Les problématiques d'intégrabilité et de consommation des circuits sont au centre des spécifications des émetteurs pour la téléphonie mobile. L'architecture polaire est une alternative intéressante aux architectures cartésiennes pour réduire la consommation, la surface et la pollution de l'amplificateur de puissance (PA) sur la boucle à verrouillage de phase (PLL). Néanmoins, l'évolution des nouvelles normes de téléphonie mobile est allée de pair avec un élargissement de la bande passante des modulations, ce qui peut se montré critique pour l'architecture polaire. Les travaux de cette thèse se concentrent plus particulièrement sur le chemin de phase pour des modulations larges bandes, ce dernier étant moins étudié dans la littérature que le chemin d'amplitude par le PA. La modulation de phase large bande est réalisée directement par la PLL, qui reçoit en consigne à la fois le canal à adresser et la modulation qui est insérée en 2 points de la PLL. L'architecture de la PLL peut être analogique ou numérique. Grâce à des modèles événementiels développés sous Matlab, l'étude met en évidence certains phénomènes qui ne peuvent pas être observés par des modèles linéaires largement utilisés (Laplace, transformé en « z », …). L'étude identifie notamment, pour la PLL analogique, un phénomène de mélange du bruit avec la modulation dégradant fortement la qualité du signal. Ce travail propose une méthode de dimensionnement des filtres de modulation et de la fréquence de référence de la PLL pour résoudre ce problème. Pour la PLL numérique, un autre phénomène est identifié et amène à insérer la modulation en 3 points de la PLL. Finalement, une méthode de dimensionnement des banques de capacités dédiées à la modulation sur l'oscillateur est proposée. / Power consumption and integration are two key challenges of today mobile transmitter, especially for mobile phone applications. The polar architecture is an interesting alternative to classic architectures in order to reduce the power consumption, the silicon area and the pollution from the PA to the PLL. Unfortunately, the communication standards evolution such as LTE goes with a modulation bandwidth enlargement. This becomes critical for the use of polar architecture. Contrary to amplitude modulation done through the PA, phase modulation path through the PLL is less covered in literature. This phase modulation path which can be either analog or digital is the purpose of this work. Thanks to nonlinear event-driven models developed with Matlab, it has been possible to show some phenomenon which cannot be observed with widely used linear models (in Laplace or z-domain). For instance, in the fractional-N PLL, a mixing between the noise and the modulation signal strongly degrades the modulation performance. A method combining PLL sizing and modulation filtering is proposed to solve this issue. For the digital PLL, TDC gain estimation has a big impact on the EVM (Error Vector Magnitude) for wideband modulations and a solution is proposed which consists of converting the classical two-point modulator into a three-point modulator. Finally, an oscillator's capacitors banks sizing dedicated to the modulation is proposed.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-04-20T12:24:18Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Marcus Vinícius Gonzaga Ferreira - 2015.pdf: 5767061 bytes, checksum: 8c8e76bfe96355cd9d774d9aa9673b44 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-04-20T12:25:56Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Marcus Vinícius Gonzaga Ferreira - 2015.pdf: 5767061 bytes, checksum: 8c8e76bfe96355cd9d774d9aa9673b44 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-20T12:25:56Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Marcus Vinícius Gonzaga Ferreira - 2015.pdf: 5767061 bytes, checksum: 8c8e76bfe96355cd9d774d9aa9673b44 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-12-11 / In this work we propose an algorithm to allocate resource blocks for LTE (Long Term Evolution) communication systems that takes into account the maximum delay guarantee and MCS (Modulation and Coding Scheme) constraints on the downlink transmission. At first, we propose an allocation algorithm which tries to reduce user‘s delay using the information of the network real delay and the channel transmission quality. Next, we propose an allocation algorithm which considers the channel transmission quality and the delay target, which is estimated through Network Calculus using service curve and MFBAP (Multifractal Bounded Arrival Process) envelope process, in order to decide on the scheduling of available radio resources. Comparisons with other allocation algorithms are carried out through QoS (Quality of Service) parameters such as average delay, total throughput, loss rate, fairness and processing time, verifying the efficiency of the proposed algorithm. / Neste trabalho é proposto um algoritmo de alocação de blocos de recurso para sistemas de comunicação LTE (Long Term Evolution) onde é levado em conta o critério de retardo máximo e as restrições impostas pelo esquema MCS (Modulation and Coding Scheme) para transmissão downlink. Primeiramente, é proposto um algoritmo de alocação que tenta reduzir o retardo do usuário utilizando a informação do retardo real da rede e a qualidade de transmissão do canal. Em seguida, é proposto um algoritmo de alocação que considera a qualidade de transmissão do canal e o limitante de retardo, estimado através de Cálculo de Rede utilizando curva de serviço e processo envelope MFBAP (Multifractal Bounded Arrival Process), para decidir sobre a alocação de recursos de rádio disponíveis. São realizadas comparações com outros algoritmos de alocação através de parâmetros de QoS (Quality of Service) como retardo médio, vazão total, taxa de perda, índice de justiça (fairness) e tempo de processamento, verificando a eficiência do algoritmo proposto.

