Brevet FR2782215A1 — publié le 20000211

Intervalle de temps comprenant des symboles de référence utilisé dans un réseau de transmission de type CDMA Le domaine de l'invention est celui de la transmission de données numériques dans un réseau de type CDMA (Code Division Multiple Access - Accès multiple à répartition par code). Plus précisément, la présente invention concerne la transmission de symboles de référence dans un tel réseau, ces symboles de référence étant cycliquement transmis dans des intervalles de temps d'une trame de contrôle. La présente invention se place dans le cadre d'un réseau de communication CDMA o plusieurs terminaux mobiles susceptibles de se déplacer à grande vitesse (jusqu'à 500 km/h) communiquent avec une station fixe. On se placera plus précisément dans la suite de cette description dans le cadre d'un réseau W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access - Accès multiple large bande à répartition par code), o deux types de canaux physiques dédiés sont considérés: un canal physique dédié aux données (DPDCH - Dedicated Physical Data Channel) et un canal physique dédié au contrôle (DPCCH - Dedicated Physical Control Channel). Le DPDCH est donc un canal physique utilisé pour la transmission des données utiles et le DPCCH un canal physique de transmission de données de contrôle. Ces données de contrôle comprennent des symboles de référence, utilisés à la réception pour l'estimation du canal de transmission (démodulation cohérente), des symboles de contrôle de puissance et des symboles indicatifs du débit de transmission courant utilisé sur le canal DPDCH par exemple. Pour la transmission sur la voie descendante (de la station fixe vers les terminaux), les informations des canaux DPDCH et DPCCH sont par exemple transmises en multiplexage temporel par une modulation QPSK. Pour la transmission sur la voie montante (des terminaux vers la station fixe), les informations des canaux DPDCH et DPCCH sont transmises en mode 2-BPSK par répartition de code. La figure 1 montre une structure de trame transmise sur la voie montante. Chaque trame T a une longueur de 10 ms et est constituée de 16 intervalles de temps IT, c'est à dire que chaque intervalle de temps IT a une durée de 625 j1s. Les symboles des canaux DPDCH et DPCCH sont transmis simultanément et, pour le canal DPCCH, chaque intervalle de temps IT comporte un nombre N de symboles. Les P premiers symboles de chaque intervalle de temps du canal DPCCH sont constitués par les symboles de référence REF, par exemple au nombre de 6, les N-P symboles restants étant les symboles de contrôle de puissance CP et de débit DEB. Deux symboles CP et deux symboles DEB peuvent par exemple être utilisés, soit N=10. Les taux d'étalement des canaux DPDCH et DPCCH peuvent être identiques ou non, ce qui se traduit en cas de non égalité, par un nombre de symboles transmis différent. A titre d'exemple, un intervalle de temps ITi d'une trame DPCCH peut comprendre 10 symboles étalés par une séquence de 256 chips alors qu'un intervalle de temps d'une trame DPDCH peut comprendre 20 symboles étalés par une séquence de 128 chips. La transmission simultanée des données utiles et des symboles de référence permet, après désétalement, de réaliser une démodulation cohérente des données utiles, en se basant sur la connaissance des symboles de référence (corrélation). La transmission des symboles de référence permet également une estimation des symboles CP et DEB. La figure 2 montre un exemple d'étalement des données comprises dans les canaux DPDCH et DPCCH pour le sens montant. Les données destinées à être transmises dans ces canaux sont étalées par des séquences d'étalement Cd et Cc. Plus précisément, les données à transmettre dans le canal DPDCH sont étalées par une séquence d'étalement Cd et celles à transmettre dans le canal DPCCH par une séquence d'étalement Cc. Les séquences Cc utilisées par des terminaux différents peuvent ou non être identiques entre elles. Aprés étalement, deux voies I et Q sont obtenues. Les séquences Cd et Cc sont des séquences de Hadamard. Le signal complexe l+jQ est étalé par une séquence de Kasami Cs (également complexe) propre à chaque terminal. Les séquences de Kasami des différents terminaux sont pseudo-orthogonales entre elles. Le signal étalé par la séquence de Kasami est ensuite appliqué à un modulateur non représenté et transmis à la station fixe. Le problème posé par une structure de canal DPCCH telle que celle représentée sur la figure 1 est qu'elle ne permet pas de réaliser une bonne estimation du canal de transmission (interface air) pour des terminaux se déplacant à une vitesse importante, notamment supérieure à 300 km/h. La figure 3 montre des caractéristiques du Taux d'Erreur Binaire (TEB) en fonction du rapport Eb/No (sans codage correcteur d'erreur) en dB pour N=10, P=6 et une vitesse de déplacement du terminal de 500 km/h. La caractéristique 30 correspond à celle obtenue pour un canal