Dissertations / Theses: 'Systèmes de communication à micro-ondes'

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El, Khaled Mohamad. "Systèmes de communications à ondes millimétriques pour mines souterraines." Doctoral thesis, Université Laval, 2015. http://hdl.handle.net/20.500.11794/26482.

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Abstract:

Le niveau croissant d’automatisation des exploitations minières souterraines vise à en accroitre l’efficacité et s’appuiera sur la venue d’une myriade de dispositifs électroniques au sein des corridors souterrains. Dans d’autre environnements confinés, par exemple les opérations militaires dans les cavernes, ces dispositifs peuvent engendrer un avantage tactique fort important aux utilisateurs. Notre travail de recherche s’inscrit dans la perspective du développement d’un système de communications à haut débit binaire pour les applications comme la surveillance et le transfert de donnée vidéo en temps réel dans la mine. Cette étude est focalisée sur la performance du système de communications sans fil à ondes millimétriques dans une mine souterraine. La première contribution de notre étude consiste à étudier tous les problèmes reliés au déploiement de ce système dans la mine. Comme il n’existe pas de travaux qui traitent ce genre de sujet, nous avons commencé notre étude par une caractérisation du canal à ondes millimétriques dans la mine CANMET à Val-d’Or située à 500 km au nord de Montréal, Canada. Nous avons mis en oeuvre un montage expérimental de mesures basé sur un robot Velmex. Les mesures ont été effectuées dans la plage fréquentielle du standard IEEE802.15.3c, soit 57.24-59.4 GHz. Nous sommes parvenus à une caractérisation du canal de propagation à ondes millimétriques dans deux galeries de la mine, au niveau 40 et au niveau 70 m et selon plusieurs combinaisons d’antenne, directive-directive, directive-omni et omnidirective et pour deux polarisations, soit verticale-verticale et horizontale-horizontale. Dans le but de comparer les résultats, le même montage est utilisé pour effectuer des mesures dans un milieu interne, soit le laboratoire CANMET. La deuxième contribution de notre étude consiste à calculer la capacité du canal selon les scénarios des mesures. La formule classique de la capacité de Shannon est obtenue pour les canaux ayant des réponses fréquentielles plates. Cette formule ne s’applique pas directement dans notre cas à cause de la sélectivité de la réponse en fréquence du canal. Nous avons divisé la bande de fréquences en un nombre très grand de petites bandes, considérées comme des sous-canaux à réponse plate dans le domaine fréquentiel. Ensuite, nous avons distribué la puissance d’une manière optimale sur les sous-canaux plats. Les résultats obtenus sont comparés aussi avec les résultats obtenus si une distribution uniforme est adoptée à l’émission. Les résultats prouvent la pertinence de la méthode optimale dans ces type des canaux ; cette méthode donne une amélioration importante de la capacité lorsque le SNR est faible. Les deux méthodes donnent les mêmes résultats lorsque le SNR est grand. La troisième contribution de notre étude vise à utiliser les paramètres obtenus de la compagne de mesures, comme la bande de cohérence et l’étalement maximal du canal pour les différents scénarios, pour calculer les paramètres du système OFDM à ondes millimétriques. Dans le but de rendre notre travail plus pertinent, nous avons calculé la limite de Shannon en posant le débit binaire du système OFDM égal à la capacité optimale ou à la capacité uniforme du canal. Plusieurs simulations ont été faites en fonction de la distance, de la longueur du préfixe cyclique et du nombre de sous-porteuses. Nous avons utilisé un code LDPC avec un taux égal à 0.75 pour améliorer le taux d’erreur binaire et aussi s’approcher de la limite de Shannon. Les résultats obtenus montre que les systèmes OFDM avec une combinaison d’antennes directive-directive et une polarisation verticale-verticale ont une meilleure performance aux niveaux 40 m et 70 m et dans le laboratoire CANMET.
The increasing level of automation in underground mining operations in order to improve their efficiency will bring a myriad of electronic devices into the mine shafts. In other confined environment situations, e.g. military operations in caverns, electronic devices can yield a significant tactical advantage. Our research is in the perspective of developing a system of high bit rate communications for applications that require high throughput such as monitoring and transfer of video data in real time in the mine. This thesis is focused on the study of the performance of a wireless communications system in the millimeter wave range in an underground mine. The contribution part of the study is to examine all issues related to the deployment of this system in the mine. As there is no work dealing with this kind of topic, we started our research by a characterization of the millimeter-wave channel in the CANMET mine in Val-d’Or, located 500 km north of Montreal, Canada. We implemented a breadboard measurement system based on a Velmex robot table. The measurements were performed in the frequency range of the standard IEEE802.15.3c or 57.24-59.4 GHz.We have obtained a characterization of the millimeter wave propagation channel in two galleries of the mine, at 40 and 70 m, according to several combinations of antennas, directive-directive, directive-omni and omni-directive and for both vertical-vertical and horizontal-horizontal polarizations. In order to compare the results, the same measuring setup was used to perform measurements in an internal environment in the CANMET laboratory. The second contribution of the thesis was to compute the channel capacity according to the measurement scenarios. The classical formula for the Shannon capacity is used for flat channels. This formula does not directly apply in this case because of the selectivity of the channel frequency response. Thus, we divided the whole frequency band into many sub-bands, in which the sub-channel can be considered frequency-flat. Then we distributed the power optimally on the flat sub-channels. The results were also compared with the results obtained if a uniform distribution was adopted. The results prove the relevance of the optimal method in these types of channels. This method gives a significant improvement of the capacity when the SNR is low. Both methods give the same results when the signal to noise ratio is high. The third contribution of this thesis focused on how to use the parameters obtained from the measurement campaign such as the coherence bandwidth and the maximum spread of the channel for the different scenarios, to calculate the parameters of the OFDM millimeter wave system. In order to make our work relevant, we calculated the Shannon limit by setting the bit rate of the OFDM system equal to the optimal capacity or to the uniform channel capacity. Many simulations were made based on the distance between the antennas, the cyclic prefix length and the number of sub-carriers. We used an LDPC code with a rate equal to 0.75 to improve the bit error rate and hence to approach the Shannon limit. The results show that the OFDM millimeter wave system with D-D combination and VV polarization has better performance at 40 m, 70 m and in the CANMET laboratory.

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Chahat, Nacer. "Antenne, propagation et interaction avec le corps pour les applications de type réseaux corporels sans fil en micro-ondes et en millimétrique." Rennes 1, 2012. http://www.theses.fr/2012REN1S079.

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Abstract:

Grâce aux progrès récents effectués dans la conception de réseaux intelligents et dans les techniques de miniaturisation des objets communicants, les réseaux sans fil à proximité ou centrés sur la personne concentrent aujourd'hui toutes les attentions grâce à leur large éventail d'applications (sportives, médicales, militaires, etc. ). Cet intérêt croissant pour les applications BAN (Body Area Networks) et PAN (Personal Area Networks) se traduit aujourd'hui par l'apparition de capteurs sur textiles facilitant l'intégration de ces dispositifs sur le corps et limitant ainsi l'encombrement sur ce dernier, mais aussi par la nécessité de développer des solutions capables d'assurer un débit de transmissions sans fils très élevé (vidéos HD). Ces travaux de thèse ont deux objectifs principaux. Le premier consiste à développer des antennes sur textiles pour lesquelles une attention particulière est accordée sur l'interaction avec le corps de l'utilisateur. L'influence du corps humain est primordiale dans l'évaluation de l'efficacité des capteurs et des performances globales du système. Le second consiste à développer un réseau corporels en bande millimétrique (57-64 GHz) permettant de réduire significativement la taille des capteurs, d'augmenter les niveaux d'interférence et de sécurité, et enfin, d'atteindre des débits de transmission sans précédent en comparaison avec les réseaux existant en plus basse fréquence
Recent progress in miniaturization of communicating devices and design of smart networks has triggered increased interest to body area networks (BAN) having a very strong potential for near future applications including military, personal healthcare, sport, space, entertainment, smart home, etc. This increasing attention to BAN and PAN (Personal Area Networks) applications has led to the development of textile sensors that can be easily integrated into clothes and to the buildup of high-data-rate wireless devices. The PhD thesis project has two main objectives. First, several microwave textile antennas have been optimized and fabricated to evaluate the interaction with the human body. The impact of the human body on the antenna performance is of great importance since it can directly impact the efficiency of on-body devices and global performances of the system. The power absorption in the body was also studied using realistic body models with different morphologies. Second, the unlicensed 57-64 GHz band have been studied in the wireless BAN context since it provides several advantages compared to microwave BAN. In particular, very high data rates can be reached (up to 5 Gb/s) whilst providing high level of security and low interference with adjacent networks. Besides, the on-body devices are much smaller at millimeter waves compared to those operating at microwaves

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Bonnet, Benoît. "Etude et réalisation de filtres et d'antennes intégrés pour applications radiofréquences et micro-ondes." Tours, 2006. http://www.theses.fr/2006TOUR4036.

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Abstract:

Ces dernières années, les systèmes de communication sans fil ont progressé très rapidement. Ils continuent d'évoluer et sont devenus de plus en plus petits tout en intégrant de plus en plus de fonctions. Cette miniarisation devient un point important dans la conception de fonctions radiofréquences telles que les amplificateurs, les baluns, les antennes et les filtres. C'est dans ce cadre que nous nous sommes intéressés à la réalisation de filtres et d'antennes miniatures dans la gamme des radiofréquences pour les systèmes de télécommunication et les réseaux sans fil. Les travaux présentés dans ce mémoire s'organisent autour de deux axes. Le premier concerne l'étude et la réalisation de filtres avec la technologie multicouche à notre disposition. Cette dernière offre la possibilité d'intégrer des éléments passifs tels que des inductances, des capacités, des résistances et des lignes de transmission. L'étude est orientée vers des filtres planaires constitués d'éléments localisés, distribués ou de lignes couplées. Les investigations concernent la possibilité d'intégration de la fonction de filtrage sur la technologie multicouche pour les systèmes sans fil et le comportement de la technologie autour de 26GHz. Plusieurs simulations electromagnétiques sont menées sur des filtres Comblines en structure coplanaire. Quelques prototypes sont réalisés pour valider les résultats obtenus et calibrer le simulateur électromagnétiques HFSS. Enfin, une analyse, basée sur des simulations, est faite pour obtenir des filtres accordables ou reconfigurables à base d'iodes Varicap ou de diodes PIN. Le second thème concerne l'étude, la réalisation et la caractérisation d'antennes miniatures avec la technologie multicouche pour les réseaux sans fil. Quelques généralités surles conditions de mesures et les principales grandeurs caractéristiques d'une antenne sont introduites. Le travail porte sur l'études d'antennes à méandres fonctionnant entre 1 et 5GHz. Un modèle analytique paramétré par les dimensions géométriques de l'antenne est établi avec l'utilisation de plans d'expériances. De plus, une étude et la validation d'une antenne à méandres bibandes sont réalisées pour couvrir le standard WLAN. Enfin, des simulatioins éléctromagnétiques sur des antennes patches ont permis de regarder les possibilités qu'offre la technologie multicouche à des fréquences plus élevées (26GHz et 77GHz)
Wireless communications have progressed very rapidly in recent years, and many systems are becoming smaller and smaller. The miniaturization requirement is important, so the amplifiers, baluns, antennas and filters must have their dimensions reduced accordingly. It is within this context that we are interested in the realization of filters and miniature antennas in the range of radio frequencies for telecommunications systemes and wireless networks. The works presented in this thesis goes in two directions. The first concerns the study and realization of filters with the available multilayer technology. It offers the possibility to integrate passive components such as inductors, capacitors, resistors and transmission lines. The study is performed on planar filters with lumped elements, distributed elements or coupled lines. The investigations concern the possibility of integrating filtering function on the multilayer technology for wireless systems and the study of the behavior of the technology around 26GHz. Several electromagnetic (EM) simulations are performed on combline filters with a coplanar structure. Some prototypes are realized in order to validate the results and calibrate the HFSS EM simulator. Finally, an analysis based on simulatons is performed to obtain reconfigurable filters with Varicap or PIN diodes. The second part covers the design, realization and characterization of miniature antennas with multilayer technology for wireless networks. Some generalities on the measurement conditions and main characteristics of antenna are introduced. The study focuses on the meander line antenna operating between 1GHz and 5GHz. An analytical model set by the antenna geometrical parameters is established with the use of design of experiment method. In addition, a study and validation of a dual band meander line antenna are performed in order to cover the WLAN standard. Finally, EM simulations on the antenna patches are performed in order to look at the possibilities offered by multilayer technology at higher frequencies

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Oubaha, Khalid. "Transport micro-ondes dans un milieu complexe vers une communication sans fil à base des circuits intégrés." Thesis, Université Côte d'Azur, 2020. http://www.theses.fr/2020COAZ4061.

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Abstract:

De nos jours, nous assistons à une forte évolution des systèmes modernes de la communication sans fil, exploitant des fréquences très élevées, dans la bande des fréquences micro-ondes. De ce fait, pour éviter des architectures compactes des systèmes électroniques composant ces systèmes modernes, apparaît la nécessité d'envisager la communication sans fil entre les circuits imprimés intégrés aux systèmes électroniques.Les principaux problèmes rencontrés dans ces systèmes concernent l'effet de l'environnement sur la communication sans fil et la protection contre les effets indésirables. Cela exige de nouvelles techniques de simulation et de modélisation du champ EM dans ces environnements complexes, pour une prédiction de leurs comportements.Avec les expériences effectuées dans le domaine des micro-ondes, ces techniques seront possibles en se basant sur la théorie des matrices aléatoires (TMA), bien adaptée dans ces situations de milieu complexe.Les travaux effectués au cours de cette thèse présentent :Dans un premier temps, l'illustration d'un exemple d'une telle situation où tous les ingrédients sont présents (circuit imprimé, lignes de transmissions et cavité). Nous avons présenté une étude expérimentale, qui met en évidence l'effet de l'environnement partiellement réverbérant sur la diaphonie entre les lignes imprimées, de sorte que leurs courants ne soient pas négligés et doivent être pris en compte, pour la conception appropriée de circuit imprimé, garantissant leur fonctionnement.Dans un second temps, dans le but d'étudier et d'analyser statistiquement le comportement de la transmission à l'intérieur d'un milieu complexe, nous avons réalisé une chambre réverbérante chaotique (CRC), qui satisfait aux critères statistiques fixés par la norme internationale. Le critère principal exige d'avoir une uniformité et isotropie statistique du champ à l'intérieur de la CRC et que les composantes du champ suivent une distribution gaussienne bivariée. Dans la communauté de la Compatibilité d'Électromagnétique (CEM), on parle de l'hypothèse de Hill, typiquement réalisée quand le recouvrement modal est grand. Nous avons étudié expérimentalement plusieurs statistiques de la réponse de la CRC et les effets du régime de fort recouvrement modal sur les distributions de la réflexion et la transmission, puis nous les avons comparées aux prédictions numériques prévues par la TMA.Nous avons également vérifié la relation de l'espacement moyen entre les maxima de transmission prédite par Schroeder et Kuttruff pour un régime fort recouvrement modal, dans les salles acoustiques.Dans un troisième temps, nous avons développé une nouvelle méthode pour l'estimation de nombre d'échantillons non corrélés (NIS) dans une CRC. Puis nous avons suggéré une perspective pour l'estimation de NIS, basée sur l'échelle caractéristique de la dynamique des maxima en fonction de l'angle de brasseur
Nowadays, modern wireless communication systems that are operating at high frequencies in the microwave band, are massively emerging. To avoid compact architectures of electronic systems, we explore wireless communication between printed circuits integrated into the electronic systems. Several problems encountered in these systems are related to the effect of the environment on wireless communication and the protection against adverse effects. This requires new electromagnetic simulation techniques to describe the field and the system response in these environments. Along with the microwave experiments, random matrix theory (RMT) enables to theoretically study wireless communication in complex environment.This manuscrit is diveded in three main topics:On the one hand, an illustration of the situation where all the ingredients are implemented namely, a Printed Circuit Board (PCB) with transmission lines inside a cavity. I present an experimental study, which highlights the effect of the partially reverberating environment on the crosstalk of two printed lines, as well as the currents on these lines. The latter should be taken into account to guarantee the proper functioning of the PCB.On the other hand, a chaotic reverberating chamber (CRC) was designed to statistically analyze the behavior of the transmission inside a complex environment. The international standard fix several statistical criteria with which the RC have to comply. Fulfilling all criteria guarantees that the field inside the cavity is isotropic and the field components follow a bivariate Gaussian distribution. In the electromagnetic community, this is the so-called Hill’s hypothesis. This hypothesis is typically realized when the resonance overlap is large. I have experimentally studied several statistic properties of the electromagnetic response in a CRC. The effects of the modal overlap on the reflection and the transmission distributions have been analyzed. In addition to this, we have compared the experimental distributions to numerical predictions based on Random Matrix Theory. I also verified the relation between the mean frequency spacing of the maxima and the average decay rate of the cavity predicted by Schroeder and Kuttruff for a high modal overlap in acoustic rooms.Finaly, we have developed a new method to estimate the number of uncorrelated samples (NIS) in a CRC. We have suggested a perspective for NIS estimation based on the characteristic scale of maxima dynamics as a function of the stirrer angle

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De, Groote Fabien. "Mesures de formes d’ondes temporelles en impulsions : application à la caractérisation de transistors micro-ondes de forte puissance." Limoges, 2007. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/57ec33c5-97ed-43c9-844a-9afef07bd214/blobholder:0/2007LIMO4031.pdf.

