Liaisons numériques haut débit ultra large bande transposées autour de 60 GHz pour objets mobiles communicants

par Nicolas Deparis

Thèse de doctorat en Microondes et microtechnologies

Sous la direction de Paul-Alain Rolland et de Nathalie Haese-Rolland.

Soutenue en 2007

à Lille 1 .

mots clés

• Systèmes de télécommunications à large bande
• Systèmes de communication sans fil
• Communications par étalement du spectre
• Dispositifs à ondes millimétriques
• Circuits intégrés pour microondes
• Générateurs d'impulsions
• Oscillateurs à microondes
• Circuits électroniques -- Échantillonnage
• Transistors à effet de champ à dopage modulé

Résumé

Les techniques ultra large bande connaissent depuis quelques années un regain d'intérêt majeur dans le domaine des télécommunications sans fil. L'occupation spectrale issue de la génération de ces impulsions sub-nanosecondes conduit à un étalement spectral de plusieurs gigahertz, permettant une grande immunité face aux trajets multiples dans les milieux confinés. Malheureusement, la génération de ces impulsions en bande de base, en cours de réglementation, doit posséder un étalement spectral compris entre 3 et 10 Ghz ayant une puissance isotrope rayonnée équivalente très faible (<-41 dbm/mhz). De plus, les antennes et le canal de propagation modifient la forme d'onde des impulsions émises, complexifiant le schéma de démodulation et limitant les capacités d'une telle approche. Pour palier ces problèmes, une solution consiste à transposer ces signaux dans la gamme millimétrique pour permettre de garantir une miniaturisation à l'extrême des composants électroniques. Après la conception des circuits génériques nécessaires en technologie pHEMT (générateurs d'impulsions, échantillonneurs large bande, détecteurs RF, oscillateurs), trois architectures ont été retenues pour la partie émission, dont une basée sur le verrouillage par injection d'une source millimétrique par un train d'impulsion. Cet émetteur garantit une stabilité en phase et en fréquence de la source impulsionnelle. Les premiers démonstrateurs, incluant un algorithmee de synchronisation analogique et/ou numérique, permettent de prédire des communications très haut débit (>500 Mbps) à des distances compatibles avec les réseaux courte distance (<20 m) et des taux d'erreur par bit relativement faibles.

Titre traduit

Ultra wide band high data rate digital communications transposed at 60 GHz for wireless personnal area network

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