Academic literature on the topic 'Systèmes de communication sans fil – Innovation'

Cet article fait un point rapide sur certaines attendues de la 6G semblant faire consensus à ce jour. Nous donnons aussi un éclairage sur les concepts scientifiques qui joueront un rôle important dans ces futurs réseaux sans fil, tels que les surfaces réfléchissantes, l’intelligence artificielle, la spatialisation de l’information et le sensing intégré à la communication. Nous relevons enfin certains défis sociétaux qui conditionneront le succès de la 6G tels que la sécurité informatique, le droit à la vie numérique privée, l’impact écologique de ces systèmes.

Dans ce travail, une initiation aux systèmes embarqués est proposée à des étudiants de Master 1 en « Télé-communication » de l’Université d’Annaba, cela entre également dans le cadre d’une opération de vulgarisation de la recherche. Dans ce travail formulé sous forme d’un TP, nous proposons aux étudiants une partie applicative d’un projet de recherche-formation universitaire (PRFU) portant sur la surveillance d’un écosystème par des réseaux de capteurs sans fil (RCSF). Ces RCSF sont destinés à une application d’identification et de reconnaissance des oiseaux migrateurs dans leurs habitats naturels en l’occurrence des zones humides. A travers ce travail, les étudiants sont amenés à utiliser différents types de modules de captage, des modules de traitement numérique, que sont les microcontrôleurs, ainsi que des modules de transmissions. Une partie traitement numérique du signal et de programmation est également nécessaire dans le traitement appliqué sur des échantillons de sons de oiseaux (cris et/ou chants). Ce travail qui arrive à la fin de la première année de Master permet aux étudiants de revoir différents aspects abordés durant leur cursus et les initiés à un travail de recherche.

En esta tesis profundizamos el estudio de la cognición y comunicación numérica de niños y niñas de primeros grados de la escuela primaria en la zona andina rionegrina. Desde un enfoque socio-constructivista de recursos, interesó visibilizar, documentar y comprender la variedad, articulación y dinamismo de conocimientos numéricos en los diferentes grados de apropiación que estos jóvenes estudiantes ponen en juego al producir y reflexionar sobre signos numéricos en situación de entrevista, en distintos modos semióticos. También prestamos atención a sus procesos de reflexión y regulación de la propia cognición numérica. Los participantes son cuarenta y cinco niñas y niños que cursaban primer grado en cuatro escuelas públicas de gestión estatal de jornada simple en Bariloche y El Bolsón. Dos de las escuelas son céntricas y dos se encuentran en la periferia de la ciudad. La selección de las escuelas respondió a obtener un relativamente amplio abanico sociocultural y socioeducativo en el marco de la escolaridad urbana regional. Metodológicamente, se entrevistó a los niños individualmente en base a un guión semi-estructurado, con tareas abiertas, creativas, convocantes, desafiantes y andamiadas. Se utilizaron dispositivos de registro multimodal de los procesos comunicativo-cognitivos implicados en los momentos de producción oral, gráfica y con objetos. Los análisis mixtos buscaron conjugar profundidad y sistematicidad en la atención a la singularidad y la regularidad, utilizando técnicas que permiten tal diversidad de acercamientos a los textos gráficos creados por los niños, así como a sus respuestas verbales y gestuales y sus acciones con objetos. Principalmente trabajamos con: sistemas de categorías para la construcción de repertorios con posterior aplicación de técnicas de la estadística no paramétrica y multivariada, análisis de trayectorias de aprendizaje y estudio de casos múltiples. El enfoque socio-constructivista de recursos impregnó las decisiones tomadas tanto al realizar la entrevista como al analizar la producción numérica de cada niña o niño. Dimos cuenta de la variedad de las formas de conocer y comunicar numéricamente de los y las participantes mediante cuatro repertorios: el primero visibiliza el arco de producción numérica convencional identificado en la población estudiada; el segundo distingue las aproximaciones parciales a la convención numérica; el tercero articula trayectorias de conservación e innovación cognitiva al pensar en y con cantidades “grandes”, y finalmente, el cuarto identifica formas de reflexión y regulación de la propia cognición numérica. Ilustramos todas las categorías incluidas en esos cuatro repertorios con producciones orales, gráficas y a veces gestuales originales de los niños y niñas participantes. Además, nos dedicamos a captar multimodalmente el dinamismo del pensamiento y la comunicación numérica de los niños en situación, tanto a nivel intra-tarea como inter-tarea. Así, identificamos cuatro patrones de producción convencional, que se extienden desde una producción convencional limitada (Patrón 1, 9 niños) a una producción avanzada (Patrón 4, 8 niños), pasando por configuraciones de producción convencional “incipiente”(Patrón 2, 13 niños) e “intermedia” (Patrón 3, 15 niños). Encontramos una asociación entre los patrones de producción convencional y el sector socioeducativo y sociocultural vinculado a la escuela. En las escuelas céntricas se concentró la mayor proporción de niños y niñas cuya producción convencional es más extendida, y en las escuelas periféricas sucedió lo inverso. Sin embargo, en tres de los primeros grados participantes convivían niños de los cuatro patrones de producción convencional, y en uno, de tres patrones. La heterogeneidad se incrementa notablemente si miramos a los chicos considerando sus respuestas no convencionales como una producción comunicativa cognitiva genuina. Esta situación coloca a la heterogeneidad cognitiva en el campo del número como una condición a considerar como esperable en el inicio de la escolarización matemática primaria en la región. Para ahondar en el estudio del dinamismo en la puesta en juego de los recursos cognitivo-comunicativos de los niños realizamos varias líneas de análisis. Una fue el estudio de sus avances en el curso de una misma tarea o a lo largo de tareas relacionadas. El hallazgo de que el 78% de los niños evidenciaron alguna forma de progreso resalta la importancia de disponer un espacio abierto y sin prisa para la comunicación y evaluación del conocimiento. El progreso según indicadores de mayor producción estrictamente convencional se evidenció en niños o niñas pertenecientes a todos los patrones de producción convencional, lo que muestra que ni tan siquiera el saber que se corresponde con el establecido culturalmente constituye un bagaje del que niños y niñas disponen de forma estable, pronto a ser demostrado ante la primera demanda. A su vez pudimos constatar que las tensiones entre lo establecido y lo posible, o entre convenciones e invenciones, resultaron ser fuentes de conflicto y transformación cognitiva para algunos niños entrevistados. En este proceso, los niños y las niñas mostraron cómo gradualmente se apropiaron del conocimiento cultural establecido, exploraron relaciones, revisaron y generaron innovaciones en sus ideas y procedimientos. La mayoría de las niñas y niños entrevistados mostraron que tales respuestas surgieron de procesos constructivos y exploratorios no lineales, que introdujeron ajustes y fomentaron nuevas percataciones de regularidades numéricas, e incluso nuevos matices de significado. En nuestra búsqueda por comprender la variedad y el dinamismo de los recursos de los niños, elegimos incluir también un estudio de casos múltiples. Seleccionamos dos niños y una niña que se inscriben en distintos patrones de producción convencional para reconstruir su construcción de sentidos a lo largo de la progresión de tareas numéricas en la entrevista. Esta fue una vía más para dimensionar el grado en que los saberes de los niños entrevistados acerca de las formas y funciones numéricas abordadas revisten una notable disparidad inter-sujeto, y también conexiones de sentido a nivel inter-tarea. Somos conscientes de los alcances