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Abstract:

Ces travaux traitent de la mesure de formes d’ondes temporelles en mode continu et en impulsions, avec comme application la caractérisation des transistors de puissance aux fréquences micro-ondes. Un banc de mesure a été développé autour du Large Signal Network Analyser. Une caractéristique importante de ce banc est la méthode de couplage, qui a été améliorée à partir d’une technique localisée. Elle permet de changer les caractéristiques habituelles de couplage des signaux micro-ondes pour introduire un minimum de pertes dans le chemin de puissance micro-onde. Elle permet de mesurer jusqu’à 20 GHz. Dans un deuxième temps, l’ensemble des mesures du banc a été étendu en impulsions. Une méthode pour mesurer dans ce mode a été mise en place pour conserver toute la dynamique de notre système, pour des rapports cycliques descendant à 0. 0001. Dans une dernière partie, l’intérêt de mesurer les formes d’ondes temporelles avec les performances électriques des transistors de puissance est d´emontré, pour observer les zones limites d’utilisation des transistors en tension et en courant. Les capacités du banc de mesures à caractériser des composants GaN de puissance ont été prouvées, avec un HEMT AlGaN/GaN Tiger mesuré à 20 W en impulsions à 2 GHz
This work deals with time domain characterization of microwave power transistors, in continuous and pulsed modes. A setup has been created with the Large Signal Network Analyser, in order to manage together the constraints of these two objectives : time domain and power characterization. For this kind of setup, a key point is the coupling method, which has used and improved localized techniques defined in the 50s. This method can improve characteristics of the classical couplers in this kind of setup, to introduce as less losses as possible in the main RF path, up to 20 GHz. The second part consists in allowing this setup’s measurements in pulsed mode. A method to acquire data in this mode has been developed, in order to keep all the setup’s dynamic range, even for duty cycles of 0. 0001. In the last part, the interest of measuring time domain slopes with electrical performances is showed, to reach the transistor’s limits in terms of voltage and current. Power capabilities of this setup have been demonstrated with a HEMT AlGaN/GaN Tiger up to 20 W at 2 GHz

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Ariaudo, Myriam. "Dirty RF pour les Systèmes de Communication." Habilitation à diriger des recherches, Université de Cergy Pontoise, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00555445.

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Abstract:

Les systèmes de communication sans fil ont eu un très rapide développement au cours de ces dernières décennies. L'évolution des exigences de l'utilisateur nécessite une augmentation des débits, de la flexibilité pour permettre une adaptation à son environnement, tout en bénéficiant de performance, mobilité, basse consommation, et faible coût. Le développement de ces nouveaux systèmes nécessite plus que jamais de considérer le segment Radio-Fréquence (RF) avec ses imperfections, pour proposer des architectures innovantes et efficaces. Mes activités principales de recherche sont consacrées à l'étude de l'influence des circuits du segment RF sur les performances des systèmes de communication et sur les moyens de les corriger. Initialement considérées comme des moyens d'amélioration des performances pour un circuit donné, les méthodes de compensation de défauts développées permettent d'envisager un relâchement des contraintes sur les circuits à concevoir. Ces travaux s'intègrent dans le nouveau concept dit de la « Dirty RF ». Mes contributions dans cette thématique sont groupées par problématiques associées à des objectifs : assurer l'intégrité du signal à transmettre impose une réduction du rendement de l'émetteur; augmenter le débit et permettre la réception de différents standards nécessite une augmentation de la largeur de bande de transmission; favoriser la diversité fréquentielle induit une sensibilité accrue aux défauts du synthétiseur de fréquence. Dans chaque cas, la dégradation des performances associée aux circuits est évaluée et des solutions sont proposées pour y remédier. Les méthodes de correction développées seront des solutions intéressantes pour les nouveaux systèmes de communication, qui devront être « Radio-Cognitifs » et reconfigurables.

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Ouachani, Ilham. "Analyse de performances de systèmes de communication sans-fils exploitant micro- et macro-diversité." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011058.

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Abstract:

Cette thèse s'intéresse à l'étude de la couche physique des réseaux locaux sans-fils dits WLAN (Wireless Local
Area Networks). Durant les dernières décennies, les applications destinées aux réseaux locaux sans-fils sont devenues
de plus en plus nombreuses, d'où la nécessité d'avoir des débits de transmission plus importants. Cependant,
les ingénieurs de conception des systèmes de communication radio sont généralement confrontés à de nombreux
challenges ; Parmi ceux-ci nous citons la limitation de la bande fréquentielle du canal, les variations complexes de
l'environnement de propagation (évanouissements et trajets multiples), etc. Les techniques de diversité et plus particulièrement
les techniques de diversité spatiale s'avèrent très efficaces pour réduire l'impact de ces problèmes sur
les performances des systèmes sans-fils. Cette thèse s'interesse à l'analyse de performance de systèmes de commnications
sans-fils exploitant micro- et macrodiversité. Dans une première partie, les systèmes de communication
MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) utilisant la modulation OFDM sont considérés. L'impact de considérer
le vrai profile des retards du canal sur la capacité ergodique et la capacité complémentaire est étudié. Puis deux
schémas de codage spatio-emporels de rendement 1/2 sont proposés pour le système MIMO munis deux antennes
émetrices qui, profitant des propriétés de la modulation OFDM, présentent une diversité qui converge vers celle
d'un système MIMO ayant 4 antennes émettrices et utilisant un schéma de codage de rendement 1/2.
Dans une deuxième partie, les systèmes à antennes multiples dans un contexte de macro-diversité sont étudiés.
L'analyse de performance des systèmes MIMO dans un contexte de micro-diversité est effectué en termes de capacité
ergodique. Cette étude est faite en prenant en considération un modèle réaliste du bloc radio-fréquence
(RFFE). Les résultats trouvés montrent que ce nouveau modèle de canal permet de décrire la saturation de la
capacité, phénomène observé dans des implémentations réelles. Ensuite, un algorithme d'allocation optimale de
puissance est proposée pour un système de transmission à deux relais numériques mis en parallèle. L'optimation
est faite sous la contrainte d'un certain budget de puissance afin de minimiser le taux d'erreur au niveau de la destination.
Il est à noter que l'allocation de puissance est d'autant plus utile que les liens relayés sont dissymétriques,
et que la transmission relayée peut être plus performante que la transmission direct dans certains contextes.

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Wu, Tongning. "Etude par simulation et mesure d'un système d'exposition d'animaux aux ondes radioélectriques induites par les systèmes wi-fi." Phd thesis, Université Paris-Est, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00512334.

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Abstract:

Ce travail de thèse consiste en la conception et l'analyse d'un système d'exposition des animaux in vivo avec les signaux Wi-Fi dans une chambre réverbérante. La nouvelle méthode d'excitation est appliquée avec 6 antennes qui fonctionnent aléatoirement pour avoir un champ plus homogène et des ondes venant de toutes les directions. Cette configuration permet d'éviter une grande taille du brasseur de la chambre réalisée. La répartition de puissance chez les rats est étudiée par la méthode hybride de simulation-mesure. La puissance incidente est enregistrée de même que le champ au centre de la chambre. Le rapport de la puissance incidente sur E carré moyenné est déterminé. La méthode FDTD est choisie pour la simulation et permet d'analyser la répartition de la puissance absorbée par les rats. La distribution du champ dans la chambre suit une statistique de Rayleigh comme il a été prouvé par les études et les mesures. Donc, la boîte de Huygens est utilisée pour émettre des ondes planes aléatoires (avec les paramètres suivant distribution Rayleigh) et exposer les rats. On peut alors obtenir le rapport de DAS pour le corps entier chez les rats sur E carré moyenné dans la chambre. Donc il est possible de relier le DAS corps entier chez les rats et la puissance d'entrée dans la chambre à E carré moyenné. Une autre méthode de simulation est aussi appliquée pour vérifier ce résultat. L'évaluation de la variabilité des résultats pour plusieurs paramètres à différents âges des rats est effectuée. En générale, les sources de variabilité sont classifiées selon trois parties : simulation, mesure, et interface entre les deux. Le DAS corps entier chez les rats pendant toute la période d'exposition avec le domaine de variabilité sont présentés dans ce travail. Cette étude pourra être utilisée afin d'évaluer des résultats d'une exposition à long terme des animaux. Elle pourra aussi servir à caractériser le champ dans des environnements domestiques et urbains

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Néron, Jean-Sébastien. "Réalisation d'une antenne à faisceaux multiples en ondes millimétriques." Thesis, Université Laval, 2007. http://www.theses.ulaval.ca/2007/24382/24382.pdf.

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Laumond, Céline. "Conception de réseaux d'antennes imprimées large bande à fort gain : applications à des systèmes de communication haut débit." Limoges, 2000. http://www.theses.fr/2000LIMO0017.

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Abstract:

Ce memoire est consacre a la conception de reseaux d'antennes imprimees large bande a fort gain, pour des systemes de communication haut debit, en bande centimetrique et millimetrique. Les antennes de ces nouveaux systemes doivent etre de plus en plus performantes en terme de largeur de bande (permettant d'assurer le haut debit) et de gain (pour les longues portees). Ces applications souvent dediees au grand public se doivent en plus d'etre peu encombrantes et de faible cout. Les antennes imprimees sont largement sollicitees, mais leurs performances ne repondent que partiellement aux exigences. Les bandes passantes de ces elements (modestes a priori) peuvent etre ameliorees en utilisant un autre resonateur dont la frequence de resonance est proche de l'antenne. L'utilisation de nouveaux materiaux dielectriques, telle que la mousse, de permittivite proche de celle de l'air et de faible tangente de perte, permettent de maintenir de bonnes performances. En tenant compte de ces deux remarques, ce memoire presente alors la mise au point d'un reseau d'antennes imprimees large bande pour une application industrielle en collaboration avec thomson-csf comsys. La bande millimetrique est parfaitement adaptee aux systemes de communications a haut debit, telle que le l. M. D. S. (local multipoint distribution system), meme si la montee en frequence reste toujours un point delicat. Les pertes dans les reseaux d'antennes imprimees sont souvent consequentes, a l'origine d'importantes diminutions des gains de ces aeriens. Ainsi, l'insertion de guide d'ondes (elements tres faibles pertes) pour assurer la distribution de l'energie est presentee dans ce memoire, sur un plan theorique, grace a des outils informatiques performants, telle que la methode fdtd (finite difference time domain).

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Merabet, Boubekeur. "Contribution à l'étude de la transmission d'énergie à distance par µondes." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00675751.

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Abstract:

La transmission d'énergie sans fils (TESF) a été initiée dans les années soixante afin de répondre à des préoccupations énergétiques de tout premier ordre. Un demi-siècle plus tard, la question énergétique reste une préoccupation majeure qui ne se pose plus uniquement en termes de ressources mais également en termes d'autonomie et de portabilité. La TESF s'est adaptée à cette situation et est actuellement orientée vers le développement de structures capables de convertir des densités de puissance faibles afin d'améliorer l'autonomie des systèmes électroniques portables ou d'alimenter à distance des dispositifs électroniques inaccessibles ou nomades.Le travail proposé est subdivisé en trois parties : une première partie qui traite de la conversion de puissances faibles et qui présente un circuit rectenna (rectifying antenna) mono-diode fonctionnant sur une gamme de puissance allant de 1 mW à 10 mW. Une seconde partie, traitant de la conversion de puissances importantes, basée sur un convertisseur en pont de diodes capable de convertir des puissances allant jusqu'à 200 mW, et une dernière partie dédiée à l'élévation de la puissance transmise à la charge au travers d'associations de rectenna dont nous présentons plusieurs variantes.La comparaison technologique est à la base de ce travail. En effet, les développements récents des composants CMS permettent aujourd'hui de les utiliser pour la réalisation de circuits RF fonctionnant à des fréquences allant jusqu'à plusieurs gigahertz. Nous proposons dans cette thèse plusieurs circuits basés sur cette technologie que nous comparons à une technologie intégrée qui s'impose comme une alternative aux circuits micro-rubans. Ce travail a également été l'occasion d'introduire certains principes de l'électronique de puissance dans la conception de circuits RF.

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Agba, Landaabalo. "Elaboration de logiciel d'aide au déploiement de réseaux sans fil millimétriques." Limoges, 2004. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/4e4f4064-e256-4878-aa69-3c7844b0f2ae/blobholder:0/2004LIMO0020.pdf.

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Abstract:

Le déploiement de réseaux sans fil dans un environnement outdoor est complexe du fait des nombreux paramètres à prendre en compte. Dans ce contexte, ce mémoire présente un logiciel d'aide au déploiement des réseaux qui intègre ces multiples paramètres aux fréquences millimétriques. La méthode de prédiction utilisée est issue de la théorie du Tracé de Rayons associée aux caractéristiques des antennes et du canal de propagation. Les simulations de couverture sur des cas réels sont réalisées à partir des bases de données SIG (Système d'Information Géographique) couplées avec des photos aériennes et des mesures GPS (Global Positioning System). La précision des simulations a été ensuite confirmée avec succès par des mesures expérimentales. Ce logiciel a permis de proposer des améliorations de la couverture d'un système LMDS (Local Multipoint Distribution Services) à 40 GHz par l'utilisation de nouvelles topologies d'antennes, de réflecteurs et de répéteurs
The deployment of wireless networks in an outdoor environment is complex because of the numerous parameters which must be taken into account. In this context, this report presents a relevant planning software for networks deployment which integrates these multiple parameters in millimetric frequency band. Rays Tracing method is used in association with antennae characteristics and propagation channel parameters. The coverage simulations on real cases are realized using GIS (Geographic Information system) databases coupled with aerial view photographs and GPS (Global Positioning System) measurements. The precision of the simulations was successfully confirmed by experimental measurements. This software allowed to propose some coverage improvements of a 40 GHz LMDS (Local Multipoint Distribution Services) system using new antennae topologies, reflectors and repeaters

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Humbert, Cyril. "Simulation du canal de propagation indoor." Université de Marne-la-Vallée, 2003. http://www.theses.fr/2003MARN0209.

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Abstract:

La connaissance du canal de propagation et de ses effets est un préalable indispensable pour le déploiement des systèmes de communication sans fil à haut-débit à l'intérieur des bâtiments. Elle peut être recherchée par deux voies complémentaires : des mesures et des simulations. Le présent travail se place dans cette seconde approche et a consisté en la réalisation d'un simulateur utilisant l'approximation haute-fréquence dérivée de l'optique géométrique. Dans une première partie, on examine les processus physiques pertinents et leur prise en compte en respectant un compromis entre précision de calcul et possibilités informatiques. L'implémentation informatique retenue est alors brièvement décrite. Une campagne de mesures (à 2,4 GHz) a pu être réalisée en septembre 2002. Après une description du dispositif de mesures, on présente dans un dernier chapitre une comparaison détaillée des mesures et des simulations correspondant à quelques configurations expérimentales
A good knowledge of the propagation channel and its effects is a prerequisite before deploying indoor high bit-rate wireless communication systems. Two complementary approaches can be used : measurements and simulations. The present work proceeds from the second approach. It consists in developing a simulation software based on the high-frequency approximation derived from optics. In the first part, we show how to take into account the pertinent physical phenomena, with respect to the precision of the simulations and the computational task. The adopted implementation is then brieffly described. Measurement experiments (at 2. 4 GHz) have been carried out in September 2002. Following a description of the experimental setup, we present in the last chapter a detailed comparison between measurements and simulations for a few experimental configurations

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Diouf, Isidore. "Étude, réalisation et Caractérisation d'un système de communications térahertz." Electronic Thesis or Diss., Montpellier, 2019. http://www.theses.fr/2019MONTS137.

