Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

De waarde van hoog-dimensionale integralen wordt vaak met Monte Carlo methodes berekend. Het belangrijkste voordeel van deze methodes is dat ze niet onderhevig zijn aan de ``vloek van de dimensionaliteit''. Hun trage convergentie is echter een nadeel. In zogenaamde quasi-Monte Carlo (qMC) methodes worden de willekeurige punten vervangen door zorgvuldig gekozen deterministische punten met een meer uniforme verdeling. Voor heel wat problemen resulteert het gebruik van qMC-methodes in een snellere convergentie. Een voorbeeld van een Monte Carlo methode is het SIR-algoritme om steekproeven te genereren uit een verdeling met ongekende normalisatieconstante. In het eerste deel van deze thesis onderzoeken we de convergentie van het SIR-schema waarbij de willekeurige punten vervangen werden door qMC-punten. Vervolgens wordt ingegaan op vervormingsmethodes voor twee soorten qMC-rijen. Met behulp van vervormingsmethodes probeert men de kwaliteit van qMC-punten te verbeteren door hun individuele cijfers op een ingenieuze manier te wijzigen. Verschillende vervormingsmethodes voor de Halton en Faure rij worden computationeel onderzocht en nieuwe vervormingen worden voorgesteld. Belangrijke bijdragen worden ook geleverd op het gebied van meerdimensionale numerieke integratie gebaseerd op irrationale getallen. Zonder enige veronderstellingen te maken over de periodiciteit of het zachtverlopend karakter van een functie, worden in deze context eerst Sobol'-rijen vergeleken met rijen gebaseerd op irrationale getallen. Daarna worden voor een welbepaalde klasse van zachtverlopende, periodieke functies open integratiealgoritmes opgesteld. De algoritmes hebben een tweede en derde orde foutenconvergentie. Tenslotte wordt de aanpak veralgemeend en worden algoritmes met een qde orde foutenconvergentie bekomen, waarbij q afhangt van het zachtverlopend karakter van de functie. We eindigen met een korte bespreking van de software die tijdens dit onderzoek werd ontwikkeld. High-dimensional multivariate integrals are often computed using Monte Carlo methods. The main advantage of these methods is that they do not suffer from the curse of dimensionality. However, their rather slow convergence is a disadvantage. In so-called quasi-Monte Carlo (qMC) methods, the random samples are replaced by carefully chosen deterministic points with a more uniform distribution. For many problems, the use of qMC-methods speeds up the convergence. An example of a Monte Carlo method is the SIR-algorithm for generating samples from a distribution with an unknown normalizing constant. In a first part of this thesis, we investigate the convergence of the SIR-scheme with the random points replaced by qMC-points. Next, we examine scrambling methods for two kinds of qMC-sequences. With scrambling one tries to improve the quality of qMC-points by cleverly modifying their individual digits. Several scrambling methods for the Halton and Faure sequence were computationally investigated and new scramblings are introduced. Important contributions are also made in the area of multivariate numerical integration based on irrational numbers. First, without assuming any periodicity or smoothness of the function, Sobol' sequences are compared with sequences based on irrational numbers. Next, for a certain class of smooth periodic functions, we construct open integration algorithms with second and third order error convergence rates. We finally generalize our approach and obtain algorithms with qth order error convergence rates, where q is only limited by the smoothness of the function. We conclude with a short discussion on the software developed during this research. Integraalrekening is een onderdeel van de wiskunde, in het bijzonder van de analyse. Integralen zijn wiskundige instrumenten waarmee bijvoorbeeld een lengte, een oppervlakte of een volume kan berekend worden. Het analytisch “oplossen” van de integraal komt neer op het zoeken naar een primitieve functie. Wanneer de primitieve functie niet op triviale wijze bepaald kan worden, kunnen technieken zoals integratie door substitutie of partiële integratie helpen om de integraal te veranderen naar een vorm die wel gemakkelijker toelaat de primitieve functie te bepalen. Als echter ook deze oplossingstechnieken geen soelaas bieden, moet men zich wenden tot numerieke integratiemethodes, de zogenaamde kwadratuur of kubatuurregels. Typisch maken deze methodes gebruik van een al dan niet gewogen som van functiewaardes om een benadering voor de exacte waarde van de integraal te bepalen. Bij integralen van hoge dimensie wordt het omwille van de vloek van de dimensionaliteit echter moeilijk om gebruik te maken van de traditionele kubatuurregels. Men berekent hoogdimensionale integralen daarom vaak met zogenaamde Monte Carlo methodes. De benadering voor de integraal wordt dan gevonden als het