Thèse : Wireless Communications in Dynamic Interference – modeling, capacity and applications

Mauro Lopes De Freitas

Soutenance de thèse

13/06/2018 – 10:00

Amphithéatre IRCICA

 Abstract :

This thesis focuses on the study of noise and interference exhibiting an impulsive behavior, an attribute that can be found in many contexts such as wireless communications or molecular communications. This interference is characterized by the presence of high amplitudes during short durations, an effect that is not well represented by the classical Gaussian model. In fact, these undesirable features lead to heavier tails in the distributions and can be modeled by the alpha-stable distribution. In particular, we study the impulsive behavior that occurs in large-scale communication networks that forms the basis for our model of dynamic interference. More precisely, such interference can be encountered in heterogeneous networks with short packets to be transmitted, as in the Internet of Things, when the set of active interferers varies rapidly.

The first part of this work is to study the capacity of alpha-stable additive noise channels, which is not well understood at present. We derive lower and upper bounds for the capacity with an absolute moment (amplitude) constraint. The second part consists in analyzing the impact of our bounds in practical contexts.

Jury members :

Rapporteurs :
Philippe Ciblat, Professeur, Telecom ParisTech
Marco Di Renzo : Chargé de recherche CNRS, L2S, Centrale Supélec, France

Examinateurs :
Mérouane Debbah, Directeur laboratoire R&D en mathématiques etcalgorithmes, Huawei Technologies ;
Gareth W. Peters Prof. Chair, Statistics for Risk and Insurance, Heriot-Watt University,
Edinburgh, UK
Michèle Wigger Maître de Conférence, Telecom ParisTech, France
Atika Rivenq Professeur, Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis, France

Encadrants :
Laurent Clavier Professeur, IMT, Télécom Lille, France
Malcolm Egan, Associate Professor, INSA de Lyon, France

Seminar : IoT Test Day

Rohde & Schwarz

19/06/2018 – 08:30-17:30

Amphithéatre IRCICA

 Abstract : 

Problématiques de mesures liées aux technologies IoT, Bluetooth® LE, WLAN, 5G mais également liées aux moyens de transport de demain.

Agenda

08h30 – 09h00 : Café d’accueil
09h10 – 09h20 : Présentation IRCICA « IoT4all : Un espace d’innovation et d’expérimentation adaptable au service des usagers »
09h30 – 10h15 : Introduction « Technology trends on the way to 5G-IoT »
par Stéphane Blanchon, Directeur Marketing produits chez Rohde & Schwarz France
10h15 – 11h00 : L’impact des dernières directives CEM (RED)
par Vincent Lascoste, Spécialiste CEM chez Rohde & Schwarz France
11h00 – 11h30 : Pause
11h30 – 12h15 : L’optimisation des consommations de puissance
par Daniel Soares, Ingénieur d’applications chez Rohde & Schwarz France
12h15 – 14h00 : Pause déjeuner
14h00 – 14h45 : L’automotive V2X et les tests ADAS
par Stéphane Blanchon, Directeur Marketing produits chez Rohde & Schwarz France
14h45 – 15h30 : Les mesures OTA
par Vincent Lascoste, Spécialiste CEM chez Rohde & Schwarz France
15h30 – 16h00 : La cybersécurité
par Didier Pertuis, Ingénieur d’applications chez Rohde & Schwarz France
16h00 – 17h00 : Workshop

Inscription

Seminary : Mathematics and IoT

12/06/2018 – 13:30-17:30

Amphithéatre IRCICA

 Abstract : 

13:30 – 13:45 Welcoming of the participant
13:45 – 14:00 L. Clavier, Introduction
14:00 – 14:30 J.M. Gorce, “Fundamental limits in Super dense Networks”

Professeur Insa Lyon
14:00 – 15:00 G.W. Peters, “Testing for Serial Correlation of Unknown Form Using Signed Path Dependence”

Chair Prof. in Statistics for Risk and Insurance.

Academic Director Scottish Financial Risk Academy.

Department of Actuarial Mathematics and Statistics,

Heriot-Watt University, Edinburgh, UK

http://garethpeters78.wixsite.com/garethwpeters
15:00 – 15:20 Y. Mestrah, “Adaptive Unsupervised non-linear Detector in Impulsive Noises”

PhD, Univ Reims Champagne Ardennes – To be confirmed
15:20 – 15:40 Pause
15:40 – 16:10 N. Azzaoui, “On sensors  selection  problems in IoT context and impulsive environement”

Associate Professor

Université Clermont Auvergne, Clermont-Ferrand, France
16:10 – 16:40 M. Egan, “The Information Capacity Map: Perspectives from Sensitivity Analysis”

Associate Professor

Institut National des Sciences Appliquées de Lyon
16:40 – 17:00 C. Zheng, “Dependent Impulsive Interference modeling”

PhD, IRCICA, Lille – To be confirmed
17:00 – 17:30 Discussion

Seminar : SCIENTEC distributeur et constructeur français de systèmes scientifiques

Didier Pellerin,
directeur de SCIENTEC, ainsi qu’un représentant de PREVAC

29 june 2018 – 10:30
IEMN – Villeneuve d’Ascq

Abstract :

SCIENTEC est un distributeur et constructeur français de systèmes scientifiques : Champ proche, Microscopie Electronique à Balayage, Spectroscopie, Profilométrie optique, Profilométrie mécanique, Nano-Indentation, Couches minces, Technologie sous vide, Photométrie – Colorimétrie – Radiométrie.

