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Défis technologiques >> Réseaux de communication, internet des objets, radiofréquences et antennes
11 proposition(s).

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Solution autonome de gestion des réseaux déterministes en utilisant les techniques de l'Intelligence Artificielle (IA)

Département Intelligence Ambiante et Systèmes Interactifs (LIST)

Laboratoire Systèmes Communiquants

01-02-2021

SL-DRT-21-0178

siwar.benhadjsaid@cea.fr

Réseaux de communication, internet des objets, radiofréquences et antennes (.pdf)

L'objectif de la thèse est d'étudier l'apport de l'Intelligence Artificielle (IA) dans le cadre de la gestion des réseaux déterministes afin d'assurer la préservation de la qualité de service (QoS) lors de l'acheminement des flux de données de bout-en-bout. Ceci permettra de concevoir une solution autonome de gestion des réseaux, capable de configurer les réseaux déterministes de la manière la plus appropriée et d'adapter la configuration selon le besoin (par exemple, nouveau terminal qui se connecte au réseau, forte latence inattendue pour certains flux critiques, changement de la topologie causé par la réorganisation/reconfiguration de composants de la chaine de production dans l'usine etc.). Cette solution utilisera les méthodes de l'intelligence artificielle pour apprendre par l'expérience les conditions qui amènent au non-respect des exigences des flux applicatifs (forte latence, faible bande passante?). L'apprentissage intervient pour reconnaitre, en amont, les situations pouvant amener le non-respect des contraintes des flux applicatifs et également prévoir les effets de modifications des données d'entrées (nouveau terminal, réorganisation de la topologie sous-jacente, etc.) sur les niveaux de QoS assurés aux flux en cours d'acheminement. En se basant sur une telle connaissance, la solution anticipera les situations de dégradation de la QoS et, en conséquence, mettra en place une reconfiguration du réseau déterministe pour préserver la QoS qui permettra de respecter les contraintes associées à chaque flux applicatif.

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Allocation de ressources distribuée pour des réseaux maillés d'utilisateurs mobiles en spectre partagé

Département Systèmes (LETI)

Laboratoire Sans fils Haut Débit

Ecole d'ingénieur/ Master2 informatique / télécom

01-09-2021

SL-DRT-21-0186

mickael.maman@cea.fr

Réseaux de communication, internet des objets, radiofréquences et antennes (.pdf)

Dans les futurs réseaux 5G, il sera important de pouvoir déployer et gérer facilement un réseau privé d'utilisateurs mobiles comme une flotte de véhicules ou de drones. L'objectif de cette thèse est de définir une allocation de ressources distribuée pour des réseaux maillés d'utilisateurs mobiles dans le spectre partagé grâce à une mise en commun de ressources (temps/fréquence) et au management efficace des faisceaux d'antennes directives. Alors que les études existantes portent principalement sur la maximisation des performances de réseaux maillés multi-beam de type backhaul statique, nous nous intéresseront à un apprentissage local/distribué collaboratif entre des utilisateurs mobiles. La première étape de cette thèse sera d'intégrer un modèle réaliste d'antennes directives sub 6-GHz et/ou mmW dans un simulateur réseau. Le premier objectif sera de faire un compromis entre la spatialité de la directivité, l'efficacité de l'antenne et la complexité de l'algorithme pour des communications point à point et point à multi-point. Le second objectif sera de contextualiser les fonctionnalités de l'antenne entre les phases de communication, de découverte ou de suivi. La seconde étape de cette thèse concernera le design du protocole d'allocation de ressources distribuée durant différentes étapes de la vie du réseau: le déploiement, l'auto-optimisation et l'auto-guérison. Un compromis sera fait entre le type et le temps de (re)configuration des antennes, la précision de l'alignement des faisceaux, le temps de cohérence du canal pour des utilisateurs mobiles (connectivité volatile) et le temps de convergence du protocole d'allocation.

