Architecture radio
Ref: 3SQ1050
Description
L’objectif de ce module est de présenter l'étude des dispositifs radiocommunication. Il se focalisera sur l’analyse des architectures des
transceivers en adoptant une approche conceptuelle et méthodologique. Du composant au niveau CMOS à l’architecture des sous-systèmes, les élèves sont sensibilisés aux méthodes d’analyse et de synthèse des blocs fonctionnels les plus utilisés. Les étages incontournables dans les architectures des émetteurs/récepteurs radiofréquences seront décrits selon une approche comparative et opérationnelle.
Ce cours est lié naturellement aux autres modules de la séquence (systèmes embarqués, systèmes de communication, conception IoT). Il vise à donner aux ingénieurs architectes les outils/méthodes pour :
- Prédire les performances et élaborer les spécifications techniques des systèmes et sous-système radio,
- Évaluer la pertinence des solutions radio selon les applications visées : spatiale (charge utile), véhicule autonome (consommation, rendement), miniaturisation et intégration des dispositifs (compatibilité électromagnétique).
À l’issue de ce cours les élèves seront capables d’analyser/dimensionner le cahier des charges d’un transceiver radio pour répondre aux compromis: consommation / rendement / dynamique / sensibilité. Du cahier des charges à la maquette, ce cours a pour objectif de rendre transparente l’interconnexion entre l’Homme et le monde numérique.
Période(s) du cours
SD9
Prérequis
- Traitement de signal, transformée de Fourier, Filtrage
- Modulations numérique et analogique
- Physique des ondes, rayonnement et propagation,
- Systèmes électroniques
- Communication numérique
Syllabus
Introduction : vue d’ensemble
Blocs fonctionnels (système)
- Amplification / Mélange
- Filtrage / Détection
- Paramètres S
Linéarité dans les transceivers
Variation temporelle, système avec et sans mémoire, distorsion harmonique, compression, interférence et intermodulation IP3,
Architecture radio: part1
Introduction, modulation et l'architecture, modulations analogiques, modulations numériques, interférence inter-symboles, constellation, optimisation/bande passante, modulation en quadrature, cahier des charges
Architecture radio: part2
Filtrage, couplage/isolation dans les étages Tx-Rx, solution Hétérodyne, gestion de la fréquence image/Oscillateur local, solution Hétérodyne à double transposition, Hétérodyne moderne, conversion directe,
Analyse du bruit dans les architectures radio, (étude en autonomie )
Modélisation du bruit, rapport signal à bruit, facteur de bruit d’une chaîne de réception
Composition du cours
- 5 séances de cours magistral en Amphi
- 3 séances de Travaux Dirigés
Ressources
Équipe enseignante :
- Campus de Saclay : M. Serhir, I. Hinostroza
- Campus de Rennes : H. Farès, A. Nafkha, R. Salvador
Taille des TD (par défaut 35 élèves) : 2 groupes à Saclay, 1 groupe à Rennes
Résultats de l'apprentissage couverts par le cours
- Analyser / évaluer les architectures usuelles des transceivers radio et en justifier les limites
- Dimensionner / spécifier les composants adéquats pour une application spécifique
- Modéliser et évaluer le bruit dans une chaîne Tx-Rx radio
Support de cours, bibliographie
- Microwave and RF Design, M. Steer,
- Microwave Engineering, D. M. Pozar
- RF Microelectronics, B. Razavi
- CMOS Wireless Transceiver Design, J. Crols, M. Steyaert
- RF Circuit Design, Theory and Applications, R. Ludwig, P. Bretchko