L'utilisation de récepteurs radiofréquence agiles est devenue incontournable dû au contexte orienté vers la mobilité et à la demande de haut débit. Cependant, les différentes solutions proposées afin d'augmenter le débit supporté par les terminaux mobiles induisent une augmentation de la consommation électrique de ces équipements de télécommunication. En prenant en compte le fait que l'augmentation des capacités des batteries ait un relativement faible taux de croissance, on comprend le compromis à faire entre le débit et la consommation électrique au niveau de la conception des terminaux mobiles destinés aux radiocommunications. Dans le cadre de la standardisation de la quatrième génération de téléphonie mobile, une des solutions techniques proposées afin d'augmenter le débit des transmissions radiofréquence est la transmission de signaux agrégés ayant des composantes spectrales non adjacentes. Par conséquent, la tête radio réalisant la translation en fréquence au niveau du récepteur doit pouvoir traiter simultanément plusieurs bandes de fréquence. Dans un premier temps, l'étude bibliographique menée sur les architectures de ce type de récepteurs souligne l'utilisation systématique d'une structure très gourmande en termes de consommation : l'empilement de chaînes de traitement, chacune dédiée à une unique bande de fréquence. Afin de limiter la consommation électrique due au processus de parallélisation des différentes étapes de traitement, une nouvelle architecture de récepteur à chaine de traitement unique est proposée et brevetée dans le cadre des travaux réalisés durant cette thèse de doctorat. Différentes études permettent de réaliser une évaluation théorique des gains en termes de performances ainsi que de consommation électrique suite à l'utilisation de l'architecture proposée à la place de l'empilement de chaînes de réception dédiées. Dans un premier temps, la validation de ces études théoriques se fait par le biais de simulations ADS (Agilent Technologies). Dans un deuxième temps, la validation des résultats théoriques repose sur la mesure utilisant un prototype de ce récepteur. Le design ainsi que la mesure de ce prototype représentent une partie conséquente en termes de charge de travail. Compte tenu des résultats obtenus, cette étape est considérée cependant essentielle dans le processus d'évaluation des performances d'un récepteur radiofréquence utilisant l'architecture proposée. Ainsi, suite à une étude comparative entre un récepteur bibande utilisant l'architecture proposée et un récepteur à empilement de deux chaines de traitement, on estime obtenir un gain en termes de consommation électrique variant entre 20 % et 30 % en faveur du récepteur proposé. Cette estimation est valable pour le cas ou les performances des deux récepteurs sont identiques. La dernière partie du travail mené dans le cadre de cette thèse est consacrée à la présentation d'une architecture de récepteur à front-end unique capable de supporter une transmission MIMO d'un signal bibande. Le cas d'étude choisie pour valider les performances de ce type de récepteur est celui d'une transmission MIMO LTE-Advanced à spectre discontinu.

Les systèmes de communications numériques mobiles tendent à intégrer de plus en plus d'applications (GSM, radio, TV, GPS, etc.) tout en fonctionnant sur plusieurs normes. Cette évolution implique une reconfigurabilité en ligne des récepteurs à l'aide d'une programmation logicielle justifiant le terme de radio-logicielle. Par ailleurs, les normes de communication actuelles exigent des débits élevés. Les bandes de fréquence nécessaires sont donc étendues (jusqu'à plusieurs centaines de mégahertz). Ainsi, les systèmes de réception doivent être à très large bande. La reconfigurabilité logicielle implique la numérisation des signaux au plus près de l'antenne, les hauts débits imposent une large bande passante. Une solution pour répondre à ces exigences est l'utilisation de convertisseurs analogique-numérique à base de modulateurs sigma-delta en parallèle. Parmi les architectures possibles, on compte : l'architecture à entrelacement temporel, l'architecture à base de modulation de Hadamard et l'architecture à décomposition fréquentielle. Ces architectures sont susceptibles de traiter toute la bande de fréquences possible. Cependant, pour une norme donnée, le bon fonctionnement du récepteur ne nécessite pas la conversion de la bande totale à la résolution maximale. La largeur de bande pourra être adaptée au signal à convertir. Au cours de ce travail de thèse, nous avons proposé une nouvelle architecture de numérisation large bande constituée de modulateurs sigma-delta en parallèle, fonctionnant sur le principe de la décomposition fréquentielle FBD (Frequency Band Decomposition). Les modulateurs sont de type passe-bande à temps continu afin de permettre le fonctionnement à des fréquences élevées. Pour la partie numérique, nous avons développé un système de reconstruction du signal numérique adapté à la sortie des différents modulateurs. L'incertitude due aux dispersions technologiques dans la réalisation de circuits analogiques est l'une des causes de la dégradation de la précision des modulateurs sigma-delta à temps continu. Afin d'adapter l'architecture aux imperfections de la partie analogique, nous proposons une modification de cette architecture en ajoutant deux modulateurs supplémentaires (EFBD Extended Frequency Band Decomposition). Grâce à cette architecture à bande étendue, combinée à des algorithmes de calibration, nous corrigeons les erreurs sur le module et la phase introduites par les dispersions analogiques. Finalement, nous avons implanté le traitement numérique dans une technologie CMOS 0.12 µm afin d'évaluer la surface nécessaire pour le traitement numérique. Cette étude théorique a permis de proposer des solutions nouvelles de conversion large bande et de les valider en vue d'une implémentation future sous forme intégrée.