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Le développement et la prolifération des réseaux sans fil a contribué à l’évolution de notre quotidien. Toute cette multitude de technologies sans fil existantes permet, malgré sa complexité, d’offrir aux utilisateurs des services diversifiés, voix et données, de la manière la plus convenable, tout en permettant l’ubiquité des services dans une optique ABC (Always Best Connected). Ces réseaux utilisent des technologies différentes, mais en même temps, offrent des caractéristiques complémentaires. Ainsi, ce point s’avère attrayant dans la mesure où nous pourrons bénéficier des avantages de chacune des technologies en les interconnectant toutes afin de former un large réseau hétérogène. La mobilité, ou plus particulièrement la relève, que nous nous proposons d’étudier dans ce mémoire s’impose comme axe de recherche intéressant, et encore plus complexe dans un environnement hétérogène. Dans ce mémoire, deux architectures interconnectant un réseau UMTS et un autre Wimax ont été présentées. Plus précisément, nous avons mis l’emphase sur la procédure de relève verticale lors du passage de l’utilisateur d’un réseau Wimax à un réseau UMTS. Chacune des deux architectures utilise un protocole pour la gestion de la mobilité, en l’occurrence le MIP (Mobile Internet Protocol) et le SIP (Session Initiation Protocol). Afin d’évaluer les deux procédures, nous nous sommes donnés deux indicateurs, notamment le coût de signalisation et la durée de la procédure de relève verticale. Pour ce faire, nous avons spécifié un diagramme d’échanges des messages de signalisation propre à chacun des scénarios, un basé sur le MIP et l’autre basé sur le SIP. Ensuite, nous avons établi des expressions pour chacun des deux indicateurs précédemment cités qui ont été implémentées sous MATLAB. Les résultats démontrent que, généralement, le scénario de relève verticale basé sur le MIP présente une durée et un coût de signalisation moins élevé que celui basé sur le protocole SIP. / The development and proliferation of wireless networks has contributed to the evolution of our daily lives. Mobile users can move between heterogeneous networks, using terminals with multiple access interfaces. Thus, the most important issue in such environment is the Always Best Connected (ABC) concept allowing the best connectivity to applications anywhere at anytime. To answer ABC requirement, various vertical handover decision strategies have been proposed using advanced tools and proven concepts. In this paper, two architectures interconnecting a UMTS network and another Wimax have been presented. Each architecture uses a protocol for mobility management, namely MIP and SIP. To evaluate the two procedures, we are given two indicators, the signaling cost and the vertical handover delay. To evaluate our scenarios, we have established a specified signaling messages flow diagram specific to each scenario, one based on the MIP and the other based on the SIP. Then, we have given expressions for each of the two indicators mentioned above that we have implemented in MATLAB. The results show that, generally, the scenario based on MIP has lower signaling cost and delay than the scenario based on SIP.

Les systèmes radio impulsionnelle Ultra large bande (IR-ULB), de part la nature de leurs signaux et de leurs architectures, montrent des caractéristiques intéressantes pour concurrencer les technologies existantes (Zigbee, Bluetooth et RFID) pour certaines applications nécessitant un faible coût et une faible consommation de puissance. Dans ce contexte cette thèse évalue les potentialités des systèmes IR-ULB pour la réalisation d’objets communicants miniatures.En utilisant une technologie "System In Package" (SiP), des objets communicants ULB prototype intégrant une ou plusieurs puces CMOS et une antenne ULB directement réalisée sur le boîtier sont présentés dans la thèse. Les transitions entre le circuit imprimé et les puces sont réalisées avec des fils d'interconnexion ("wirebonding"). Les points d'étude de la thèse se focalisent particulièrement sur la mise en boîtier d'une puce ULB et sur la conception sur silicium de la tête radio fréquence d'un système ULB. La réalisation d'une interconnexion faible cout par "wirebonding" entre un circuit intégré ULB et son support est problématique aux fréquences utilisées en ULB (3-10 GHz) en raison des éléments parasites importants limitant sa bande passante. Pour obtenir une transition ne dégradant pas les signaux ULB, plusieurs méthodologies d’interfaçage sont proposées permettant de réaliser sans augmentation notable de cout une transition large bande entre le circuit intégré et le circuit imprimé du boîtier. L'intégration en technologie CMOS standard des éléments principaux constituant la tête radio fréquence d'un système ULB impulsionnel (LNA, détecteur d'impulsions et générateurs d'impulsions) est étudiée. L'intérêt d'un co-design entre le silicium et le circuit imprimé lors de la conception de ces éléments est mis en avant. L'intégration ainsi que la miniaturisation du système final dans une technologie SIP sont