gemiddelde van de functiewaardes in een aantal willekeurig gekozen punten. Een nadeel van Monte Carlo methodes is echter het feit dat de benaderingsfout slechts traag afneemt bij een toenemend aantal punten. Met quasi-Monte Carlo (qMC) methodes probeert men sneller een betere benadering voor de integraal te bekomen. De willekeurige punten worden vervangen door punten die “beter dan willekeurig” verdeeld zijn en een specifieke, vaste structuur hebben. Soms stelt men bij qMC-puntenverzamelingen echter té veel structuur vast, wat dan weer nadelig is als de punten gebruikt worden voor integratie. Vervormingstechnieken proberen dit nadeel te verhelpen door de qMC-punten op een ingenieuze manier aan te passen en aldus hun kwaliteit te verbeteren. In dit werk worden bijdragen geleverd op het gebied van quasi-Monte Carlo methodes. Eerst wordt nagegaan hoe de convergentie van een welbepaald bemonsteringsalgoritme wijzigt wanneer willekeurige punten vervangen worden door qMC-punten. Daarna worden verschillende vervormingstechnieken computationeel bestudeerd. Verder worden snelle en geheugenefficiënte algoritmes opgesteld voor snel convergerende quasi-Monte Carlo integratietechnieken die gebruik maken van irrationale getallen. De voor al deze technieken ontwikkelde programmacode werd gebundeld in een software-bibliotheek.

519.64 <043> --- Academic collection --- Numerical methods for solution of integral equations. Quadrature formulae--Dissertaties --- Theses

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

De efficiënte verzending van multimedia inhoud over draadloze netwerken is een essentieel onderdeel van toekomstige draadloze communicatie. Dienstverleningskwaliteit (dat we verder aanhalen onder de engelstalige benaming "Quality of Service" - QoS) voor reële-tijd videotransmissie wordt steeds kritischer, aangezien draadloze netwerken aanleiding geven tot foutieve datatransmissie en variërende performanties, voornamelijk in multi-gebruiker werkingscondities. Naast de QoS uitdaging, dient ook aandacht geschonken te worden aan laag vermogenverbruik in de ontplooiing van breedband draadloze connectiviteit voor batterij-gevoede, mobiele toestellen. Het objectief in dit doktoraat bestaat erin technieken te ontwikkelen die ontwerpproblemen oplossen voor draadloze videotransmissie onder dynamisch variërende systeem en eindgebruiker beperkingen. Meestal worden data distributie en netwerk design onafhankelijk van elkaar bestudeerd, leidend tot suboptimale netwerk performanties. In dit doktoraatswerk daarentegen, worden draadloze videotransmissie design technieken voorgesteld, gebaseerd op een meerlaags OSI-stapel multi-disciplinaire optimalisatie. Reële-tijd oplossingen worden voorgesteld in verscheidene opstellingen en probleemformulaties. We introduceren eerst een ontwerpraamwerk voor efficiënte energie-QoS afwegingen. Het basisconcept van dit raamwerk laat toe het systeem adaptief te configureren naar allocatie van middelen en data herverdeling. We tonen aan dat de performantie van de video distributie over draadloze netwerken drastisch verbetert wanneer ook het dynamisch variërend gedrag van de video data in rekening wordt gebracht bij de optimalisatie. Gebruik makende van het bestaand optimalisatie werk rond de lagere lagen van de OSI stapel in draadloze systemen, introduceren we een meer aangepast video kwaliteitsmetriek in het raamwerk. We propageren dan de statistische karakteristieken van draadloze transmissie naar het multimedia domein en evalueren op probabilistische wijze de video kwaliteit van de doorgezonden videostromen. Deze stap laat toe bestaande optimalisatie schema's in lagere lagen van de OSI stapel van draadloze systemen naadloos te integreren in ons meerlaags OSI-stapel multidisciplinair optimalisatie raamwerk. Afhankelijk van de werkings/gebruikerscondities en -noden, herformuleren we tijdens de uitvoeringstijd de draadloze videotransmissie energie-QoS afweging naar verscheidene optimalisatie problemen, die opgelost worden a.d.h.v. lage complexiteit algorithmen. De systematische ontwerpmethodologie voorgesteld in dit doktoraatswerk kan toegepast worden in verscheidene, relevante opstellingen. Het raamwerk werd geinstantieerd in verscheidene applicatie contexten die berusten op verschillende video coderingsschema's en netwerk types, resulterend in een set van specifieke instantiaties onder een overkoepelend raamwerk. Onze performantie studie toont aan dat de voorgestelde oplossingen energiewinsten boeken in goede netwerk transmissie condities, en significante kwaliteitsverbeteringen geven bij slechte kanaal- en/of gesatureerde netwerk condities. Efficient delivery of multimedia content over wireless networks is essential to future wireless communication. Quality of Service (QoS) provision for real-time video transmission is becoming more and more critical, as wireless networks are affected by highly error-prone and