L'industrie des télécommunications connait une profonde évolution. Face au développement denouveaux usages sur les téléphones mobiles, les acteurs historiques de la téléphonie mobile(opérateurs de réseaux et fabricants de terminaux) doivent s'adapter à un nouvel environnementtechnologique et concurrentiel. Concrètement, ce nouvel environnement s'appuie technologiquementsur l'extension des usages d'objets numériques (logiciels et contenus pouvant être professionnels,personnels ou de loisir), il sert donc de tremplin pour des acteurs plus ou moins matures venant desindustries logicielles, culturelles et de l'Internet. Partant de ce constat, notre thèse repose sur l'idée queles acteurs historiques de la téléphonie mobile doivent s'adapter à ce nouvel environnement afin demaintenir leur position, ainsi qu'apprendre à se coordonner avec les nouveaux entrants de l’industrie,car la coordination est nécessaire à l'émergence du marché des services mobiles. Nous commençonsdonc par faire une analyse historique de l’émergence de l’industrie des services mobiles afin depositionner les enjeux de la coordination. Ensuite, nous étudions des projets « open source » desystèmes d’exploitation pour smartphones pour analyser l’intérêt d’une stratégie ouverte. Enfin, nousconstruisons un modèle de simulations évolutionnistes afin d’analyser les stratégies des acteurs en lienavec la structure de l’industrie et son effet sur la structure technologique. / The telecommunications industry currently undergoes a dramatic evolution. Faced with thedevelopment of new uses on mobile phones, incumbents of the mobile phone industry (networkoperators and devices manufacturers) must adapt to a new technological and competitive environment.This new environment technologically relies on expansions of uses of digital objects (software andcontents that can be either of professional, personal or leisure use) and thereby serves as a launchingpad for actors more or less mature coming from software industries, copyright-based industries or theInternet industry. Based on this observation, our thesis rests on the idea that incumbents of the mobilephone industry must adapt to this new environment in order to maintain their position, and must learnto coordinate with those new actors as coordination is required for this market to emerge. We thereforestart with a historical analysis of the emergence of the mobile services industry so as to position theissues at stake regarding coordination. We then focus on “open source” projects for smartphoneoperating systems in order to analyse the interest of an open strategy. Last, we design an evolutionistsimulation model so that to analyse the actors’ strategies linked with the structure of the industry andits effects on the technological structure.

Plusieurs standards de téléphonie mobile ont été définis et sont utilisés actuellement. Dans un avenir proche, avec le développement de la 5G de nouveaux standards et de nouvelles bandes de fréquence faire leur apparition. De ce fait, avec l'utilisation de nombreux circuits dédiés à un standard et donc à une bande de fréquence, des difficultés d'intégration et desproblèmes de coûts apparaissent. Il est donc devenu nécessaire pour les concepteurs de proposer des circuits intégrés reconfigurables pour plusieurs gammes de fréquences avec des modes de fonctionnement différents.Dans un système d'émetteur récepteur, le duplexeur permet l'établissement d'une communication simultanée en utilisant une seule antenne pour la transmission et la réception de données, sans que celles-ci soient corrompues. C'est un composant vital, surtout pour la chaine de réception car la réception du signal désiré dépend de ses caractéristiques. Ce dispositif est conçu sur du matériau piézoélectrique, qui ne permet pas d'obtenir un filtre agile en fonction de la fréquence. Dans ce contexte, il est intéressant de rechercher une nouvelle architecture de duplexeur, permettant une réalisation intégrée et un fonctionnement agile.Plusieurs architectures de duplexeur ont été retenues en se basant sur des études récentes menées dans différentes équipes de recherche. Un classement de ces architectures a été proposé, avec des améliorations pour les rendre intégrables et reconfigurables. Parmi toutes les solutions de duplexeurs passifs étudiées, le duplexeur à coupleur hybride 3dB est unesolution permettant d'obtenir des performances attractives. Les simulations pour différentes bandes de fréquences ont montré qu’il était difficile de