Absolute Dynamic Range Enhancement of a Radio-Frequency Digitizer

Avec le développement de nouveaux systèmes de radio-communication, la numérisation de l'information est devenue un enjeu de plus en plus crucial.En effet, les récepteurs radios sont aujourd'hui présents dans de nombreux secteurs d'activités avec des architectures mixtes analogiques-numériques qui fonctionnent sur de larges gammes de fréquences allant de quelques kHz à plusieurs GHz. Cependant, les technologies et composants actuels rendent difficile le traitement de l'ensemble des signaux reçus. L'acquisition de larges bandes instantanées peut en effet entraîner la présence d'interférences mais également des problèmes de dynamique.Cette notion de dynamique est fondamentale dans certains récepteurs radios qui sont amenés à traiter des signaux sur une large gamme de puissances.De fait, si l'on considère un signal de faible puissance, reçu simultanément avec un signal de forte puissance, le processus de numérisation peut conduire à la disparition de ce premier.Ce phénomène est la conséquence de la dynamique instantanée du Convertisseur Analogique Numérique (CAN) qui se trouve être l'élément central du numériseur et qui limite le traitement des signaux de faible puissance lorsqu'ils sont reçus simultanément avec des signaux de forte puissance.Or, dans notre domaine d'application, le ac{CAN} possède une dynamique instantanée inférieure à la dynamique absolue du récepteur qui désigne sa capacité à traiter des signaux de forte et faible puissance sans notion de simultanéité.Cette différence nécessite la mise en place, en amont du numériseur, d'un système analogique de Contrôle Automatique de Gain (CAG), dont le rôle est d'assurer, dans le cas de la réception d'un signal de forte puissance, que le CAN ne soit jamais saturé ou de rehausser les signaux de faible puissance. Néanmoins, ce traitement peut entraîner une dégradation du facteur de bruit responsable de la perte des signaux de faible puissance en présence de signaux de forte puissance.L'objectif de cette thèse est de venir dépasser les limites technologiques du CAN vis-à-vis de la dynamique instantanée au travers d'une approche mixte entre le monde analogique et numérique en améliorant la dynamique absolue du numériseur qui comporte le CAN et son étage amont.Pour ce faire, un état de l'art des différentes solutions existantes pour améliorer la dynamique des CAN a tout d'abord été effectué. Ce travail a permis de mettre en lumière les limitations actuelles et de dégager différentes pistes de recherche. Par la suite, une étude a été réalisée afin de dimensionner correctement les CAN dans un contexte de réception simultanée de plusieurs signaux. Nous avons également étudié l'impact de solutions comme l'étalement de spectre analogique sur notre problématique avant de proposer une architecture permettant d’améliorer la dynamique absolue d'un numériseur en venant abaisser le bruit thermique introduit par l’étage de numérisation.With the development of new radio-communications systems, the digitization of information has never been more important.Radio receivers are now present in many areas with mixed analog and digital architectures which operate on wideband frequencies from few kHz to several MHz. However, technologies and nowadays components make it difficult to process all the received signals. Wideband acquisition can indeed create interference but also dynamic range issues.The dynamic range is paramount for some radio receivers which must now process signals with high power ratios. Indeed, if we consider a weak signal, simultaneously received with a strong signal, the digitization process can lead to the disappearance of the former.This phenomenon is the consequence of the Analog-to-Digital Converter (ADC) whose instantaneous dynamic range limits the simultaneous acquisition of a strong and weak signal. Indeed, the instantaneous dynamic range of the ADC is smaller than the absolute dynamic range of the receiver which refers to its ability to process a strong and weak signal received at different time. This difference requires an Automatic Gain Control (AGC) stage in order to prevent the ADC, when a strong signal is received, to be saturated or to enhance weak signals. However, this process can lead to the degradation of the noise sensitivity and, in the end, to the loss of weak signals when simultaneously received with strong signals.The aim of this PhD thesis is to overtake the technological limitations of the ADC regarding the instantaneous dynamic range by using a mixed-signal approach and, thus, propose a new digitization architecture in order to improve the absolute dynamic range of the digitizer.To do so, a state of the art of different technics to enhance the ADC dynamic range was performed. This work highlighted the current limitations and identified some ideas to investigate. Then, we performed a study of theADC resolution requirement to correctly digitize multiple received signals with high power ratios. We also studied the impact of solutions such as analog spread spectrum before proposing a new architecture which improves the absolute dynamic range of a digital receiver by lowering the thermal noise introduced by the digitization stage

Determinación del valor de la empresa de consumo masivo Alicorp S.A.A. Arequipa 2013

