univ-cotedazur.fr

Chambre anéchoïque (600 MHz à 110 GHz) destinée à mesurer les performances des

antennes pour la 5G et au-delà

PRESENTATION Le Laboratoire d’Electronique, Antennes et Télécommunications (LEAT) est une Unité Mixte Université Nice Sophia Antipolis (membre Université Côte d’Azur) - CNRS (UMR n°7248). Il est situé sur le campus SophiaTech qui est un pôle de formation et de recherche dédié aux Technologies de l'Information et de la Communication (TIC) associant les acteurs académiques (UNS, INRIA, EURECOM, CNRS, Polytech’Nice Sophia, Mines Paris Tech, etc.), des pôles de compétitivité, de nombreuses associations et des plateformes technologiques (Conception de CIMPACA, Télécoms).

Les activités de recherche sont menées dans le domaine des télécommunications, du radar, de l’e-santé, de la sécurité, des bâtiments intelligents, de l’observation de la terre, du développement durable, etc. Elles sont organisées en trois thématiques : MCSOC (Modélisation, Conception Système d’Objets Communicants), CMA (Conception et Modélisation d’Antennes) et ISA (Imagerie microonde et Systèmes d'Antennes).

Le LEAT participe aux activités des principaux pôles de compétitivité de la région. Il est associé au programme de recherche du « Laboratoire d’Excellence » Labex UCN@Sophia. Parmi les partenaires auxquels le laboratoire est associé, sont présentes les deux tutelles (Université Nice Sophia Antipolis et le CNRS), mais également Eurecom, Inria et les laboratoires I3S et LTCI. Le Labex fait partie de l'IDEX UCAJEDI.

Le Centre de REcherche Mutualisé sur les ANTennes (CREMANT), créé en 2008, est un laboratoire commun entre l’Université Nice Sophia Antipolis (maintenant Université Côte d’Azur), le CNRS et Orange. Il a permis la mise en commun de personnels et d’équipements entre chercheurs académiques du LEAT et ingénieurs d’Orange Labs La Turbie sur des sujets de recherche communs (intégration d'antennes, ingénierie pour l'e-santé, systèmes multicapteurs, MIMO et massive MIMO, antennes à base de nouveaux matériaux, modélisation électromagnétique).

Directeur Robert STARAJ robert.staraj@unice.fr tél. secrétariat 04 89 15 44 14

Directeurs adjoints Jean-Marc RIBERO et François VERDIER

DOMAINES SCIENTIFIQUES

Antennes, électromagnétisme et micro-ondes : sections 08 du CNRS et 63 du Comité National des Universités (CNU)

Objets communicants, Optimisation de réseaux sans fil, Systèmes embarqués et Systems on Chip (SoC) : sections 07 du CNRS et 61 du CNU

DOMAINES D'EXPERTISE

Conception d'antennes miniatures multistandards, d’antennes reconfigurables et de systèmes multi-antennes

Modélisation numérique en électromagnétisme

Métrologie autour des antennes et de la diffraction

Systèmes radar, imagerie microonde et problèmes inverses en électromagnétisme

Modélisation système et gestion de l'énergie dans les objets communicants

Réseaux sans fil et systèmes de capteurs

Systèmes reconfigurables adaptatifs et cognitifs

Machine learning embarqué

Conception d'architectures neuromorphiques

CHIFFRES CLES

68 membres dont 32 permanents et 36 non-permanents (doctorants, post-doctorants, ingénieurs, etc.)

564 publications dont 105 en revues internationales et nationales, 384 en conférences internationales et nationales, 6 brevets, 4 HDR et 46 thèses de doctorat (période 2012-2017)

Campus SophiaTech - Bâtiment Forum

campus.sophiatech.fr

UCA CNRS LEAT Campus SophiaTech - Bâtiment Forum

930 route des Colles, BP 145 06903 Sophia Antipolis cedex

unice.fr

www.cnrs.fr

leat.unice.fr

cremant.unice.fr

Université Côte d’Azur, CNRS, LEAT, France 2 / 5

THEMES DE RECHERCHE

MCSOC

Modélisation, Conception Système d’Objets Communicants Modelization and System Conception of Communicating Sensors

MCSOC concerne les systèmes embarqués, la modélisation et l’optimisation des réseaux de capteurs sans fil, des SoC et des objets communicants.

