismes de pertes et de couplages de modes dans les fibres optiques légèrement multimodes." Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2022-....), 2023. http://www.theses.fr/2023ULILR004.
Full textAbstract:
De nombreuses initiatives de recherche technologique ont été menées ces dernières années pour proposer des solutions à la saturation prochaine de la capacité des réseaux de télécommunications à base de fibres optiques monomodes. Dans ces conditions, alors que le multiplexage de l'information repose déjà sur l'utilisation simultanée de plusieurs dimensions physiques (longueur d'onde, polarisation, phase et temps), l'ajout d'une nouvelle dimension, à savoir l'espace, semble, la solution la plus prometteuse. Le multiplexage spatial des données (SDM) est alors possible via l'utilisation de fibres multicœurs (MCF) ou de fibres légèrement multimode (FMF) et la capacité devient alors proportionnelle au nombre de canaux spatiaux disponibles. Dans le cas des FMF, on parle de multiplexage modal (MDM), les canaux correspondants alors aux modes spatiaux guidés dans le cœur de la fibre. Les défis à relever pour aboutir à des transmissions à faible taux d'erreur sur des distances respectables sont nombreux sont cependant nombreux. Ainsi, la réduction de l'atténuation différentielle des modes (DMA) et du couplage entre modes sont deux obstacles à surmonter avant d'envisager transposer une telle technologie sur le terrain.Le premier objectif de cette thèse a été d'identifier et de quantifier la contribution des différentes sources de pertes à l'atténuation totale de chaque mode dans des FMF présentant des profils d'indice différents mais supportant le même nombre de modes. Le second objectif était d'établir et d'analyser le lien suspecté entre certains mécanismes d'atténuation, en l'occurrence ceux liés à la diffusion de la lumière, et le couplage entre les modes. A 1550 nm, il est connu que la diffusion de la lumière représente la plus grande source d'atténuation dans les fibres de silice. Elle est une combinaison de deux facteurs : la diffusion Rayleigh qui dépend des propriétés physico-chimiques du matériau utilisé pour créer la fibre, et la diffusion SALS (small angle light scattering), moins documenté dans la littérature, qui résulte des fluctuations de l'indice de réfraction dans le guide. Dans cette thèse, les coefficients de diffusion Rayleigh et SALS ont été quantifiés en mesurant la distribution angulaire de l'intensité diffusée de différents modes. En outre, l'atténuation par absorption (infrarouge et OH) a également été quantifiée. D'autre part, une méthode simple basée sur la réflectométrie optique (OTDR) a été appliquée pour comparer le coefficient de Rayleigh de mêmes modes se propageant dans deux FMFs différents. Parallèlement, des modèles théoriques ont été développés pour analyser les résultats obtenus, en particulier dans le cas du SALS. Les dépendances modales des coefficients de diffusion SALS de différentes fibres ont ainsi été qualitativement reproduites. Ce travail fournit des informations cruciales pour la compréhension de l'impact du profil d'indice du FMF sur les coefficients d'atténuation des modes, ce qui permet de mieux comprendre les limites des FMFs et les améliorations qui peuvent être apportées pour guider leur conception<br>Numerous technological research initiatives have been conducted in recent years to propose solutions to the upcoming saturation of the capacity of single-mode optical fiber-based telecommunications networks. In these conditions, while information multiplexing is already based on the simultaneous use of several physical dimensions (wavelength, polarization, phase, and time), the addition of a new dimension, namely space, seems to be the most promising solution. Space division multiplexing (SDM) of the data is then possible through the use of multicore fibers (MCF) or few-mode fibers (FMF) and the capacity then becomes proportional to the number of spatial channels available. In the case of FMF, this is known as mode division multiplexing (MDM), with the channels corresponding to the spatial modes guided in the fiber core. However, there are many challenges to overcome in order to achieve low error rate transmissions over respectable distances. Thus, the reduction of the differential mode attenuation (DMA) and the coupling between modes are two obstacles to overcome before considering transposing such a technology to the field.The first objective of this thesis was to identify and quantify the contribution of the different loss sources to the total attenuation of each mode in FMFs with different index profiles but supporting the same number of modes. The second objective was to establish and analyze the suspected link between some attenuation mechanisms, in this case, those related to light scattering, and the coupling between modes. At 1550 nm, it is known that light scattering represents the largest source of attenuation in silica fibers. It is a combination of two factors: Rayleigh scattering which depends on the physico-chemical properties of the material used to create the fiber, and SALS (small angle light scattering), less documented in the literature, which results from fluctuations of the refractive index in the waveguide. In this thesis, the Rayleigh and SALS scattering coefficients were quantified by measuring the angular distribution of the scattered intensity of different modes. In addition, the absorption attenuation (infrared and OH) has also been quantified. On the other hand, a simple method based on optical reflectometry (OTDR) has been applied to compare the Rayleigh coefficient of the same modes propagating in two different FMFs. In parallel, theoretical models have been developed to analyze the obtained results, in particular in the case of SALS. The modal dependencies of the SALS scattering coefficients of different fibers have been qualitatively reproduced. This work provides crucial information for the understanding of the impact of the FMF index profile on the mode attenuation coefficients, leading to a better understanding of the limitations of FMFs and the improvements that can be made to guide their design
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Bancel, Eve-Line. "Generation of triple frequency combs in multi-core fibres for multidimensional spectroscopy." Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2022-....), 2023. http://www.theses.fr/2023ULILR091.
Full textAbstract:
Ces travaux de thèse explorent le développement, la caractérisation et l'application pratique d'une nouvelle source de tri-peigne de fréquences entièrement fibrée, et accordable, pour la spectroscopie multidimensionnelle. La spectroscopie à trois peignes apporte une nouvelle dimension à l'analyse spectroscopique linéaire et non linéaire classique, offrant la possibilité de mesurer l'évolution presque en temps réel de systèmes complexes avec une précision inégalée. Les configurations actuelles de tri-peignes sont fondées sur l'utilisation de lasers à verrouillage de modes, ce qui impose des contraintes sur les paramètres du système et nécessite une synchronisation électronique complexe, limitant ainsi les applications potentielles. Dans cette thèse, nous présentons la démonstration expérimentale du multiplexage spatial de trois peignes électro-optiques provenant d'une source laser commune, dans une fibre non linéaire à plusieurs cœurs .Ce choix d'architecture vise à assurer une cohérence mutuelle intrinsèque entre les trois peignes. Ce manuscrit fournit une étude du développement et de la caractérisation des trois peignes. Nous avons validé leur cohérence par paire grâce à des expériences à double peigne. Nous avons exploité la cohérence à trois peignes pour étudier expérimentalement le phénomène de mélange à quatre ondes intra-enveloppe dans les fibres optiques.L'utilisation du troisième peigne comme oscillateur local multi-lignes nous a permis d'extraire et d'analyser les composantes entremêlées résultant de l'interaction non linéaire entre les deux premiers peignes.Nous avons ensuite révélé la haute cohérence mutuelle entre les trois peignes élargis en appliquant cette approche à la démonstration d'une expérience de spectroscopie tri-peigne en 2D<br>This thesis work explores the development, characterization, and practical application of a novel, fully fibered, and freely-tunable tri-frequency-comb source for advanced multidimensional spectroscopy. Tricomb spectroscopy unveils a new dimension to standard linear and non-linear spectroscopic analysis, offering the possibility to reveal the almost real-time evolution of complex systems with unprecedented accuracy. Current triple comb configurations are based on the use of mode-locked lasers, which impose constraints on the comb parameters, and require complex electronic synchronization, thus limiting potential applications. In this thesis, we present the experimental demonstration of the spatial multiplexing in a multi-core non-linear fiber of three electro-optic combs from a common laser source.This architecture aims to ensure intrinsic mutual coherence between the three combs. The manuscript provides a comprehensive study of the development and characterization of the three combs Wevalidated their pairwise coherence through dual-comb experiments. We exploited the tri-comb coherence to experimentally investigate intra-envelope four-wave mixing phenomenon in optical fibers.We then revealed the high mutual coherence between the three broadened combs by applying this approach through the demonstration of a 2-D FWM spectroscopy experiment
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Raddadi, Bilel. "Récepteurs avancés et nouvelles formes d'ondes pour les communications aéronautiques." Thesis, Toulouse, INPT, 2018. http://www.theses.fr/2018INPT0057/document.