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Architectures et circutis recepterus RF mmW large bande pour modulations innovants

Département Systèmes (LETI)

Laboratoire Architectures Intégrées Radiofréquences

Master recherche en RF et ou microelectronique

01-03-2021

SL-DRT-21-0216

joseluis.gonzalezjimenez@cea.fr

Réseaux de communication, internet des objets, radiofréquences et antennes (.pdf)

Les réseaux de télécommunication existants évoluent vers des besoins de très haute capacité et haut débit de communication qui nécessiteront des architectures d'émetteur-récepteur innovantes. Pour les liaisons de données sans fil dans le cadre des systèmes 5G et au-delà de la 5G des nouvelles solutions d'émetteurrécepteur seront nécessaires dans les 5 à 10 prochaines années pour pouvoir fournir des débits de données de l0irdre de 100Gb/s ou supérieurs en utilisant efficacement le large spectre disponible aux fréquences millimétriques (mmW). L'architecture traditionnelle des émetteurs-récepteurs qui a été utilisée dans le passé peut entraîner une consommation d'énergie trop importante ou tout simplement une performance insuffisante pour répondre à ce défi. L'institut de recherche LETI a mené des investigations au cours des dernières année dans le domaine des schémas de modulation et des architectures d'émetteurs-récepteurs novateurs afin de répondre aux défis liés a l'augmentation du débit susmentionné dans les environnements sans fil, compte tenu des limites imposées par les dispositifs électroniques existants nécessaires à la construction des émetteursrécepteurs. Actuellement, certaines solutions ont été proposées d'un point de vue théorique qui doivent être avancées afin de trouver une mise en oeuvre optimale avec les technologies de pointe pour la conception et la fabrication de circuits intégrés. Cette thèse s'inscrit dans la continuité de ces travaux précédents et explorera la mise en oeuvre pratique de circuits basés sur des schémas de modulation et des architectures innovantes pour des récepteurs mmW à haute vitesse, à large bande passante et à l'épreuve des imperfections.

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Millimeter Wave Short Range RadCom

Département Systèmes (LETI)

Laboratoire Architectures Intégrées Radiofréquences

M.Sc Digital communication and signal processing Wireless integrated circuit and systems

01-09-2021

SL-DRT-21-0258

cedric.dehos@cea.fr

Réseaux de communication, internet des objets, radiofréquences et antennes (.pdf)

Les prochains dispositifs mobiles devraient embarquer des circuits d'émission réception en bande millimétrique leur permettant d'échanger des données à très haut débit à courte portée (quelques cm), en remplacement des cables et connecteurs. Leur très large bande passante pourrait être également mise à profit pour des applications de radar de proximité, reconnaissance de geste, identification biométrique ou interface homme-machine. L'objectif de cette thèse est d'investiguer la faisabilité d'une double modalité radar et communication pour ces architectures de transceivers en conservant leurs basse consommation et bas cout. L'architecture non-cohérente utilisée dans ces circuits pourrait évoluer afin d'intégrer une fonctionnalité radar basée sur des impulsions (IR-UWB) ou une modulation de fréquence (FM-CW), avec un impact différent sur les performances des systèmes radar et de communication. Le candidat devra dans une approche système proposer et évaluer différentes architectures radiofréquences compatibles avec du traitement radar et de l'algorithmie à faible complexité pouvant être intégrés dans un micro-controleur.

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Techniques de focalisation en champ proche dans les milieux inhomogènes aux fréquences millimétriques

Département Systèmes (LETI)

Laboratoire Antennes, Propagation, Couplage Inductif

Master electrical engineering / hyperfréquences

01-10-2021

SL-DRT-21-0378

antonio.clemente@cea.fr

Réseaux de communication, internet des objets, radiofréquences et antennes (.pdf)

