Techniques d'échantillonnage des signaux radio et évaluation des MEMS dans un récepteur multi mode reconfigurable

par James Wei

Thèse de doctorat en Génie des matériaux

Sous la direction de Daniel Barbier.

Soutenue en 2008

à Villeurbanne, INSA .


  • Résumé

    Dans les années à venir les systèmes de téléphonie de quatrième génération devront assurer une convergence des différents réseaux pour offrir une multitude de services et d'applications de façon transparente pour l'utilisateur. Cette convergence impose des contraintes sévères sur le développement des terminaux qui devront être multi-modes, multi-bandes et multi-standards. Une des solutions pour y parvenir est de développer des récepteurs de signaux RF dont la numérisation est réalisée le plus près possible de l'antenne. C'est une approche de la radio logicielle qui est particulièrement intéressante pour les opérateurs de télécommunication puisque les fonctions implémentées de façon digitale sont beaucoup plus adaptées à la reconfiguration que les fonctions analogiques. Le point clé de la numérisation réside dans l'échantillonnage du signal. Les dégradations apportées par cette étape (jitter, bande passante, non-linéarité) ne permettent pas actuellement de remplir les cahiers des charges des systèmes actuels. Dans ce contexte, l'objectif de cette thèse est donc d'étudier les différentes techniques d'échantillonnage des signaux radio dans un récepteur et d'analyser l'influence que pouvaient avoir les MEMS (MicroElectroMechanical System) sur l'architecture du terminal. Plus précisément, la solution de filtrage avec les filtres MEMS dans un récepteur échantillonné a été examinée par rapport à la solution actuelle de filtrage externe. Ces études ont également évalué les différentes solutions architecturales qui permettent de réduire les contraintes de l'échantillonneur. Cette première étape a permis d'établir une comparaison quantitative entre ces différentes solutions en termes du facteur de bruit et du besoin de filtrage et s'est conclue par l'identification d'une solution architecturale et par l'élaboration des cahiers des charges relatifs aux blocs critiques dans le récepteur. Afin de vérifier l'architecture proposée, un modèle de système a été développé et un prototype à signaux mixtes pour un filtre échantillonné à une fréquence intermédiaire élevée a été réalisé en technologie CMOS 65 nm.

  • Titre traduit

    Sampling techniques. Of RF signais and an evaluation of MEMS filtre in a multi-mode sampling receiver


  • Résumé

    The future development of 4G system of wireless telephony must assure the compatibility of different networks and protocols in arder to offer users universal services and applications with seamless transitions. This compatibility imposes future terminais to be multi-mode, multi-ban and multi-standard. One solution being actively pursued at present is to develop a receiver which digitize signais as close to the antenna a possible. The approach, also known as Software Defined Radio (SOR), is particularly appealing to telephone operators given that it is much easier to reconfigure a network in a digital domain than in an analogue domain. The critical point in digitization rests in sampling. In reality the existing sampling techniques and receiver architectures do not yet suffice to overcome signal degradations of jitter, bandwidth and non linearity due to sampling at high RF frequencies. This research includes the study the RF architectures adapted to broadband communication systems and the evaluation of various architecture options which makes it possible to reduce the constraints of the sampler. In addition, the technology of MEMS (MicroEiectroMechanical System) potentially to be integrated in sampling receiver architecture is assessed. Ln particulier, the solution of MEMS filtering in a sampled recepteur is compared to the solution of off-chip filtering. To verify the proposed solution, a system level model is developed and a prototype of a high-IF, mixed signal sampling filter is implement~d in CMOS 65nm.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (V-165-XLIII p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. XXXVI-XLIII

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(3404)
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.