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Backhaul Les possibilités du 60GHz

Backhaul Les possibilités du 60GHz. 11/04/2012. Projet WIATIC (Electra2010) . Liaisons point à point Haut Débit C ourte portée. Choix et Approches. Fréquence Porteuse 60GHz Architecture: Dimensionnement & Evaluation Performances Conception Electronique : IBM SiGe BiCMOS 130n. Agenda

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Presentation Transcript

  1. BackhaulLes possibilités du 60GHz 11/04/2012

  2. Projet WIATIC (Electra2010) Liaisons point à point Haut Débit Courte portée Choix et Approches Fréquence Porteuse 60GHz Architecture: Dimensionnement & Evaluation Performances Conception Electronique : IBM SiGeBiCMOS 130n

  3. Agenda Transmissions Radiofréquence @ 60 GHz Implémentations: Architectures & Performances 60 GHz vs 40 GHz Perspectives

  4. 60GHz |Radiocommunications @ 60GHz 7 GHz de bande passante 60 GHz Absorption due à la pluie Pic d'absorption de l'oxygène 100 16 10 12 Atténuation (dBm/km) Atténuation (dBm/km) 8 1 4 1 10 100 1000 20 40 100 60 80 Fréquence (GHz) Fréquence (GHz)

  5. 60GHz |Conception Electronique « DELICATE » Fuites vers le soustrat Capacités parasites Lignes de connexion NF P1dB Bruit de Phase

  6. 60GHz |Radiocommunications @ 60GHz Capacité= BW * log2( 1 + S/N ) 60 GHz AWGN PA UC PHY LNA DC PHY S/N= P1dB + GantTX + AttenuationCanal+GantRX – NF – PBruit/BW Bruit de Phase élevé @ 60GHz

  7. Agenda Transmissions Radiofréquence @ 60 GHz Implémentations: Architectures & Performances 60 GHz vs 40 GHz Perspectives

  8. Implémentations |Première Approche Première Approche : Instinctive Gain élevé & NF ~ élevé Pertes de conversion élevées & NF élevé LNA DC PHY VCO @ 60GHz Bruit de Phase élevé [CMOS] T. Mitomo et al, ”A 60-GHz CMOS Receiver Front-End With Frequency Synthesizer”, IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, VOL. 43, NO. 4, APRIL 2008.

  9. Implémentations |Axes d’Optimisation AWGN PA DC PHY UC PHY LNA Axes d’Optimisation

  10. Implémentations |Bruit de Phase: Approche IBM /2 90° 17,5GHz x3 PLL MULTIPLIEUR de FREQUENCE ADC ADC +20log10(3) LNA -98 to -102 dBc/Hz @ 1MHz -100 to -106 dBc/Hz @ 1MHz [IBM] S.K. Reynolds et al, ”A Silicon 60-GHz Receiver and Transmitter Chipset for Broadband Communications” IEEE JOURNAL OF SOLID-STATE CIRCUITS, VOL. 41, NO. 12, DECEMBER 2006.

  11. Implémentations |Figure de Bruit: Approche LAAS MELANGEURS PASSIFS ADC ADC 1GHz PLL 20GHz PLL LNA 90°

  12. Implémentations |Modélisation RX @ 60 GHz

  13. Implémentations |Evaluation BER vs SNR Tripleur & NF Mélangeur Passif

  14. Implémentations |Modélisation lien @ 60 GHz PA P1dB WIATIC: 15 dBm SOTA: 30 dBm Antenne WIATIC: 15dBi (90°) SOTA: 30dBi (4°) Atténuation Canal PathLoss:68+20log(distance) Pique O2: 16dB/km Pluie: f(distance, débit) Antenne WIATIC: 15dBi (90°) SOTA: 30dBi (4°)

  15. Implémentations |Evaluation BER vs Distance Tx-Rx

  16. Agenda Transmissions Radiofréquence @ 60 GHz Implémentations: Architectures & Performances 60 GHz vs 40 GHz Perspectives

  17. 60GHz vs 40GHz |Chaîne de Transmission AWGN PA UC PHY LNA DC PHY S/N= P1dB + GantTX + AttenuationCanal+GantRX – NF – PBruit/BW

  18. 60GHz vs 40GHz | Capacité vs Couverture Capacité = BW * log2(1+S/N) 60 GHz 40 GHz

  19. 60GHz vs 40GHz | Bruit de Phase Qualité Eléments Résonants @ 60GHz • 40 GHz • 60 GHz Multiplieurs de Fréquence • PN@20GHz+ • 9dBi • PN@20GHz+ • 6dBi S PLL 20GHz x2 x3

  20. 60GHz vs 40GHz | Capacité vs Couverture BRUIT de PHASE 60 GHz 40 GHz

  21. Agenda Transmissions Radiofréquence @ 60 GHz Implémentations: Architectures & Performances 60 GHz vs 40 GHz Perspectives

  22. 40GHz & 60GHz | Perspectives d’Evolution • Pluie • Pluie • Electronique • Electronique • Bande • Passante • 7 GHz • Bande • Passante • 7 GHz • Oxygène • Oxygène

  23. Q&A

  24. Parcours personnel VCO 60 GHz ( M.Sanduleanu et B.Allard) 2004 2005 VCO à base de MEMS ( P. Vincent et J. Verdier) 2006 Architecture de récepteurs radiofréquence dédiés au traitement bibande simultané ( C.Barbier et G. Villemaud) 2010 Transmissions radiofréquence 60 GHz ( T. Parra et E. Tournier) 2012 Transmissions radiofréquence 40 GHz ( F. Magne)

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