y restricciones de un trabajo investigativo acotado no solo en el número de participantes sino también en el tiempo/espacio de interacción en el que recabamos la información (una única entrevista diádica fuera del aula). No obstante, consideramos que los análisis de grano fino y multimodal de la variedad de recursos numéricos en esta etapa, junto a la atención al dinamismo de su puesta en juego en situación, pueden contribuir a articular un panorama de los niños como aprendices que buscan agentivamente apropiarse de las formas y funciones numéricas como instrumento de participación cultural. En ese sentido las contribuciones recogidas en los comentarios finales de los capítulos de resultados y en las conclusiones pueden ofrecer información valiosa de primera mano para el diseño y la implementación de prácticas de enseñanza capaces de promover la agencia en el aprendizaje numérico básico en entornos socioeducativos diversos. Planteamos una vía para superar enfoques de estándares que conciben el aprendizaje preferentemente como proceso descontextualizado, reproductivo, monomodal y universal. Para ello, por supuesto, es clave el trabajo también agentivo, creativo, colaborativo, multimodal y andamiado de los equipos docentes en sus comunidades de práctica. In this thesis we go a step further in the study of numerical cognition and communication of first-grade children in the Andean region of Rio Negro. From a resource-based socio-constructivist framework, we were interested in making visible, documenting and understanding the variety, articulation and dynamism of children’s numerical knowledge at work when they produced and thought about and with numerical signs during interviews, in different semiotic modes. We also paid attention to the processes of reflexion and regulation of their own numerical cognition. The participants are forty-five students who attended first grade in four public schools in Bariloche and El Bolsón. Two of the schools are located down-townl and two are located in the periphery of the city. The selection of schools aimed at obtaining a relatively wide sociocultural and socio-educational range within regional urban schooling. Methodologically, the children were interviewed individually based on a semi-structured script, with open, creative, convoking, challenging and scaffolding tasks. Multimodal recording devices of the communicative-cognitive processes evidenced during oral, graphic and object production were used. The mixed methods analyses sought to combine depth and systematic attention to both singularity and regularity, by using techniques that allow such a diversity of approaches to the graphic texts created by children, as well as to their verbal and gestural responses and to their actions with objects. We mainly worked with: category systems for the construction of repertoires, with subsequent application of non-parametric and multivariate statistics techniques, analysis of learning trajectories and study of multiple cases. The resource-based socio-constructivist framework resource-based socio-constructivist framework permeated the decisions made both when conducting the interview and when analyzing the numerical production of each girl or boy. Four repertoires captured the variety in participants’ ways of knowing and communicating numerically: the first one makes visible the conventional numerical production identified in the studied population; the second distinguishes partial approaches to numerical convention; the third articulates trajectories of cognitive preservation and cognitive innovation when thinking about and with relatively large quantities, and finally, the fourth identifies forms of reflexion and regulation of numerical cognition. We illustrate all the categories included in those four repertoires with original productions of the participating children ─oral, graphic and sometimes gestural. In addition, we sought to capture the multimodal dynamism of children’s situated thinking and communication, both at an intra-task and an inter-task level. Thus, we identified four conventional production patterns, which range from Limited conventional production (Pattern 1; 9 children) to Advanced production (Pattern 4; 8 children). Incipient conventional production (Pattern 2; 13 children) and Intermediate (Pattern 3; 15 children) configurations are half-way. We found an association between conventional production patterns and the socio-educational / socio-cultural sector characteristic of the schools. In the down-town schools a greater proportion of children whose conventional production is more widespread was concentrated, and in the peripheral schools the opposite happened. However, in three of the participating first grades, children of the four conventional production patterns coexisted, and in the remaining one, children from three patterns did so. Intra-school-grade heterogeneity increases markedly if we look at students’ unconventional responses as genuine cognitive-communicative productions. This situation places cognitive-communicative heterogeneity as a condition to be considered at the beginning of primary mathematical schooling in the region. In order to deepen into the study of the dynamism of children’s cognitive-communicative resources we performed several lines of analysis. One was the study of their progress in the course of a same task or along related tasks. The finding that 78% of children showed some form of progress highlights the importance of having an open and unhurried space for communication and knowledge assessment. Progress according to indicators of conventional production was evidenced in children belonging to all conventional production patterns. The latter shows that children’s established cultural knowledge is not a stable ready-made possession, soon to be demonstrated at request. At the same time, tensions between the realms of the established and the possible, or between conventions and inventions, turned out to be sources of conflict and cognitive transformation for some of the children. In this process, students showed how they gradually appropriated established cultural knowledge, explored relationships, reviewed and generated innovations in their ideas and procedures. Most of the interviewed children showed that such answers arose from nonlinear constructive and exploratory processes, which introduced adjustments and encouraged new perceptions of numerical regularities, and even new nuances of meaning. In our quest to understand the variety and dynamism of children's resources, we also chose to include a multiple case study. We selected two boys and a girl who belonged in different patterns of conventional production, as a way to reconstruct their meaning-making processes throughout the progression of numerical tasks in the interview. This was one more way to measure the degree to which the knowledge of the interviewed children about the numerical forms and functions addressed is markedly heterogeneous across learners, and also to understand connections of meaning at the single learner, inter-task level. We are aware of the scope and restrictions of a limited research work as ours. Limitations are related to the number of participants as well as to the temporal-spatial frame of interaction in which we collected the information (a single dyadic interview outside the classroom). However, we consider that the fine-grained and multimodal analyses of the variety of numerical resources at this stage, together with the attention to the dynamism of their putting into play in situation, can contribute to articulate a panorama of children as apprentices who agentively seek to appropriate numerical forms and functions as an instrument for their cultural participation. In that sense, we expect that the contributions collected in the final comments of each chapter, together with the final conclusions chapter can offer valuable first-hand information for the design and implementation of teaching practices capable of promoting children’s agency in basic numerical learning, in diverse socio-educational