Frequency transposition and I/Q imbalance compensation for multicarriers systems over frequency selective channel
Transposition de fréquence et compensation du déséquilibre IQ pour des systèmes multiporteuses sur canal sélectif en fréquence
Résumé
The goal of this thesis is to propose solutions to improve the performance of the transmission of high data rates, low-costs and low power consumption mobile terminals. Indeed, the increase of the transmission rates makes the channels more and more difficult, and the task of the receivers harder. We are interested in MultiBands OFDM systems because the carrier follows a frequency hopping algorithm allowing to have a great frequency diversity. In that context, we propose in the first part of this work channel equalizers, which are optimal in the mean square sense, benefiting from frequency diversity in order to significantly improve the performance of OFDM systems for very frequency selective channels. In the second part of this work, we propose a 14-bands nimble frequency synthesizer whose components are optimized in order to lower its realization complexity, and to fulfil the MultiBands OFDM requirements in terms of switching time, phase noise, and spectral purity. This new type of frequency synthesizer makes unavoidable the imbalance between the I and Q branches of the transmitter and/or receiver. The third part of this work consists in proposing original algorithms allowing to jointly estimate the channel and digitally compensate for IQ imbalance. These processings, available for any OFDM system, allow to relax the constraints on the analog components.
L'objectif de cette thèse est de proposer des solutions pour améliorer les performances des transmissions des terminaux mobiles à haut débits, faibles coûts et faible consommation. En effet, l'augmentation des débits implique que les canaux de transmission soient de plus en plus difficiles, rendant la tâche des récepteurs plus ardue. Nous nous intéressons aux systèmes MultiBandes OFDM car ils soumettent la porteuse à un algorithme de saut de fréquence, et permettent ainsi de disposer d'une grande diversité fréquentielle. Dans ce contexte, nous proposons dans une première partie des égaliseurs de canaux optimaux au sens des moindres carrés tirant profit de la diversité fréquentielle afin d'améliorer d'une manière significative les performances des systèmes
OFDM pour des canaux très difficiles. Dans la seconde partie de ce travail, nous proposons un synthétiseur de fréquence agile sur 14 bandes dont les composants ont été optimisés afin de rendre sa réalisation la moins complexe possible et qui répondent aux exigences des systèmes MultiBandes en termes de temps de commutation, de bruit de phase et de pureté spectrale. Ce nouveau type de synthétiseur de fréquences rend inévitable le déséquilibre entre les voies I et Q de l'émetteur et/ou du récepteur. La troisième partie de ce travail consiste à proposer des algorithmes originaux permettant conjointement d'égaliser le canal et de compenser numériquement le déséquilibre IQ. Ces traitements valables pour tout système OFDM permettent de relâcher les contraintes de la partie analogique.
OFDM pour des canaux très difficiles. Dans la seconde partie de ce travail, nous proposons un synthétiseur de fréquence agile sur 14 bandes dont les composants ont été optimisés afin de rendre sa réalisation la moins complexe possible et qui répondent aux exigences des systèmes MultiBandes en termes de temps de commutation, de bruit de phase et de pureté spectrale. Ce nouveau type de synthétiseur de fréquences rend inévitable le déséquilibre entre les voies I et Q de l'émetteur et/ou du récepteur. La troisième partie de ce travail consiste à proposer des algorithmes originaux permettant conjointement d'égaliser le canal et de compenser numériquement le déséquilibre IQ. Ces traitements valables pour tout système OFDM permettent de relâcher les contraintes de la partie analogique.
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