respecter les spécifications de l’isolation Tx/Rx. Des solutions possibles ont été présentées et des modifications de la structure d'un amplificateur du LNA ont été évaluées en simulation. Ainsi, les performancesd’isolation peuvent être améliorées grâce à des structures actives d’annulation du signal résiduel Tx.La conception, la réalisation et le test de coupleurs hybrides et duplexeurs sont présentés. Le circuit a été implémenté en utilisant la technologie SOI 0.13 micromètre de ST Microelectronics et mesuré avec un boitier BT soudé sur un support de test PCB. Les performances RF du duplexeur peuvent être ajustées en fonction de la bande de fréquence désirée grâce aux capacités commutées. Les performances RF du coupleur hybride 3dB permettent d’envisager l’application de la structure proposée pour les futurs développements de systèmes de téléphonie. / Several standards have been defined and are currently used on mobile phones. With the high request for the broadband, several new standards are developed and introduced in 5G. This results in the use of many circuits, dedicated to one standard and thus one frequency band, which increase the difficulty of integrating these dedicated circuits and therefore costly. It hasbecome necessary for designers to propose tunable integrated circuit that can address several frequency ranges with different operating modes.The duplexer allows the establishment of simultaneous communications, using a single antenna for sending and receiving data, without any interferences. It is a vital component, especially for receiver. In fact, the quality of the received signal depends greatly on the duplexer characteristics. This device is designed on the piezoelectric material, which does not allow to achieve a tunable filter according to the frequency. In this context, it seems interesting to study a new architecture of duplexer. Therefore, it is necessary to define the duplexer function based on studies and system simulations, thus identify the constraints and technology limitations. Several duplexer architectures were selected based on recent studies in different research teams.A classification of these architectures was proposed and also improvements to make them integrated and tunable. Among all the solutions studied, the duplexer using hybrid 3dB coupler shown the most attractive performance. Simulations for different frequency bands showed that it's difficult to achieve Tx/Rx isolation requirements. Different solutions have been presented and LNA structure have been changed and thus evaluated by simulations. Thanks to that, the Tx/Rx isolation can be improved through active cancellation structures.The final chapter presents the design, implementation and testing of hybrid 3dB coupler and duplexer. It has been implemented using SOI 0.13 micrometer from ST Microelectronics and tested on BT-resin substrat. The RF performance of the duplexer can be corrected according to the desired frequency band through the switched capacitor. The RF performance of the hybrid 3dB coupler is in the line with expectations and allows to consider its integration in future system developments.

Les objectifs de la thèse concernent l’optimisation du rendement énergétique, la minimisation de l’empreinte et du coût de l’alimentation en tension d’amplificateurs audio pour l’application casque des plateformes mobiles. Après une présentation du contexte des plateformes mobiles et des caractéristiques principales des amplificateurs audio dédiés, l’introduction conclut sur la nécessité d’une alimentation en tensions bipolaires, symétriques et donne les spécifications principales d’une telle alimentation en énergie électrique. Le chapitre d’état de l’art présente dans un premier temps les architeture les plus compétitves permettant de générer deux tensions symétriques. Une figure de mérite englobe le rendement énergétique, l’empreinte sur la plateforme et le coût en composants passifs externes de chacune des solutions présentées. Une architecture de convertisseur utilisant une seule inductance pour obtenir des tensions régulées symétriques se révelle etre un candidat interessant pour l’alimentation des amplificateurs dédiés aux casques audio. Cette architecture à été démontrée mais cependant loin des spécifications de l’application casque audio. Basée sur cette architecture, le chapitre troisième présente un étage de puissance et ses modes de conduction correspondant aux spécifications de l’application casque audio. Des détails concernent en