Doctorat en Télécommunication

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Traitement spatial et codage adaptatif aux systèmes et réseaux de communications massives
(University of Tlemcen, 2026-06-13) Ayad, Hanane
Les réseaux de communications sans fil de cinquième génération (5G) et au-delà imposent des exigences élevées en termes de débit, de capacité et d’efficacité énergétique. Dans ce contexte, les systèmes Massive MIMO exploitant les bandes millimétriques (mmWave) apparaissent comme une solution clé pour répondre à ces besoins. Toutefois, la mise en œuvre de tels systèmes est fortement limitée par la complexité matérielle et la consommation énergétique, en particulier lorsque des architectures entièrement numériques sont envisagées. Cette thèse s’intéresse à l’étude et à l’optimisation du précodage hybride pour les systèmes Massive MIMO mmWave, en considérant des scénarios multi-utilisateurs réalistes. Différentes architectures matérielles de précodage hybride sont analysées, notamment les implémentations SPS, DPS et FPS, afin d’évaluer leur compromis entre performances et complexité. Une approche de conception en deux étapes est adoptée pour la réalisation conjointe du précodage analogique et numérique. Par ailleurs, l’apport de l’intelligence artificielle, à travers les réseaux de neurones convolutionnels (CNN), est exploré pour la conception efficace des faisceuteurs hybrides. Les résultats de simulation montrent que les approches proposées permettent d’atteindre des performances proches du précodage numérique tout en améliorant significativement l’efficacité énergétique.
Optimisation de l'efficacité énergique des formes d'ondes post-OFDM en présence d'amplificateurs de puissance par réduction du PAPR et pré-distortion numérique
(University of Tlemcen, 2026-04) Benosman, Meryem Mamia
La recherche dans le domaine des r´eseaux cellulaires de futures g´en´erations (5G et au-del`a) et dans leurs services, est tr`es active au sein de la communaut´e nationale aussi bien qu’internationale. Parmi les axes prometteurs, cot´e recherche et industriel, figure la proposition de la couche physique la plus adapt´ee `a ces r´eseaux 5G. La recherche fondamentale vis-`a-vis des r´eseaux cellulaires 5G ont ´et´e pilot´ees par les applications mobiles de syst`emes large bande, les communications entre machines et l’Internet des objets. Dans un tel contexte, les communications doivent ˆetre asynchrones afin de r´eduire les temps d’acc`es au r´eseau et minimiser la consommation d’´energie. Les formes d’onde post-OFDM offrent une bonne efficacit´e spectrale, cependant elles sont peu ´etudi´ees d’un point de vue ´energ´etique. En effet, en pr´esence de non-lin´earit´es d’AP, la plupart des formes d’ondes multi-porteuses perdent rapidement leurs bonnes propri´et´es en termes de localisation en fr´equence et d’efficacit´e ´energ´etique. Dans ce travail de th`ese, on accordera plus d’importance `a L’am´elioration de la performance des formes d’ondes multi-porteuses en pr´esence d’amplificateur de puissance non lin´eaire. Cet objectif peut ˆetre atteint en adoptant les approches tel que l’application d’une technique de r´eduction du facteur de crˆete (ou PAPR pour Peak to Average Power Ratio) suivie d’une pr´e-distorsion pour am´eliorer le compromis entre lin´earit´e et efficacit´e de l’AP, la Combinaison de la r´eduction du PAPR et la pr´e-distorsion et proposer un algorithme permettant d’optimiser ≪ conjointement ≫ ces deux traitements.
Multistatic Radar Imaging System for Detecting Buried Objects
(University of Tlemcen, 2026-05-23) Taourite,Hanane
Subsurface imaging represents a key technique for the non-destructive detection of buried or embedded objects in opaque media. Microwave imaging radar has emerged as a promising solution in both military and civil applications due to its capability to reconstruct images from backscattered electromagnetic signals. The quality of the reconstructed images strongly depends on the radar system architecture, the image reconstruction algorithm, and the antenna configuration, which plays a critical role in electromagnetic wave transmission and reception. This thesis investigates and analyzes monostatic and multistatic microwave imaging radar configurations using the Delay and Sum Integration (DASI) beamforming algorithm for image reconstruction. A comparative study is conducted under complex propagation conditions using both qualitative visual assessment and quantitative performance metrics, with particular emphasis on target localization accuracy. The effectiveness of each configuration is evaluated through various scenarios involving the detection of metallic rebars embedded in a concrete pillar. The results demonstrate the impact of system configuration on imaging performance and provide insights into the advantages and limitations of monostatic and multistatic approaches for subsurface imaging applications.
