Dissertations / Theses on the topic 'Techniques de linéarisation'

L'antagonisme entre la capacité d'émission d'informations haut débit (linéarité) et le rendement énergétique, dans le contexte des émetteurs radio, est l'axe des travaux de cette thèse. Nous proposons une architecture matérielle basé sur circuits FPGA1 pour l'implémentation de fonctionnalités de prédistorsion numérique (DPD) pour la linéarisation d'amplificateurs RF. Nous articulons nos approches à partir de la séparation entre les processus de prédistorsion et d'adaptation. Ainsi, nous pouvons proposer une structure matérielle -le BPC2 ou Cellule Basique de Predistorsion- bien adaptée pour l'implémentation du module de prédistorsion. Le module de prédistorsion basé sur BPC peut être reconfigurable au besoin, et, en plus, il reste indépendant de la méthodologie particulière de dérivation de la fonction de prédistorsion. Afin d'effectuer des validations, deux prototypes permettant de tester des stratégies de prédistorsion performantes et novatrices ont été mis en oeuvre. Dans un premier temps, nous avons implémenté un système DPD basé sur la théorie des systèmes hyperstables sur une plateforme mixte FPGA/DSP3. En complément des résultats expérimentaux, nous rentrons dans le détail des fonc- tions complémentaires à la prédistorsion et l'adaptation nécessaires pour produire la prédistorsion. Le deuxième prototype adresse la linéarisation et la compensation des e®ets mémoire de l'amplificateur RF. Nous présentons et validons expérimentalement une structure de prédistorsion du type NARMA4, implémentée au moyen d'un réseau de cellules BPC. Au passage, nous étudions la consommation de la prédistorsion et son impact sur le rendement. Si l'utilisation de la prédistorsion s'avére inévitable pour contrer les effets mémoire, nous proposons de dégrader la Classe de l'am- plificateur, dans le but d'obtenir un émetteur aussi linéaire mais plus performant énergétiquement. Finalement, au delà de la prédistorsion seule, nous proposons, analysons et va- lidons expérimentalement un sys tème de prédistorsion + commande dynamique de l'alimentation de l'amplificateur RF. La structure de traitement du signal numérique développée, permet de : 1/prédistordre le signal et 2/commander des modulateurs d'amplitude lents (par rapport à la largeur de bande de l'application cible, mais ayant de forts rendements de conversion). L'inclusion de capacités de pilotage de l'alimentation autour de la prédistorsion s'avère peu coûteuse et permet d'atteindre des rendements améliorés sans perte de linéarité.

