Brevet FR2700086A1 — publié le 19940701

PROCEDE DE TRANSMISSION D'INFORMATIONS A DEBIT ELEVE PAR ALLOCATION MULTIPLE DE BLOCS, PROCEDE DE RECEPTION ASSOCIE ET DISPOSITIF DE RECEPTION POUR SA MISE EN OEUVRE La présente invention concerne un procédé de transmission d'informations à débit élevé par allocation multiple de blocs Elle vise également un procédé de réception associé et un dispositif de réception pour sa mise en oeuvre. Dans un système à accès multiple à répartition dans le temps (AMRT), chaque usager utilise une fréquence donnée pendant un intervalle de temps donné, les autres intervalles de temps étant réservés à d'autres utilisateurs la structure du signal est fondée sur la notion de bloc, correspondant au terme anglo-saxon de "burst" Un bloc contient des symboles de début et de fin qui sont connus du récepteur, des symboles d'information qui constituent la charge utile d'un bloc, et une séquence d'apprentissage connue à priori du récepteur et utilisée à des fins de synchronisation, d'estimation de canal et d'égalisation. L'efficacité utile d'un bloc est définie par le rapport: charge utile eu = début +charge utile+séquence +fin L'efficacité utile eu augmente avec la charge utile Un certain nombre Nb de blocs précités est inséré dans une entité supérieure appelée trame qui est répétée25 périodiquement Le débit utile pour un utilisateur disposant d'un bloc par trame est: ncu Du = dt o ncu est le nombre de symboles d'information transmis par cet utilisateur, c'est à dire la charge utile de son bloc, dt est la durée d'une trame. En communication radio, le comportement du canal de transmission varie dans le temps Pour pouvoir détecter un bloc reçu et décider de la valeur des symboles d'information, le récepteur doit connaître le comportement du canal de transmission pendant la durée de transmission du bloc Pour cela, un dispositif d'estimation utilise la 5 séquence d'apprentissage placée au milieu du bloc Les caractéristiques de cette séquence d'apprentissage sont choisies en fonction des caractéristiques du canal de transmission On comprend que plus le bloc s'étend de chaque côté de la séquence d'apprentissage, c'est à dire plus la10 longueur de la charge utile est grande devant celle de la séquence d'apprentissage, moins la réponse impulsionnelle du canal estimée au centre du bloc sera valable aux deux extrémités du bloc La séquence d'apprentissage est généralement placée au milieu du bloc et la charge utile,15 dont la taille est dimensionnée en fonction de celle de la séquence, est équirépartie de chaque côté afin de minimiser les fluctuations du canal, donc les variations de sa réponse impulsionnelle, sur la durée du bloc. S'il est nécessaire pour un usager de transmettre un débit supérieur au débit utile correspondant à un bloc, une solution consiste à lui allouer plusieurs blocs, non nécessairement adjacents, dans une même trame Si on lui alloue N blocs, cet usager bénéficie alors d'un débit utile égal à: n ncu dt En revanche, l'efficacité utile de la transmission reste égale à eu. Le but de la présente invention est de proposer un procédé de transmission d'informations à débit élevé par allocation multiple de blocs qui contribue également à une amélioration de l'efficacité utile de la transmission.35 Selon l'invention, le procédé de transmission d'informations à débit élevé par allocation multiple de blocs au sein d'une trame de transmission, chaque bloc comprenant des symboles de début et de fin connus d'un récepteur, des symboles d'information et une séquence d'apprentissage, est caractérisé en ce qu'on alloue à un 5 usager plusieurs blocs adjacents et en ce que les séquences d'apprentissage respectives et les symboles d'information respectifs desdits blocs adjacents sont réarrangés pour générer un super-bloc comprenant une séquence d'apprentissage unique.10 Ainsi, on obtient des super-blocs au sein desquels sont réarrangés les symboles d'apprentissage et d'information. L'efficacité utile est alors considérablement augmentée En effet, la séquence d'apprentissage d'un super-bloc peut être la même que celle d'un bloc normal si le comportement du15 canal le permet, ou plus longue si c'est nécessaire. Cependant, si cette séquence d'apprentissage devait avoir une longueur supérieure à la somme des longueurs des séquences d'apprentissage des blocs normaux concaténés dans le super-bloc, alors le procédé selon l'invention ne20 pourrait pas dans ce cas procurer le gain attendu en efficacité utile. Selon un autre aspect de l'invention, le procédé de réception d'informations transmises à débit élevé par allocation multiple de blocs au sein d'une trame de25 transmission, chaque bloc comprenant initialement des symboles d'information et une séquence d'apprentissage, associé au procédé de transmission selon l'invention, est caractérisé en ce qu'il comprend une étape de reconnaissance de la réception d'un super-bloc, ledit super-bloc ayant été30 préalablement obtenu par réarrangement des séquences d'apprentissages respectives et des symboles d'informations respectifs de plusieurs blocs adjacents alloués à un même usager, et comprenant