En tant qu'étape importante vers une société intelligente, hormis la communication d'humain à humain (H2H), les réseaux sans fil de l'avenir devraient prendre en charge la communication machine-à-machine (également connue sous le nom de MTC). Ce dernier est un nouveau paradigme de communication dans lequel les terminaux peuvent parler les uns avec les autres sans ou avec peu d'intervention humaine. Avec la prolifération rapide des applications M2M, un grand nombre de terminaux seront déployés dans de nombreux types d'applications telles que le comptage intelligent, l'automatisation de l'industrie, la télésanté, etc.Cependant, les réseaux sans fil actuels ne sont toujours pas prêts pour écouler correctement le trafic des MTC. La raison en est double. Tout d'abord, l'évolution du réseau sans fil vise à augmenter le débit et à réduire le délai. Deuxièmement, les caractéristiques spéciales des MTC, telles qu'un nombre très élevé de terminaux déployés, une petite charge utile mais une transmission fréquente, un emplacement souvent d'installation défavorable, etc., font que les exigences de H2H ne sont pas partagés par la plupart des cas d'utilisation M2M.À partir de l'état de l'art, nous distinguons deux orientations de recherche possibles pour gérer efficacement le trafic M2M: Low Power Wide Area Network (LPWAN) et adaptation des réseaux cellulaires existants. Pour les deux pistes, les mécanismes d'accès radio, utilisés dans le réseau d'accès radio (RAN) sont d'une importance vitale pour assurer le succès de MTC. De ce point de vue, le mécanisme d'accès radio est le principal objectif de nos études. Dans cette thèse, nous présentons les contributions couvrant les aspects susmentionnés.Les contributions de cette thèse sont résumées dans les points suivants:Nous faisons état de l'art sur les études liées à l'efficacité énergétique des MTC de la littérature. La contribution principale de cette enquête est de passer en revue, classifier les travaux de recherche existants dans différentes catégories, et de comparer les avantages et les inconvénients entre les catégories. Nous parlons également des progrès de l'approche basée sur les LPWAN.Nous étudions l'impact de la diversité du niveau de puissance d'émission et du contrôle de puissance imparfait sur les systèmes LPWAN en slotted-ALOHA. Quelques directives de conception perspicaces sont obtenues en manipulant le modèle analytique établi.Nous étudions les performances du système LPWAN avec la diversité de la réception macro. En utilisant la géométrie stochastique, nous établissons des formules simples de forme fermée pour le taux de perte de paquets et le débit spatial. Ces formules sont très utiles pour analyser les réseaux LPWAN (en particulier dans les zones urbaines) et pour quantifier le gain de capacité du système. En rassemblant plusieurs résultats disponibles sur l'analyse de l'ALOHA pure, nous obtenons finalement un cadre de synthèse pour étudier le RAN de LPWAN.En termes d'adaptations au RAN des réseaux LTE, nous analysons d'abord le mécanisme d'accès aléatoire conventionnel dans LTE et identifions les inefficacités existantes. Nous proposons ensuite un service d'interrogation multipériodique pour les cas d'utilisation M2M périodiques. Le service proposé est comparé au mécanisme d'accès aléatoire conventionnel en LTE dans un modèle fluide. Les résultats numériques montrent que le service proposé réduit considérablement la consommation des ressources système telles que l'identificateur temporaire de réseau