Application de l’échantillonnage aléatoire à temps quantifié aux récepteurs SDR

Application de l’échantillonnage aléatoire à temps quantifié aux récepteurs SDR

L’étude menée dans le deuxième chapitre montre l’atténuation du repliement spectral par l’échantillonnage pseudo-aléatoire à temps quantifié. Malgré la réduction de la caractéristique aléatoire de la construction des instants d’échantillonnage du TQ-JPRS, l’atténuation des répliques reste considérable. Ainsi, le TQ-JPRS peut être facilement intégré dans une architecture de récepteur donnée afin de permettre de tirer avantage de la réduction du repliement. Afin de mettre en valeur l’avantage du TQ-JPRS, nous choisissons de l’utiliser au sein d’une architecture radio multistandard homodyne/low-IF que nous dimensionnons en utilisant les ADCs multistandards référencés dans la section I.2.3. Une discussion sur l’apport du TQ-JPRS est réalisée en considérant son effet sur le filtre anti-repliement et sur la fréquence d’échantillonnage du convertisseur. Le choix optimal de la configuration de l’architecture est réalisé en termes de consommation de puissance. En effet, Nous proposons une estimation de la consommation de puissance des filtres analogiques et numériques ainsi que des convertisseurs. L’implémentation matérielle du TQ-JPRS est réalisée en utilisant une plateforme de test comportant un générateur d’horloge pseudo- aléatoire. La mise en œuvre expérimentale montre la présence de raies parasites dues à un délai variable ajouté par l’ADC. Nous proposons dans ce chapitre une solution pour la suppression des raies en redimensionnant l’étape de sélection du canal. Dans ce chapitre, nous commençons par présenter l’architecture hybride homodyne/low-IF multistandard supportant les standards GSM, UMTS et IEEE 802.11.a avec son dimensionnement en présence d’un échantillonnage uniforme puis d’un échantillonnage TQ-JPRS. Les composants les plus intéressants dans cette comparaison sont le filtre anti-repliement vu que son dimensionnement dépend directement de la puissance des répliques et le convertisseur analogique numérique vu que sa consommation dépend de la fréquence d’échantillonnage. La deuxième partie de ce chapitre concerne l’estimation de la puissance de l’étage en bande de base. L’implémentation matérielle du TQ-JPRS et la conception d’un générateur d’horloge pseudo-aléatoire sont présentés dans la troisième section. Les premières acquisitions révèlent la génération de raies parasites que nous proposons d’éliminer dans la dernière section par le moyen du filtrage numérique et la sélection du canal. Une estimation de la consommation globale du récepteur en présence d’un échantillonnage uniforme et d’un échantillonnage TQ-JPRS montre la capacité de ce dernier à réduire la consommation de puissance.

Proposition et dimensionnement de l’architecture SDR

L’échantillonnage aléatoire à temps quantifié est utilisé dans une architecture à mélangeur au niveau de la conversion analogique numérique. Sa capacité à atténuer le repliement spectral promet de réduire les contraintes sur les composants analogiques du récepteur à considérer et d’alléger les besoins en termes de fréquence d’échantillonnage au niveau de l’ADC. Afin de pouvoir comparer l’effet du TQ-JPRS, nous proposons de l’appliquer au niveau d’une architecture radio hybride homodyne/low-IF. L’étage RF de l’architecture choisie est identique à celui dans l’architecture déjà dimensionnée par Brandolini (15). Les standards considérés sont le GSM, l’UMTS et l’IEEE 802.11.a. Les deux signaux à large bande sont transposés vers la bande de base. Le signal GSM est transposé vers la fréquence intermédiaire autours de 100 ! »#. L’étage en bande de base est formé par un filtre anti-repliement programmable, un AGC et un ADC. L’architecture considérée.

Dimensionnement de l’architecture proposée

Le premier point de dimensionnement de l’étage en bande de base consiste à définir le niveau des bloqueurs et des interférents à son entrée. Les bloqueurs hors-bande du signal reçu par l’antenne sont remis au niveau du plus fort bloqueur dans la bande grâce au filtre RF approprié. Le signal est ensuite amplifié par le LNA et le mélangeur multi- bande. La valeur de leur gain est choisie de façon à ramener la puissance maximale du signal à l’entrée +L’utilisation de l’échantillonnage TQ-JPRS conduit à une réduction du repliement spectral. La réduction du repliement spectral possède un impact positif sur les composants en bande de base essentiellement l’AAF et l’ADC. En effet, on pourra bénéficier de l’échantillonnage TQ-JPRS selon deux façons soit la réduction de l’ordre du filtre anti-repliement, soit la réduction de la fréquence d’échantillonnage. La réduction de la fréquence d’échantillonnage a un impact direct sur la consommation de l’ADC. Étant le plus gourmand en puissance, une réduction de la consommation de ce composant permettrait de réduire significativement la consommation de puissance de tout le récepteur. La réduction de l’ordre du filtre d’anti-repliement ou la réduction de la II-21 n’est pas satisfaite. Le dimensionnement du filtre anti-repliement mène aux ordres mentionnés dans le Tableau .