Direct RF sampling receiver for Software Defined Radio applications
Récepteur SDR par échantillonnage direct du signal RF
Résumé
My thesis work is focusing on the direct RF sampling signal reception after the antenna in a
software-defined radio and cognitive radio applications context. The purpose of this technique
is to treat the signal whatever the modulation used and in a wide range of frequencies, directly
after the antenna while minimizing at maximum the analog part. For this, a passive sampler
architecture has been used. The originality of this architecture consists in the implementation
of a passive differential sampling system working in quadrature, consisted by a switched
capacitors network. By setting the time system constant to a high value compared to the
minimum frequency of the RF signal to be demodulated, the sampler acts both as a filter and a
frequency mixer. This allows the rejection of interferers outside the reception band and
contributes to improve significantly the receiver system dynamic, for a very low power
consumption. Also, the system is flexible in frequency, which permits to receive the RF
spectrum over a wide band of frequencies and detect different types of modulated transmitted
signals. It has been integrated into a complete front-end 130nm CMOS technology receiver
dedicated to ISM bands applications (433MHz and 868MHz bands) whose transmission data
rates are limited to 1Mbit/s. The developed architecture is suitable for software-defined radio
or cognitive radio applications where frequency agility, high dynamic and very low power
constraints are targeted.
Mes travaux de thèse portent sur l’échantillonnage direct du signal RF en réception après
l’antenne, dans un contexte d’applications radio-logicielle et radio-cognitive. Le but de cette
technique est de pouvoir traiter le signal quelle que soit la modulation utilisée et dans une
large gamme de fréquences, directement après l’antenne, en réduisant au maximum la partie
analogique. Pour cela une architecture d’échantillonneur passif a été utilisée. L’originalité de
cette architecture consiste en l’implémentation d’un système d’échantillonnage différentiel en
quadrature purement passif, constitué d’un réseau de capacités commutées. En fixant la
constante de temps du système à une valeur élevée devant la fréquence minimale du signal RF
à démoduler, l’échantillonneur se comporte à la fois en tant que mélangeur et filtre en
fréquence. Cela permet la réjection des brouilleurs hors de la bande de réception et contribue
à améliorer sensiblement la dynamique du système de réception, le tout pour une
consommation très faible. Aussi, le système est flexible en fréquence, permettant ainsi de
recevoir le spectre RF sur une large bande et de recevoir différents types de signaux modulés.
Celui-ci a été intégré dans un front-end de réception complète en technologie CMOS 130nm
pour des applications dans les bandes ISM (433 MHz et 868 MHz) dont les débits de
transmission sont limités à 1Mbits/s. L’architecture développée est adaptée à des applications
de type radio-logicielle ou radio-cognitive, lorsqu’une agilité en fréquence, une grande
dynamique et des contraintes de consommation très basse sont visées.
| Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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