L'antagonisme entre la capacité d'émission d'informations haut débit (linéarité) et le rendement énergétique, dans le contexte des émetteurs radio, est l'axe des travaux de cette thèse. Nous proposons une architecture matérielle basé sur circuits FPGA1 pour l'implémentation de fonctionnalités de prédistorsion numérique (DPD) pour la linéarisation d'amplificateurs RF. Nous articulons nos approches µa partir de la séparation entre les processus de prédistorsion et d'adaptation. Ainsi, nous pouvons proposer une structure matérielle (le BPC2 ou Cellule Basique de Prédistorsion) bien adaptée pour l'implémentation du module de prédistorsion. Le module de prédistorsion basé sur BPC peut être reconfigurable au besoin, et, en plus, il reste indépendant de la méthodologie particulière de dérivation de la fonction de prédistorsion. Afin d'effectuer des validations, deux prototypes permet tant de tester des stratégies de prédistorsion performantes et novatrices ont été mis en oeuvre. Dans un premier temps, nous avons implémenté un système DPD basé sur la théorie des systèmes hyperstables sur une plateforme mixte FPGA/DSP3. En complément des résultats expérimentaux, nous rentrons dans le détail des fonctions complémentaires µa la prédistorsion et l'adaptation nécessaires pour produire la prédistorsion. Le deuxième prototype adresse la linéarisation et la compensation des effets mémoire de l'amplificateur RF. Nous présentons et validons expérimentalement une structure de prédistorsion du type NARMA4, implémentée au moyen d'un réseau de cellules BPC. Au passage, nous étudions la consommation de la prédistorsion et son impact sur le rendement. Si l'utilisation de la prédistorsion s'avère inévitable pour contrer les effets mémoire, nous proposons de dégrader la Classe de l'amplificateur, dans le but d'obtenir un émetteur aussi linéaire mais plus performant énergétiquement. Finalement, au delµa de la prédistorsion seule, nous proposons, analysons et validons expérimentalement un système de prédistorsion + commande dynamique de l'alimentation de l'amplificateur RF. La structure de traitement du signal numérique développée, permet de : 1/ prédistordre le signal et 2/ commander des modulateurs d'amplitude lents (par rapport à la largeur de bande de l'application cible, mais ayant de forts rendements de conversion). L'inclusion de capacités de pilotage de l'alimentation autour de la prédistorsion s'avère peu côuteuse et permet d'atteindre des rendements améliorés sans perte de linéarité
The antagonism between information capacity and energetic efficiency in the context of wireless communications, more precisely : the trade-off between transmitter linearity and its efficiency ; is the main driver of this thesis. A FPGA5-based architecture for digital predistortion (DPD) linearizers for RF power amplifiers is proposed in this thesis. By means of separating the adaptation process from the predistortion itself, a convenient, simple hardware building block for the DPD architecture inside the FPGA {the Basic Predistortion Cell (BPC){ has been identified. A BPC-based architecture provides independency from the particular DPD function derivation method, and it is easily scalable and reconfigurable, depending on the operation mode and degree of impairments introduced by the transmitter chain in each particular case. In order to support those claims and provide experimental evidence, two main different prototyping scenarios have been developed. In the first one, a DPD adaptive linearizer based on the passivity theory (hyperstable systems) has been designed and implemented on a low-cost mixed FPGA/DSP platform. Besides experimental results, complementary signal proces sing techniques to DPD are also addressed, thus giving a wide insight on realistic scenarios of DPD systems. In the second scenario, an advanced, adaptive DPD system aimed at compensating not only PA's nonlinear behavior, but also its memory effects, is presented. It is based on a Nonlinear Auto-Regressive Moving Average7 structure which is mapped into hardware using a BPC grid-structure. Besides the experimental results on PA efficiency and linearity, FPGA implementation issues {such as adaptation and power consumption{ are also studied. The manipulation of the PA class of operation to improve its efficiency, provided that DPD may be unavoidable due to the impact of memory effects, is discussed as well. Finally, to further improve efficiency, a DPD linearizer with dynamic supply built-in capabilities has been proposed and implemented as discussed in the last part of this thesis. There, an efficient, bandwidth limited, switched DC-DC converter is in charge of the PA supply modulation. The thorough design procedure targeting a FPGA implementation shows how the necessary functions for commanding the supply modulator can be seamlessly integrated within the DPD processor. The experimental results highlight how the proposed solution maintains linearity and enhances the PA efficiency when compared to a DPD-only method

La diffusion de signaux de télévision numérique est soumise à un certain nombre de contraintes. Notamment les niveaux de rayonnements non essentiels (RNE) émis en dehors des fréquences d’émission doivent être inférieurs à un seuil fixé par les instances de régulation afin de ne pas brouiller les autres canaux de diffusion. Compte tenu du caractère non-linéaire des amplificateurs de puissance, l’augmentation de la puissance diffusée permet d’augmenter le rendement des amplificateurs mais augmente en même temps le niveau des RNE. Les diffuseurs doivent donc trouver un compromis entre le niveau des RNE émis et le coût de revient des équipements de diffusion. Jusque là, les programmes DVB-T sont amplifiés en monocanal, c’est-à-dire que chaque multiplex est amplifié par un amplificateur. Le rendement est optimisé en utilisant un précorrecteur numérique afin de limiter les intermodulations dans le canal et dans les canaux adjacents, et en utilisant un filtre de canal afin de nettoyer le spectre. Cette technique de précorrection numérique, simulée dans ce mémoire, permet effectivement d’améliorer les shoulders et le TEB. L’amplification multicanal permettrait un gain important car un seul amplificateur est nécessaire pour traiter plusieurs multiplex. Cependant sans linérisation, il est nécessaire d’utiliser l’amplificateur de puissance avec un recul de puissance très élevé pour que le seuil maximal des RNE ne soit pas atteint. Nous proposons ici un précorrecteur multicanal qui permet de diminuer Digital television broadcasting is subjected to a certain number of contraints
Among others, the spurious levels must be lower than the threshold imposed by regulation authorities to avoid disturbing the other channels. Taking in account the non linearity nature of power amplifiers, increase the emitted power leads to increase the efficiency but also the spurious level. Consequently, broadcasters should reach a compromise between spurious level and transmitters cost. DVB-T programs are currently amplified in mono-channel, i. E. Each multiplex is amplified by its own amplifier. The efficiency is improved using a digital predistorter and a band-pass filter. The digital predistorter minimizes in band and out of band intermodulations, and the filter cleans the spectrum. The digital predistortion method, simulated in this memory, allows a great improvement of the shoulders and the BER. Multi-channel amplification would conduce to a high profit because only one amplifier is necessary to treat several channels. However without linearization, the amplifier must be used with a very high output back-o? in order to keep the spurious level below the fixed threshold. In this thesis we present a multi-channel predistorter that highly improves the shoulders and the spurious level

