Wide-band multipath A to D converter for Cognitive Radio applications

This article presents a digital-enhanced radio frequency receiver for fast wide-band spectrum sensing. It is based on charge sampling and hybrid filter bank techniques. The charge sampling method is employed to design analog bandpass filters. Using a hybrid filter bank for wide-band analog-to-digital conversion improves the speed and resolution of the conversion. We propose to use these techniques in combination of frequencydivision multiplexing with time-division multiplexing to design an integrated, completely software reconfigurable and reliable backend of radio frequency receiver for cognitive radio applications

Convertisseur à bancs de filtres hybrides utilisant des filtres à échantillonnage de charge pour applications de radio cognitive

This thesis is part of a project named TEROPP (for Technologies for TERminals in OPPortunistic radio applications) sponsored by the ANR (the french National Research Agency) from 2008 to 2011. This project is aimed to design the key elements of a reconfigurable terminal for cognitive radio, from antennas to network considerations. The works described in this thesis focuses on a multi-path frequency agile RF frontal and specifically on digitization of a wide-band signal. We described and studied a new architecture based on the Hybrid Filter Banks (HFB) technique. An HFB il a parallel sub-sampling architecture that includes analog filters, analog-to-digital converters and digital processing. The major contributions of this work is to use band-pass charge sampling (BCS) filters as analog filters for the BFH. These filters are CMOS integrable and reconfigurables. Such architecture enables the digitization of a very wide band, while limiting the complexity and the consumption, and offers capacity of reconfigurability in terms of bandwidth and resolution.Ce travail de thèse s'inscrit dans un pro jet inter-Carnot intitulé TEROPP (Technologies for TERminals in OPPortunistic radio applications) financé par l'ANR de 2008 à 2011. L'objectif de ce projet était de concevoir les éléments clés d'un terminal reconfigurable adapté à la radio cognitive. Les travaux ont porté depuis les antennes jusqu'à l'aspect réseaux. Les travaux décrits dans cette thèse sont focalisés sur le "frontal" RF agile en fréquences multi-voies et s'intéresse plus particulièrement à la numérisation d'un signal large-bande via une architecture multi-voies. Nous avons proposé et étudié une nouvelle architecture basée sur la technique de banc de filtres hybride (BFH). Un BFH est une architecture parallèle à sous-échantillonnage qui met en jeu de l'analogique, i.e. des filtres analogiques et des convertisseurs analogique-numériques ainsi que du traitement numérique. L'originalité de l'architecture proposée est d'utiliser des filtres à échantillonnage de charge passe-bande pour les filtres analogiques. Ces filtres ont l'avantage d'être facilement intégrables en CMOS et reconfigurables. Une telle architecture devrait permettre de convertir une bande très large, tout en limitant la complexité et la consommation et offre des possibilités de reconfigurabilité en termes de bande reçue et résolution

Optimization of Bandpass Charge Sampling Filters in Hybrid Filter Banks Converters for Cognitive Radio Applications

This article presents the optimization process for a new architecture of digital-enhanced radio frequency receiver. This receiver is based on combining charge sampling filters and hybrid filter banks techniques. We describe the structure optimization based on a compromise between performance and implementation constraints. We then show the performances evaluation in system-level and electrical level simulations