Brevet FR2771242A1 — publié le 19990521

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR REDUIRE LE FACTEUR DE CRETE DE SIGNAUX DE RADIODIFFUSION OU TELEDIFFUSION NUMERIQUE. L'invention concerne les systèmes de radiodiffusion et de télédiffusion de type numérique dans lesquels les signaux numériques sont émis selon un nombre N de fréquences porteuses, N étant compris entre quelques centaines et quelques milliers, l'espacement entre fréquences porteuses voisines variant de quelques centaines de hertz à quelques kilohertz. A titre indicatif, le signal qui est émis en radiodiffusion numérique a une largueur de bande de 1536 Khz et une atténuation d'environ 50 dB entre la bande utile et les épaules comme le montre le diagramme de la figure 1. En télédiffusion numérique, le signal qui est émis a une largeur de bande de 7,61 Mhz et une atténuation qui est également d'environ 50 dB. Pour émettre un tel signal, l'amplificateur de puissance, disposé à la sortie du modulateur, doit accepter un signal présentant un facteur crête Fc élevé (Fc = Puissance maximale/Puissance moyenne) et doit ainsi accepter de forts pics de puissance. Il en résulte un surdimensionnement de l'amplificateur conduisant à un coût élevé. Un but de la présente invention est un procédé et un système qui permettent de contrôler et de diminuer ce facteur de crête Fc, de manière à diminuer la taille, et donc le coût, de l'amplificateur de puissance. L'invention concerne un procédé de modulation multifréquence dans lequel les signaux de sortie d'un modulateur multifréquence sont transformés en signaux numériques temporels de composantes I et Q qui sont mises à l'échelle avant d'être modulées en quadrature à la fréquence fo, les signaux résultant de la modulation en quadrature étant appliqués & un amplificateur de facteur de crête Fc, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations supplémentaires suivantes consistant à: (a) traiter les signaux numériques fournis par l'opération de modulation en quadrature ou par l'opération de mise à l'échelle selon une loi déterminée pour obtenir d'autres signaux numériques présentant des caractéristiques tendant à réduire leur facteur de crête Fc, et (b) filtrer les signaux numériques traités par l'opération précédente pour atténuer les composantes spectrales introduites par le traitement des signaux numériques en-dehors de la bande utile. La loi de traitement déterminée peut être obtenue par un écrêtage des signaux numériques ou par une table de correspondance. Dans le cas o le procédé s'applique aux signaux modulés en quadrature, le dispositif selon l'invention comprend: - un circuit de traitement des signaux numériques fournis par l'opération de modulation en quadrature selon ladite loi déterminée, et - un filtre passe-bande centré sur la fréquence de modulation en quadrature fol Dans le cas o le procédé s'applique aux composantes en quadrature I et Q, le dispositif selon l'invention comprend pour chaque composante I et Q: - un circuit de traitement des signaux fournis par l'opération de mise à l'échelle, et - un filtre passe-bas, les signaux numériques fournis par les filtres passe- bas étant ensuite modulés en quadrature à la fréquence fol D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un exemple particulier de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints dans lesquels: - la figure 1 est un diagramme montrant un spectre fréquentiel en bande de base d'un signal émis dans un système de radiodiffusion de type numérique auquel s'applique l'invention, - la figure 2 est un schéma très simplifié d'un système de radiodiffusion numérique auquel s'applique l'invention, - la figure 3 est un schéma fonctionnel d'un premier dispositif selon l'invention, et - la figure 4 est un schéma fonctionnel d'un deuxième dispositif selon l'invention. Le schéma de la figure 2 montre très succinctement un système de radiodiffusion numérique auquel s'applique l'invention. Il comprend des codeurs 12 pour coder, chacun sous forme numérique, les signaux analogiques provenant de diverses origines. Les codes numériques fournis par les codeurs 12 sont appliqués à un circuit de multiplexage ou multiplexeur 14 auquel sont également appliquées des données D. Les codes numériques sortant du multiplexeur 14 sont appliqués à un circuit de modulation multifréquence 16 du type orthogonal connu sous l'acronyme anglo-saxon OFDM pour "Orthogonal Frequency Division Multiplexing". A la sortie de ce circuit de modulation 16, le signal a un spectre du type de celui représenté sur la figure 1 en bande de base. Ce signal modulé multifréquence est appliqué à un dispositif 18 qui réalise une transformation de Fourier numérique et fournit un signal temporel présentant deux