radio (RNTI), le bloc de ressources (RB) et a une efficacité énergétique supérieure en raison de l'évitement de la procédure d'accès aléatoire et des messages de signalisation associés. / As a key step toward a smart society, apart from the Human-to-Human (H2H) communication, the future wireless networks, are expected to accommodate Machine-to-Machine Communication (also known as Machine Type Communication (MTC)). The latter is a new communication paradigm in which the devices can talk with each other without or with little human intervention. With the rapid proliferation of M2M applications, a huge number of devices will be deployed in many types of use cases such as smart metering, industry automation, e-health, etc. However, the current wireless networks are still not ready to hold traffic from MTC. The reason is twofold. First, the evolution of the wireless network seeks for higher throughput and lower latency. Second, the special features that MTC exhibits, such as huge number of deployed devices, small payload but frequent transmission, adverse installation location, etc., lead to that the requirements by H2H are no longer required by most of M2M use cases.From the state-of-the-art work, we find that two possible research orientations to efficiently handle M2M traffic: Low Power Wide Area Network (LPWAN) and adaption of the existing cellular networks. For both of them, the radio access mechanisms, used in Radio Access Network (RAN), is vitally important to make MTC a promising technology. From this view, radio access mechanism is the main focus of our studies. In this thesis, we present the contributions covering the aforementioned aspects: performance evaluation of ALOHA-based LPWAN networks, and a polling service that is an extension to RAN of LTE networks for periodic M2M traffic.The contributions of this thesis are summarized on the following axis: We make a survey about the energy efficiency related studies in the literatures. The main contribution in this survey is to review, classify the existing research works into different categories, and compare the pros and cons between categories. We also review the advances of the LPWAN related study. We study the impact of transmit power level diversity and imperfect power control to the slotted ALOHA based LPWAN systems. Some insightful design guidelines are obtained by manipulating the established analytical model. We study the performance of LPWAN system with macro reception diversity. By stochastic geometry, we get simple closed-form formulas for the packet loss rate and spatial throughput, which were unknown before. These formulas are very useful to analyze LPWAN networks (especially in urban areas) and to quantify the system capacity gain. By gathering several available results about the analysis of non slotted ALOHA, we finally get a synthesis framework to study the RAN of LPWAN. In terms of adaptations to RAN of LTE networks, we first analyze the conventional random access mechanism in LTE and identify the existing inefficiencies. We then propose a multiple period polling service for periodic M2M use cases. The proposed service is compared with conventional random access mechanism in LTE in a fluid model. The numerical results show that the proposed service dramatically reduces the consumption of system resources such as Radio Network Temporary Identifier (RNTI), Resource Block (RB) and has a higher energy efficiency due to the avoidance of random access procedure and related signaling messages.