time-varying conditions, especially when a lot of users interact. Besides this QoS challenge, ensuring low-power consumption is becoming imperative to enable the deployment of broadband wireless connectivity for battery-operated mobile devices. The objective of this PhD is to develop techniques that address system design problems for wireless video communication with dynamically changing user requirements and under different system constraints. Content distribution and network engineering are traditionally studied separately, which leads to suboptimal network performance. In this thesis, on the contrary, techniques are proposed to design wireless video transmission systems based on crosslayer multidisciplinary optimization. Fast run- time solutions are also proposed according to the different setups and problem formulations. We first introduce a design framework to achieve an effective energy-QoS trade-off. The basic concept of this framework is to adaptively configure the system to optimally allocate the resources and schedule the data. We show that the performance of multi-user video streaming over wireless networks significantly improves by taking the dynamic variation of the video content into explicit consideration. Relying on the optimization work existing in the PHY and MAC layer of the wireless systems, we introduce a well-matched video quality metric into the framework. We then propagate the statistical wireless transmission properties into the multimedia domain, and evaluate probabilistically the transmitted video quality. This step allows a smooth integration of the solutions existing in low-layer of the OSI stack into our cross-layer energy efficient video transmission framework. Depending on different working/user conditions and requirements, we formulate the run-time resource allocation and scheduling schemes into different optimization problems and solve them by low complexity algorithms. The systematic design methodology proposed in this thesis is shown to be applicable to various relevant setups. The framework is applied to the contexts of both precoded video streaming and conversational applications. Different video coding schemes (e.g. Motion JPEG2000, wavelet version scalable video coding, H.264/AVC and H.264/MPEG-4 extended SVC) and network types (with both slow and fast dynamics) are considered, which results in a set of specific instantiations under the umbrella of a generally applicable framework. Our performance study shows that the proposed solutions save energy on good network environments, and achieve significant quality gains on bad channels or under heavily overloaded network conditions. karakteristieken van draadloze transmissie naar het multimedia domein en evalueren op probabilistische wijze de video kwaliteit van de doorgezonden videostromen. Deze stap laat toe bestaande optimalisatie schema's in lagere lagen van de OSI stapel van draadloze systemen naadloos te integreren in ons meerlaags OSI-stapel multidisciplinair optimalisatie raamwerk. Afhankelijk van de werkings/gebruikerscondities en -noden, herformuleren we tijdens de uitvoeringstijd de draadloze videotransmissie energie-QoS afweging naar verscheidene optimalisatie problemen, die opgelost worden a.d.h.v. lage complexiteit algorithmen. De systematische ontwerpmethodologie voorgesteld in dit doktoraatswerk kan toegepast worden in verscheidene, relevante opstellingen. Het raamwerk werd geinstantieerd in verscheidene applicatie contexten die berusten op verschillende video coderingsschema's en netwerk types, resulterend in een set van specifieke instantiaties onder een overkoepelend raamwerk. Onze performantie studie toont aan dat de voorgestelde oplossingen energiewinsten boeken in goede netwerk transmissie condities, en significante kwaliteitsverbeteringen geven bij slechte kanaal- en/of gesatureerde netwerk condities. low-layer of the OSI stack into our cross-layer energy efficient video transmission framework. Depending on different working/user conditions and requirements, we formulate the run-time resource allocation and scheduling schemes into different optimization problems and solve them by low complexity algorithms. The systematic design methodology proposed in this thesis is shown to be applicable to various relevant setups. The framework is applied to the contexts of both precoded video streaming and conversational applications. Different video coding schemes (e.g. Motion JPEG2000, wavelet version scalable video coding, H.264/AVC and H.264/MPEG-4 extended SVC) and network types (with both slow and fast dynamics) are considered, which results in a set of specific instantiations under the umbrella of a generally applicable framework. Our performance study shows that the proposed solutions save energy on good network environments, and achieve significant quality gains on bad channels or under heavily overloaded network conditions.