une séquence d'apprentissage unique, et en ce que ledit procédé comprend en outre, en cas de35 reconnaissance d'un super-bloc, une étape pour traiter ce super-bloc et en extraire les symboles d'information. Selon encore un autre aspect de l'invention, le dispositif de réception d'informations transmises à débit élevé par allocation multiple de blocs au sein d'une trame de transmission, chaque bloc comprenant initialement des symboles d'information et une séquence d'apprentissage, mettant en oeuvre le procédé de réception selon l'invention, est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour reconnaître la réception d'un ou plusieurs super-blocs générés par mise en oeuvre du procédé de transmission selon10 l'invention, et des moyens pour traiter lesdits super-blocs reçus et en extraire les symboles d'information contenus dans les blocs concaténés. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description ci-après. Aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs: la figure 1 représente la structure de deux blocs adjacents au sein d'une trame et la structure d'un super-bloc obtenu avec le procédé selon l'invention; la figure 2 représente trois modes particuliers de transmission d'informations relatives à l'émission de super-blocs; et la figure 3 illustre une forme particulière de mise en oeuvre du procédé selon l'invention avec allocation de quatre blocs adjacents à un même usager au sein d'une trame. On va maintenant décrire un exemple de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, en référence à la figure 1 qui représente une configuration classique 1 de deux blocs30 adjacents Bi, B 2 au sein d'une trame T dont les autres blocs ne sont pas représentés, et, dans une illustration du même type, une configuration d'un super-bloc SB obtenu avec le procédé selon l'invention Chaque bloc initial Bi, B 2 contient des symboles de début Sdi, Sd 2 et de fin Sf 1, Sf 235 connus du récepteur, une "charge utile" constituée de symboles d'information et divisée en deux parties Dl A, D 1 B; D 2 A,D 2 B entre lesquelles est insérée une séquence d'apprentissage Si; 52 dimensionnée en fonction du comportement attendu du canal de transmission A ce titre, on effectue d'abord des études de comportement du canal afin 5 de pouvoir soit choisir une séquence existante, soit en fabriquer une nouvelle, permettant ainsi de mener à bien l'estimation du canal de transmission Des symboles de garde 2, utilisés à des fins de synchronisation et aussi pour éviter tout recouvrement entre deux blocs consécutifs, particulièrement s'ils sont destinés à deux récepteurs différents, sont généralement prévus entre les deux blocs adjacents Bi, B 2 Le super-bloc SB contient également des symboles de début et de fin Sd, Sf, une charge utile divisée en deux parties Dl, D 2 entre lesquelles est placée la15 séquence d'apprentissage unique S. L'avertissement du récepteur de l'imminence d'une transmission de super-blocs peut être effectué de plusieurs façons possibles par la station d'émission, en référence à la figure 2 Dans une première option a), un bloc20 d'avertissement B Ai, B Ak, contenant des informations représentatives de la configuration d'un super-bloc, est transmis avant chaque trame contenant au moins un super-bloc SB 1, S Bk constitué d'une charge utile Dll, D 21; Dlk, D 2 k et d'une séquence d'apprentissage unique Si, Sk Ces25 informations représentatives incluent le nombre de blocs adjacents concaténés dans le super-bloc concerné, la position de la séquence d'apprentissage au sein du super- bloc et la taille (longueur) de cette séquence d'apprentissage On peut également transmettre les30 caractéristiques de la séquence d'apprentissage Ainsi, une séquence d'apprentissage est généralement constituée de L symboles de garde suivis de P symboles de référence, suivis de L symboles de garde, L étant égal à la longueur de la réponse impulsionnelle du canal en nombre de durées35 symboles, et P devant être supérieur ou égal à L+ 1 Suivant les valeurs de P et de L, on peut donc estimer un canal plus ou moinsf-flong Il est donc avantageux de transmettre au sein des informations représentatives de la configuration d'un super-bloc, les valeurs de P et de L, ou alors un numéro de référence donnant automatiquement ces valeurs. 5 Dans une seconde option b), un seul bloc d'avertissement B est transmis en tête d'un train de N trames contenant chacune un super-bloc SB 1, SBN et ce bloc d'avertissement contient, outre les informations de configuration précitées, le nombre N de trames contenant des super-blocs Cette10 option est bien sûr envisageable lorsque les super-blocs transmis ont la même configuration. Dans une troisième option c), si des configurations caractéristiques de super-blocs sont répertoriées et connues des équipements récepteurs, on peut alors considérablement15 réduire le volume d'informations d'avertissement à transmettre en ne transmettant plus de blocs préalables, mais en ne transmettant qu'une simple information de signalisation K, M avant chaque super-bloc S Bk, S Bm. L'équipement récepteur est alors prévu pour interpréter20 cette