Méthodes de traitement numérique du signal pour l'annulation d'auto-interférences dans un terminal mobile

Digital processing for auto-interference cancellation in mobile architecture

• Auteur / Autrice : Robin Gerzaguet
• Direction : Jean-Marc Brossier, Laurent Ros, Fabrice Belvèze
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Signal, image, paroles, télécoms
• Date : Soutenance le 26/03/2015
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Grenoble Images parole signal automatique (2007-....)
• Partenaire(s) de recherche : Entreprise : STMicroelectronics
• Jury : Président / Présidente : Daniel Roviras
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Myriam Ariaudo, Yves Louët

Mots clés

Mots clés contrôlés

Radio logicielle

Calcul adaptatif

Traitement du signal -- Techniques numériques

Mots clés libres

Radio sale

Terminaux multi-standard

Couche physique

Auto-interférences

Traitement numérique du signal

Performances asymptotiques et transitionnelles

Algorithmes adaptatifs

Spurs

Gradient stochastique

Tx leakage

Radio logicielle

Dirty RF

Multi-standard transceivers

Physical layer

Self-interference

Direct conversion receiver

Digital signal processing

Asymptotic and transient performance

Adaptive algorithms

Spur

Tx Leakage

Joint estimation

Software defined radio

Résumé

Les émetteurs-récepteurs actuels tendent à devenir multi-standards c’est-àdireque plusieurs standards de communication peuvent cohabiter sur la même puce. Lespuces sont donc amenées à traiter des signaux de formes très différentes, et les composantsanalogiques subissent des contraintes de conception de plus en plus fortes associées au supportdes différentes normes. Les auto-interférences, c’est à dire les interférences généréespar le système lui-même, sont donc de plus en plus présentes, et de plus en plus problématiquesdans les architectures actuelles. Ces travaux s’inscrivent dans le paradigmede la « radio sale » qui consiste à accepter une pollution partielle du signal d’intérêtet à réaliser, par l’intermédiaire d’algorithmes, une atténuation de l’impact de ces pollutionsauto-générées. Dans ce manuscrit, on s’intéresse à différentes auto-interférences(phénomène de "spurs", de "Tx leakage", ...) dont on étudie les modèles numériques etpour lesquelles nous proposons des stratégies de compensation. Les algorithmes proposéssont des algorithmes de traitement du signal adaptatif qui peuvent être vus comme des« algorithmes de soustraction de bruit » basés sur des références plus ou moins précises.Nous dérivons analytiquement les performances transitionnelles et asymptotiques théoriquesdes algorithmes proposés. On se propose également d’ajouter à nos systèmes unesur-couche originale qui permet d’accélérer la convergence, tout en maintenant des performancesasymptotiques prédictibles et paramétrables. Nous validons enfin notre approchesur une puce dédiée aux communications cellulaires ainsi que sur une plateforme de radiologicielle.

Radio frequency transceivers are now massively multi-standards, which meansthat several communication standards can cohabit in the same environment. As a consequence,analog components have to face critical design constraints to match the differentstandards requirements and self-interferences that are directly introduced by the architectureitself are more and more present and detrimental. This work exploits the dirty RFparadigm : we accept the signal to be polluted by self-interferences and we develop digitalsignal processing algorithms to mitigate those aforementioned pollutions and improve signalquality. We study here different self-interferences and propose baseband models anddigital adaptive algorithms for which we derive closed form formulae of both transientand asymptotic performance. We also propose an original adaptive step-size overlay toimprove transient performance of our method. We finally validate our approach on a systemon chip dedicated to cellular communications and on a software defined radio.