Full textAbstract:
De nos jours, l'utilisation des drones ne cesse d'augmenter et de nombreuses études sont réalisées afin de mettre en place des systèmes de communication dronique destinés à des applications non seulement militaires mais aussi civiles. Pour le moment, les règles d'intégration des drones commerciaux dans l’espace aérien doivent encore être définies et le principal enjeu occupation est d'assurer une communication fiable et sécurisée. Cette thèse s’inscrit dans ce contexte de communication. Motivée par la croissance rapide du nombre des drones et par les nouvelles générations des drones commandés par satellite, la thèse vise à étudier les différents liens possibles qui relient le drone aux autres composants du système de communication. Trois principaux liens sont à mettre en place : le lien de contrôle, le lien de retour et le lien de mission. En raison de la rareté des ressources fréquentielles déjà allouées pour les futurs systèmes droniques, l'efficacité spectrale devient un paramètre crucial pour leur déploiement à grande échelle. Afin de mettre en place un système de communication par drones spectralement efficace, une bonne compréhension des canaux de transmission pour chacune des trois liaisons est indispensable, ainsi qu’un choix judicieux de la forme d’onde. Cette thèse commence par étudier les canaux de propagation pour chaque liaison : canaux de type muti-trajets avec ligne de vue directe, dans un contexte d’utilisation de drones à moyenne altitude et longue endurance (drones MALE). L’objectif de cette thèse est de proposer de nouveaux algorithmes de réception permettant d’estimer et égaliser ces canaux de propagation muti-trajets. Les méthodes proposées dépendent du choix de la forme d’onde. Du fait de la présence d’un lien satellite, les formes d’onde considérées sont de type mono-porteuse (avec un faible facteur de crête) : SC et EW-SCOFDM. L’égalisation est réalisée dans le domaine temporel (SC) ou fréquentiel (EW-SC-OFDM). L'architecture UAV prévoit l'implantation de deux antennes placées aux ailes. Ces deux antennes peuvent être utilisées pour augmenter le gain de diversité (gain de matrice de canal). Afin de réduire la complexité de l'égalisation des canaux, la forme d'onde EW-SC-OFDM est proposée et étudiée dans un contexte muti-antennes, dans le but d'améliorer l'endurance de l'UAV et d'accroître l'efficacité spectrale, une nouvelle technique de modulation est considérée: Modulation spatiale ( SM). Dans SM, les antennes de transmission sont activées en alternance. L'utilisation de la forme d'onde EW-SC-OFDM combinée à la technique SM nous permet de proposer de nouvelles structures modifiées qui exploitent l’étalement spectrale pour mieux protéger des bits de sélection des antennes émettrices et ainsi améliorer les performances du système<br>Nowadays, several studies are launched for the design of reliable and safe communications systems that introduce Unmanned Aerial Vehicle (UAV), this paves the way for UAV communication systems to play an important role in a lot of applications for non-segregated military and civil airspaces. Until today, rules for integrating commercial UAVs in airspace still need to be defined, the design of secure, highly reliable and cost effective communications systems still a challenging task. This thesis is part of this communication context. Motivated by the rapid growth of UAV quantities and by the new generations of UAVs controlled by satellite, the thesis aims to study the various possible UAV links which connect UAV/aircraft to other communication system components (satellite, terrestrial networks, etc.). Three main links are considered: the Forward link, the Return link and the Mission link. Due to spectrum scarcity and higher concentration in aircraft density, spectral efficiency becomes a crucial parameter for largescale deployment of UAVs. In order to set up a spectrally efficient UAV communication system, a good understanding of transmission channel for each link is indispensable, as well as a judicious choice of the waveform. This thesis begins to study propagation channels for each link: a mutipath channels through radio Line-of-Sight (LOS) links, in a context of using Meduim Altitude Long drones Endurance (MALE) UAVs. The objective of this thesis is to maximize the solutions and the algorithms used for signal reception such as channel estimation and channel equalization. These algorithms will be used to estimate and to equalize the existing muti-path propagation channels. Furthermore, the proposed methods depend on the choosen waveform. Because of the presence of satellite link, in this thesis, we consider two low-papr linear waveforms: classical Single-Carrier (SC) waveform and Extented Weighted Single-Carrier Orthogonal Frequency-Division Multiplexing (EW-SC-OFDM) waveform. channel estimation and channel equalization are performed in the time-domain (SC) or in the frequency-domain (EW-SC-OFDM). UAV architecture envisages the implantation of two antennas placed at wings. These two antennas can be used to increase diversity gain (channel matrix gain). In order to reduce channel equalization complexity, the EWSC- OFDM waveform is proposed and studied in a muti-antennas context, also for the purpose of enhancing UAV endurance and also increasing spectral efficiency, a new modulation technique is considered: Spatial Modulation (SM). In SM, transmit antennas are activated in an alternating manner. The use of EW-SC-OFDM waveform combined to SM technique allows us to propose new modified structures which exploit exces bandwidth to improve antenna bit protection and thus enhancing system performances
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Ezzedine, Hussein. "Développement de méthodes de conception pour l’intégration de dispositifs de filtrage et de multiplexage hyperfréquences." Limoges, 2011. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/100fa79c-da96-4b31-9a23-08f399884fbd/blobholder:0/2011LIMO4042.pdf.
Full textAbstract:
Ces travaux de thèse s’inscrivent dans le cadre de l’optimisation des méthodes de synthèse et de conception des dispositifs de filtrage et de multiplexage hyperfréquences passifs, afin d’améliorer les performances et simplifier l’architecture des systèmes de télécommunications actuels. Le premier chapitre présente le contexte général de l’étude en décrivant les principales technologies et méthodes de synthèse et de conception utilisées pour réaliser les filtres et les multiplexeurs hyperfréquences employés dans les communications spatiales. Le second chapitre présente une approche optimisée pour la synthèse de filtres hyperfréquences ayant simultanément une forte sélectivité et des faibles variations du temps de propagation de groupe. L’intérêt de cette approche est montré sur des exemples concrets. Le dernier chapitre est consacré à la simplification de l’architecture des multiplexeurs hyperfréquences afin d’améliorer leur compacité. La conception et la réalisation de diplexeurs et triplexeurs compacts sont présentées et comparées aux solutions de multiplexage existantes<br>This thesis concerns the optimization of synthesis and design of passive microwave filtering and multiplexing devices, to improve performances and simplify the architecture of current telecommunications systems. The first chapter presents the general context of the study by describing main technologies and methods of synthesis and design used to achieve microwave filters and multiplexers for space communications. The second chapter presents an optimized approach for the synthesis of microwave filters with simultaneously high selectivity and low group-delay variations. The advantage of this approach is demonstrated on concrete examples. The last chapter is dedicated to simplifying the architecture of microwave multiplexers in order to improve their compactness. The design and implementation of compact diplexers and triplexers are presented and compared with existing solution
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Kokar, Yvan. "Études de la mise en oeuvre matérielle d’une transmission sans fil combinant retournement temporel et OFDM." Thesis, Rennes, INSA, 2018. http://www.theses.fr/2018ISAR0031/document.
Full textAbstract:
L’essor spectaculaire des systèmes de communications sans fil a entrainé une forte augmentation du trafic des données qui ne devrait cesser de croître au cours des prochaines années. La future génération de réseaux cellulaires (5G) doit être capable de supporter cette croissance du trafic, tout en présentant une consommation énergétique réduite par rapport aux réseaux existants. Parmi les différentes technologies étudiées, le retournement temporel (RT) se présente comme un sérieux candidat pour répondre à ces contraintes. En effet, les nombreuses études théoriques sur le sujet ont montré que la combinaison du RT et de l’OFDM possède des performances intéressantes, notamment grâce à ses propriétés de compression temporelle et de focalisation spatiale. Cependant, les hypothèses prises dans les études théoriques ne sont pas toujours compatibles avec la réalisation pratique d’un tel système. L’objectif de ces travaux de thèse est donc de proposer des solutions aux hypothèses non réalistes, afin de les mettre en oeuvre dans la réalisation d’un prototype combinant RT et OFDM dans un contexte MISO. Dans un premier temps, la mise en oeuvre de l’estimation du canal au niveau de l’émetteur et de la synchronisation du système MISO RT-OFDM est étudiée. Ensuite, une solution de calibration au niveau de l’émetteur est proposée pour compenser le caractère non réciproque du canal de propagation vu de la bande de base. L’ensemble de ces solutions ainsi que les propriétés de focalisation du RT sont validés à partir de mesures expérimentales sur le prototype réalisé. Enfin, la mise en oeuvre du premier prototype de modulation spatiale à la réception utilisant le RT est présentée<br>The spectacular growth of wireless communications systems has led to a sharp increase in data traffic, which should continue to grow over the next few years. The future generation of cellular networks (5G) must be able to support this growth of traffic, while presenting reduced energy consumption compared to existing networks. Among the different studied technologies, time reversal (TR) is a serious candidate to meet these constraints. Indeed, the numerous theoretical studies on the subject have shown that the combination of TR and OFDM has interesting performance, specifically thanks to its temporal compression and spatial focusing properties. However, the assumptions made in the theoretical studies are not always compatible with the practical implementation of a real system. The objective of this thesis is to propose solutions to unrealistic theoritical hypotheses, in order to implement them in a real hardware prototype combining TR and OFDM in a MISO context. First, the implementation of the channel estimation at the transmitter side, and the synchronization of the MISO TR-OFDM system is studied. Then, a calibration solution at the transmitter is proposed to compensate for the non-reciprocal nature of the baseband propagation channel. All these solutions as well as the focusing properties of TR are validated by experimental measurements using the developed prototype. Finally, the implementation of the first TR prototype of spatial modulation at the receiver side is presented
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Rekaya-Ben, Othman Ghaya. "Nouvelles Constructions algébriques de codes spatio-temporels atteignant le compromis "Multiplexga-Diversité"." Phd thesis, Télécom ParisTech, 2004. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001464.