environments. We propose a way to overcome standardized approaches that conceive learning preferably as a decontextualized, reproductive, monomodal and universal process. To that end, of course, the agentive, creative, collaborative, multimodal and scaffolded work of the teaching teams in their communities of practice is also a key factor. Dans cette thèse, on approfondit l'étude de la cognition et de la communication numérique des enfants des premières années d'école primaire dans la région des Andes, province de Rio Negro. À partir d’un optique socioconstructiviste des ressources, on a voulu visualiser, documenter et comprendre la variété, l'articulation et le dynamisme des connaissances numériques à des degrés divers d'appropriation que ces jeunes étudiants mettent en jeu pour produire et réfléchir sur des signes numériques lors d'un entretien, dans différents modes sémiotiques. On s'intéresse également à leurs processus de réflexionet de régulation de la propre cognition numérique. Les participants sont quarante-cinq enfants de la première année d'école primaire de quatre écoles publiques de demi-journée d'activité à Bariloche et El Bolsón. Deux des écoles sont dans la ville et deux sont situées en périphérie. La sélection des écoles est motivée par l'idée d'obtenir un éventail socioculturel et socio-éducatif relativement large dans le cadre de la scolarisation en milieu urbain régional.Du point de vue méthodologique, des entretiens individuels avec les enfants se sont déroulés sur la base d'un protocole semi-structuré avec des tâches ouvertes, créatives, attirantes, défiantes et didactiques. Dispositifs multimodaux on été employés pour saisir les processus cognitifs-communicatifs impliqués pendant les périodes de production orale, graphique et avec des objets. Les analyses mixtes ont cherché à combiner profondeur et systématisation dans l'attentionà la singularité et à la régularité, en utilisant des techniques qui permettent une telle diversité d'approches aux textes graphiques créés par les enfants, ainsi qu'à leurs réponses verbales et gestuelleset à leurs actions avec des objets. Principalement, on a travaillé avec: systèmes de catégories pour la construction de répertoires avec application ultérieure de techniques d'analyse statistique non paramétrique et multi-variée, analyse de trajectoires d'apprentissage et étude de cas multiples. L'approche socioconstructiviste des ressources a imprégnée les décisions tant lors de la conduite de l'entretien comme pendant l'analyse de la production numérique de chaque enfant. Nous avons remarqué la variété de manières de comprendre et communiquer numériquement des enfants à travers quatre répertoires: le premier met en évidence l'arc de production numérique conventionnel correspondant à la population étudiée; le second distingue les approches partielles à la convention numérique; le troisième articule trajectoires de conservation et d'innovation cognitive en pensant à et avec des quantités "grandes", et en fin, le quatrième identifie les manières de réflexionet de régulation de la propre cognition numérique. On illustre toutes les catégories comprises dans ces quatre répertoires avec des productions orales, graphiques et parfois gestuelles des enfants. En plus, on s'est engagé à capter d'un point de vue multimodal le dynamisme de la pensée et de la communication numériques des enfants en situation, soit intra-tâche que inter-tâche. Ainsi, on a identifié quatre modèles de production conventionnels, allant d'une production conventionnelle limitée (modèle 1, 9 enfants) à une production avancée (modèle 4, 8 enfants), en passant par des configurations de production conventionnelle "naissante" (modèle 2, 13 enfants) et "intermédiaire" (modèle 3, 15 enfants). On a trouvé une association entre les modèles de production conventionnelle et le secteur socio-éducatif et socioculturel lié à l'école. Dans les écoles du centreville, on a trouvé la plus forte proportion d'enfants dont la production conventionnelle est la plus répandue, tandis que l'inverse caractérise les écoles périphériques. Toutefois, dans trois des premiers niveaux participants coexistaient des enfants des quatre modèles de production conventionnelle, et dans un, des trois modèles. L’hétérogénéité est fortement augmentée si l'on regarde les enfants en ce qui concerne leurs réponses non conventionnelles comme une véritable production communicative et cognitive. Cette situation place l'hétérogénéité cognitive dans le domaine du nombre comme condition à considérer attendue au début de l'scolarisation mathématique primaire dans la région. Pour plonger dans l'étude de la dynamique des enjeux des ressources cognitives et de communication des enfants on a considéré plusieurs lignes d'analyse. L'un était l'étude de leurs progrès au cours de la même tâche ou tout au long des tâches connexes. Le constat que 78% des enfants ont démontré une certaine forme de progrès souligne l'importance d’avoir un espace ouvert et le temps pour la communication et l'évaluation des connaissances. Selon les indicateurs de production plus vaste et strictement conventionnelle, le progrès s’est fait évident pour les enfants de tous les modèles de production conventionnelle, ce qui démontre que même pas le savoir qui correspond au plan culturel établi constitue un bagage dont les enfants disposent d’une manière stable, ce qui est facilement vérifié à la première question.Aussi, on a pu constater que les tensions entre l'établi et le possible, ou entre conventions et inventions, se sont révélées comme sources de conflit et de transformation cognitive pour certains enfants interrogés. Dans ce processus, les enfants ont mis en évidence comment ils se sont appropriés graduellement des connaissances culturelles établies, ont exploré des relations, examiné et généré des innovations de leurs idées et procédures. La plupart des enfants interrogés ont montré que ces réponses provenaient de processus constructifs et exploratoires non linéaires, qu’ils ont introduit des ajustements et qu’ils ont aperçu des nouvelles régularités numériques, et même de nouvelles nuances de sens. Dans notre quête pour comprendre la diversité et le dynamisme des ressources des enfants, on a choisi également d’inclure une étude de cas multiples. On a sélectionné deux garçons et une fille qui appartiennent à des différents modèles de production conventionnelle pour reconstruire leur construction de sens tout au long de la progression des tâches numériques dans l'entretien. Ce fut une autre façon d'évaluer la mesure dans laquelle les connaissances des enfants interrogés sur les formes et les fonctions numériques abordées ont des disparités considérables entre les individus, et aussi des connexions de sens au niveau individuel et inter-tâche. On comprend l’ampleur et les contraintes d'un travail de recherche limitée non seulement dans le nombre de participants, mais aussi dans le temps/espace d’interaction dans lequel on a recueilli l’information (un seul entretien dyadique en dehors de la salle de classe). Cependant, on considère que les analyses multimodaux et à grains fins sur la variété des ressources numériques à ce stade, avec une attention au dynamisme de la mise en jeu dans des situations, peuvent contribuer à articuler un panorama des enfants en tant qu’apprentis qui cherchent à s’approprier des formes et fonctions numériques comme instrument de participation culturelle. En ce sens, les contributions recueillies dans les observations finales des chapitres des résultats et dans les conclusions peuvent fournir de précieuses informations de première main pour la conception et la mise en œuvre des pratiques d'enseignement capables de promouvoir l'apprentissage numérique de base en milieux socioéducatifs divers. On propose un moyen de surmonter les approches standardisés qui perçoivent de préférence l’apprentissage comme un processus sans contexte, reproductif, monomodal et universel. Pour ce faire, bien sûr, le travail créatif, collaboratif, multimodal et didactique des équipes d’enseignement est clé dans leurs communautés de référence.

