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Broadband Wireless Access technologies have significant market potential, especially the WiMAX protocol which can deliver data rates of tens of Mbps. Strong demand for high performance WiMAX solutions is forcing designers to seek help from multi-core processors that offer competitive advantages in terms of all performance metrics, such as speed, power and area. Through the provision of a degree of flexibility similar to that of a DSP and performance and power consumption advantages approaching that of an ASIC, coarse-grained dynamically reconfigurable processors are proving to be strong candidates for processing cores used in future high performance multi-core processor systems. This thesis investigates multi-core architectures with a newly emerging dynamically reconfigurable processor – RICA, targeting WiMAX physical layer applications. A novel master-slave multi-core architecture is proposed, using RICA processing cores. A SystemC based simulator, called MRPSIM, is devised to model this multi-core architecture. This simulator provides fast simulation speed and timing accuracy, offers flexible architectural options to configure the multi-core architecture, and enables the analysis and investigation of multi-core architectures. Meanwhile a profiling-driven mapping methodology is developed to partition the WiMAX application into multiple tasks as well as schedule and map these tasks onto the multi-core architecture, aiming to reduce the overall system execution time. Both the MRPSIM simulator and the mapping methodology are seamlessly integrated with the existing RICA tool flow. Based on the proposed master-slave multi-core architecture, a series of diverse homogeneous and heterogeneous multi-core solutions are designed for different fixed WiMAX physical layer profiles. Implemented in ANSI C and executed on the MRPSIM simulator, these multi-core solutions contain different numbers of cores, combine various memory architectures and task partitioning schemes, and deliver high throughputs at relatively low area costs. Meanwhile a design space exploration methodology is developed to search the design space for multi-core systems to find suitable solutions under certain system constraints. Finally, laying a foundation for future multithreading exploration on the proposed multi-core architecture, this thesis investigates the porting of a real-time operating system – Micro C/OS-II to a single RICA processor. A multitasking version of WiMAX is implemented on a single RICA processor with the operating system support.

Résumé : La protéolyse par les proprotéines convertases (PC) représente une étape cruciale de maturation pour de nombreux peptides et protéines destinés aux voies de sécrétions cellulaires. Parmi ces substrats des PC, de nombreuses molécules participent aux étapes clés de progression tumorale. L’enzyme PACE4, une des PC, est d’ailleurs surexprimée dans le cancer de la prostate et des études antérieures réalisées dans notre laboratoire démontrent que cette protéase occupe un rôle essentiel et non redondant dans la progression du cancer de la prostate. Puisque PACE4 représente une cible thérapeutique potentielle pour le traitement du cancer de la prostate, l’objectif principal des travaux présentés dans cette thèse vise à développer un inhibiteur pharmacologique de PACE4 et d’évaluer son potentiel thérapeutique. Le développement d’inhibiteur spécifique à la PACE4 représente un défi de taille, puisque le site actif des PC démontre un fort niveau d’homologie. Bien que les sous-sites S1 à S4 des PC soient hautement conservés, la littérature suggère qu’il existe des déterminants moléculaires exploitables au sein des sous-sites S5 à S8. Ainsi, ces observations suggèrent qu’une sélectivité d’inhibition pourrait provenir de courts peptides. En analysant les profils d’inhibition obtenus pour divers peptides inhibiteurs des PC, la séquence Ac-LLLLRVKR-NH[indice inférieur 2], nommée Multi-Leu, a été identifiée comme inhibiteur permettant d’obtenir une préférence d’inhibition 20 fois plus importante pour PACE4 que pour Furine. Dans le but d’améliorer les propriétés pharmacocinétiques du composé et permettre son utilisation comme inhibiteur pharmacologique, des études de relation structure-activité ont été conduites. Ces études ont permis de déterminer que le peptide Multi-Leu est sujet à une dégradation par des exopeptidases, et par conséquent l’addition d’acides aminés non naturels aux extrémités N et C-terminales permet d’augmenter la stabilité du composé. Suivant cette étude, la modification amidinobenzylamide (Amba) a été introduite en position P1, permettant d’augmenter la puissance d’inhibition du composé, ainsi qu’un stéréoisomère D-Leucine en position P8. La caractérisation du potentiel inhibiteur du peptide Ac-[DLeu]LLLRVK-Amba démontre l’efficacité du peptide in vivo alors qu’une administration par voie intra veineuse