Full textAbstract:
Durant ces dernières années, un grand intérêt a été accordé aux systèmes à antennes multiples à cause de leur capacité à augmenter les débits. Une multitude de codes Espace-Temps existent dans la littérature. Les codes Espace-Temps optimaux sont ceux qui satisfont lespropriétés suivantes: rendement plein, ordre de diversité maximal, gain de codage optimal. Malheureusement, les meilleurs codes existants souffrent de déterminants minimaux s'évanouissant lorsque l'efficacité spectrale augmente. Nous proposons deux nouvelles constructions de codes Espace-Temps ayant un rendement plein, une diversité pleine et des déterminantsminimaux ne s'évanouissant pas lorsque l'efficacité spectrale augmente.Nous nous basons dans nos constructions sur les algèbres cycliques de division de centre Q(i) et Q(j). Les premiers codes construits sont les "codes Quaternioniques". Il s'est avéré que la répartition non uniforme de lénergie dans la matrice mot de code pénalise leurs performances lorsque le nombre d'antennes à l'émission augmente. Pour pallier ce problème énergétique, nous avons construit une nouvelle famille de codes Espace-Temps, appelée "codes Parfaits". Ces derniers ont une efficacité énergétique qui se traduit par une distribution énergétique uniforme au sein du mot de code et des constellations transmises ne présentant aucune perte de forme par rapport aux constellations émises. Les codes Quaternioniques et les codes Parfaits atteignent le compromis gain de multiplexage-diversité optimal. La représentation en réseaux de points des codes Quaternioniques et des codes Parfaits permet leur décodage par les décodeurs de réseaux de points. Les décodeurs les plus connus dans la littérature sont le décodeur par sphères et le Schnorr-Euchner. Ces derniers sont utilisés pour décoder des réseaux de points infinis. Étant donné que nous considérons des constellations finies, des versions modifiées des deux algorithmes ont été proposées. La comparaison des complexités correspondants aux deux versions modifiées de ces décodeurs nous a permis de choisir le meilleur, à savoir, le Schnorr-Euchner. Le décodage des réseaux de points peut être considérablement accéléré en utilisant une réduction de réseaux de points. A ce jour, la réduction n'est appliquée qu'aux réseaux de points infinis . L'utilisation du schéma de codage/décodage en mod-Lamda rend l'application de la réduction possible en considérant des constellations finies. Nos nouvelles constructions de codes Espace-Temps se basent sur des réseaux de points algébriques. Nous proposons dans ce sens une nouvelle réduction algébrique adaptée aux réseaux de points algébriques pour les systèmes mono-antenne sur canal à évanouissements rapides. Cette méthode sera étendue au cas des systèmes à antennes multiples dans un proche avenir.
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NEDELEC, ALEXIS. "Application, en imagerie spatiale informatique, d'une methode et d'un systeme de multiplexage holographique, avec prise en compte de phenomenes perceptifs." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1989. http://www.theses.fr/1989STR13186.
Full textAbstract:
Nous avons etudie, a partir de considerations psycho-physiques et neurophysiologiques, une methode de creation et visualisation tridimensionnelle d'images synthetiques realisees par ordinateur. Nous avons defini un logiciel de modelisation prenant en compte les notions de rigidite et homogeneite 3d sur les representations informatiques des objets et scenes crees. Un module d'operations booleennes permet de construire des scenes evoluees spatialement coherentes par utilisation d'operateurs d'euler. La restitution spatiale des images ainsi realisees s'effectue par interfacage avec un systeme holographique, la sithographie, dont nous avons explique les bases theoriques et technologiques. La sithographie exploite les analyses perceptives de la reconstruction du relief par le systeme visuel dont le fonctionnement est decrit dans une premiere partie. L'interpretation visuelle de l'image sithographique resultante ouvre la voie a de nouvelles etudes perceptives reposant sur la superposition spatiale d'images holographiques
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Clenet, Antoine. "Préparation de la mission spatiale SPICA : développement d'une chaîne de contrôle et de lecture pour matrice de bolomètres supraconducteurs multiplexés en fréquence." Toulouse 3, 2014. http://thesesups.ups-tlse.fr/2475/.
Full textAbstract:
Après le succès des missions spatiales infrarouge de l'ESA Planck et Herschel (2009), le développement de détecteurs submillimétriques à très haute sensibilité en matrices de plusieurs milliers d'éléments est l'un des grands défis auxquels il faut apporter des solutions pour répondre aux besoins des missions scientifiques de l'astrophysique spatiale du futur comme le satellite SPICA (JAXA/ESA lancement potentiel pour 2026). Ce dernier permettra de nombreuses avancées spectaculaires dans la connaissance de l'Univers lointain. Il permettra, en particulier, d'observer l'émission infra-rouge des premières galaxies de l'Univers et des trous noirs qu'elles abritent en leur centre, de caractériser leur contenu en molécules complexes, et ainsi de mieux comprendre les mécanismes physiques de leur formation et de leur évolution. Il permettra également de découvrir et caractériser de nouvelles exoplanètes. Dans le cadre du projet SPICA, l'IRAP est en charge du développement de l'unité de contrôle et de lecture (Detector Control Unit - DCU) de l'instrument européen SAFARI. Ce sous-système assure le contrôle et la lecture de 3500 détecteurs supraconducteurs TES (Transition Edge Sensors). Pour cela il assure le multiplexage en fréquence des détecteurs et linéarise la chaîne de détection. Le DCU traite les signaux, pour une partie de manière analogique (filtrage et amplification), mais surtout de manière numérique (filtrage numérique, contrôle d'asservissement,. . . ) pour extraire le signal scientifique des bolomètres. La première partie de mon travail de thèse a été de développer un modèle de co-simulation analogique et numérique de l'ensemble de la chaîne de détection de SAFARI pour valider l'architecture de l'électronique conçue à l'IRAP. En effet, la chaîne de détection de SAFARI est développée dans plusieurs laboratoires européens et de ce fait l'IRAP ne dispose pas d'un plan focal représentatif qui permettrait de valider le concept ainsi que les fonctionnalités du DCU. L'implémentation d'un modèle représentatif de l'ensemble de cette chaîne de détection dans mon simulateur m'a tout d'abord permis de valider le principe de lecture et d'asservissement mis au point pour SAFARI. J'ai donc participé aux développements et aux tests du DCU en utilisant ce modèle comme référence fonctionnelle. La seconde partie de cette thèse s'est orientée vers l'optimisation du DCU afin de diminuer sa consommation énergétique. Avec les ingénieurs de l'IRAP j'ai développé et mis en œuvre une nouvelle architecture numérique optimisée de l'électronique de lecture en accord avec les spécifications du DCU. Ces développements permettent de diviser la puissance consommée par un facteur 10 et réduisent d'environ 1/3 l'utilisation des ressources numériques. La troisième partie de mon travail a consisté à caractériser cette nouvelle architecture et à définir le protocole de calibration de la chaîne de lecture. La lecture de 3500 détecteurs requiert la configuration d'environ 21000 paramètres qui sont déterminés à partir de caractérisations qui doivent pouvoir être réalisées à bord. J'ai donc développé un ensemble de procédures automatisées pour la caractérisation de l'instrument. Ces procédures ont fait l'objet d'une campagne de tests au SRON (Pays-Bas) sur une chaîne de détection composée d'une matrice de 160 TES refroidis à 50 mK. Elles ont été validées et sont maintenant régulièrement utilisées lors des campagnes d'essais des détecteurs<br>After the success of ESA's infrared space mission, Planck and Herschel (2009), it is mandatory to develop new generation ultra-sensitive detector arrays to meet the science requirements of the future space missions such as SPICA (JAXA/ESA due to be launched in 2026). SPICA will allow many breakthroughs in our knowledge of the far Universe by observing the first galaxies and characterizing their chemical composition. Thus, it will provide a better understanding of the physical mechanisms that contributed to their formation and their evolution. In addition to that, it will allow the discovery and characterization of new exoplanets. In the context of SPICA, IRAP is developing the digital control unit (DCU) of the European instrument SAFARI to drive the frequency domain multiplexed readout of the kilo-pixel bolometer arrays. It consists in a digital electronics performing a massively parallel signal processing to manage the data of the 3500 bolometers. My first objective was to develop a co-simulation model of the entire SAFARI detection chain in order to validate the DCU concept developed at IRAP. The instrument is a complex and expensive instrument developed by a European consortium; IRAP does not have a representative focal plane to be used with the DCU. My model mimics the DCU. This part has been used as a functional reference during the development of the DCU firmware. It also includes a realistic model of the focal plane array. This has been used to validate the readout concept of SAFARI. My second objective was to optimize the digital readout and control electronics in order to reduce its power consumption. With the DCU team at IRAP I developed an optimized digital architecture to process the bolometers data. Thanks to this, we managed to reduce the dynamic power consumption of the circuit by a factor of 10, saving at the same time about 1/3 of the digital resources. My third objective was to define the calibration protocol for the readout chain. Indeed, the operation of the detection and readout chains needs to properly define more than 21000 parameters that must be determined onboard. I worked out an automatic procedure to set up these optimal values. It had been validated at SRON (Netherlands) and it is now regularly used during the test campaigns of bolometers and their front-end FDM readout electronics
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Henaut, Julien. "Architecture de traitement du signal pour les couches physiques très haut débit pour les réseaux de capteur : Application à la métrologie dans un contexte aéronautique et spatial." Phd thesis, INSA de Toulouse, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00849338.