Cette thèse traite de la phase la moins connue de la création d'entreprise : l'émergence de l'idée jusqu'au concept final et son amorçage. Notre but est de proposer certaines règles pour permettre de réduire et de contrôler la part de risque dans les projets d'innovation technologique. Tout d'abord, nous clarifierons les définitions de technologies de la mobilité. Les technologies sans fil Ultra Wide Band sont des technologies de rupture car le saut en terme de débit a été bien supérieur à la loi de Moore. Puis, à travers les différentes analyses des normes relatives aux technologies de la mobilité, nous montrerons leurs effets stratégiques sur le succès rencontré par les produits innovants sur le marché. Nous essaierons de déterminer quelles sont les tendances historiques de la diffusion d'innovations. Enfin, la dernière partie aborde les notions de valorisation de l'innovation et de transfert technologique universitaire comme privé. L'objectif est de déterminer l'ensemble des facteurs et variables nécessaires à la prise de décision aussi bien technologique, stratégique que financière, dans le cas d'un projet d'amorçage. Grâce à notre modèle de valorisation par les risques, nous montrerons que la valeur du travail des fondateurs et des professeurs assimilés à l'essaimage du projet peut devenir nulle voir négative. Le management de l'innovation surtout dans les premières phases, d'émergence de l'idée jusqu'au concept final et son amorçage, est très risqué. Le processus de création peut s'arrêter à tout moment. Le but est de réduire les zones d'incertitudes. Des indications sur les facteurs et les variables nécessaires à la prise de décision dans le management de projet de rupture technologique seront donnés. Ces variables permettent de recadrer le développement technique et de réadapter la stratégie
In this report, we will discuss the need to develop a multidimensional strategy that will allow you to move to a planned, staged approach that will increase your chances of success. We will explain about novel, creative approach to manage an early stage project with another look, less technical. This approach is based on our own risk framework for valuing innovative project that will help scientists who want to create a spin off or a start up from their public or private research. The major hurdle facing the entrepreneurs in the 'real' technology innovation arena today, is how to access funds to finance the Early-Stage R&D. Based on our studies of an early stage project in new wireless technology Ultra Wide Band, we explain the impact of standards, of innovation diffusion process, of intangible assets valuation, of R&D issues on the decision making process. Early stage project in new technologies requires seed funds that will help the founders to convert their ideas to a stage that can attract VC funds and then finance the different stages of development before research is stabilized and can be put to production. Our aim is to show the importance of such factors, epecially in early stage innovative project

En tant que sujet en expansion de la robotique aérienne, les véhicules aériens sans pilote (UAV) ont fait l'objet d'une attention particulière de la part de la communauté de recherche sur les réseaux sans fil. Dès que les législations nationales permettront aux drones de voler de manière autonome, nous verrons des essaims de drones envahir le ciel de nos villes intelligentes pour accomplir diverses missions : livraison de colis, surveillance des infrastructures, vidéographie événementielle, surveillance, suivi, etc. Les réseaux cellulaires de cinquième génération (5G) et au-delà peuvent améliorer les communications des drones de diverses manières et profiter ainsi à l'écosystème des drones. Il existe une grande variété d'applications sans fil et de cas d'utilisation qui peuvent bénéficier des capacités de ces dispositifs intelligents, y compris les caractéristiques inhérentes du drone de mobilité agile dans l'espace tridimensionnel, le fonctionnement autonome et le placement intelligent. L'objectif général de cette thèse est de fournir une analyse complète des synergies qui peuvent être réalisées en combinant les réseaux cellulaires 5G et au-delà avec la technologie des drones. Cette thèse présente quatre types de modèles d'intégration de l'écosystème des drones et des réseaux cellulaires. Le paradigme cellulaire assisté par drone fait référence à des scénarios de communication dans lesquels les drones sont utilisés comme stations de base volantes (ou aériennes) ou comme relais pour augmenter la connectivité cellulaire terrestre actuelle ou pour atténuer les situations de catastrophe. Le paradigme des drones à assistance cellulaire prévoit l'intégration des drones dans le réseau cellulaire actuel en tant que nouvel utilisateur aérien (UE volant) pour servir une grande variété d'applications et de cas d'utilisation. Le paradigme "drone à drone" met l'accent sur la force collective d'une flotte de drones en tant qu'essaim et sur la communication entre les drones à l'intérieur de l'essaim. Le paradigme hybride non terrestre englobe les réseaux satellitaires et aériens, examinant ainsi l'ensemble du spectre des liaisons de communication du sol à l'air et à l'espace sous la forme d'un réseau de communication intégré espace-air-sol. Dans un premier temps, cette thèse se concentre sur les stations de base aériennes, qui ont fait l'objet d'une grande attention de la part des chercheurs afin de fournir des services de communication flexibles et à la demande aux utilisateurs au sol. À cette occasion, nous construisons une plateforme prototype de démonstration de faisabilité qui délimite les composants de conception requis pour mettre en œuvre de telles plateformes dans le monde réel, et nous expliquons ensuite la nécessité d'un placement optimal des stations de base aériennes pour augmenter les services de communication. Pour prendre en charge une classe hétérogène de services 5G provenant de diverses industries verticales (appelées locataires des opérateurs de réseaux 5G), nous proposons un cadre de station de base aérienne sensible au découpage dans lequel les utilisateurs au sol ayant des exigences de trafic différenciées en termes de débit de données, de latence et de déploiement massif sont pris en charge par le biais d'un approvisionnement intelligent en ressources. Ensuite, nous décrivons les utilisateurs aériens qui sont pris en charge par l'infrastructure cellulaire actuelle et examinons les difficultés telles que la coexistence des utilisateurs aériens et des utilisateurs au sol, les transferts et l'optimisation des trajectoires en fonction des communications
As an expanding subject of aerial robotics, Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) have received substantial research attention within the wireless networking research community. As soon as national legislations enable UAVs to fly autonomously, we will witness swarms of UAV filling the skies of our smart cities to complete diverse missions: package delivery, infrastructure monitoring, event videography, surveillance, tracking, etc. Fifth generation (5G) and beyond cellular networks can improve UAV communications in a variety of ways and thus benefit the UAV ecosystem. There is a wide variety of wireless applications and use cases that can benefit from the capabilities of these smart devices, including the UAV's inherent characteristics of agile mobility in three-dimensional space, autonomous operation, and intelligent placement. The broad goal of this thesis is to provide a comprehensive analysis of the synergies that may be realized when combining 5G and beyond cellular networks with UAV technology. This thesis presents four types of UAV and cellular ecosystem integration models. "UAV-assisted cellular paradigm" refers to communication scenarios in which UAVs are used as flying (or aerial) base stations or as relays to augment current terrestrial cellular connectivity or to mitigate disaster situations. The "cellular-assisted UAV paradigm" foresees the integration of UAVs into the current cellular network as a new aerial user (flying UE) to serve a wide variety of applications and use cases. The "UAV-to-UAV paradigm" stresses the collective strength of a fleet of UAVs as a swarm and communication amongst UAVs inside the swarm. The "hybrid non-terrestrial paradigm" encompasses satellite and aerial networks, therefore examining the whole spectrum of communication links from