du composé parvient à freiner la progression tumorale dans un modèle de xénogreffes de cancer de la prostate. Dans ce modèle, l’analogue du peptide Multi-Leu parvient à bloquer la néovascularisation tumorale en plus d’induire la quiescence et l’apoptose dans les tumeurs traitées. // Abstract : Numerous secreted peptides or proteins require a proteolytic activation by the proprotein convertases (PC) to fully gain their biologic activities. Among substrates of the PC family, there exist various cancer-related molecules. The enzyme PACE4, one of the seven kexinlike PC has been demonstrated to be overexpressed in prostate cancer and to have a nonredundant role in prostate cancer progression. Since PACE4 is a validated therapeutic target for prostate cancer, the main aim of this thesis was to develop a pharmacologic PACE4 inhibitor and to evaluate its therapeutic potential. The development of PACE4 specific inhibitors represents a challenge since PC share an important homology level within their active site. Whereas S1 to S4 subsites appear to be highly homologous within the PC family, litterature suggests that significant differences exist in subsites S5 and beyond, suggesting that peptide compound could result in specific inhibitors. In this thesis, the Multi-Leu peptide (Ac-LLLLRVKR-NH[subscript 2]) was identified as a selective PACE4 inhibitor, which displays a 20-fold inhibitory preference toward PACE4 over furin. In order to improve Multi-Leu peptide pharmacokinetic profile, structureactivities relationship studies were performed and allowed for the identification of two modifications that increase both inhibitory properties and stability of this molecule. Peptide resulting from introduction of an arginine mimetic residue amidinobenzylamide (Amba) in P1 and a stereoisomer D-Leucine in position P8 displayed an improved pharmacokinetic profile. Futhermore, intravenous administration of the compound Ac-[DLeu]LLLRVKAmba significantly inhibited prostate cancer progression in a LNCaP xenograft model of prostate cancer. This Multi-Leu peptide analog also inhibited tumor neovascularisation along with inducing cell quiescence and apoptosis in tumors of treated animals.

L’objectif principal de ce travail est dans un premier temps étudier l’impact des caractéristiques matérielles sur la consommation d’une transmission simple ou d’une transmission multi-sauts dans l’application des réseaux de capteurs sans fils. Nous nous intéressons plus spécifiquement aux communications en environnement intra bâtiment avec de courtes distances de transmission. Supposons un réseau comprenant des capteurs très bas coûts mais en grand nombre qui ne peuvent que capter l’information et la transmettre. Une seconde catégorie de capteurs, moins nombreux mais plus performants, sont capables de relayer l’information. Enfin, l’information est destinée à un puits qui peut être plus cher et non contraint énergétiquement. Dans ce cadre, les caractéristiques matérielles pourront évoluer entre les différents nœuds. Nous voulons voir si ces caractéristiques ont un impact sur les stratégies de transmissions multi-sauts. Notre contribution majeure est de montrer que le rendement ou le facteur de bruit des nœuds dans un système hétérogène est un paramètre important pour la sélection d’un nœud et les calculs des gains optimaux du relais. Nous étudions dans un second temps des méthodes de diversité coopérative « decode and forward » et « Amplify and forward » pour l'amélioration des performances dans le contexte de la radio impulsionnelle ultra-large bande. A cause des accès multiples, la distribution de l’interférence n'est pas gaussienne. Nous choisissons le modèle symétrique α-stable qui représente avec précision de la nature impulsive grâce à sa distribution à queue lourde. La propriété de stabilité nous permet ensuite une étude analytique des transmissions multi sauts et coopératives. Nous analysons la probabilité d’erreur dont nous obtenons des expressions semi-analytiques. Finalement, nous proposons un critère de la sélection du relais en fonction de l’effet des interférences. / The main objective of this work is firstly to study the impact of material characteristics on the consumption of a direct link or a multi-hop transmission in the wireless sensor networks applications. We specifically investigate the communications environment within the building with short transmission distances. A sensors network with low cost but many who can only capture data and transmit it is assumed. A second kind of sensors, fewer but more powerful, is capable of relaying information. Finally, the information is sent to the gateway that may be more expensive and energy-unconstrained. In this context, the physical characteristics may change between the different nodes. We want to see if these factors have an impact on strategies for multi-hop transmissions. Our major contribution is to show that the efficiency or the noise of