Dans des multiples applications telles que le transfert d'énergie sans fil, l'imagerie micro-ondes, le contrôle industriel, etc., il est nécessaire de former, diriger ou encore focaliser le rayonnement électromagnétique dans une région spécifique de l'espace. Cette région peut se situer dans l'environnement proche de la surface rayonnante qui a généré l'onde électromagnétique. Dans ce cas, on parle de système focalisant en champ proche. Avec le développement des futurs systèmes de communication de type « Beyond 5G » et 6G, la nécessité de focaliser le faisceau en champ proche peut aussi s'appliquer dans le cas des surfaces intelligentes reconfigurables. Ces dispositifs, si dotés d'éléments reconfigurables, peuvent être utilisés pour manipuler les ondes électromagnétiques et contrôler de manière dynamique les propriétés du canal de propagation. Enfin, la focalisation en champ proche peut aussi être un élément différentiant pour le développement des futurs systèmes d'imagerie médicale qui nécessitent de former et diriger l'énergie dans corps humain afin de diagnostiquer, suivre et / ou soigner des pathologies spécifiques. Dans ce contexte, la focalisation en champ proche peut être utilisée pour améliorer la résolution du système d'imagerie en optimisant le transfert / transmission d'énergie. Le premier objectif de cette thèse est de développer des outils de synthèse, de conception et d'optimisation de systèmes focalisants en champ proche en milieux non homogènes. Ces techniques seront développées en considérant les propriétés électromagnétiques des milieux. La synthèse du champ d'ouverture se fera à partir de l'expansion modale du champ et de la théorie des potentiels vecteurs. Après cette phase, les procédures de synthèse et d'optimisation développées seront utilisées pour concevoir un système focalisant en champ proche opérant aux fréquences millimétriques et / ou sub-THz (30 ? 300 GHz). Ces antennes seront fabriquées et caractérisées en chambre anéchoïque. Des simulations système et / ou des mesures seront aussi faite pour analyser l'impact du système focalisant en champ proche.

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Radiolocalisation Profonde en Milieux Complexes via Méthodes d'Intelligence Artificielle

Département Systèmes (LETI)

Laboratoire Communication des Objets Intelligents

Master 2 de Recherche en Traitement du Signal (application Telecoms) et/ou Intelligence Artificielle

01-10-2021

SL-DRT-21-0398

benoit.denis@cea.fr

Réseaux de communication, internet des objets, radiofréquences et antennes (.pdf)

Diverses technologies et standards de localisation sans fil à bas coût ont vu le jour ces dernières années (ex. standard UWB/IEEE802.15.4z, GPS RTK « low cost », radio cellulaire en bandes millimétriques...), couvrant ainsi les besoins d'une pluralité de nouveaux services topo-dépendants (ex. mobilité durable et transports intelligents, villes intelligentes, industrie 4.0, cyber-sécurité, etc.). Toutefois, en dépit des bonnes performances théoriques prêtées à ces systèmes, la présence d'obstructions radio et de trajets multiples dégrade en pratique considérablement la précision et la continuité de localisation (ex. localisation véhiculaire en canyons urbains, localisation indoor en milieux industriels denses?). Dans le cadre de cette thèse, on se propose d'évaluer le potentiel d'approches issues du domaine de l'intelligence artificielle, et en particulier de l'apprentissage automatique (profond), pour appréhender la richesse et la complexité des signaux radio reçus au regard du problème de localisation. Typiquement, on cherchera à tirer profit de l'information de localisation « cachée », que peuvent recéler les signaux multi-trajets conjointement observables au niveau de plusieurs liens radio en situation de mobilité. Contrairement aux traitements conventionnels, qui reposent majoritairement sur des modèles radio paramétriques posés a priori, simplistes et difficiles à calibrer, on cherchera alors à apprendre puis à généraliser les relations fortement non-linéaires unissant métriques radio (c.-à-d., de métriques extraites de signaux multi-trajets/multi-liens à grande dimension) et descripteurs de localisation (ex. position relative/absolue, vitesse, orientation, conditions de visibilité?). Des stratégies de localisation dites « profondes » seront ensuite proposées afin de prédire, corriger et compléter les attributs de localisation manquants et/ou erronés, directement en termes de positionnement et de poursuite au niveau système (c.-à-d., sans en passer par des étapes intermédiaires de correction, au niveau de chaque lien radio indépendamment). Les approches proposées seront alimentées et testées au moyen de larges bases de données radio, comprenant des mesures collectées sur le terrain à partir de dispositifs radio réels, ainsi que des données synthétiques issues de simulations déterministes (de type tracer de rayons).