Conception d’un réseau MIMO pour de nouvelles applications 5G en IoT
(University of Tlemcen, 2026-06-21) Boucif, Meriem
Le déploiement rapide des réseaux 5G et de l’Internet des Objets (IoT) exige des antennes MIMO compactes, tout en garantissant une isolation optimale entre les éléments rayonnants. Ce travail de thèse porte sur la conception et l’optimisation de réseaux d’antennes MIMO fonctionnant dans les bandes sub-6 GHz (3,5 GHz et 2,4 GHz), en exploitant l’ingénierie des substrats et les structures à plan de masse défectueux (DGS). La première contribution de cette thèse analyse des réseaux d’antennes imprimées rectangulaires (à 2, 4 et 8 éléments) fonctionnant à 3,5 GHz. Une étude compara tive montre que l’utilisation d’un substrat à haute permittivité comme le Silicium (Si), à la place du FR-4 standard, permet de réduire la taille de l’antenne. Associée à l’intégration d’un motif DGS spécifique, cette configuration permet d’obtenir un couplage mutuel inférieur à-40 dB, un gain de diversité de 10 dBi et un coefficient de corrélation (ECC) quasi nul. La seconde contribution présente le développement d’un système MIMO circulaire à 2,4 GHz sur un substrat Rogers RT5880, alimenté par sonde coaxiale. Pour la configuration à deux ports, une étude comparative approfondie a été menée entre deux techniques de découplage : l’utilisation de métamatériaux (cellules CSRR) et l’intégration d’une fente DGS en ”U inversé”. Les résultats démontrent la supériorité de la méthode DGS, qui permet d’atteindre une isolation exceptionnelle de-78,65 dB et un gain de 6,5 dBi. Fort de ce constat, cette technique d’isolation a été exploitée pour étendre le système à des réseaux plus denses à 4 et 8 éléments, tout en préservant d’excellentes métriques de diversité MIMO. L’ensemble de ces résultats valide l’efficacité des structures DGS pour concevoir des architectures MIMO performantes, compactes et hautement isolées, répondant ainsi aux exigences strictes des futurs systèmes de communication.
Contribution à l’étude de l’impact de la mobilité et du Handover sur la qualité de service dans les réseaux mobiles hauts débits
(University of Tlemcen, 2018-03) Djemai, Abderrezak
Avec l'évolution de nombreuses technologies sans fil et des terminaux mobiles à interfaces réseau multiples, un compromis apparaît entre la mobilité, la transparence et la performance. Les utilisateurs mobiles auront besoin d'accéder à leurs services IP en tout lieu, à tout moment et de la meilleure manière possible sans coupure et avec une bonne qualité de service sans se soucier des transitions entre les différents réseaux d'accès. Comme la continuité de service est un élément demandé (indispensable) et important dans les communications mobiles et avec la coexistence de différentes technologies d'accès au réseau et l'émergence de dispositifs mobiles avec plusieurs interfaces réseau, les travaux effectués dans le cadre de cette thèse de doctorat se situent autour des recherches dédiées à l’interopérabilité entre les réseaux hétérogènes et l’impact de la mobilité et du Handover sur la qualité de service dans les réseaux mobiles hauts débits. Cette thèse analyse tout d'abord les performances de handover vertical dans un contexte de réseaux sans fil hétérogènes entre les réseaux UMTS, WiFi et WiMAX en définissant une architecture de développement pour le support de la mobilité entre ces trois technologies. Cette architecture, prouvée par sa faisabilité et sa simplicité, se base sur le protocole Mobile MIPv6 et le module de Handover MIH afin de gérer la mobilité des utilisateurs pour une continuité de service. Elle étudie ensuite les architectures et les principes de fonctionnement des réseaux sans fil maillés WMNs (Wireless Mesh Networks) en évaluant les performances des mécanismes de handover dans les réseaux Mesh. Dans cette thèse, notre attention s’est portée sur la conception et le développement d’une architecture logicielle qui permet la mobilité d’un réseau entier NEMO (Network Mobility). L’étude se focalise sur la gestion de mobilité et aux spécificités du Handover en détaillant ses phases et ses types notamment dans le cadre du réseau NEMO. Cette architecture se base sur le protocole NEMO BS qui se comporte comme une extension de MIPv6 pour la prise en charge de la mobilité d’un réseau NEMO afin de garantir la continuité de service. Notre thèse propose un outil très performant provenant de la théorie des jeux qui permet de modéliser et analyser une situation de compétition dans le monde des télécommunications. L’objectif du cette partie consiste à concevoir et développer un formalisme mathématique à base de la théorie des jeux non-coopératifs qui permet de trouver le point optimum (Equilibre de Nash) d’un jeu représenté par sa forme stratégique entre le fournisseur de service (réseau d’opérateur) et l’utilisateur de ce service (client) afin de répondre aux besoins des utilisateurs mobiles d'une part, et assurer la continuité de service d'autre part.
