Caractérisation et modélisation des dynamiques non linéaires dans les dispositifs pour systèmes de télécommunications : cas de la PLL et de l’amplificateur de puissance

Characterization and modeling of non-linear dynamics devices for telecommunication systems : case of PLL and power amplifier

• Auteur / Autrice : Zhour Madini-Zouine
• Direction : Edouard Ngoya
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique des hautes fréquences et optoélectronique. Communications optiques et micro-ondes
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Limoges
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Simulation, Méthodes de

Systèmes de télécommunications

Boucles d'asservissement de phase

Volterra, Équations de -- Solutions numériques

Amplificateurs de puissance

Mots clés libres

Mémoire non linéaire

Mémoire à court et à long terme

Amplificateur à l’état solide

Simulation système

Implémentation numérique

Séries de Volterra à noyaux dynamiques

Résumé

Ce travail concerne principalement la caractérisation et la modélisation des dynamiques non linéaires pour systèmes de télécommunications et plus particulièrement les PLLs et les amplificateurs de puissance. Le premier objectif est de traiter les aspects de modélisation descendante de la PLL dans le but de propager les spécifications de conception depuis le haut de la hiérarchie jusqu’au bas de l’échelle. Le deuxième objectif est de développer un modèle d’amplificateur dédié à intégrer efficacement et simultanément les deux types de mémoire HF et BF. Nous avons développé deux modèles basés sur le formalisme de séries de Volterra modulées : explicite qui prend en compte un effet de propagation de la porteuse et implicite qui comporte une vraie boucle de rétroaction, plus proche du mécanisme réel. Nous avons développé également une nouvelle méthode d’extraction des effets de mémoire BF qui nécessite uniquement des simulations d’équilibrage harmonique donc plus rapide et précise.

This work mainly deals with the characterization and modeling of nonlinear dynamic devices for telecommunication systems and more particularly PLL and power amplifier components. The first aim is to handle PLL top-down modelling approach in order to spread the design specifications from the top of the hierarchy to the bottom. The second aim is to develop an amplifier model that integrates effectively and simultaneously both short (HF) and long term (BF) nonlinear memory effects. Two models based on the compound dynamic Volterra structure are developed: explicit which takes into account the carrier-spreading effects and implicit which involves a true feedback loop, close to the actual mechanism. We have also developed an efficient approach to characterize and reproduce long term memory effects based on two-tone measurements which requires only Harmonic Balance analysis. This technique resolves limitations of the model related to model parameters extraction accuracy and convergence speed.