particulier la conception des interrupteurs ainsi que la stratégie d’asservissement et de régulation. Des premières estimations de rendement sont évaluées dans les pires cas de fonctionnement. Très tôt dans le déroulement de la thèse, il y a eu une opportunité de tester l’étage de puissance en technologie CMOS 130nm. Le chapitre 4 présente l’implémentation du convertisseur sur un circuit de test. Le convertisseur est embarqué notamment à côté d’un amplificateur audio dédié, autorisant des tests plus proches de la réalité d’usage. Les campagnes de mesures ont concerné les aspects fonctionnels et les valeurs de rendement. Les résultats sont encourageants mais confirment les éléments non optimaux du dispositif. Dans l’idée d’un second silicium, le chapitre cinquième décrit plus théoriquement l’approche d’asservissement et de régulation et met en évidence des cas critiques, peu probables mais concrets, liés à l’évaluation sur des profils de charge réelle du convertisseur. Des simulations permettent de transformer un flux audio en courbe de courant absorbé par l’amplificateur audio, c’est-à-dire la charge réelle vue par le convertisseur de tensions symétriques. Le chapitre sixième décrit des améliorations à propos des modes de conduction, à savoir l’introduction des modes discontinu ou d’élimination d’impulsion (pulse skipping). Malheureusement une crise économique a barré l’accès à un silicium de validation finale. Le manuscrit est conclu par un rappel des résultats principaux et des perspectives. Les travaux ont fait l’objet de publications à des conférences internationales. / The objectives of this thesis were the optimization of the power efficiency and the minimization of the footprint area and cost of the integrated power supply of headset audio amplifiers on mobile platforms (fig. 1). The thesis took place in the Analog System Design group at ST Ericsson in strong collaboration with Ampere laboratory at INSA de Lyon. The french agency ANRT provided part of the project funding. The first chapter presents the current mobile platform context as well as the main characteristics of audio amplifiers driving headphones. This chapter concludes giving the need of a symmetrical power supply for the headset audio amplifiers and giving a set of electrical specifications for this power supply. The second chapter presents the state-of-the-art in terms of symmetrical power supply architectures able to fit the previously given characteristics and specifications. A set of key parameters based on the power efficiency, the relative silicon area, the relative external bill of material, the number of Input/Output pins and the external passive components area, is employed to benchmark all existing architectures to supply such audio amplifiers. This benchmark reveals the novel Single Inductor Bipolar Output (SIBO) converter as very promising. The similar existing circuits are also detailed and pros and cons of each one of them are discussed to define the most suited architecture. The third chapter proposes a dedicated power stage architecture and related conduction schemes. The design of the power stage is described as well as its dedicated control strategy. Some ideal efficiency estimations are given. The fourth chapter presents the realization of a first prototype, designed in a 130 nm ST Microelectronics CMOS process to be an early demonstrator of the architecture in chapter 3. Measurements on efficiency, control and transient performances are presented and discussed. This circuit embedded on the same die as an audio amplifier proves its effectiveness in supplying such a circuit. The fifth chapter presents a theoretical analysis of the feedback control of this SIBO converter. Mathematical linear model of the converter is derived to obtain its transfer function matrix, then the feedback structure design is defined thanks to dedicated mathematical tools. A set of classical PID controllers is proposed and validated with piecewise linear model while playing different audio popular songs. The sixth chapter describes the design of improvements of the first test chip as well as simulation results about these improvements. The main improvements presented in this chapter are a Discontinuous Conduction Mode (DCM) as well as a Pulse Skipping Mode (PSM). No silicon result can be presented here due to a budget restriction that impacted the course of the thesis. The final chapter is a discussion about the proposed solutions and some perspectives to the present work.