Au cours de ces dernières années, les technologies de télécommunication ont fait d'énormes progrès, notamment dans les communications mobiles et les réseaux de capteurs sans fil (WSN). Pour répondre à l’augmentation de la capacité de transmission et à l’amélioration de la qualité des canaux de communications mobiles, l’élargissement de la bande de fonctionnement est nécessaire par l'utilisation d'antennes reconfigurables en fréquence. En outre, dans les applications WSN, afin de réduire les collisions, d’augmenter la distance de communication et d'optimiser la consommation, l’utilisation d’antennes reconfigurables en directivité est une bonne solution. Dans ce cadre, nos travaux de recherche ont portés sur la conception de différentes structures antennaires reconfigurables. Dans un premier temps nous avons réalisés une antenne reconfigurable à base de nouveaux éléments actifs, les digitally tunable capacitors (DTC). Ces composants sont de très bons candidats en vue d’une intégration d'antennes pour des applications communications mobiles et WSN. Ensuite nous nous sommes attachés à concevoir des structures multibande, MIMO et reconfigurables en fréquence, permettant d’augmenter la bande de fréquence de fonctionnement du système de communication, d'optimiser l'efficacité et la qualité spectrale et d'améliorer la qualité de canal. Enfin, une autre voie a été explorée, l’utilisation d’antennes reconfigurables en directivité pour des applications de WSN. Les résultats de simulation et de mesure sont également présentés dans ce chapitre. Grâce à l'utilisation de ce type de structures, la performance des WSN a été optimisée. / In recent years, telecommunication technologies have enormous progress, especially cellular communications and wireless sensor networks. To meet the demand of increasing transmission capacity, improving quality of cellular communication channels, expanding the operating band of the equipment is necessary. As passive antenna has reached the limit on increasing the operating band with the small size, the use of frequency reconfigurable antenna is a feasible solution. Besides, in the applications of WSN, to reduce collisions, increase communication distance and optimize consumption, directional reconfigurable antenna is a good proposal. In this thesis we present several reconfigurable antenna structures. Firstly, a new component is introduced; digitally tunable capacitor (DTC). Thanks to its advantages, such parts are good candidate to be integrated in the antenna for cellular communication and wireless sensor network applications. After, several antennas are introduced include multiband antenna, MIMO and frequency reconfigurable antenna, which can be used to extend the operating frequency band of the communication system, optimize spectral efficiency and quality improve channel quality. The structures of these antennas are introduced together with the results of simulation and measurement for the purpose of solving the challenges given in the future cellular communications systems. And then, the proposed approach to the design of reconfigurable directional antennas is presented. Several reconfigurable directional antennas, which are used in applications of WSN, are introduced. Thanks to the use of directional antennas reconfigurable, performance of WSN system will be optimized.

Les travaux de thèse s'intéressent à la problématique de contrôle et de communication dans le domaine de la conception des systèmes numériques embarqués pour les applications de télécommunication de quatrième génération. La complexité des applications couplée aux besoins de productivité croissants impose de repenser les méthodologies de conception et les architectures sous jacentes. Afin de lever ces verrous, nous proposons plusieurs contributions originales. En effet, une méthodologie d'exploration d'un espace de conception ainsi qu'une architecture basée sur des noeuds de traitements homogènes et flexibles interconnectés à travers un réseau sur silicium sont proposées. Chaque noeud de traitement possède plusieurs blocs visant à exécuter efficacement et dynamiquement les applications de télécommunication. Pour répondre aux contraintes de faible consommation, nous proposons plusieurs solutions innovantes afin de minimiser cette métrique notamment au travers de techniques de migration de tâches. / This PhD research aims to solve challenges about control and communication in the design of digital embedded systems for 4G telecom applications. The application complexity added to the increasing productivity gap force to think about new design methodologies and the underlying architectures. Several new research directions is proposed in this work. A methodology for design space exploration and a digital architecture based on homogeneous and flexible processing units interconnected by a Network-on-Chip is proposed. A processing unit is a cluster of DSPs controled by a MIPS processor to compute telecom applications. To meet low power constraints, we propose optimization techniques based on resource management including task migration.

The subject of the diploma thesis are procedures in EPS network related to the operation of mobile terminals. In the introduction of my work I described the EPS system, including the quality of services and bearers. The following section focuses on control procedures in the EPS system such as attach network procedure, detach procedure, service request, handover or tracking area procedure. Further, three technologies for Internet of Things were described, namely EC-GSM-IoT, LTE-M and NB-IoT. All the procedures mentioned above were also captured in the experimental VUT EPS network and analyzed by TravelHawk using software M5 and Wireshark. Theoretical and practical findings were subsequently used out for setting of laboratory task for subject MKPM.