également présentées. / Due to the nature of their signals and their architectures, Impulse Radio Ultra Wide Band (IR-UWB) systems show interesting features to compete with existing technologies (Zigbee, Bluetooth and RFID UHF) for low cost and low power applications. In this context, this thesis evaluates the potential of UWB systems for the realization of miniature communication devices.The thesis presents UWB communicating devices realized with a System in Package (SiP) technology. Devices incorporate one or several CMOS chips and an antenna directly printed on the board (PCB). Transitions between the PCB and the chips are made with standard wire bonds. The thesis especially focuses on packaging of UWB dice and on the design of UWB front end radio frequency.Due to important parasitic elements limiting its bandwidth, wire bonds transition is problematic for UWB applications (3-10 GHz). This thesis proposes several methodologies to interface integrated circuit and PCB to obtain a broadband transition without increasing cost production. The integration in standard CMOS technology of main components comprising the UWB radio frequency front end (LNA, pulse detector and pulse generator) is studied. The interest of a co-design between silicon and PCB to design these elements is pointed up. Integration and miniaturization of the final system in a SIP technology are also presented.

Ce travail de recherche intitulé " Contribution à la modélisation de l'Intégrité des Alimentations dans les System-in-Package", effectué chez NXP semi-conducteurs, se propose d'étudier l'intégrité des alimentations et des signaux dans un système complexe tel que le System-in-Package(SiP), les System-on-Chip(SoC) ou autres (PoP,...). C'est-à-dire la générations de perturbations électromagnétiques conduites dues à l'activité d'un système complexe sur son environnement d'intégration. Un bilan de puissance statique et dynamique permet de considérer l’influence de l’activité des fonctions numériques sur le système SiP. L’activité dynamique est représentée sous forme de profils canoniques caractérisés par la technologie de conception des fonctions logiques. Cette représentation en base tient compte du cadencement multi fréquentiel (ou multi-harmonique) du système. Un logiciel a été développé permettant d'extraire un profil d'activité numérique définit suivant la géométrie de la fonction, sa technologie et ses fréquences d'activation. Les fonctions analogiques et le réseau passif d'interconnexions sont modélisés au travers de fonctions de transfert et validés par une approche expérimentale (domaine fréquentiel et temporel) et en simulation. Cette analyse a permis de souligner les potentialités de la modélisation BBS (Broad Band Spice Model). Ceci a permis une modélisation multi-port globale de l'environnement d'intégration modélisé depuis le PCB jusqu’aux fonctions actives (PCB-Boitier-interconnexions-circuits). Les modèles extraits sont utilisables dans un environnement SPICE où l’ensemble du système est modélisé dans un environnement unique. La CO-MODÉLISATION et la CO-SIMULATION GLOBALES permettent la proposition de règles de conception et l’optimisation du découplage souligné par le potentiel du substrat de report PICS (Passive Integrating Component Substrate). / This thesis, performed in NXP Semiconductors, presents an analysis on POWER INTEGRITY and SIGNAL INTEGRITY in complex systems (System-in-Package SiP, System-on-Chip SoC, PoP, etc). This subject takes in account the propagation and its effects of conducted electromagnetic interferences due to digital activities in power distribution network. A statement of static and dynamic power consumption allows to consider effects of digital activities through a multi-clock and multi harmonic model based on technologies, clocks and geometries of a dedicated functions, blocks or dices. A global distributed CO-SIMULATION/CO-MODELISATION methodology for concurrent/simultaneous analysis of passif distribution network have been successfully applied to a full complex system. An original "power signature" concept is used to model high speed digital modules temporal and spatial distribution of their power switching activity for analog-mixed-digital co-simulations. Analysis of coupling effects at systems level have been studied through access ports with and without active SiP modules. The measured coupling is validated with predicted simulation results based on electromagnetic simulations and broad band SPICE extractions. Correlations are validated between observed spurs in presence of SiP active modules and the behavioral response (transfer function) of the active die multiport, and multi-port de-embedding analysis. The full model of complex system, available in SPICE environnement, allows to analyse propagation and its effects of conducted electromagnetic interferences on dices, functions and system of the SiP. Thanks to this work, it will possible to supply new design rules and optimize of decoupling capacities values. A dedicated software was elaborated to generate a quick digital activity model easy-to-implement in SPICE environment.

