Télécom ParisTech

Options de 3e année

Option Audio

Responsable : Bertrand David

Prérequis : filière SIGMA ou connaissances équivalentes

Les étudiants désirant faire une spécialisation interne AUDIO doivent contacter un des responsables de l'option pour établir un programme tenant compte de leur formation antérieure et de leurs motivations.
L'option consistera au premier semestre :

  • en cours pour 12 ECTS (120 heures approximativement) du Master 2 ATIAM  (Acoustique, traitement du signal et informatique appliqués à la musique) de l'UPMC ;
  • en un projet PRIM (12 ECTS)

Elle sera suivie d'un stage au deuxième semestre.

Les étudiants entrant directement en 3e année auront également accès aux cours des filières au 1er semestre comme au 2e semestre, dans la limite des contraintes horaires, et pourront faire un second projet PRIM. Ils peuvent également suivre la filière SIGMA au 1er semestre, faire leur stage au 2e semestre et la présente option au 3e semestre.

Option Entrepreneuriat

Responsable : Thomas Houy

L'option entrepreneuriat s'adresse :

  • aux étudiants intéressés par le monde des start-up : cette option leur offrira des clefs de compréhension pour décrypter la manière dont les start-up Internet tentent aujourd'hui de prendre le pouvoir sur l'ensemble de l'économie ;
  • aux étudiants susceptibles d'entreprendre sans avoir encore un projet précis de start-up : cette option leur permettra de développer leur créativité pour aboutir à une idée originale, en rupture, rentable et «scalable» ;
  • aux étudiants entrepreneurs : cette option leur donnera l'opportunité de faire progresser leur idée de start-up.

Le parti-pris de cette option est d'apprendre en faisant. Chaque étudiant développera donc un projet entrepreneurial (réel ou virtuel). Il fera progresser les dimensions techniques de ce projet en choisissant les cours techniques de l'école les plus appropriés pour le développement de son prototype. Et chaque étudiant aura également la possibilité d'être suivis et «mentorés» sur les aspects Business Model, Design, et Usage de son projet. L'esprit de cette option est d'amener les projets (réels ou virtuels) de chaque étudiant à une preuve de concept et d'intérêt du marché pour la solution proposée.

L'option est accessible après la 2e année, quelle que soit la filière choisie. Elle est ouverte aux parcours 18 mois.

Déroulement de la 3ème année

Projet PRIM et ateliers au 1er semestre, stage au 2e semestre (ou cours pour les 18 mois qui peuvent faire le stage au 3e semestre).

Cette option tournée vers l’entrepreneuriat se doit d’avoir une structure de fonctionnement légère et de favoriser l’autonomie et la prise d’initiative des étudiants.

Chaque élève aura un correspondant de l’option, qu’il choisira dans le corps enseignant de l’école.

La formation de l’option sera constituée :

  • d’un projet PRIM (en solo ou en équipe) apportant 12 ECTS, co-encadré par le correspondant et par un enseignant en « entrepreneuriat ».
  • d’un ensemble de cours que l’élève choisira en fonction de ses besoins en accord avec son correspondant. Il pourra les sélectionner parmi les enseignements de 2A et 3A de l’école ou d’autres établissements, en présentiel ou en ligne. Cet ensemble de cours l’aidera à faire son projet et lui permettra d’acquérir 9 crédits ECTS.
  • d’un ensemble de 8 ateliers dédiés de 1h30 sur le semestre : PI et brevets, modèles économique, pitch, présentation de l’écosystème de l’innovation… avec un volet formation et un volet mise en pratique et présentation devant le groupe des élèves de l’option. Ces ateliers et présentations seront crédités de 3 ECTS.
  • d'un stage de 6 mois (30 ECTS) : ce stage pourra être consacré à l'avancement du projet de start-up de l'élève. Il pourra également être fait au sein d'une start-up existante ou au sein d'une institution en lien direct avec l'entrepreneuriat : fonds d'investissement, incubateurs, accélérateurs...
  • de compléments de formation : langue, culture générale, formation humaine…

Option ICSOC : Intégration Circuits Systèmes et Objets Communicants

L'option est enseignée en anglais

Responsable : Patricia Desgreys

Prérequis : filière SOCOM en 2e année ou connaissances équivalentes, ou aux étudiants entrant directement en 3e année ayant les connaissances suivantes : Bases d’électronique numérique, analogique et RF. Algèbre de Boole - Bases de communications numériques et traitement du signal (temps continu et temps discret) - Bases de physique du semi-conducteur- Méthodes d'analyse des circuits électriques

La filière Systèmes et Objets de Communication qui a permis aux étudiants d’acquérir de solides bases théoriques et pratiques sur les systèmes de communication, couvre en 2e année un spectre large. Une voie naturelle d’approfondissement est de développer une expertise en Intégration des Circuits et des Systèmes sur Puce (SoC) à la fois numériques, analogiques et mixtes.

  • Traitement de l’information numérique sur des processeurs matériels dédiés
  • Conception de systèmes et d’architectures d’émission/réception répondant aux exigences de débit, de qualité de service et de sobriété énergétique pour une mise en œuvre efficace de la 5G et de l’internet des objets
  • Mise en œuvre des méthodes et des outils pour la conception de circuits intégrés à signaux mixtes (SoC-AMS).

Cette option est enseignée en fort lien avec les applications industrielles et les technologies d’intégration les plus récentes.

Elle est composée au 1er semestre d'UE du M2 ICS  (120 heures, 12 ECTS)  complété par un projet PRIM (120 heures, 12 ECTS). L'option est suivie d'un stage au 2e semestre. 

Les étudiants entrant directement en 3e année pourront suivre la filière SOCOM au 1er semestre, faire un stage au 2e semestre et terminer par la présente option au 3e semestre.

1er semestre : cours (détails ci-dessous) | 2e semestre : stage

Les cours sont communs avec l'option SE, sous-option SoC

ICS901 Algorithmes et Architectures d’Opérateurs Numériques (A2HW) 
30 heures, 3 ECTS, responsable Lirida Naviner

Cette unité d’enseignement traite du traitement de l’information sur des processeurs matériels dédiés. Une mise en œuvre matérielle de qualité exige des compromis performance-coût permettant de répondre efficacement aux besoins de l’application tout en respectant les contraintes technologiques du support matériel.  L’objectif de cette UE est de familiariser les étudiants avec les principales techniques de mise en œuvre, d’amélioration de la performance et de réduction de coût.  Les opérateurs concernés par les études sont ceux typiquement utilisés dans les algorithmes de traitement du signal/image.

Objectifs : A l’issue de cette formation, il est attendu que l’élève ait acquis les compétences pour résoudre des problèmes communs de la conception d’architectures dédiées : établir des modèles de performances et coût, comparer des architectures, proposer des solutions architecturales optimisées (en surface, en vitesse, ...). La résolution d’un certain nombre d’exercices d’application constitue une part significative du travail personnel de l’élève et contribue en beaucoup à l’atteinte des objectifs de cette UE.

ICS902 Systèmes Mixtes, Analogiques & RF pour les objeTs communicants (SMART)
50 heures (39 heures de cours, 6 heures de TP), 6 ECTS, responsable Patricia Desgreys

Cet enseignement présente comment, à partir des données d'une norme de radiocommunications, choisir l'architecture matérielle globale d'un émetteur ou récepteur, spécifier les caractéristiques des éléments de la chaîne, modéliser à un niveau comportemental et concevoir les fonctions en bande de base. Des cas d’applications sont développés pour la 5G et l’internet des objets.

Objectifs : A l'issue de cet enseignement, l'étudiant est capable de :  déterminer le cahier des charges des éléments en bande de base d'une chaîne RF à partir de spécifications globales,  choisir les architectures des fonctions de conversion et filtrage analogique et numérique à partir d'un cahier des charges, modéliser à un niveau comportemental la partie bande de base d'un système RF.
Etudes de cas concrets, connaissances en systèmes AMS&RF dans leur contexte industriel d'application.

ICS903 Conception de Circuits Intégrés à Signaux Mixtes (CISM)
30 heures (10 heures de cours, 20 heures de TP), 3 ECTS, responsable Hervé Petit

Le but de cet enseignement est de mettre en œuvre les méthodes et les outils pour la conception de circuits intégrés à signaux mixtes (analogiques et numériques).
Elle utilise un environnement de conception industriel (Cadence Design Systems) pour concevoir et caractériser une bibliothèque de cellule en technologie CMOS avancé.
Cette bibliothèque permettra de construire, par assemblage, un circuit mixte complexe (eg convertisseur analogique-numérique).
Une grande partie de l'enseignement est fait sous forme de travaux pratiques.