signalisation et préparer selon la configuration associée à cette signalisation la réception des super- blocs. Le procédé selon l'invention peut être appliqué à un nombre de blocs adjacents supérieur à 2 Ainsi, en référence à la figure 3, on peut envisager la concaténation de quatre blocs adjacents Bt, B 2, B 3, B 4, dotés chacun d'une charge utile l A, 1 B; 2 A, 2 B; 3 A, 3 B; 4 A, 4 B, et d'une séquence d'apprentissage Si, 52, 53, 54 Dans une première étape de concaténation, on obtient deux super-blocs B 12, B 34 issus respectivement de la concaténation des blocs BM, B 2 et des30 blocs B 3, B 4, chaque super-bloc comportant une séquence d'apprentissage 512, 534 Dans une seconde étape de concaténation, les deux super-blocs sont concaténés pour générer un super-bloc B 14 comportant une séquence d'apprentissage unique 514 et une charge utile constituée35 des symboles d'information l A, 1 B; 2 A, 2 B; 3 A, 3 B; 4 A, 4 B issus des blocs initiaux BM, B 2, B 3, B 4 L'efficacité utile de la transmission de tels super-blocs est considérablement augmentée par rapport à celle de la transmission de blocs isolés, si toutefois la longueur de la séquence d'apprentissage unique reste inférieure à quatre fois la 5 longueur de la séquence d'apprentissage d'un bloc initial. Ceci dépend du comportement dans le temps du canal de transmission. Le procédé de réception associé au procédé de transmission selon l'invention comprend une étape de reconnaissance de la réception prochaine d'un ou plusieurs super-blocs et une étape de traitement de ce ou ces super- blocs L'étape de reconnaissance comprend la réception d'informations représentatives de la configuration d'un super-bloc, notamment le nombre de blocs concaténés dans un15 super-bloc, l'emplacement de la séquence d'apprentissage unique au sein du super-bloc et la taille de la séquence d'apprentissage En général, une séquence d'apprentissage comprend des symboles de garde en nombre L suivis de symboles de référence en nombre P suivis eux-mêmes de20 symboles de garde en nombre L Si le procédé de transmission selon l'invention prévoit la transmission des valeurs P et L, alors l'étape de reconnaissance du procédé de réception associé comprend en outre la réception des valeurs P et L. En outre, si le procédé de transmission selon l'invention25 prévoit la transmission d'un numéro de référence fournissant ces valeurs P et L, alors le procédé de transmission doit inclure dans son étape de reconnaissance la réception dudit numéro de référence et son traitement pour en déduire lesdites valeurs P et L.30 Plusieurs modes de réception peuvent être envisagés pour prendre en compte les différentes options de transmission précitées Ainsi, l'étape de reconnaissance peut comprendre, en référence à la figure 2 (a), avant chaque réception d'un super-bloc SB 1, S Bk la réception d'un bloc spécifique B Al,35 B Ak contenant lesdites informations représentatives de la configuration dudit super-bloc SB 1, S Bk L'étape de reconnaissance peut également comprendre la réception d'une information représentative du nombre N de trames dans lesquelles des super-blocs SB 1, SBN sont utilisés, en référence à la figure 2 (b) On peut aussi prévoir la 5 réception préalable d'un numéro de configuration K, M, sous la forme d'une information de signalisation, associé à une configuration prédéterminée de super-blocs S Bk, S Bm qui doivent être reçus, en référence à la figure 2 (c). Le procédé de réception selon l'invention est mis en oeuvre dans un dispositif de réception comprenant, outre des moyens classiques pour recevoir et traiter des trames de transmission, des moyens pour reconnaître la réception de super-blocs et des moyens pour traiter ces super-blocs et en extraire les symboles d'information contenus dans les blocs15 initiaux concaténés. Bien sûr, la présente invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention Ainsi, le nombre de blocs20 concaténés n'est pas limité à celui donné dans les exemples décrits. REVENDICATIONS 1 Procédé de transmission d'informations à débit élevé par allocation multiple de blocs au sein d'une trame de transmission, chaque bloc (Bi, B 2) comprenant des symboles 5 de début (Sdi, Sd 2) et de fin (Sf 1, Sf 2) connus d'un récepteur, des symboles d'information (Di A, D 1 B; D 2 A, D 2 B) et une séquence d'apprentissage (Si, 52), caractérisé en ce qu'on alloue à un usager plusieurs blocs adjacents (Bi, B 2) et en ce que les séquences d'apprentissage respectives (Si,10 52) et les symboles d'information respectifs (Dl A, Dl B; D 2 A, D 2 B) desdits blocs adjacents sont réarrangés pour générer un super-bloc (SB) comprenant une séquence d'apprentissage unique (S). 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape pour avertir le récepteur de la transmission imminente de super-blocs, comportant la transmission d'informations représentatives de la configuration d'un super-bloc, notamment le nombre de blocs concaténés dans un super-bloc, l'emplacement de la séquence20 d'apprentissage unique au sein du super-bloc et la taille de ladite séquence d'apprentissage unique. 