Outils d'analyse, de modélisation et de commande pour les radiocommunications Application aux amplificateurs de puissance

L'evolution croissante des telecommunications resulte de la combinaison de plusieurs facteurs comme les progres de l'electronique, de la micro-electronique, de la radiofrequence mais aussi des avancees des techniques de communications numeriques. Dans ce contexte, les etudes s'orientent de plus en plus vers l'amelioration de la couverture et de la qualite de service offertes aux usagers. C'est dans ce contexte que s'inscrivent les travaux exposes dans le cadre de cette Habilitation a Diriger des Recherches. Les problematiques soulevees concernent : - la connaissance et la maitrise du comportement des composants en presence de signaux large bande, multiporteuses, - l'amelioration de la qualite des transmissions en tenant compte des aspects energetiques, - la reconfigurabilite et l'adaptation des nouveaux systemes a la multiplication des normes et des standards de communications. Pour chaque problematique, nous avons propose des solutions theoriques et pratiques avec comme fil conducteur l'utilisation et la mise en \oe uvre d'outils issus de l'Automatique comme l'estimation parametrique, la commande et la linearisation, l'optimisation, etc. Concernant la modelisation des fonctions electroniques RF, je presente mes travaux concernant la prise en compte des effets statiques et dynamiques en temps continu et discret. Pour les circuits hautes frequences qui se caracterisent par des constantes de temps avec des ordres de grandeurs divers, nous avons montre qu'il est important d'envisager la modelisation selon l'application visee et en deployant des outils d'estimation parametrique adaptes. Des problematiques telles que la normalisation de l'espace parametrique, l'initialisation, la convergence sont etudiees pour repondre aux caracteristiques des systemes de radiocommunications. Dans le chapitre consacre a l'amelioration de la linearite et du rendement, nous avons presente des techniques de correction des imperfections des amplificateurs de puissances ainsi que des methodes de traitement du signal qui permettent de reduire leurs impacts sur la transmission. Concernant la linearisation, nous avons commence par une comparaison d'une technique Feedback et d'un lineariseur a base d'une predistorsion polynomiale sans memoire. Cette etude a mis en evidence l'interet d'adjoindre de la memoire sous forme de retards dans le lineariseur. Les fortes fluctuations des signaux multiporteuses, mesurees par le PAPR pour Peak-to-Average Power Ratio, contribuent aussi a degrader le bilan energetique de l'emetteur. La majorite des travaux sur la reduction du PAPR se limite a l'etude des performances en termes de gain de reduction, sans aborder la qualite de transmission en presence d'imperfections realistes des elements non-lineaires. C'est dans ce contexte que nous avons analyse cette problematique pour un systeme MIMO-OFDM en boucle fermee avec prise en compte du canal, des non-linearites, des effets memoires et des criteres visuels permettant d'evaluer la qualite des transmissions de donnees multimedias. Le developpement d'architectures entierement numerique, reconfigurables est traite en derniere partie de ce cette HDR. Pour cette large thematique, nous proposons des ameliorations pour des coefficients des modulateurs afin d'obtenir une fonction de transfert du bruit respectant un gabarit frequentiel donne. La correction des erreurs de calcul dus aux coefficients du type 1/$2^L$. Cette correction est basee sur la re-injection de l'erreur au sein de la boucle directe a travers un filtre numerique.