Objectif : acquérir des compétences de base nécessaires à la conception de circuits intégrés à signaux mixtes
- Environnement technologique et CAO: Composants, kit de conception physique, flot de conception
- Maîtrise des langages de description pour la simulation (Spectre, Verilog-A)
- Mise en œuvre de fonctions mixtes complexes (eg convertisseur A/N)
- Expérience sur des outils de CAO professionnel (Cadence Design Systems)

Projet Recherche Innovation Master (PRIM) 
120 heures, 12ECTS, responsable Chadi Jabbour

Option IGR : Interaction Homme-Machine et Informatique Graphique 3D

Responsables : Eric Lecolinet et Tamy Boubekeur

Prérequis : filière IGR ou connaissances équivalentes (INF555 et INF584 à Polytechnique par exemple)

Les étudiants devront choisir parmi une sélection de modules du M2 « Interaction - HCI » de l'Université Paris-Saclay. Selon le cas, ils devront suivre 2 ou 3 modules de manière à totaliser au moins 6 ECTS. Noter que les cours sont en anglais et qu'ils auront lieu à Saclay.

La description de tous les modules du M2 HCI (Semestre 3) est disponible ici 

1er semestre : cours (détails ci-dessous) | 2e semestre : stage

HCI901 - Fundamentals of Human-Computer Interaction
5 ECTS, 21h de cours et 21h de TD/TP

HCI902 - Fundamentals of Virtuals and Augmented Reality
5 ECTS, 21h de cours et 21h de TD/TP

HCI909 - Advanced Programming of Interactive Systems 
5 ECTS, 21h de cours et 21h de TD/TPs

HCI904 - Evaluation of Interactive Systems
2½ ECTS, 21 heures, responsable C. Appert      

HCI922 - Gestural and Mobile Interaction 
2½ ECTS, 21 heures, responsable E. Lecolinet

HCI926 - Groupware and Collaborative Work
2½ ECTS, 21 heures

HCI929 - Mixed Reality and Tangible Interaction
2½ ECTS, 21 heures

HCI925 - Virtual Humans
2½ ECTS, 21 heures

Option Image

Responsables : Isabelle Bloch, Yann Gousseau, Florence Tupin

Lieux : Télécom ParisTech, UPMC, ENS Cachan

Prérequis : filière IMA ou connaissances équivalentes

L'option vise à acquérir des connaissances avancées en traitement, analyse et interprétation d'images, ainsi qu'en vision par ordinateur. Ces connaissances seront complétées par une expérience pratique dans le projet PRIM. L'option propose des cours du M2 IMA, des cours du M2 MVA et des cours spécifiques à Télécom ParisTech. 

Le programme de l'option comporte un projet PRIM et 12 ECTS de cours, à choisir parmi les cours ci-dessous en fonction du cursus antérieur et des motivations de chacun. Les étudiants sont invités à prendre rendez-vous avec un des responsables de l'option pour établir leur programme personnalisé. Les étudiants entrant directement en 3e année auront également accès aux cours de la filière IMA au 1er comme au 2e semestre, dans la limite des contraintes horaires.

1er semestre : cours (détails ci-dessous) | 2e semestre : stage

IMA331 MATI Méthodes avancées de traitement d'images
30 heures, 3 ECTS, responsables Isabelle Bloch, Yann Gousseau, Florence Tupin

Cet enseignement comprend des cours avancés de traitement et analyse des images. Les thèmes traités porteront sur la morphologie mathématique avancée, l'optimisation convexe, les méthodes non locales, multi-échelles et parcimonieuses, les approches par équations aux dérivées partielles, les approches par champs aléatoires conditionnels, les principes de l'imagerie cohérente, les lois statistiques associées et les nouvelles modalités d'imagerie radar.

Ces cours pourront être complétés par quelques conférences industrielles.

Objectifs d'apprentissage : Connaissances approfondies des méthodes mathématiques pour le traitement et l'analyse des images. Capacité à appliquer ces méthodes à des problèmes concrets.

IMA332 MAII Méthodes avancées d'interprétation des images
30 heures, 3 ECTS, responsables Isabelle Bloch, Yann Gousseau, Florence Tupin

Cette UE comprend des cours avancés d'interprétation des images. Les thèmes traités seront en particulier les approches utilisant des approches d'intelligence artificielle (représentation de connaissances, ontologies, approches logiques), les méthodes a contrario pour la reconnaissance de structures, les modèles de formes et d'apparence, des méthodes avancées d'interprétation de vidéos (calibrage, suivi, SLAM, reconnaissance d'actions).

Ces cours pourront être complétés par quelques conférences industrielles.

Objectifs d'apprentissage : Connaissances approfondies des méthodes mathématiques et d'intelligence artificielle pour l'interprétation des images et des vidéos. Capacité à modéliser un problème et à appliquer ces méthodes à des problèmes concrets.

IMA901-BIOMED Imagerie biologique et médicale 
45 heures, 6 ECTS, responsable Isabelle Bloch

IMA902-RDFIA Reconnaissance des formes pour l'analyse et l'interprétation d'images 
45 heures, 6 ECTS, responsable Isabelle Bloch

MVA903-OPTIMA Optimisation et applications en Image  
30 heures, 5 ECTS, responsable Saïd Ladjal

IMA904-IG3DA Informatique graphique 3D avancée 
45 heures, 6 ECTS, responsable Tamy Boubekeur

IMA905 VISION Techniques Avancées en Vision par Ordinateur, partie 1 et 2 
45 heures, 6 ECTS

IMA906 VISION Techniques Avancées en Vision par Ordinateur, partie 1 
30 heures, 4 ECTS

Option IMOC : Ingénierie Micro-ondes pour les Objets connectés et les Communications mobiles et satellitaires

Responsable : Jean-Christophe Cousin

Prérequis : filière SOCOM ou connaissances équivalentes

Cette option permet d’acquérir par des cours théoriques et leur mise en pratique un savoir faire dans le domaine des technologies radio fréquences (RF) et micro-ondes dédiées aussi bien aux objets connectés qu’aux systèmes de communications mobiles ou satellitaires. Ces compétences sont particulièrement recherchées par les industriels de ce domaine, que ce soient des opérateurs de télécommunication, des intégrateurs ou des concepteurs de circuits RF.

Les étudiants entrant directement en 3e année pourront suivre au 1er semestre des cours de la filière SOCOM.

1er semestre : cours (détails ci-dessous) | 2e semestre : stage

IMOC301 Composants actifs et passifs du frontal radio
33 heures, 3 ECTS, responsable Bernard Huyart

Ce cours permet à l'étudiant d'acquérir les connaissances théoriques pour la conception des circuits radiofréquences, à savoir  les amplificateurs (LNA, PA), les filtres, les mélangeurs et les oscillateurs.  Il débute par l’étude des architectures du frontal RF dans lesquelles s’insèrent ces circuits de traitement de signaux analogiques hautes fréquences (1-110 GHz) modulés par des signaux en bande de base de type ASK, PSK, FSK, nQAM... Une attention particulière sera donnée aux phénomènes de propagation et de couplage dans les lignes, et à l'étude de circuit en régime de fonctionnement faible bruit (LNA) et/ou non linéaire ( PA, oscillateur, mélangeur...).

Objectifs d'apprentissage  :  Savoir concevoir un émetteur et récepteur RF. Savoir comment choisir la technologie en fonction des performances attendues du système de communication RF. Savoir concevoir les circuits de traitements de signaux RF. Savoir utiliser un outil de CAO (Advanced Design System) largement utilisé dans l’industrie. 

IMOC302 Antennes et canal de propagation
25 heures, 2 ECTS ½, responsable Xavier Begaud

Descriptif : Ce module permet à l'étudiant d'acquérir les fondamentaux sur les antennes et le canal de propagation. Dans un premier temps, les définitions des caractéristiques de rayonnement des antennes, puis les mécanismes physiques de rayonnement et leur formalisme mathématique associé seront détaillés. La prise en compte et l’exploitation de l’environnement de l’antenne seront ensuite abordées par l’étude du canal de propagation et illustrées dans le contexte des antennes multiples (MIMO).

Objectifs d'apprentissage  : à l'issue de cette UE, les étudiants, ayant validé, sauront choisir la  technologie d’antenne pertinente  (filaire, imprimée, ouverture rayonnante) en fonction d’un cahier des charges donné (fréquence, bande passante, gain/directivité, taille et environnement de propagation), initier une conception d’antenne et mettre en œuvre sa validation par l’expérience.

IMOC303 Technologies  émergentes et objets connectés
25 heures, 2 ECTS ½, responsables Jean-Christophe Cousin et Christophe Roblin

Ce module est dédié à une présentation des recherches en cours sur les "frontaux radio" dédiés aux objets connectés et aux communications mobiles et satellitaires.
Dans ce cadre, les sujets suivants seront présentés sous forme de séminaires:
- Les avancées récentes utilisant les métamatériaux pour la réduction de la taille des antennes (antennes ZOR) pour les objets connectés, pour la réduction de l’épaisseur des antennes directives à l’aide de metasurfaces pour les systèmes aéroportés et pour l’accès à de nouvelles fonctionnalités (Cloaking, Artificial Black Hole, lentille plate).
- L'interaction ondes-personnes qui traite aussi bien de l'influence (importante) du corps humain sur le comportement des antennes et des petits terminaux que des effets des ondes électromagnétiques sur les êtres humains dans le cadre de questions de réglementation des émissions radioélectriques et de santé publique.