In IEEE 802.11 WLANs, Link Adaptation mechanisms, which choose the transmission rate of each node, provoke unexpected and random variations on the effective channel capacity. When these changes are towards lower bitrates, inelastic flows, such as VoIP, can suffer from sudden congestion, which results on higher packet delays and losses. In this thesis, a VoIP codec adaptation algorithm is proposed as a solution, based on a cross-layer feedback from RTCP packets and the MAC layer, which can adapt the codecs of active calls to adjust them to the multirate scenario. A combination of this algorithm with a call admission control mechanism is also studied. The results show an important improvement in terms of the QoS of the already active flows as also in the total hotspot's capacity. Additionally, by defining a new Grade of Service related parameter, the Q-Factor, which captures the trade-off between dropping and blocking ratio and perceived speech quality, the codec adaptation algorithm can be tuned to achieve maximum capacity without severely penalizing any of those variables, and hence satisfying both technical and user quality requirements. Finally, a new QoS-enabled AP, which implements these enhancements is designed. / En las redes inalámbricas del estándar IEEE 802.11, los mecanismos de adaptación de enlace que eligen la tasa de transmisión de cada nodo, pueden provocar variaciones aleatorias e inesperadas en la capacidad efectiva del canal. Cuando estos cambios son hacia tasas de transmisión mas bajas, los flujos inelásticos, tales como los de VoIP, pueden de repente sufrir congestión, lo que se traduce en aumento de retrasos y pérdidas de paquetes. En esa tesis, se propone un algoritmo de adaptación de codificadores de voz como solución, basado en técnicas multinivel (cross-layer) que combinan el uso de información de diferentes capas, como los paquetes RTCP y la capa MAC, y que puede adaptar los codecs de las llamadas activas para ajustarlos al escenario "multi-rate". Adicionalmente, la combinación de este algoritmo con un mecanismo de control de admisión de llamadas (CAC) se ha estudiado. Los resultados muestran una importante mejora en términos de QoS de los flujos activos como también en la capacidad total del hotspot. Además, mediante la definición de un nuevo factor, el Q-Factor, que puede captar la compensación entre la tasa de corte y de bloqueo de llamadas y de la calidad percibida por esas, el algoritmo de adaptación de codecs se puede ajustar para lograr la máxima capacidad sin penalizar severamente ninguna de esas variables y así satisfacer los requisitos técnicos de calidad y los usuarios. Por último, un nuevo punto de acceso (AP) habilitado para ofrecer calidad de servicio, ha sido diseñado que lleva a cabo estas mejoras.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:56:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DanielGC.pdf: 538651 bytes, checksum: 34bfc134a2af9166b846b044a2968b16 (MD5) Previous issue date: 2006-05-25 / New versions of SCTP protocol allow the implementation of handover procedures in the transport layer, as well as the supply of a partially reliable communication service. A communication architecture is proposed herein, integrating SCTP with the session initiation protocol, SIP, besides additional protocols. This architecture is intended to handle voice applications over IP networks with mobility requirements. User localization procedures are specified in the application layer as well, using SIP, as an alternative mean to the mechanisms used by traditional protocols, that support mobility in the network layer. The SDL formal specification language is used to specify the operation of a control module, which coordinates the operation of the system component protocols. This formal specification is intended to prevent ambiguities and inconsistencies in the definition of this module, assisting in the correct implementation of the elements of this architecture / Novas vers?es do protocolo SCTP permitem sua utiliza??o para implementa??o de mecanismos de handover em n?vel de transporte, bem como o fornecimento de um servi?o de transmiss?o de dados parcialmente confi?vel. Integrando o SCTP com o protocolo de inicia??o de sess?es, SIP, al?m de utilizar adicionalmente servi?os de outros protocolos auxiliares, uma arquitetura de comunica??o p?de ser proposta, a fim de atender ?s aplica??es de voz sobre IP com requisitos de mobilidade. S?o especificados ainda os procedimentos de localiza??o de usu?rio em n?vel de aplica??o, utilizando o protocolo SIP, como alternativa aos mecanismos empregados por protocolos tradicionais que suportam mobilidade na camada de rede. A linguagem de especifica??o formal SDL ? utilizada para especificar o funcionamento de um M?dulo de Controle, relacionado ? opera??o coordenada dos protocolos que comp?e a arquitetura. Pretende-se assim evitar ambig?idades e inconsist?ncias na defini??o desse m?dulo, o que pode auxiliar em implementa??es corretas de elementos dessa arquitetura

The master’s thesis focuses on the virtual local computer network for laboratory usage. It aims to propose and realize proper network connection in order to monitor expected data flow. Thanks to the network analysers (software ClearSight and hardware NetTool Series II) it plans to pursue in detail the used transmission protocols of TCP/IP layers. The most decisive feature happens to be the right choice of appropriate network components and their precise configuration. Consequently, the thesis formulates a proposal of a laboratory task for the needs of students, which is also closely related to the actual problems. The assignment of the task will serve the teachers as a test pattern for measurement. The results elaborated in the form of the model protocol should enable later comparison of the recorded data. Another part of the diploma thesis is the working-out of well arranged manuals for the network analysers involved.