Les systèmes de communications modernes requièrent l’utilisation de formats de modulations qui génèrent des signaux hyper fréquences dont l’enveloppe est variable avec des rapports entre la puissance crête et la puissance moyenne (PAPR) très forts. Dans ces conditions, l’amplificateur de puissance de l’émetteur est très contraint par une optimisation difficile du compromis entre son rendement électrique et sa linéarité. Ainsi il apparaît clairement que le développement d’architectures d’amplificateurs visant une amélioration de rendement significative présente un intérêt majeur et on assiste à une tendance assez générale qui consiste à appliquer des techniques correctives de linéarisation aux architectures d’amplificateurs à très haut rendement. Dans ce contexte, il apparaît opportun de concevoir des outils de caractérisation qui sont capables de contribuer efficacement au développement de solutions d’amplifications linéaires et à haut rendement. C’est précisément le développement et l’exploitation d’un tel outil de caractérisation qui fait l’objet de ces travaux de thèse. Une exploitation du système de caractérisation est appliquée à un amplificateur GaN 10W pour deux types de signaux (QAM16 et OFDM). Des résultats de caractérisation de l’amplificateur et une amélioration des performances sont obtenus en appliquant successivement une technique de contrôle de polarisation de drain et une pré distorsion numérique en bande de base. Enfin une étude est également menée en présence d’un signal de contrôle de polarisation volontairement filtré pour diminuer sa bande passante et alléger les contraintes en terme de couple vitesse / puissance du modulateur de polarisation
Modern communication systems require the use of modulation schemes that lead to non envelope constant microwave signals. The peak to average power ratio (PAPR) of these signals is large. In such conditions, power amplifiers used in transmitters are critical devices because they need to be optimized in terms of both electrical efficiency and linearity which are antagonist parameters if conventional power amplifier architectures are considered. Consequently there is a major interest in research activities dealing with new power amplifier architectures that enable to obtain either high efficiency or good linearity performances. This can be reached if linearization techniques are applied to high efficiency power amplifiers designs. In such a context it is of prime interest to develop a laboratory set up that includes dynamic biasing of power amplifiers and digital predistortion capabilities to investigate novel high efficiency and linear amplification solutions. This has been accomplished in this work and applied to the optimisation of both efficiency and linearity of a 10 Watt GaN amplifier at S Band. Finally an experimental study that consists in low pass filtering the dynamic drain bias voltage is reported. The goal is to find a possible solution to enhance the efficiency of the bias modulator circuit without impacting to much linearity performances

Les techniques de pré-distorsion numérique (DPD) en bande de base permettant de linéariser un amplificateur de puissance (PA) avec effets mémoires non linéaires sont étudiées. Des éléments de base liés à la linéarisation du PA sont introduits, tels que le comportement non-linéaire du PA, son influence sur les systèmes de communication, sa modélisation et caractérisation. . . Puis certaines techniques de linéarisation existantes sont décrites, telles que le recul de puissance, le feedforward, la boucle de retour, l’amplification linéaire avec des composants non linéaires et la DPD. La DPD est la technique de linéarisation la plus prometteuse. L’architecture d’implémentation et les algorithmes d’identification de la DPD sont décrits. Dans cette thèse, quatre méthodes originales de DPD sont proposées. La première méthode (MP/LUT DPD) combine un modèle polynomial à mémoire (MP) avec une simple LUT. L’amplitude et la phase du signal prédistordu sont calculées par cette LUT. La deuxième méthode consiste à ajouter une interpolation linéaire à cette méthode. La troisième méthode consiste à améliorer la technique d’interpolation par une interpolation quadratique. La quatrième méthode exploite conjointement la MP DPD et un réseau de neurones. L’innovation principale dans cette dernière, réside dans l’apprentissage du réseau de neurones avec les échantillons du signal pré-distordu par la MP DPD. Enfin, les résultats de simulation et expérimentaux en termes de linéarisation, d’amélioration spectrale, de rotation de constellation et de temps de calculs sont fournis. Les méthodes proposées permettent différents compromis entre les performances de linéarisation et la complexité
Baseband digital predistortion (DPD) techniques for linearizing power amplifiers (PA) with memory effects are investigated in this thesis. Firstly, the relevant elements concerning PA linearization are introduced, such as PA nonlinearity behavior, its influence on the communication systems, its modeling and characterization. . . Then some existing linearization techniques are presented, such as power backoff, feedforward, feedback, linear amplification with nonlinear components and DPD. DPD is the most promising linearization technique. After that, the implementation architecture and identification algorithms of DPD are described. In this thesis, four DPD methods are proposed. The first method (MP/LUT DPD) is to combine a memory polynomial (MP) model and a simple non-interpolated LUT. Both the amplitude and phase of the predistorted signal are calculated by LUT. The second method is to add linear interpolation technique to MP/LUT DPD. The third method improves the second one by using a quadratic interpolation technique to MP/LUT DPD. The fourth method is to combine MP DPD and feed forward neural network. The principal innovation is that the training samples of the neural networks are the predistorded signal obtained by MP DPD. Finally, simulation results and experimental results are given and analyzed. The proposed methods provide different trade-off between the linearization performance, time efficiency and complexity