Routage dans les réseaux corporels mobiles avec optimisation de la consommation énergétique
(University of Tlemcen, 2025-11-06) Benlaldj, Lamia
Les réseaux WBAN, évolution des WSN, sont conçus pour surveiller le corps humain dans des contextes médicaux, sportifs et militaires. Leur principal défi réside dans la gestion de l’énergie, en raison de la miniaturisation des capteurs, de la mobilité des noeuds et de la difficulté de remplacer les batteries, notamment pour les dispositifs implantés. Dans cette thèse, deux contributions majeures ont été développées. La pre mière s’articule autour de l’optimisation de la durée de vie des réseaux WBAN par la conception de protocoles de regroupement (clustering) fondés sur l’algorithme Fuzzy C-Means (FCM).Trois variantes de cette approche ont été explorées, intégrant notam ment les algorithmes de clustering k-means et k-medoids afin d’améliorer la sélection des têtes de cluster et d’assurer un équilibre énergétique optimal. Les performances des protocoles proposés ont été évaluées par simulation à travers des indicateurs clés tels que l’énergie résiduelle moyenne, la longévité du réseau et la stabilité des com munications inter-noeuds. Une analyse comparative entre les protocoles CBFCM et Improved CBFCM a permis de démontrer les améliorations substantielles obtenues, notamment en termes de réduction de la consommation énergétique et d’augmenta tion de la stabilité du réseau. La seconde contribution concerne la conception d’un protocole de routage énergétique intelligent reposant sur des techniques d’appren tissage automatique (Machine Learning). Ce protocole mobilise plusieurs modèles supervisés, parmi lesquels l’arbre de décision (Decision Tree), les k-plus proches voi sins (K-Nearest Neighbors, K-NN), la machine à vecteurs de support (Support Vector Machine, SVM) et la régression linéaire. Ces modèles ont été entraînés à prédire les trajectoires de communication les plus efficaces selon différents paramètres relatifs à la consommation énergétique, à la densité et à la topologie du réseau. L’évaluation comparative des modèles a permis d’identifier les approches les plus performantes et de mettre en évidence leur influence sur la durabilité et l’efficacité globale du réseau WBAN.
