Supervision : Habib MEHREZ

Contribution à la conception de processeurs d'analyse de signaux à large bande dans le domaine temps-fréquence : l'architecture F-TFR

De nombreuses applications, notamment dans le domaine des télécommunications, impliquent des signaux dont le contenu fréquentiel est non stationnaire et de bande passante de plus en plus importante. L'analyse conventionnelle de ces signaux par transformée de Fourier n'est pas adaptée à leur contenu fréquentiel non stationnaire. Une modélisation plus discriminante, fondée sur une représentation temps-fréquence (RTF), permet l'analyse simultanée en temps et en fréquence des ces signaux. Cependant, les RTFs ayant une résolution satisfaisante, comme la transformée de Wigner-Ville, sont trop lourdes en calculs pour être appliquées à de tels signaux en temps réel. Ce constat nous a conduit à définir un algorithme de canalisation fréquentielle, fondé sur une succession de modulations, filtrages et décimations de signaux en quadrature. Bien que les calculs s'effectuent uniquement dans le domaine temporel, nous démontrons que leurs résultats peuvent s'interpréter comme s'ils provenaient d'une RTF (inversibilité, sensibilité et résolution, approximation par une RTF de Wigner-Ville). Nous développons aussi divers modèles logiciels optimisés, en arithmétique à virgule flottante et fixe, sur processeur généraliste et DSP. Nous décrivons ensuite le passage à une architecture matérielle générique, nommée F-TFR (Fast Time-Frequency Representation), reposant d'une part sur un multiplexage temporel qui permet d'augmenter la résolution fréquentielle, avec une croissance linéaire du nombre d'opérateurs de calcul, et d'autre part sur la réalisation d'un générateur de filtres optimisés. Finalement, nous détaillons la conception d'un prototype cascadable, fabriqué en technologie 0.13µm.

Phd defence : 06/24/2008

Jury members :

Casseau Emmanuel, Professeur ENSSAT [Rapporteur]
Naviner Lirida, HDR ENST [Rrapporteur]
Durbin François,Ingénieur de recherche, CEA [rapporteur]
Mehrez Habib, Professeur UPMC
Granado Bertrand, Professeur ENSEA
Greiner Alain,Professeur, UPMC
Robert Michel, Professeur, LIRMM

2004-2010 Publications

• 2010
  • L. Noury, H. Mehrez : “A flexible realtime system for broadband time-frequency analysis in 130 NM CMOS”, ICECS 2010 - 17^th IEEE International Conference on Electronics, Circuits and Systems, Athens, Greece, pp. 251-254, (IEEE) (2010)
• 2008
  • L. Noury : “Contribution à la conception de processeurs d’analyse de signaux à large bande dans le domaine temps-fréquence : l’architecture F-TFR”, thesis, phd defence 06/24/2008, supervision Mehrez, Habib (2008)
• 2007
  • L. Noury, H. Mehrez, F. Durbin, A. Tissot : “A Cascadable ASIC Prototype for Real Time Time-Frequency Analysis”, MWSCAS Midwest Symposium on Circuits and Systems, Montreal, Canada, pp. 690-693, (IEEE) (2007)
  • L. Noury, F. Durbin, H. Mehrez, A. Tissot : “A Generic ASIC Architecture for Real Time Time-Frequency Analysis of Non-stationary Large Bandwidth Signals”, IMTC IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference, Warsaw, Poland, pp. 1-5, (IEEE) (2007)
• 2004
  • L. Noury, H. Mehrez, F. Durbin, A. Tissot : “Use of multiple numeration systems for architecture and design of a high performance FIR filter netlist generator”, ICM 2004 - 16^th International Conference on Microelectronics, Tunis, Tunisia, pp. 547-550, (IEEE) (2004)
  • L. Noury, H. Mehrez : “Générateur de netlist de filtres numériques RIF optimisés”, JNRDM 2004 - 7^es Journées Nationales du Réseau Doctoral en Microélectronique, Marseille, France, pp. 451-453 (2004)