Brevet FR2716316A1 — publié le 19950818

Emetteur/récepteur de signaux fonctionnant à l'alternat Le domaine de l'invention est celui des émetteurs/récepteurs de signaux fonctionnant à l'alternat. Plus précisément, la présente invention concerne un tel émetteur/récepteur présentant une structure simplifiée, et pouvant fonctionner en mode AMRT. Les figures 1A et 1B représentent respectivement un étage d'émission et de réception d'un émetteur/récepteur fonctionnant à l'alternat. L'étage d'émission de la figure 1A reçoit un signal d'entrée à transmettre constitué ici par deux composantes Ie et Qe en bande de base correspondant respectivement aux composantes en phase et en quadrature d'un signal à transmettre. On considère dans la présente invention une modulation de type MDP-4 (Modulation à Déplacement de Phase à 4 états de phase) par exemple. Ces composantes sont appliquées à des moyens de traitement 34 comprenant deux amplificateurs 10 et 11 à gain variable suivis de filtres passe-bas 12, 13. Les filtres passe-bas sont suivis de moyens de modulation 14 comprenant deux mélangeurs 15, 16 recevant deux signaux en quadrature de phase d'un oscillateur local 19 d'émission et d'un déphaseur de 90 référencé 17. Les mélangeurs 15 et 16 fournissent chacun un signal modulé à un sommateur 18 suivi par un amplificateur de puissance 20. Le signal de sortie de l'amplificateur 20 constitue un signal modulé à transmettre SXT et peut être directement appliqué à une antenne. L'étage d'émission comporte ici une boucle de retour assurant une commande de gain des amplificateurs 10 et 11. Cette boucle de retour comporte un coupleur 21 prélevant une fraction du signal SMT suivi par un atténuateur 22. Des moyens de démodulation 23 comprenant deux mélangeurs 24, 25 et un déphaseur de 90 référencé 26, reçoivent ce signal atténué ainsi que le signal issu de l'oscillateur local 19 par l'intermédiaire d'un déphaseur variable 27. Les composantes démodulées sont notées i et q. Ces composantes i et q correspondent donc au signal SxT démodulé et sont appliquées aux moyens de traitement 34. Une détection de niveau réalisée par deux diodes 28, 29 associées à des intégrateurs 30, 31 permet d'estimer l'amplitude des signaux Ie et Qe. Deux soustracteurs 32, 33 recevant une tension de référence Vref fournissent des signaux de commande de gain appliqués aux amplificateurs 10 et 11 dans le but d'assurer une amplification à niveau constant et donc une émission à puissance constante quelle que soit l'amplitude des composantes Ie et Qe. A l'étage de réception de la figure 1B est appliqué un signal modulé reçu SR, éventuellement capté par la même antenne que celle auquel est appliqué le signal SMT (FIG.1A). Ce signal SR est appliqué à des moyens de démodulation 35 comprenant deux mélangeurs 36, 37 recevant des signaux en quadrature de phase d'un oscillateur local 39 de réception et d'un déphaseur de 90 référencé 38. Les signaux de sortie des mélangeurs 36 et 37 sont constitués par deux composantes Ir et Qr en bande de base correspondant aux composantes de modulation du signal modulé reçu SR. Dans un fonctionnement à l'alternat, des moyens de synchronisation pilotent les étages d'émission de la figure 1A et de réception de la figure 1B pour marquer les alternances entre les phases d'émission et de réception. Le principal inconvénient d'un émetteur/récepteur comportant de tels étages d'émission et de réception est que ces étages ne sont pas employés de manière optimale puisque pendant les phases d'émission l'étage de démodulation n'est pas employé et pendant les phases de réception, c'est l'étage d'émission qui ne l'est pas. Le même problème se pose dans les émetteurs/récepteurs fonctionnant en fréquence intermédiaire, c'est à dire où les signaux démodulés (i et q et Ir et Qr) sont remplacés par un signal en fréquence intermédiaire et où les moyens de démodulation sont remplacés par des moyens de transposition de fréquence. L'invention a pour objectif de remédier à cet inconvénient en fournissant un émetteur/récepteur fonctionnant à l'alternat présentant une structure simplifiée et donc moins coûteuse que dans l'état de la technique. Cet objectif, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, est atteint grâce à un émetteur/récepteur de signaux fonctionnant à l'alternat et comprenant classiquement - des moyens