Ubiquitous Sensor Network (USN) est un réseau conceptuel construit sur des réseaux physiques existantes. Il se sert des données détectées et fournit des services de connaissances à quiconque, n'importe où et à tout moment, et où l'information est générée en utilisant la sensibilité au contexte. Dispositifs et USN portables intelligents émergent rapidement en offrant de nombreux services fiables facilitant la vie des gens. Ces petits terminaux et terminaux très utiles besoin d'un substrat de communication globale pour fournir un service complet de l'utilisateur final global. En 2010, ITU -T a fourni les exigences pour supporter des applications et services USN dans le Next Generation Network (NGN) de l'environnement d'exploiter les avantages du réseau de base. L'un des principaux marchés prometteurs pour l'application et les services USN est la e- santé. Il fournit le suivi des patients en continu et permet une grande amélioration dans les services médicaux. D'autre part, des Véhicules Ad-hoc NETwork (VANET) est une technologie émergente qui permet une communication intelligente entre les véhicules mobiles. Intégrer VANET avec USN a un grand potentiel pour améliorer la sécurité routière et la fluidité du trafic. La plupart des applications VANET sont appliqués en temps réel et ils sont sensibles à retarder, en particulier ceux liés à la sécurité et à la santé. Dans ce travail, nous proposons d'utiliser l'IP Multimédia Subsystem (IMS) comme une sous- couche de contrôle de service dans l'environnement USN fournir un substrat mondiale pour un service complet de bout en bout. De plus, nous vous proposons d'intégrer VANETs avec USN pour des applications et des installations riches plus, ce qui facilitera la vie des humains. Nous avons commencé à étudier les défis sur la route pour atteindre cet objectif / Ubiquités Sensor Network (USN) is a conceptual network built over existing physical networks. It makes use of sensed data and provides knowledge services to anyone, anywhere and at anytime, and where the information is generated by using context awareness. Smart wearable devices and USNs are emerging rapidly providing many reliable services facilitating people life. Those very useful small end terminals and devices require a global communication substrate to provide a comprehensive global end user service. In 2010, the ITU-T provided the requirements to support USN applications and services in the Next Génération Network (NGN) environment to exploit the advantages of the core network. One of the main promising markets for the USN application and services is the e-Health. It provides continuous patients’ monitoring and enables a great improvement in medical services. On the other hand, Vehicular Ad-Hoc NETwork (VANET) is an emerging technology, which provides intelligent communication between mobile vehicles. Integrating VANET with USN has a great potential to improve road safety and traffic efficiency. Most VANET applications are applied in real time and they are sensitive to delay, especially those related to safety and health. In this work, we propose to use IP Multimedia Subsystem (IMS) as a service controller sub-layer in the USN environment providing a global substrate for a comprehensive end-to-end service. Moreover, we propose to integrate VANETs with USN for more rich applications and facilities, which will ease the life of humans. We started studying the challenges on the road to achieve this goal

<p>Begreppet Voice over Internet Protocol (VoIP) är något som nog de flesta har hört talas om, men vad innebär egentligen VoIP. Vi har tittat på tekniken och återger en beskrivning av begreppet VoIP. Vi har valt att titta på hur företag använder tekniken samtidigt som vi tittar på vilka nya tjänster och möjligheter som finns. Hur ser tjänsteutbudet ut idag och hur påverkar detta sättet att kommunicera inom företagen? Vilken funktionalitet används och hur drar man nytta av de fördelar och möjligheter som den nya tekniken erbjuder? Med förändrade kommunikationssätt ser vi hur verksamheter både kan effektiviseras och utvecklas.</p><p>När vi tittar på hur leverantörer bidrar till att utveckla sina kunders verksamheter så ser vi att leverantörerna inte är delaktiga inom detta område i någon större utsträckning. Vi ser dock att man inte hunnit så långt i utvecklingen av VoIP, samt att leverantörer har vissa problem med att nå ut och marknadsföra de tjänster och möjligheter den nya tekniken faktiskt erbjuder. Fokus ligger istället mer på de kostnadsbesparingar man gör genom att kommunicera över internet (IP) istället för med traditionell telefoni (PSTN).