Master’s thesis deals with the signal processing in LTE system, specifically focuses on the physical layer. The first part describes in detail the signal processing at the physical layer of the LTE system. Based on the acquired knowledge of signal processing is created a block diagram that graphically describes the process of the signal processing. Next part deals with the created mathematical model, which is programmed in Matlab. This section describes the limitations of the model, configuration options and view simulation results. The last part shows the results of simulations and analyzed the results.

Dans cette thèse, nous étudions le problème de l'allocation de ressources dans le cadre des réseaux 4G LTE. La méthode d'accès OFDMA qui est utilisée partage les ressources radios à la fois dans le domaine fréquentiel et temporel. En raison des déficiences du canal, les utilisateurs ne bénéficient pas toujours des mêmes débits d'émission/réception sur chacune des ressources. Dans ce cadre, notre problème consiste à distribuer ces ressources radios aux mobiles afin de leur permettre de transmettre/recevoir des données. L'algorithme utilisé pour allouer les ressources a une importance fondamentale sur les performances du système. La norme LTE ajoute des contraintes supplémentaires à ce problème et rend l'exploitation de la diversité fréquentielle et de la diversité multi-utilisateurs plus difficile. En effet, sous ces contraintes, nous montrons que le problème de l'allocation de ressources fait alors partie de la classe des problèmes « difficiles ». Par conséquent, les algorithmes classiques de la littérature sont souvent inadaptés à un réseau LTE réel. Nous proposons des algorithmes d'allocation de ressources à la fois pour le sens montant et descendant de LTE. Les contraintes de la norme sont rigoureusement prises en compte afin de construire des solutions efficaces. De plus, les algorithmes proposés sont génériques et peuvent donc s'adapter à une grande variété d'objectifs. En particulier, nous nous attachons à prendre en charge les trafics multimédias dont les débits et les besoins en qualité de service sont très hétérogènes (taux d’erreurs binaires, retard, gigue, etc.). En effet, l'augmentation progressive des débits et la forte popularité des équipements mobiles intelligents amènent à une utilisation toujours plus massive des applications multimédias. Tous nos algorithmes sont validés par simulation. Par ce biais, nous montrons que la prise en compte des contraintes de LTE est essentielle à l'obtention de performances élevées. / In this thesis, we study the resource allocation problem within the framework of 4G LTE networks. The OFDMA access method divides the radio resources both in the frequency and time domains. Due to channel impairments, users do not always have the same transmit/receive rates on each resource. In this context, our problem is to share the radio resources between users and enable them to transmit/receive data. The algorithm used to allocate resources is of fundamental importance on system performance. The LTE standard adds constraints to this problem and makes harder the exploitation of the frequency and the multi-user diversity. Indeed, under these constraints, we show that the resource allocation problem becomes part of the « most difficult » problems. Therefore, the conventional algorithms are often not adapted to a real LTE network. We provide resource allocation algorithms for both the uplink and downlink of LTE. The constraints of the standard are rigorously taken into account in order to build effective solutions. In addition, the proposed algorithms are generic and can adapt to a wide variety of objectives. In particular, we focus on the support of multimedia traffic with heterogeneous quality of service requirements (bit error rate, delay, jitter, etc.). Indeed, the gradual increase of the offered throughput and the strong popularity of smart mobile devices lead to a massive use of multimedia applications. Our algorithms are validated through extensive simulation. By this means, we show that the inclusion of LTE constraints is essential to achieving high performance.