3 Procédé selon la revendication 2, ladite séquence d'apprentissage unique comprenant des symboles de garde en nombre L suivis de symboles de référence en nombre P suivis25 eux-mêmes de symboles de garde en nombre L, caractérisé en ce que lesdites informations représentatives comprennent en outre les valeurs P et L. 4 Procédé selon la revendication 2, ladite séquence d'apprentissage unique comprenant des symboles de garde en nombre L suivis de symboles de référence en nombre P suivis eux-mêmes de symboles de garde en nombre L, caractérisé en ce que lesdites informations représentatives comprennent en outre un numéro de référence fournissant les valeurs P et L. 5 Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'une étape d'avertissement est effectuée avant la transmission d'un super-bloc (SB 1, S Bk) et en ce que ladite étape d'avertissement comprend la transmission d'un bloc spécifique (B Al, B Ak) contenant lesdites informations représentatives de la configuration dudit super-bloc (SB 1, S Bk). 5 6 Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les informations transmises au cours de l'étape d'avertissement comportent en outre une information représentative du nombre (N) de trames dans lesquelles des super-blocs (SB 1, SBN) sont utilisés.10 7 Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'à chaque configuration de super-bloc (S Bk, S Bm) connue à l'avance est associé un numéro de configuration, et en ce que l'étape d'avertissement consiste en la transmission du numéro de configuration (K, M)15 correspondant à la configuration des super-blocs qui doivent être transmis. 8 Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le nombre de blocs adjacents alloués à un même usager au sein d'une trame de20 transmission est égal à deux. 9 Procédé de réception d'informations transmises à débit élevé par allocation multiple de blocs au sein d'une trame de transmission, chaque bloc (Bi, B 2) comprenant initialement des symboles d'information (Di A, Dl B; D 2 A, D 2 B)25 et une séquence d'apprentissage (Si, 52), associé au procédé de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de reconnaissance de la réception d'un super-bloc, ledit super- bloc ayant été préalablement obtenu par réarrangement des30 séquences d'apprentissages respectives et des symboles d'informations respectifs de plusieurs blocs adjacents alloués à un même usager et comprenant une séquence d'apprentissage unique, et en ce qu'il comprend en outre, en cas de reconnaissance d'un super-bloc, une étape pour35 traiter ce super-bloc et en extraire lesdits symboles d'information. il Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'étape de reconnaissance comprend la réception d'informations représentatives de la configuration d'un super-bloc, notamment le nombre de blocs concaténés dans un 5 super-bloc, l'emplacement de la séquence d'apprentissage unique au sein du super-bloc et la taille de ladite séquence d'apprentissage. 11 Procédé selon la revendication 10, ladite séquence d'apprentissage unique comprenant des symboles de garde en nombre L suivis de symboles de référence en nombre P suivis eux-mêmes de symboles de garde en nombre L, caractérisé en ce que l'étape de reconnaissance comprend en outre la réception des valeurs P et L. 12 Procédé selon la revendication 10, ladite séquence d'apprentissage unique comprenant des symboles de garde en nombre L suivis de symboles de référence en nombre P suivis eux-mêmes de symboles de garde en nombre L, caractérisé en ce que l'étape de reconnaissance comprend en outre la réception d'un numéro de référence fournissant les valeurs L20 et P. 13 Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que l'étape de reconnaissance comprend avant chaque réception d'un super-bloc (SB 1, S Bk) la réception d'un bloc spécifique (B Al, B Ak) contenant25 lesdites informations représentatives de la configuration dudit super-bloc (SB 1, S Bk). 14 Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, caractérisé en ce que l'étape de reconnaissance comprend en outre la réception et la reconnaissance d'une information représentative du nombre (N) de trames dans lesquelles des super-blocs (SB 1, SBN) sont utilisés. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que l'étape de reconnaissance comprend en outre la réception préalable et la reconnaissance d'un numéro de configuration associé à une configuration prédéterminée de super-blocs qui doivent être reçus. 16 Dispositif de réception d'informations transmises à débit élevé par allocation multiple de blocs au sein d'une trame de transmission, chaque bloc (Bi, B 2) comprenant initialement des symboles d'information (Dl A, D 1 B; D 2 A, D 2 B) et une séquence d'apprentissage (Si, 52), mettant en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 15, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour reconnaître10 la réception d'un ou plusieurs super-blocs générés par mise en oeuvre du procédé de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, et des moyens pour traiter lesdits super- blocs reçus et en extraire les symboles d'information contenus dans les blocs initiaux concaténés (Bi, B 2).15 t