Cette thèse porte sur les techniques d'analyse formelle de systèmes hybrides à dynamiques continues non linéaire. Ses contributions portent sur les algorithmes d'atteignabilité et sur les problèmatiques liées à la representation des ensembles atteignables. This thesis deals with formal analysis of hybrid system with non linear continous dynamic. It contributes to the fields of reachability analysis algorithm and the set representation.

Les travaux de cette thèse se situent dans le cadre des architectures et circuits dédiés aux systèmes de communications 5G FR2-1. Ces systèmes opèrent en bandes millimétriques et utilisent des techniques Massive Multiple Input Multiple Output (MIMO). Un amplificateur de puissance (PA) de la société Macom en technologie nitrure de gallium (GaN) est caractérisé et modélisé. Les résultats montrent que le PA ne respecte pas les contraintes du standard 5G FR2-1. Une prédistorsion numérique (DPD) et une prédistorsion analogique (APD) sont alors étudiées et comparées. Les résultats montrent que la DPD a de meilleures performances de linéarisation que l'APD mais ne permet pas de linéariser des largeurs de bande supérieure à 100 MHz. L'APD, quant à elle, permet de linéariser des largeurs de bande jusque 400 MHz sur l'ensemble de la bande de fréquences n258. Les deux techniques de linéarisation permettent au PA de respecter les contraintes de la norme. L'utilisation du massive MIMO, impose de revoir les architectures conventionnelles d'émission. De ce fait, nous proposons une nouvelle approche permettant de dimensionner l'architecture dans un compromis puissance d'émission, consommation et linéarité de l'architecture d'émission. Pour la formation de faisceaux, une matrice de Butler, utilisant le même substrat que le PA, est conçue et une nouvelle architecture est proposée. Elle utilise un unique amplificateur de puissance, et un réseau de commutateurs et de matrices de Butler co-conçus, et permet d'alimenter 32 éléments rayonnants. Finalement, une analyse comparative d'amplificateurs faible bruit en technologie GaN et arséniure de gallium (GaAs) est présentée et un facteur de mérite est proposé. L'étude démontre qu'il est possible d'utiliser la même technologie pour l'ensemble des éléments du front-end
This thesis focuses on architectures and circuits for 5G FR2-1 communication systems. These systems operate in millimeter waves and use massive Multiple Input Multiple Output (MIMO) techniques. A gallium nitride (GaN) power amplifier (PA) from Macom is characterized and modelled. The results show that the PA do not meet the requierements of the 5G FR2-1 standard. A digital predistorsion (DPD) and an analog predistortion (APD) are therefore investigated and compared. DPD offers better linearization performance than the APD, but cannot linearize bandwiths grater than 100 MHz. The APD, on the other hand, allows to linearized a signal with a bandwidth up to 400 MHz on the n258 frequency band, and can be co-integrated with the PA. Both linearization techniques enable the amplifier to meet the requirements of 5G FR2-1 standard. The use of massive MIMO suggests that conventional architectures need to be reviewed. Consequently, a new approach for sizing the critical elements of the emission architectures is proposed. The main objective is to find the most suitable trade-off between the emitted power, linearity and the consumption of the overall architecture. For beamforming, a Butler matrix, using the same substrate as the power amplifier, is designed, and a new architecture is investigate. The architecture uses a co-design of a single power amplifier, a switch and a Butler matrix network, and enables 32 radiating elements to be fed. Finally, a comparative analysis of low-noise amplifiers based on GaN and gallium arsenide (GaAs) is carried out and a figure of merit is proposed. This study shows that it is possible to use the same technology for all front-end elements