Artificial Intelligence Applied to NOMA-UAV Networks for IoT Communication Systems
(University of Tlemcen, 2025-10-13) Ghomri, Benmeziane Imad-Ddine
The fast proliferation of Internet of Things (IoT) devices and the increasing de mand for reliable and energy-efficient wireless communication have motivated the explo ration of advanced access technologies and intelligent control mechanisms. Unmanned Aerial Vehicles (UAVs), with their flexible deployment and line-of-sight connectivity, have emerged as a key enabler to extend network coverage in hard-to-reach areas. In this context, this thesis examines how the combination of Non-Orthogonal Multiple Ac cess (NOMA), Deep Reinforcement Learning (DRL), and Simultaneously Transmit and Reflect Reconfigurable Intelligent Surfaces (STAR-RIS) can improve the effectiveness of UAV-assisted IoT communication networks. The main objective is to design an AI-based framework that jointly optimizes the UAV trajectory, user scheduling, and resource allocation to maximize energy efficiency and ensure fair resource distribution. A DRL-based algorithm is proposed to enable autonomous decision-making in dynamic and complex environments, using a weighted reward function that balances energy efficiency and fairness and makes it easier to pri oritize energy when needed or fairness when the situation requires it. Furthermore, a STAR-RIS-assisted architecture is introduced to enhance signal quality and EE by intelligently manipulating the wireless propagation environment. Simulation results demonstrate that the proposed approaches significantly outper form baseline methods in terms of energy efficiency, spectral utilization, and fairness. The proposed DRL-based solution, which optimizes all optimization factors simultane ously, achieves higher EE when compared to benchmark methods of around 60% and 17.3% for EE with different fairness weights prioritization and around 85% in fairness index.
Détection intelligente des intrusions système basée sur le Deep Learning
(University of Tlemcen, 2025-11-15) Bouidaine, Al Baraa
Cette thèse traite de la sécurité des réseaux informatiques et de l’application du Deep Learning à la détection d’intrusions. Elle s’ouvre sur une présentation des fondements de la cybersécurité, des principales menaces comme les attaques DoS, DDoS, brute force, injections SQL et botnets, ainsi que des mécanismes de protection tels que les pare-feux, le cryptage, les VPN et les systèmes de détection d’intrusions (IDS). Elle introduit ensuite les concepts d’intelligence artificielle, de machine learning et de deep learning, en décrivant les architectures neuronales (ANN, CNN, RNN) et les métriques d’évaluation utilisées pour l’analyse et la classification des attaques. L’étude expérimentale porte sur la détection d’attaques DDoS à l’aide de modèles de deep learning appliqués aux datasets CSE-CIC-IDS2018 et Edge-IIoTSet, avec une comparaison des performances selon différents types de classification. Enfin, une approche améliorée de détection d’anomalies IDS est proposée, intégrant des tech niques d’optimisation et de réduction de dimension afin d’accroître la précision et la robustesse du modèle. Les résultats démontrent l’efficacité du deep learning dans la détection automatisée des intrusions et ouvrent la voie à des modèles plus légers et adaptatifs pour les environnements IoT et Edge Computing
Nouvelles Structures Originales d’Antennes log-périodiques Reconfigurable pour les Modernes Générations des Systèmes de Télécommunications
(University of Tlemcen, 2025-10-08) Metahri,Hanane
Le travail présenté dans cette thèse porte sur l’étude et la conception d’un réseau d'antennes log-périodiques reconfigurables, tant en termes de diagramme de rayonnement qu’en fréquence, destiné aux applications 5G dans la bande millimétrique. Après une introduction au concept des antennes log-périodiques, un état de l’art a été présenté sur les antennes reconfigurables, les différents types de reconfiguration existants, ainsi que sur la technologie SIW. Les méthodes de conception ont été détaillées de manière approfondie. Cette étude se concentre principalement sur l’analyse des antennes log-périodiques, alimentées par la technologie SIW, et intégrées dans des réseaux d'antennes à l’aide de diviseurs de puissance de type (1 × 2) et (1 × 4). Plusieurs prototypes d'antennes log-périodiques reconfigurables ont été simulés, offrant diverses fonctionnalités telles que la reconfigurabilité en fréquence et l’adaptation dynamique du diagramme de rayonnement, permettant d’ajuster à la fois la direction et la fréquence. Les approches les plus innovantes ont été implémentées avec des commutateurs réels (diodes PIN). Les simulations des structures proposées ont été réalisées à l’aide du logiciel CST Microwave Studio. Les principaux domaines d’application incluent les techniques spatiales, permettant une couverture terrestre spécifique à partir d’un satellite géostationnaire, ainsi que les secteurs militaire et radar, où ces antennes sont utilisées pour le balayage électronique par commande de phase.
