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1 IMS - Laboratoire de l-intégration, du matériau au système

Abstract : Since their emergence, Wireless Sensor Networks WSN have been growing continually becoming a key player in many applications such as military tracking, remote monitoring, bio-sensing and home automation. These networks are based on IEEE 802.15.4 standard which is dedicated to low rate wireless personal area networks LR-WPANs in the unlicensed radio band 868MHz-915MHz-2.4GHz. Low power consumption, low cost of implementation and high level of integration are the main challenges of these systems. As radio frequency transceiver is one of the most power hungry block in wireless sensor node, power consumption of radio frequency front-end RFFE must be reduced. To deal with, several approaches are possible, either at circuit level by investigating operating modes of transistors and merging functionalities or at system level by searching novel demodulation architecture. This thesis explores the specific requirements and challenges for the design of ultra-low power radio frequency integrated circuits RFICs, leading to the design of a compact demodulator implemented in 65 nm CMOS technology and compatible with all modulation schemes.

Résumé : Depuis leur émergence, les réseaux de capteurs sans fil WSN n’ont cessé de se développer devenant un acteur clé dans de nombreuses applications telles que le suivi militaires, la surveillance à distance, la bio-détection et de la domotique. Ces réseaux sont basés sur la norme IEEE 802.15.4 qui est dédié aux réseaux personnels sans fil à faible débit LR-WPAN dans la bande de fréquences radio sans licence 868MHz-915MHz-2.4GHz. Faible consommation d-énergie, faible coût de mise en œuvre et le niveau élevé d-intégration sont les principaux défis de ces systèmes. L’émetteur-récepteur est le bloc qui consomme le plus d’énergie dans un nœud capteur, ainsi, la consommation d-énergie du frontal radiofréquence RFFE doit être réduite. Pour ce faire, plusieurs approches sont possibles, que ce soit au niveau circuit en enquêtant sur les modes de fonctionnement du transistor ou bien en combinant les fonctionnalités des blocs radiofréquences. Une autre stratégie est d’investiguer le niveau système en proposant de nouvelles architectures de démodulation. Cette thèse explore les exigences et les défis spécifiques pour la conception de circuits intégrés radiofréquences RFIC ultra-basse consommation pour les réseaux de capteurs sans fil. Ces travaux ont abouti à la conception d-un démodulateur compact réalisé dans une technologie CMOS 65nm et qui est compatible avec tous les types de modulation.

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Keywords : Ultra-low power Integrated circuits Wireless sensor networks

Mots-clés : Réseaux de capteurs sans fil Circuits intégrés Front-end RF Cmos Très faible consommation





Autor: Hassen Kraimia -

Fuente: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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