Les recherches traitent de l’optimisation de la consommation d’énergie dans les objets communicants, des systèmes reconfigurables auto-adaptatifs, des systèmes réactifs et coopératifs, de la modélisation comportementale et de celle de systèmes radiofréquences. L'intelligence de ces dispositifs est étudiée au sein de l'équipe à travers une activité forte et originale sur la conception d'architectures neuromorphiques bio-inspirées.

Les objectifs sont nombreux et innovants. La modélisation et la conception optimisée d’objets communicants sont réalisées par une approche globale (considérant l’ensemble des composants de l’objet avec son environnement, pour tendre vers la notion d’objet communicant intelligent et autonome en énergie). Les chercheurs suivent une approche interdisciplinaire pour explorer de nouveaux modèles venant des neurosciences et les confronter aux méthodes plus classiques de machine learning. Les modèles les plus prometteurs sont alors déployés sur des architectures matérielles optimisant l'efficacité énergétique pour permettre leur déploiement dans des environnements contraints tels que l'IoT, les véhicules autonomes ou la robotique autonome.

Responsable : Alain Pégatoquet

Conception de SoC basse consommation

Modélisation du Power/Clock Intent au niveau TLM : librairie PowClkARCH

Architecture neuromorphiques : Conception d’architectures matérielles

impulsionnelles FPGA dédiées par approche bio-mimétique

CMA

Conception et Modélisation d’Antennes Conception and Modelization of Antennas

CMA concerne les disciplines des antennes, de l’électromagnétisme et des ondes. Les recherches traitent des antennes miniatures multistandards, des antennes reconfigurables, des systèmes multi-antennes et de la modélisation électromagnétique multi-échelles et multi-physique avec la TLM (Transmission-Line-Matrix).

Les principaux objectifs sont de développer des solutions innovantes d’éléments rayonnants et de méthodologies de conception contribuant à l'intégration et à la miniaturisation de systèmes d’antennes et de circuits radiofréquences.

Les applications sont nombreuses et s’inscrivent dans les défis sociétaux (l’e-santé, les bâtiments intelligents, l’internet des objets, la défense, etc.).

Responsable : Philippe Le Thuc

Antenne reconfigurable en fréquence 4G comprenant un MEMS de DelfMEMS

integré

Structure antennaire reconfigurable pour systèmes de radios logicielles, en

combinant différentes techniques (ex.DTC (Digital Tunable Capacitor).

Antenne ayant fait l’objet de la déclaration d’invention

ISA

Imagerie microonde et Systèmes d’Antennes Imaging and Antenna Systems

ISA concerne l'étude des antennes et des systèmes d’antennes pour radar, les démonstrateurs radars, la mesure de SER (Surface Equivalente Radar), la métrologie et la modélisation pour les problèmes inverses d’imagerie microonde et millimétrique.

Les applications sont variées comme la sécurité (vision à travers les murs, détection de mines, détection de petits objets, surveillance géologique) ou le domaine de la santé dans le cadre de la prise en charge de personnes victimes d’un accident vasculaire cérébral, par exemple.

Responsable : Iannis Aliferis

Reconstruction d’un AVC par tomographie microonde

Objets à détecter Plaquette de frein Section reconstruite

Reconstruction de débris d’objets (FOD) par imagerie quantitative millimétrique

PUBLICATIONS MAJEURES

Confronting machine-learning with neuroscience for neuromorphic architectures design, L. Khacef, N. Abderrahmane, B. Miramond, International Joint Conference on Neural Networks (IJCNN), July 2018, Rio de Janeiro, Brazil, hal-01739438

Energy-Efficient Power Manager and MAC Protocol for Multi-Hop Wireless Sensor Networks Powered by Periodic Energy Harvesting Sources, T.-N. Le, A. Pegatoquet, O. Berder, O. Sentieys, IEEE Sensors Journal, 15(2), 7208-7220, 08/2015, hal-01197045

Reconfigurable Antenna for Future Spectrum Reallocations in 5G Communications, L. Trinh, F. Ferrero, L. Lizzi, J.-M. Ribero, R. Staraj, IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, 15, 1297-1300,12/2015, hal-01255991

A Joint Duty-Cycle and Transmission Power Management for Energy Harvesting WSN, A. Castagnetti, A. Pegatoquet, T.-N. Le, M. Auguin, IEEE Transactions on Industrial Informatics, 10(2), 928-936, 05/2014, hal-00987376

Dual-Band WLAN Multi-antenna System and Diversity/MIMO Performance Evaluation, R. Addaci, K. Haneda, A. Diallo, Ph. Le Thuc, C. Luxey, R. Staraj, P. Vainikainen, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 62(3), 1409-1415, 03/2014, hal-00979538

Université Côte d’Azur, CNRS, LEAT, France 3 / 5

EQUIPEMENTS MATERIELS ET LOGICIELS

Tous les équipements sont mutualisés pour les équipes de recherche.

