La cinquième génération 5G

Table des matières

Résumé
Summary
Remerciements
Productions scientifiques
Table des matières
Liste des figures
Liste des tableaux
Introduction Générale
Chapitre I : Réseaux de télécommunications
I.1 Introduction
I.2 Histoire de la communication
I.2.1 De la préhistoire à nos jours
A. La communication à l’époque de la préhistoire
B. La communication à l’époque de l’antiquité jusqu’à la fin du moyen âge
C. La communication à l’époque moderne
D. L’ère des Télécommunications
I.3 Communication sans fil
I .3.1 La première génération ‘1G’
A. Standards qui ont marqués la 1G
B. Fin de l’ère de la 1G
I.3.2 Naissance de la deuxième génération ‘2G’
A. Caractéristiques du réseau GSM
A1. Allocation dynamique des fréquences
A.2 Techniques de transmission entre la BSS et la MS
A.3 Modulation
A.4 Handover
A.5 Transcodage de la parole
A.6 Débit binaire de transmission de données
A.7 Différence entre le GSM’900 et le DCS’1800
B. Evolution du réseau GSM
B.1 L’accès à internet à partir du terminal mobile
B.2 Les standards marquant la 2G
I.3.3 La troisième génération ‘3G’
A. Accès multiple et duplex
B. Bandes de fréquences allouées au réseau 3G
C. Les nouveautés apportées par la 3G
D. Les principales différences entre les modes de duplexage FDD et TDD
E. Les standards développés dans la 3G
F. Latence
I.3.4La quatrième génération 4G’
A. Mode de duplexage utilisé
A.1 Nouvelles bandes de fréquences attribuées au réseau LTE
B. Spécifications du réseau 4G
C. Solution du réseau LTE
C.1 Long Term Evolution-Advanded
C.2 LTE-Advanced pro
I.3.5 La cinquième génération ‘5G
A. Familles d’usage caractérisant la 5G
B. Principaux défis de la 5G
C. Allocation des fréquences
I.4 Bilan du chapitre
Références Bibliographique du chapitre 1
Chapitre II : Etude théorique de la synthèse de fréquence à PLL
II.1 Introduction
II.2 Préambule
II.2.1 Concept de base d’une PLL
II.3 Introduction aux synthétiseurs de fréquences à PLL
II.3.1 L’oscillateur de référence (TCXO)
A. Oscillateurs à cristal de quartz (XO)
A.1 Historique
A.2 Equivalent électrique
A.3 Les oscillateurs à quartz TCXO
II.3.2 Les Diviseurs de fréquence (R) et (N)
A. Pré-diviseur double module
II.3.3 Le Comparateur de phase-fréquence (PFD)
A. Principe de fonctionnement
B. Chronogramme d’un PFD
II.3.4 La pompe de charge (CP)
A. Courant de fuite ‘Leakage current’
B. Association du PFD à la CP
C. Région de la zone morte
II.3.5 Le Filtre de boucle (LF)
A. Choix de l’ordre du filtre
A.1 Filtre de premier ordre
A.2 Filtre du deuxième ordre
A.3 Filtre du troisième ordre
II.3.6 L’oscillateur commandé en tension (VCO)
II.4 Modélisation linéaire des boucles à verrouillage de phase
II.4.1 Linéarisation du PFD
II.4.2 Linéarisation du VCO
II.4.3 Fonctions de transfert de la PLL
A. Choix de la bande de boucle et de la marge de phase
A.1 La bande de boucle
A.2 La marge de phase
II.5 Caractéristiques clés des synthétiseurs de fréquences à PLL
II.6 Analyse du bruit de phase dans les synthétiseurs de fréquence à PLL
II.6.1 Bruit de phase du filtre
A. Bruit de la résistance R1
B. Bruit de la résistance R2
II.6.2 Modèle mathématique du bruit de phase dans les oscillateurs
A. Origine du bruit de phase
B. Calcul du bruit de phase dans les oscillateurs
B.1 Le modèle de ‘Leeson’
II.7 Conclusion
Références Bibliographiques du chapitre II
Chapitre III : Etude théorique de la synthèse de fréquence à PLL
III.1 Introduction
III.1.1 Travaux liés aux synthétiseurs traitant le paramètre du courant de fuite
III.1.2 Travaux récents liés aux synthétiseurs pour des applications 5G
III.2 Modélisation du synthétiseur de fréquences à PLL pour les émetteurs-récepteurs 5G
III.2.1 Outil de conception
III.2.2 Spécifications du synthétiseur dans la bande de fréquence-E
III.2.3 Validation des hypothèses faites sur le choix de la marge de phase et la bande de boucle
A. Validation de l’hypothèse portant sur le choix de la marge de phase
A.1 Analyse de la réponse de la fonction de transfert du gain en boucle fermée @ ∆φ =20°
A.2 Analyse de la fonction de transfert du gain en boucle fermée @ ∆φ= 45°
A.3 Analyse de la fonction de transfert du gain en boucle fermée @ ∆φ= 80°
A.4 Analyse de la Réponse FM @ ∆φ= 20°
A.5 Analyse de la réponse FM @ ∆φ= 45°
A.6 Analyse de la réponse FM @ ∆φ= 80°
A.7 Analyse du bruit de phase @ ∆φ= 20°
A.8 Analyse du bruit de phase @ ∆φ= 45°
A.9 Analyse du bruit de phase @ ∆φ= 80°
A.10 Analyse du système dans le domaine temporel @ ∆φ= 20°
A.11 Analyse du système dans le domaine temporel @ ∆φ= 45°
A.12 Analyse du système dans le domaine temporel @ ∆φ= 80
A.13 Conclusion sur le choix de la marge de phase
A.14 Representation graphique en 3 D
III.2.4 Validation de l’hypothèse portant sur le choix de la bande passante de boucle
A. Influence de la bande de boucle sur la réponse du bruit de phase
B. Conclusion sur le choix de la bande de boucle
C. Représentation graphique en 3 D
III.3 Conception du synthétiseur destiné aux émetteurs-récepteurs 5G
III.3 .1 Validation des résultats de simulation dans le domaine temporel
A. Réponse transitoire du système
B. Réponse de la phase d’erreur du système
C. Réponse de la fréquence d’erreur du système
III.3 .2 Validation des résultats de simulation dans le domaine fréquentiel
A. Réponse de la fonction de transfert du gain en boucle ouverte
B. Réponse de la fonction de transfert du gain en boucle fermée
C. Réponse FM
D. Réponse des raies de références du système
E. Analyse du bruit de phase du synthétiseur
F. Représentation graphique du tableau III.15
III.4 Comparaison avec l’état de l’art des synthétiseurs dans la bande > 20 GHz
III.5 Conclusion
Références bibliographiques du chapitre III
Conclusion générale
Annexe