Détection des anomalies dans l’Internet des Objets
(University of Tlemcen, 2026-02-12) Ferhi, Wafaa
L’essor de l’Internet des Objets (IoT) et de son pendant industriel (IIoT) a profon dément transformé les systèmes cyber-physiques modernes. Cette connectivité ubi quitaire, moteur d’efficacité et d’automatisation, a cependant accru la complexité, l’hétérogénéité et la vulnérabilité des réseaux connectés. Dans ce contexte, la dé tection d’anomalies joue un rôle essentiel pour assurer la fiabilité, la résilience et la sécurité des infrastructures IoT. Cette thèse s’inscrit dans cette problématique en proposant des approches d’apprentissage profond capables d’identifier des com portements anormaux dans des flux de données massifs, dynamiques et hétérogènes. Après avoir établi un cadre conceptuel unifié définissant les notions d’anomalies, de défaillance et d’intrusion, les travaux ont porté sur la conception et l’évaluation de deux modèles complémentaires. Le premier modèle, fondé sur une architecture hy bride CNNDNN, a été appliqué au jeu de données Edge-IIoTset pour la détection d’attaques dans des environnements IIoT. Les résultats expérimentaux montrent une amélioration significative des performances de classification sur plusieurs configura tions de classes, confirmant la robustesse du modèle proposé. Le second modèle repose sur un Réseau de Neurones à Graphes Hétérogènes (DHGNN), appliqué au jeu de données CIC-Darknet2020, pour la classification du trafic chiffré. Cette approche tire parti des relations entre entités du réseau pour identifier les comportements suspects sans analyse du contenu. Les résultats obtenus démontrent la pertinence de combi ner ingénierie des données, apprentissage profond et modélisation relationnelle pour renforcer la sécurité et la surveillance intelligente des systèmes IoT. Des perspectives sont enfin ouvertes vers l’apprentissage fédéré, l’adaptation en ligne et l’explicabilité des modèles.
Contribution à la planification et optimisation des eNodeB pour les réseaux 4G/5G par les méta-heuristiques
(University of Tlemcen, 2026-02-10) Karaouzene, Zoheir
Cette thèse traite de l’optimisation de la planification des réseaux 4G et 5G dans un contexte de forte croissance du trafic mobile. Elle propose une approche hybride, MetaOpt-EM&SIG, combinant un algorithme métaheuristique, un simulateur électromagnétique et un Système d’Information Géographique (SIG), afin de modéliser de façon réaliste l’environnement radio et d’optimiser les paramètres de déploiement. La première étude de cas concerne l’optimisation des azimuts des antennes LTE pour améliorer la couverture et réduire les ajustements manuels. La seconde porte sur la planification des stations de base 5G, en intégrant les données LTE-A et les indicateurs de performance pour orienter le placement des sites. Les résultats montrent que l’approche proposée permet une planification radio plus efficace, précise et économique, démontrant la pertinence de l’intégration conjointe de l’intelligence artificielle, de la modélisation électromagnétique et de l’analyse géospatiale dans la conception des réseaux cellulaires de nouvelle génération.
Réalisation des Antennes Reconfigurables dans les Réseaux Radio Cognitifs déstinés aux Applications Satellitaires
(University of Tlemcen, 2025-05-11) Taleb, Rahma Djaouda
L'intégration des antennes reconfigurables aux Réseaux de Radio Cognitive (RRC) représente une réponse innovante aux besoins croissants des communications satellitaires modernes. La radio cognitive, en tant que technologie flexible, optimise l'utilisation du spectre radio en s'adaptant dynamiquement aux bandes de fréquence disponibles, tout en préservant les performances des autres utilisateurs. Les antennes reconfigurables jouent un rôle central dans cette optimisation, grâce à leur capacité à modifier leurs caractéristiques (fréquence, polarisation, diagramme de rayonnement) en temps réel. Le travail propose également une approche innovante en combinant les Systèmes Multi-Agents (SMA) avec les RRC, afin d’améliorer la gestion intelligente du spectre et de répondre aux exigences des applications satellitaires, comme la surveillance environnementale et les radars. L’objectif de cette thèse est de concevoir, modéliser et réaliser des antennes reconfigurables capables de fonctionner sur des bandes spécifiques, telles que les bandes X et C, en s'appuyant sur des techniques avancées de reconfigurabilité. Les résultats attendus visent des avancées significatives en matière de flexibilité, d’efficacité et d’économie dans les systèmes de communication satellitaire, ouvrant la voie à des applications performantes et économes en ressources pour la gestion du spectre radio et les systèmes de surveillance par satellite.