Objectifs d'apprentissage  :

A l'issue de cette UE, les étudiants, ayant validé, auront été sensibilisés aux travaux de recherche actuels et aux avancées technologiques sur l'amélioration des front-ends radio dédiés aux communications sans fil pour la/la prochaine génération. Dans cette UE, on évoquera aussi les questions sur l'influence des ondes électromagnétiques sur le corps humain et les problèmes  de santé publique associés. En parallèle, ils auront été sensibilisés aux techniques de miniaturisation des frontaux radio, notamment celle des antennes (qui constitue l’un des principaux « point dur »), et à leurs effets sur les performances attendues. Les applications concernées étant principalement les objets connectés et les système RFID.

IMOC304 Systèmes de communications satellitaires et aéroportés
37 heures ½, 4 crédits, responsable Anne-Claire Lepage

Le satellite joue actuellement un rôle majeur dans notre société de l’information.  C’est un élément clé pour la collecte et la distribution de données dans un système de télécommunications. Nous aborderons ce module sous l’angle du concepteur d’un système satellitaire. Quelle orbite, quelle fréquence choisir ? Comment dimensionner le système pour atteindre les performances attendues ? Quel doit être le gain des antennes satellites et sol ? Quelle puissance et combien d’amplificateurs de puissance ? etc….

Les systèmes de géolocalisation par satellites, de plus en plus intégrés dans les systèmes de communication mobiles terrestres sont également étudiés.

 A l’issue de ce module, les étudiants seront capables de :
- comprendre le fonctionnement global d’un système de communications par satellites
- connaître les différents éléments constituant un système de communications par satellites
- identifier, pour une application donnée, les paramètres importants pour faire des choix sur le système
- proposer une architecture du système à partir de spécifications
- connaître les spécificités d’un système satellitaire au niveau de la couche physique et des couches supérieures

Objectifs d'apprentissage : A l'issue de cette UE, les étudiants, ayant validé, auront une connaissance approfondie sur le dimensionnement et le fonctionnement de la chaine complète des grands systèmes de communications (TV, internet) et de localisation par satellites (station au sol, satellite et lien radio). 

Option MACS : Modélisation aléatoire et Calcul scientifique

Responsables :  François Roueff, Florence d'Alché

Prérequis : filière MACS ou connaissances équivalentes.

Les étudiants désirant faire une spécialisation interne MACS doivent contacter un des responsables de l'option pour établir un programme tenant compte de leur formation antérieure et de leurs motivations.

L'option consistera, au premier semestre :

  • en un choix de cours pour 12 ECTS (120 heures approximativement) issus de différents Master 2
  • et un projet PRIM (Projet Recherche Innovation Master) (12 ECTS, 120 heures approximativement)

Elle sera suivie d'un stage au deuxième semestre.

Les étudiants 18 mois auront également accès aux cours des filières au 1er semestre comme au 2e semestre, dans la limite des contraintes horaires, et pourront faire un second projet PRIM. Ils peuvent également suivre la filière MACS au 1er semestre, faire leur stage au 2e semestre et une des options MACS au 3e semestre. 

1er semestre : cours (détails ci-dessous) | 2e semestre : stage

MACS301 Calcul de Malliavin
24 heures, 2 ECTS ½, responsable Laurent Decreusefond

Le but de ce cours est de donner les bases de calcul de variations stochastiques de Malliavin ainsi que quelques excursions dans l'Analyse Stochastique sur l'espace de Wiener afin que les étudiants soient capables de comprendre les applications et les développements qui y sont liés.

- Espace de Wiener et espace de Cameron-Martin: Rappels du mouvement brownien, la quasi invariance de mesure de Wiener, chaos de Wiener
- Dérivée de Sobolev, espaces de Sobolev sur l'espace de Wiener.
- Divergence: définition par dualité, relations avec l'intégrale d'Ito, formule d'i.p.p. et formule de Clark.
- Inégalites de Meyer, les distributions sur l'espace de Wiener et leurs applications a la formule de Clark.
- Diverses applications.
- Pré-requis = probabilités avancées, calcul stochastique

DATA902 Computational Statistics and optimisation 
Enseignants : Stéphane Gaiffas (Polytechnique), Olivier Fercoq, Alexandre Gramfort, J. Salmon (Télécom ParisTech)

Cette UE est rattachée au Master 2 DATA (Data Science, UPSA mention Mathématiques et applications )
Langue d'enseignement : anglais

Dans de nombreux cas, les algorithmes d’apprentissage statistique utilisent à l’étape d’entraînement des algorithmes d’optimisation. Le but de ce cours est donc de donner les outils nécessaires à l’étude et la construction de tels algorithmes, issus de l’optimisation convexe. Un accent sera mis sur l’interaction entre les algorithmes d’optimisation et le modèle à entrainer, et sur le choix d’un algorithme approprié en fonction du problème et de sa dimension (nombre de données d’entraînement et dimension de l’espace).

MDA901 Extrêmes
20 heures, 4 ECTS, responsables François Roueff et Anne Sabourin

Dans de nombreuses applications telles que l’assurance ou, plus généralement, la gestion des risques, on s’intéresse au comportement d’une variable « du côté de ses valeurs extrêmes ». L’inférence statistique est rendue possible si l’on admet que le comportement extrême peut être déduit d’une façon raisonnable à partir du comportement observé, qui lui n’est pas extrême. Nous aborderons les approches principales proposées pour répondre à ce problème de modélisation : comportement des maxima, des excès de seuil ou du processus ponctuel associé. Les aspects probabilistes de ces approches reposent sur les domaines d’attraction des lois max-stables et les mesures à variations régulières. Les cas univariés et multivariés seront abordés ainsi que des applications statistiques telles que le théorème central limite en variance infinie.

MVA901 Introduction à l'imagerie numérique 
21 heures, 3 ECTS, responsables : Yann Gousseau et Julie Delon

Cette UE est rattachée au Master 2 MVA (Mathématiques, vision, apprentissage, UPSA Mention Mathématiques et applications)
Le premier objectif de ce cours est de familiariser les étudiants avec les images numériques. En particulier, le cours présentera les grands principes de la formation et de l'acquisition des images numériques (capteurs, échantillonnage, quantification, dynamique, bruit),  les ingrédients principaux de la structure des images (radiométrie, couleur, géométrie, texture, artefacts d'acquisition), tout en s'attachant à donner une connaissance des outils les plus classiques de l'amélioration ou de l'analyse des images.

Le deuxième objectif est de confronter dans une approche thématique divers outils mathématiques approfondis par ailleurs dans le master (Ondelettes, EDP, approches variationnelles, approches stochastiques, etc.). Le cours sera aussi souvent que possible illustré par des exemples d'applications issus des domaines de la photographie numérique grand public, de l'imagerie médicale ou de l'imagerie aérienne.

Prérequis : Bases de probabilité, de statistique et d'analyse de Fourier ; bases de traitement du signal.
7 séances de 3h / rendez-vous individuels pour le suivi des projets
Validation par projet : rapport, remise d'un code informatique (langage au choix) et soutenance individuelle

MVA902 Simulation-based learning: theory and applications
20h de cours/TD et 10h de mini-projets, responsable : Gersende Fort, intervenants : Gersende Fort (Télécom ParisTech), Eric Moulines, Jean-Baptiste Shiratti (Polytechnique)

Cette UE est rattachée au Master 2 MVA (Mathématiques, vision, apprentissage, UPSA Mention Mathématiques et applications)

Pour en savoir plus : http://www.math.ens-cachan.fr/version-francaise/formations/master-mva/contenus-/simulation-based-learning-theory-and-algorithms-223046.kjsp?RH=1242430202531  et https://mvamcmc.wordpress.com/ 

A recent survey places the Metropolis algorithm among the ten algorithms that have had the greatest inuence on the development and practice of science and engineering in the 20th century (Beichl & Sullivan, 2000). This algorithm is an instance of a large class of sampling algorithms, known as Markov chain Monte Carlo (MCMC). These algorithms have played a signicant role in statistics, signal and image processing, physics and computer science over the last two decades. There are several high-dimensional problems for which MCMC simulation is the only known general approach for providing a solution within a reasonable time.

In this course, we present an overview of the MCMC techniques. We first introduce the basic algorithms (Hastings-Metropolis, Gibbs sampling) with examples to image processing and machine learning. We then cover some basic elements of stability and convergence of Markov chains, with applications to the convergence of MCMC. At the end of the course, several "hot" topics in MCMC simulation will be covered.