</p><p>Tekniken är beroende av kvaliteten på bredbandsuppkoppling samt den interna infrastrukturen hos företagen. Mycket av de problem så som eko och dålig samtalskvalitet beror på undermålig utrustning internt på företagen. Dessa problem ser man i branschen som något övergående då ny hårdvara utvecklas och förses med bättre stöd för VoIP. Många leverantörer erbjuder även sina kunder en helhetslösning för att få kontroll över både telefoni och internetförbindelse.</p><p>Slutligen ser vi att VoIP öppnar upp för en omstöpning av hur företag kommunicerar, möjligheterna har bara börjat utforskas. Som teknik är VoIP idag inget nytt, det som är nytt är att företagen först nu börjar se möjligheterna till att effektivisera, utveckla och förändra sina kommunikationsvägar. För att utfallet ska bli så bra som möjligt krävs ett helhetsgrepp på hur VoIP implementeras, vi menar att man måste se till hur man kan förändra sitt arbetssätt, inte bara hur man ringer till en lägre kostnad.</p>

Continued technology scaling together with the integration of disparate technologies in a single chip means that device performance continues to outstrip interconnect and packaging capabilities, and hence there exist many difficult engineering challenges, most notably in power management, noise isolation, and intra and inter-chip communication. Significant research effort spanning many decades has been expended on traditional VLSI integration technologies, encompassing process, circuit and architectural issues to tackle these problems. Recently however, three- dimensional (3-D) integration has emerged as a leading contender in the challenge to meet performance, heterogeneous integration, cost, and size demands through this decade and beyond. Through silicon via (TSV) based 3-D wafer-level integration is an emerging vertical interconnect methodology that is used to route the signal and power supply links through all chips in the stack vertically. Delay and signal integrity (SI) calculation for signal propagation through TSVs is a critical analysis step in the physical design of such systems. In order to reduce design time and mirror well established practices, it is desirable to carry this out in two stages, with the physical structures being modelled by parasitic parameters in equivalent circuits, and subsequent analysis of the equivalent circuits for the desired metric. This thesis addresses both these issues. Parasitic parameter extraction is carried out using a field solver to explore trends in typical technologies to gain an insight into the variation of resistive, capacitive and inductive parasitics including coupling effects. A set of novel closed-form equations are proposed for TSV parasitics in terms of physical dimensions and material properties, allowing the electrical modelling of TSV bundles without the need for computationally expensive field-solvers. Suitable equivalent circuits including capacitive and inductive coupling are derived, and comparisons with field solver provided values are used to show the accuracy of the proposed parasitic parameter models for the purpose of performance and SI analysis. The deep submicron era saw the interconnection delay rather than the gate delay become the major bottleneck in modern digital design. The nature of this problem in 3-D circuits is studied in detail in this thesis. The ubiquitous technique of repeater insertion for reducing propagation delay and signal degradation is examined for TSVs, and suitable strategies and analysis techniques are proposed. Further, a minimal power smart repeater suitable for global on-chip interconnects, which has the potential to reduce power consumption by as much as 20% with respect to a traditional inverter is proposed. A modeling and analysis methodology is also proposed, that makes the smart repeater easier to amalgamate in CAD flows at different levels of hierarchy from initial signal planning to detailed place and route when compared to alternatives proposed in the literature. Finally, the topic of system-level performance estimation for massively integrated systems is discussed. As designers are presented with an extra spatial dimension in 3-D integration, the complexity of the layout and the architectural trade-offs also increase. Therefore, to obtain a true improvement in performance, a very careful analysis using detailed models at different hierarchical levels is crucial. This thesis presents a cohesive analysis of the technological, cost, and performance trade-offs for digital and mixed-mode systems, outlining the choices available at different points in the design and their ramifications / QC 20100916