the ground to the air to the space in the form of an integrated space-air-ground communication network. Initially, this thesis focuses on aerial base stations, which have gained great academic attention in order to provide flexible, on-demand communication services to ground users. On this occasion, we build and construct a proof-of-concept prototype platform that delineates the design components required to implement such platforms in the real world, and we then explain the necessity for optimal placement of aerial base stations for increasing communication services. To support a heterogeneous class of 5G services from various vertical industries (referred to as tenants of 5G network operators), we propose a slicing-aware aerial base station framework in which ground users with differentiated traffic requirements in terms of data rate, latency, and massive deployment are supported through intelligent resource provisioning. Second, we describe aerial users who are supported by current cellular infrastructure and examine difficulties such as coexistence of aerial users and ground users, handovers, and communication-aware trajectory optimization. The use of a swarm of UAVs is considerably more cost-effective as compared to a single UAV conducting a mission when considering realistic mission goals. A swarm of UAVs opens up new opportunities for new services and applications since the UAVs may independently coordinate their operations and work together to complete a given task. Due to the spatio-temporal dynamics of swarm topology, dependable network development with seamless communication amongst UAVs is essential for any operation to be successful. As part of this thesis, we offer centralized and decentralized network models for UAV-to-UAV (U2U) communication inside swarm and conduct a full investigation of sidelink-assisted U2U communication with performance assessment

Cette thèse a examiné des solutions innovantes pour optimiser la connectivité et les performances des objets connectés, en mettant particulièrement l'accent sur l'agriculture connectée, où garantir la connectivité est crucial. En analysant les technologies LPWAN et satellitaires, nous avons démontré que la connectivité hybride constitue une approche prometteuse pour couvrir les zones blanches, notamment dans des régions rurales isolées. Un prototype d’antenne pour la communication par satellite a été conçu pour assurer une réception efficace avec la constellation Kinéis, tandis qu'une antenne reconfigurable en fréquence a été développée pour faciliter des communications flexibles entre les réseaux terrestres et satellites. De plus, l'amélioration d'un système TPMS, spécifiquement destiné aux engins agricoles, a permis d'accroître la sensibilité et la robustesse du système, répondant ainsi aux exigences des applications dans des environnements difficiles. Malgré certains défis liés à la complexité de fabrication, cette recherche jette des bases solides pour des solutions IoT adaptées aux besoins spécifiques de l’agriculture connectée et ouvre des perspectives pour d'autres secteurs nécessitant une couverture dans des zones reculées
This thesis examined innovative solutions to optimize the connectivity and performance of connected objects, particularly focusing on connected agriculture, where ensuring connectivity is crucial. By analyzing LPWAN and satellite technologies, we demonstrated that hybrid connectivity represents a promising approach to covering white zones, especially in isolated rural areas. A satellite communication antenna prototype was designed to ensure effective reception with the Kinéis constellation, while a frequency-reconfigurable antenna was developed to facilitate flexible communications between terrestrial and satellite networks. Additionally, the enhancement of a TPMS system, specifically aimed at agricultural machinery, significantly increased the sensitivity and robustness of the system, thus meeting the requirements of applications in challenging environments. Despite certain challenges related to manufacturing complexity, this research lays a solid foundation for IoT solutions tailored to the specific needs of connected agriculture and opens perspectives for other sectors requiring coverage in remote areas

En systèmes « Cell-Free massive Multiple-Input-Multiple-Output (Cell-Free massive MIMO) » on distribue dans un territoire géographique un nombre massif de points d’accès, contrôlés par des unités centrales de processing (CPUs), afin de servir simultanément un nombre beaucoup moins inférieur au nombre d’équipements utilisateurs dans les mêmes ressources temporelles et fréquentielles. Contrairement aux systèmes MIMO massifs centralisés, « Cell-Free massive MIMO » est caractérisé par un durcissement de canal pas suffisamment accentué, c’est pourquoi il serait convenable d’inclure des pilotes envoyés en voie descendante afin d’estimer le canal descendant. Cette thèse met en exergue l’allocation de pilotes en voie descendante en systèmes « cell-free massive MIMO » moyennant une métrique qui prend en compte l’interférence inter-utilisateurs en voie descendante. Cette métrique nous donne une information sur le taux de sévérité du problème de «contamination de pilotes envoyés en voie descendante». Suite au calcul de cette métrique, un seuil d’interférence est déni pour déterminer les utilisateurs qui sont susceptibles de réutiliser le même pilote en voie descendante. Fixer un tel seuil vise à optimiser le nombre de pilotes envoyés en voie descendante, tout en maximisant le minimum du débit effectif par utilisateur en voie descendante. Cette approche donne lieu à un graphe de conflit, dans lequel chaque équipement utilisateur est considéré un nœud du graphe. C’est un problème d’optimisation combinatoire qui pourrait être résolu approximativement en utilisant un algorithme de coloriage. C’est un algorithme glouton dont les étapes sont les suivantes. En fixant un seuil adéquat, qui maximise le minimum du débit effectif en voie descendante par utilisateur, un graphe de conflit est ainsi construit. Il modélise l’interférence susceptible d’être présente parmi les équipements utilisateurs interférents, où chaque équipement utilisateur représente un noeud du graphe de conflit. Ensuite, la méthode de coloriage proposée permet de mitiger l’interférence inter-utilisateurs par l’affectation de différents pilotes en voie descendante aux équipements utilisateurs directement connectés dans le graphe de conflit, caractérisés par une interférence considérable et le même pilote aux utilisateurs, non directement connectés dans le graphe de conflit, présentent avec une interférence moins prédominante dans le graphe de conflit. Ce processus de coloriage s’effectue en accord à des règles bien déterminées. Les résultats de simulation démontrent que la méthode proposée présente des performances, en termes de débit effectif par utilisateur en voie descendante, mieux que celles des méthodes existantes à l’instar de la méthode celle qui s’appuie sur la connaissance de la statistique du canal « statistical channel state information », l’allocation orthogonale et aléatoire de pilotes en voie descendante. De surcroît, notre analyse met l’accent également sur la réduction de la charge de pilotes en voie descendante en utilisant l’allocation de pilotes en voie descendante reposant sur notre méthode proposée comparativement aux méthodes conventionnelles susmentionnés
In Cell-Free massive Multiple-Input-Multiple-Output (Cell-Free massive MIMO) systems, we distribute in a coverage area a massive number of access points, mastered by central processing units (CPUs), to simultaneously serve much smaller number of user equipments (UEs) over the same time/frequency resources. In contrast to the centralized massive MIMO, cell-free massive MIMO is characterized by a channel hardening not sufficiently accentuated, thus, it will be appropriate to include downlink (DL) pilots to estimate the DL channel. This thesis considers a DL pilot assignment for the cell-free massive MIMO systems by defining a metric, involving the inter-user interference (IUI). This metric gives insights about DL pilot contamination. A threshold is then defined to optimize the number of DL pilots, which maximizes the minimum per-user DL throughput. This approach gives a conflict graph, where each UE is regarded as a vertex of the graph. It consists in a combinatorial optimization problem that can be approximated using a graph coloring algorithm. It is a greedy algorithm whose steps are described as follows. By fixing the adequate threshold, maximizing the minimum per-user DL throughput, a conflict or interference graph is constructed. It models the potential interference among interfering UEs, the UEs between which there is an edge are in conflict, i.e., present a high IUI. Then, the proposed scheme mitigates the potential IUI by appointing different DL pilots to connected UEs with high IUI and same DL pilots to UEs with low IUI in the conflict graph in accordance with some coloring rules. The simulation results validate that the minimum per-user DL throughput based on the proposed approach outperforms the conventional methods, i.e., statistical channel state information, the orthogonal and the random pilot assignment in the DL training. Our analysis underlines also the reduction of the DL pilot overhead ratio using the DL pilot assignment based on our proposed scheme, compared to the conventional methods aforementioned