 

Thèse : Étude numérique de la propagation des ondes guidées ultrasonores par la méthode de Galerkin discontinue : Application au contrôle non-destructif dans le domaine des transports.

Salah-Eddine Hebasz
Soutenance de thèse

Le 8 juin 2018 à 14h00
IEMN-DOAE – Amphithéâtre – Valenciennes

 Abstract :

Les structures mécaniques utilisées de nos jours ne cessent d’évoluer en utilisant des matériaux composites ou à gradient fonctionnel afin de répondre aux enjeux de résistance accrue, allégement de la structure et amélioration des performances. Ceux-ci, nécessitent un contrôle adéquat de leur état de santé afin de s’assurer de l’intégrité de la structure. L’utilisation des ondes guidées ultrasonores fournit un moyen efficace et rapide d’inspection sur de longues distances. Néanmoins, ces ondes présentent certaines caractéristiques complexes qui rend la tâche très difficile. L’utilisation d’outils d’analyse tels que les modèles numériques constitue un grand atout pour ce type d’application. Dans ce contexte, l’objectif de cette de thèse est le développement d’un outil de modélisation performant, permettant d’étudier la propagation des ondes guidées
ultrasonores avec une grande précision et une faible consommation de ressources et de temps de calculs. De ce fait, l’intérêt est porté sur des méthodes numériques d’ordres élevés dont les propriétés de convergence sont beaucoup améliorés que les méthodes classiques. En particulier, la méthode semi-analytique éléments finis de Galerkin discontinue pour la détermination des courbes de dispersion des ondes guidées est développée.
La méthode est applicable aux structures planes et cylindriques fabriquées de matériaux isotropes, anisotropes et hétérogènes (à gradient fonctionnel de propriétés). Une étude comparative sur l’analyse des performances de ces méthodes est effectuée. Celle-ci a démontré la capacité de la méthode à modéliser la propagation des ondes guidées ultrasonores dans des guides d’ondes à section arbitraire avec des performances prometteuses par rapport à la méthode des éléments finis classique.

Jury members :
Mr. Pascal Pareige Professeur, Université du Havre (Rapporteur)
Mr. Mohamed Ichchou Professeur, École Centrale de Lyon (Rapporteur)
Mr. Mabrouk Bentahar Professeur, Université de Compiègne (Examinateur)
Mme. Mirentxu Dubar Professeur, Université de Valenciennes (Examinatrice)
Mr. Hervé Trétout Ingénieur expert, Dassault Aviation (Invité)

Mr. Jamal Assaad Professeur, Université de Valenciennes (Directeur)
Mr. Emmanuel Moulin Professeur, Université de Valenciennes (Co-directeur)
Mr. Farouk Benmeddour Maître de Conférence, Université de Valenciennes (Encadrant)

Seminar : “Diamond thin film synthesis and potential applications: The perspective from the Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences »

Vincent Mortet Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences

December 6, 2018, 2 pm

IEMN LCI, room 259

 

Conference : “International Workshop on Sound-enabled Nanotechnologies » (IWSENT)

The European projects SAWtrain and Phenomen

November 26-29th 2018

Valencia (Spain)

Abstract :

IWSENT is a joint effort by the European-funded projects SAWtrain and PHENOMEN aiming at gathering leading scientists from all over the world working in the emerging field of high frequency vibrations in semiconductor and related materials, with special focus on surface acoustic waves (SAWs), opto-mechanics, high-frequency phonons, and their applications. The dynamic modulation of semiconductor structures by high frequency vibrations provides a powerful tool for the control of the materials properties required for novel functionalities in nanophotonics, nanoelectronics, and quantum information processing. Of special interest are SAWs: these vibrations with GHz frequencies and micrometer-size wavelengths can be generated on a semiconductor chip with standard integrated circuit technology. The combination of SAWs with nanostructures has developed into new interdisciplinary fields ranging from the control of chemical reactions to advanced acousto-optical structures and to GHz quantum acoustics. Moreover, the potential of combined phononics, photonics and radio-frequency (RF) electronic signals allows one to lay the foundations of a new information technology. In particular, the controlled propagation of phonons could lead to low power components, with phonons as information tokens, by themselves or coupled to photons.