the nodes in a heterogeneous system is an important parameter for selecting a node and the calculations of optimal relay gains. We then study methods of cooperative diversity "decode and forward" and "Amplify and forward" for improved performance in the context of impulse radio ultra-wideband. Due to the multiple access, the distribution of interference is not Gaussian. We choose the symmetric α-stable model that accurately represents the impulsive nature thanks to its heavy-tailed distribution. The stability property then allows us an analytical study of multi-hop transmissions and cooperatives. We analyze the error probability and obtain semi-analytical expressions. Finally, we propose a criterion for selecting the optimal relay based on the effect of interference.

Approved for public release; distribution is unlimited / This report discusses the theory, design, implementation and testing of a personal computer-based Multi-Frequency Modulation (MFM) packet communications system. Transmitter/receiver programs provide software drivers for D/A and A/D boards and perform symbol encoding, modulating, demodulating and decoding. The design and construction of a polarity coincidence correlator for receiver packet synchronization is presented. Experimental results show that the implemented MFM communication system conforms to theoretical analysis with acceptable bit error. Results also show the MFM can be uniquely adapted to a specific channel. / http://archive.org/details/implementationof00gant / Lieutenant, United States Navy

Ce travail présente l’algorithme GARRLiC (Generalized Aerosol Retrieval from Radiometer and Lidar Combined data). Le but de cet algorithme est d’inverser simultanément les mesures co-localisées d’un LiDAR et d’un photomètre solaire. Cet algorithme original permet de déduire un ensemble très complet de paramètres descriptifs de l’aérosol atmosphérique, paramètres à la fois intégrés sur la colonne atmosphérique et résolus verticalement. GARRLiC est basée sur la recherche du meilleur ajustement de données multi-sources avec contraintes a priori. Il est basée sur la recherche de la meilleure solution selon un ensemble de critères statistiques. Les paramètres déduits sont de 2 types. Certains sont des quantités intégrées sur la colonne atmosphériques tandis que d’autres sont fonction de l’altitude comme la concentration en particules pour les deux modes dimensionnels fin et grossier. Une étude de sensibilité a montré que l’ensemble des paramètres peut être restitué avec une bonne précision dans toutes les situations considérées. L’étude indique une précision moins bonne pour le mode fin et qu’en général la précision est moindre à faible épaisseur optique. Elle a également montré que la précision sur l’indice de réfraction pouvait être accrue si l’on prenait en compte la mesure de polarisation issue du photomètre solaire. L’impact de la prise en compte de mesure LiDAR et de bruit sur les mesures a été étudié. GARRLiC a été appliqué à des mesures réelles obtenues à Minsk (Biélorussie) et Lille (France). L’approche employée ici peut être facilement modifiée pour retrouver les propriétés de l’aérosol à partir de multiples combinaisons d’instruments de télédétection passif et actif. / This thesis presents the GARRLiC algorithm (Generalized Aerosol Retrieval from Ra- diometer and Lidar Combined data) that simultaneously inverts co-incident lidar and sun-photometer observations and derives a united set of aerosol parameters that describe both columnar and vertical aerosol properties. GARRLiC searches for the best fit of the multi-source measurements together with a priori constraints on aerosol characteristics through the continuous space of all possi- ble solutions under statistically formulated criteria. It retrieves height independent size distribution, complex refractive index and fraction of spherical particles together with vertically resolved aerosol concentration, all differentiated between fine and coarse aerosol modes. The potential and limitations of the method are demonstrated by sensitivity tests. The tests showed that the complete set of aerosol parameters for each aerosol component can be robustly derived with acceptable accuracy in all considered situations. Limited sen- sitivity to the properties of the fine mode and dependence of retrieval accuracy on the aerosol optical thickness for both modes were found. It was shown that sensitivity to fine mode refractive index could be improved by accounting for polarization data provided by passive instruments. The effects of the presence of lidar data and random noise on aerosol retrievals were studied. The algorithm was also applied to the real lidar and radiometer observations obtained over Minsk (Belarus) and Lille (France) AERONET sites. Suggested approach could be easily modified to retrieve aerosol properties from all possible combinations of existing passive and active remote sensing instruments.