Les systèmes de communication modernes convergent vers un fonctionnement multi-standard associé à des formats de modulation à fort PAPR où l’amplificateur de puissance doit être d’abord optimisé en rendement et où la linéarité sera corrigée ensuite par l’ajout d’un prédistorteur. Si cette solution semble fonctionnelle, elle parait inadaptée et peu efficace sur les systèmes 5G où les largeurs de bandes visées posent à la fois des problèmes d’architecture (complexité de la voie d’observation) etde précision des modèles comportementaux usuels basés sur une simplification de la série de Volterra dans sa forme discrète (GMP, DDR) face à des effets de mémoire exacerbés mais également d’efficacité énergétique du système linéarisé (DPD+PA). Il devient nécessaire dans ce contexte d’aller vers un modèle de prédistorteur moins dépendant des caractéristiques du signal à linéariser, notamment par le modèle TPM (Two path Memory) développé à XLIM, basé sur une simplification de la série de Volterra dans sa forme continue, s’avère indépendant des caractéristiques du signal à linéariser.Notre travail s’est attaché à évaluer les performances en linéarité des modèles classiques (GMP, DDR) et du modèle TPM sur différents amplificateurs de puissance, soit à partir de simulations ou à partir de mesures physiques du PA. Pour ce faire nous avons mis en place un environnement de simulation ainsi qu’un banc d’évaluation des modèles de prédistorsion avec le PA physique afin de quantifier les performances en ACPR suivant la variation de caractéristique du signal (puissance, fréquence, statistique). L’ensemble de ces expérimentations ont permis de vérifier d’une part la faible robustesse des approches classiques (GMP/DDR), d’autre part la stabilité des performances de l’approche TPM quel que soit le scenario envisagé. Cette étude ouvre donc la voie d’une nouvelle génération de prédistorteur qui, extrait une fois pour toute, ne nécessiterait qu’une mise à jour sur des phénomènes à dynamique lente (vieillissement) et permettrait d’envisager une architecture simplifiée de la voie d’observation du DPD ; donc une amélioration de l’efficacité énergétique globale du système linéarisé
Modern communications systems converge towards multi-standard operation combined with high PAPR modulation formats where the power amplifier must first be optimized in efficiency and where linearity will then be corrected by adding a predistorter. If this solution seems functional, it seems inadequate and ineffective on 5G systems where the targeted bandwidths pose both architectural problems (complexity of the observation path) and problems of accuracy of the usual behavioural models based on a simplification of the Volterra series in its discrete form (GMP, DDR) in the face of exacerbated memory effects but also of energy efficiency of the linearized system (DPD+PA). In this context, it becomes necessary to move towards a predistorter model less dependent on the characteristics of the signal to be linearized, in particular by the TPM (Two path Memory) model developed at XLIM, based on a simplification of the Volterra series in its continuous form, is independent of the characteristics of the signal to be linearized.Our work focused on evaluating the linearity performance of the classical models (GMP, DDR) and the TPM model on different power amplifiers either from simulations or from physical measurements of the PA. To do this, we have set up a simulation environmentand an evaluation bench for predistortion models with physical PA in order to quantify ACPR performance according to the variation in signal characteristics (power, frequency, statistics). All these experiments made it possible to verify, on the one hand,the poor robustness of traditional approaches (GMP/DDR) and, on the other hand, the stability of the performance of the TPM approach, whatever the scenario envisaged. This study therefore paves the way for a new generation of pre-distributor which, if extracted once and for all, would only require an update on slow dynamic phenomena (ageing) and would make it possible to consider a simplified architecture of the DPD observation path; thus improving the overall energy efficiency of the linearizedsystem