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Abstract:

Alors que la demande d'augmentation des débits est pressante, une communication basée sur des fréquences térahertz (THz) devient un moyen efficace permettant des transmissions à très haut débit pouvant atteindre plusieurs centaines de Gb/s. Nous rapportons une étude expérimentale d'un transistor bipolaire à double hétérojonction (DHBT) à base d'InP utilisé comme détecteur pour la communication THz sans fil à haut débit. Les mesures de la sensibilité à la fréquence THz et de l'impédance de sortie sont présentées. Nous montrons une anti-résonance sur la bande passante de modulation à une fréquence donnée qui est corrélée avec la mesure d'impédance de sortie. Nous montrons également qu'une réduction significative de l'impédance de sortie peut être obtenue en appliquant une polarisation base-émetteur importante, améliorant ainsi l'adaptation de l'impédance à 50 Ω tout en maintenant la sensibilité THz. Nous avons optimisé la sensibilité effective du DHBT en augmentant l'intensité THz couplée avec DHBT par focalisation du faisceau THz à la limite de diffraction. Le DHBT a également été intégré avec une antenne spirale logarithmique et des simulations avec le logiciel CST ont été effectuées pour déduire les caractéristiques de l'antenne. La caractérisation de ce détecteur associée à une lentille de silicium à haute résistivité diélectrique, sous faisceau THz, montre une optimisation de la sensibilité. Enfin, un signal vidéo à haute définition non compressé en temps réel est transmis avec succès à 1,5 Gb/s en utilisant le DHBT comme détecteur
As the demand for data consumption increasingly grows, a communication based on terahertz frequencies carrier becomes an effective way to reach very broadband transmissions at data rates up to hundred’s of Gb/s. We report an experimental study of InP-based double-heterojunction bipolar transistor used as detector for high data-rate terahertz wireless communication. Measurement of the responsivity at THz frequency and output impedance are presented. We show an anti-resonance of the responsivity at a given modulation frequency correlated with the output impedance measurement. We also show that a significant reduction of the output impedance can be obtained by applying a sufficient base-emitter bias thus improving substantially the impedance matching to 50-Ω circuits while maintaining THz sensitivity. We optimized the effective responsivity of the DHBT by increasing THz intensity coupled with the DHBT by focusing the THz beam at the diffraction limit. The DHBT was also integrated with an antenna and simulations with CST software were conducted to deduce the characteristics of the antenna. The characterization of this detector associated a high dielectric resistivity silicon lens, under terahertz beam show an improvent of the responsivity. Finaly, a real-time uncompressed high-definition video signal is successfully transmitted at 1.5 Gb/s using the DHBT as detector

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Melle, Samuel. "Analyse et modélisation des phénomènes de chargement de diélectriques dans les MEMS RF : application à la fiabilité prédictive de micro-commutateurs électromécaniques micro-ondes." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00011359.

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Abstract:

Ces dernières années ont vu l'émergence de nouveaux composants micro-ondes, les micro-commutateurs MEMS RF, possédant des performances très attrayantes pour de nombreux domaines d'application : spatial, automobile, téléphonie mobile& Cependant, une problématique majeure retarde actuellement leur industrialisation : leur fiabilité. Ce manuscrit de thèse a pour but principal de mettre en place les procédures d'investigation de la fiabilité des MEMS RF comprenant le développement des outils matériels et méthodologiques permettant d'analyser et de modéliser les phénomènes régissant la fiabilité de ces composants. Le premier chapitre effectue un état de l'art critique des bancs de tests et des résultats publiés par les laboratoires internationaux travaillant sur la fiabilité des MEMS RF. Le second chapitre détaille le banc de fiabilité développé dans le cadre de nos travaux. Nous présentons les différentes parties le constituant ainsi que les mesures des propriétés des MEMS RF qu'elles permettent d'effectuer en vue d'analyser leur fiabilité. Le troisième chapitre se focalise sur la méthodologie mise en place en vue d'étudier la fiabilité des micro-commutateurs capacitifs. Cette méthodologie est basée sur la détection et l'analyse des modes de défaillance d'une part et sur la modélisation du mécanisme de défaillance d'autre part. Nous proposons ainsi un modèle du chargement du diélectrique, principale cause de défaillance de ce type de composants, et introduisons un facteur de mérite de la fiabilité des MEMS RF permettant une évaluation comparative de leur durée de vie. Dans un quatrième chapitre, nous présentons les trois axes de recherche sur lesquels des études préliminaires ont été effectuées en vue d'améliorer la fiabilité des MEMS RF capacitifs : l'optimisation technologique, l'optimisation de la commande et l'optimisation de la topologie des micro-commutateurs

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Pruvost, Sébastien. "Etude de faisabilité de circuits pour systèmes de communication en bande millimétrique, en technologie BiCMOS SiGeC 0,13 µm." Lille 1, 2005. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2005/50376-2005-176.pdf.

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Abstract:

Durant ces dernières années, le développement des technologies Silicium a permis la montée en fréquence des composants actifs, notamment des transistors bipolaires à hétérojonction SiGe qui atteignent désormais des fréquences de coupures supérieures à 150GHz. Il nous a donc semblé intéressant d'évaluer les performances de ces technologies en gamme millimétrique, domaine réservé jusqu'à présent aux technologies III-V. Ainsi, l'objectif de ce travail de recherche a été d'évaluer les potentialités de la filière BiCMOS SiGeC 0,13 µm (BiCMOS9) ainsi que le transistor bipolaire à hétérojonction de la technologie de génération suivante pour des circuits utilisables pour les télécommunications à 40GHz. La première partie de nos travaux de recherche a consisté à élaborer les librairies des différentes structures de propagation utilisées pour la conception. Celles-ci ont été optimisées pour obtenir des pertes minimales en gamme millimétrique et limiter ainsi leurs influences au niveau des circuits conçus. Dans un deuxième temps, une étude des performances du transistor bipolaire ainsi qu'une validation des modèles associés en gamme d'ondes millimétriques (notamment HICUM) ont été réalisées. L'optimisation des pertes des structures de propagation ainsi que la validation des modèles du transistor nous a permis de développer une méthodologie de conception afin d'optimiser les performances des circuits. La réalisation de démonstrateurs constituant une chaîne de réception à 40GHz a démontré des performances intéressantes avec cette technologie tout en mettant l'accent sur les limitations. Finalement, les trois principaux éléments de cette chaîne de réception (amplificateur faible bruit, oscillateur et mélangeur) ont été assemblés pour réaliser un récepteur superhétérodyne à 40GHz. Les résultats obtenus avec ce récepteur ont permis de valider la démarche de conception utilisée tout en positionnant les performances à l'état de l'art en technologie Silicium.

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Belem, Goncalves Cybelle. "Caractérisation d’antenne et packaging électronique pour la bande de fréquence 200-325 GHz." Thesis, Lille 1, 2020. http://www.theses.fr/2020LIL1I001.

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Abstract:

L’augmentation exponentielle du trafic des données mobiles rend les réseaux plus denses ce que réduit la qualité des liaisons sans fil du côté utilisateur. Ainsi, des débits de données supérieurs à ceux attendus actuellement (1 Gb/s en moyenne) sont nécessaires. Cependant, augmenter le débit pour l’utilisateur implique d’augmenter considérablement le débit dans les liens fronthaul/backhaul (40 Gb/s) sans fil connectés au cœur de réseau. En raison de ses larges bandes passantes, la bande de fréquence 220-325 GHz, normalisée par le standard IEEE 802.15.3d, est devenue sujet de recherche qui a abouti à plusieurs démonstrations en laboratoire, car il est possible d’attendre un débit de 100 Gb/s avec une modulation simple à ces fréquences. Néanmoins, pour une application de masse, les performances des dispositifs devraient être améliorées et des solutions à faible coût doivent être envisagées. Dans le cadre de cette thèse, trois sujets liés à ce type de communication sans fil dans la bande de fréquence 220-325 GHz, ont été traités : la conception d’un banc de mesure d’antenne, la fabrication d’antennes par impression 3D et la mise en place d’une technologie de packaging pour l’électronique THz utilisant le micro-usinage à base d’impulsions laser ultra-courte
The exponential increase in mobile data traffic makes networks denser, which reduces the quality of wireless links for users. Thus, data rates higher than those currently expected (1 Gb/s) are required. However, increasing the throughput for users implies significantly increasing the throughput in the wireless backhaul/backhaul links (40 Gb/s). Due to its wide bandwidth, the 220-325 GHz frequency band, standardized by the IEEE 802.15.3d standard, became a research topic that resulted in several laboratory demonstrations, as it is possible to expect 100 Gb/s with simple modulation at these frequencies. Nevertheless, for a mass application, device performance should be improved and low cost solutions should be considered. As part of this thesis, three topics related to this type of wireless communication in the 220-325 GHz frequency band, were treated: the design of an antenna measurement setup, the manufacture of antennas by printing 3D and the implementation of a packaging technology for THz electronics using micro-machining based on ultra-short laser pulses

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Sagnard, Florence. "Etudes de Propagation et de Rayonnement pour le Développement des Futurs Systèmes de Communication." Habilitation à diriger des recherches, Université de Marne la Vallée, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00340853.

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Abstract:

Le développement croissant des systèmes de communication sans fil pour des applications médicales (imagerie), radar (surveillance, détection, localisation), radiomobiles (navigation, sur- veillance) et réseaux (WLAN,WPAN) nécessite l'introduction de nouvelles technologies. Depuis peu, un intérêt particulier s'est porté sur des applications courtes distances, très hauts débits (supérieurs à 100 Mbit/s), multi-utilisateurs et faible puissance (inférieure à 1 mW). Dans ce contexte, la technologie Ultra-Large Bande (ULB ou UWB) a récemment attiré l'attention de la communauté scientifique et des industriels. Alors que les technologies bande étroite sont fondées sur une étude dans le domaine fréquentiel, la technologie ULB se prête mieux à une étude dans le domaine temporel puisqu'elle utilise des signaux temporels très brefs, de spectre extrêmement large, de grande période de répétition et de faible puissance. Le développement de cette approche, considérée comme une évolution majeure des technologies traditionnelles bande étroite, induit des problématiques nouvelles au sein d'environnements intra-bâtiment. Ces problématiques nécessitent la réalisation préalable d'études approfondies de modélisation et de caractérisation du canal de propagation pour dimensionner les paramètres du système de transmission.
Dans le cadre de l'élaboration d'outils de prédiction déterministe de la propagation à l'in-
térieur de bâtiments, entrepris à l'ESYCOM (Marne-La-Vallée) en bande étroite et à l'IETR
(Rennes) en ultra-large bande, nous avons cherché à développer une documentation précise
associée aux comportements de deux éléments du canal de propagation, les matériaux et les
antennes ; l'implémentation de cette documentation dans les simulateurs de canal nécessitera
encore un peu de temps. Notre travail a consisté à développer deux modules particulièrement
originaux traitant, dans les domaines fréquentiel et temporel, de modélisations analytique et
numérique, ainsi que de la caractérisation des matériaux et des antennes à l'aide de bancs de
mesure spéciÞquement réalisés. La spéciÞcité des études conduites tient à la modélisation des
réponses de ces éléments dans le domaine temporel; notamment, nous avons montré que l'ex-
citation d'un matériau par une impulsion génère des échos successifs déformés et atténués dont
l'allure dépend de sa structure (porosité, dimension des grains,...) et des conditions initiales
(température, humidité, ...). Aussi, l'excitation d'une antenne de type résonante produit des
signaux, qui au premier ordre, ont l'allure de la dérivée du signal incident mais ayant subi une
distorsion qui dépend de l'angle d'observation. Ainsi, nous avons remarqué que la largeur de
l'impulsion d'excitation influe non seulement sur l'allure des impulsions rayonnées dans l'espace,
mais aussi sur la direction du maximum de rayonnement. Cette propriété remarquable permet
d'envisager la focalisation d'une antenne ULB dans une direction particulière en modifiant la
durée et la forme de l'impulsion d'excitation. En prévision de l'analyse des trajets multiples d'un canal de propagation ultra-large bande, nous avons abordé leur identiÞcation à l'aide d'al-
gorithmes Haute Résolution (HR) en considérant le canal généré par un matériau du bâtiment.
Les algorithmes, MUSIC modiÞé et Faisceau de matrices, sont fondés sur l'analyse spectrale
paramétrique des données et prennent en compte la dispersion fréquentielle. Ils ont permis de
reconstruire la réponse impulsionnelle de matériaux caractérisés en réflexion.
La modélisation d'une chaîne de transmission a été de plus abordée dans le cadre d'études de
faisabilité du projet "internet-pêche" qui vise à doter des ßotilles de pêche de longueur inférieure
à 25 mètres d'une connexion internet par liaison sans Þl aux fréquences MF-HF ([2 ; 30] MHz).
Une modélisation statistique de la surface de la mer, remuée par le vent, pour un profil de relief
sous-marin donné, a été proposée. Puis, nous avons implémenté le modèle de propagation du
terrain irrégulier afin de rendre compte de la présence d'ondes de sol se propageant sur une
surface de mer considérée comme rugueuse.

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Picol, Sylvie Patricia Marie-Yvonne. "Conception et réalisation de la partie numérique d'un simulateur matériel pour les canaux de propagation MIMO." Rennes, INSA, 2007. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00339423.

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Abstract:

Le besoin d'améliorer la capacité des réseaux sans-fil, pour la transmission de données et les applications multimédia des systèmes de communications numériques, a amené à s'intéresser aux techniques de communication MIMO (Multiple Input Multiple Output) pour augmenter le débit et la qualité des transmissions. Les systèmes MIMO se servent de réseaux d'antennes, à la fois à l'émission et à la réception d'une communication radio et ainsi exploitent la dimension spatiale pour la transmission de l'information. Les performances expérimentales d'un système de communication peuvent être évaluées en utilisant un simulateur matériel du canal de propagation. Cette thèse a pour objectif la conception et la réalisation de la partie numérique d'un simulateur matériel pour les canaux de propagation MIMO, pour les réseaux UMTS et WLAN. La simulation matérielle du canal radio assure la vitesse de traitement nécessaire. D'autres avantages de la simulation matérielle sont l'évaluation des performances en temps réel et la comparaison de divers systèmes de radiocommunication dans un canal de propagation variant dans le temps, dans les mêmes conditions de test. L'étude de faisabilité a permis d'établir deux approches, l'une pour les environnements indoor, l'autre pour les environnements outdoor. Les architectures numériques proposées ont été étudiées et implémentées dans un composant programmable FPGA. L'évaluation des performances et de la complexité montre l'intérêt de ces architectures. Ce travail a été réalisé dans le cadre du projet PRIR SIMPAA 2, avec le soutien de la Région Bretagne
The need to improve the capacity of wireless networks, for the data transmission and multimedia applications of the digital communication systems, has to focus on MIMO communication techniques to increase the data rate and the quality of services. MIMO systems use antenna arrays at both the transmit and the receive sides of a radio link and exploit the spatial dimension for the transmission. The performance of a communication system can be evaluated using a hardware simulator of radio propagation channels. This Ph. D. Deals with the design and the implementation of the digital block of a hardware simulator of MIMO propagation channels, for both UMTS and WLAN networks. The hardware simulation of radio channel provides the necessary processing speed. Other advantages of the hardware simulation are the real time performance evaluation and the comparison of different systems in a time varying radio propagation channel under the same test conditions. Two approaches have been considered, one for indoor environments, the other for outdoor environments. The proposed digital architectures were studied and implemented within FPGA. Performance and complexity evaluation shows the interest of these architectures. This work was carried out under the project SIMPAA 2, with the support of the "Région Bretagne"

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Kdouh, Hussein. "Application of wireless technologies to alarm and monitoring system on board ships." Rennes, INSA, 2012. http://www.theses.fr/2012ISAR0034.