MO901 Analyse des séries financières
32 heures, 6 ECTS, responsable François Roueff

Cette UE est rattachée au M2 MO (Modélisation aléatoire, Paris 7 Mention Sciences et applications)

Introduction aux séries financières
Modèles linéaires et applications: Stationarité, corrélation, modèle ARMA.
Modèles linéaires d'états, filtrage et lissage de Kalman
Modèles conditionnellement hétéroscédastiques:   Caractéristiques de la volatilité, modèles ARCH, modèles GARCH, volatilité stochastique.
Extensions possibles: racine unité, longue mémoire,longue mémoire en volatilité stochastique, séries de comptage, modèles "Observation driven"

MO902 Théorie de l'Apprentissage Statistique 
60 heures, 6 ECTS, responsable Stephan Clémençon

Cette UE est rattaché au Master MO (Modélisation aléatoire, Paris 7 Mention Sciences et applications)

Objectifs : Beaucoup d'applications modernes (génomique, finance, e-marketing) requièrent de manipuler et traiter des données de très grande dimension. La discipline qui développe et étudie des méthodes concrètes pour modéliser ce type de données s'appelle l'apprentissage statistique (statistical machine learning). Il s'agit, in fine, de produire des outils de prédiction et d'aide à la décision dédiés à une application spécifique. L'apparition d'algorithmes très performants pour la classification de données en grande dimension, tels que le boosting ou les Support Vector Machines dans le milieu des années 90, a progressivement transformé le champ occupé jusqu'alors par la statistique traditionnelle qui s'appuyait en grande partie sur le prétraitement réalisé par l'opérateur humain. En s'appuyant sur la théorie popularisée par Vapnik (The Nature of Statistical Learning, 1995), un nouveau courant de recherche est né: il se situe à l'interface entre les communautés mathématique et informatique et mobilise un nombre croissant de jeunes chercheurs tournés vers les applications liées à l'analyse de données massives. Dans ce module, on présentera le domaine, ses fondements, les problèmes qu'il permet d'aborder et les méthodes les plus récentes qui sont actuellement étudiées.

RO901 Files d'attente 
24 heures, 3 ECTS, responsable Laurent Decreusefond

Ce cours est rattaché au Master 2 RO (Recherche opérationnelle, UPSA mention Informatique)

Objectifs : Savoir-faire dans la modélisation de systèmes principalement de télécommunications ou de production par les outils de la théorie des files d'attente. Maîtrise de la résolution exacte ou approchée des problèmes mathématiques ainsi obtenus.

Prérequis : Probabilités élémentaires, conditionnement, variables aléatoires continues, chaînes de Markov.

Contenu : Processus de Markov à espaces d'états discrets, Modèles de trafic, Systèmes à pertes, Systèmes à attente, Processus de décision markoviens.

Option MM : Multimédia

Responsable : Marco Cagnazzo

Prérequis : filière SIGMA ou connaissances équivalentes.

Les étudiants doivent contacter le responsable de l'option pour établir un programme tenant compte de leur formation antérieure et de leurs motivations.

L'option consistera , au 1er semestre :

  • en cours pour 12 ECTS (120 heures approximativement) du Master 2 Multimedia Networking  de l'université de Paris-Saclay (en anglais)
  • et un projet PRIM (12 ECTS)

Elle sera suivie d'un stage au 2e semestre.

Les étudiants entrant directement en 3e année auront également accès aux cours des filières au 1er comme au 2e semestre, dans la limite des contraintes horaires, et pourront faire un second projet PRIM. Ils peuvent également suivre la filière SIGMA au 1er semestre, faire leur stage au 2e semestre et la présente option au 3e semestre.

Option QScrypt : Quantum Safe Cryptography

Responsable : Romain Alleaume

Pré-requis : une des filières ACCQ, MITRO, RES ou SOCOM ou connaissances équivalentes (étudiants entrant directement en 3e année, qui pourront suivre les cours de filière au 1er semestre : linear algebra (vector spaces, scalar product and norms, dual spaces, diagonalisation) ; basics in information theory (entropy, Shannon capacity) ; basics in error correction (linear codes, algebraic codes) ; basics in quantum physics (quantum state, quantum measurement,and operators, uncertainty relations))

La théorie de l’information et les technologies afférentes ont été développées dans un cadre classique, rendant possible le développement de la société de l’information. Une approche quantique de l’information bouleverse cependant de façon importante ce cadre fondamental :

  • Un ordinateur fonctionnant avec une logique quantique : ordinateur quantique, pourrait résoudre certains problèmes en un temps exponentiellement plus court que ce qui est possible aujourd’hui.
  • Les lois de la physique quantique imposent des limites à l’accès, la mesure, d’information codée sur des états quantiques, rendant possible le développement de nouvelles applications cryptographiques : cryptographie quantique.
  • Les technologies quantiques se développent et l’on assiste à un essor industriel de l’information quantique, ouvrant des possibilités aux ingénieurs de Télécom ParisTech de participer à cette révolution quantique (stage industriel, stage de recherche).

L’option comprend 6 cours de 20 heures (12 ECTS), et un projet PRIM (Projet de Recherche et Innovation Master, 120 heures, 12 ECTS). Le premier semestre est consacré au stage, ou aux cours de filière (étudiants entrant directement en 3e année). Le second semestre est consacré au projet et aux cours.

1er semestre : stage | 2e semestre : cours (détails ci-dessous)

Projet Innovation Master PRIM

Les étudiants sont lancés sur des problématiques d’innovation en lien avec les préoccupations des entreprises et/ou les axes de recherche des laboratoires.

Les projets PRIM, ayant lieu au 2e semestre, pourront être connectés au stage effectué au 1er semestre. Ils pourront aussi être l’occasion pour les élèves de participer à des projets de recherche en cours de réalisation par les EC de l’équipe pédagogique, possiblement en collaboration avec des entreprises ou d’autres équipes de recherche partenaires. Ces projets pourront être de nature théorique ou expérimentale en information quantique.

Exemples indicatifs : programmation d’un ordinateur quantique de type quantum annealer, distribution quantique de clé (QKD) à variables continues et sécurité des réseaux (théorique ou expérimental), calcul quantique délégué et quantum cloud computing (théorique), cryptographie quantique au- delà de la QKD (théorique ou expérimental), communication quantique expérimentale et intrication, etc.

Stages

L’équipe pédagogique de QSCrypt maintient plusieurs collaborations suivies avec des équipes de recherche à l’étranger, en Europe (notamment Grande-Bretagne, Suisse), États-Unis, Canada, Japon, mais aussi des entreprises ayant des équipes de R&D quantiques (exemple : IdQuantique à Genève, IBM à Yorktown USA, BBN à Cambridge USA, NTT à Tokyo, etc.), offrant la possibilité aux étudiannts motivés de réaliser des stages dans des équipes de très bon niveau, dans un contexte international.

QSCrypt301 Cryptographie basée sur la théorie de l’information et « quantum-resistant »
20 heures, 2 ECTS, responsable Romain Alléaume

Cette UE traitera de concepts relevant essentiellement de la cryptographie classique (« non-quantique »), en introduisant des concepts importants : comment qualifier la sécurité d’un protocole (modèle de sécurité) et comment peut on réaliser certains protocoles avec une sécurité inconditionnelle, issue de la théorie de l’information, et donc en faisant l’économie d’hypothèses computationnelles, traditionnellement utilisée en cryptographie.

De plus on présentera les protocoles cryptographiques (classiques), dits «post-quantiques » ou « quantum-resistant » qui vont remplacer prochainement les algorithmes tels que RSA ou Diffie-Hellman, dont on sait qu’ils sont attaquables par un ordinateur quantique de grande taille.

  • Modèle de sécurité en cryptographie classique et quantique
  • Cryptographie « quantum-resistant » : algorithmes de chiffrement à clé publique résistant à un ordinateur quantique. Cryptographie basées sur les codes et crypto-système de MacEliece ; Cryptographie basée sur les réseaux de points (lattice)
  • Cryptographie basée sur la théorie de l’information : cryptographie pour la couche physique, distribution quantique de clé, authentification inconditionnelle, partage de secret, signature de Lamport

QSCrypt302 Théorie de l’information quantique
20 heures, 2 ECTS, responsable Damian Markham

  • Formalisme quantique, état quantique, mesure, mesure généralisée (POVM)
  • Evolution des états quantiques, canaux quantiques
  • Codage de canal et codage de source pour l’information quantique (Entropie de Von Neuman, Information de Holevo)
  • Intrication et théorème de Bell

QSCrypt303 Physique de l’information quantique
20 heures, 2 ECTS, responsable Isabelle Zaquine

  • Description quantique de la lumière, seconde quantification
  • Optique quantique : génération de photons uniques, génération de paires de photons intriqués, test des inégalité de Bell
  • Communications quantiques : protocoles, technologies, performances
  • Réalisation physique d’ordinateurs quantiques : technologies, performances, comparaisons

QSCrypt304 Algorithmique quantique et codes correcteurs d’erreur quantiques
20 heures, 2 ECTS, responsable Damian Markham, cours en anglais

  • Algorithme de Grover et marche aléatoire quantique
  • Recherche du sous-groupe caché
  • Codes correcteurs d’erreurs quantiques, codes stabilisateurs
  • Calcul quantique topologique et correction d’erreur
  • Calcul quantique basé sur la mesure (MBQC measurent based quantum computing)