La dernière décennie a connu l’augmentation des accidents de la route et la circulation a augmenté rapidement avec la croissance du secteur automobile et la démocratisation des voitures. Les chercheurs ont démontré que le nombre élevé d'accidents sur la route est principalement dû à l'incapacité et à la lenteur des conducteurs à prendre la bonne décision. Les stratégies de formation des véhicules et les systèmes de communication entre véhicules sont considérés comme des solutions à ces problèmes.La communication entre véhicules, connue sous le nom de "vehicle-to-everything" (V2X), qui comprend les communications de véhicule à véhicule (V2V) et de véhicule à infrastructure (V2I), permet aux véhicules d'échanger des messages de sécurité routière et de gestion du trafic avec une faible latence. La formation de platoon est une option interactive qui peut améliorer la communication V2X et assurer une bonne sécurité. Le platoon de véhicules est défini comme un groupe de véhicules se suivant les uns les autres, se déplaçant en ligne droite avec un espace inter-véhicules très court. Plusieurs stratégies de formation de pelotons de véhicules ont été définies afin d’en gérer la durée de vie ainsi que la stabilité. Cependant, aucune de ces stratégies n'a pris en compte les contraintes de circulation et de vitesse.Notre travail de recherche comporte trois objectifs. Dans la première phase, nous avons proposé un nouvel algorithme de formation de peloton appelé Speed Platoon Splitting (SPS) où les véhicules sont regroupés en fonction de leur destination (le véhicule de tête a la destination la plus lointaine et le dernier véhicule a la destination la plus proche). SPS vise à réduire la congestion en utilisant un pool de tickets et classe les pelotons en fonction de leur vitesse sur deux voies différentes. L'analyse des performances montre que le SPS assure la stabilité des pelotons et réduit la circulation sur l'autoroute.Les communications V2X peuvent être réalisées via les technologies de radio fréquence (RF), en particulier la standard 802.11p. Cependant, en raison de la progression accélérée du nombre de dispositifs, cette technologie souffre de plusieurs problèmes tels que la latence élevée et la congestion des canaux. Une solution de communication alternative est fournie par la communication par lumière visible (VLC). Le VLC est une technique de transmission de données sans fil qui utilise la lumière visible. La VLC réduit la complexité et le coût, permet un positionnement de haute précision et augmente l'évolutivité et la sécurité du réseau.Le deuxième objectif de cette thèse se focalise sur les performances du VLC dans la communication V2V entre les membres du peloton. Nous avons considéré deux modèles mathématiques validés par des simulations pour deux scénarios différents (nous avons pris une file d'attente M/M/1 et une file d'attente M/GI/1 pour le premier et le second scénario respectivement).les résultats montrent une étude très détaillée de la performance du VLC en présence de véhicules perturbateurs où nous avons dérivé le paramètre de qualité de service (QoS). La technologie VLC est considérée comme une technique efficace pour les pelotons, qui sont affectés par des véhicules gênants.Le troisième objectif de la thèse se concentre sur la proposition d'un mécanisme de handover vertical entre les technologies VLC et RF. Cet objectif est composé de deux parties, la première est la décision de faire un handover vertical (VHO) en utilisant la valeur seuil ou la technique d'apprentissage automatique. La deuxième partie consiste à choisir la technologie appropriée après le VHO en utilisant la fonction d'utilité ou le jeu coopératif.Tout au long de la thèse, l'évaluation des performances du VLC est basée sur la modélisation mathématique. Par ailleurs, la simulation est réalisée pour valider cette modélisation mathématique
The thesis topic is a part of the global interest in wireless vehicular networks. Over the past decade, the number of road accidents has increased quickly with the growth of the automotive sector. Statistics have demonstrated that the high number of accidents on the road is primarily due to the high traffic density and the lack of information about other drivers' decisions. Recent studies have shown the importance of vehicular communications, which allow the exchange of real-time traffic safety information between vehicles and thus contribute to accidents avoidance.Through vehicular communication, known as vehicle-to-everything (V2X), which includes vehicle-to-vehicle (V2V) and vehicle-to-infrastructure, vehicles can exchange road safety and traffic management messages with low latency. Platoon formation is considered an interactive option that can improve V2X communication and ensure more safety. The vehicle platoon is defined as a group of vehicles following each other, moving in a straight line with a very short inter-vehicle space. Several vehicle platoon formation strategies have been defined in order to manage the platoon's lifetime and stability. However, none of these strategies has taken into account traffic congestion and speed constraints.The first objective of our work is to propose a new platoon formation algorithm called speed platoon splitting (SPS) where vehicles are grouped according to their destination (the leading vehicle has the farthest destination and the latest vehicle has the nearest destination). The main purpose of SPS is to target alleviating congestion by using a ticket pool and classify platoons according to their velocity in two different lanes. Performance analysis shows that SPS provides platoon stability and reduces highway congestion.V2X communications can be achieved via radio frequency (RF) technologies, especially the 802.11p standard. However, due to the accelerated growth in the number of devices, this technology suffers from several problems such as high latency and channel congestion. An alternative communication solution is provided by visible light communication (VLC). VLC is the usage of visible light as a wireless data transmission technique. VLC reduces complexity and cost, enables high precision positioning and increases network scalability and security.The second objective of this thesis tackles the performance of VLC in V2V among the platoon members. For this purpose, we considered two mathematical models validated by simulations for two different scenarios (we have taken an M/M/1 and an M/GI/1 queues for the first and the second scenarios respectively). The performance evaluations present a detailed study of the VLC in the presence of disruptive vehicles and they are used to derive computations of the Quality of Service parameters. The main conclusion drawn is that VLC technology is considered an efficient technique but it is affected by disruptive vehicles.The third objective of the thesis focuses on proposing a mechanism for vertical handover (VHO) between VLC and RF technologies. This objective is composed of two parts, the first one is based on the threshold value to make a vertical handover decision or by using machine learning techniques. The second part is to choose the appropriate technology after VHO using the utility function or the cooperative game.Throughout the thesis, the performance evaluation of the VLC is based on mathematical modelling. Moreover, the simulation is performed to validate this mathematical modelling