TesisEl estudio analizó la situación de la empresa de consumo masivo Alicorp S.A.A. para predecir el valor de sus acciones utilizando tres métodos de valorización. Es importante resaltar que el empleo de estos métodos se llevó a cabo sin el acceso a los planes de expansión y la información sensible de la empresa, por ser esta confidencial. Únicamente fueron empleados los Estados Financieros extraídos de la Superintendencia del Mercado de Valores, las notas de los mismos y la memoria anual. Bajo la modalidad empleada se obtuvo el valor de la acción para cada uno de los métodos empleados: Método Contable, Método de Múltiplos de Cuenta de Resultados y Método de Flujo de Caja Descontado. Dicho valor recomienda una posición neutra de inversión, debido a que no se espera cambios bruscos en la industria de consumo masivo en los próximos años. Ante todo esto, se debe resaltar que se pretendió obtener este valor únicamente con el empleo de la información pública de los Estados Financieros de la misma

Dimensionnement d'un CAN par Adéquation de sa Dynamique pour la Réception Simultanée de Plusieurs Signaux

International audienceCe poster résume nos récents travaux sur le dimensionnement des Convertisseurs Analogiques Numériques (CAN) pour la réception simultanée de deux signaux. Ce problème a précédemmentétéétudié pour des signaux mono-tons et pour des signaux de communications numériques aux travers de simulations. Nous présentons ici des résultats expérimentaux permettant de montrer que ce phénomène de portage d'un signal intra-quantum par un signal de plus forte amplitude peut etre appliqué dans des cas concrets. Ainsi, nous proposons une nouvelle façon d'évaluer la résolution requise pour un CAN afin de numériser une certaine dynamique de puissance

Dimensionnement d'un CAN par Adéquation de sa Dynamique pour la Réception de Plusieurs Signaux

International audienceThis paper discusses the dynamic range of an Analog to Digital Converter (ADC) when two signals are simultaneously received. We show that an intra-quantum signal can be acquired with the contribution of a stronger signal which makes it cross the quantum levels. Thus, a new ADC sizing metric is proposed, confirmed by the correct demodulation of intra-quantum signals and an experimental setup with Software Defined Radios.Cet article aborde la question de la dynamique d'un Convertisseur Analogique Numérique (CAN) lors de la réception simultanée de deux signaux. Nous montrons qu'il est possible d'acquérir un signal intra-quantum grâce à la contribution d'un signal de plus forte puissance qui lui fait traverser les niveaux de quantification. Une nouvelle façon de dimensionner un CAN est ainsi proposée, confirmée par l'étude de la démodulation de signaux intra-quantum ainsi que par un processus expérimental avec des radios logicielles

Conception et déploiement d’un réseau d’IoT en technologie LoRa permettant de connecter l’ENSEIRB-MATMECA

National audienceDans cet article nous présentons un projet pluridisciplinaire sur l’Internet des objets. Ce projet implique les étudiants de 3ème année des départements télécommunications et électronique de l’ENSEIRB-MATMECA. L’objectif du projet est de concevoir et déployer un réseau d’objets connectés en technologie LoRa permettant de superviser les 20000 m2 de l’école

An Enhanced LoRa-Like Receiver for the Simultaneous Reception of Two Interfering Signals

International audienceThe Internet of Things (IoT) has many applications such as health monitoring or home automation. All of this leads to an increase of connected objects and thus interference between them. Various technologies are used to connect these devices. Among them, we find the Long Range (LoRa) technology. In this paper we propose a new receiver able to decode two IoT LoRa-Like signals simultaneously received with the same spreading factor. To our knowledge this problem has never been addressed before. Based on the particular structure of the received signal we show how to estimate the time shift between the two received signals in order to process the unsynchronized signal. Different algorithms are proposed to improve actual LoRa-Like receivers through simulations and real LoRa communications

Nature-Based Solution along High-Energy Eroding Sandy Coasts: Preliminary Tests on the Reinstatement of Natural Dynamics in Reprofiled Coastal Dunes

International audienceThis paper describes a large-scale experiment designed to examine if reinstating natural processes in the coastal dune systems of Southwest France can be a relevant nature-based adaptation in chronically eroding sectors and a nature-based solution against coastal hazards, by maintaining the coastal dune ecological corridor. An experiment started in late 2017 on a 4-km-long stretch of coast at Truc Vert, where experimental notches were excavated and intensively monitored in the incipient and established foredunes. Preliminary results indicate that most of the excavated notches did not develop into blowout. Only the larger elongated notches subsequently excavated in the established foredune in 2018 showed evidence of development, acting as an effective conduit for aeolian landward transport into the dunes. All notches were found to have a statistically significant impact on vegetation dynamics downwind, even those that did not develop. The area of bare sand landward and within the elongated notches notably increased implying a loss of vegetation cover during this first stage of development. Observations of a nearby coastal dune system that has been in free evolution over the last 40 years also indicate that, although the dune migrated inland by more than 100 m, it is now mostly made of bare sand. Further work is required to explore if and how dunes maintained as dynamic systems can become an efficient nature-based solution along this eroding coastline