Dans le cadre des applications sans fil à 60GHz, l’amplificateur de puissance reste un des composants les plus compliqués à implémenter en technologie CMOS. Des modulations à enveloppe non constante obligent à concevoir des circuits hautement linéaires, conduisant à une consommation statique importante. La recherche de topologies et de techniques de linéarisation viables aux fréquences millimétriques fait l’objet de cette thèse. Dans un premier temps, un état de l’art des différents amplificateurs de puissance à 60GHz est dressé, afin d’en extraire l’ensemble des verrous technologiques limitant leurs performances. Suite à l’analyse des phénomènes physiques impactant les composants passifs, plusieurs structures d’amplificateurs élémentaires sont conçues dans les technologies 65nm et 28nm Bulk. Les topologies les plus pertinentes sont déduites de cette étude. Enfin, deux amplificateurs intégrant des techniques de combinaison de puissance et de linéarisation sont implémentés dans les technologies 65nm et 28nm FD-SOI. Ces deux circuits présentent les plus hauts facteurs de mérite ITRS publiés à ce jour. Le circuit en 28nm FD-SOI atteint en outre le meilleur compromis linéarité/consommation de l’état de l’art
The CMOS 60GHz power amplifier (PA) remains one of the most design-challenging components. Indeed, a high linearity associated with a large back-off range are required due to complex modulated signals.In this context, this work focuses on the design of architectures and linearization techniques which are usable at millimeter-wave frequencies. First, a CMOS PA state of the art is presented to define all bottlenecks. Then, the physical phenomena impacting on passive device performances are described. Elementary PAs are implemented in CMOS 65nm and 28nm Bulk and the most suitable topologies are selected. Finally, two highly linear circuits are designed in 65nm Bulk and 28nm FD-SOI. They achieve the highest ITRS figures of merit reported to this day. In addition, the 28nm FD-SOI PA exhibits the best linearity/consumption tradeoff

La recherche fondamentale vers les réseaux cellulaires au-delà de la 5G est en cours et la vision de 2020 et au-delà comprend un nombre important de cas d'utilisation comptenu d'un grand nombre d'appareils avec un large éventail de caractéristiques et de demandes. D'une part, la bonne efficacité spectrale donne plus de capacité pour la transmission tandis que d'autre part, la construction d'équipements radio compacts et peu coûteux, flexibles et de haute qualité est une tâche très difficile. Le contexte des travaux de cette thèse est l'étude des techniques de type massive MIMO en présence d'imperfections RF, notamment celles apportées par les amplificateurs de puissance (PA) non linéaires (NL). Le nombre important de PA dans une station de base de type massive-MIMO crée différentes contraintes et les résultat de ces contraintes entraine fortes dégradation des signaux émis tant dans la bande que hors bande. D'autre part, la normalisation 5G a introduit le concept de différentes numérologies conjointement à la technique massive MIMO. L'influence des différentes numérologies utilisées par les différents utilisateurs sera aussi étudiée dans cette thèse
Fundamental research towards beyond 5G cellular networks is ongoing and the vision of 2020 and beyond includes a significant amount use cases considering a massive number of devices with a wide range of characteristics and demands. On the one hand, the good spectral efficiency gives more capacity for the transmission while on the other hand, building compact and low-cost flexible and high-quality radio equipment is a very challenging task. The context of this thesis is the study of massive MIMO techniques with the presence of radio frequency (RF) imperfections, in particular, the non-linear (NL) power amplifiers (PA). The large number of PAs equipped in the base station (BS) creates various constraints which lead to strong degradation of the transmission quality both in the band and out of band. On the other hand, 5G standardization introduced the concept of different numerologies together with the massive MIMO technique. The influence of the different numerologies used by the different users will also be studied in this thesis

On calcule les solutions issues des lois de conservation scalaires non linéaires à l'aide d'éléments finis discontinus en dimension un ou en dimension supérieure. On utilise des approximations constantes par morceaux pour obtenir des schémas d'ordre un et on passe à l'ordre supérieur en augmentant le degré des polynômes d'approximation. On étudie la convergence des schémas stabilisés implicites ou explicites

Confrontée à l'élimination des mines anti-personel, la DGA s'intéresse depuis plusieurs années à la problématique de la modélisation de la dynamique des efforts de scarification. Ce travail propose une méthode originale, de type linéarisation spectrale, basée sur des techniques de représentation d'état et ARMA permettant à la fois : - de construire, pour tout système dynamique stochastique vectoriel non linéaire de modèle donné, un linéarisé approximant qui lui soit spectralement equivalent ; - d'élaborer un modèle linéaire explicite capable de restituer le comportement spectral de tout système dynamique aléatoire vectoriel complexe inaccessible à la modélisation mais partiellement connu par des échantillons expérimentaux de sa réponse stationnaire. Cette méthode prend en compte la non -inéarité à travers la dimension du système linéaire approximant. Des tests numériques montrent sa pertinence, tant dans ses applications académiques que réelles (applications DGA)