Full textAbstract:
Lors du développement d'un nouvel avion, la phase précédant l'obtention du certificat de navigabilité est basée sur de nombreux essais au sol ou en vol. L'une des formes d'essai les plus délicates est la mesure de la pression de l'air autour de l'aile. Ces mesures permettent à la fois d'évaluer les deux composantes fondamentales de l'aérodynamisme que sont la portance et la trainée, de valider les résultats de simulation, et d'améliorer les données d'entrée des souffleries virtuelles pour les futurs développements. Dans le domaine spatial, le lancement est l'une des phases les plus critiques pour les systèmes. En effet, les structures doivent faire face à un stress mécanique et à des vibrations importantes qui ne doivent endommager ni le satellite ni les instruments embarqués. Des essais sol particulièrement rigoureux sont donc réalisés préalablement au lancement afin de vérifier que la charge utile ne sera pas endommagée. Des milliers de capteurs de pression ou de jauges de contrainte sont utilisés par les industriels du secteur pour ce type d'essais. Tous ces éléments sont aujourd'hui connectés entre eux par des ï¬ls. La première difficulté liée à cette forme d'installation est le poids supplémentaire imposé à la structure. Ce poids représentant une préoccupation importante en aéronautique, il est très délicat d'alourdir l'avion en ajoutant, le temps de l'essai, une quantité importante de câbles sur l'aile dans le seul but de connecter des capteurs entre eux. D'autres contraintes sont également associées au déploiement de ces réseaux de capteurs. La mise en place ces systèmes de mesure ï¬laire engendre en effet un cout important, tant en raison du prix des câbles que de la très longue immobilisation de l'appareil nécessaire à l'installation du système. Cette dernière contrainte ï¬nancière, très lourde, est de plus en plus difficile à supporter pour les industriels. Le remplacement des réseaux de mesure classiques par des réseaux de capteurs sans ï¬l est une solution évidente aux différents problèmes soulevés. Cela permettrait également d'augmenter le nombre de points de mesure. Malgré le grand intérêt porté à la question des réseaux de capteur sans fil, les verrous technologiques sont encore très nombreux et il n'existe aujourd'hui aucun protocole permettant de répondre aux attentes et besoins des professionnels de l'aéronautique. Les protocoles classiques comme ZigBee ou Bluetooth ne permettent en effet d'atteindre, ni le débit nécessaire (plus de 100Mbits/s) ni le nombre de nœuds du réseau (plus de 800). Les travaux présentés dans cette thèse ont ainsi vocation à répondre aux besoins d'un canal de communication très haut débit, basse consommation, à faible puissance d'émission, fiable et autorisant un grand nombre de nœuds. Des mesures en conditions réelles effectuées à l'aide de circuits commerciaux reposant sur le protocole MB-OFDM/Wimedia, le standard le plus approchant du besoin exprimé, ont servi à la définition des bases de l'étude et ont permis de choisir des pistes de développement. Les mesures effectuées ayant démontré la spécificité de l'environnement de propagation, et n'ayant pas permis de définir un modèle de propagation suffisamment fiable, il est apparu nécessaire de recourir à un flot de conception utilisant des outils de synthèse de code automatique. Ce mode de développement, relativement original dans un contexte de recherche, a permis d'identifier précisément les besoins matériels nécessaires à la conception du démonstrateur, et de réduire considérablement le délai entre le choix des algorithmes et leurs tests en conditions réelles. La couche physique développée est basée sur un système OFDM ultra large bande permettant d'atteindre un débit de plus de 150 Mbits/s. Un démonstrateur parfaitement fonctionnel, implémenté sur FPGA et composé de quatre nœuds communicants a été réalisé et a permis de valider la couche physique. Enfin sont présentées des pistes pour le développement d'un ASIC numérique permettant d'atteindre l'objectif de faible consommation.
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Jin, Cang. "Spatially integrated erbium-doped fiber amplifiers enabling space-division multiplexing." Doctoral thesis, Université Laval, 2016. http://hdl.handle.net/20.500.11794/27018.
Full textAbstract:
L'augmentation exponentielle de la demande de bande passante pour les communications laisse présager une saturation prochaine de la capacité des réseaux de télécommunications qui devrait se matérialiser au cours de la prochaine décennie. En effet, la théorie de l’information prédit que les effets non linéaires dans les fibres monomodes limite la capacité de transmission de celles-ci et peu de gain à ce niveau peut être espéré des techniques traditionnelles de multiplexage développées et utilisées jusqu’à présent dans les systèmes à haut débit. La dimension spatiale du canal optique est proposée comme un nouveau degré de liberté qui peut être utilisé pour augmenter le nombre de canaux de transmission et, par conséquent, résoudre cette menace de «crise de capacité». Ainsi, inspirée par les techniques micro-ondes, la technique émergente appelée multiplexage spatial (SDM) est une technologie prometteuse pour la création de réseaux optiques de prochaine génération. Pour réaliser le SDM dans les liens de fibres optiques, il faut réexaminer tous les dispositifs intégrés, les équipements et les sous-systèmes. Parmi ces éléments, l'amplificateur optique SDM est critique, en particulier pour les systèmes de transmission pour les longues distances. En raison des excellentes caractéristiques de l'amplificateur à fibre dopée à l'erbium (EDFA) utilisé dans les systèmes actuels de pointe, l'EDFA est à nouveau un candidat de choix pour la mise en œuvre des amplificateurs SDM pratiques. Toutefois, étant donné que le SDM introduit une variation spatiale du champ dans le plan transversal de la fibre, les amplificateurs à fibre dopée à l'erbium spatialement intégrés (SIEDFA) nécessitent une conception soignée. Dans cette thèse, nous examinons tout d'abord les progrès récents du SDM, en particulier les amplificateurs optiques SDM. Ensuite, nous identifions et discutons les principaux enjeux des SIEDFA qui exigent un examen scientifique. Suite à cela, la théorie des EDFA est brièvement présentée et une modélisation numérique pouvant être utilisée pour simuler les SIEDFA est proposée. Sur la base d'un outil de simulation fait maison, nous proposons une nouvelle conception des profils de dopage annulaire des fibres à quelques-modes dopées à l'erbium (ED-FMF) et nous évaluons numériquement la performance d’un amplificateur à un étage, avec fibre à dopage annulaire, à ainsi qu’un amplificateur à double étage pour les communications sur des fibres ne comportant que quelques modes. Par la suite, nous concevons des fibres dopées à l'erbium avec une gaine annulaire et multi-cœurs (ED-MCF). Nous avons évalué numériquement le recouvrement de la pompe avec les multiples cœurs de ces amplificateurs. En plus de la conception, nous fabriquons et caractérisons une fibre multi-cœurs à quelques modes dopées à l'erbium. Nous réalisons la première démonstration des amplificateurs à fibre optique spatialement intégrés incorporant de telles fibres dopées. Enfin, nous présentons les conclusions ainsi que les perspectives de cette recherche. La recherche et le développement des SIEDFA offriront d'énormes avantages non seulement pour les systèmes de transmission future SDM, mais aussi pour les systèmes de transmission monomode sur des fibres standards à un cœur car ils permettent de remplacer plusieurs amplificateurs par un amplificateur intégré.<br>The exponential increase of communication bandwidth demand is giving rise to the so-called ‘capacity crunch’ expected to materialize within the next decade. Due to the nonlinear limit of the single mode fiber predicted by the information theory, all the state-of-the-art techniques which have so far been developed and utilized in order to extend the optical fiber communication capacity are exhausted. The spatial domain of the lightwave links is proposed as a new degree of freedom that can be employed to increase the number of transmission paths and, subsequently, overcome the looming ‘capacity crunch’. Therefore, the emerging technique named space-division multiplexing (SDM) is a promising candidate for creating next-generation optical networks. To realize SDM in optical fiber links, one needs to investigate novel spatially integrated devices, equipment, and subsystems. Among these elements, the SDM amplifier is a critical subsystem, in particular for the long-haul transmission system. Due to the excellent features of the erbium-doped fiber amplifier (EDFA) used in current state-of-the-art systems, the EDFA is again a prime candidate for implementing practical SDM amplifiers. However, since the SDM introduces a spatial variation of the field in the transverse plane of the optical fibers, spatially integrated erbium-doped fiber amplifiers (SIEDFA) require a careful design. In this thesis, we firstly review the recent progress in SDM, in particular, the SDM optical amplifiers. Next, we identify and discuss the key issues of SIEDFA that require scientific investigation. After that, the EDFA theory is briefly introduced and a corresponding numerical modeling that can be used for simulating the SIEDFA is proposed. Based on a home-made simulation tool, we propose a novel design of an annular based doping profile of few-mode erbium-doped fibers (FM-EDF) and numerically evaluate the performance of single stage as well as double-stage few-mode erbium-doped fiber amplifiers (FM-EDFA) based on such fibers. Afterward, we design annular-cladding erbium-doped multicore fibers (MC-EDF) and numerically evaluate the cladding pumped multicore erbium-doped fiber amplifier (MC-EDFA) based on these fibers as well. In addition to fiber design, we fabricate and characterize a multicore few-mode erbium-doped fiber (MC-FM-EDF), and perform the first demonstration of the spatially integrated optical fiber amplifiers incorporating such specialty doped fibers. Finally, we present the conclusions as well as the perspectives of this research. In general, the investigation and development of the SIEDFA will bring tremendous benefits not only for future SDM transmission systems but also for current state-of-the-art single-mode single-core transmission systems by replacing plural amplifiers by one integrated amplifier.
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Horache, El-Houssine. "Corrélation optique multiplexe basée sur la modulation spatiale de cohérence d'une source à spectre large : application à la reconnaissance des formes." Marne-la-Vallée, 2001. http://www.theses.fr/2001MARN0107.
Full text
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Mahfoudi, Mohamed Naoufal. "Libérer le potentiel de détection sans fil dans les réseaux Wi-Fi et IoT." Thesis, Côte d'Azur, 2019. http://www.theses.fr/2019AZUR4063.