L’internet des objets dans l’ambulance intelligente et la médecine d’urgence
(University of Tlemcen, 2024-12-18) Sidhoum Lamia
L'Internet des Objets a révolutionné le domaine médical, notamment en médecine d'urgence, grâce à des dispositifs connectés capables de surveiller en continu les patients. Les ambulances intelligentes, munies de capteurs avancés et de systèmes de communication sophistiqués, ont un rôle essentiel en fournissant des informations en temps réel sur l'état des patients. Les réseaux de capteurs corporels sans fil (WBAN) sont essentiels pour ces systèmes, mais leur déploiement est freiné par la faible durée de vie des capteurs due à la capacité limitée de leurs batteries. L'objectif principal de cette thèse est d'améliorer l'efficacité énergétique des WBANs afin de prolonger leur durée de vie, en présentant deux contributions principales. La première s’appuie sur la sélection des chefs de cluster, nous suggérons de comparer deux algorithmes : CHSFL et Improved CHSFL. Les algorithmes sont basés sur le clustering pour les réseaux WBAN en utilisant l'une des célèbres méthodes Fuzzy C-Means pour le clustering des noeuds. Les résultats de simulation montrent que l'Improved CHSFL prolonge la durée de vie du réseau d'environ 34 % par rapport au CHSFL. La seconde contribution explore la formation de chaînes de capteurs pour optimiser la transmission des données et réduire la consommation énergétique. Nous proposons trois approches basées sur la formation d'une chaîne de noeuds capteurs à l'aide d'une matrice de distances. La première approche est basée sur la formation d'une chaîne unique en utilisant les distances les plus courtes. La deuxième et la troisième consistent à changer la position du puits en formant un seul cluster en utilisant la méthode Fuzzy C-Means et le centre de ce dernier constitue la nouvelle position du puits. En comparaison avec RE-ATTEMPT et PSOBAN, la troisième approche proposée a permis une économie d'énergie remarquable, qui peut avoir un impact important sur la durée de vie totale du réseau.
Conception de nouveaux dispositifs optiques de division, multiplexage, routage et de protection pour les réseaux FTTH
(University of Tlemcen, 2025-01-26) Hacene Imene
L’immense demande en matière d'informations et d'applications de la part des opérateurs et des particuliers nous a poussés à proposer ce thème dans le but de faire correspondre de telles attentes à des infrastructures et à des dispositifs de division, de multiplexages et de routage qui desservent ces services précisément. Dans cette thèse nous nous sommes focalisés sur l'étude et la conception d’un nouveau dispositif de protection d’une ligne optique OLP (OLP : Optical Line Protection) pour les réseaux fibre jusqu’au domicile FTTH (FTTH : Fiber To The Home) avec un mécanisme purement passif. De ce fait une étude théorique des mécanismes de protection actifs actuellement implémentés est présentée suivi des étapes de la proposition du nouveau dispositif OLP basé sur un coupleur ayant un rapport de couplage de 99.9/0.1. Ces deux mécanismes ont fait l'objet d'une simulation afin de constater l'amélioration des performances du réseau lorsqu’on adopte le nouveau dispositif conçu en terme de taux d’erreur binaire BER (BER : Bit Error Rate) et du facteur de qualité Q (Quality factor).
Sécurisation des données médicales dans les réseaux de radio cognitive
(University of Tlemcen, 2025-09-25) Seghiri Naouel
Dans un contexte où les réseaux de radio cognitive offrent une solution prometteuse pour l’optimisation dynamique du spectre, la sécurité des données échangées devient un enjeu crucial, en particulier pour les applications médicales sensibles. Cette thèse propose une approche innovante pour la sécurisation des données médicales dans les réseaux de radio cognitive, en s’appuyant sur les systèmes multi-agents pour modéliser les interactions et décisions au sein du réseau. L’architecture développée intègre des mécanismes de sélection des canaux, en utilisant la méthode multicritère TOPSIS, permettant aux utilisateurs secondaires de choisir les ressources optimales selon des critères tels que la technologie, la fiabilité, le coût et la bande passante. Par ailleurs, un mode de chiffrement symétrique optimisé a été appliqué pour garantir la confidentialité des échanges. Les simulations menées sur la plateforme JADE ont confirmé la robustesse du système face aux menaces internes, sa capacité à détecter les agents malveillants, et l’efficacité de la solution hybride mise en place, combinant authentification, décision et confidentialité. Les résultats obtenus démontrent la pertinence de l’approche pour sécuriser les données médicales dans des environnements distribués complexes.