Chambre anéchoïque (600 MHz à 110 GHz)

Système fabriqué par la société ASYSOL

Dans le cadre de leur laboratoire de recherche CREMANT, Orange et le LEAT, ont inauguré en 2016 leur chambre anéchoïque commune.

En renforçant leurs moyens de recherche sur les systèmes antennaires, les partenaires forment un pôle d’excellence européen pour préparer l’arrivée des solutions antennaires pour les futurs réseaux mobiles 5G et pour l’Internet des Objets.

La chambre anéchoïque permet d’analyser les performances des systèmes antennaires dans un environnement dénué de tout obstacle réfléchissant et de signaux externes perturbateurs.

Le scanner sphérique est capable de prélever, grâce à une sonde de mesure mobile, des échantillons du champ électromagnétique (champ proche) sur une surface sphérique entourant l’antenne sous test. Puis un logiciel permet de reconstituer la répartition du champ électromagnétique à grande distance (champ lointain).

Banc de mesure de rayonnement 3D - champ proche sphérique fonctionnant de 2.6 à 110 GHz (système fabriqué par la société NSI)

De nombreux autres équipements permettent la réalisation et les mesures d’antennes (LEAT, CIM PACA, CREMANT) : analyseurs, oscilloscopes, générateurs, mesureurs, banc de mesure sous pointe, caméra, etc.

En Analyse, Simulation et CAO

Parmi les ressources logicielles : un logiciel de simulation performant développé en interne (FP-EMMA-TLM), utilise des logiciels commerciaux comme CST Microwave Studio, Ansys HFSS, Eagle, FEKO, etc. et d’autres comme ceux de Cadence, Mentor Graphics, Synopsys, etc. (CIM PACA).

PRIX ET DISTINCTIONS

Wireless interrogation of small animal phantoms with a miniature implanted UHF RFID tag, Van Hieu NGUYEN, doctorant LEAT/INRIA, Prix du meilleur papier étudiant IEEE CAMA 2017 (bourse Labex UCN@Sophia, déc. 2017). Partenariat scientifique entre le LEAT (CNRS-UNS), l’INRIA (INRIA Sophia Antipolis Méditerranée) et l’UMR TIRO-MATOs (UCA/CEA/BIAM), hal-01668634

QUELQUES REALISATIONS ET PRODUITS DE LA RECHERCHE

Dépôt d’une déclaration d’invention auprès de la SATT-SE (référence 09704-01) d’une librairie de modèles C++/SystemC-TLM pour la modélisation par simulation d'architectures contrôlées en puissance consommée (2016)

Dispositif d’alarme sans fil miniaturisé qui a fait l’objet d’une déclaration d’invention déposée auprès de la Délégation Régionale Côte d’Azur CNRS, 30/04/2015, référence 1553931, hal-01361226. Médaille d’argent au concours Lépine européen 2016

Développement de prototypes matériels pour le déploiement de réseaux de capteurs (basé sur la plateforme PowWow), en collaboration avec l’IRISA de Lannion et l’ETHZ de Zürich

Détection et suivi d’accident vasculaire cérébral par imagerie tomographique microonde (ANR Medimax, 2016

BREVETS RÉCENTS

Dispositif RFID de détermination de l’état de fonctionnement et d’identification d’un appareil électrique, M. Cosker, J.-M. Ribero, R. Staraj, Brevet N°1555947, réf. 069793:669/ Domodetect, 30.12.2016, hal-01691474

Miniature Wireless Alarm Device, A. Diallo, R. Staraj, Ph. Le Thuc, I. Cherif, International Application No PCT/EP2016/060098, Patent n°WO2016177837 (A1). CMA. 2016, hal-01486622

Off-line allocation method of embedded and real-time software on a multicore architecture and its use for embedded applications in automotive vehicle, S. Cotard, W. Wang, B. Miramond, F. Camut, European patent, Application No PCT/FR2016/053578, Reference MFR9019 PCT, 2016

Procédé hors-ligne d'allocation d'un logiciel embarqué temps réel sur une architecture microcontrôleur multicoeur et sn utilisation pour des applications embarquées dans un véhicule automobile, S. Cotard, W. Wang, B. Miramond, F. Camut, Brevet d'invention, INPI, Publication No 3 045 870. Reference 15 62954, 2016