La consommation en énergie des réseaux de télécommunications a suscité un intérêt grandissant au cours des dernières années et les opérateurs mobiles cherchent des solutions innovantes pour optimiser l’efficacité énergétique. Dans cette thèse, nous nous focaliserons sur les schémas d’optimisation de la consommation d’énergie des réseaux d’accès mobiles. Nous commençons par étudier la stratégie de partage de charge qui minimise la consommation d’énergie dans la cellule tout en limitant l’impact sur la Qualité de Service. Le gain obtenu par ces algorithmes de gestion des ressources radio reste cependant limité; ceci est dû au fait que la consommation d’énergie ne dépend pas que de la charge, mais comporte une importante partie constante. Pour obtenir un gain plus important, nous proposons la mise en veille de certaines ressources du réseaux aux heures creuses où le trafic est faible, ce qui mène à des gains substantiels. Nous proposons ensuite un contrôleur de gestion de la mise en veille qui choisit l’action optimale en fonction de l’état du réseau. En effet, l’activation d’une nouvelle ressource n’est pas instantanée et un effet ping-pong peut apparaitre suite aux commandes simultanées d’activation/désactivation des ressources. Nous adaptons nos contrôleurs afin de prendre en compte ces imperfections, et nous montrons comment déduire la politique optimale. Nous étudions ensuite le cas de déploiement de petites cellules dans des réseaux hétérogènes et montrons que leur efficacité énergétique est améliorée par rapport au réseau purement macro-cellulaire, pourvu que la consommation d’énergie de petites cellules reste faible. Nous proposons ensuite un contrôleur optimal qui active/désactive les petites cellules en se basant sur des informations de trafic et de localisation des usagers. Nous considérons différents cas de figure avec une information complète, partielle ou retardée et montrons que ces schémas de mise en veille permettent d’atteindre d’importants gains de consommation d’énergie / In the recent years, more importance has been given to the energy consumption issue in telecommunication networks and mobile operators are rethinking their network design for optimizing its energy efficiency. In this thesis, we propose schemes for optimizing the energy consumption of mobile access networks. We begin by proposing energy-aware Radio Resource Management (RRM) schemes and show that a load balancing between available resources gives some energy savings. However, these gains remain small as a large part of the energy consumption is load-independent. We thus propose sleep mode schemes of resources in the network (cells or carriers) and show that they give a large gain when traffic is low. We then propose optimal sleep mode controllers that give, for each traffic scenario, the best actions to take in each state of the network. We make two observations: the first is that activating a new resource is not instantaneous, leading to QoS degradation if a conservative policy is not considered, and the second is that a ping-pong effect may appear at the frontier between two capacity regions. We adapt our controllers to take into account these imperfections, and show how to derive the optimal policy using Markov decision theory. We then extend our works to the case of small cell deployment in heterogeneous networks, composed of macro and small cells base stations. We study the capacity and power consumption of these networks and show that the energy efficiency is increased for some deployment strategies when the power consumption of small cells is low. We then propose sleep mode for small cells and develop optimal sleep/wakeup schemes based on the information on traffic load and user localization in the cell, in the cases where this information is complete, partial or delayed. We show that these sleep mode schemes achieve large energy consumption gains

La communication mobile est considérée comme l'un des piliers des villes intelligentes, où les citoyens devraient pouvoir bénéficier des services de télécommunications partout et quand ils les souhaitent, d'une manière sûre et peu coûteuse. Cela est possible grâce à un déploiement dense des réseaux mobiles à large bande de dernière génération. Ce déploiement dense entraînera une consommation énergétique plus élevée et donc plus d'émissions de gaz et de pollution. Par conséquent, il est crucial d'un point de vue environnemental de réduire la consommation d'énergie. Dans le cadre de cette thèse, nous introduisons des méthodes dynamiques de gestion de ressources permettant d'augmenter le débit et l'efficacité énergétique, et réduisant ainsi la pollution. Ainsi, nous ciblons les réseaux multicellulaires verts où l'augmentation de l'efficacité énergétique doit tenir en compte de l'accroissement de la demande de débit par les utilisateurs mobiles. Cette augmentation, exponentielle en terme de débit, a poussé les opérateurs à utiliser la totalité du spectre fréquentiel dans toutes les cellules des réseaux mobiles de