Étude et conception d'un système hybride pour les réseaux 5G
(University of Tlemcen, 2025-07-13) Derouiche, Samra
Cette thèse s'inscrit dans le cadre de la conception et de l'optimisation de systèmes de communication hybrides intégrant les technologies FSO (Free Space Optical) et MMW (Millimeter Waves), en réponse aux exigences croissantes des réseaux sans fil de nouvelle génération. Ces systèmes visent à concilier des débits de transmission élevés avec une résilience accrue face aux perturbations atmosphériques, tout en offrant un niveau de sécurité renforcé pour prévenir les risques liés à l’interception ou aux cyberattaques. Dans la première partie de la thèse, nous nous concentrons sur la conception et l’optimisation d'une configuration en série des systèmes FSO/MMW (ou des systèmes mixtes), en tenant compte des conditions environnementales et des exigences de performance. L'intégration de ces technologies avec MIMO et la modulation 64-PPM/BPSK-OFDM (64-Pulse Position Modulation/Binary phase-shift keying-Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) permet de surmonter les limites des systèmes traditionnels et d'améliorer leurs performances globales. La deuxième partie présente l'utilisation de DNN (Deep Neural Network) pour la sélection adaptative de modulation, permettant d'optimiser les performances en temps réel du système mixte FSO/MIMO-MMW, en termes de BER (Bit Error Rate) et de capacité. Enfin, la troisième partie de ce travail intègre des techniques avancées dans la conception des systèmes RoFSO (Radio over free space optics), tirant parti des MMW 60 GHz et de la technologie MIMO (Multiple-Input Multiple-Output). Ces innovations ont été mises en oeuvre dans le but d’améliorer la fiabilité et la performance des opérations de transmission dans des environnements complexes. Une approche de sécurisation par chaos optique est adoptée pour protéger les données sensibles, bien qu’elle cause une légère dégradation de la qualité de transmission. Pour surmonter cette limitation, des amplificateurs optiques adaptés aux conditions atmosphériques difficiles sont intégrés, améliorant ainsi la robustesse du système. Les résultats obtenus démontrent que la combinaison des technologies MMW et FSO, associée à des techniques avancées telles que MIMO, l'optimisation par DNN pour la sélection adaptative de modulation et le chaos optique, constitue une solution robuste et performante pour les réseaux sans fil de demain.
Study and design of conformable absorbers for the control of Electromagnetic waves propagation
(University of Tlemcen, 2024-12-05) Mébarki, Ghada Fatima Elzahra
This thesis investigates the design, optimization, and fabrication of metamaterial absorbers (MMAs) with a focus on their electromagnetic properties and practical applications. Metamaterial absorbers are of great interest due to their ability to achieve high absorption rates over a broad frequency range and their potential for use in advanced communication and sensing technologies. The research encompasses the theoretical modeling, simulation, and practical implementation of various MMA designs, including spiral wire coil resonator. Key findings reveal how modifications to the absorber design and substrate parameters can significantly enhance performance across different frequency bands. The work provides valuable insights into optimizing metamaterial absorbers for improved functionality in applications such as radar, imaging systems, and stealth technology, advancing the field of metamaterials and their technological applications.
Dérivation Analytiques et Algorithmes pour la Réduction de la Consommation D‟énergie dans les Systèmes Multi-porteuses à Base de Banc de Filtres.
