Étude d'opérateurs de traitement de signal appliquant l'échantillonnage aléatoire pour la radio logicielle

Signal processing operators using random sampling for software radio applications

• Auteur / Autrice : Najib Boumaaz
• Direction : Jean-François Diouris, Abdellah Ait Ouahman, Samuel Crand
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électronique
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Nantes en cotutelle avec Marrakech
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Nantes. Faculté des sciences et des techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Radio logicielle

Échantillonnage

Résumé

Le travail présenté est le résultat d’un croisement entre deux champs d’études récents : la radio logicielle (SR) et l’échantillonnage aléatoire. Le concept SR a émergé avec l’idée de permettre la réalisation d’équipements multi-modes et multi-standards reconfigurables. Actuellement, on considère plutôt les architectures de type radio logicielle restreinte (SDR) qui sont plus ''réalistes''. Dans notre travail, on s’intéresse à l’application de l’échantillonnage aléatoire au front-end numérique (DFE) d’une architecture SDR. Le développement de systèmes opérant avec l’échantillonnage aléatoire permet de s’affranchir des contraintes de repliement de spectre du signal échantillonné rencontrées dans le cas uniforme. En effet, les répliques constituent une contrainte lors du choix et du dimensionnement des éléments de la chaîne de transmission. Dans le but d’optimiser une architecture SDR, nous avons souhaité proposer des structures de DFE appliquant l’échantillonnage aléatoire, si possible simples et efficaces, adaptées à ce type de problème. Le travail effectué a donc consisté à développer quelques opérateurs de traitement de signal destinés à être implantées sur des DFE d’architectures de type SDR. Nous nous sommes intéressés plus particulièrement aux opérations de reconstruction des signaux multibandes et de filtrage de canal, primordiales pour ce genre d’équipement. Nous avons ensuite proposé une variété de structures de DFE appliquant un algorithme de reconstruction du signal ou un filtre CIC adapté. Pour compléter les études de simulation, nous avons traité quelques aspects de l’implémentation logicielle et matérielle en développant quelques operateurs sur DSP et FPGA

The presented work is the result of a cross between two recent fields: Software Radio (SR) and Random Sampling. The SR concept has emerged with the idea to allowing the realization of multi-mode and multi-standards infrastructure and terminals. At present, we consider the software defined radio architectures (SDR) which are more realistic. The development of systems operating with random sampling makes it possible to overcome the aliasing constraints encountered in the uniform sampling case. Indeed, these aliases are a significant obstacle for the choice and the sizing of the signal processing operators and their parameters. In order to optimize an SDR architecture, we tried to propose new and simple DFE structures applying random sampling. These structures should be simple, efficient and suitable for this kind of problems. In this thesis, we attempt to develop some signal processing operators predestined to be implemented in the DFE of an SDR architecture. We are particularly interested to multiband signal reconstruction algorithms and to channel filtering. We have studied some signal reconstruction methods treating finite sampling sequences. We have proposed a variety of DFE structures based on reconstruction signal algorithms or on adapted CIC filters. To complete the theoretical studies and simulations, we have analyzed software and hardware implementation aspects by developing some DFE operators on DSP card and FPGA