Outil d'aide au dimensionnement d'un terminal RF sous Matlab, implémentation du bruit de phase

Résumé du document

L'engouement pour des applications sans fil en tout genre requiert le développement de terminaux RF pour des standards de communication nouveaux et de plus en plus nombreux. Cela implique une réduction du temps de conception des produits avant leur mise sur le marché. De plus, les sévères contraintes en consommation et en surface de ces systèmes rendent ce temps de conception d'autant plus critique. Il est dès lors nécessaire de mettre en oeuvre des méthodes et des outils d'aide à la spécification et à l'optimisation au niveau système, capables de prendre en compte les critères de performance propres à chaque bloc et du système dans son ensemble.

Extraits

[...] Ce type de démodulateur est constitué principalement d'une antenne, d'un filtre RF passe-bande, d'un LNA, d'un filtre image, d'un filtre FI, de deux oscillateurs locaux, de trois mélangeurs, d'un déphaseur et de deux filtres en bande de base. Figure 2 : Récepteur hétérodyne Nous distinguons dans une chaîne superhétérodyne les éléments suivants: - l'antenne : permettant la réception des signaux, - le filtre radiofréquence : permettant la sélection de la bande de réception - l'amplificateur LNA (Low Noise Amplifier): amplifiant le signal reçu en introduisant un minimum de bruit - des filtres passe-bandes analogiques : sélectionnant le canal utile - le mélangeur : assurant la conversion RF - basses fréquences - Le convertisseur analogique-numérique (ADC: Analog to Digital Converter) : assurant la transition entre les parties analogique et numérique du récepteur. [...]

[...] Des téléphones mobiles équipés de récepteur TV sont également sur le marché et ceux équipés d'émetteur-récepteur WLAN sont en phase de développement. Ces derniers permettent de transmettre et de recevoir via les réseaux WLAN en utilisant le protocole VoIP, à des prix très bas, la parole et les données qui sont habituellement transmises sur les réseaux cellulaires. De même, le WiMAX permet d'avoir une connexion internet et un transfert de données sur IP sur des distances élevées qui peuvent atteindre une cinquantaine de kilomètres. [...]

[...] - Absence de filtre image : la conversion étant homodyne, l'oscillateur local et le signal utile ont la même fréquence, après la démodulation en quadrature, le problème de la fréquence image n'existe donc plus. - Intégrabilité : le faible nombre de composants va permettre la réalisation d'un récepteur homodyne entier sur une puce unique et garantir une consommation électrique plus faible. -Simplicité de mise en œuvre: ce système ne nécessite qu'un oscillateur local DC offset Le DC offset est le principal inconvénient de la structure homodyne. [...]

[...] En effet, le signal de sortie sature lorsque le niveau du signal en entrée est trop élevé. Ainsi, le gain des signaux faibles est limité par la puissance de ces interférences, désensibilisant le système et bloquant le signal. - L'intermodulation : Lorsque deux signaux de fréquences différentes sont appliqués à un système non-linéaire, à la sortie de celui-ci se trouvent des signaux qui sont des harmoniques des fréquences d'origine, mais aussi une combinaison de ces deux fréquences. Ce phénomène est appelé intermodulation. [...]

[...] Pour mesurer la sensibilité, le blocage et l'intermodulation du système, les normes définissent des conditions de test. Un signal de test de faible intensité doit être démodulé avec le BER requis, en présence de forts signaux interférents. Figure 13: Intermodulation A partir des spécifications présentées ci-dessus, nous allons déterminer les spécifications du récepteur en termes de bruit, distorsion, gain, dynamique et filtrage. Bruit et distorsion: -SNR et BER : Le BER est le critère privilégié qui permet d'évaluer la performance d'un récepteur à modulation numérique. [...]