INTERACTIONS AVEC L’ENVIRONNEMENT SOCIO-ECONOMIQUE OU CULTUREL

Laboratoire CREMANT (convention Orange LAbs, UNS et CNRS)

Très forte implication dans les conventions CIFRE

Adossement de Startups

Membre de l'Ecole Universitaire de Recherche DS4H (Digital Systems For Humans)

Participation active à la Fête de la science (Villages des Sciences de Valrose et de Sophia Antipolis)

PROJETS, CONTRATS, PARTENARIATS

En partenariat avec le CNRS, des industriels, des organismes et laboratoires publics français et étrangers dans le cadre de nombreux projets, contrats, collaborations, le LEAT développe ses recherches

Projets ANR : Sensas, Meduses 2, Duplex, Medimax, Soma, etc.

Projets Européens (Benefic, etc.)

FUI (Geoloc, Mass Start, Netcom, Scanvision, Tandem, etc.)

MANIFESTATIONS SCIENTIFIQUES

Co-organisation de Antennas and Rectennas for IoT Applications, ESoA PhD SCHOOL, nov. 2017, Campus Sophia Tech, Sophia Antipolis

Co-Organisation de l’Assemblée Générale du GdR Ondes, oct.2017, Campus Sophia Tech, à Sophia Antipolis

Co-organisation des Journées Scientifiques de l’URSI, janv. 2017, Campus Sophia Tech, Sophia Antipolis

Création de Embedded Software and Micro-Electronics (e-SAME), 2015

Participation à la création et au bureau du GDR BioComp, 2015

Participation très active à l’organisation de la conférence International Conference on Real-Time Networks and Systems (RTNS) et des Mediterranean Students Days (MEDDAYS)

IEEE Antennas and Propagation Society (dont membre d’Ad Com, éditeur associé, membre du Distinguished Lecturer Committee)

Création de International Conference on Antenna Measurements & Applications (IEEE CAMA), 2014

Université Côte d’Azur, CNRS, LEAT, France 4 / 5

FONCTIONNEMENT DU LABORATOIRE

ACTIONS DE FORMATION Cursus LMD (Licence, Master, Doctorat) et écoles d’ingénieurs,

DUT GEII et R&T, Licence d’électronique, licences professionnelles, ingénieur en électronique, master d’Electronique et formation doctorale

Direction ED STIC UNS

Direction du master ESTEL de l’UFR Sciences

Référent sur la pédagogie innovante au sein de l’UNS (pédagogie inversée et formation des EC)

Journées des doctorants

Création d’un module d’enseignement pratique de Master 2 fondé sur l’utilisation du radar millimétrique

Conception d’un outil de synthèse de machines d’états utilisé par les étudiants du Master ESTEL et de Polytech’Nice Sophia

LE CAMPUS SOPHIATECH

Le campus est un pôle universitaire et de recherche dédié aux technologies de l'information et de la communication (TIC) situé en plein cœur de Sophia-Antipolis près de Cannes, Antibes et Nice. Le campus rassemble les acteurs académiques : Université Nice Sophia Antipolis, UNS/Polytech Nice Sophia, Telecom ParisTech, INRIA, CNRS, INRA, etc. (3 000 étudiants et 800 enseignants chercheurs). Il accueille la SATT Sud Est, le siège du KIC ICT Labs, la plateforme collaborative du CIM PACA, et le nouveau FabLab SoLab dédié à l’internet des objets. Plus d’informations : campus.sophiatech.fr

Latitude : 43°36'54.698"-N / 43.61516917 Longitude : 7°4'17.645"-E / 7.07156761

ACCEDER AU CAMPUS

En voiture :

Par l'autoroute A8 en venant de Nice : Sortie 44, Antibes-Sophia Antipolis. Suivre Sophia Antipolis (route la plus à droite après le péage)

Par l'autoroute A8 en venant de Marseille : Sortie 44, Antibes-Grasse-Sophia Antipolis. Suivre Sophia Antipolis

En train :

La gare SNCF la plus proche est la gare d'Antibes, les TER assurent une liaison régulière entre Antibes et Sophia Antipolis.