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Nouvelle couche physique millimétrique pour la 5G-NR IoT

Département Systèmes (LETI)

Laboratoire Communication des Objets Intelligents

Bac+5 / Master 2 Télécoms

01-10-2021

SL-DRT-21-0410

valerian.mannoni@cea.fr

Réseaux de communication, internet des objets, radiofréquences et antennes (.pdf)

Une nouvelle interface radio 5G doit être conçue, afin d'assurer une bonne fiabilité et un service de latence acceptable pour les cas d'utilisation de l'IoT qui ne sont pas encore traités par les technologies cellulaires actuelles. Cette nouvelle interface aérienne 5G fait l'objet d'une étude dans la version 17 du 3GPP et a été appelée NR_REDCAP (Reduced Capability NR devices). La capacité de faire fonctionner la NR-Light sur les bandes millimétriques est considérée comme nécessaire pour les applications industrielles 4.0 et pour les réseaux privés en raison de sa portée limitée et de sa forte réutilisation spatiale. L'objectif de la thèse de doctorat est donc de proposer et d'étudier une nouvelle couche physique opérant sur les bandes millimétriques pour la 5G-NR IoT répondant aux défis ci-dessus. Les résultats attendus sont les suivants : - Une meilleure compréhension des défis et des facteurs clés de la 5G-NR dans la bande millimétrique - Proposition d'une nouvelle couche physique pour le 5G-NR IoT avec le schéma MIMO associé - Proposition et étude du schéma d'accès multiple basé sur le MIMO - L'identification et l'évaluation des principaux outils/concepts de la 5G NR-Light dans la bande d'ondes millimétriques pour répondre à ces exigences et atteindre l'objectif de réduction de la complexité et des coûts des composants NR-Light tout en atténuant la dégradation des performances de cette réduction de la complexité, par exemple la dégradation de la couverture.

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Synthèse de lentilles à métasurfaces pour antennes hautes performances à faible profil et transformations électromagnétiques avancées

Département Systèmes (LETI)

Laboratoire Antennes, Propagation, Couplage Inductif

M.Sc. electrical engineering, physics or applied mathematics

01-10-2021

SL-DRT-21-0638

francesco.fogliamanzillo@cea.fr

Réseaux de communication, internet des objets, radiofréquences et antennes (.pdf)

Les performances des architectures d'antennes classiques à formation de faisceau sont limitées par des compromis entre bande passante, efficacité, gain, angle de pointage et taille. Des concepts en rupture sont nécessaires pour répondre aux défis des nouvelles applications telles que les communications par satellite, la G et l'imagerie haute résolution. Les métasurfaces électromagnétiques ont récemment émergées comme technologie prometteuse pour la réalisation d'antennes avec des performances et fonctionnalités sans précèdent. En général, une métasurface est un réseau électriquement fin d'éléments diffusants de taille beaucoup plus petite que la longueur d'onde. Cela offre la possibilité de contrôler de façon extrêmement précise les champs d'ouverture et, en vertu du principe de Huygens, les caractéristiques des ondes réfléchies et transmises par la métasurface lorsqu'elle est illuminée par un champ incident spécifique. Cependant, le développement de ce type d'antenne souffre d'un manque de modèles et méthodes de synthèse avancés adapatés aux métasurfaces anisotropes. De plus, la bande d'antennes des dispositifs à métasurface est souvent très étroite à cause de la dispersion fréquentielle des éléments et de leur arrangement périodique. Cette thèse vise à fournir une cadre mathématique pour l'analyse et la conception de lentilles a métasurface (métalentilles), ainsi qu'à démontrer la faisabilité de systèmes d'antennes innovants à profil ultra-faible comprenant une source primaire et une métalentille réalisé avec un simple empilement de couches métalliques. La métalentille sera modélisée comme un milieu bianisotrope équivalent, présentant des réponses couplées aux champs électriques et magnétiques. Des procédures de synthèse spécifiques seront développées pour optimiser la dispersion fréquentielle d'une métalentille et son indice de réfraction en fonction de l'angle de l'onde incidente. Ces outils seront ensuite exploités pour la conception de deux démonstrateurs opérants en régime microondes: (i) une antenne plate et fort-gain atteignant un rendement d'ouverture extrêmement élevée (>70 %) et une bande passante large (>15%); (ii) un méta-radome fin permettant d'étendre le plage d'angle de dépointage d'un réseau phasé au-delà de l'état de l'art (±75°) tout en préservant une grande efficacité pour le rayonnement en direction normale. Au moins un démonstrateur sera réalisé en utilisant des procédés de fabrication bas cout, tels que les circuits imprimés et la fabrication additive, et caractérisé expérimentalement en chambre anéchoïde.