Les nouveaux services de télécommunication accessibles en mobilité entraînent une demande croissante de débit et amènent aux limites de capacités des réseaux actuels. Pour répondre à cette demande, les opérateurs cellulaires déploient de nouvelles technologies et densifient leurs réseaux en ajoutant des petites cellules, où les stations de base sont plus proches des utilisateurs. Compte tenu de la visibilité directe et de la faible hauteur des antennes, le canal de propagation des petites cellules est différent de celui des macro-cellules et les modèles stochastiques de canal existants ne sont plus adaptés. C’est dans ce contexte que se situe cette thèse, qui explore les problématiques de dynamique dans le canal de propagation et dans l’utilisation des ressources radio. Nous proposons dans une première partie de caractériser les dynamiques dans le canal de propagation de petite cellule en milieu extérieur. Cette caractérisation se base sur des prédictions déterministes, où une partie de l’environnement est généré de manière aléatoire afin de procéder à des études statistiques. Pour cela, nous mettons en place une plateforme de simulation, capable de générer des objets statiques, de les déplacer et de les prendre en compte dans des outils de prédiction de propagation adaptés aux petites cellules. Une phase de mesures de l’impact du trafic de véhicules sur la puissance du signal permet de valider les outils de propagation développés dans la plateforme. L’objectif de la deuxième partie de la thèse est d’évaluer l’impact de ces nouvelles topologies sur les performances des réseaux hétérogènes. Nous présentons un modèle hybride de propagation qui prend en compte les variations de signal dues au trafic de véhicules en combinant les approches déterministes et statistiques, pour avoir les avantages de résultats précis et d’un temps de calcul rapide. Ce modèle hybride est utilisé par la suite dans un processus de simulation de réseau cellulaire 3G LTE au niveau système, où nous évaluons l’impact du trafic de véhicules sur le débit maximal, la consommation d’énergie et le respect de la qualité de service. / New services available with modern mobile telecommunication networks lead to a growing demand for better bit rates up to reach the capacity limits of current networks. To face this demand, cellular network operators deploy new technologies and densify their radio access by adding small cells, where the distance between the mobile users and the base stations is decreased. Given the Line of Sight conditions and the low height of base station antennas, the small-cell propagation channel is different from the classical macro-cellular channel and existing stochastic channel models are not suited anymore. In this context, this Ph.D. work proposes to explore challenges on the dynamics of the channel and of radio resource usage. In a first part, we propose to characterize the dynamics of the propagation channel in small-cell outdoor environments. This characterization is based on deterministic predictions, where part of the environment is randomly generated in order to proceed to statistical analysis. We describe a simulation framework able to generate static objects, to move them and to take them into account in propagation prediction tools targeted for small-cell environments. Measurements of the impact of vehicular traffic on received power enable the validation of propagation tools developed in the framework. In the second part of this work, we propose to evaluate the impact of those new topologies on the performance of heterogeneous networks. We present a hybrid propagation model taking into account signal variations due to vehicular traffic by combining deterministic and statistic approaches in order to benefit from both advantages: accurate results and quick simulations. This hybrid model is finally used in a cellular 3G LTE network simulation process where we evaluate the impact of vehicular traffic on maximal throughputs, energy consumption and quality of service.

Cette thèse étudie la relation entre production médiatique et pratique citoyenne dans l’industrie des applications mobiles (et notamment dans celles portant sur le développement durable) développées en France, au Brésil, et parallèlement aux États-Unis entre 2009 et 2011. Elle cherche à cerner les contributions « réelles ou potentielles » du téléphone mobile, objet technique intégré dans l’espace public et désormais mis au service de l’intérêt général. Dans ce cadre, le thème du développement durable a été sélectionné en tant qu’espace de discussion, dans la mesure où il illustre la notion de bien commun. Et c’est à travers une étude de la construction de l’innovation technique et de la production des contenus qui y circulent, en l’occurrence les applications mobiles dédiées au développement durable, que nous essayons de répondre à ce questionnement. Nous faisons apparaître les intérêts véritables des acteurs engagés. La notion d’intérêt, fil conducteur de notre étude, nous a conduit à privilégier différentes typologies qui président à la production, typologies que nous avons appelées ici les logiques d’intérêt. Ressort de cette analyse le rôle important des professionnels de la production, intermédiaires spécialisés, assurant l’interaction entre les intérêts en présence et précisant la visée (intérêt général, citoyenneté) des contenus proposés. Peut-on y voir, d’une certaine manière, une implication citoyenne plus au moins volontaire de ces professionnels qui hésitent encore à mettre en adéquation leurs compétences techniques et créatives et leur responsabilité sociale? C’est le questionnement sous-jacent de cette thèse. / This thesis studies the relationship between media production and citizen practice in the mobile applications industry concerning sustainable development contents in France, Brazil, and - to a lesser degree - in the United States between 2009 and 2011. Within this framework, sustainable development was chosen as a basis for discussion as it illustrates the notion of the common good. We study the construction of technical innovation and digital content production. We highlight the interests of the relevant players - operators and stakeholders. The notion of the various interests involved is the central theme of our study. We focus on the role of professionals as specialized intermediaries, who ensure the interaction between the interests involved. Do we detect a civic involvement of these professionals torn between their technical and creative qualifications and societal responsibilities? This is the underlying theme of this thesis.