IWSENT constitutes an excellent opportunity to start the discussion on phonon-based circuits as well as SAW-based technologies, seeking to explore synergies and to boost the research in the field in the near future.

brochure_IWSENT2018

http://iwsent.sawtrain.eu/

        

Seminar : Near field Microwave and Optical Microscopy

Davide Mencarelli, Ph.D.
UPVM (Universita Polytechnica delle Marche) in Ancona (Italy)

Friday 1st june 2018 – 2pm
IEMN – LCI Salle du conseil – Villeneuve d’Ascq

Abstract :

Scanning Probe Microscopy (SPM) includes a wide class of different techniques united by the fact that a probe is scanned over a sample surface to build up high-resolution images. The latter can normally visualize different properties of the sample, because different probe-sample short-range interactions can be exploited. Atomic Force Microscopy (AFM) and Scanning Tunneling Microscopy (STM) are very common examples of such techniques. Another very remarkable example is provided by Scanning Microwave Microscopy (SMM), where the probe-sample interaction, still given by atomic force or by tunneling current, is augmented by e.m. evanescent fields, featuring rapid decay from the probe tip. The additional information provided by the electromagnetic interaction, usually in the form of a recorded reflection coefficient, constitutes a useful mean to investigate high frequency properties of sample surface, e.g. dielectric constant, resistivity, dispersion.
The above characterization is also useful for current research on nanomaterial and nanoparticles, which include biologic and medical targets, such as drug delivery and antibacterial applications. An interesting example is given by SMM scan of breast cancer cells MCF-7 treated by fullerene (C60), with a simultaneous topographic and electromagnetic characterization of sample surface. Calibration of SMM data is necessary in order to isolate the probe-sample interaction, and to possibly disentangle the topography from the electromagnetic response of the sample. Use of microwave microscopy could be crucial to investigate the effects of fullerene treatment, and could enable, in the future, deep imaging of its penetration inside the cells.

Seminar : Méthodologies nouvelles de microscopie à force atomique pour la biologie et les sciences des matériaux

Frédéric Eghiaian
société JPK Instruments AG

Le 1 juin 2018 à 10h30
IEMN Salle du Conseil – Villeneuve d’Ascq

 Abstract :

Initialement développée pour les sciences physiques, la microscopie à force atomique (AFM) a connu un essor faisant d’elle un outil incontournable pour les caractérisations de surfaces dans de nombreux domaines allant des sciences des matériaux à la biologie. Parallèlement à l’apparition récente de méthodes ‘multi-modales’ pour la cartographie topographique, mécanique et électrique sur une gamme variée d’échantillons, l’émergence du champ de la mécano-biologie a imposé l’AFM comme une méthode majeure de caractérisation pour les sciences du vivant. Ces progrès introduisent la nécessité d’un contrôle environnemental varié, une vitesse d’acquisition accrue et une plus grande simplicité d’utilisation.

JPK Instruments propose une solution polyvalente et simple d’utilisation – le JPK NanoWizard – pour les caractérisations topographiques, électriques, et mécaniques sous contrôle environnemental, dans en milieu gazeux ou liquide. Je vous présenterai le principe de fonctionnement du NanoWizard et ses différents couplages possibles avec des modules de contrôle environnemental (température de -120 à 300°C entre autres), microscopies optiques avancées (dont STED) et pinces optiques, avec leurs applications en imagerie multimodale ‘QI-mode’, entre autres. JPK Instruments propose également des solutions spécifiques aux mesures de faibles forces sur la matière molle, ces solutions pouvant être couplées à l’AFM. Je vous présenterai enfin le mode de fonctionnement à haute vitesse de balayage, permettant l’obtention d’images à haute résolution sur des durées de l’ordre de 1-10s, ou sous la seconde avec le NanoWizard ULTRA Speed.

https://www.jpk.com/

Thèse : Échantillonnage de signaux radar par voie optoélectronique : étude des non-linéarités des photoconducteurs à cavité résonante

Yann DESMET
Soutenance de thèse

Le 25 mai 2018 à 14h00
IEMN Amphithéâtre – Villeneuve d’Ascq

 Abstract :

Nous étudions ici le comportement non-linéaire d’un photoconducteur utilisé pour l’échantillonnage hyperfréquence. L’absorption optique dans ces photoconducteurs est optimisée grâce à l’utilisation d’une cavité résonante. Nous avons tout d’abord procédé à un travail de caractérisation de photoconducteurs avec différentes propriétés géométriques (diamètre, épaisseur de cavité) et matériau, (temps de vie des porteurs) pour en extraire l’influence de ces paramètres sur les performances en échantillonnage. Nous avons ensuite développé un modèle optoélectronique basé sur la caractéristique courant-tension et le modèle empirique de dérive des porteurs de charge de Canali avec une approche quasi-statique. Ce modèle nous a permis d’isoler certaines caractéristiques du photoconducteur susceptibles d’être la source des harmoniques. Une nouvelle structure de photoconducteur a été développée dans l’objectif de pallier à ces imperfections. Les résultats expérimentaux montrent une symétrisation de la caractéristique courant-tension et une réduction de plus de 20 dB des harmoniques d’ordre paire qui y est associée. Une réduction notable de la capacité est également réalisée ce qui augmente la fréquence de coupure du composant.

Jury members :

– Directeurs de thèse : Jean-François LAMPIN (IEMN) et Emilien PEYTAVIT (IEMN)
– Rapporteurs : Jean-François ROUX (Université de Savoie) et Anne-Laure BILLABERT (CNAM- PARIS)
– Examinateurs : Jean-Pierre VILCOT (IEMN) et Philippe DI BIN (Université de Limoges)
– Invités : Loïc MENAGER (THALES) et Guy JESTIN (DGA)