Cette thèse contribue au domaine émergent des réseaux sans-fil agiles utilisant plusieurs couches physiques. Traditionnellement, les réseaux sans-fil industriels n'emploient qu'une seule interface radio, à l'instar des implémentations de la pile protocolaire réseau IETF 6TiSCH qui s'appuient sur la radio IEEE 802.15.4 O-QPSK opérant dans la bande de fréquence à 2,4 GHz. Des progrès dans l'intégration de plusieurs schémas de modulation/codage au sein d'un même circuit radio et capable d'opérer dans différentes bandes de fréquence permettent aujourd'hui l'exploitation au sein d'un même réseau d'une diversité de configurations radios. Nous utilisons le terme "PHY'' pour désigner toute combinaison de : modulation, bande de fréquence et schéma de codage. Dans cette recherche, nous soutenons que la combinaison de PHY longue portée et courte portée peut offrir des performances de bout en bout de réseau équilibrées qu'aucun PHY unique n'atteint. Nous démontrons comment un ensemble de PHY courte et longue portée peut être intégré sous une architecture 6TiSCH généralisée ("g6TiSCH'') et nous évaluons expérimentalement ses performances dans un banc d'essai de 36 nœuds à Inria-Paris. De plus, nous montrons, expérimentalement, comment un slotframe TSCH peut adapter la durée du slot, slot par slot, en fonction du débit du PHY utilisé ("6DYN''). Enfin, nous concevons et évaluons, par simulation, une fonction d'objectif pour RPL qui optimise la durée de vie du réseau ("Life-OF''). Nous démontrons comment Life-OF combine divers PHYs pour augmenter la durée de vie du réseau de jusqu'à 470% par rapport à la fonction d'objectif MRHOF du staandard IETF actuel
This thesis contributes to the emerging field of agile multi-PHY wireless networking. Industrial wireless networks have relied on a single physical layer for their operation. One example is the standardized IETF 6TiSCH protocol stack for industrial wireless networking, which uses IEEE~802.15.4 O-QPSK radio in the 2.4~GHz band as its physical layer. Advances in radio chip manufacturing have resulted in chips that support a diverse set of long range and short range PHYs. We use the term "PHY'' to refer to any combination of: modulation, frequency band, and coding scheme. In this research, we argue that combining long-range and short-range PHYs can offer balanced network end-to-end performance that no single PHY achieves. We demonstrate how a set of short-range and long-range PHYs can be integrated under one generalized 6TiSCH ("g6TiSCH'') architecture and we evaluate its performance experimentally in a testbed of 36~motes at Inria-Paris. We further demonstrate, experimentally, how a TSCH slotframe can adapt the slot duration on a slot-by-slot basis, as a function of the bitrate of the used PHY ("6DYN''). Finally, we design and evaluate, through simulation, an objective function for RPL that optimizes for network lifetime ("Life-OF''). We demonstrate how Life-OF combines diverse PHYs to boost network lifetime to be up to 470% compared to the IETF standard MRHOF

Cette thèse aborde les défis posés par la conception et l’optimisation des systèmes de communication sans fil MIMO-NOMA dans les réseaux de cinquième (5G) et sixième génération (6G). Ces technologies sont au cœur des applications modernes nécessitant une communication ultra-fiable et à faible latence (uRLLC), comme les véhicules autonomes, l’automatisation industrielle, et les systèmes de réalité augmentée. L’objectif principal de cette thèse est de développer des techniques avancées pour la gestion des ressources, la réduction du retard, et l’amélioration de l’efficacité énergétique, dans un contexte où un grand nombre d’utilisateurs partagent simultanément les ressources réseau. Dans un premier temps, un état de l’art est présenté, couvrant les concepts de base du multiplexage par répartition non orthogonale (NOMA) et des systèmes multi-antennes MIMO, ainsi que les avancées récentes dans le domaine de la communication uRLLC. Ensuite, des algorithmes novateurs de regroupement d’utilisateurs (clustering) et d’allocation de puissance, fondés sur la latence et la corrélation spatiale, sont proposés. Ces algorithmes permettent de prioriser les utilisateurs selon leurs besoins en termes de qualité de service (QoS) et de minimiser les interférences entre clusters d’utilisateurs. En parallèle, un cadre pour la modélisation et la simulation des retards dans les systèmes MIMO-NOMA est développé, intégrant des scénarios réalistes où les paquets de données sont transmis en fonction de leurs contraintes de délai. Les résultats obtenus à partir des simulations montrent une amélioration significative en termes de réduction du retard moyen, d’augmentation du nombre d’utilisateurs desservis, et d’efficacité énergétique par rapport aux méthodes existantes. De plus, l’analyse comparative révèle que l’utilisation d’une approche basée sur la corrélation spatiale et la latence permet de mieux répondre aux exigences des applications critiques en temps réel. Ces travaux contribuent de manière substantielle à la conception des réseaux 5G/6G, en apportant des solutions adaptées aux défis des communications massives à faible latence et aux environnements à haute densité d’utilisateurs
This thesis addresses the challenges posed by the design and optimization of MIMO-NOMA wireless communication systems in fifth (5G) and sixth-generation (6G) networks. These technologies are pivotal for modern applications requiring Ultra-Reliable Low-Latency Communication (uRLLC), such as autonomous vehicles, industrial automation, and augmented reality systems. The main objective of this thesis is to develop advanced techniques for resource management, delay reduction, and energy efficiency enhancement in a context where a large number of users simultaneously share network resources. First, the thesis presents a comprehensive literature review covering the fundamentals of Non- Orthogonal Multiple Access (NOMA) and MIMO systems, along with recent advancements in uRLLC communication. Next, innovative algorithms for user clustering and power allocation, based on latency and spatial correlation, are proposed. These algorithms prioritize users based on their Quality of Service (QoS) requirements and minimize inter-cluster interference. Additionally, a framework for delay modeling and simulation in MIMO-NOMA systems is developed, incorporating realistic scenarios where data packets are transmitted according to their delay constraints. The simulation results demonstrate significant improvements in reducing average delay, increasing the number of users served, and enhancing energy efficiency compared to existing methods. Moreover, the comparative analysis reveals that leveraging spatial correlation and latency-based clustering approaches better meets the demands of time-critical applications. These findings contribute substantially to the design of 5G/6G networks by offering solutions that address the challenges of massive low-latency communications and high-density user environments

Dans l’étude des réseaux, et plus généralement dans celle des systèmes complexes, il y a souvent un compromis entre la simplicité des outils mathématiques, les expressions analytiques ou les approches numériques d’une part, et la précision des résultats d’autre part. Nous analysons une telle situation pour les réseaux sans fils. Nous proposons un nouveau cadre pour l'étude des réseaux sans fil appelé "modèle fluide". L'idée sur laquelle repose le modèle fluide de réseau sans fil que nous développons dans cette thèse consiste à considérer l'ensemble des stations de base d'un réseau comme un continuum d'émetteurs. Cette approche permet d'établir une expression analytique simple d'une caractéristique des réseaux radio cellulaires, le facteur d'interférence f, utile dans un grand nombre d'analyses telles que le dimensionnement, la qualité de service, la gestion des ressources radio. . . Cette expression simplifie considérablement la complexité des calculs requis pour obtenir des résultats précis. Une des principales sources d'inexactitude des approches existantes se situe dans le fait que bien que le facteur d'interférence sur la voie descendante (downlink) dépende de la position du mobile dans la cellule, le calcul de f n'en tient en général pas compte. Le but de notre approche est de proposer un modèle plus précis, qui prend en compte la distance d'un mobile à sa station de base serveuse et qui reste suffisamment simple pour établir unr formule analytique du facteur d'interférence f.