Le choix de portefeuille optimal avec des frais de transaction (proportionnels, continus, convexes,…) est un sujet très vaste qui a attiré l’attention de plusieurs chercheurs. Ce problème peut être formulé sous forme d’un programme mathématique dont la résolution est basée sur des techniques classiques d’optimisation (programmation linéaire). Dans ce travail nous considérons le problème de sélection de portefeuille en présence de frais de transaction en situation réelle de marché. Dans ce type de situation les frais de transaction sont discontinus et affines par morceaux. Nous reformulons ce problème comme un problème d’optimisation Non-linéaire en Nombres Entier (NLNE) et nous le résolvons en utilisant deux approches. La première approche est une méthode énumérative permettant de calculer les solutions optimales à partir de formules explicites. Cette approche est plutôt adéquate dans le cas d’un portefeuille de petite taille et peut être implémentée en langage standard de programmation (VBA, MatLab, C++). D’autre part, nous avons aussi résolu à l’aide d’une technique de linéarisation. Cette dernière approche est bien adapté dans le cas d’un portefeuille de grande taille, mais son implémentation exige l’utilisation d’un logiciel commercial comme ILOG Cplex
The choice of optimal portfolio is a broad topic that has been treated in the presence of transaction costs (proportional, continuous, convex,…) so that we can make use of classical optimization techniques (linear programming). In this work we consider the problem of portfolio selection in presence of transaction costs as in real market (discontinuous and piecewise affine). This leads us to an Integers Nonlinear Optimization Problem (INOP). For this purpose, we first adapt the enumerative method in order to obtain optimal explicit solutions. This approach is more suitable in the case of a small portfolio and can be implemented in standard programming language (VBA, MatLab, C++) On the one hand, we also solve the original problem by reducing problem to a quadratic problem which can be handelled by a linearization technique. This latter approach is well suited in the case of large portfolio, but its implementation requires the use of commercial software such as Cplex

L'iris est considérée comme une des modalités les plus robustes et les plus performantes en biométrie à cause de ses faibles taux d'erreurs. Ces performances ont été observées dans des situations contrôlées, qui imposent des contraintes lors de l'acquisition pour l'obtention d'images de bonne qualité. Relâcher ces contraintes, au moins partiellement, implique des dégradations de la qualité des images acquises et par conséquent une réduction des performances de ces systèmes. Une des principales solutions proposées dans la littérature pour remédier à ces limites est d'améliorer l'étape de segmentation de l'iris. L'objectif principal de ce travail de thèse a été de proposer des méthodes originales pour la segmentation des images dégradées de l'iris. Les chaînes de Markov ont été déjà proposées dans la littérature pour résoudre des problèmes de segmentation d'images. Dans ce cadre, une étude de faisabilité d'une segmentation non supervisée des images dégradées d'iris en régions par les chaînes de Markov a été réalisée, en vue d'une future application en temps réel. Différentes transformations de l'image et différentes méthodes de segmentation grossière pour l'initialisation des paramètres ont été étudiées et comparées. Les modélisations optimales ont été introduites dans un système de reconnaissance de l'iris (avec des images en niveaux de gris) afin de produire une comparaison avec les méthodes existantes. Finalement une extension de la modélisation basée sur les chaînes de Markov cachées, pour une segmentation non supervisée des images d'iris acquises en visible, a été mise en place
Iris is considered as one of the most robust and efficient modalities in biometrics because of its low error rates. These performances were observed in controlled situations, which impose constraints during the acquisition in order to have good quality images. The renouncement of these constraints, at least partially, implies degradations in the quality of the acquired images and it is therefore a degradation of these systems’ performances. One of the main proposed solutions in the literature to take into account these limits is to propose a robust approach for iris segmentation. The main objective of this thesis is to propose original methods for the segmentation of degraded images of the iris. Markov chains have been well solicited to solve image segmentation problems. In this context, a feasibility study of unsupervised segmentation into regions of degraded iris images by Markov chains was performed. Different image transformations and different segmentation methods for parameters initialization have been studied and compared. Optimal modeling has been inserted in iris recognition system (with grayscale images) to produce a comparison with the existing methods. Finally, an extension of the modeling based on the hidden Markov chains has been developed in order to realize an unsupervised segmentation of the iris images acquired in visible light