En bus :

Depuis l'aéroport ou de Nice-Ville : Ligne 230 : liaisons régulières (durée 40 mn), arrêt Templiers

Depuis Antibes : Envibus Lignes 1 ou 9, ligne 100, arrêt Templiers (Biot)

Vue du Campus

©OpenStreetMap and contributors, under an open licence

Université Côte d’Azur CNRS LEAT Campus SophiaTech - Bâtiment Forum

930 route des Colles, BP 145 06903 Sophia Antipolis cedex, FRANCE tél. 04 89 15 44 14, fax.04 89 15 44 79

leat.unice.fr

Université Côte d’Azur, CNRS, LEAT, France 5 / 5

www.gdr-soc.cnrs.fr gdr-ondes.cnrs.fr gdr-biocomp.fr/le-gdr-biocomp gdr-isis.fr

Les objectifs du GDR SOC SIP sont autour du logiciel embarqué dans des SOC/SIP : Systèmes d’exploitation

embarqués dans des SOC

Compilation pour processeurs configurables intégrés dans des SOC

Langages de spécification d’applications embarquées dans des SOC

Technologies émergentes (transistors à nanotubes, transistors graphène, memristors, etc.), architectures neuro-inspirées, modélisation compacte, caractérisations électriques, stratégie d’extraction de paramètres.

Architecture des SOC/SIP Gestion de consommation et des sources d’énergie Problématiques

Fin du silicium : technologies émergentes

Silicium ultime : dispersions technologiques, défauts et parasites

Faible consommation

Tolérance aux fautes

Test

CAO

Modélisation

Simulation

Le GDR ONDES a pour vocation d’organiser et développer la communauté des ONDES dans son ensemble.

Il couvre les champs disciplinaires de l’acoustique et de l’électromagnétisme au sens large, allant ainsi des fréquences microondes aux fréquences optiques.

Les travaux scientifiques du GDR ONDES vont de la physique des ondes et leur modélisation mathématique, à la maquette numérique en passant par les calculs haute-performances et les développements technologiques les plus élaborés, tout en promouvant de nouvelles thématiques, matériaux nanostructurés, milieux complexes, hybrides, biologiques, etc.

Groupes thématiques :

GT1 – Modélisation des phénomènes de diffraction et de propagation électromagnétique et acoustique

GT2 – Micro, nanostructures et dispositifs de l’optique aux micro-ondes

GT3 – Capteurs, imagerie et inversion

GT4 – Antennes et circuits

GT5 – Champ proche

GT6 – Compatibilité électromagnétique

GT7 – Ondes et imagerie en milieux complexes et biologiques

GT8 – Extraction de l’information et physique des images

Le Club des Partenaires regroupe industriels et grands organismes dont des préoccupations fortes de recherche et développement ressortent du domaine des ondes.

Le but du GDR BioComp est de faciliter les échanges interdisciplinaires en France autour d’un but commun : la réalisation de systèmes matériels bio-inspirés.

Nous cherchons à comprendre les mécanismes à l’œuvre dans les systèmes biologiques pour créer des puces basées sur le calcul naturel, mais aussi inversement, à construire des architectures matérielles comme systèmes tests pour mieux comprendre la biologie.

Fabriquer des puces bio-inspirées est extrêmement complexes et demande de réunir des compétences de pointe dans toutes ces disciplines.

Notre objectif est de faire se rencontrer les différentes communautés afin qu’elles apprennent à se comprendre et à travailler ensemble.

A tous les maillons de la chaine des choix doivent être effectués parmi les multiples possibilités : quel modèle choisir ou inventer, quel système construire, quels matériaux utiliser pour cela ?

Nos échanges auront également pour objectif d’identifier les approches les plus prometteuses pour l’implémentation matérielle du calcul naturel.

De l’acquisition des signaux à leur utilisation finale, la liste des étapes de traitement est variée.

Le GdR ISIS s’intéresse à ces méthodes de traitement de l’Information, du Signal, de l’Image et de la viSion, allant de la mise en forme des signaux, en passant par l’analyse, la détection d’information, la compression et le codage, le stockage dans des bases de données structurées et permettant des recherches intelligentes, la production de données sémantiques, la représentation des résultats de la chaîne de traitement.

Ces étapes sont déclinées dans la description des quatre thèmes qui structurent les activités du GdR ISIS depuis 2006 :

Méthodes et modèles en traitement du signal et de l’image

Image et Vision

Adéquation Algorithme Architecture pour le traitement des signaux et des images

Télécommunications : compression, protection, transmission

Si la discipline est née avec l’utilisation des premiers radars, elle concerne aujourd’hui, dans le monde numérique de ce début du XXIème siècle, des signaux de nature très variée (optique, infrarouge, électromagnétique, son, image, vidéo, multi-hyper-spectral, séries temporelles de données, IRM…) et touche tous les grands domaines d’activités (santé, environnement, sécurité, télécommunications…).