UWB est basée sur un changement de la philosophie de gestion du spectre de fréquence radio. La transmission UWB s’effectue sur une bande de fréquence partagée de plusieurs GHz contrairement aux systèmes de transmission classiques qui utilisent des bandes de fréquence étroites dédiées. Ceci est rendu possible en limitant, à un niveau bas, la densité spectrale de puissance transmise par les systèmes UWB ; par conséquent ces derniers ne causent pas d’interférence notable aux autres systèmes radio avec lesquels ils coexistent. Les systèmes UWB ont comme spécifité d’opérer dans le régime de transmission à très faible efficacité spectrale. Dans le cadre de cette thèse on explore l’impact des caractéristiques de la transmission UWB sur le design optimal de certains aspects de sa couche physique. On considère dans le cadre de notre étude les schémas de détection non-cohérente. On commence par évaluer les performances des détecteurs non-cohérents associes à une transmission On-off. Par la suite on analyse l’impact de la connaissance partielle du canal, pouvant être obtenue grâce à la stationnarité du canal, sur les performances du système. Ensuite on introduit un mode de signalisation UWB à multi porteuses qui permet de généraliser la signalisation On-off au cas bi-dimensionnel temps-fréquence. On analyse les performances de ce système en développant des bornes sur les taux de transmission atteignables. Ensuite, on s'intéresse à la transmission UWB On-off dans le contexte d’un réseau d’accès multiple peer-to-peer. On propose un détecteur d’énergie à seuil quantifié et on montre qu’il atteint les performances très proches d’un récepteur non-cohérent
UWB is a new emerging technology which promises to bring a real revolution in the field of WLAN communications. UWB is based on a shift in spectrum management paradigm which consists on allowing users to transmit over a shared bandwidth of several GHz rather than allocating private bandwidth to each user. No significant interference is caused to other UWB users nor to other systems coexisting on the same frequency bandwidth thanks to a constrain on the transmitted power spectral density. Given the huge bandwidth used by UWB systems, the latter operates in the low spectral efficiency regime. In our work we investigate the impact of UWB characteristics on the design of adequate signalling and coding schemes. Motivated by the fact that channel knowledge is not required to achieve channel capacity for vanishing spectral efficiency, we consider non-coherent type of detection. We first evaluate the performance of practical non-coherent schemes using on-off signalling. We then investigate the impact of channel estimation, made possible by channel stationary, on system performance and show at which extinct practical coherent UWB systems can outperform non-coherent ones. Later we introduce a multi-carrier UWB signalling scheme which generalizes the concept of on-off signalling to the time-frequency 2-dimentional signalling space. We analyze the performance of this signalling scheme by deriving lower and upper bounds on its achievable data rates over the set of all frequency taps correlation profiles. We then consider UWB on-off signalling in the context of peer-to-peer multiple access networks. We propose a quantized threshold-based non-coherent receiver whose performance is shown

The progress of wireless communication technologies allows the implementation of high rate applications. Users want to use their devices, equipped with a wireless interface, to watch videos and capture images and video clips using their digital cameras. Indeed, these high rate applications can quickly consume the available radio bandwidth. In this context, classical mobile networks provide a throughput which is expensive in terms of costs and is not, in most cases, sufficient to serve a large number of users. The purpose of this thesis is to define a mobile network that provides a high data rate at a low cost. In particular, it must allow a large number of users to exchange high data amounts with application servers without decreasing the quality of service. This contribution is constituted of three parts. In the first one, we propose an architecture which is able to provide high data rates at low costs. This architecture is based on interconnected wireless networks and discontinuous coverage. In the second part, the effectiveness of this architecture is presented, which ensures an efficient data delivery in the down-link and the up-link. In the third part, the challenges posed by a large scale deployment of the considered network are finally described together with the solutions found for the architecture
Dans le domaine des réseaux mobiles, les progrès en matière de technologie de communication sans fil permettent d'envisager la mise en oeuvre d'applications réclamant des débits importants. Le plus souvent, les utilisateurs sont maintenant équipés de terminaux munis d'interface de communication sans fil et de fonctions de captures numériques (comme un appareil photo par exemple), avec lesquels ils souhaitent pouvoir regarder des films, ou bien encore capturer et stocker des photos et des séquences vidéo. De telles applications peuvent rapidement consommer la bande passante disponible dans l'infrastructure de communication. Dans ce contexte, les débits fournis par les réseaux mobiles actuels, en plus d'être d'un coût élevé, ne sont pas, le plus souvent, suffisants pour servir un grand nombre d'utilisateurs. L'objectif de cette thèse est de proposer et d'évaluer une architecture de réseau mobile offrant un haut débit, et ce pour un faible coût de déploiement. Cette architecture doit permettre à une densité élevée d'utilisateurs d'échanger des quantités importantes de données avec des serveurs applicatifs, et ce sans dégrader la qualité de service. Notre contribution repose sur trois parties. Dans un premier temps, nous proposons une architecture en mesure de fournir des transferts haut débit, pour des faibles coûts de déploiement. Cette architecture s'appuie sur une interconnexion de cellules radio de tailles réduites et n'offrant pas une couverture continue. On parle alors de réseau à couverture discontinue. Dans un deuxième temps, nous validons le fonctionnement de cette architecture pour les flux descendants et montants. Dans un troisième temps, nous décrivons les problèmes posés par un déploiement grande échelle du réseau proposé, et nous présentons des solutions adaptées