Les véhicules aériens sans pilote (UAV), souvent appelés drones, trouvent de nombreuses applications dans la vie. Les applications de drones nécessitent plusieurs indicateurs de performance essentiels tels que la couverture, la force du signal, la latence et la mobilité dans des scénarios. Par conséquent, l'utilisation des communications sans fil dans les drones est essentielle pour répondre à toutes les exigences. En raison des connexions au haut débit entre les drones et les utilisateurs pour transférer des données de haut volume à haute résolution, les dernières générations sans fil, comme la norme LTE, sont privilégiées. Il est évident que l'intégration de blocs de radiofréquence (RF) est essentielle pour construire un système sur puce et réduire la taille des drones. Dans ce contexte, cette thèse vise à développer un amplificateur de puissance (PA) innovant avec haute performance reconfigurable entièrement intégré qui adresse les différents besoins imposés par le standard LTE à utiliser dans les applications des UAV. Le PA entièrement intégré en CMOS 65 nm a pour objectif de fournir une puissance de sortie élevée et résoudre le compromis entre la linéarité et l’efficacité. Un transformateur à quatre enroulements est implémenté pour configurer le fonctionnement en multi modes du PA. La technique « segmented bias » permet au PA d’améliorer la linéarité. Le PA obtient non seulement des performances élevées en RF, mais démontre également un potentiel pour l'adopter dans la bande 5G inférieure
Unmanned aerial vehicles (UAVs), often known as drones, have been finding numerous applications in life. Drones applications need several essential performance indicators such as coverage, signal strength, latency, and mobility under scenarios. Therefore, the use of wireless communications in drones is critical to address all requirements. Because of high-speed connections between drones and users to transfer high-resolution high-volume data, latest wireless generations, namely the LTE standard, are privileged. It is straightforward that the integration of RF blocks is essential to build a system-on-chip and shrink the size of drones. To answer the above question, this thesis aims to develop a fully integrated reconfigurable high-performance innovated PA that supports 4G LTE standard to be used in UAVs’ applications. The fully integrated 65-nm CMOS power amplifier (PA) provides a watt-level output power, addresses the linearity/efficiency trade-off. A four-winding transformer is implemented to configure the multi-mode operation of the PA. The “segmented bias” technique allows the PA to increase the linearity. The PA not only obtains high radiofrequency performances but also demonstrates a potential to adopt it design in the lower 5G band

L'iris est considérée comme une des modalités les plus robustes et les plus performantes en biométrie à cause de ses faibles taux d'erreurs. Ces performances ont été observées dans des situations contrôlées, qui imposent des contraintes lors de l'acquisition pour l'obtention d'images de bonne qualité. Relâcher ces contraintes, au moins partiellement, implique des dégradations de la qualité des images acquises et par conséquent une réduction des performances de ces systèmes. Une des principales solutions proposées dans la littérature pour remédier à ces limites est d'améliorer l'étape de segmentation de l'iris. L'objectif principal de ce travail de thèse a été de proposer des méthodes originales pour la segmentation des images dégradées de l'iris. Les chaînes de Markov ont été déjà proposées dans la littérature pour résoudre des problèmes de segmentation d'images. Dans ce cadre, une étude de faisabilité d'une segmentation non supervisée des images dégradées d'iris en régions par les chaînes de Markov a été réalisée, en vue d'une future application en temps réel. Différentes transformations de l'image et différentes méthodes de segmentation grossière pour l'initialisation des paramètres ont été étudiées et comparées. Les modélisations optimales ont été introduites dans un système de reconnaissance de l'iris (avec des images en niveaux de gris) afin de produire une comparaison avec les méthodes existantes. Finalement une extension de la modélisation basée sur les chaînes de Markov cachées, pour une segmentation non supervisée des images d'iris acquises en visible, a été mise en place
Iris is considered as one of the most robust and efficient modalities in biometrics because of its low error rates. These performances were observed in controlled situations, which impose constraints during the acquisition in order to have good quality images. The renouncement of these constraints, at least partially, implies degradations in the quality of the acquired images and it is therefore a degradation of these systems’ performances. One of the main proposed solutions in the literature to take into account these limits is to propose a robust approach for iris segmentation. The main objective of this thesis is to propose original methods for the segmentation of degraded images of the iris. Markov chains have been well solicited to solve image segmentation problems. In this context, a feasibility study of unsupervised segmentation into regions of degraded iris images by Markov chains was performed. Different image transformations and different segmentation methods for parameters initialization have been studied and compared. Optimal modeling has been inserted in iris recognition system (with grayscale images) to produce a comparison with the existing methods. Finally, an extension of the modeling based on the hidden Markov chains has been developed in order to realize an unsupervised segmentation of the iris images acquired in visible light