L'objectif de cette thèse est de contribuer à l'adaptation des problèmes de tournées de véhicules (VRP) aux problématiques du monde réel en se focalisant sur deux axes principaux à savoir : la prise en compte des incertitudes à travers l'optimisation robuste et l'optimisation simultanée de plusieurs critères en utilisant l'optimisation multi-objectif. Dans une première partie, nous nous sommes intéressés à la modélisation du problème VRP sous incertitudes en proposant un nouveau critère de robustesse. Ce critère, appelé "Maximizing the Number of scenarios Qualified by the Worst" (MNSQW), a été évalué en utilisant deux méthodes de résolution : une première méthode exacte et une deuxième méthode basée sur une méta-heuristique. Dans une deuxième partie, nous nous sommes intéressés à la résolution robuste multi-objectif d'une variante du VRP: le VRP capacitaire (CVRP), où l'incertitude sur les coûts de trajets est considérée. Un algorithme évolutionnaire multi-objectif hybride a été proposé pour optimiser simultanément le coût du trajet et la taille de la flotte. L'étude expérimentale a montré que l'approche proposée permettait d'atteindre la quasi-totalité des solutions (Pareto) optimales avec une amélioration de deux bornes supérieures (sur un critère) d'une instance. La troisième partie de cette thèse comporte l'étude d'une autre variante du VRP : le problème de tournées de véhicules sélectives (TOP). L'étude vise à optimiser simultanément le profit collecté et le coût du trajet. Pour se faire, nous avons proposé une approche évolutionnaire multi-objectif hybride. La comparaison des résultats par rapport à ceux obtenus par trois méthodes de la littérature, a permis d'observer des amélioration de certaines bornes (quatre nouvelles bornes ont été obtenues). Finalement, nous nous sommes intéressés à l'étude d'une variante robuste du TOP (RTOP). Ce problème a été résolu en adaptant l'algorithme utilisé pour la variante déterministe / The main objective of the thesis is to contribute to the adaptation of VRP problems to the real world problems with a focus on two main axes namely: handling uncertainties through robust optimization and simultaneous optimization of several criteria using multi-objective optimization. First, we focus on modeling the VRP problem under uncertainty by proposing a new robust criterion. This criterion, called "Maximizing the Number of Scenarios Qualified by the Worst (MNSQW)", was evaluated using two approaches: an exact method and a meta-heuristic. In the second part, the robust multi-objective resolution of the capacitated VRP variant (CVRP) with uncertainty on the travel costs has been studied. A hybrid multi-objective evolutionary algorithm has been proposed to optimize the travel cost and the fleet size simultaneously. Experiments were carried out on a state-of-the-art instances, and the proposed approach were compared to an exact method and two meta-heuristics approaches from the literature. The obtained results show that our approach reaches almost all the optimal solutions, and that two new bounds have been established on an other instance. The comparison with the meta-heuristics shows an improvement on the entire results of the first, and competitive results with the second. The third part of this thesis was devoted to the study of another variant of the VRP namely: the Team Orienteering Problem (TOP). We first proposed a hybrid multi-objective evolutionary approach to solve a multi-objective formulation of this problem, to optimize the collected profit and the total travel cost simultaneously. The conducted experiments confirm the conflictual behavior of the optimized objectives. The comparison with three approaches of the literature, allowed to show an improvement of some bounds (four new ones). In the second part of the TOP study, we proposed a robust variant of the latter (RTOP), that has been solved by adapting the algorithm used for the deterministic variant