QSCrypt305 Communication quantique et cryptographie
20 heures, 2 ECTS, responsable Eleni Diamanti

  • QKD : Sécurité de la QKD, état de l’art, sécurisation des réseaux
  • Protocoles de cryptographie quantique à 2 parties : tirage à pile ou face, mise en gage sécurisée
  • Protocoles cryptographique autres que la QKD : Partage de secret quantique, Quantum digital signature, Quantum fingerprinting

QSCrypt306 Calcul quantique délégué et cryptographie
20 heures, 2 ECTS, responsable Elham Kashefi, cours en anglais

  • Measurement Based quantum computing
  • Calcul quantique délégué sécurisé (Blind quantum computing)
  • Verification techniques for quantum computing

 

 

Option Réseaux

Responsable de l'option : Jean-Louis Rougier

Prérequis : filière Réseaux, ou connaissances équivalentes

L’Option Réseaux est un cursus qui met l’accent sur les points suivants :

  • Une connaissance approfondie des paradigmes réseaux, des architectures, algorithmes et technologies ainsi que le comment et le pourquoi ces technologies ont évolué.
  • Une expertise des outils théoriques et méthodes pour l’étude et l’analyse des réseaux.
  • Une vision des réseaux du futur et une compréhension des tendances actuelles.

L'option consistera, au 1er semestre,
- en un choix de cours pour 12 ECTS (120 heures) : cours du M2 ACN  (en anglais)
- et un projet PRIM (12 ECTS)
Elle sera suivie d'un stage au 2e semestre.

Les élèves entrant directement en 3e année pourront, selon leur cursus antérieur,  suivre la présente option soit au 1er semestre soit au 3e semestre ; leur stage sera au 2e semestre ou au 3e semestre. Ils pourront compléter leur cursus par des cours de filière.

1er semestre : cours (détails ci-dessous) | 2e semestre : stage

Projet PRIM 
12 ECTS, 120 heures, responsable Luigi Iannone

Les étudiants s’adressent aux enseignants-chercheurs en fonction de leurs domaines qui se chargent de leur proposer des sujets. Les sujets PRIM peuvent se faire en partenariat avec les grandes et petites entreprises du domaine en fonction des sujets.

ACN902 Réseaux Cœur IP
30 heures, 3 ECTS, responsables Jean-Louis Rougier, Mark Townsley

Les réseaux d’opérateurs, fixe et mobile sont basés sur des architectures "tout-IP". Le but de ce cours est de présenter les évolutions actuelles de l'architecture IP, en se concentrant sur les technologies déployées par les pérateurs ou les grandes entreprises.
En particulier, le cours offre une vue d'ensemble de l'écosystème de l'Internet (acteurs, pérateurs, OTT) et la gouvernance de l'Internet. Il donne également une vision globale et intégrée des architectures de réseau IP et les différentes technologies concernées (telles que le routage IP, MPLS, MPLS-VPN, ...) ainsi que leur utilisation dans le cadre d'un réseau opérationnel.
Le cours permet de mieux comprendre les mécanismes d'ingénierie de trafic et de savoir-faire qui sont utilisés pour fournir la meilleure qualité possible de services sur ces réseaux.
Plusieurs travaux pratiques sont proposés (BGP, MPLS, Traffic Engineering IP).
Une bonne connaissance de l'architecture TCP / IP est requise.

Objectifs d'apprentissage  : Architecture de routage Internet et protocols, BGP, MPLS, ingénierie de trafic.

ACN906 Accès cellulaire pour les hauts débits
30 heures, 3 ECTS, responsable Philippe Martins

Cette UE permet de comprendre et analyser les réseaux cellulaires actuels et futurs. Une partie importante du cours est dédiée à la 4G : interface radio, architecture, procédures radio. Cette partie est accompagnée d’un TD et d’un TP. Ensuite sont présentées les évolutions de la 4G (LTE-Advanced). Enfin, le cours propose une ouverture sur les réseaux du futur et notamment 5G. Il tente de répondre aux questions suivantes : Quels sont les défis et quelles sont les solutions en lice aujourd’hui pour ces réseaux ? Parmi les techniques en cours de développement, la virtualisation (SDN, NFV) joue un rôle central. 

Objectifs d'apprentissage :  Architecture, protocoles et procédures de la 4G (LTE) et de la 4G+ (LTE-Advanced), défis et solutions proposées pour la 5G, principes de la virtualisation pour les réseaux cellulaires. 

ACN901 Réseaux optiques
30 heures, 3 ECTS, responsable Maurice Gagnaire

L'Unité d'Enseignement ACN901 "Optical Networks" est enseignée entièrement en anglais. Elle se compose de 9 séances de 3 heures dont 3 heures de TP et 3 heures de visite du laboratoire de recherche de Nokia Alcatel Lucent-Bell-Labs. La validation du cours se fait par le biais d'un examen écrit de 3 heures et d'un mini-projet par binôme.  

Objectifs d'apprentissage : Bonnes connaissances de l'architecture et des performances des réseaux optiques WDM transparents, du fonctionnement, des limites et de la planification des réseaux  transparents.

Le cours traite des sujets suivants: 

- Limites des réseaux opaques: bande passante, temps de réponse, consommation énergétique
- Composants de base d'une communication optique WDM point-à-point: composants, bilan de liaison
- Atténuation, Dispersion Chromatique, Emission Spontanée d'un amplificateur optique
- Bilan de puissance, rapport signal-sur-bruit optique  
- Fibre à compensation de dispersion
- Effets non-linéaires
- Granularités de commutation/routage optique (OXC, OCS, OPS, OBS)
- Formats de modulation optiques: du Fix-Grid au Flex-Grid
- Qualité de tranmission (QoT, BER)
- Routage et affection de longueur d'onde (RWA)
- De la planification de réseau à l'ingénierie de trafic dans les réseaux optiques
- Techniques de dimensionnement de réseaux optiques: ILP, méta-heuristiques
- Réseaux d'accès optiques - Protection-Restauration (si j'ai le temps)
- Réseaux optiques  pour les datacenter 

ACN904 Internet du futur
30 heures, 3 ECTS, responsable Jean-Louis Rougier

Dans ce cours, nous cherchons à identifier les limites des réseaux IP et des architectures Internet actuels et d'analyser les efforts en cours de recherche pour résoudre ces questions. En particulier, les tendances suivantes seront analysées: la virtualisation de réseau, la gestion du trafic pour l'Internet du futur, l'interaction avec les CDN et le Cloud Computing, l'Information Centric Networking et Software Defined Networks.
Le cours a l'intention de mettre l'accent sur l ' «analyse critique» d'architectures et de protocoles: en étudiant les limitations des solutions existantes et en évaluant de nouvelles propositions. Le cours est ainsi structuré autour des problèmes et de l'analyse des propositions de recherche actuelles pour résoudre ce problème. Par «analyse critique», nous entendons évaluer si les propositions répondent aux exigences, quelles sont leurs faiblesses, constitutent-elles des menaces par rapport à la mise en oeuvre dans des réseaux réels, etc.
Les étudiants sont encouragés à participer à l'analyse dans les présentations, et devront valider le cours par un mini-projet suivant la même méthodologie.

Objectifs d'apprentissage  : Regards sur d'éventuelles tendances de l'Internet du futur, analyse critique des solutions possibles.

ACN905 Ingénierie des réseaux cellulaires
30 heures, 3 ECTS, responsables Anaïs Vergne, Philippe Martins

Ce cours présente différentes techniques d’ingénierie pour les réseaux cellulaires. Les problématiques spécifiques des réseaux cellulaires peuvent être rangées en deux grandes catégories : le problème de couverture et le problème de capacité. Le premier problème est résolu par les méthodes de calcul de couverture et de planification : où placer les sites radio pour couvrir une zone, comment gérer les interférences entre sites… Tandis que le second tombe dans le domaine du dimensionnement, à savoir trouver combien il faut mettre de ressources dans chaque site. Plusieurs méthodes de planification et/ou de dimensionnement spécifiques aux différents systèmes cellulaires sont exposées dans ce cours. Le cours s’organise en cours magistraux et TP. Les notes obtenues aux TP comptent pour 50% de la note finale de l’UE. Le contrôle de connaissances à la fin de l’UE compte pour les 50% restant.

Pré-requis : Connaissance basique niveau système des réseaux cellulaires Base de probabilités, files d’attentes, et de modélisation

Objectifs d'apprentissage : Comprendre les problématiques d'un réseau cellulaire. Savoir identifier les problèmes liés au déploiement et à la maintenance d'un réseau cellulaire . Connaitre les outils pour répondre à ces problèmes Savoir utiliser ces outils en tant qu'ingénieur radio dans un réseau cellulaire 

ACN907 Accès sans fil avancé
30 heures, 3 ECTS, responsable Jean-Claude Belfiore

Ce cours met les étudiants en contact étroit avec la couche physique des réseaux sans fil et fournit le cadre théorique nécessaire à la compréhension, l'évaluation et la conception d'interfaces de réseau physique sans fil. Le cours abordera la théorie de l'information selon les cas pour les réseaux sans fil, la technologie MIMO, les communications coopératives, y compris le ralyage de couche physique et le routage, les communications multi-utilisateurs, et l'allocation des ressources. Le cours présente en outre les types d'interface sans fil actuelles, comme les normes WiFi et WiMax.