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Intégration de commutateurs RF à base de matériaux chalcogénures à changement de phase

Département Composants Silicium (LETI)

Laboratoire Composants Radiofréquences

Master 2 ou ingénieur en électronique hyperfréquence

01-10-2021

SL-DRT-21-0754

bruno.reig@cea.fr

Réseaux de communication, internet des objets, radiofréquences et antennes (.pdf)

Afin de répondre aux attentes des futurs réseaux cellulaires 5/6G et satellites SATCOM, il est nécessaire de développer des systèmes RF (Radiofréquence) plus performants et agiles. Dans ce contexte, de nouvelles technologies de commutateurs RF basées sur des matériaux chalcogénures à changement de phase suscitent une forte attention car elles offrent des solutions en rupture pour réaliser des circuits RF reconfigurables, à faible consommation d'énergie, rapides, miniatures et intégrables sur des circuits CMOS. L'objectif de la thèse est donc de développer une nouvelle filière technologique de commutateurs RF basée sur ces matériaux chalcogénures pour les futurs systèmes de télécommunications sans fils. Le travail demandé est pluridisciplinaire et sera réalisé en collaboration étroite entre trois départements du CEA-LETI apportant leur expertise sur la synthèse de nouveaux matériaux, sur l'intégration technologique de composants RF innovants et sur le développement de fonctions électroniques avancées. Le/la doctorant(e) définira les principales spécifications des commutateurs pour les applications visées et cherchera à identifier les propriétés clés requises pour le matériau à changement de phase. Il évaluera différents alliages de matériaux chalcogénures et développera une filière d'intégration technologique des commutateurs permettant d'optimiser la fiabilité et les performances électriques et énergétiques du composant. Enfin il concevra des circuits RF innovants et étudiera l'impact des paramètres de design sur les performances globales du système au sein d'un démonstrateur applicatif.

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Modélisation de la rétrodiffusion multistatique pour applications radar et imagerie aux ondes millimétriques

Département Systèmes (LETI)

Laboratoire Antennes, Propagation, Couplage Inductif

M2 télécommunications, radar, micro-ondes, traitement du signal

01-09-2021

SL-DRT-21-0895

raffaele.derrico@cea.fr

Réseaux de communication, internet des objets, radiofréquences et antennes (.pdf)