Les complexes luminescents d'ions lanthanides(III), de par leurs caractéristiques spectroscopiques, sont des alternatives intéressantes aux fluorophores organiques usuels pour des applications dans le domaine de la bioanalyse et de l'imagerie cellulaire. Les propriétés photophysiques de ces types de complexes sont notamment exploitées en tant que donneur de FRET en temps résolu permettant d'améliorer la sensibilité et la spécificité de la détection. Des développements récents ont aussi permis d'obtenir des sondes luminescentes pour le pH physiologique, pour divers analytes endogènes ou pour des compartiments cellulaires. Dans ce cadre, l'enjeu est d'obtenir des luminophores plus brillants pour une détection plus performante. Pour ceci, nous avons souhaité, par deux approches, apporter des modifications à une plateforme nonacoordinante pyridinophane présentant trois antennes pyridine et possédant trois bras acétate. D'une part, les bras complexants ont été diversifiés soit par d'autres motifs monodentes, soit par des motifs potentiellement bidentes, de manière à protéger l'ion lanthanide de la coordination de toute molécule d'eau qui limiterait l'efficacité de luminescence. La mesure des propriétés photophysiques des complexes d'europium ou de terbium a montré que l'introduction d'un bras coordinant phosphonate permettait de diminuer le degré d'hydratation des complexes, et que, par ailleurs, l'introduction d'un bras coordinant picolinate, portant la coordinance du ligand à 10, conduisait à des complexes exempts d'eau. D'autre part, il a été envisagé de modifier les chromophores pyridine de manière à rapprocher la longueur d'onde du maximum d'absorption de la fenêtre de transparence des milieux biologiques, et à augmenter le coefficient d'absorption molaire de l'édifice. Sur la base de travaux précédents, le motif chlorine a été choisi, synthétisé, et fonctionnalisé en vue de son couplage à un des noyaux pyridine du macrocycle pyridinophane. / Lanthanide luminescent complexes are, through their spectroscopic properties, interesting alternatives to organic fluorophores for bioanalyses or cell imaging. Their photophysical properties are in particular used as time-resolved FRET donors that can improve the detection sensitivity and specificity. Recent developments afforded luminescent probes for physiological pH, several endogenous ions or for cell compartments. In this context, developing brighter luminophores is a major stake for a more efficient detection. Following this goal, we envisioned two approaches in order to modify a nonacoordinated pyridinophane platform bearing three pyridine antennae and three acetate pendant arms. First, the pendant arms have been modified, either by other monodentate moieties or by potentially bidentate moieties, in order to shield the lanthanide ion from any water molecule that could limit the luminescence efficiency. Europium or terbium complexes photophysical measurements showed that the introduction of a phosphonate coordinating arm decreased the number of coordinated water molecules, and that the introduction of a picolinate arm, leading to a decacoordinated ligand, afforded a water-free complex. Second, the pyridine chromophores were targeted both in order to bring the maximum absorption wavelength closer to the biological tissue transparency window and to increase the absorption coefficient of the structure. According to previous results (Borbas group), a chlorin antenna has been chosen, synthesized, and functionalized in order to couple this antenna to the pyridinophane macrocycle.