de modulation d'un signal à transmettre pendant des phases d'émission, ces moyens de modulation fournissant un signal modulé à transmettre ; - des premiers moyens de transposition du signal modulé à transmettre, ces premiers moyens de transposition fournissant un signal transmis transposé - des seconds moyens de transposition d'un signal modulé reçu pendant des phases de réception, ces seconds moyens de transposition fournissant un signal reçu transposé. Selon l'invention, les premier et second moyens de transposition sont constitués par des moyens de transposition uniques et des moyens additionnels d'émission répondant à un signal d'horloge d'émission sont prévus pour connecter les moyens de modulation aux moyens de transposition uniques pendant les phases d'émission, ainsi que des moyens additionnels de réception répondant à un signal d'horloge de réception pour déconnecter les moyens de modulation des moyens de transposition uniques et pour appliquer le signal modulé reçu aux moyens de transposition uniques pendant les phases de réception. Comme il sera vu par la suite, les moyens de transposition sont constitués soit par des moyens de transposition en fréquence (fournissant un signal en fréquence intermédiaire), soit par des moyens de démodulation (fournissant des signaux en bande de base). On utilise ainsi de manière optimale la boucle de retour de l'étage de la figure 1A puisque les moyens de démodulation 23 (ou de transposition dans le cas où ceux-ci fournissent un signal en fréquence intermédiaire) peuvent non seulement servir à effectuer une commande de gain du signal à transmettre pendant les phases d'émission, mais également à démoduler (respectivement transposer) le signal reçu pendant les phases de réception. Préférentiellement, les moyens additionnels d'émission et de réception sont constitués par un commutateur à deux accès d'entrée, le signal modulé à transmettre étant appliqué à l'un des accès d'entrée, le signal modulé reçu étant appliqué à l'autre des accès d'entrée. Le commutateur est piloté par des moyens de commande fournissant les signaux d'horloge d'émission et de réception pour appliquer aux moyens de transposition le signal modulé à transmettre pendant les phases d'émission et le signal modulé reçu pendant les phases de réception. Un oscillateur local unique peut être utilisé pour piloter les moyens de modulation et de transposition. Dans ce cas, les moyens de commande peuvent piloter l'oscillateur local en synchronisme avec les moyens additionnels d'émission et de réception pour réaliser une modulation et une transposition fréquentielle à des fréquences différentes. L'émetteur/récepteur selon l'invention peut également comporter des moyens de commutation placés à la sortie des moyens de transposition, ces moyens de commutation fournissant sur une première sortie et pendant les phases d'émission, le signal à transmettre transposé et, sur une seconde sortie et pendant les phases de réception, le signal reçu transposé en fréquence. D'autres caractéristiques et avantages apparaitront à la lecture suivante de deux modes de réalisation préférentiels, donnés à titre illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, dans lesquels - les figures 1A et 1B représentent respectivement un étage d'émission et de réception d'un émetteur/récepteur pouvant fonctionner à l'alternat - la figure 2 est un schéma synoptique d'un mode de réalisation avantageux de l'invention - la figure 3 est un schéma synoptique d'un autre mode de réalisation de l'invention. Les figures 1A et 1B ont été décrites précédemment en référence à l'état de la technique. La figure 2 est un schéma synoptique d'un mode de réalisation avantageux de l'invention. Les éléments identiques à ceux de la figure 1A portent les mêmes références numériques. L'invention se distingue de l'état de la technique en ce que les moyens de démodulation 23 utilisés pendant les phases d'émission pour démoduler le signal transmis SMT sont également utilisés pendant les phases de réception pour démoduler le signal modulé reçu SR pendant ces phases de réception. Un émetteur/récepteur selon l'invention fonctionnant à l'alternat (par exemple en AMRT) comporte donc des moyens de démodulation uniques qui sont ainsi utilisés de manière optimale. Ce résultat est d'une part obtenu grâce à des moyens additionnels