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Abstract:

Cette thèse étudie la faisabilité des WSNs pour le système de surveillance à bord des navires. Plusieurs campagnes de mesures ont été effectuées à bord de deux ferries. Les premières sont en porteuse pure et visent à déterminer l'affaiblissement pour des environnements typiques à bord. Les deuxièmes consistent en une caractérisation double directionnelle du canal de propagation en utilisant un sondeur MIMO et visent à déterminer les principales directions de propagation des ondes électromagnétiques. Des réseaux de capteurs basés sur IEEE 802. 15. 4 ont été testés à bord des deux ferries. Les résultats des tests présentent une connectivité significative du réseau. Après, nous proposons une architecture et un protocole de communication pour un WSN à grande échelle. Les performances de l'architecture sont ensuite évaluées en utilisant un simulateur de réseau. Les résultats montrent des performances significatives en termes de PER, des délais de bout en bout et de l'évolutivité du réseau
This thesis investigates the feasibility of WSNs for monitoring system on board ships. Several measurement campaigns have been carried out on board two ferries. The first ones are continuous wave measurements and aim to determine the attenuation for typical environments on board. The second consists of a double directional characterization of the propagation channel using a MIMO channel sounder and aim to determine the main directions of propagation of electromagnetic waves. Sensor networks based on IEEE 802. 15. 4 have been tested on board two ferries. The test results show a significant network connectivity. Afterwards, we propose an architecture and a communication protocol for large-scale WSN. The performance of the architecture are then evaluated using a network simulator. The results show significant performance in terms of PER, end to end delay and network scalability

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Yahiaoui, Achref. "Etude de composants MEMS RF à Nanogaps pour les systèmes de communications sans fil reconfigurables." Limoges, 2014. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/976dd912-c811-4343-8b27-cf9102fb02e2/blobholder:0/2014LIMO4015.pdf.

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Abstract:

Au cours de ces dernières années, l'apparition de nouvelles normes de communication sans fil a introduit de nouveaux défis au niveau de la conception matérielle des émetteurs et des récepteurs. A l'échelle du composant, une faible consommation d'énergie, une grande linéarité et une large bande passante, sont parmi les exigences les plus importantes que chaque composant doit remplir afin de parvenir à des systèmes sans fil de hautes performances. A l'échelle du système, la tendance adoptée dans le domaine des télécommunications sans fil est la conception d'appareils multi-bandes, multi-modes, avec un nombre de fonctionnalités toujours plus important. Et ce, tout en évoluant vers des architectures toujours plus performantes, plus petites, plus légères et moins coûteuses. La technologie MEMS RF (Micro-Electro-Mechanical-System) permet la création de dispositifs et de circuits qui peuvent répondre aux exigences mentionnées ci-dessus. L'idée de base des MEMS RF est d'utiliser des structures mécaniques mobiles miniaturisées afin de concevoir des résonateurs de hautes performances, des capacités variables ou varactors, des inductances, et des commutateurs. Les champs d'application englobent les terminaux de téléphonie, les stations de base, les antennes à balayage électronique, les radars multi-usage, les instruments de test de haute précision et les charges utiles de satellites. Pour toutes ces applications, les commutateurs MEMS RF à actionnement électrostatique ont fait l'objet d'une attention particulière. Les commutateurs MEMS RF présentent des performances supérieures en termes de pertes, de linéarité, de consommation de puissance et de fréquence de coupure par rapport des homologues semi-conducteurs, comme les diodes PIN ou bien les interrupteurs FET (Field-Effect-Transistor). Cependant, ces dispositifs souffrent toutefois d'un certain nombre de problèmes liés à la tension d'actionnement qui reste élevée et doit être appliquée d'une façon permanente, aux mécanismes de défaillance notamment le fluage et à l'intégration, dans le cas des réseaux de commutation. C'est sur ces aspects que porte le travail de thèse présenté dans ce manuscrit, dans la perspective développer de tels composants et d'améliorer leurs performances
In recent years, the emergence of new standards for wireless communication has introduced new challenges in the physical design of transmitters and receivers. A low energy consumption, high linearity and bandwidth, are among the most important that each component must satisfy in order to achieve high performance wireless systems requirements. At the system level, the trend adoptedin the field of wireless devices is the multi-band design, multi-mode, with greater functionnality. And, while moving towards ever more efficient architectures, smaller, lighter and less expensive. RF MEMS (Micro-Electro-Mechanical System) technology allows the creation of devices and circuits that can meet these requirements mentioned above. The basic idea of MEMS RF is use mobile miniaturized structures to design high performance resonators, variable capacitorsor varactors, inductors, and switches. Fields of application include mobile terminals, base stations, antennas, electronic scanning, multi-purpose radar, testing instruments and high precision satellite payloads. For all these applications, the RF MEMS switches using electrostatic actuation have been given special attention. RF MEMS switches have superior performance in terms of loss, linearity, power consumption and cut-off frequency compared to semiconductors, such as PIN diodes or switches FET (Field-Effect-Transistor). However, these devices suffer from a number of problems associated with the actuation voltage which remains high and has to be applied in a permanent manner, besides, the failure mechanisms including creep and integration, in the case of switching networks. It is on these aspects that carries the thesis presented in this manuscript, in the perspective of developing such components and improve their performance

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Laaraiedh, Mohamed. "Contributions on hybrid localization techniques for heterogeneous wireless networks." Rennes 1, 2010. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00624436.

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Abstract:

Recent advancement in wireless networks and systems has seen the rise of localization techniques as a worthwhile and cost-effective basis for novel services. These location based services have been more and more beneficial and money-making for telecommunications operators and companies. Various LBSs can be offered to the user such as tracking, advertisement, security, and management. Wireless networks themselves may benefit from localization information to enhance the performances of the different network layers. Location based routing, synchronization, interference cancellation are some examples of fields where location information can be fruitful. Two main tasks a localization system must be able to do: measurement of location-dependent parameters (RSSI, TOA, and TDOA) and estimation of position using location estimation techniques. The main goal of this dissertation is the study of different location estimation techniques: algebraic and geometric. Studied algebraic techniques are least-squares, maximum likelihood, and semidefinite programming. The proposed geometric technique RGPA is based on interval analysis and geometric representation of location-dependent parameters. The focus is put on the fusion of different location-dependent parameters on the positioning accuracy. Estimation and measurement of location-dependent parameters are also investigated using a provided UWB measurements campaign in order to have a complete understanding of localization field
Les avancements récents dans les technologies sans fil ont vu l’émergence de techniques de localisation qui constitue une base utile et rentable pour offrir des nouveaux services. Ces services topo-dépendants ont été de plus en plus bénéfiques pour les opérateurs et les entreprises de télécommunications. Divers services topo-dépendants peuvent être offerts `a l’utilisateur tels que le suivi, la publicité, la sécurité, et la gestion. Les réseaux sans fil eux-mêmes peuvent bénéficier de l’information de localisation pour améliorer les performances de leurs différentes couches. Le routage, la synchronisation et l’annulation d’interférences sont quelques exemples o`u l’information de localisation peut être fructueuse. Un système de localisation doit être capable d’exécuter deux tâches principales : la mesure des paramètres topo-dépendants (RSSI, TOA, et TDOA) et l’estimation de la position en utilisant des estimateurs appropriés. L’objectif principal de cette thèse est l’étude de différentes techniques d’estimation de la position: algébriques et géométriques. Les techniques algébriques étudiées sont les moindres carrés, le maximum de vraisemblance, et la programmation semi-définie. La technique géométrique RGPA proposée est basée sur l’analyse par intervalles et la représentation géométrique des paramètres topo-dépendants. L’accent est mis sur la fusion de différents paramètres topo-dépendants et son influence sur la précision de positionnement. L’estimation et la mesure des paramètres topo-dépendants sont également étudiées en utilisant une campagne de mesures ULB afin d’avoir une compréhension complète du domaine de localisation

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Tesserault, Guillaume. "Modélisation multi-fréquences du canal de propagation." Poitiers, 2008. http://theses.edel.univ-poitiers.fr/theses/2008/Tesserault-Guillaume/2008-Tesserault-Guillaume-These.pdf.

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Abstract:

Ces dernières années ont été le témoin d’un fort développement des systèmes de communication sans fil. Dans ce contexte, de nombreux problèmes techniques et économiques sont apparus lors des phases de planification, de déploiement et d’optimisation des réseaux radio mobiles. Pour y remédier, les opérateurs utilisent des outils d’ingénierie dédiés qui permettent de résoudre certains problèmes tels que le calcul de couverture, le dimensionnement, la détermination des zones de Hand-Over, les interférences, l’affectation de fréquence, l’optimisation antennaire, la localisation du trafic, etc. Parmi les fonctionnalités indispensables à ces outils d’ingénierie radio mobiles figurent les modèles de prédiction de champ. Également appelés modèles de propagation d’ondes, ils sont implantés dans les outils d’ingénierie et permettent aux concepteurs de réseaux radio mobiles de déterminer les zones de couverture des stations émettrices et d’en déduire les zones d’interférences. Fournissant des informations indispensables à de nombreux outils employés en aval et exploitant les champs prédits, ils occupent une place privilégiée en ingénierie cellulaire. L’objectif de cette thèse est donc de traiter la problématique de la modélisation du canal de propagation en multi-fréquences. Une connaissance plus approfondie de l’effet de fréquence apporterait des réponses précieuses aux nombreuses préoccupations autour de l’UWB et des futurs systèmes MIMO. On s’est attaché à traiter le problème sous différentes formes de modélisation du canal de propagation : l’aspect large bande pour la modélisation des trajets multiples et bandes étroites pour la prévision du champ. Pour cela, deux campagnes de mesures sur des matériaux typiques du bâtiment ont été conçues et réalisées en configuration "in situ" et en chambre anéchoïque. A l’aide de ces mesures, une nouvelle représentation pour les paramètres diélectriques a été proposée et intégrée dans des outils d’ingénierie. Les résultats obtenus à l’aide ces outils ont été confrontées aux résultats d’une campagne de mesure UWB. Ils ont permis, ainsi, d’étendre le domaine de validité des modèles existants en limitant, ainsi, le recours à de nouvelles campagnes de mesure et ils ont aussi permis d’accroître la robustesse des modèles utilisés dans l’ingénierie
Many technical and economical problems have appeared during the planning, deployment and optimization of mobile radio networks. To remedy this, the operators use engineering tools. Among the prerequisites for these engineering tools, field prediction models are probably the most important one. Introduced in engineering tools, they enable wireless networks designers to determine coverage areas of transmitters and to deduct the interference areas. The aim of this thesis is to explore the multi-frequency modelization of the propagation channel. A better insight into the frequency effect would provide valuable answers to the many concerns about UWB and MIMO future systems. The problem was treated for the different representation of propagation channel : the multipath modeling for wide band models and the prediction of field for narrow band models. Two measurement campaigns on typical building materials was designed and carried out "in situ" and inside an anechoic chamber. With the help of these measurements, a new representation for the dielectric parameters was proposed and integrated into engineering tools. The obtained results using these tools were confronted with results of an UWB measurement campaign. They allowed the extension of the validity domain of existing models by limiting the use of new measurement campaigns, and also they helped to increase the robustness of the models used in engineering

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Zhadobov, Maxim. "Étude des effets des ondes millimétriques au niveau cellulaire : cas des membranes biologiques artificielles et de l’expression génétique." Rennes 1, 2006. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00121677.

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Abstract:

La bande de fréquences au voisinage de 60 GHz (bande 57-64 GHz) est en développement rapide pour les systèmes de communication sans fil à courte portée. Cependant, les rayonnements autour de 60 GHz sont absents du spectre naturel et les organismes vivants n’y ont encore jamais été exposés dans les conditions environnementales. Ce travail de thèse porte sur l’analyse des effets potentiels des rayonnements millimétriques de faible puissance au niveau cellulaire. Les études sont axées sur deux directions de recherche. Premièrement, nous avons considéré l’influence des ondes millimétriques à 60 GHz sur la structure et les propriétés biophysiques des modèles artificiels des membranes biologiques. Deuxièmement, nous avons étudié l’influence du rayonnement millimétrique autour de 60 GHz sur les modifications de l’expression génétique des protéines chaperones dans les cellules gliales du cerveau humain.

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Jamoos, Ali. "Contributions on receiver design and channel estimation for multi-carrier DS-CDMA mobile systems." Bordeaux 1, 2007. http://www.theses.fr/2007BOR13382.

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Abstract:

Ce mémoire traite du développement de récepteurs et de techniques d'estimation de canal pour les systèmes mobiles sans fil de type DS-CDMA multi-porteuse. Deux problèmes principaux doivent être pris en compte dans ce cas. Premièrement, l'Interférence d'Accès Multiple (IAM) causée par d'autres utilisateurs. Deuxièmement, les propriétés des canaux de propagation dans les systèmes radio mobiles. Ainsi, dans la première partie du manuscrit, nous proposons deux structures adaptatives (dites détection séparée et détection jointe) pour la mise en oeuvre de récepteurs minimisant l'erreur quadratique moyenne (MMSE), fondés sur un Algorithme de Projection Affine (APA). Ces récepteurs permettent de supprimer les IAM, notamment lorsque le canal d'évanouissement est invariant dans le temps. Cependant, comme ces récepteurs nécessitent les séquences d'apprentissage de chaque utilisateur actif, nous développons ensuite deux récepteurs adaptatifs dits aveugles, fondés sur un algorithme de type projection affine. Dans ce cas, seule la séquence d'étalement de l'utilisateur désiré est nécessaire. Quand les séquences d'étalement de tous les utilisateurs sont disponibles, un récepteur reposant sur le décorrélateur est aussi proposé et permet d'éliminer les IAM, sans qu'une période pour l'adaptation soit nécessaire. Dans la seconde partie, comme la mise en oeuvre de récepteurs exige l'estimation du canal, nous proposons plusieurs algorithmes pour l'estimation des canaux d'évanouissement de Rayleigh, variables dans le temps et produits dans les systèmes multi-porteuses. A cette fin, les canaux sont approximés par des processus autorégressifs (AR) d'ordre supérieur à deux. Le premier algorithme repose sur deux filtres de Kalman interactifs pour l'estimation conjointe du canal et de ses paramètres AR. Puis, pour nous affranchir des hypothèses de Gaussianité nécessaires à la mise en oeuvre d'un filtre optimal de Kalman, nous étudions la pertinence d'une structure fondée sur deux filtres H_inf interactifs. Enfin, l'estimation de canal peut être vue telle un problème d'estimation fondée sur un modèle à erreur-sur-les-variables (EIV). Les paramètres AR du canal et les variances de processus générateur et du bruit d'observation dans la représentation de l'espace d'état du système sont dans ce cas estimés conjointement à partir du noyau des matrices d'autocorrélation appropriées
This dissertation deals with the development of receivers and channel estimation techniques for multi-carrier DS-CDMA mobile wireless systems. Two major problems should be taken into account in that case. Firstly, the Multiple Access Interference (MAI) caused by other users. Secondly, the multi-path fading of mobile wireless channels. In the first part of the dissertation, we propose two adaptive structures (called separate and joint detection) to design Minimum Mean Square Error (MMSE) receivers, based on the Affine Projection Algorithm (APA). These receivers are able to suppress the MAI, particularly when the fading channel is time-invariant. However, as they require a training sequence for every active user, we then propose two blind adaptive multiuser receiver structures based on a blind APA-like multiuser detector. In that case, only the knowledge of the spreading code of the desired user is required. When the spreading codes of all users are available, a decorrelating detector based receiver is proposed and is able to completely eliminate the MAI without any training. In the second part, as receiver design usually requires the estimation of the channel, we propose several training-based algorithms for the estimation of time-varying Rayleigh fading channels in multi-carrier systems. For this purpose, the fading channels are approximated by autoregressive (AR) processes whose order is higher than two. The first algorithm makes it possible to jointly estimate the channel and its AR parameters based on two-cross-coupled Kalman filters. Nevertheless, this filtering is based on restrictive Gaussian assumptions. To relax them, we investigate the relevance of a structure based on two-cross-coupled H_inf filters. This method consists in minimizing the influence of the disturbances such as the additive noise on the estimation error. Finally, we propose to view the channel estimation as an Errors-In-Variables (EIV) issue. In that case, the channel AR parameters and the variances of both the driving process and the measurement noise in the state-space representation of the system are estimated from the null space of suitable correlation matrices

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Collin, Alice. "Dosimétrie de systèmes d’exposition pour l’étude in vivo ou in vitro des interactions des ondes électromagnétiques décimétriques et centimétriques avec le vivant." Limoges, 2007. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/890646d5-f422-481e-8c9c-433bab0904ca/blobholder:0/2007LIMO4008.pdf.