DPCCH comprenant les 6 symboles de référence REF placés tel que représenté sur la figure 1, c'est à dire dans le même champ, les uns à la suite des autres. On observe une faible variation du TEB en fonction du rapport Eb/No et ce TEB reste important. Pour information, la bande Doppler mesurée sur un canal présentant des multi-trajets est égale à: B = 2Fc * v/c avec Fc la fréquence porteuse, v la vitesse relative du terminal et c la vitesse de la lumière. Pour une fréquence porteuse égale à 2 GHz, une durée d'intervalle de temps de 625 p.s et une fréquence d'échantillonnage de 1,6 kHz, la vitesse théorique maximale de déplacement d'un terminal est de 433 km/h. En pratique, on observe une rapide dégradation des performances à partir de 300 km/h, c'est à dire que le TEB devient rapidement trop important. La présente invention a notamment pour objectif de remédier à ces inconvénients. Plus précisément, un des objectifs de l'invention est de fournir une structure d'intervalle de temps comprenant des symboles de référence, cet intervalle de temps pouvant être utilisé dans des trames de contrôle d'un réseau de transmission de type CDMA o les terminaux se déplacent à des vitesses importantes, notamment supérieures à 300 km/h, et dont la structure permet d'obtenir une meilleure estimation du canal de transmission à ces vitesses importantes. Cet objectif, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, est atteint grâce au fait que les P symboles de référence sont dans deux champs distincts. La répartition de ces symboles de référence dans deux champs distincts, séparés par exemple par des symboles de contrôle de puissance CP et de débit DEB, permet de réaliser une meilleure estimation du canal de transmission par une interpolation (par exemple linéaire) entre deux estimations de canal successives, et est d'une utilité particulière lorsque le canal évolue rapidement, ce qui est le cas à vitesses de déplacement importantes. Avantageusement, les deux champs comprennent un nombre de symboles identiques, ceci permettant de réaliser non seulement efficacement des interpolations intra-slot (c'est-à-dire à l'intérieur de chaque intervalle de temps) mais également des interpolations inter-slot (c'est- à-dire entre intervalles de temps successifs). L'invention concerne également une structure de trame comprenant de tels intervalles de temps. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'exemples de mise en oeuvre préférentiels, donnés à titre illustratif et non limitatif, et des dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 montre une structure de trame transmise sur la voie montante d'un réseau W-CDMA; - la figure 2 montre un exemple d'étalement des données comprises dans les canaux DPDCH et DPCCH pour le sens montant; - la figure 3 montre des caractéristiques du TEB en fonction du rapport Eb/No; - la figure 4 montre la structure d'un intervalle de temps de contrôle ITi selon I'invention; - la figure 5 montre une autre structure d'intervalle de temps selon l'invention. Les figures 1, 2 et 3 ont été décrites précédemment en référence à l'état de la technique. La figure 4 montre la structure d'un intervalle de temps de contrôle IT selon I'invention, par exemple destiné à être transmis sur la voie montante d'un réseau W-CDMA. L'intervalle de temps IT de la figure 4 comporte, de même que dans la figure 1, un nombre P (par exemple 6) de symboles de référence et un nombre N-P (par exemple 4) de symboles qui ne sont pas des symboles de référence. L'invention se distingue de l'état de la technique en ce que les symboles de référence sont compris dans exactement deux champs distincts 41 et 42. On entend par champs distincts des champs qui ne sont pas contigus. Il a été montré que l'estimation du canal de transmission à l'aide des symboles de référence est bien meilleure lorsque ces symboles de référence figurent dans deux champs séparés, une première corrélation réalisée sur le premier champ de symboles de référence recus permettant de réaliser une première estimation du canal de transmission, une seconde corrélation réalisée sur le second champ de symboles de référence recus permettant de réaliser une seconde estimation du canal de transmission. Une interpolation (par exemple linéaire) entre ces deux estimations fournit une estimation du canal de transmission à tout moment qui peut être utilisée pour la détection des autres symboles de l'intervalle de temps IT (notamment CP et DEB) et surtout pour celle des données utiles transmises pendant le même intervalle de temps sur le canal DPDCH. La caractéristique 31 de la figure 3 montre les performances obtenues pour une structure d'intervalle de temps de contrôle telle que celle représentée sur la figure 4 (deux champs de 3 symboles de référence chacun, soit P=6), avec N=10 et v=500 km/h (sans codage correcteur d'erreur et en appliquant une interpolation linéaire entre les deux estimations successives). On observe que le TEB décroît bien