Objectifs d'apprentissage : Cadre théorique nécessaire à la compréhension, l'évaluation et la conception d'interfaces de réseau physique sans fil.

Option SD : Sciences des données

Responsables : Florence d'Alché-Buc et Albert Bifet

Prérequis : filière SD ou, pour les 18 mois entrant directement en 3e année, connaissances équivalentes : 

  • bonnes compétences en programmation
  • solides bases en statistiques et optimisation
  • cours de base en apprentissage statistique et en gestion de données

Nous conseillons aux étudiants de s'inscrire dans un des M2 de Paris Saclay précisés plus loin. Il est également possible, pour les étudiants qui ne souhaitent pas faire de Master M2 de faire une option interne.

Les étudiants doivent contacter un des responsables de l'option pour établir un programme tenant compte de leur formation antérieure et de leurs motivations.

L'option consistera, au 1er semestre

  • en cours de Master 2 pour 12 ECTS (120 heures approximativement) : M2 MVA,  AIC, Data Sciences, Data Scale, Data and Knowledge (Université Paris-Saclay)
  • et un projet PRIM (12 ECTS)

Elle sera suivie d'un stage au 2e semestre.

Les étudiants entrant directement en 3e année auront également accès aux cours des filières au 1er semestre comme au 2e semestre, dans la limite des contraintes horaires, et pourront faire un second projet PRIM.

Pour en savoir plus :

Il est possible mais il peut être complexe au niveau emploi du temps de combiner des cours de différents M2. Les étudiants souhaitant suivre une option interne doivent :

  • s'assurer de la compatibilité des choix avec leur emploi du temps
  • faire valider leur choix d'UE par un des responsables de la filière SD ; il s'agit en particulier de s'assurer que les étudiants ont les prérequis nécessaires au suivi des cours, et que les cours choisis ne sont pas redondants avec des cours de filière de deuxième année
  • contacter d'eux-mêmes les reponsables de chacune des UE choisies pour confirmer la possibilité de suivre ces cours en tant qu'auditeur libre, non inscrit au M2, et de transmission des résultats aux UE à la scolarité de Télécom ParisTech
  • faire valider leur choix de projet PRIM par le responsable des projets PRIM

1er semestre : Master M2 (détails ci-dessous) | 2e semestre : stage

Option Apprentissage statistique

Option « Gestion de données »

 

 

 

Option SE : Systèmes Embarqués

Responsable : Laurent Pautet

La filière Systèmes Embarqués, qui a permis aux étudiants d’acquérir de solides bases théoriques et pratiques, leur ouvre naturellement la voie vers l’option Systèmes Embarqués qui leur permet d’approfondir leurs connaissances dans le domaine. Cette option offre aux étudiants un large catalogue d’UE (soit internes à l’École, soit mutualisées avec des M2 partenaires) couvrant tout le spectre depuis les systèmes sur puces (SoC) et les systèmes mixtes analogiques-numériques jusqu’aux problématiques des systèmes temps-réel critiques.

Lors de son inscription dans l’option, un étudiants doit choisir une voie d’approfondissement parmi les trois proposées :

  • Systèmes temps réel embarqués critiques (STREC)
  • Systèmes embarqués et objets connectés (ROSE)
  • Conception et architecture des systèmes sur puces (SoC)

Chaque voie d’approfondissement impose à l’étudiant une UE obligatoire (SAR901 pour la voie STREC, SE302 pour la voie ROSE et SE303 pour la voie SoC) et lui offre un choix de sujets de projets PRIM dans sa thématique.

En plus de l’UE obligatoire imposée par son choix de voie d’approfondissement, l’étudiant complète ses obligations (12 crédits ECTS soit approximativement 120 heures) en choisissant une ou plusieurs UE parmi l’ensemble du catalogue des UE proposées par l’option (la seule restriction étant la compatibilité temporelle entre les UE choisies).

Pour des raisons pratiques et logistiques, la voie ROSE est limitée à 16 étudiants (numerus clausus).

Les étudiants entrant directement en 3e année pourront suivre les cours de filière au 1er semestre, partir en stage au 2e semestre et faire l'option au 3e semestre.

1er semestre : cours (détails ci-dessous) | 2e semestre : stage

SAR901 Systèmes Temps Réel Embarqués Critiques (STREC)
60 heures, 6 ECTS, responsable Laurent Pautet

Cette unité d'enseignement vise à donner aux étudiants les connaissances indispensables pour la conception de systèmes temps réel embarqués critiques. Notamment, l'enseignement se concentre sur les problèmes liés à la satisfaction de contraintes non-fonctionnelles (contraintes matérielles, temporelles, etc.) dans le cadre de la conception de systèmes temps réel et souvent critiques. Plus particulièrement, le cours porte sur des aspects algorithmiques comme la théorie de l’ordonnancement, sur la conception bas niveau avec mise en œuvre sur noyaux temps réel, sur la modélisation, l’analyse et la production de code embarqué, sur les approches pour la sûreté de fonctionnement ou encore sur les standards industriels  propres à l’avionique, l’automobile ou le ferroviaire.

Objectifs d'apprentissage :

  • Algorithmes et Architectures de référence

    • Algorithmes d'ordonnancement de tâches et serveurs périodiques
    • Systèmes et architectures dans l’avionique et l’automobile
    • Motifs de conception pour la tolérance aux fautes
    • Synthèse de logiciel embarqué à partir de modèle (AADL -> C)

  • Programmation

    • Programmation temps réel via différentes API
    • Programmation de la tolérance aux fautes
    • Implémentation d'un ordonnanceur

  • Analyse et Modélisation
    • Tests d'ordonnancement analytiques
    • Calcul de pire temps d'exécution
    • Définition et interprétation de modèles pour calculs de fiabilité / disponibilité pour systèmes critiques

     

SE302 Systèmes Embarqués et Objets Connectés (ROSE)
60 heures, 6 ECTS, responsables Alexis Polti et Samuel Tardieu

Cette unité d’enseignement a pour objectif d’enseigner les grands principes de conception d’un système embarqué usuel comme par exemple un objet connecté :

  • Architecture matérielle : bus et moyens de communication standards.
  • Choix des composants / analyse de datasheets.
  • Intégrité du signal.
  • Choix du système d’exploitation adapté (Linux, système d’exploitation embarqué temps-réel, carte nue).
  • Utilisation et conception de pilotes de périphériques (device drivers).
  • Conception et déploiement du logiciel embarqué (firmware), correction d’erreurs et mises à jour automatiques et sécurisées à distance.
  • Optimisation de code multi-critères (vitesse, taille, consommation).
  • Gestion de la sécurité.

Les différents concepts étudiés seront mis en pratique au travers de séances en laboratoire et de micro-projets. Des articles et présentations en groupe permettront d’approfondir certains aspects du cours.

Objectifs d'apprentissage : À l’issue de ce cours, les étudiants seront capables de planifier, dimensionner et superviser la conception d’un système embarqué en respectant les contraintes de coût, d’encombrement et d’énergie données. Grâce à la maîtrise de la totalité de la chaîne, de la conception matérielle à l’écriture du logiciel en passant par les mises à jour du système, ils auront une vision d’ensemble sur la totalité du cycle de vie du produit.

SE303 Conception et Architecture des Systèmes sur Puce (SoC)
60 heures, 6 ECTS, responsable Tarik Graba

L'objectif de cette unité d'enseignement (UE) est d'initier les étudiants à la conception de systèmes sur puces (SoC: « System on Chip »). Le développement conjoint matériel/logiciel ainsi que les problématiques qui y sont liées sont présentées. Une méthodologie de conception de SoC allant de la description haut niveau d'un système jusqu'à la réalisation d'un circuit électronique sera présentée autour d'un exemple pratique: « la conception d'un système multimédia ». Une mise en pratique de ces concepts et méthodologie est faite tout au long de l'UE.