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Abstract:

Le développement des nouvelles technologies sans fil n'a fait que renforcer les interrogations face aux éventuels effets délétères des ondes RF. Ainsi, ce travail contribue à l'étude de l'interaction des ondes RF avec le vivant. L'analyse du couplage entre l'onde électromagnétique et l'animal ou les échantillons biologiques, permet d'évaluer le DAS (W/kg) dans les milieux diélectriques. Ces résultats ont contribué au développement et à la caractérisation de systèmes d'exposition in vitro et in vivo, pouvant être utilisés sur une large bande de fréquence, typiquement de 500 MHz à 10 GHz. Les systèmes étudiés sont basés sur une exposition type champ lointain en chambre anéchoïque, à l'aide d'une antenne cornet, et d'un système biologique : un incubateur pour les études in vitro, et une cage pour les études in vivo. Une analyse plus précise à deux fréquences en particulier, 1800 MHz et 2,45 GHz, a montré la très forte dépendance de la dosimétrie en fonction de la fréquence
The development of the new wireless technologies has strengthened the issue of possible effects of the microwave. So, this work contributes to the study of interactions between microwave and living cells. The analysis of the coupling between the electromagnetic fields and the animal or biological samples, allows to estimate SAR (W/kg) distribution in the biological medium. These results contribute to the development and the characterisation of in vivo and in vitro exposure setups, used on a large frequency band, typically from 500 MHz to 10 GHz. The systems studied are based on far field exposure in anechoïc chambers, with a horn antenna, and a biological setup: an incubator for the in vitro studies, and a box for in vivo studies. A more accurate analysis for two frequencies, 1800 MHz and 2,45 GHz, has shown the very strong influence of the frequency on dosimetric analysis

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Benarrouch, Robin. "Wireless hub for the human intranet." Thesis, Lille, 2021. http://www.theses.fr/2021LILUI004.

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Abstract:

Ce travail de doctorat a été mené dans le cadre du concept Human Intranet (HI), qui propose une infrastructure déployée sur le corps humain, permettant à différents types de nœuds de communiquer. La réalisation d'une telle plate-forme est complexe, notamment en termes de transmission du signal (ondes atténuées par le corps humain), de mouvements corporels, de débit maximum suffisant, d'architecture réseau fiable et de mécanisme de communication flexible, maximisant l'efficacité globale. Pour atteindre ces objectifs, une combinaison d'un mode de communication sans fil, compatible avec le corps humain et une stratégie de mise en réseau dédiée sont nécessaires. Ce manuscrit de thèse, propose d’utiliser une technique de communication utilisant le corps humain comme moyen de propagation. Le choix a mené à une caractérisation détaillée du canal, confirmée par les résultats expérimentaux. Il s’en est suivi une analyse de l'architecture du réseau, menant à une topologie hybride, en étoiles maillées. Finalement une synchronisation, basée sur les pulsations cardiaques et un protocole MAC, ont été proposés, bénéficiant du déploiement du réseau sur le corps.Plusieurs options de communication ont été étudiées et leur efficacité, dans le cadre de Human Intranet, analysée. Nous avons étudié certaines communications RF, ainsi que celles couplées au corps humain (BCC). Parmi les mécanismes de propagation BCC possibles, le couplage capacitif (C-BCC) était l'option la plus prometteuse, compte tenu des exigences de Human Intranet. Utiliser le corps humain comme moyen de communication offre de nombreuses caractéristiques intéressantes : sécurité, sûreté et efficacité énergétique. Cependant, le mécanisme de propagation et l'atténuation attendue n'étaient pas établis. Une caractérisation du canal a été menée, avec une étude théorique, des simulations électromagnétiques et des mesures sur le corps. Finalement, un prototype, alimenté sur batterie, a été mis en œuvre, confirmant les résultats de la caractérisation. Enfin, une fréquence de fonctionnement de 450 MHz a été choisie, pour son mécanisme dominant de propagation des ondes de surface, offrant un compromis entre l'atténuation, la sensibilité de l'environnement et la largeur de bande.Une architecture de réseau hybride en étoiles maillées, sur deux niveaux, a été proposée. Les types de nœuds composant le réseau, feuilles (couche inférieure) ou hubs (nœuds principaux), sont basés sur leurs capacités de calcul, leur statut dans le réseau, l'accès à l'énergie et la quantité de données générées. Alors que les hubs sont connectés de façon maillée (ou partiellement maillée), assurant robustesse et fiabilité, les feuilles sont liées à un hub unique, en tant que topologie locale en étoiles, ce qui réduit la complexité et améliore leur consommation d'énergie. Un schéma de communication « à perforation », permettant aux nœuds à faible trafic d'interrompre les échanges principaux de données en cours au sein du réseau proposé, a été envisagé.Un protocole MAC, associant un schéma de synchronisation basé sur le rythme cardiaque, avec le mécanisme de perforation, a été imaginé et permet la synchronisation des nœuds, en détectant le signal biologique, pour établir une structure à base de superframe. Son principe a été détaillé et son architecture matérielle, au niveau du système, a été présentée. Des modèles mathématiques, basés sur des équations ont été établis, y compris les éléments constitutifs des non-idéalités. Des simulations, au niveau du système, ont été effectuées et les résultats ont été comparés à une architecture radio-cyclique commune, selon trois paramètres majeurs : la latence, la disponibilité des canaux et la consommation d'énergie du système. Une amélioration de la consommation d'énergie jusqu'à 47% et un contrôle strict de la latence, ont été démontrés, sans frais sur la disponibilité des canaux
This Ph.D. research work has bee conducted within the framework of the Human Intranet (HI) concept, which creates a human-dedicated infrastructure allowing a wide span of IoT nodes and wearable peripherals to communicate. The realization of such a platform is challenging in terms of signal transmission due to body shadowing and body dynamics, achievable communication throughput for demanding applications, network architecture for reliability, and a flexible communication scheme maximizing the global efficiency. To fulfill these objectives, a combination of a human-compatible wireless communication modality with an associated networking strategy is required. This thesis manuscript proposes a Body-Coupled Communication scheme. The choice is motivated by a detailed channel characterization confirmed by experimental results. It is followed by a network architecture analysis leading to a custom mesh-of-star hybrid topology. Ultimately, a heartbeat-based synchronization and MAC protocol have been proposed, benefiting from the on-body network deployment.Multiple communication options have been studied and their efficiency toward the HI project analyzed. We covered some RF possibilities as well as Body Couple Communication (BCC). Following the State-of-the-Art analysis, among all possible BCC propagation mechanisms, Capacitive coupling (C-BCC) was the most promising option given the HI requirements, the compatibility with existing solutions, and the room for improvement. Using the human body as a communication medium offers numerous interesting characteristics: security, safety, and energy efficiency. However, the propagation mechanism and the expected attenuation were unclear. A channel characterization has been conducted from theory through FEM simulations to on-body and on-phantom measurements. Ultimately a battery-powered prototype (with off-the-shelve components) has been implemented, confirming the initial characterization results. Finally, a frequency of operation of 450 MHz, was chosen for its dominant surface-wave propagation mechanism, offering a trade-off between attenuation, environment sensitivity, and bandwidth. Additionally, lower attenuation per unit of distance than other existing RF solutions has been demonstrated to the cost of higher insertion losses.A two-layer mesh-of-stars hybrid network architecture has been proposed. The types of nodes composing the network, leaves (lower layer) or hubs (main nodes), are based on their computing capabilities, status in the network, access to energy, and the amount of data generated. While the hubs are connected in a mesh (or partial mesh) ensuring robustness and reliability, the leaves are linked to a unique hub as a local star topology, lowering the complexity and improving their power consumption. A puncturing communication scheme, allowing low traffic nodes to interrupt the main on-going data exchange within the proposed network has been envisioned. This approach combines the non-applicable existing communication standards' concepts with the characterized single-channel and Body Coupled Communication mechanism.A MAC layer, pairing a heartbeat-based synchronization scheme with the puncturing mechanism has been imagined. It enables the node synchronization by sensing the bio-signal of interest to define a superframe-based structure. Its principle has been detailed and its system-level hardware architecture introduced. Equation-based mathematical models have been established, including the building blocks non-idealities. System-level simulations have been performed, and the results compared with a common duty-cycled radio architecture according to three major metrics: latency, channel availability, and system power consumption. Improvement in power consumption up to 47% and tight latency control have been demonstrated at no cost on the channel availability

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El, Arja Hajar. "Sondeur de canal de propagation multi-capteur appliqué à la mesure de canal de propagation pour l'Ultra Large Bande (6GHz - 8. 5 GHz) à l'intérieur des bâtiments." Paris, Télécom ParisTech, 2010. https://pastel.hal.science/pastel-00575964.

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Abstract:

Ce manuscrit présente la conception d'un sondeur de canal de propagation en intérieur de bâtiment en contexte Ultra Large Bande ULB. Le sondeur est basé sur une architecture parallèle en réception composée de circuits cinq ports et d'un réseau d'antennes imprimées LTSA (Linear Tapered Slot Antenna). Le sondeur a été réalisé et testé dans la bande de fréquence ULB (6 to 8. 5 GHz) alloué par l’ETSI. Les mesures réalisées ont permis d'étudier les directions d'arrivée (DOA) ainsi que le temps d'arrivée des ondes correspondantes aux multi trajets à l’intérieur d’un bâtiment. L'association de la technique cinq-port et de la méthode d’estimation MUSIC (Multiple Signal Classification) permet d'avoir un sondeur à faible coût de réalisation et à haute précision d’estimation. Plusieurs scénarios de propagation sont traités dans le manuscrit que se soit en condition de visibilité (LOS) ou de non visibilité (NLOS)
This PhD thesis presents the design of a channel sounder for the propagation of UWB signals in indoor environment. The sounder is based on a parallel architecture in reception composed of five ports circuit and an array of printed antennas LTSA (Linear Tapered Slot Antenna). The sounder has been realized and tested in the UWB frequency band (6 to 8. 5 GHz) allocated by ETSI. The measurements were used to examine the directions of arrival (DOA) and time of arrival of waves corresponding to multipath inside of a building. The combination of the five-port technique and the method of estimation MUSIC (Multiple Signal Classification) allows a sounder low production cost and high accuracy of estimation. Several propagation scenarios are discussed in the PhD thesis that will be provided in Line Of Sight (LOS) or No Line Of Sight (NLOS)

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Fahs, Walid. "Simulation des conditions de trafic intracellulaire d'un réseau sans fil en milieu industriel par un modèle de propagation composite." Phd thesis, Université Blaise Pascal - Clermont-Ferrand II, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00731049.

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Abstract:

Ce travail a pour contexte des applications industrielles pour lesquelles des mobiles communiquent pour coopérer via un réseau local sans fil. La première étape a consisté à trouver le modèle de propagation le mieux adapté à une application industrielle générique que nous avons choisie. La deuxième étape a eu pour but de minimiser le temps nécessaire pour que l'ensemble des mobiles sous une même cellule d'un réseau 802.11b, puisse échanger les informations partagées dans le cadre de leur(s) coopération(s). La sélection d'un modèle de propagation pertinent pour le site industriel choisi est basée sur une campagne de mesures. L'ajustement des paramètres des différents modèles exixtants a permis de retenir celui préconisé par l'ITU sous la référence Pr-1238 pour remplacer les modèles de base, non pertinents, proposés par l'outil de simulation NS2. L'optimisation de la longueur du cycle des échanges entre mobiles a été réalisée selon deux axes : premièrement en agissant sur les façons de diffuser des informations à un groupe de mobiles sans être tributaire de l'envoi des beacons par le point d'accès, deuxièmement en modifiant l'aspect exponentiel binaire de l'algorithme de Backoff pour réduire le temps d'accès au médium radio. Des simulations faites à partir de l'outil NS2 ont permis de montrer qu'une diffusion par classe (broadcast) réalisée par une émulation de la méthode PCF (couplée à un mécanisme de cache dans le point d'accès) donnait de meilleurs résultats que la méthode Multiple-Unicast quand le nombre de mobiles augmente. Dans le contexte de cette étude, la modification de l'évolution de la fenêtre de tirage au sort du Backoff apporte une amélioration du temps de transit des informations par rapport au BEB de la norme 802.11.

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Mezzour, Saad. "Étude et réalisation d'une transmission opto-millimétrique à 38 GHz utilisant les non-linéarités de lasers." Lille 1, 1997. http://www.theses.fr/1997LIL10213.

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Abstract:

L'augmentation sans cesse croissante des debits d'information dans les telecommunications implique des etudes sur les systemes de transmission par fibre optique en gamme millimetrique. Dans le cas d'une transmission courte distance, une technique consiste a coupler le reseau fibre optique a une transmission hertzienne en gamme millimetrique. Ce travail s'inscrit dans le cadre d'une etude soutenue par france telecom : etude sur les antennes actives pour les communications avec les mobiles et les communications de proximite. Dans un premier temps, nous avons passe en revue les differentes techniques de generation optique d'un signal millimetrique, puis nous avons presente les methodes de detection d'un signal opto-millimetrique. Ceci nous a conduit a choisir une architecture de transmission fondee sur les non-linearites inherentes au laser sous modulation de fort niveau. Nous avons ensuite modelise le laser semiconducteur sous la forme d'un schema electrique equivalent, a l'aide du logiciel de simulation commercialise par compact software. Deux structures lasers fabriquees a thomson lcr ont ete modelisees puis caracterisees dans le but de realiser une premiere transmission opto-hyperfrequence a 10 ghz et une seconde a 38 ghz. Afin de valider cette methode de transmission, un premier demonstrateur fonctionnant a 10 ghz a ete realise en utilisant un laser module en regime non-lineaire a la frequence 2 ghz, pour transmettre l'information sur le cinquieme harmonique. L'avantage de cette methode de transmission reside non seulement dans la possibilite de transmettre un signal a une frequence superieure a la frequence de coupure du laser, mais aussi le moyen d'utiliser le quatrieme harmonique comme oscillateur local pour la voie retour.

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Bocquet, Michael. "Contribution à la mise en place d'une plateforme de communication et de localisation en technologie ultra large bande en gamme millimétrique." Lille 1, 2007. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2007/50376-2007-Bocquet.pdf.

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Abstract:

Dans le contexte émergent des objets communicants les besoins en débits, en portée et en autonomie incitent à exploiter de manière optimale toutes les ressources disponibles. Les ressources temporelles et fréquentielles ont été largement utilisées via les différents types de modulations ou d'accès multiples. La ressource spatiale est essentiellement exploitée à travers les antennes à balayage et plus récemment via les techniques MIMO. En réalité cette ressource peut s'avérer extrêmement utile pour augmenter considérablement la portée sans augmenter le coût de communication. En servant de donnée d'entrée (input) aux algorithmes de routage, l'information de localisation permet de faire communiquer, à moindre coût, deux objets lointains ou en situation de non visibilité, moyennant la technique de la communication par multi saut. Pour démontrer cette possibilité, nous avons mis au point un procédé de localisation endogène opérant en milieu confiné. Fondée sur une approche interférométrique ULB transposée en gamme millimétrique, ce procédé permet la localisation simultanée de plusieurs objets avec une précision centimétrique. L'information de TDOA à la base du procédé est déterminée dès lors que le canal est «débarrassé» de l'impact des trajets multiples. Cette façon d'opérer a d'ailleurs permis de mettre au point une méthode de sondage originale capable de détecter les signaux, issus des trajets multiples, de très faible amplitudes. Afin de s'intégrer au sein de la plateforme de communication et de localisation décidée dans le cadre du projet OMC de l'IRCICA, le système développé, a été dimensionné pour assurer une parfaite comptabilité en puissance et en fréquence.

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Juery, Lucie. "Communication térahertz sans fil à haut débit avec un transistor à haute mobilité électronique comme détecteur." Thesis, Montpellier 2, 2014. http://www.theses.fr/2014MON20115/document.