plus rapidement que dans l'état de la technique en fonction du rapport Eb/No. La raison est que l'interpolation linéaire entre deux champs de symboles de référence placés conformément à la figure 4 (le deuxième champ de symboles de référence débutant à la moitié de l'intervalle de temps) permet de mieux suivre les variations du canal de transmission à grande vitesse (Doppler important), par rapport à la solution consistant à placer tous les symboles de référence dans un même champ (fig.1). La fréquence d'estimation du canal est doublée. De retour à la figure 4, les champs 41 et 42 comprennent de préférence un nombre P/2 de symboles de référence identiques et le nombre de symboles de référence P est avantageusement égal à six. Le deuxième champ de symboles de référence 42 débute ici au milieu de l'intervalle de temps IT. Sur la figure 4, le premier des champs distincts 41 débute au début de l'intervalle de temps IT mais il est également possible de faire précéder ce champ de symboles qui ne sont pas des symboles de référence, comme montré sur la figure 5 qui représente une autre structure d'intervalle de temps selon l'invention. Sur cette figure 5, le premier champ de symboles de référence, référencé 51, débute après un autre champ 53 comprenant par exemple un ou deux symboles de contrôle de puissance, le second champ de symboles de référence 52 débutant après un autre champ 54 et étant suivi d'un autre champ 55. Cette configuration présente donc des champs de symboles de référence décalés par rapport à ceux de la figure 4. Tous les décalages sont possibles, à condition de ne pas déborder de l'intervalle de temps IT. Lorsque les milieux des champs 54 et 55 sont séparés d'une distance IT/2, comme montré sur les figures 4 et 5, jusqu'à (N- P)/2 décalages de symboles sont possibles. Dans un mode de mise en oeuvre préférentiel, N-P est multiple de 4 et un décalage de (N-P)/4 symboles est réalisé. Ceci permet d'obtenir une structure d'intervalle de temps comprenant deux champs de symboles de référence disposés symétriquement par rapport au milieu de l'intervalle de temps (séparés par (N-P)/2 symboles), ce qui permet d'optimiser l'interpolation intra-slot précitée. Lorsque les champs de symboles de référence sont placés de telle sorte que les milieux de ces champs sont séparés d'une distance IT/2, comme montré sur les figures 4 et 5, la distance séparant ces champs à l'intérieur d'un intervalle de temps est identique à celle séparant ces champs entre deux intervalles de temps successifs. Ceci permet une estimation régulière du canal de transmission en se basant sur des interpolations inter-slots. La transmission des symboles de référence dans deux champs distincts permet également d'estimer de manière plus fiable que dans l'état de la technique les symboles (CP et DEB par exemple) compris dans l'intervalle de temps dans lequels les symboles de référence sont transmis. L'invention ne s'applique pas seulement à la transmission de données dans le sens montant mais également à celle pour le sens descendant. De même, l'invention ne s'applique pas qu'aux réseaux W-CDMA mais à tout réseau de transmission CDMA o des intervalles de temps comprenant des symboles de référence sont transmis. REVENDICATIONS 1. Intervalle de temps (IT) d'une trame de contrôle utilisée dans un réseau de transmission de type CDMA, ledit intervalle de temps (IT) comprenant N symboles dont P symboles de référence, caractérisé en ce que lesdits P symboles de référence sont compris dans exactement deux champs distincts (41, 42; 51, 52). 2. Intervalle de temps selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits deux champs (41, 42; 51, 52) comprennent un nombre de symboles identiques (P/2). 3. Intervalle de temps selon la revendication 2, caractérisé en ce que les milieux desdits champs (41, 42; 51, 52) sont séparés d'une distance (IT/2) égale à la moitié d'un intervalle de temps (IT). 4. Intervalle de temps selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que lesdits champs (41, 42; 51, 52) de symboles de référence sont placés au milieu de chaque demi intervalle de temps. 5. Intervalle de temps selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que P est égal à six. 6. Intervalle de temps selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que N est égal à dix. 7. Intervalle de temps selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la durée dudit intervalle de temps (IT) est égale à 625.Ls. 8. Intervalle de temps selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le premier (41) desdits champs distincts débute au début dudit intervalle de temps (IT). 9. Intervalle de temps selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le premier desdits champs (51) est précédé d'un champ (53) de symboles qui ne sont pas des symboles de référence. 10. Trame de contrôle employée dans un réseau CDMA, caractérisée en ce qu'elle comporte un intervalle de temps (IT) selon l'une des revendications 1 à 9.