d'émission 41 répondant à un signal d'horloge d'émission généré par des moyens de commande 40. Les moyens additionnels d'émission 41 connectent les moyens de modulation 14 aux moyens de démodulation 23 pendant les phases d'émission. Les moyens additionnels d'émission 41 constituent également des moyens additionnels de réception répondant à un signal d'horloge de réception, également généré par les moyens de commande 40, pour déconnecter les moyens de modulation 14 des moyens de démodulation 23 et pour appliquer le signal modulé reçu SR à ces moyens de démodulation 23 pendant les phases de réception. Dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention, les moyens additionnels d'émission et de réception sont constitués par un commutateur 41 à deux accès d'entrée tel que représenté. Le signal modulé à transmettre SMT est appliqué à l'un des accès d'entrée, alors que le signal modulé reçu SR est appliqué à l'autre accès d'entrée. Ainsi, les moyens de commande 40 pilotent le commutateur 41 en lui fournissant les signaux d'horloge d'émission et de réception pour appliquer aux moyens de démodulation 23 le signal modulé à transmettre SMT pendant les phases d'émission et le signal modulé reçu SR pendant les phases de réception. Pendant les phases d'émission, le fonctionnement de l'étage d'émission est le même que précédemment indiqué en référence à la figure 1A et les moyens de démodulation 23 fournissent les composantes i et q aux moyens de traitement 34. Pendant les phases de réception, le signal modulé reçu SR est appliqué à l'entrée de ces moyens de démodulation et ils fournissent deux composantes reçues Ir et Qr. Les composantes reçues Ir et Qr sont appliquées à des moyens de traitement réception 44. Les composantes reçues peuvent être appliquées aux moyens de traitement 34 dès lors qu'il existe une inhibition de ces moyens de traitement 34 pour qu'aucune émission ne se produise pendant les phases de réception. I1 est par exemple possible de piloter les amplificateurs 10 et 11 (ou alors l'amplificateur 20) pour que leurs gains soient nuls pendant les phases de réception. Il est également possible d'appliquer aux moyens de traitement réception 44 les composantes i et q à condition que les moyens 44 ne soient opérationnels que pendant les phases de réception. Dans un autre mode de mise en oeuvre, représenté à la figure 2, des moyens de commutation 42 et 43, placés à la sortie des moyens de démodulation 23, fournissent sur une première sortie, pendant les phases d'émission, le signal à transmettre démodulé constitué par les composantes i et q et, sur une seconde sortie et pendant les phases de réception, le signal reçu démodulé constitué par les composantes Ir et Qr. Ces moyens de commutation peuvent être pilotés par les moyens de commande 40 en synchronisme avec le commutateur 41. En référence à la figure 2, les commutateurs 41, 42 et 43 sont dans les positions représentées en traits pleins pendant les phases d'émission et dans les positions représentées en traits discontinus pendant les phases de réception. Les moyens de modulation 14 et de démodulation 23 peuvent être pilotés par un oscillateur local unique 19. Généralement, les émissions et les réceptions se font à des fréquences différentes et, dans ce cas, les moyens de commande 40 pilotent l'oscillateur local 19 en synchronisme avec le commutateur 40 pour réaliser une modulation et une démodulation à des fréquences différentes. L'invention s'applique non seulement à la démodulation directe mais également à la démodulation en fréquence intermédiaire, c'est à dire que les signaux démodulés sont remplacés par un signal en fréquence intermédiaire. Dans ce cas, les moyens de démodulation uniques sont remplacés par des moyens de transposition en fréquence uniques. Une telle réalisation s'applique notamment dans le cas de la figure 2 où les signaux i et q sont alors remplacés par un signal en fréquence intermédiaire. Le signal SMT est dans ce cas appliqué à des moyens de transposition en fréquence recevant un signal de porteuse. Les signaux i et q ne sont pas nécessairement utilisés pour effectuer une commande de gain du signal à transmettre. Ils peuvent également servir à effectuer une prédistorsion du signal à transmettre, comme représenté à la figure 3 qui est un schéma synoptique d'un autre mode de réalisation de