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Abstract:

Un des objectifs majeurs des systèmes de communication est de pouvoir transmettre des données aux plus hauts débits possibles. La demande croissante des utilisateurs pour la communication sans fil à haut débit excède déjà les possibilités des réseaux actuels. Afin de répondre à cette problématique, nous présentons des systèmes de communication basés sur des fréquences porteuses térahertz (THz), fréquences suffisamment élevées pour supporter des débits supérieurs à la centaine de gigahertz. En particulier, nous nous intéressons au développement et à l'intégration d'un détecteur haut débit destiné à la communication THz sans fil. Nous utilisons comme détecteur un transistor GaAs à haute mobilité électronique (HEMT). Contrairement aux détecteurs existants tels que les diodes Schottky, le transistor étudié offre des avantages en ce qui concerne le coût, la compacité et les performances. En particulier, l'impédance de sortie est mieux adaptée aux circuits intégrés hauts débits d'impédance d'entrée de 50 Ohm. Nous présentons une caractérisation de ce détecteur en sensibilité et en bande passante de modulation, démontrant pour la première fois sa capacité à être utilisé pour des communications à haut débit. L'intégration du transistor, indispensable à la réalisation de communications réelles, est détaillée. Une communication THz sans fil est démontrée à des fréquences de 0,200 THz et 0,309 THz. Pour la première fois, une transmission de données sans erreur a été démontrée jusqu'à un débit de 8,2 Gbps avec un transistor GaAs HEMT à une fréquence porteuse de 0,309 THz. Enfin, nous présentons de nouveaux transistors avec antenne intégrée permettant des communications à plus haut débit et de plus grande portée, grâce à une meilleure sensibilité
One of the major objectives of communication systems is the ability to transmit data at the highest possible rates. The ever-growing user demand for wireless communication already exceeds capacities of present networks.In order to solve this problem, we introduce communication systems based on terahertz (THz) high-frequency carriers, whose frequencies are high enough to support data-rates higher than a hundred of gigahertz. In particular, we are interested in the development and the integration of a high data-rate detector intended for THz wireless communication.We use a GaAs High-electron-mobility transistor (HEMT) as detector. Unlike existing detectors such as Schottky diodes, the transistor studied in this thesis offers advantages in terms of cost, compactness and performances. In particular, the output impedance is more suitable for high data-rate integrated circuits whose input impedance is 50 Ohm. We present the characterization of the detector in terms of sensitivity and modulation bandwidth, demonstrating for the first time its ability to be used for high data-rate communications. The transistor's integration, essential for real communications, is detailed.A wireless THz communication is demonstrated around 0.200 THz and 0.309 THz. For the first time, an error-free transmission at data-rates up to 8.2 Gbps is demonstrated, using a GaAs plasma wave HEMT and a 0.309 THz carrier frequency. Finally, we present new transistors with integrated antenna, allowing communications at higher data-rates and with a longer range, thanks to a better sensitivity

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Orlic, Yovan. "Dispositifs flexibles de communication à 60 GHz reconfigurables mécaniquement." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2014. http://www.theses.fr/2014ECLI0002/document.

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Abstract:

Il y a à l’heure actuelle un grand besoin d’antennes reconfigurables dans la bande des 60 GHz pour des applications de télédétection et de télécommunication sans fil. Les solutions traditionnelles de reconfiguration sont basées sur des semi-conducteurs ou des composants RF-MEMS conventionnels dont le coût, la complexité et les pertes croissent avec la fréquence.Dans cette thèse une approche originale a été développée : elle est basée sur la reconfiguration mécanique d’antennes et de dispositifs sur substrat élastomère souple PDMS et l’utilisation d’actionneurs MEMS grand déplacement.L’histoire et le contexte de la télécommunication sont abordés pour faire comprendre l’intérêt récent pour la communication à 60 GHz ainsi que la nécessité de la reconfiguration et l’avantage de la reconfiguration mécanique à cette fréquence. Le PDMS, polymère ultra-souple de choix est ensuite étudié en détail. Il est caractérisé mécaniquement et diélectriquement. Sont ensuite présenté les applications développées par cette approche : des antennes accordables en fréquence ainsi que des dispositifs permettant un balayage de l’espace. Différents mode d’actionnement (pneumatique, magnétique, interaction électro-fluidique) sont explorés
There is an increasing need for tunable antennas in the 60 GHz band for remote sensing application and wireless communication. Traditional tuning solutions are based on semiconductor or conventional RF-MEMS but these component face cost, complexity and losses issues at millimeter waves. In this thesis, an original approach was developed: it is based on the mechanical reconfiguration of millimeter wave microstrip antennas and devices printed on ultrasoft elastomeric PDMS substrate, thanks to large displacement MEMS actuators.First, a quick history and context on the telecommunication explain the recent interest toward the 60 GHz band for telecommunication and the need for tenability and advantage of mechanical tenability at this frequencies. The ultrasoft polymeric PDMS is then studied. It is caracterised both mechanically and dielectrially. Then the different applications developed during this thesis are presented: frequency tunable antenna and beam steering systems. Different actuation solution (pneumatic, magnetic, electro-fluidic interaction) are explored

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Beydoun, Ali. "Systèmes de numérisation hautes performances à base de modulateurs sigma delta passe-bande." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00292340.

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Abstract:

Les systèmes de communications numériques mobiles tendent à intégrer de plus en plus d'applications (GSM, radio, TV, GPS, etc.) tout en fonctionnant sur plusieurs normes. Cette évolution implique une reconfigurabilité en ligne des récepteurs à l'aide d'une programmation logicielle justifiant le terme de radio-logicielle. Par ailleurs, les normes de communication actuelles exigent des débits élevés. Les bandes de fréquence nécessaires sont donc étendues (jusqu'à plusieurs centaines de mégahertz). Ainsi, les systèmes de réception doivent être à très large bande. La reconfigurabilité logicielle implique la numérisation des signaux au plus près de l'antenne, les hauts débits imposent une large bande passante. Une solution pour répondre à ces exigences est l'utilisation de convertisseurs analogique-numérique à base de modulateurs sigma-delta en parallèle. Parmi les architectures possibles, on compte : l'architecture à entrelacement temporel, l'architecture à base de modulation de Hadamard et l'architecture à décomposition fréquentielle. Ces architectures sont susceptibles de traiter toute la bande de fréquences possible. Cependant, pour une norme donnée, le bon fonctionnement du récepteur ne nécessite pas la conversion de la bande totale à la résolution maximale. La largeur de bande pourra être adaptée au signal à convertir. Au cours de ce travail de thèse, nous avons proposé une nouvelle architecture de numérisation large bande constituée de modulateurs sigma-delta en parallèle, fonctionnant sur le principe de la décomposition fréquentielle FBD (Frequency Band Decomposition). Les modulateurs sont de type passe-bande à temps continu afin de permettre le fonctionnement à des fréquences élevées. Pour la partie numérique, nous avons développé un système de reconstruction du signal numérique adapté à la sortie des différents modulateurs. L'incertitude due aux dispersions technologiques dans la réalisation de circuits analogiques est l'une des causes de la dégradation de la précision des modulateurs sigma-delta à temps continu. Afin d'adapter l'architecture aux imperfections de la partie analogique, nous proposons une modification de cette architecture en ajoutant deux modulateurs supplémentaires (EFBD Extended Frequency Band Decomposition). Grâce à cette architecture à bande étendue, combinée à des algorithmes de calibration, nous corrigeons les erreurs sur le module et la phase introduites par les dispersions analogiques. Finalement, nous avons implanté le traitement numérique dans une technologie CMOS 0.12 µm afin d'évaluer la surface nécessaire pour le traitement numérique. Cette étude théorique a permis de proposer des solutions nouvelles de conversion large bande et de les valider en vue d'une implémentation future sous forme intégrée.

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Malicorne, Marie. "Analyse des performances de systèmes de navigation par satellites pour les applications en environnement urbain." École nationale supérieure de l'aéronautique et de l'espace (Toulouse ; 1972-2007), 2001. http://www.theses.fr/2001ESAE0014.

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Abstract:

Au cours de ces dernières années les applications des systèmes de navigation par satellites se sont beaucoup diversifiées, et le système Galileo doit tenir compte de ce grand nombre d'applications. Parmi toutes ces applications, la navigation en milieu urbain semble être l'une des plus importante. L'environnement urbain est caractérisé par d'importants angles de masquage et la présence d'un grand nombre d'obstacles qui produisent des trajets multiples. Un modèle de la propagation des ondes dans l'environnement considéré est donc nécessaire. Une méthode déterministe, basée sur l'optique géométrique, a été choisie. Afin de calibrer les simulations réalisées avec cet outil, des mesures sur la visibilité du système GPS dans différents environnements ont été réalisées et comparées avec les résultats obtenus avec notre outil de simulation. Les conditions contraignantes du milieu urbain ne rendent pas toujours possible le calcul de la position de l'usager avec le degré de précision désiré. Il est donc nécessaire de considérer des méthodes qui permettront d'améliorer les performances du système.

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Belhadj, Bilel. "Systèmes neuromorphiques temps réel : contribution a l'intégration de réseaux de neurones biologiquement réalistes avec fonctions de plasticité." Phd thesis, Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00561828.

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Abstract:

Cette thèse s'intègre dans le cadre du projet Européen FACETS. Pour ce projet, des systèmes matériels mixtes analogique-numérique effectuant des simulations en temps réel des réseaux de neurones doivent être développés. Le but est d'aider à la compréhension des phénomènes d'apprentissage dans le néocortex. Des circuits intégrés spécifiques analogiques ont préalablement été conçus par l'équipe pour simuler le comportement de plusieurs types de neurones selon le formalisme de Hodgkin-Huxley. La contribution de cette thèse consiste à la conception et la réalisation des circuits numériques permettant de gérer la connectivité entre les cellules au sein du réseau de neurones, suivant les règles de plasticité configurées par l'utilisateur. L'implantation de ces règles est réalisée sur des circuits numériques programmables (FPGA) et est optimisée pour assurer un fonctionnement temps réel pour des réseaux de grande taille. Des nouvelles méthodes de calculs et de communication ont été développées pour satisfaire les contraintes temporelles et spatiales imposées par le degré de réalisme souhaité. Entre autres, un protocole de communication basé sur la technique anneau à jeton a été conçu pour assurer le dialogue entre plusieurs FPGAs situés dans un système multicarte tout en garantissant l'aspect temps-réel des simulations. Les systèmes ainsi développés seront exploités par les laboratoires partenaires, neurobiologistes ou informaticiens.

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Nicolas, Nicolaz Christophe. "Contribution à l'étude du stress cellulaire potentiellement induit par les ondes millimétriques." Phd thesis, Université Rennes 1, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00450309.

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Abstract:

Pour faire face à la saturation du spectre électromagnétique en matière de communications sans fil, les groupes industriels dominant le marché développent de nouveaux appareils de télécommunications sans fil, qui offriront un débit très élevé combiné à une meilleure confidentialité. Ces systèmes fonctionneront dans des bandes de fréquences autour de 60 GHz, naturellement absentes du spectre électromagnétique environnemental, ce qui suscite des interrogations légitimes quant à leur innocuité. Ce travail de thèse porte sur l'analyse des effets potentiels des rayonnements millimétriques sur la physiologie de la cellule. Nous avons tout d'abord étudié les effets des ondes millimétriques par le biais d'études in vitro, en utilisant différents modèles de cultures de cellules humaines, exposés à différents temps et à différentes fréquences, notamment celles correspondantes à des résonances de groupement moléculaires, comprises entre 57 et 64 GHz. Nous avons étudié l'impact potentiel de ces ondes sur un organite cellulaire, le réticulum endoplasmique, connu pour être sensible à son environnement et impliqué dans de nombreuses pathologies. Nous avons ensuite étudié les effets de la variation de puissance sur des processus physiologiques concernant le réticulum endoplasmique mais aussi sur la synthèse de protéines spécifiques liées à la réponse inflammatoire. Enfin, par la technique de puces à ADN, nous avons réalisé une approche transcriptomique à haut débit, portant sur l'ensemble du génome, afin de déterminer l'existence de gènes cibles sensibles à des expositions aux ondes millimétriques. Plusieurs gènes candidats ont été sélectionnés et serviront de biomarqueurs.

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Castanet, Laurent. "Techniques adaptatives de lutte contre les affaiblissements de propagation pour les systèmes de télécommunications par satellite en EHF." Toulouse, ENSAE, 2001. http://www.theses.fr/2001ESAE0019.

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Abstract:

L'objectif de ce travail de recherche est d'analyser l'intérêt de concevoir et d'introduire des techniques de compensation des affaiblissements de propagation pour améliorer les performances des systèmes de télécommunications par satellite fonctionnant aux fréquences supérieures à 20 GHz et fournir une disponibilité de service suffisante du point de vue de l'utilisateur. Pour atteindre cet objectif, une nouvelle méthodologie est développée afin d'optimiser la conception de ces techniques de compensation en prenant en compte la dynamique du canal de propagation grâce à l'introduction de séries temporelles de propagation. Dans un premier temps, un recensement des caractéristiques du canal de propagation dans les bandes de fréquence Ka et V est réalisé. En particulier, les propriétés statistiques de la dynamique du canal dans ces bandes de fréquences sont décrites : vitesses de variation, durée des affaiblissements et similitude en fréquence. Ensuite, un état de l'art des techniques de compensation des affaiblissements adaptées aux systèmes de télécommunication par satellite est réalisé : d'une part par un recensement des méthodes envisageables et d'autre part par l'étude de l'implémentation de ces techniques au niveau de terminaux utilisateurs. L'influence sur les couches réseau est étudiée, de même que sur les différents types de service. La mise en place de ces techniques est alors étudiée via la conception et la mise au point d'une boucle de contrôle qui doit assurer trois fonctions différentes : la détection de l'état du canal, la prédiction temps réel de l'évolution de son état au cours du temps et la décision de lancer ou non une technique de compensation. L'architecture d'une boucle de contrôle de FMT incluant une méthode de compensation de la scintillation est proposée, résultat d'un processus d'optimisation des différents paramètres internes de la boucle. Enfin, l'influence du canal de propagation en bande Ka est étudiée sur l'interface-air du concept de système GEOCAST. Après avoir défini les techniques de compensation utilisables pour GEOCAST, des prédictions sont réalisées à l'aide de modèles statistiques conventionnels de manière à estimer la disponibilité due au canal de propagation. Les performances du système sont alors évaluées en terme de disponibilité, de nombre de commutations entre états du système ou de capacité, à travers l'introduction de séries temporelles de propagation mesurées lors de la campagne Olympus.

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Foulon, Samuel. "Contribution à l'étude et à la réalisation de systèmes de communication inter puces à très haut débit en gamme millimétrique." Thesis, Lille 1, 2013. http://www.theses.fr/2013LIL10008/document.

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Abstract:

Les fréquences de fonctionnement des transistors des dernières technologies silicium supérieures à 200GHz favorisent les recherches de systèmes de communication travaillant à des fréquences de plus en plus élevées. Cette montée en fréquence permet le transfert de données multi-gigabits et la conception de systèmes compacts. Un système de communication puce à puce sans fil multi-gigabits à 140GHz a été conçu afin d’améliorer voire supplanter les interconnexions filaires inter-puces dont les débits de données sont limitées. Il peut également être utilisé pour améliorer la testabilité des puces sur wafer en rendant possible le test sans contact. Les architectures de communication à annulation de bruit de phase de type self-hétérodyne et self-homodyne, étudiées durant ces travaux de recherche, sont basées sur l’émission du signal porteur en plus du signal modulé, simplifiant ainsi la génération de fréquence des parties émettrice et réceptrice. En effet, en gamme de fréquences millimétriques, les topologies nécessitant un système de récupération de la fréquence porteuse ou de synchronisation de fréquence sont complexes et énergivores. Une modulation tout ou rien (OOK) a de ce fait été retenue pour la réalisation du démonstrateur. La chaîne d’émission/réception ainsi que les antennes a été implémenté en technologie BiCMOS SiGe:C 0.13µm. La surface totale du circuit avec les antennes est de 0.31mm². Un transfert de données jusqu’à 14Gbps a été réalisé à une distance de 0.6mm avec une efficacité énergétique de 5.7pJ/bit. A partir du circuit réalisé, une démonstration à 140GHz en modulation QPSK self-hétérodyne a également été effectuée. L’EVM est de 27% à 10Gbps
The transistors operating frequencies are well above 200GHz in the last silicon technology nodes. These performances have encouraged the research of the communication systems operating at millimeter wave frequencies. Such performances allow higher and higher multi-gigabit data rate and also more compact communication systems with on Silicon integrated antennas.The objective of this research work was to design a multi-gigabit wireless chip to chip communication system at 140GHz. Such a short-range communication system could be designed to improve or replace the inter-chip interconnects where data rates are limited. Secondly this communication system could also be used to improve the testability of on wafer dies by performing contactless test. The communication system with phase noise cancelation topology specifically self-heterodyne and self-homodyne, studied during the research work, are based on the carrier signal emission in addition to the modulated signal simplifies the frequency synthesis of the emitter and receiver parts. Millimeter wave frequency communication systems are conventionally based on carrier frequency recovering system that is complex and consumes a lot of energy. An On-Off Keying (OOK) modulation has been selected and all the parts of the transceiver have been designed in 0.13μm SiGe:C BiCMOS technology. The silicon area of the circuit is 0.31mm² including the antennas. This transceiver achieves a data rate up to 14Gbps at a distance of 0.6mm with an energy efficiency of 5.7pJ/bit. Moreover a self-heterodyne QPSK demonstration at 140GHz was performed with an EVM of 27% to 10Gbps

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Dastmalchi, Mansour. "Photonic processing of microwave signals." Thesis, Université Laval, 2012. http://www.theses.ulaval.ca/2012/29555/29555.pdf.