Le sujet de thèse proposé s'inscrit dans le cadre des activités R&D du CEA-LETI dans le domaine des technologies de transmission sans fil et radar exploitant les ondes millimétriques. Ces technologies déjà utilisées dans les applications de radars pour l'automobile et envisagées dans un futur déploiement de la 5G, permettent d'avoir une bande très large. A long terme la convergence entre communication et radar (RADCOM) permettra d'envisager des nouvelles application d'imagerie précise, reconstruction et « sensing » de l'environnement. L'utilisation de technologies multi-antennes aux ondes millimétrique, compactés dans un volume reduit, permettra d'attendre des nouvelles capacités en terme de précision temporel et résolution angulaire. Néanmoins le développement de ces nouvelles approches demande une connaissance fine de la rétrodiffusion des cibles vue par les différentes antennes. En particulier dans les applications courte portée, le concept de Surface Equivalente Radar n'est plus applicable et peut nécessiter une modélisation en champ proche. L'objectif de cette thèse est de développer un modèle de rétrodiffusion aux ondes millimétriques des objets pour des applications de radar de proximité et imagerie multi-capteurs. L'étude débutera par un état de l'art concernant systèmes radar multi-antenne er la mise en ?uvre d'un modèle (simplifié) de propagation. Ensuite, le thésard/e mettra au point un banc de test dédié à la caractérisation. Il proposera des modèles de réflectivité composite pour différents objets et pour le corps humain. Cette modélisation pourra s'appuyer sur une représentation en nuage de points qui alimenterons des algorithmes d'intelligence artificielle. Le/la thésard(e) intégrera le Laboratoire Antenne, Propagation et Couplage Inductif (LAPCI) du CEA-LETI, Grenoble (France) et bénéficiera des outils à la pointe de l'état de l'art pour la caractérisation et modélisation du canal de propagation (sondeurs de canal, émulateur de canal, OTA en chambre anechoide, simulateurs électromagnétiques,?) . Candidature : La thèse s'adresse aux étudiants d'excellent niveau avec un diplôme de master, 3ème année d'école d'ingénieur ou équivalent. Le/la candidat(e) devra posséder une spécialisation dans le domaine des télécommunications, radar, micro-ondes ou traitement du signal. Rigueur scientifique, gout pour l'innovation et motivation pour une carrière scientifique sont demandés. La candidature devra obligatoirement comporter un CV, une lettre de motivation et les notes obtenues pendant les deux dernières années d'étude.

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Méthodologie de test en rayonné pour les systèmes 5G/6G basé la synthèse d'onde aux fréquences millimétriques

Département Systèmes (LETI)

Laboratoire Antennes, Propagation, Couplage Inductif

M2 télécommunications, micro-ondes, traitement du signal

01-09-2021

SL-DRT-21-0942

raffaele.derrico@cea.fr

Réseaux de communication, internet des objets, radiofréquences et antennes (.pdf)

Le sujet de thèse proposé s'inscrit dans le cadre des activités R&D du CEA-LETI dans le domaine des technologies de transmission sans fil et des systèmes 5G/6G exploitant les ondes millimétriques. Dans ces réseaux un grand nombre d'antennes sera utilisé afin d'augmenter le débit et pouvoir servir un grand nombre d'utilisateurs. Les performances des systèmes dépendront à la fois de choix R&D et des conditions de déploiement. L'objectif de cette thèse est de proposer des méthodologies de test en rayonné dans un environnement contrôlé, qui permette de reproduire des conditions de propagation réalistes et pouvoir ainsi évaluer les performances des futurs systèmes de communications, sans réaliser des longues campagnes de mesure en environnement réel. Pour ce faire une méthodologie basée sur un émulateur des évanouissements et l'utilisation de surface intelligentes est envisagé afin de reproduire le canal multi-trajet. L'étude débutera par un état de l'art concernant la modélisation du canal de propagation 5G et des méthodologies OTA. Ensuite le thésard proposera une modélisation du système de test basée sur une analyse des modes sphériques et une optimisation visant la synthèse des ondes planes dans un volume réduit. Ensuite une mise en ?uvre expérimentale sera réalisée. Le/la thésard(e) intégrera le Laboratoire Antenne, Propagation et Couplage Inductif (LAPCI) du CEA-LETI, Grenoble (France) et bénéficiera des outils à la pointe de l'état de l'art pour la caractérisation et modélisation du canal de propagation (sondeurs de canal, émulateur de canal, OTA en chambre anechoide, simulateurs électromagnétiques,?) . Candidature : La thèse s'adresse aux étudiants d'excellent niveau avec un diplôme de master, 3ème année d'école d'ingénieur ou équivalent. Le/la candidat(e) devra posséder une spécialisation dans le domaine des télécommunications, radar, micro-ondes ou traitement du signal. Rigueur scientifique, gout pour l'innovation et motivation pour une carrière scientifique sont demandés. La candidature devra obligatoirement comporter un CV, une lettre de motivation et les notes obtenues pendant les deux dernières années d'étude.

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