Full textAbstract:
La détection sans fil a évolué depuis la découverte de la détection radar en 1886. L’analyse des réflexions électromagnétiques d’objets a ouvert la voie à un large éventail d’applications allant de la localisation de cibles à longue distance pour la navigation civile et militaire à la surveillance du vent et des précipitations les prévisions météo à la détection de vitesse pour la sécurité routière. Cependant, pendant très longtemps, la détection sans fil a rarement été utilisée pour des applications centrées sur l’homme en raison de limitations techniques, d’impraticabilité ou de coût. L’introduction des réseaux sans fil a suscité́ un nouvel intérêt pour le développement de nouveaux services de détection sans fil en raison de leur souplesse et de leur polyvalence. L’intégration de ces fonctionnalités contribuerait à résoudre certains problèmes de société importants. La localisation, la détection de mouvements et la surveillance des signes vitaux ont un grand potentiel pour promouvoir le vieillissement en bonne santé, la sécurité publique et le commerce. La détection sans contact offre un degré de liberté appréciable, permettant de surveiller à distance les personnes âgées isolées sans entraver leur vie quotidienne. Elle pourrait aider les services de sécurité publique à dénombrer les foules et à détecter les survivants à l’intérieur des bâtiments en cas d’urgence. Les commerces de détail et les établissements publics tireraient parti d’une localisation active et passive pour offrir une expérience améliorée à leurs visiteurs et faciliter leurs efforts logistiques. Cette thèse aborde le problème de l’exploitation des réseaux sans fil commerciaux pour les applications de détection : L’un des défis de la surveillance sans fil consiste à détecter l’orientation d’une personne avec précision. Tandis que d’autres travaux fournissent des solutions à granularité grossière pour résoudre de tels problèmes, nous utilisons les techniques de radar MIMO pour fournir un système d’estimation d’orientation précis pour lesinfrastructures Wi-Fi. Plus précisément, nous analysons les informations de phase des signaux reçus sur le réseau d’antennes afin de calculer le cap d’un terminal Wi-Fi. Un deuxième défi consiste à fournir un système de positionnement précis aux systèmes LPWAN afin de maintenir la cohérence des informations des capteurs déployés. Les solutions actuelles sont complexes, coûteuses ou consomment beaucoup d’énergie. Pour résoudre ce problème, nous introduisons les fonctions MIMO dans les systèmes LoRa LPWAN afin de permettre une localisation précise avec des coûts de démarrage limités. Nous activons l’estimation de l’angle d’arrivée en utilisant une deuxième antenne sur la passerelle LoRaWAN. Nous prouvons également l’utilité de ces informations pour augmenter l’efficacité des communications sans fil. Un troisième défi pour la localisation sans fil est l’inefficacité des approches actuelles basées sur un modèle en cas de conditions de non-visibilité et la rigidité des approches basées sur les données en cas de changements d’environnement de propagation. Pour relever ce défi, nous proposons une nouvelle solution de localisation passive pilotée par les données afin de remédier aux limitations des techniques de localisation basées sur un modèle. Pour donner vie à de tels systèmes et leur donner une chance d’impact sur notre quotidien, nous devons promouvoir la réutilisabilité et la reproductibilité. Pour cela, nous essayons de relever le défi de la reproductibilité dans les réseaux sans fil enanalysant l’état actuel, en réalisant une étude de cas et en présentant les enseignements qui en découlent<br>Wireless sensing has evolved since the discovery of radio wave echo detection and radar in 1886. Analyzing electromagnetic reflections from objects opened the way for a wide range of applications spanning from locating long-range targets for navigation and military to monitoring wind and precipitation for weather-forecasting to velocity detection for public safety. However, for the longest time, its usefulness was seldom for human-centric applications because of technical limitations, impracticality or costliness. Introducing wireless networks awakened a newfound interest in developing new wireless sensing services for their seamlessness and versatility. Integrating such functionalities would contribute to resolving some prominent societal issues. Localization, motion detection, and vital signs monitoring have great potential for promoting healthy aging, public safety, and retail. Contactless sensing offers an appreciable degree of freedom, enabling remote monitoring of the isolated elderly without hampering their daily lives. It could assist public safety services for crowd counting and detection of survivors inside buildings during emergencies. Retail and public facilities would benefit from passive and active localization to offer an enhanced experience to their visitors and to help their logistical efforts. This thesis addresses the problem of leveraging commercial off-the-shelf wireless networks for sensing applications: One challenge for wireless monitoring is to detect the attitude of a person accurately. While other works provide coarse-grained solutions for resolving such issues, we use MIMO radar techniques to provide an accurate orientation estimation system for Wi-Fi infrastructures. To be more precise, we analyze the phase information of signals received on the antenna array to compute the heading of a Wi-Fi terminal. A second challenge is to provide an accurate positioning system for LPWAN systems to maintain the information consistency of deployed sensors. Current solutions are complex, costly, or not energy-efficient. To address this problem, we introduce MIMO capabilities to LoRa LPWAN systems that provide accurate localization with limited startup costs. We enable the angle of arrival estimation by leveraging a second antenna on the LoRaWAN gateway. We also prove the usefulness of such information for wireless communication efficiency. A third challenge for wireless localization is the inefficiency of current model-based approaches in case of non-line-of-sight conditions and the rigidity of data-driven approaches in case of propagation environment changes. To address this challenge, we propose a new data-driven solution for passive localization to address the limitations of model-based localization techniques. To give life to such systems and provide them with a chance of impacting our everyday lives, we should promote reusability and reproducibility. For that, we focus on the challenge of reproducibility in wireless networking by surveying the current state, performing a case study, and presenting the engendered lessons
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Feuray, William. "Multiplexeurs Accordables pour Application Spatiale." Thesis, Limoges, 2017. http://www.theses.fr/2017LIMO0115/document.
Full textAbstract:
Cette thèse a pour but d’étudier le principe d’un multiplexeur de sortie accordable pour la charge utile d’un satellite de télécommunication. La première étape consiste à analyser les principales topologies de multiplexeur de sortie utilisables et les comparer pour en retirer le meilleur candidat pour cette application. Par la suite, diverses études ont été menées sur des composants passifs imprimés en 3D plastique et métallisés de diverses manières, en cherchant à comprendre comment améliorer au mieux les résultats de ces prototypes. La dernière partie de ce manuscrit détaille la conception d’un multiplexeur à deux canaux pouvant être utilisé sur trois états différents en large bande à 19 GHz. Ces états sont créés par des bandes passantes relatives variant de 1,6 à 4,8 % et une réalisation de deux maquettes sert de preuves de concept et de performance (une en plastique métallisé et la seconde en aluminium usiné)<br>This thesis is about study of tunable output multiplexer principle for telecommunication satellite payload. The first step is analysis of the main topologies of output multiplexers and to compare them to conclude with the best candidate. Then, several studies were conducted on 3D plastic printed passive components with specific metallizations, searching how to improve results in term of losses and precision. Last part detailed two channels multiplexer design which can be used on three different states of relative bandwidth from 1.6 to 4.8 % at 19 GHz, and realization of two concept proof prototypes (one in metallized 3D printed plastic and another one in machined aluminum)
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Benyahya, Kaoutar. "Mode group division multiplexing for short reach optical communications." Thesis, Rennes 1, 2019. http://www.theses.fr/2019REN1S117.
Full textAbstract:
La demande croissante du trafic de données sera alimentée par des technologies révolutionnaires telles que la réalité virtuelle (VR), la réalité augmentée (AR) et l’Internet des objets (IoT). Par conséquent, les réseaux optiques devraient répondre aux besoins de ces services en termes de débit, faible temps de réponse et grande fiabilité. En effet, les hauts débits représentent un besoin critique pour les systèmes de communication à fibre optique déployés dans les réseaux locaux ainsi que dans les centres de données. Pour ces deux applications, les systèmes basés sur la modulation d'intensité et la détection directe de cette dernière sont très attractifs en raison de leur faible coût et de leur compatibilité avec les applications à courte distance. Dans le cadre de cette thèse, nous répondons à la nécessité d’augmenter les débits pour les systèmes de communication optiques à courte distance basés sur le multiplexage de groupe de modes et la détection directe. Tout d'abord, nous visons à augmenter la capacité des fibres multimodes standard déjà déployées dans les réseaux locaux et à l’intérieur des centres de données où la distance est inférieure à 5 km. Deuxièmement, nous étendons notre solution aux applications avec des distances de déploiement plus longues telles que les connexions entre les centres de données. Dans les deux cas, les architectures des liens optiques, y compris les émetteurs, les récepteurs et les fibres optiques, sont analysées. De plus, les formats de modulation adaptés aux systèmes basés sur la détection directe tels que le format de modulation mono-porteuse 4-PAM et celui multi-porteuse DMT sont comparés dans le contexte de la transmission basée sur le multiplexage spatial. Nous avons démontré les avantages du multiplexage de groupes de modes combiné à la détection directe pour augmenter le débit transmit sur une seule fibre. Premièrement, 5 Tb / s ont été démontré sur 2,2 km de fibre multimode conventionnelle (OM2). Deuxièmement, un record de transmission de 14,5 Tb / s sur fibre OM2 est démontré au moment correspondant à sa réalisation. Enfin, 200 Gb / s sur 20 km de fibre faiblement multimode (FMF) a été démontré, ce qui étend les avantages du multiplexage par groupes de modes aux applications à longue distance par rapport aux réseaux LAN où la distance maximale est limitée à 5 km<br>The ever-growing demand of data traffic will be fuelled by revolutionary technologies such as virtual reality (VR), augmented reality (AR) and Internet of things (IoT). Therefore, optical networks should support the requirements of these services in terms of high capacity, low latency and high reliability. In fact, large scale capacity is a critical need for fiber optic communication systems deployed in local area networks as well as in datacenters. For both applications, systems relying on intensity modulation and direct detection (IMDD) are highly demanded due to their low cost and compatibility with short range applications. In this thesis, we address the need of increasing the data rates for short reach optical communication systems based on mode group division multiplexing and direct detection schemes. Firstly, we focus on increasing the capacity of already deployed standard multimode fibers in local area networks and intra-datacenters communication where the distance is shorter than 5 km. Secondly, we extend our solution to longer reach applications such as inter-datacenter interconnects. In both cases, optical link architectures, including transmitters, receivers and the optical fibers are analysed. Moreover, modulation formats adapted to IMDD systems such as single carrier 4-PAM and multicarrier DMT are compared in the context of space division multiplexing transmission. In this work we demonstrated the achievable benefit of mode group multiplexing combined with IMDD schemes. First, 5 Tb/s has been achieved over 2.2 km of conventional multimode fiber (OM2). Secondly, transmission record at the corresponding time of its realization of 14.5 Tb/s over OM2 fiber is demonstrated. Finally, 200 Gb/s over 20 km of FMF has been achieved which extend the benefit of mode group multiplexing to longer reach applications compared to LAN and intra-datacenter where the maximum distance is limited to 5 km
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Silva, Bruno Miguel Fernandes. "Implementation of a SM-MIMO precoder for 4G/LTE in a SDR platform." Master's thesis, Universidade de Aveiro, 2014. http://hdl.handle.net/10773/13702.