l'invention où la démodulation du signal SMT pendant les phases d'émission est effectuée pour corriger une éventuelle non-linéarité de l'amplificateur 20. Les moyens de traitement 34 de la figure 2 sont remplacés par des moyens de traitement 45 comprenant un dispositif 46 de prédistorsion. Un tel dispositif a pour fonction de pré-distordre les composantes Ie et Qe à l'aide des composantes i et q pour compenser les distorsions introduites par l'amplificateur 20. Un étage d'émission utilisant une telle prédistorsion est par exemple décrit dans l'article "Highly Efficient Digital Mobile Communications with a Linear Modulation Method" de AKAIWA et NAGATA, IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Vol. SAC-5, n5 Juin 1987. La structure qui y est décrite peut présenter des perfectionnements et on se référera notamment au brevet américain n0 4.291.277 au nom de Davis et al., à la demande de brevet britannique n2.173.074 au nom de NEC Corporation ou encore à l'article intitulé "A linearizing predistorter with fast adaptation" de CAVERS, 40th IEEE Vehicular Technology Conference, 6 may 1990, Orlando. Les moyens de démodulation 23 fournissent, pendant les phases d'émission, des composantes i et q telles que décrites en référence à la figure 1A, servant à corriger une non-linéarité de l'amplificateur 20, et, pendant les phases de réception, le signal reçu démodulé Ir, Qr. REVENDICATIONS 1. Emetteur/récepteur de signaux fonctionnant à l'alternat et comprenant - des moyens de modulation (14) d'un signal à transmettre (Ie, Qe) pendant des phases d'émission, lesdits moyens de modulation (14) fournissant un signal modulé à transmettre (SMT) ; - des premiers moyens de transposition dudit signal modulé à transmettre (SMT), lesdits premiers moyens de transposition fournissant un signal transmis transposé (i, q); - des seconds moyens de transposition d'un signal modulé reçu (SR) pendant des phases de réception, lesdits seconds moyens de transposition fournissant un signal reçu transposé (Ir, Qr), caractérisé en ce que lesdits premier et second moyens de transposition sont constitués par des moyens de transposition uniques (23) et en ce que des moyens (41) additionnels d'émission répondant à un signal d'horloge d'émission sont prévus pour connecter lesdits moyens de modulation (14) auxdits moyens de transposition uniques (23) pendant lesdites phases d'émission, ainsi que des moyens (41) additionnels de réception répondant à un signal d'horloge de réception pour déconnecter lesdits moyens de modulation (14) desdits moyens de transposition uniques (23) et pour appliquer ledit signal modulé reçu (SR) auxdits moyens de transposition uniques (23) pendant lesdites phases de réception. 2. Emetteur/récepteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens additionnels d'émission et de réception sont constitués par un commutateur (41) à deux accès d'entrée, ledit signal modulé à transmettre (SMT) étant appliqué à l'un desdits accès d'entrée, ledit signal modulé reçu (SR) étant appliqué à l'autre desdits accès d'entrée, ledit commutateur (41) étant piloté par des moyens de commande (40) fournissant lesdits signaux d'horloge d'émission et de réception pour appliquer auxdits moyens de transposition (23) uniques ledit signal modulé à transmettre (SMT) pendant lesdites phases d'émission et ledit signal modulé reçu (SR) pendant lesdites phases de réception. 3. Emetteur/récepteur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de modulation (14) et lesdits moyens de transposition uniques (23) coopèrent avec un oscillateur local unique (19). 4. Emetteur/récepteur selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande (40) pilotent ledit oscillateur local (19) en synchronisme avec lesdits moyens (41) additionnels d'émission et de réception pour réaliser une modulation et une transposition à des fréquences différentes. 5. Emetteur/récepteur selon l'une des revendications 1 & 4, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de commutation (42, 43) placés à la sortie desdits moyens de transposition uniques (23), lesdits moyens de commutation (42, 43) fournissant sur une première sortie et pendant lesdites phases d'émission, ledit signal à transmettre transposé (i, q) et, sur une seconde sortie et pendant lesdites phases de réception, ledit signal reçu transposé en fréquence (Ir, Qr).