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El, Masri Ihsan. "Caractérisation électromagnétique du canal de propagation sur silicium : applications aux interconnexions sans fils intra-puce pour les systèmes WiNoC Electromagnetic characterization of the intrachip propagation channel in Ka - and V -Bands, in IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology 9 (10), October 2019." Thesis, Brest, 2019. http://www.theses.fr/2019BRES0060.

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Abstract:

À l'ère de l'intelligence artificielle, de Big Data et de l'Internet des Objets, le développement des NoC est devenu une priorité. Dans le cadre du projet BBC, nous avons opté pour les interconnexions WiNoC, qui assurent les besoins de communications efficaces au niveau intra-puce (latence faible, débit élevé, efficacité énergétique minimale, compatibilité avec la technologie CMOS, adaptabilité pour le broadcast).Cette thèse se concentre sur l’étude électromagnétique la couche physique de WiNoC, et particulièrement sur la caractérisation des canaux de propagation sur des substrats silicium. Dans ce contexte, nous mettons en évidence au travers de simulations et de mesures en bandes Ka et V, les problèmes de la propagation à très hautes fréquences dans des structures sur Si (cavités, ondes de surface et trajets multiples). Par la suite, nous proposons une solution permettant de limiter ces problèmes dus aux réflexions sur les interfaces Si/Air en ajoutant une couche absorbante autour du substrat. Nous montrons à l’aide de simulations et de mesures en bandes Q et V, l’amélioration de la transmission et l’élargissement des bandes passantes. Dans le but de réduire la taille des antennes et d'augmenter le débit, nous étudions dans la bande Sub-THz des réseaux de monopoles intégrés dans un substrat Si placé entre deux plaques métalliques.Finalement, nous estimons les performances et nous montrons la possibilité de transmettre au moins 12 Gbps sur une portée de 21,2 mm et avec une efficacité énergétique de l’ordre de 4,5 pJ/bit. Ces résultats sont comparables avec les solutions concurrentes (WiNoC, RF guidées, optiques)
In the age of artificial intelligence, Big Data and the Internet of Things, the development of NoCs has become a priority. As part of the BBC project, we have opted for WiNoC interconnects, which provide efficient communication requirements at the intra-chip level (low latency, high throughput, minimal energy efficiency, compatibility with CMOS technology, adaptability for broadcast).This thesis focuses on the electromagnetic study the physical layer of WiNoC, and particularly on the characterization of propagation channels on silicon substrates.In this context, we highlight, through simulations and measurements in Ka and V bands, the problems of propagation in Si structures at very high frequency (cavities, surface waves and multiple paths).Subsequently, we propose a solution to limit these problems (due to reflections on the Si / Air interfaces) by adding an absorbing layer around the substrate. Using simulations and measurements in Q and V bands, we show improved transmission with a large bandwidth (>16 GHz).In order to reduce the size of the antennas and to increase the data rate, we study in the Sub-THz band, networks of monopoles embedded in a Si substrate placed between two metal plates.Finally, we estimate the performance and we show the possibility of transmitting at least 12 Gbps over a range of 21.2 mm and with an energy efficiency of the order of 4.5 pJ / bit. These results are comparable with competing solutions (WiNoC, RF interconnects, optical interconnects)

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De, Sousa Marinho Rafael. "Co-design methodology of 60 GHz filter-L-NA." Thesis, Limoges, 2019. http://www.theses.fr/2019LIMO0095.

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Abstract:

Ce travail montre les résultats et discussions à propos du projet partagé des structures pour un récepteur radio-fréquence des ondes millimétriques. Deux structures ont été étudiés : Le LNA et le résonateur en anneau. Ces structures ont été développes en utilisant des nouvelles techniques de projet de circuit micro-électroniques et utilisation des outils CAD.Les circuit ont été fabriqués avec la technologie QuBIC NXP®BiCMOS SiGe:C de 0.25μm.Les résultats de mesure sont en conformité avec l’état de l’art pour des LNA
This work presents the results and discussions about shared design (co-design)of structures for a RF receptor in millimetric waves. Two structures were mainly studied: TheLNA and the resonator filter. Both structures were developed using novel microelectronic circuitdesign techniques and with the extensive use of CAD software. The circuits were fabricatedusing a0.25μmBiCMOS SiGe:C QuBIC technology from NXP®semiconductors, and themeasurement results are in conformity with the state-of-the-art

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Abdallah, Zeina. "Microwave sources based on high quality factor resonators : modeling, optimization and metrology." Thesis, Toulouse 3, 2016. http://www.theses.fr/2016TOU30267/document.

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Abstract:

La technologie photonique-RF offre une alternative intéressante à l'approche purement électronique dans différents systèmes micro-ondes pour des applications militaires, spatiales et civiles. Un composant original, l'oscillateur optoélectronique (OEO), permet la génération de signaux RF stables et à haute pureté spectrale. Il est basé sur une liaison photonique micro-onde utilisée comme boucle de rétroaction et comportant soit une fibre longue, soit un résonateur à fort coefficient de qualité. Différentes études ont été menées au cours de cette thèse afin d'optimiser et d'améliorer la performance en termes de stabilité et de bruit de phase pour le cas de l'OEO à résonateur. La caractérisation fine et la modélisation des résonateurs est une première étape de la conception globale du système. La métrologie du résonateur optique est réalisée par une technique originale, dite de spectroscopie RF. Les résultats expérimentaux ont révélé que cette technique permet d'une part d'identifier le régime de couplage du résonateur et d'autre part de déterminer avec une grande précision tous les paramètres d'un dispositif résonant, comme les facteurs de qualité interne et externe ou les facteurs de couplage. Une deuxième étude a été orientée vers l'implémentation d'un modèle non-linéaire fiable du dispositif. Dans un tel modèle, la photodiode rapide nécessitait une description plus précise, dans le but de contrôler la conversion du bruit d'amplitude optique en bruit de phase de l'OEO. Un nouveau modèle non-linéaire d'une photodiode hyperfréquence a été développé sous un logiciel commercial: Agilent ADS. Ce nouveau modèle rend effectivement compte de cette conversion de bruit. Une puissance optique optimale à l'entrée de la photodiode a été déterminée, pour laquelle la contribution de RIN du laser au bruit de phase RF pourrait être négligeable. La performance de l'OEO est affectée par diverses perturbations entrainant un décalage en fréquence entre la fréquence du laser et la fréquence de résonance du résonateur. Il est donc important d'utiliser un système de stabilisation pour contrôler cette différence de fréquence. Des séries d'expériences et de tests ont été menées pour étudier la possibilité, d'une part, de remplacer l'électronique commerciale utilisée auparavant pour le système de verrouillage en fréquence (boucle de Pound-Drever-Hall) par une électronique faible bruit et, d'autre part, d'utiliser un laser à semi-conducteur. Un bilan de ces approches est présenté
RF photonics technology offers an attractive alternative to classical electronic approaches in several microwave systems for military, space and civil applications. One specific original architecture dubbed as optoelectronic oscillator (OEO) allows the generation of spectrally pure microwave reference frequencies, when the microwave photonic link is used as a feedback loop. Various studies have been conducted during this thesis on the OEO, especially the one that is based on fiber ring resonators, in order to optimize and improve its phase noise performance and its long-term stability. Precise characterization and modeling of the optical resonator are the first step towards overall system design. The resonator metrology is performed using an original approach, known as RF spectral characterization. The experimental results have demonstrated that this technique is helpful for the identification of the resonator's coupling regime and the accurate determination of the main resonator parameters such as the intrinsic and extrinsic quality factors or the coupling coefficients. A second study was directed toward implementing a reliable nonlinear model of the system. In such a model, the fast photodiode require an accurate description, in order to reduce the conversion of the optical amplitude noise into RF noise. A new nonlinear equivalent circuit model of a fast photodiode has been implemented in a microwave circuit simulator: Agilent ADS. This new model is able to describe the conversion of the laser relative intensity noise (RIN) into microwave phase noise at the photodiode output. An optimal optical power at the photodiode's input has been identified, at which the contribution of the laser RIN in RF phase noise is negligible. When it comes to practical applications, the desired performance of an OEO is threatened by various disturbances that may result in a frequency shift of both the laser frequency and the transmission peak of the resonator, which causes a malfunction of the OEO. Therefore it is desirable to use a stabilization system to control the difference between the laser frequency and the resonator frequency. A series of tests and experiments have been carried out to investigate the possibility, on one hand, to replace the commercial servo controller that was used up until now in the Pound-Drever-Hall loop, with a low noise homemade one and, on the other hand, to use a semiconductor laser to reduce the system size. A detailed review of these approaches is presented

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Boula-Picard, Reynald. "Contribution à l'étude des amplificateurs optiques à semiconducteur pour applications analogiques." Rennes 1, 2004. http://www.theses.fr/2004REN10072.

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Abstract:

L'évolution des composants optoélectroniques et en particulier leur montée en fréquence permet d'envisager aujourd'hui l'utilisation de liaisons optiques pour des applications analogiques. La complexité des systèmes envisagés a une incidence non négligeable sur le bilan de la liaison et notamment les pertes d'insertion. L'utilisation d'amplificateurs optiques à semiconducteur peut améliorer le gain de liaison. Nous présentons l'étude théorique et expérimentale de l'utilisation de ce type d'amplificateur dans une liaison opto-hyperfréquence. Les caractéristiques statiques et dynamiques d'une liaison simple sont présentées. L'analyse de la liaison optique amplifiée mettra en évidence l'influence du phénomène de compression de gain optique de l'amplificateur sur les performances système de la liaison. Cette propriété sera mise à profit pour réaliser une fonction de traitement optique du signal : le mélange tout-optique de signaux hyperfréquences.

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Sarrazin, Tristan. "Conception et réalisation d'antennes reconfigurables à base de MEMS en intégration hétérogène 3D pour systèmes de communication millimétriques." Phd thesis, Université Rennes 1, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00870046.

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Abstract:

Les travaux présentés dans cette thèse sont une contribution à l'étude d'antennes reconfigurables à base de MEMS en intégration hétérogène 3D pour les systèmes de communication millimétriques. Ces travaux de thèse s'inscrivent dans le cadre d'un projet ANR nommé SIPCOM (Intégration hétérogène 3D (System-In-Package) pour objets communicants en gamme millimétrique), qui concerne l'intégration hétérogène d'un microsystème intelligent communicant à 60GHz. Au cours de ce manuscrit, nous proposons la réalisation d'antennes sur membrane selon 3 technologies. Dans un premier temps, une nouvelle technologie simple et bas coût basée sur un empilement de FR4 et de Pyralux ainsi qu'un nouveau concept d'antenne patch sur membrane alimentée par un guide d'onde intégré via une fente de couplage sont présentés. Dans un second temps, ce nouveau concept d'antenne a été adapté afin de pouvoir l'intégrer au module SiP réalisé en technologie Silicium / BCB. Enfin, la troisième technologie basée sur des substrats de quartz permet de démontrer la faisabilité d'une antenne à balayage électronique pour laquelle chaque excitateur est intégré dans le design d'un déphaseur à base de MEMS permettant de s'affranchir des interconnexions par bonding entre le déphaseur et la partie antennaire.

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La, Tosa Vincenzo. "Ultra Wideband multipath exploitation for anchor-less localization and indoor environment characterization." Rennes 1, 2010. http://www.theses.fr/2010REN1S194.

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Abstract:

Dans le contexte générale des réseaux de capteurs, cette thèse présente des algorithmes exploitant la diversité multitrajet des signaux Ultra Large Bande reçus afin de déterminer conjointement la position des noeuds radio au sein d'une pièce et de caractériser cette dernières, sans infrastructure préalable. En accord avec une approche à complexité croissante, un scénario de plus en plus réaliste est adopté tout au long du travail (e. G. On part d'une pièce carrée avec des noeuds statiques et on termine avec une pièce rectangulaire où les noeuds sont mobiles). Les performances des algorithmes ont été évaluées par simulation numérique et permettent de conclure que l'estimation de la dimension principale de la pièce est assez fiable, alors que les coordonnées des noeuds restent affectées par une dispersion significative. Ces résultats sont d'autant plus intéressants qu'ils ont été obtenus avec des antennes existantes et, pour certains, dans le cadre du standard IEEE 802. 15. 4a
In the context of Wireless Sensor Networks (WSNs), this thesis presents some algorithms exploiting the multipath diversity of received Impulse Radio - Ultra Wide Band (IR-UWB) signals for joint anchor-less localization and environment characterization, relying on standard communications. According to the stated problem, the proposed algorithms only involve Single Input Single Output (SISO) links and two communicating nodes. The multipath scenario is addressed with increasing complexity (e. G. From static nodes in a square room to mobile nodes in a rectangular room). For different algorithms, estimation performance is assessed through simulations, highlighting a globally low errors for the estimation of the main room dimension, whereas estimated nodes coordinates can be affected by a significant dispersion. These performances are all the more interesting that they are obtained considering realistic antennas and, in the last part of the work, in the frame of the IEEE 802. 15. 4a standard

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Iben, Jellal Sara. "Etude du suivi des wagons de fret à des fins logistiques par onde radio : impact des intérférences électromagnétiques sur le système proposé." Thesis, Lille 1, 2018. http://www.theses.fr/2018LIL1I071/document.

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Abstract:

Dans le domaine du transport de fret, il est nécessaire d’assurer le suivi des wagons, d’identifier les wagons sensibles (transport de matières dangereuses, denrées périssables…) ainsi que de collecter les informations associées (contenu, poids, localisation) pour faciliter la gestion logistique. Le but de cette thèse est de proposer un système de communication sans fil à courte portée qui répond à ces besoins. Les contraintes de l’environnement ferroviaire et de l’embarqué telles que la flexibilité, le coût de l’installation, la faible consommation d’énergie, et le risque de présence de perturbations électromagnétiques rend l’insertion des technologies sans fil dans le milieu ferroviaire plus complexe. Une étude comparative des systèmes de communication existants a permis d’identifier la technologie ZigBee comme étant la plus adaptée au problème étudié. Une comparaison des différents scénarios possibles du positionnement des dispositifs ZigBee a été réalisée et validée par des mesures en présence de véhicules et de conteneurs. L’impact des perturbations électromagnétiques issues des installations d’alimentation ferroviaire et des émetteurs RF environnants, a été étudié. Une analyse d’autres types de perturbations générées intentionnellement pour nuire au système proposé à des fins malveillantes, a été également menée
In railway freight transport, wagons tracking is necessary to identify sensitive elements (transport of hazardous materials, perishable goods ...) and the associated information (content, weight, location) could be useful for logistic management. The aim of this thesis is to propose a short-range wireless communication system, which meets these needs. The constraints of rail environment such as flexibility, technical installation difficulties, low energy consumption and the risk of electromagnetic disturbances, causes more difficulties to insert wireless technologies in railway environment. A comparative study of existing communication systems has identified the ZigBee technology as the most appropriate to design the communication between wagons and between wagon and infrastructure for the studied application. A comparison of different possibilities for positioning of ZigBee devices was carried out. Experimentations have been realized in presence of vehicles and containers. The impact of electromagnetic disturbances issued from rail power infrastructure and from surrounding RF transmitters, has been studied. Disturbances intentionally generated to damage the proposed system, have been also analyzed

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Seauve, Yoann. "Exploration, conception et mise en œuvre de circuit de pilotage pour micro-écrans à LED GaN." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. http://www.theses.fr/2020GRALT069.