Full textAbstract:
Mestrado em Engenharia Eletrónica e Telecomunicações<br>The main goal of this dissertation is the development and evaluation of new
techniques to be used in new generation of wireless comunication devices.
It focuses on the usage of multiple antennas (MIMO), precoding and the usage
of spatial multiplexing in disregard of diversity techniques. This makes
possible to increase data rates considerably. Throughout the document, are
shown several multiplexing techniques, theoretical information about wireless
propagation, and multiple antennas techniques. It was proposed and implemented
a spatial multiplexing system. Firstly it was implemented in Matlab,
with two precoders tested: Zero Forcing (ZF) and Minimum Mean Square Error
(MMSE). Subsequently a System Generator implementation (this time with
only ZF equalizer) was made in order to make possible the migration to FPGAs.
Both implementations were tested and validated, we also concluded that
ZF based pre-coder had a lower Bit Error Rate for the same Signal to Noise
Ratio (SNR).<br>O tema central deste trabalho de dissertação centra-se no desenvolvimento
e teste de novas técnicas para utilização em comunicações sem-fios de nova
geração. Foca-se no uso de várias antenas, técnicas de pré-codificação e
no uso de multiplexagem espacial em detrimento de diversidade, de forma
a aumentar a largura de banda. Ao longo do documento são apresentadas
várias técnicas de multiplexagem, bem como bases teóricas de propagação
de sinais rádio e técnicas baseadas no uso de várias antenas no emissor
e recetor (MIMO). Foi proposto um sistema de pré-codificação baseado em
diversidade espacial. A implementação e teste do bloco pré-codificador SMMIMO
foi realizada em primeiro lugar usando um simulador Matlab para efeito
de comparação. Foram implementados dois equalizadores: Zero Forcing (ZF)
e Minimum Mean Square Error (MMSE); posteriormente procedeu-se à implementação
em System Generator de um pré-codificador com equalização ZF,
de forma a ser possível a sua implementação em FPGAs. Esta implementação
foi igualmente validada por comparação com o bloco implementado em
Matlab.
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Slim, Joseph. "Optical signal processing for space division multiplexed systems." Thesis, Rennes 1, 2021. http://www.theses.fr/2021REN1S004.
Full textAbstract:
Bien que l’avantage principal des communications optiques est de permettre la transmission des capacités élevées en multiplexant les longueurs d’onde, le traitement des données, par exemple en vue de régénération ou de routage, doit être effectué dans le domaine électrique, nécessitant ainsi des conversions optique-électrique-optique. Cependant, certaines fonctions de traitement pourraient être effectuées plus efficacement directement dans le domaine optique, ce qui est connu par le traitement de signal tout-optique. Comme des nouvelles techniques exploitant la dimension spatiale dans les fibres multimodes ont été proposées afin d'augmenter la capacité de transmission, une meilleure compréhension des effets non linéaires associés aux interactions multimodes est donc souhaitable. Cette thèse visait à explorer le traitement du signal tout-optique dans le multiplexage modal. En particulier, l'objectif était de démontrer comment les effets non linéaires dans les fibres multimodes pouvaient être utilisés pour manipuler les propriétés des signaux, de manière indépendante ou dépendante du mode. Deux types de fibres ont été conçus. La première permet de réaliser certaines fonctions de traitement de signal tout-optique pour tous les modes de la fibre individuellement et simultanément, en utilisant l'effet non linéaire mélange à quatre ondes intramodal. La deuxième fibre a été conçue de manière à réaliser du traitement de signal tout-optique entre différents modes de la fibre, en utilisant le mélange à quatre ondes intermodal<br>While the main advantage of optical communications is to enable transmission of ultra-high capacities by multiplexing dozens of wavelength channels operating at high bit rates, the processing of the data, for instance in view of its regeneration or routing, needs to be performed in the electrical domain, thus requiring optical-to-electrical-to-optical conversions. However, some processing functionalities could be performed more efficiently directly in the optical domain, which is known as all-optical signal processing. As new techniques exploiting the spatial dimension in multimode fibers have been proposed in order to further increase the transmitted capacity, a better understanding of nonlinear effects associated with multimode interactions is desirable. This thesis aimed to explore paths for all-optical signal processing in modedivision multiplexing. In particular, the target was to demonstrate how nonlinear effects in multimode fibers could be used to manipulate the properties of optical signals, either in a mode independent way, or mode dependent way. Two types of fibers were designed. The first one allows to perform some all-optical signal processing functionalities for all the modes of the fiber individually and simultaneously, by using the intramodal fourwave mixing nonlinear effect. The second fiber was designed in a way to perform all-optical signal processing between different modes of the fiber, using intermodal four-wave mixing
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Tankam, Patrice. "Méthodes d'holographie numérique couleur pour la métrologie sans contact en acoustique et mécanique." Phd thesis, Université du Maine, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00647931.
Full textAbstract:
Ce travail de thèse propose des méthodes d'holographie numérique couleur pour la mesure sans contact dans le domaine de l'acoustique, de la mécanique du solide et de la mécanique des fluides. Les méthodes développées pourraient répondre à diverses problématiques académiques et industrielles, notamment, la détection de défauts et de fissurations dans des structures composites, l'analyse des déformations et des vibrations dans leurs 3 composantes, le contrôle de surface et de forme ou l'analyse de fluides dans le cas d'écoulements turbulents à mach subsonique et à mach supersonique. Cette thèse est organisée autour de 5 chapitres qui résument les différents axes de travail. Dans un premier temps, nous avons rappelé quelques aspects théoriques de l'holographie numérique et complété la connaissance du processus de formation des images holographiques numériques en proposant une formulation analytique généralisée incluant les courbures des ondes de référence et de reconstruction numérique, ainsi que des phénomènes non linéaires à l'enregistrement. En particulier nous nous sommes intéressés à développer un modèle de formation des images tenant compte de la saturation des pixels du capteur. Nous avons démontré que, bien que le phénomène de saturation soit non linéaire, nous pouvons néanmoins écrire la relation objet-image avec une formulation analytique linéaire utilisant des produits de convolution. L'analyse théorique a été complétée par une étude expérimentale qui a permis de valider l'approche retenue. Le modèle général de reconstruction permet dans un second temps de définir des stratégies pour la reconstruction numérique d'objets étendus encodés dans des hologrammes couleur. L'algorithme doit avoir pour spécificité de conserver l'horizon reconstruit indépendamment de la longueur d'onde d'enregistrement. Dans ce contexte, ce travail nous a conduit à proposer un algorithme de transformée de Fresnel avec zéro-padding dépendant de la longueur d'onde, puis des algorithmes de convolution à balayage spectral et à grandissement variable qui sont basés sur le concept d'adaptation de bande passante spatiale. Par ailleurs, pour les problématiques rencontrées en mécanique des fluides, nous avons adapté une méthode de filtrage par transformée de Fourier à la reconstruction des objets de phase. Ces algorithmes ont été appliqués expérimentalement à des enregistrements monochromes, bi-couleurs et tri chromatiques montrant ainsi leur grande versatilité. Les deux dernières parties de la thèse traitent du développement de dispositifs holographiques numériques à deux et trois longueurs d'onde pour la métrologie sans contact. Le volet expérimental couvre les champs de la mécanique du solide, l'acoustique et la mécanique des fluides. Nous avons développé plusieurs architectures : architectures bi-couleur et tri-couleur à multiplexage spatial des hologrammes, architecture bi-couleur et tri-chromatique à codage par stack de photodiode, architecture tri chromatique à codage par triple capteur. Les deux dernières architectures s'avèrent les plus simples à mettre en oeuvre. Le banc expérimental bi-couleur à multiplexage spatial a été appliqué à des problématiques industrielles et académiques. La première concerne l'identification de causes de fissuration de capacité sur des composants PCB pour l'automobile. Nous avons mis en évidence une anisotropie de contrainte sur la capacité lors de l'encastrement du PCB dans son support, conduisant ainsi à la probable fissuration de l'élément. La seconde application constitue une première tentative de mise en évidence de modes tourbillonnaires dans des milieux granulaires non consolidés. Nous avons développé deux stratégies de détermination du mouvement 3D du milieu à partir de l'enregistrement d'hologrammes bi-couleurs multiplexés spatialement. Les résultats expérimentaux des modes planaires montrent des tourbillons à certaines fréquences d'excitation du milieu. Nos résultats expérimentaux montrent quelques contradictions dont les causes ont été identifiées. Afin de lever toute ambiguïté nous avons développé un banc d'holographie numérique pseudo-pulsée à 3 couleurs permettant la détermination exclusive de chacune des composantes du vecteur déplacement. Dans le cadre d'une collaboration avec l'ONERA (centre de Lille), nous avons développé une méthode d'holographie numérique tri-chromatique pour l'étude d'écoulements tourbillonnaires. La méthode proposée permet la détermination du champ d'indice ou de masse volumique dans un écoulement et, après validation, a été appliquée à plusieurs cas d'écoulements à mach subsonique et à mach supersonique. Les résultats expérimentaux obtenus sont une première démonstration des potentialités d'application de la méthode d'holographie numérique couleur dans le domaine de la mécanique des fluides.