dernière génération. Par conséquence, l'interférence intercellulaire (ICI : Inter-Cell Interference) devient prépondérante et dégrade la performance des utilisateurs, en particulier ceux ayant de mauvaises conditions radios. Dans cette thèse, nous nous focalisons sur la technique du contrôle de puissance considérée comme une des méthodes clé de la coordination d'interférence Intercellulaire (ICIC : Inter-Cell Interference Coordination), tout en mettant l'accent sur des méthodes efficaces énergétiquement. Nous formulons ce problème d'allocation de la puissance, sur le lien descendant en mettant en œuvre des méthodes centralisées et décentralisées: les méthodes centralisées ayant recours à l'optimisation convexe alors que les méthodes décentralisées se basant sur la théorie des jeux non-coopératifs. Par ailleurs nous proposons ensuite une heuristique de contrôle de puissance qui a l'avantage d'être stable et basée sur des messages de signalisation déjà existant dans le système. Cette heuristique permet d'éviter le gaspillage de la bande passante par des signalisations intercellulaires et de réduire le ICI. De plus, le problème de contrôle de puissance a un impact important sur l'allocation des ressources radios et sur l'association des utilisateurs mobiles à une station de base. Ainsi, dans la deuxième partie de la thèse, nous avons formulé un problème globale englobant le contrôle de puissance, le contrôle d'allocation de ressources radios, et le contrôle de l'association des utilisateurs à une station de base, cela afin d'obtenir une solution globalement efficace. Ces trois sous problèmes sont traités itérativement jusqu'à convergence de la solution globale. En particulier nous proposons pour la problématique d'association des utilisateurs trois algorithmes: un algorithme centralisé, un algorithme semi-distribué et finalement un algorithme complètement distribué se basant sur l'apprentissage par renforcement. Par ailleurs, pour l'allocation de puissance, nous implémentons des solutions centralisées et des solutions distribuées. Les preuves de convergence des algorithmes ont été établies et les simulations approfondies ont permis d'évaluer et de comparer quantitativement les performances, l'efficacité énergétique et le temps de convergence des algorithmes proposés. / Mobile communication is considered as one of the building blocks of smart cities, where citizens should be able to benefit from telecommunications services, wherever they are, whenever they want, and in a secure and non-costly way. This can be done by dense deployment of the latest generation of mobile broadband networks. However, this dense deployment will lead to higher energy consumption, and thus more gas emission and pollution. Therefore, it is crucial from environmental point of view to propose solution reducing energy consumption. In this thesis, we introduce dynamic resource management methods that increase throughput and energy efficiency, and thus reduce pollution. In this framework, we are targeting green multi-cell networks where increased energy efficiency must take into account the increased demand of data by mobile users. This increase, which is exponential in terms of throughput, pushed operators to use the entire frequency spectrum in all cells of the latest generation of mobile networks. As a result, Inter-Cellular Interference (ICI) became preponderant and degraded the performance of users, particularly those with poor radio conditions. In this thesis, we focus on the techniques of power control on the downlink direction, which is considered as one of the key methods of Inter-Cell Interference Coordination (ICIC) while focusing on energy efficient methods. We propose centralized and decentralized methods for this problem of power allocation: centralized methods through convex optimization, and decentralized methods based on non-cooperative game theory. Furthermore, we propose a power control heuristic which has the advantage of being stable and based on signaling messages already existing in the system. The power control problem has a relevant impact on the allocation of radio resources and on the association of mobile users with their servicing Base Station. Therefore, in the second part of the thesis, we formulated a global problem encompassing power control, radio resources allocation, and control of users’ association to a base station. These three sub-problems are treated iteratively until the convergence to the overall solution. In particular, we propose three algorithms for the user association problem: a centralized algorithm, a semi-distributed algorithm and finally a fully distributed algorithm based on reinforcement learning. In addition, for power allocation we implement centralized solutions and distributed solutions. The proof of convergence for the various algorithms is established and the in-depth simulations allow us to evaluate and compare quantitatively the performance, the energy efficiency, and the convergence time of the proposed algorithms.