(University of Tlemcen, 2023-07-03) Senhadji Salima
La consommation énergétique est un facteur important dans la conception des systèmes de transmission sans fil de nouvelles générations. Environ 60% de l‟énergie des systèmes sans fil de nouvelles générations est consommée par les amplificateurs de puissance. Ces systèmes sont principalement caractérisés par un rapport puissance maximale sur puissance moyenne (PAPR) très élevé, chose due à la nature du système qui utilise un schéma de modulation multi-porteuses où les porteuses vont s‟additionner pour former un système à facteur de crête élevé (tel que les systèmes OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), FBMC (Filter Bank Multi-Carrier)). Un tel facteur de crête a un effet néfaste sur l‟efficacité énergétique du système et il est considéré comme un des inconvénients majeurs des systèmes de transmission où la contrainte énergétique est importante (terminaux mobiles). Les techniques de réductions du PAPR (tel que le Tone-reservation) peuvent jouer un rôle important dans la réduction de la dynamique du signal et ainsi permettre à l‟amplificateur non-linéaire de fonctionner dans la région opérationnelle à grande efficacité énergétique. Cependant, un amplificateur non-linéaire même s‟il est dans la zone à grande efficacité, peut engendrer des distorsions in-band et out-of-band. Dans ce travail de thèse, nous avons visualisé les effets in-band et out-of-band de l‟amplification non-linéaire sur un signal FBMC. Nous avons également analysé le profil énergétique des signaux FBMC. Enfin, nous avons proposé des nouveaux algorithmes de réduction du PAPR pour le système FBMC afin de réduire la consommation énergétique.
Nouvelle Topologie d’Additionneur Tout optique à base des Cristaux Photoniques pour l’Optique Intégrée
(University of Tlemcen, 2024-12) Ikhlef, Abdallah
Les cristaux photoniques bidimensionnels (2DPhC) sont des matériaux diélectriques nanostructures dont l'indice de réfraction change périodiquement dans l'ordre de la longueur d'onde de la lumière, ce qui a un impact sur la propriété de propagation du milieu. Par conséquent, les 2DPhC sont caractérisés par une bande interdite photonique (PBG), dans laquelle la propagation des ondes lumineuses est interdite. Dans ce cas, la modification de la périodicité de de la structure par insertion de défauts ponctuels et/ou de guides d’onde permet de guider la lumière selon une direction choisie, et les fréquences appartenant à la bande interdite peuvent apparaitre. Cette caractéristique permet de concevoir de nombreux composants en optique intégrée tels que les additionneurs optiques. Ce travail de thèse présenté dans ce manuscrit, est une étude, conception par simulation et optimisation de nouveau additionneur tout-optique à base 2DPhC dans le domaine non linéaire où l’indice de réfraction change sous l’excitation d’un champ intense ce qui est connu par l’effet Kerr. Dans un premier temps, nous avons simulés un résonateur double anneau basé sur l'effet Kerr, le résonateur est crié par des tiges diélectriques non linéaire de verre dopé et de forme carré à l’intérieur. Ensuite, deux additionneurs (demi et additionneur complet) de base ont été conçu sur une taille de la structure 2DPhC plus petite, et faible intensité de puissance. Dans le but de validation le circuit général à N bit d’addition, deux additionneurs 2 et 4 bits ont été simulés. L’additionneur à N bit est conçu en utilisant en cascade un demi-additionneur et (N-1) additionneurs complets. Les simulations des dispositifs présentées dans cette thèse sont basées sur les méthodes des éléments finis FEM et des ondes planes PWEM à l’aide de logiciel COMSOL Multiphysique.
Plasmonic microstructure: Study and Applications
(University of Tlemcen, 2024-06-06) Imam, Abderrahmane
The advent of optical fibers marked a groundbreaking revolution in telecommunication systems, enabling high-speed data transmission and information rates per second. The integration of all-optical devices further enhanced the efficiency of these systems. In recent years, plasmonic microstructures have garnered significant attention for their potential application in telecommunications due to their ability to overcome the diffraction limit and manipulate light at the subwavelength scale. This is particularly crucial in addressing challenges faced by crystal photonic systems. Recognizing the potential of plasmonics, the objective of this thesis is to investigate and design novel plasmonic structures suitable for implementation in Wavelength Division Multiplexing (WDM) systems, specifically as demultiplexers. The focus is on achieving the highest number of outputs and superior characteristics compared to existing works in the field, contributing to the advancement of telecommunications technology.

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