composantes numériques I et Q en quadrature. Ces deux composantes I et Q sont appliquées à un dispositif 20 dit de "mise à l'échelle" qui a pour but de réduire la dynamique des deux composantes pour l'adapter à celle du reste de la chaîne de radiodiffusion. Les deux composantes I et Q, ainsi mises à l'échelle, sont appliquées à un modulateur en quadrature 22 de fréquence f0 qui fournit un signal temporel E sous forme numérique. Le signal E est transposé à une fréquence intermédiaire fi dans un dispositif 24 pour être amplifié dans un amplificateur 26 avant son émission. Selon l'invention, le signal E, fourni par le modulateur 22, est traité dans un dispositif 30 (figure 3) pour modifier son spectre de fréquence (figure 1) de sorte que les "épaules" sont à un niveau plus élevé, par exemple 30 dB, ce qui diminue le facteur de crête Fc. Ce signal modifié est ensuite filtré dans un filtre passe-bande 32 de type numérique de manière à réduire le niveau des "épaules" à 50 dB conformément aux spécifications requises. Le traitement réalisé par le dispositif 30 consiste, par exemple, en un écrêtage du signal numérique E mais une autre loi de traitement peut être mise en oeuvre en vue d'optimiser le facteur de crête Fc. Selon une variante de l'invention, le traitement selon l'invention peut être réalisé avant la modulation en quadrature, c'est-à-dire sur les deux composantes I et Q de sortie du dispositif de mise à l'échelle 20. Le schéma est alors celui de la figure 4. Chaque composante I et Q est appliquée respectivement à un dispositif de traitement 40 ou 42 qui est suivi d'un filtre passe-bas 44 ou 46. Les deux composantes I et Q filtrées sont appliquées au modulateur en quadrature 22 qui fournit le signal numérique E. Le dispositif de traitement 40 ou 42 réalise, comme le dispositif 30 de la figure 3, soit un écrêtage des composantes I et Q, soit toute autre fonction en vue de diminuer et d'optimiser le facteur de crête Fc. Cette fonction de traitement peut être réalisée par une table de correspondance selon une loi déterminée entre les codes d'entrée représentatifs de E ou de I et Q et des codes de sortie lus dans la table. Cette table de correspondance est par exemple réalisée par une mémoire pré-enregistrée qui est adressée par les codes d'entrée. REVENDICATIONS 1. Procédé de modulation multifréquence dans lequel les signaux de sortie d'un modulateur multifréquence sont transformés (18) en signaux numériques temporels de composantes I et Q en quadrature qui sont mises à l'échelle (20) avant d'être modulées en quadrature (22) à la fréquence (f0), lesdits signaux résultant de la modulation en quadrature étant appliqués à un amplificateur, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations supplémentaires suivantes consistant à: (a) traiter les signaux numériques fournis par l'opération de modulation (22) en quadrature ou par l'opération de mise à l'échelle (20) selon une loi déterminée pour obtenir d'autres signaux numériques présentant des caractéristiques tendant à réduire leur facteur de crête (Fc), et (b) filtrer les signaux numériques traités par l'opération précédente pour atténuer les composantes spectrales introduites par le traitement des signaux numériques en-dehors de la bande utile. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la loi de traitement déterminée des signaux numériques est un écrêtage. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'opération (b) est un filtrage passe-bande centrée sur la fréquence (f) dans le cas o l'opération (a) est effectuée sur les signaux numériques fournis par l'opération de modulation en quadrature. 4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'opération (b) est un filtrage passe-bas dans le cas o l'opération (a) est effectuée sur les signaux numériques fournis par l'opération de mise à l'échelle. 5. Dispositif pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend: - un circuit de traitement des signaux numériques fournis par l'opération de modulation en quadrature selon ladite loi déterminée, et - un filtre passe-bande centré sur la fréquence de modulation en quadrature (fo). 6. Dispositif pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend pour chaque composante en quadrature I et Q: - un circuit de traitement (40, 42) des signaux fournis par l'opération de mise à l'échelle, et - un filtre passe-bas (44, 46), les signaux numériques fournis par les filtres passe- bas (44, 46) étant ensuite modulés en quadrature à la fréquence (fo). 7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le circuit de traitement est une mémoire pré-enregistrée qui réalise une table de correspondance entre les signaux numériques d'entrée et les signaux numériques de sortie selon ladite loi déterminée.