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Costa, Michele Nazareth da. "Codage spatio-temporel tensoriel pour les systèmes de communication sans fil MIMO." Thesis, Nice, 2014. http://www.theses.fr/2014NICE4014/document.
Full textAbstract:
Depuis le succès croissant des systèmes mobiles au cours des années 1990, les nouvelles technologies sans fil ont été développées afin de répondre à la demande croissante de services multimédias de haute qualité avec des taux d'erreur les plus faibles possibles. Un moyen intéressant pour améliorer les performances et obtenir de meilleurs taux de transmission consiste à combiner l'utilisation de plusieurs diversités avec un accès de multiplexage dans le cadre des systèmes MIMO. L'utilisation de techniques de sur-échantillonnage, d'étalement et de multiplexage, et de diversités supplémentaires conduit à des signaux multidimensionnels, au niveau de la réception, qui satisfont des modèles tensoriels. Cette thèse propose une nouvelle approche tensorielle basée sur un codage spatio-temporel tensoriel (TST) pour les systèmes de communication sans fil MIMO. Les signaux reçus par plusieurs antennes forment un tenseur d'ordre quatre qui satisfait un nouveau modèle tensoriel, modèle PARATUCK-(2,4) (PT-(2,4)). Une analyse de performance est réalisée pour le système TST ainsi que pour un système spatio-temporel-fréquentiel (STF) récemment proposé dans la littérature, avec l'obtention du gain maximum de diversité dans le cas d'un canal à évanouissement plat. Un système de transmission basé sur le codage TST est proposé pour les systèmes MIMO avec plusieurs utilisateurs. Une nouvelle décomposition tensorielle est introduite, appelée PT-(N1,N). Cette thèse établit les conditions d'unicité du modèle PT-(N1,N). À partir de ces résultats, différents récepteurs semi-aveugles sont proposés pour une estimation conjointe des symboles transmis et du canal, pour les systèmes TST et STF<br>Since the growing success of mobile systems in the 1990s, new wireless technologies have been developed in order to support a growing demand for high-quality multimedia services with low error rates. An interesting way to improve the error performance and to achieve better transmission rates is to combine the use of various diversities and multiplexing access techniques in the MIMO system context. The incorporation of oversampling, spreading and multiplexing operations and additional diversities on wireless systems lead to multidimensional received signals which naturally satisfy tensor models. This thesis proposes a new tensorial approach based on a tensor space-time (TST) coding for MIMO wireless communication systems. The signals received by multiple antennas form a fourth-order tensor that satisfies a new tensor model, referred to as PARATUCK-(2,4) (PT-(2,4)) model. A performance analysis is carried out for the proposed TST system and a recent space-time-frequency (STF) system, which allows to derive expressions for the maximum diversity gain over a at fading channel. An uplink processing based on the TST coding with allocation resources is proposed. A new tensor decomposition is introduced, the so-called PT-(N1,N), which generalizes the standard PT-2 and our PT-(2,4) model. This thesis establishes uniqueness conditions for the PARATUCK-(N1,N) model. From these results, joint symbol and channel estimation is ensured for the TST and STF systems. Semi-blind receivers are proposed based on the well-known Alternating Least Squares algorithm and the Levenberg-Marquardt method, and also a new receiver based on the Kronecker Least Squares (KLS) for both systems
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Kouassi, Boris Rodrigue. "Stratégies de coopération dans les réseaux radio cognitif." Phd thesis, Université Nice Sophia Antipolis, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00921559.
Full textAbstract:
Les réseaux radio actuelles utilisent le spectre inefficacement, car une bande de fréquence est allouée de façon permanente à une technologie spécifique. Vu que le spectre est une ressource limitée, cette attribution statique ne pourra bientôt plus combler les besoins des systèmes de transmission qui ne cessent de croître. On peut toutefois optimiser l'utilisation du spectre en permettant des transmissions secondaires (SU) dans les espaces libres du primaire (PU). Cette vision constitue l'objectif principal de la radio cognitive. Nous proposons d'évaluer les stratégies de transmission pour la coexistence des systèmes primaires (PU) et SU dans les mêmes réseaux. Plus concrètement, nous nous focalisons sur un scénario spatial interweave en émettant les signaux SU dans les espaces vides du PU à l'aide d'un précodeur linéaire. Néanmoins, ce précodage nécessite une connaissance a priori des canaux interférents. L'échange d'informations entre le PU et le SU étant proscrit, nous exploitons l'hypothèse de la réciprocité du canal. Cette hypothèse compense l'absence de coopération, mais elle n'est pas si évidente à exploiter en pratique à cause des perturbations des circuits radio fréquence. Nous suggérons de compenser ces perturbations par des méthodes de calibration relative. Nous proposons ensuite une implémentation temps-réel des solutions sur une plateforme LTE. Pour finir, nous généralisons l'approche RC à un système de transmission multi-utilisateurs, à travers une combinaison des techniques RC et massive MIMO, cette approche constitue s'établit comme une solution à la progression exponentielle du trafic.
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Bouzigues, Marc-Antoine. "Techniques vertes d’optimisation et d’adaptation du lien radio sans-fil." Thesis, Rennes, INSA, 2014. http://www.theses.fr/2014ISAR0021/document.
Full textAbstract:
Depuis plusieurs années, les technologies de l’information et de la communication connaissent un développement spectaculaire. Le trafic d’information augmente exponentiellement alors que l’évolution de l’efficacité énergétique des réseaux, définie généralement comme le rapport entre l’énergie utile en sortie du système et l’énergie totale fournie au système, n’augmente que de manière linéaire. Pour soutenir la demande de trafic, il est alors nécessaire de multiplier les équipements réseaux ce qui augment la facture énergétique des opérateurs et les émissions de gaz carbonique. Devant l’urgence de la situation, de nombreux projets et consortiums ont été créés avec l’objectif de renforcer l’efficacité énergétique des réseaux. Par exemple, le consortium GreenTouch™ fondé en 2010 a pour objectif d’améliorer l’efficacité énergétique des réseaux d’un facteur 1000 d’ici 2015 et de réduire leur consommation énergétique de 90% d’ici 2020 (par rapport à 2010). Le projet METIS a pour objectif de définir les télécommunications de 2020 (5G) cherche des solutions efficaces minimisant les coûts, les ressources et la consommation énergétique. Le projet MiWEBA qui intègre les ondes millimétrique aux communications mobiles dans le but d’augmenter la capacité du réseau d’un facteur 1000 avec un coût raisonnable.Dans cette thèse, nous abordons deux solutions répondant aux challenges de la 5G et permettant de réduire les niveaux des puissances rayonnées par les systèmes de télécommunications : l’amélioration de la couche physique via les techniques de focalisation spatiale et l’adaptation de lien multi-technologies. L’objectif principal de la thèse est de réaliser des transmissions de données très haut débit à forte efficacité énergétique à l’aide d’une connectivité multi-technologies sans coutures y compris dans des réseaux comprenant une multitude de périphériques à faible complexité.L’organisation de la thèse est la suivante : tout d’abord, l’implémentation de techniques de focalisation spatiale, le Retournement Temporel (RT) et l’EGT (Equal Gain Transmission), dans un système utilisant les dernières évolutions du standard IEEE 802.11, notamment l’intégration d’une composante 60 GHz, est étudiée. Les performances de ces techniques sont analysées de manière à identifier les conditions optimales de leur utilisation et il est montré qu’avec un minimum de deux antennes de transmission, elles permettent d’améliorer les performances énergétiques des systèmes tout en ayant une faible complexité d’implémentation. Des modifications du standard permettant d’augmenter l’efficacité énergétique sont également proposées. Une analyse cross-layer est ensuite réalisée afin de définir protocoles d’estimation de canal tenant compte des spécificités du RT. De plus, les améliorations énergétiques liées à l’utilisation du RT sont confirmées en tenant compte des dégradations des performances de la couche de liaison. Enfin, une métrique d’occupation temporelle est définie et associée à des techniques d’adaptation de lien mono et multi-technologies existantes dans le but d’améliorer la sélection d‘interfaces de transmission pour augmenter l’efficacité énergétique sans affecter les performances des systèmes utilisant un accès aléatoire au canal de communication. L’utilisation de cette métrique permet, dans certaines configurations, d’augmenter d’un facteur sept l’efficacité énergétique d’un système utilisant le Wi-Fi et, dans le cas multi-technologies, de répartir le trafic sur les différentes interfaces de transmission afin d’éviter la saturation des canaux de communication<br>Over the past few years, information and communications technologies have experienced a spectacular development. Traffic demand grows exponentially while energy efficiency of networks –usually defined as the ratio between delivered power and supplied power- only increases linearly. In order to supply the data traffic, it is necessary to duplicate networks equipments increasing energy costs for operators and carbon dioxide emissions. To face this dramatic situation, several projects and consortiums have been created and aim to increase networks energy efficiency. For instance, the GreenTouch™ consortium funded in 2010 aims to improve networks energy efficiency by a factor 1000 by 2015 and to reduce energy consumption of TICs by 90% by 2020 (compared with 2010 levels). METIS project aims to define 2020s communications (5G) search for efficient solutions with low costs, low resources use and low power consumption of systems. MiWEBA project brings millimeter-waves into the mobile radio word to extend the network capacity by 1000 at reasonable cost.In this thesis we study two solutions to answer 5G challenges and reduce radiated power levels of telecommunications systems: physical layer improvements through spatial focalization techniques and multi-technologies link adaptation. This thesis main goal is to achieve very high data transmission rates with high energy efficiency and seamless connectivity using multiple-interfaces technologies even in networks composed of a high number of low-complexity devices.The thesis is organized as follows: first, Time Reversal (TR) and Equal Gain Transmission (EGT) implementation is studied and applied to a system using the latest amendments of IEEE 802.11 standard, including 60 GHz transmissions. Performance of these techniques is analyzed in order to identify optimal conditions of use and it is shown that they only require a minimum of two transmit antennas to increase the energetic performance of systems while having a low implementation complexity. Standard modifications allowing an increase of energy efficiency are proposed. Then, a cross-layer analysis is performed to define channel estimation protocols taking TR specificities into account. Moreover, TR energetic benefits are validated considering its drawbacks at the link layer level. Finally, a time-availability metric is defined and associated to existing mono or multi-technologies adaptation techniques and aim to increase energy efficiency without degrading the performance of systems using random access to the communication channel. This metrics allows –in some configurations- to increase by a factor seven the energy efficiency of a system using Wi-Fi and, in a multi-technologies scenario, to allocate the data traffic to the several interfaces in order to avoid communication channels saturation
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Silva, Andreia Pereira da. "Low Complexity Iterative Frequency Domain Equalisation for MIMO-OFDM Type Systems." Master's thesis, 2016. http://hdl.handle.net/10316/83157.