621.397 <043> --- Academic collection --- Picture transmission. Television--Dissertaties --- Theses --- 621.397 <043> Picture transmission. Television--Dissertaties

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Een combinatie van elektrische karakteriseringsmethoden om de passivatie van MOS-grensvlakken te evalueren werd onderzocht en aangepast voor Ge en III-V MOS transistoren. Dit laat toe om accurate feedback te geven om de kwaliteit van de grensvlakpassivatie te verbeteren, wat een sleuteluitdaging is bij de ontwikkeling van Ge en III-V MOSFET technologie. Ge en III-V MOSFET’s worden momenteel onderzocht omwille van hun hogere mobiliteit van de vrije ladingdragers dan voor Silicium, wat zou toelaten om de verdere schaling mogelijk te maken van CMOS circuits met behoud van een performantievoordeel. In dit werk werd de kwaliteit van de grensvlakpassivatie en de impact ervan op de eigenschappen van Si-gepassiveerde Ge MOSFET’s onderzocht. In het eerste deel wordt het admittantiegedrag van Ge en III-V MOS-capaciteiten uitgelegd, dat sterk verschilt van dat van Si. De MOS admittantie wordt beïnvloed op verschillende manieren wanneer het substraat en de grensvlakpassivatie gewijzigd worden. Er wordt aangetoond dat verschillende fenomenen die het admittantiegedrag beïnvloeden aanleiding kunnen geven tot ernstige onder- of overschattingen van de oppervlaktetoestandsdichtheid wanneer de conductantiemethode gebruikt wordt. Er wordt ook aangetoond dat deze problemen opgelost kunnen worden door de conductantiemethode aan te passen tot een full conductance methode. Daarnaast worden ook nieuwe methoden beschreven die toelaten zwakke Fermi-niveau pinning te onderscheiden van andere bronnen van C-V frequentiedispersie. Daarnaast wordt een gepulste Q-V/C-V techniek voorgesteld die de problemen oplost van de RF C-V methode en de gepulste C-V methode voor het opmeten van sub-nm EOT gate stacks. Ge MOS DLTS metingen werden geëvalueerd. Charge pumping karakteristieken van germanium MOSFET’s werden voor de eerste keer onderzocht en de geldigheid van de emissieniveautheorie werd bevestigd voor Ge MOSFET’s. Om de fractie van de gemeten vangcentra in de verboden energiezone van Ge te verhogen worden lage temperatuursmetingen voorgesteld en metingen met korte transitietijden. De Ge/Si/SiO2/HfO2 gate stack vertoont niet de voortreffelijke passivatie-eigenschappen van de Si/SiO2 gate stack. Voor het Si-gepassiveerde germanium grensvlak wordt er voorgesteld dat de toestanden in de valentiebandhelft een dubbele acceptor aard bezitten, en veroorzaakt worden door de aanwezigheid van Ge segregatie bij het Si/SiO2 grensvlak. Toestanden in de conductiebandhelft zijn daarentegen van een acceptor type. De reductie van de Ge segregatie leidt tot beter gepassiveerde grensvlakken voor dunnere Si lagen en wanneer een lage temperatuur precursor gebruikt wordt voor Si groei. Het gedrag van de drempelspanning wordt uitgelegd door de aanwezigheid van de oppervlaktetoestanden. Er wordt aangetoond dat controle van de drempelspanning geen significant probleem is voor Si-gepassiveerde Ge pMOSFET’s. De invloed van de aanwezige oppervlaktetoestanden op de variabiliteit van de drempelspanning en op de helling in het zwakke inversie gebied werd onderzocht. Drie fenomenen veroorzaken een degradatie van de geëxtraheerde mobiliteit: een onderschatting door stretch-out effecten ten gevolge van oppervlaktetoestanden, remote phonon verstrooiing, en Coulomb verstrooiing door oppervlaktetoestanden.  De pMOS mobiliteit vertoont bovendien potentieel voor verbetering. De aanwezigheid van een hoge dichtheid van oppervlaktetoestanden legt ook de grote trends uit in de sterk gedegradeerde nMOS performantie. A combination of electrical characterization methods to evaluate MOS interface passivation quality is investigated and adapted for Ge/III-V MOS. This allows to provide accurate feedback for improving interface passivation, a key challenge in Ge/III-V MOSFET development. Ge/III-V MOSFETs are being considered to allow the further downscaling of CMOS circuits with a maintained performance benefit. The interface passivation quality and its impact on the properties of Si-passivated Ge MOSFETs is investigated. The admittance behavior of Ge and III-V