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Abstract:

Les avancées récentes dans le domaine de la fabrication de LEDs Inorganiques permettent la production de LEDs GaN à l’échelle micrométrique. Ces composant optiques, jusqu’ici produits uniquement dans des dimensions importantes, peuvent être associés à un circuit de pilotage CMOS afin de produire des micro-écrans. Les micro-LEDs produites en GaN offrent une luminance maximum et une vitesse de commutation bien supérieures aux autres technologies LEDs généralement utilisées à l’échelle micrométrique. Cependant, elles présentent aussi des caractéristiques électriques spécifiques, telles qu’une efficacité réduite et une dispersion de fonctionnement accrue pour une utilisation sous un faible courant. Ainsi, les méthodes de pilotage couramment utilisées avec d’autres technologies LED s’avèrent peu adaptées.Cette thèse a pour objectif le développement de circuits de pilotage pixel adaptés aux micro-LEDs GaN, autant par le type de pilotage mis en place que par un encombrement compatible avec la surface des LEDs employées. Une première partie des travaux porte sur les applications d’affichage, avec une matrice de pixels compacte exploitant la forte luminance des LEDs, tout en présentant une grande résolution. L’utilisation d’un pilotage de type PWM, avec un fonctionnement intermittent des LEDs sous un fort courant, est retenu en raison des spécificités électriques de ces dernières. Afin de maintenir des dimensions réduites pour ce circuit pixel malgré la relative complexité du pilotage mis en place, une construction en 3D du circuit est présentée. Un dérivé de la technologie 3D CoolCube développée au CEA Leti est envisagé afin de construire un micro-écran sur trois niveaux superposés. Le circuit de pilotage est réparti entre les deux premiers niveaux, constitués de circuits CMOS implémentés avec des transistors de natures différentes. Tandis que les LEDs GaN constituent le troisième niveau de l’assemblage.La seconde partie des travaux est orientée vers l’exploitation du temps de commutation réduit des LEDs GaN. Cette capacité à générer un signal optique de fréquence élevée s’avère particulièrement intéressante pour la réalisation de systèmes de communication optique. Plusieurs émetteurs de communication optique en champ libre, utilisant une LED GaN pour réaliser des transferts de données avec un débit de plusieurs Gb/s, sont présentés dans la littérature. Ces systèmes mono-LED, bien que rapides, s’avèrent complexes à mettre en œuvre et particulièrement encombrants. Des émetteurs utilisant une multitude de LEDs, émettant chacune une fraction du signal optique utilisé pour la transmission, constituent une implémentation alternative. Bien que les transmissions réalisées avec ce type d’équipement restent pour l’instant plus lentes, les émetteurs matricés s’avèrent beaucoup plus compacts. Le développement d’un circuit pixel binaire, permettant la commutation d’une LED entre les deux seuls états, allumé et éteint, est présenté. Grace à un mécanisme de compensation de la capacité parasite induite par la LED, ce circuit atteint une fréquence de commutation de 333 MHz. Enfin, une réflexion quant à l’organisation d’un ensemble de ces pixels au sein d’un émetteur matricé, amène à un contrôle thermométrique des différents pixels. La répartition des LEDs à allumer en fonction du code d’entrée qui en découle permet en effet d’assurer la monotonicité de la conversion réalisée, et offre une linéarité accrue par rapport à d’autres modes de décodages plus simples d’implémentation
Recent advances in the field on inorganic LEDs, allow for manufacturing of GaN LEDs at micrometer scale. These optical devices, which were initially only manufactured with large dimensions, can be associated to a CMOS driving circuit to form micro-displays. GaN based micro-LEDs offer a maximum brightness and a commutation speed, well above other LEDs technologies used at micrometer scale. However, they also have specific electrical characteristics, such as reduced efficiency and large dispersion of behavior, when used with a reduced current. Consequently, driving methods commonly used with other types of LEDs are not appropriate for the control of such devices.This thesis focusses on the design of pixel driving circuits suitable for micro GaN LEDs, both in terms of implemented driving method and footprint compliance with the size of used LEDs. The first part of this work focusses on display applications, with a compact pixel matrix exploiting LEDs high brightness, while offering a large resolution. A PWM driving scheme, which implies sporadic operation of the LEDs under high current, is chosen to deal with LEDs specificities. In order to insure low silicon footprint despite the relatively high complexity of PWM driving, a 3D manufacturing of the circuit is introduced. A derivative of the CoolCube 3D technology that is developed by CEA Leti, is considered to manufacture a micro-display on three superposed levels. The driving circuit is split between the two first levels, made a CMOS circuit with different types of transistors. An array of GaN LEDs form the third level for the display.The second part of this thesis focusses on exploiting the reduced commutation time of the GaN LEDs. The ability to generate a high frequency optical signal is appropriate for building visible light communication emitters. Several free space optical communication emitters reported in the literature use a single GaN LED to transmit data at several Gb/s. Although, these single LED emitters are very fast, they are cumbersome and complex to build. Other emitters, based on a group of LEDs each emitting a part of the optical signal, forms an alternative solution. Even though data transmission is currently slower using these emitters, matrix based emitters are much more compact. This work introduce the design of a binary pixel, which make the LED switch between its two possible states, ON and OFF. Thanks to a LED introduced parasitic capacitance compensation method, this circuit reaches a 333 MHz operation frequency. Finally, a study of the best pixels organization inside the array led to a thermometer type of pixel control. The resulting association between each input code and the activated pixels insures the conversion monotonicity. It also shows a better linearity than other matrix control schemes with simpler implementations

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Crunelle, Romain. "Etude, conception et réalisation de transitions verticales coaxiales pour une intégration hétérogène 3D de microsystèmes en gamme millimétrique." Thesis, Lille 1, 2011. http://www.theses.fr/2011LIL10170/document.

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Abstract:

L’atteinte prévisible des limites de la loi de Moore dans les dix prochaines années poussent les concepteurs de systèmes de communication à intégrer le maximum de fonctionnalités dans des modules 3D de plus en plus petits, incluant des capteurs, de l’intelligence embarquée, des modules radio avec leurs antennes,(Approche More than Moore). On passe donc du concept de SoC (System-on-Chip) au concept de SiP (System-in-Package) pouvant intégrer des SoC mais offrant d’autres fonctionnalités au niveau de la perception de l’environnement, de la communication, de la reconfigurabilité et de la possibilité d’auto-organisation en réseau ad-hoc, tout en minimisant le volume et la consommation énergétique.C’est dans ce contexte que s’inscrivent ces travaux de thèse, qui présentent cette technologie d’intégration hétérogène (System-In-Package) miniature, faible coût associant des MEMS RF à des circuits MMIC actifs et des antennes intelligentes pour établir des communications robustes en gamme millimétrique. Pour cela, nous proposons, par le projet SIPCOM, la réalisation et le test d’un module radio ultra compact et performant en gamme millimétrique grâce à une l’approche d’« intégration hétérogène ». Ce module intégrera toutes les fonctions nécessaires pour la réalisation d’un émetteur 60 GHz : le réseau d’antennes, les déphaseurs à base de MEMS pour assurer l’agilité du faisceau, le convertisseur DC/DC pour alimenter les MEMS, un FPGA (du commerce) pour commander la reconfigurabilité du module radio et les circuits mise en veille/réveil du module pour une consommation minimale. Dans ce contexte, ces travaux de thèse visent à développer la technologie de mise en boitier et les interconnexions et transitions verticales. Au cours de ce manuscrit, nous proposons une nouvelle approche de transitions verticales, les TSCV (Through Silicon Coaxial Vias). Transition verticale basée sur le modèle coaxial, utilisant du benzocyclobuitène (BCB) en guise de matériau diélectrique, son étude, son développement, et l’évolution de la structure sont présentés. Du fait de sa nature, cette transition coaxiale offre tous les avantages à la mise en boitier à haute densité d’intégration, avec une totale isolation électromagnétique par rapport au substrat, et donc une totale indépendance quant à la nature du substrat, un rayonnement électromagnétique parasites ultra faible et, par les propriétés du BCB, des pertes électromagnétiques ultra faibles en bande millimétrique. Nous détaillons également le procédé e réalisation technologique et son évolution, qui permet la fabrication et le test de ces structures
Achieving predictable limits of Moore's Law over the next ten years, communication systems designers try to integrate a maximum of functionality into smaller and smaller 3D modules, including sensors, embedded intelligence, radio modules with their antenna (Approach More than Moore). So we go from the concept of SoC (System-on-Chip) to the concept of SiP (System-in-Package) that can integrate SoC but offering more features concerning the environmental perception, communication, reconfigurability and the possibility of self-organization in ad-hoc network, while minimizing the volume and energy consumption. This thesis was performed in this context and presents this heterogeneous integration technology (System-in-Package), miniature, low cost RF MEMS, combining MMIC circuits and smart antennas to establish communications in millimeter range. For this, by SIPCOM project, we propose the realization of an ultra compact radio module and efficient testing in millimeter range thank to “heterogeneous integration” approach. This module will integrate all the functions necessary for the implementation of a 60 GHz transmitter: network antennas, phase shifters based on MEMS to ensure the agility of the beam, the DC / DC converter to power the MEMS, an FPGA (trade) to control the reconfigurability of the radio module and circuit standby / alarm module for minimum consumption. In this context, the thesis aims to develop technology in packaging and interconnexions and vertical transitions.In this manuscript, we propose a new approach to vertical transitions, the TSCV (Through Silicon Coaxial Vias).Vertical transition based on the coaxial model, using benzocyclobutène (BCB) as a dielectric material, the study, development, and evolution of the structure are presented. Because of its nature, this coaxial transition offers all the advantages in packaging with high integration density, with a total electromagnetic isolation from the substrate, and thus completely independent of the nature of the substrate, an ultra low parasitic electromagnetic radiation, and by properties of the BCB, ultra low electromagnetic losses in the millimeter band. We also detail the process e technological achievement and its evolution, allowing the manufacture and testing of these structures

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Bicais, Simon. "Design of the Physical Layer for Future Sub-TeraHertz Communication Systems." Thesis, Université Grenoble Alpes, 2020. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03155951.

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Abstract:

Les futurs réseaux de communications pour déployer des services sans-fil très haut-débit envisagent l’utilisation de larges bandes de fréquences. Alors que les bandes de fréquences habituelles dans le spectre sub-6 GHz sont extrêmement prisées et limitées, la future génération de réseaux mobile amorce une montée en fréquence en exploitant les bandes millimétriques. Dans cette quête de ressources fréquentielles, le spectre sub-THz, de $90$ à $300$ GHz, offre des bandes disponibles d'une largeur sans précédent. Les communications sans-fil dans les fréquences sub-THz sont donc considérées comme une solution privilégiée pour atteindre des débits de l’ordre du Tbit/s et ainsi répondre aux futurs besoins de la connectivité sans-fil. Néanmoins, bien qu'elles soient matures, les technologies sans-fil existantes ne peuvent être directement transposées aux bandes sub-THz car elles ne tiennent pas compte des caractéristiques spécifiques des communications sub-THz. Il est donc nécessaire de mener des recherches supplémentaires afin de concevoir des systèmes de communication performants et adaptés aux enjeux et contraintes de ce nouveau spectre. Parmi les principaux défis technologiques amenés par la montée en fréquence et l’utilisation de bandes larges se trouvent les limitations de performance dues aux oscillateurs générant un bruit de phase important et une problématique d’échantillonnage à très haute fréquence. Dans cette thèse, les recherches menées portent sur le développement de la couche physique pour les systèmes de communication sub-THz et tentent de lever ces verrous technologiques. Notre objectif est double : augmenter le débit de données de communication et assouplir les contraintes sur les architectures radiofréquences. Pour ce faire, notre approche consiste à concevoir conjointement le traitement du signal pour les domaines analogique et numérique.Les deux principales contributions de ce travail sont les suivantes : l'optimisation d'émetteurs-récepteurs cohérents pour les canaux à fort bruit de phase ; et la proposition de systèmes de communication dédiés avec des architectures non-cohérentes et haut-débits. Tout d'abord, nous avons proposé des schémas de transmission optimisés pour les canaux à fort bruit de phase comprenant : la modulation, la démodulation, et l'adaptation de lien. Les solutions proposées permettent de réaliser des communications à haute-efficacité spectrale avec des contraintes relâchées sur les oscillateurs radiofréquences. Par conséquent, nos travaux décrivent des solutions techniques précieuses au développement de couches physiques à haute efficacité spectrale pour le spectre sub-THz. Dans un second temps, nous avons également ciblé les couches physiques de faible complexité et simple à mettre en œuvre dans les fréquences sub-THz. Nous avons ainsi étudié la conception de systèmes de communication spécifiquement dédiés au bandes sub-THz utilisant des architectures non cohérentes. Pour réaliser des communications haut-débit avec des architectures non-cohérentes, nous avons notamment considéré l’utilisation du multiplexage spatial et de larges bandes de fréquences. Nos travaux sur le multiplexage spatial dans les fréquences sub-THz démontrent que des communications haut-débit peuvent être réalisées sur des architectures de faible complexité et de faible puissance en utilisant des systèmes multi-antennaire et des récepteurs à détection d'énergie. Par ailleurs, utiliser de larges bandes de fréquences implique de fortes contraintes sur la conversion analogique-numérique. Afin de réduire les fréquences d’échantillonnage des convertisseurs et de simplifier la mise en œuvre pratique, nous avons proposé un nouveau récepteur pour les systèmes radio-impulsionnels haut-débit. Nous avons montré qu’une architecture de réception avec des projections parallèles du signal reçu dans le domaine analogique conduit à des performances quasi-optimales avec des fréquences d'échantillonnage considérablement réduites
To deploy high-rate wireless services, future communication networks envisage the use of wide frequency bands. Still, the usual frequency bands in the sub-$6$ GHz spectrum are extremely limited and expensive. To expand its available spectrum, the forthcoming generation of mobile networks with 5G initiates the use of higher frequencies through the exploitation of millimeter-wave bands. In this search for frequency resources, the sub-THz spectrum from $90$ to $300$ GHz offers unprecedentedly large available bands, several tens of GHz. Wireless communications in sub-THz frequencies are therefore seen as a foremost solution to achieve Tbit/s data rates and meet the requirements of future wireless connectivity. Nevertheless, existing and mature wireless technologies cannot be directly transposed to the sub-THz bands as they do not consider the specific features of sub-THz communications. Additional research is hence required to design efficient communication systems adapted to the constraints of sub-THz frequencies. Some of the major technological challenges brought by using high carrier frequencies and large bandwidths include: the performance limitations caused by the strong phase impairments of high-frequency oscillators; and the problem of high sampling rates required by the analog-to-digital conversion. In this thesis, the conducted research focuses on the development of the physical layer for sub-THz communication systems and attempts to overcome these technological barriers. Our objective is twofold: to increase the communication data rate and to relax the constraints on radio-frequency architectures. To do so, our approach consists in jointly designing signal processing for the analog and digital domains.The two main contributions of this work are: the optimization of coherent transceivers for strong phase noise channels; and the proposal of dedicated communication systems with non-coherent and high-rate architectures. First, we have proposed optimized transmission schemes for strong phase noise channels including: the modulation, the demodulation, and the link adaptation. The proposed solutions achieve high spectral efficiency communications with relaxed constraints on radio-frequency oscillators. Our results show that the use of optimized transmission schemes greatly contributes to mitigate the impact of phase noise on coherent transceivers. Consequently, our work describes valuable technical solutions to the development of physical layers with high spectral efficiency for the sub-THz spectrum. Second, we have also targeted low-complexity physical layers readily implementable in sub-THz frequencies. We have studied the design of communication systems specifically dedicated to the sub-THz bands using non-coherent architectures. In order to implement high-rate communications with non-coherent architectures, we have considered the use of spatial multiplexing and wide frequency bands. Our work on spatial multiplexing in sub-THz frequencies demonstrates that high-rate communications can be implemented with low complexity and low power architectures using multi-antenna systems and energy detection receivers. Besides, the use of wide bands strongly constrains the analog-to-digital conversion. In order to reduce the required sampling frequencies of converters and to simplify practical implementations, we have proposed a new receiver for high-rate impulse radio systems. We have shown that the proposed receiver architecture, using parallel projections of the received signal in the analog domain, leads to near-optimal performance with significantly reduced sampling frequencies

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Dissertations / Theses on the topic 'Systèmes de communication à micro-ondes'

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