Full textAbstract:
Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia<br>As comunicações sem fios são, sem sombra de dúvida, o segmento de mais rápido crescimento da indústria de comunicações. Não só os telemóveis, que se tornaram uma ferramenta fulcral no mundo dos negócios e parte da vida quotidiana em todo o mundo, mas também os computadores e outros dispositivos de consumo de dados têm vindo a experienciar um crescimento exponencial na última década, trazendo novos desafios para a próxima geração de sistemas sem fios. As redes sem fio de quinta geração como próximo standard deverão ser capazes de satisfazer os requisitos impostos pela crescente procura de maior capacidade, ao mesmo tempo que garantem robustez, fiabilidade e maiores taxas de transferência.Uma das alternativas mais promissoras consiste no aumento do número de antenas tanto no transmissorcomo no recetor, isto é sistemas MIMO, que beneficiam de técnicas de processamento de sinal explorando uma diversidade adicional permitindo uma maior eficiência espectral ou uma transmissão robusta. No que diz respeito à obtenção de taxas de transferência de dados maiores e uma capacidade aumentada, empregando multiplexagem espacial combinada com sistemas OFDM ou que derivem dos mesmos é vista como uma das soluções mais poderosas. Particularmente, quando novas técnicas, como o TIBWB-OFDM, são adotados é possível obter um sistema de comunicação sem fios com uma melhor eficiência espectral e energética, robusto aos desvanecimentos profundos do canal selectivo na frequência.No entanto, existe alguma complexidade computacional inerente aos sistemas MIMO, que aumenta com onúmero de antenas no sistema, tornando o recetor muito mais complexo, nomeadamente na fase de equalização onde equalizadores presentes no estado de arte, como o MMSE e ZF, necessitam de inversões de matrizes de altas dimensões. Para superar este problema, é crucial considerar recetores iterativos, tais como EGC e MRC, que não requerem inversões de matrizes de canal de altas dimensões e, como tal, o recetor pode ser mantido a uma complexidade razoável.Portanto, o objetivo principal deste trabalho é conseguir um sistema com alta eficiência tanto a nívelespectral como a nível energético, capaz de lidar com as deficiências do canal MIMO, enquanto a complexidade do recetor se mantém reduzida através do uso de técnicas que não necessitem de inverter as matrizes de canal. Os resultados obtidos mostraram que empregar equalizadores lineares ou não lineares, tais como o EGC and MRC, permite ganhos substanciais relativamente ao sistema conventional MIMO usando o prefixo cíclico como intervalo de guarda nas mesmas condições. Além disso, os métodos iterativos de baixa complexidade mostraram um melhor desempenho quando usados em esquemas do tipo MIMO TIBWB-OFDM, sendo conseguido um desempenho excelente capaz de aproximar o match filter bound com apenas algumas iterações.<br>Wireless communications are, by any measure, the fastest growing segment of the communications industry. Not only the cellular phones, which have become a critical business tool and part of everyday lifeworldwide, but also computers and other data consuming devices have experienced exponential growth over the last decade, bringing some new challenges to the next generation wireless systems. Fifth generation wireless networks as the next standard must be able to meet the requirements imposed by the ever increasing demand in capacity, while guaranteeing robustness, reliability and higher data rates.One of the most promising alternatives is the increase in the number of antennas in both transmitterand receiver, i.e. multiple-input multiple-output (MIMO) systems, which leveraged on signal processingtechniques exploring added diversity may allow for higher spectral efficiency or improved robustness transmission. Regarding to achieve higher data rates and an increased capacity, employing spatial multiplexing combined with orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) type systems is seen as one of most potential solutions. Particularly, when new techniques, such as the time-interleaved block-windowed burst OFDM (TIBWB-OFDM), are adopted is possible to achieve a highly spectral and power efficient wireless communication system, robust to the deep fades of the selective-frequency channel.However, there is some computational complexity inherent to the MIMO systems, that grows with thenumber of antennas elements, making the receiver much more complex, namely the equalisation stage where state-of-the art equalisers, such as minimum mean squared error (MMSE) and zero forcing (ZF), require for the inversion of the channel’s high dimension matrix. To overcome this problem, it is crucial to consider low complexity frequency-domain iterative receivers, such as equal gain combiner (EGC) and maximum ratio combiner (MRC), which do not require high dimension channel matrices inversions and as so, the receiver can be kept at an affordable complexity.Therefore, the main goal of this work is to achieve a spectral and power efficient system able to handle withthe impairments of the frequency-selective MIMO channel, while keeping the receiver complexity reducedthrough the use of techniques that does not require channel matrix inversions. Performance results shownthat employing linear equalisers or nonlinear equalisers, such as EGC and MRC, allows substantial gainsover the conventional MIMO employing cyclic prefix technique, in the same conditions. Furthermore, lowcomplexity iterative methods have their best performances when employed in the multiple-input multiple- output TIBWB-OFDM (MIMO TIBWB-OFDM) scheme, achieving excellent performance and approachingthe matched filter bound (MFB) with just a few iterations.
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Silva, Marco Quiteres da. "Impact of physical layer impairments on SDM networks based on ROADM nodes." Master's thesis, 2021. http://hdl.handle.net/10071/24322.
Full textAbstract:
Current transport optical networks are approaching its capacity limits, mainly due to new applications and services that require a huge amount of resources. To increase the network capacity, multiband solutions, that exploit the unused capacity of actual fibers, in particular the L-band, are being currently commercially explored. However, this strategy is assumed as a short to medium term solution. A long-term solution is to use spatial-division multiplexing (SDM) in the optical domain, which leads to the concept of SDM-based optical networks.
In this work, different SDM switching architectures (spatial, spatial-wavelength, wavelength, fractional space-full wavelength) are studied and compared in terms of cost per bit, power consumption and flexibility. For the switching architectures with spatial and spatial-wavelength granularities (the architectures that have superior performance), the most relevant physical impairments (PLIs) (amplifiers noise, non-linear interference, narrowing penalty due to filtering and in-band crosstalk) are analytically studied, for a SDM reconfigurable optical add-drop multiplexer (ROADM) cascade. Furthermore, a Monte Carlo simulation is used to assess more rigorously the PLIs effects on the performance of SDM ROADMs, with spatial-wavelength switching architecture, in cascade.
The main difference, regarding PLIs, between the single spatial channel ROADM architecture and the SDM ROADM architectures is the enhanced effect of in-band crosstalk. For cascaded ROADMs with 16 directions, 19 spatial channels and filtering isolation of -25 dB, the in-band crosstalk can lead to a 2 dB optical signal-to-noise ratio penalty. Due to this penalty, the signal crosses less 9 ROADMs than in a single spatial channel ROADM architecture.<br>As redes óticas de transporte atuais estão a aproximar-se do seu limite de capacidade devido às novas aplicações e serviços que requerem uma maior quantidade de recursos de rede. Uma possível solução de curto a médio prazo para a falta de recursos é o uso de múltiplas bandas da fibra, para além da banda C. Uma solução a longo prazo será o uso de multiplexagem com divisão no espaço (SDM) no domínio óptico.
Neste trabalho são estudados, o custo por bit, consumo de energia e flexibilidade, das diferentes arquiteturas SDM (no espaço, no espaço e comprimento de onda, no comprimento de onda, fracionada no espaço e completa no comprimento de onda). Para as arquiteturas com granularidades no espaço e no espaço e comprimento de onda estuda-se analiticamente os efeitos das principais limitações do nível físico (PLIs) (ruído dos amplificadores, interferência não-linear, penalidade de filtragem e diafonia homódina), para cascatas de multiplexadores óticos de inserção/extração reconfiguráveis (ROADMs). Usa-se uma simulação Monte Carlo para calcular mais rigorosamente os efeitos das PLIs na arquitetura com granularidade no espaço e comprimento de onda.
A principal diferença, em termos de PLIs, entre uma rede SDM e uma rede com um único canal espacial é o efeito da diafonia homódina. Para uma rede com 16 direções, 19 canais espaciais e isolamento dos filtros de -25 dB, a diafonia homódina causa uma penalidade na relação sinal-ruído óptica de 2 dB e o sinal atravessa menos 9 ROADMs que numa rede com apenas um canal espacial.