MOS-capacitors, which can deviate strongly from Si/SiO2 admittance behavior, is explained. The MOS admittance is shown to be affected in several ways when the substrate and the interface passivation is altered. Several admittance behavior issues can incur large under- and overestimations of interface trap density for Ge/III-V MOS structures when using the conductance method. It is shown that these issues can be resolved by modifying the conductance method to a full conductance method. A method was developed which distinguishes weak Fermi level pinning from other sources of large C-V frequency dispersion. Other admittance based D it( E ) extraction techniques are evaluated for Ge/III-V MOS. A pulsed Q-V/C-V technique is introduced which solves the issues of the conventional pulsed C-V and RF C-V methods for sub-nm EOT gate stacks. Ge MOS DLTS measurements are evaluated. Charge pumping characteristics of germanium MOSFETs are investigated for the first time, and the validity of emission level theory is confirmed for Ge MOSFETs. To increase the measured fraction of traps in the bandgap low temperature measurements or transition times down to 6ns are needed for Ge MOS. Charge pumping results agree with full conductance results. The Ge/Si/SiO2/HfO2 gate stack does not show the excellent Si/SiO2 gate stack passivation properties. It is proposed that for the Si-passivated germanium interface, traps in the valence band half are of a double acceptor nature and are caused by the presence of surface segregated Ge at the Si/SiO2 interface. Traps in the conduction band half are of an acceptor nature. The reduction of Ge segregation leads to better passivated interfaces for thinner Si layers and when using the low temperature SilcoreTM precursor for Si layer growth. Threshold voltage behavior is explained by the interface traps. Threshold voltage control is found not to be a significant issue for Si-passivated Ge pMOSFETs. However, the present interface traps profoundly impact the threshold voltage variability and significantly influence the subthreshold slope. Three phenomena cause the extracted mobility (2.5x Si universal) to be reduced in Si-passivated pMOSFETs: a characterization bias due to stretch-out because of interface traps, remote phonon scattering, and interface trap Coulomb scattering. pMOS mobility shows promise for further improvement. The interface trap properties also explain the major trends in the highly degraded nMOS performance. De miniaturisering van MOSFET’s (“Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors”), de elementaire elektrische schakelaar in chips, is de drijvende kracht achter de toenemende mogelijkheden van GSM’s, computers, en andere elektronica. De miniaturisering laat toe om meer schakelaars op een chip te zetten en die tegelijk ook sneller te laten werken. Bij een verdere miniaturisering zal het echter niet langer mogelijk zijn de MOSFET’s sneller te laten werken. Een oplossing voor dit probleem kan bekomen worden door de halfgeleider Si, waardoor de performantie van de MOSFET sterk bepaald wordt, te vervangen door halfgeleiders waarin de ladingdragers zich sneller kunnen bewegen: Ge en III-V halfgeleiders. Om MOSFET’s gebaseerd op Ge en III-V halfgeleiders te maken is het nodig om het grensvlak tussen de Ge of III-V halfgeleider en de bovenliggende isolator, het gatediëlektricum, te passiveren of defectvrij te maken, omdat deze defecten de ladingdragers afremmen en ook de MOSFET meer laten lekken. In dit werk werden technieken ontworpen om die grensvlakdefecten nauwkeurig op te meten met behulp van verschillende technieken. Het admittantiegedrag van Ge/III-V MOS capaciteiten werd in kaart gebracht en gebaseerd op dit gedrag werd een aangepaste conductantiemethode om de grensvlakdefecten op te meten ontworpen. Ook de charge pumping techniek werd in kaart gebracht en aangepast om grensvlakdefecten op te meten op Ge MOSFET’s. Met deze technieken was het mogelijk om de eigenschappen van IMEC’s Si-gepassiveerde Ge MOSFET’s uit te leggen en aanwijzingen te geven voor verdere verbeteringen.

Academic collection --- 621.3.049.77 <043> --- Microelectronics. Integrated circuits--Dissertaties --- Theses --- 621.3.049.77 <043> Microelectronics. Integrated circuits--Dissertaties