Objectifs d'apprentissage : 

  • Les SoC: connaissances générales
  • Le flot de conception ASIC: connaissances générales
  • Conception conjointes matériel/logiciel : savoir opérationnel

    • Modélisation haut niveau en SystemC
    • Co-simulation multi-langages
    • Plateformes virtuelles
    • Prototypage FPGA

  • Mise en pratique de méthodologies et d'outils de développement

    • Système de gestion de version (Git)
    • Travail en équipe

SETI901 Fiabilité & Sécurité des Systèmes Intégrés
30 heures, 3 ECTS, responsables Lirida Naviner et Guillaume Duc

L’objectif de cette UE est de faire prendre conscience aux élèves des enjeux liés à la fiabilité et à la sécurité des systèmes électroniques. Du point de vue de la fiabilité, un composant électronique peut, soit lors de sa fabrication, soit pendant sa durée de vie, connaître des défaillances pouvant affecter son fonctionnement. Dans ce cadre, les indicateurs classiques de la fiabilité des systèmes intégrés et leurs méthodes d'estimation ainsi que les techniques classiques de durcissement des systèmes intégrés vis-à-vis des fautes seront étudiées. Du point de vue de la sécurité, les composants et les systèmes peuvent être vulnérables à des attaques physiques pouvant menacer des propriétés de confidentialité, intégrité, etc. Dans ce cadre, les attaques classiques contre les composants et les systèmes, ainsi que les contre-mesures associées seront étudiées.

Objectifs d'apprentissage

  • Fiabilité

    • Identifier la(les) technique(s) d'analyse de la tolérance aux fautes appropriée(s) pour un circuit cible
    • Mettre en oeuvre des modifications architecturales afin d'améliorer la tolérance aux fautes d'un circuit numérique
    • Évaluer le surcoût engendré par la mise en œuvre d'une technique de durcissement

  • Sécurité

    • Identifier les différentes attaques physiques visant un circuit donné et évaluer leur pertinence dans un contexte donné
    • Mettre en œuvre les modifications algorithmiques et architecturales nécessaires pour se prémunir contre ces attaques

ICS901 Algorithmes et Architectures d’Opérateurs Numériques (A2HW)
30 heures, 3 ECTS, responsable Lirida Naviner

Enseignement dispensé en anglais. Cette unité d’enseignement traite du traitement de l’information sur des processeurs matériels dédiés. Une mise en œuvre matérielle de qualité exige des compromis performance-coût permettant de répondre efficacement aux besoins de l’application tout en respectant les contraintes technologiques du support matériel.  L’objectif de cette UE est de familiariser les étudiants avec les principales techniques de mise en œuvre, d’amélioration de la performance et de réduction de coût. Les opérateurs concernés par les études sont ceux typiquement utilisés dans les algorithmes de traitement du signal/image.

Objectifs d'apprentissage : A l’issue de cette formation, il est attendu que l’élève ait acquis les compétences pour résoudre des problèmes communs de la conception d’architectures dédiées : établir des modèles de performances et coût, comparer des architectures, proposer des solutions architecturales optimisées (en surface, en vitesse, ...). La résolution d’un certain nombre d’exercices d’application constitue une part significative du travail personnel de l’élève et contribue en beaucoup à l’atteinte des objectifs de cette UE.

ICS902 Systèmes Mixtes, Analogiques & RF pour les objeTs communicants (SMART)
60 heures (dont 39 heures de cours, 6 heures de TP), 6 ECTS, responsable Patricia Desgreys

Enseignement dispensé en anglais. Cet enseignement présente comment, à partir des données d'une norme de radiocommunications, choisir l'architecture matérielle globale d'un émetteur ou récepteur, spécifier les caractéristiques des éléments de la chaîne, modéliser à un niveau comportemental et concevoir les fonctions en bande de base. Des cas d’applications sont développés pour la 5G et l’internet des objets.

Objectifs : A l'issue de cet enseignement, l'étudiant est capable de :  déterminer le cahier des charges des éléments en bande de base d'une chaîne RF à partir de spécifications globales,  choisir les architectures des fonctions de conversion et filtrage analogique et numérique à partir d'un cahier des charges, modéliser à un niveau comportemental la partie bande de base d'un système RF.
Etudes de cas concrets, connaissances en systèmes AMS&RF dans leur contexte industriel d'application.

ICS903 Conception de Circuits Intégrés à Signaux Mixtes (CISM)
30 heures (10 heures de cours, 20 heures de TP), 3 ECTS, responsable Hervé Petit

Enseignement dispensé en anglais. Le but de cet enseignement est de mettre en œuvre les méthodes et les outils pour la conception de circuits intégrés à signaux mixtes (analogiques et numériques).
Elle utilise un environnement de conception industriel (Cadence Design Systems) pour concevoir et caractériser une bibliothèque de cellule en technologie CMOS avancé.
Cette bibliothèque permettra de construire, par assemblage, un circuit mixte complexe (eg convertisseur analogique-numérique). Une grande partie de l'enseignement est fait sous forme de travaux pratiques.

Objectif : acquérir des compétences de base nécessaires à la conception de circuits intégrés à signaux mixtes
- Environnement technologique et CAO: Composants, kit de conception physique, flot de conception
- Maîtrise des langages de description pour la simulation (Spectre, Verilog-A)
- Mise en œuvre de fonctions mixtes complexes (eg convertisseur A/N)
- Expérience sur des outils de CAO professionnel (Cadence Design Systems)

ICS904 Conception Structurelle de Circuits Intégrés Numériques
30 heures, 3 ECTS, responsable Yves Mathieu

Enseignement dispensé en anglais

  • Sensibiliser aux différents problèmes liés à la conception de circuits intégrés numériques (partitionnement logiciel/matériel, test…) et former aux techniques de réalisation d'ASICs numériques full-custom.
  • Acquérir les méthodes de conception et d'optimisation des portes logiques : compromis performances/taille/consommation/temps de conception au niveau transistor.
  • Présenter des outils permettant l'automatisation du dessin des masques.
  • Présenter l'évolution technologique à venir et son impact sur la conception des composants numériques.

Option SR2I : Sécurité des réseaux et infrastructures informatiques

Responsables : Houda Labiod et Rida Khatoun

Prérequis : filière SR2I, ou certaines UE des filières RESSE ou SLR, ou connaissances équivalentes

Deux sous-options :

  • management de la sécurité : analyse de risque, certification et gestion de crise - sécurité physique et systèmes embarqués
  • implémentation de la sécurité (plus technique) : sécurité des réseaux d’accès, réseaux sans fil, réseaux mobiles et réseaux véhiculaires - audit de sécurité, audit de vulnérabilités et standards

1er semestre : stage | 2e semestre : cours (détails ci-dessous)

SR2I303  Sécurité des réseaux d’accès, réseaux sans fil, réseaux mobiles et réseaux véhiculaires
responsable Houda Labiod

SR2I304  Audit de sécurité, audit de vulnérabilités et standards
responsable Ahmed Serhrouchni

SR21301  Sécurité physique et systèmes embarqués 
60 heures, 6 ECTS, responsable Guillaume Duc

Domaines : électronique, informatique

L'objectif de cette UE est de comprendre les enjeux liés à la sécurité des systèmes embarqués. Les systèmes embarqués sont présents un peu partout, depuis les cartes à puce contenus dans nos portefeuilles jusqu'aux systèmes embarqués dans les avions ou aux automates gérant des processus industriels. Parmi eux, nombreux sont ceux qui manipulent des informations sensibles sur lesquelles il faut garantir des propriétés de sécurité telles que la confidentialité, l'authentification, etc.

Les systèmes embarqués étant à la base des systèmes informatiques, ils sont vulnérables à un certain nombre d'attaques informatiques "classiques". Mais, ils ont aussi des spécificités (contraintes lors du développement, accès physique de la part de l'adversaire, etc.) qui les rendent vulnérables à des attaques peu ou pas étudiées dans les cours de sécurité informatique classiques.

Dans cette UE, ces attaques spécifiques seront étudiées ainsi que les contre-mesures associées.

Objectifs d'apprentissage :

- Connaître les spécificités des systèmes embarqués du point de vue de la sécurité
- Connaître les attaques classiques visant spécifiquement les systèmes embarqués
- Connaître les contre-mesures classiques
- Être capable d'étudier la sécurité d'un système embarqués dans son ensemble

SR2I302 Analyse de risque, certification et gestion de crise
60 heures, 6 ECTS, responsables Ahmed Serhrouchni et Houda Labiod

Grâce à leur flexibilité, leur souplesse et leur croissance continue en débit, les communications sans fil se sont imposées et constituent un moyen de communication très important.

Cette Unité d'Enseignement a pour princiapl objectif de présenter les méthodes nécessaires pour la gestion et l'organisation de la sécurité d'un système d'lnformation. Les différentes étapes pour la mise en place d'un SMSI (système de management d'un SI) sont décrites. Les politiques de sécurité ainsi que les méthodes d'analyse de risque sont détaillées, les normes les plus utilisées sont passées en revue. Les procédures de certification sont présentées. Des ateliers sont proposés pour mettre en application les concepts et les méthodes présentés à travers des exemples pratiques qui permetteront de maîtriser l'application d'une approche d'analyse de risque dans sa globalité.

