Etude des émetteurs radiofréquences multistandards destinés aux stations de base GSM/WCDMA/LTE

par Sandeep Kowlgi Srinivasan

Thèse de doctorat en Electronique et communications

Sous la direction de Patrick Loumeau et de Corinne Berland.

Le président du jury était Amara Amara.

Le jury était composé de Patrice Gamand, Dominique Morche, Tim Ridgers.

Les rapporteurs étaient Jean-Luc Danger, Nathalie Haese-Rolland.


  • Résumé

    Les stations de base de télécommunications contemporaines pour les réseaux GSM / EDGE, WCDMA / HSPA et LTE sont de plus en plus complexes et à forte intensité énergétique. La solution privilégiée est un émetteur véritablement multi-standard. Modernes émetteurs des stations de base sont souvent multi-standard, en ce qu'ils peuvent supporter différentes normes ou de modes air-interface. Cependant, ce n'est pas réalisé par le fonctionnement simultané des normes différentes ou des «modes», mais par des moyens de reconfiguration, qui sont inefficaces et coûteux. Nous envisageons un émetteur entièrement multi-mode pratique capable de supporter simultanément GSM / EDGE, WCDMA / HSPA et LTE transporteurs. L'évolution des normes 3GPP vers un fonctionnement multi-mode est au stade embryonnaire. Pour contribuer à cet effort, notre travail revisite l'architecture traditionnelle de l'émetteur de station de base macro-cellule afin d'analyser et de définir les exigences de performance pour une plate-forme de radio cellulaire multi-standard. Notre analyse et la conception du système identifie également un goulot d'étranglement potentiel dans la chaîne multi-mode proposé, dont l'analyse est présentée. En conséquence, et enfin, nous proposons la conception d'un gain variable analogique modulateur en quadrature qui contourne le goulot d'étranglement, en soulignant la portée pour le développement futur et la validation de ce travail. Ce travail apporte également en avant quelques problèmes au niveau du système et met également en lumière les défis dans le fonctionnement des stations de base multi-standard.

  • Titre traduit

    A study of multi-standard radio transmitters for GSM/WCDMA/LTE base stations


  • Résumé

    Contemporary telecommunication Base-Stations for GSM/EDGE, WCDMA/HSPA and LTE are increasingly complex and energy intensive. The favoured solution is a truly multi-standard transmitter known as a single Radio Access Network (single-RAN). Modern base station transmitters are often multi-standard, in that they can support different air-interface standards or modes. However, this is achieved not through concurrent operation of the different standards or 'modes', but by means of reconfiguration, which is inefficient and expensive. We envision a practical, fully multi-mode transmitter capable of simultaneously supporting GSM/EDGE, WCDMA/HSPA and LTE carriers. The evolution of 3GPP standards towards multi-mode operation is in the nascent stage. To contribute to this effort, our work revisits the architecture of the traditional macro-cell Base-Station transmitter in order to analyse and define performance requirements for a multi-standard cellular radio platform. Our system analysis and design also identifies a potential bottleneck in the proposed multi-mode chain, for which analysis is presented. Consequently and lastly, we propose the conceptual design of a variable-gain Analog Quadrature Modulator that bypasses the bottleneck, highlighting scope for future development and validation of this work. This work also brings forth some system-level issues and also highlights challenges in the operation of multi-standard Base-Stations. Some of these include multi-mode signal crest-factor reduction, carrier-to-carrier interference mitigation, per-carrier power-control, etc.


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