Projet Recherche Innovation Master (PRIM) 

Option TIR : Traitement de l'Information pour les Réseaux

Responsable : Philippe Ciblat

Prérequis : une des filières ACCQ, RES, SOCOM ou connaissances équivalentes (étudiants entrant directement en 3e année : i/ digital communications theory (AWGN channel, OFDM, linear equalization, diversity), ii/ coding and decoding (algebraic coding, convolutive coding and related decoding algorithms and performance), iii/ basics in information theory (entropy, Shannon capacity))

Le but de cette option est de fournir les techniques et théories émergentes adaptées aux futurs systèmes de communications sans fil. C'est pourquoi nous proposons des cours sur les théories mathématiques (matrices aléatoires, théorie de l'information, réseaux de points) et les nouvelles technologies adaptées à la 5G ou aux systèmes machine-à-machine (allocation de ressources, MIMO, communications interactives).

Les étudiants entrant directement en 3e année pourront suivre les cours de filière au 1er semestre.

1er semestre : stage | 2e semestre : cours (détails ci-dessous)

TIR301 Théorie de l'information pour les réseaux
31 heures ½, 3 ECTS, responsable Michèle Wigger

Dans cette UE, nous abordons des extensions de la théorie de l'information dans un contexte multi-utilisateurs, d'abord de réseaux cellulaires ce qui conduit à étudier le cas des voies montante et descendante, et ensuite  de réseaux quelconques qui peuvent être des réseaux ad hoc, pair-à-pair, machine-à-machine, totalement distribués, avec cache, etc. En complément, des éléments de théorie de l'information pour la compression des données seront étudiés.

Objectifs :
- Analysis of Shannon capacity for networks
- Knowledge of new network paradigms

TIR303 Codage pour le réseau et la sécurité
40 heures ½, 4 ECTS ½, resp. Ghaya Rekaya

Cette UE est composée de deux grandes parties: dans la première, on s'intéressera au codage lorsque plus de deux nœuds sont présents dans le système; ceci conduit à étudier plusieurs cas fort actuels comme le codage MIMO, le codage en réseau ainsi que le codage pour la sécurité de la couche physique. Ces schémas de codage ont en commun leur outil mathématique qu'est le réseau de points (lattice). Dans la seconde partie, on s'intéressera aux codes approchant la capacité de Shannon comme les LDPC ainsi que des codes sans rendement comme les codes fontaines qui ont une utilité forte maintenant notamment dans l'application du stockage distribué.

Objectifs :
- Coding design and decoding of multi-nodes networks.
- Near capacity-achieving codes implementation

TIR302 Analyse des grands réseaux
31 heures ½, 3 ECTS, responsable Walid Hachem

Du fait de la densification des utilisateurs et des stations de base (femto, macro, etc) dans le contexte des réseaux cellulaires, du fait de l'introduction très rapide des réseaux distribués avec un grand nombre d'utilisateurs, l'analyse des réseaux peut maintenant se faire par une analyse asymptotique en supposant que le nombre d'utilisateurs est grand. Dans cette UE, nous aborderons différents configurations de réseaux permettant de voir les outils mathématiques utilisés pour ce genre d'analyse: on peut mentionner les grandes matrices aléatoires (outil extrêmement puissant utile dans de nombreux autres domaines de l'école), la géométrie stochastique. Des solutions pratiques permettant de gérer les grands réseaux, comme la clusterisation ou le cache, seront également étudiées.

Objectifs :
- Knowledge of new mathematical tools (random matrices, stochastic geometry).
- New techniques for handling the scaling of large networks

TIR304 Allocation de ressources pour les réseaux sans fil
16 heures ½, 1 ECTS ½,  responsable Philippe Ciblat

Dans cette UE, nous aborderons les problèmes d'allocation de ressources dans les réseaux sous plusieurs angles afin d'avoir une vision assez complète des problématiques actuelles; Nous regarderons les problèmes d'allocation en contexte multi-utilisateurs, notamment en réseaux cellulaires. Nous nous attarderons aussi sur l'allocation de ressources lorsque les couches supérieures du réseau sont prises en compte. Enfin, nous finirons par des problématiques d'optimisation distribuée lorsque les coopérations entre utilisateurs se sont de gré-à-gré. Les techniques de bavardage (gossip), par ailleurs utilisées en grandes masses de données, seront étudiées.

Objectifs :
- Derivations of resource allocation optimization and algorithms
- Distribution of the  algorithms

Option TSS : Traitement Statistique du Signal

Responsables : Pascal Bianchi et Michel Roux

Lieu : Supelec à Gif-sur-Yvette (sauf DATA902 : Polytechnique)

Prérequis : filière SIGMA ou connaissances équivalentes (séries chronologiques, éléments de statistiques)

L'option vise à développer les compétences relatives à la composante du traitement du signal ayant trait aux statistiques, à l'optimisation, l'apprentissage statistique, aux représentations parcimonieuses. Un choix assez large est possible entre plusieurs applications telles que médecine, signaux audio, traitement d'image ou encore télécommunications. L'option est en partie adossée au M2 Automatique et Traitement du Signal et des Images (ATSI)  de l'Université Paris-Saclay.

Elle comprend  des UE au choix, pour un total de 12 ECTS  (approximativement 120 heures) de cours, ainsi qu'un projet PRIM (12 ECTS). Le stage débute en avril.

Les étudiants entrant directement en 3e année peuvent suivre la filière SIGMA au 1er semestre, faire leur stage au 2e semestre et la présente option au 3e semestre.

1er semestre : cours (détails ci-dessous) | 2e semestre : stage

ATSI901 Représentation parcimonieuse des signaux
24 heures, 5 ECTS, responsable M. Kowalski (Univ. Paris-Sud), correspondant Pascal Bianchi

Le cours introduit des techniques de représentations parcimonieuses par transformées qui sont utilisées classiquement pour la compression, le débruitage et plus généralement l’analyse des signaux ou les problèmes inverses. Les transformées classiques seront présentées ainsi que leur utilité pour l’approximation non linéaire d’un signal. On verra que ces représentations permettent de « concentrer » l’information d’un signal, ce qui justifie les méthodes dites « parcimonieuses ». Enfin, les algorithmes de reconstruction avec hypothèse de parcimonie les plus utilisés seront présentés, permettant ainsi une bonne introduction à l’optimisation convexe non nécessairement différentiable.

DATA902 Advanced Machine Learning : from theory to practice
46 heures ½, 7 ECTS ½, responsable Florence d'Alché-Buc, lieu d'enseignement École Polytechnique

ATSI902 Traitement du Signal et des images en biologie et médecine 
24 heures, 3 ECTS ½, responsable Alexandre Gramfort

Un tour d’horizon d’outils de base qui sont  nécessaires pour traiter des masses de données en biologie et en médecine ; une méthodologie unificatrice qui est l’inférence bayésienne pour l’ensemble de ces problèmes inverses que rencontrent les biologistes ; des études des cas des problèmes concrets en imagerie cérébrale et les signaux EEG, reconstruction d’image en tomographie X, extraction d’information des données du type expressions de gènes, mais aussi dans d’autres domaines tels que la vision par ordinateur ou classification des signaux radar…

Objectifs d'apprentissage : Mise en application des techniques bayésienne, introduction aux problèmes inverses de grande taille.

ATSI903 Traitement des images
24 heures, 3 ECTS ½, responsable Michel Roux

L’objectif de ce cours est d’une part, de présenter des modèles classiques d’images (échantillonnage, statistiques, couleurs, contours), d’autre part, de donner un aperçu des grandes problématiques (restauration, débruitage, segmentation) et des méthodes usuelles du domaine (morphologie mathématique, filtrage, champs de Markov).

Objectifs d'apprentissage : Connaissance des méthodes fondamentales de traitement des images.

ATSI904 Traitement des signaux audio de la musique
24 heures, 3 ECTS ½, responsable Gaël Richard

Le développement des techniques de compression, de stockage et de diffusion des signaux numériques a favorisé la création de gigantesques collections d’enregistrements audio de musique accessibles en ligne. Le traitement des signaux audio et le développement de techniques qui permettent d’analyser, de consulter, de diffuser et d’interagir avec ces bases de données de très grande taille, posent un défi scientifique majeur, à la frontière de nombreux domaines de recherche. Ce cours introduit les concepts et les algorithmes fondamentaux pour l’analyse des signaux audio de musique. Il présente les méthodes générales pour l’analyse des signaux audio ainsi que les méthodes spécifiques aux signaux de musique.

Objectifs d'apprentissage : Méthodes fondamentales de l'analyse des signaux audio et de musique.

ATSI905 Traitement du signal spatio-temporel. Radar, radiocommunications et autres applications en physique
24 heures, 3 ECTS ½, responsable S. Marcos (LSS), correspondant Pascal Bianchi

Le but de ce cours est de dresser un panorama de la théorie actuelle qui repose essentiellement sur les techniques d’estimation et de détection statistiques étudiées au premier semestre. En outre, un accent particulier sera mis sur les méthodes mathématiques récentes du domaine : théorie des grandes matrices aléatoires, algèbre tensoriel, bornes inférieures de l’erreur quadratique moyenne non asymptotique, théorie des seuils de résolution limite, processus elliptiques.

Objectifs d'apprentissage : Savoir-faire et mise en œuvre de la théorie dans plusieurs champs applicatifs.