Brevet FR2826529A1 — publié le 20021227

Description: L'invention concerne une station de radio comportant un récepteur pour recevoir des informations transmises par symboles selon une pluralité de trajets, récepteur pourvu d'une pluralité de circuits de retards pour recevoir les informations provenant de chacun des trajets et d'un circuit de traitement qui fournit l'information à partir desdits circuits de retard. L'invention concerne aussi un procédé de récephon mis en _uvre dans un tel récepteur. Llnvention trouve des applicabons importantes pour des stations fonctionnant selon le mode CDMA. Dans ce mode, on traite les informations provenant de l'émetteur et reSues en suivant des chemins de durées différentes. Les récepteurs fonctionnant dans ce mode, connus sous le nom de récepteur Rake, traitent les données de ces informations en tenant compte d'une pluralité de ces trajets. Chacun de ces trajets traités nécessitent une ligne de retard. Une station de ce genre est connue du document de brevet US 5 537 438. Ce document concerne une amélioration de la réception de blocs d'information en utilisant des procédés d'égalisation. L'invention propose une station du genre mentionné dans le préambule qui permet aussi d'améliorer la réception des données en utilisant un autre procédé que celui de l'égalisation. Une tel le station est remarquable en ce que le circuit de traitement traite le symbole qu i se trouve majoritairement dans les circuits de retard. Ainsi, par la mesure préconisée par 11nvention, le traitement qui suit les circuits de retard procure un meilleur résultat sur ie symbole à traiter car celui-ci, étant représenté le plus grand nombre de fois contribue à l' estimation. La description suivante, faite en regard des dessins ci-annexés, le tout donné à titre d'exemples non limitatifs fera bien comprendre comment 11nvention peut être réalisée. Sur les dessins: La figure 1 montre un appareil conforme à 1'invention faisant partie d'un système de transmission, La figure 2 montre une séquence de symboles à transmettre, La figure 3 montre 1'allure de pic de corrélation obtenu au niveau récepteur sur quelques trajets de propagation, La figure 4 montre 1'effet obtenu par un module d'alignement, La figure 5 montre l'agencement des ligne de retard, Les figures 6 et 7 montrent l'évolution du remplissage de ces lignes selon un premier cas, La figure 8 montre la rupture de rythme dans le premier cas, La figure 9 montre l'évolution du remplissage de ces lignes selon un deuxième cas, La figure 10 montre la rupture de rythme dans le deuxième cas. A la figure 1, on a représenté un appareli 1 conforme à l'invention faisant partie d'un système S. Sur cette figure, on a représenté un deuxième appareil 10 avec lequei l'appareil 1 communique par une liaison à étalement de spectre par codes. La liaison entre les deux stations transmet des symboles dont le flux est constant. Chaque symbole transmis est formé d'un élément binaire haché par un code d'étalement de spectre formé de chips. La transmission qui s'effectue, par exemple depuis la partie émission 12 de la station 10 vers la partie réception 14 de la station 1 emprunte une multitude de trajets. Ainsi des données appliquées à une borne d'accès 17 de la partie émission 12 se retrouvent à une borne d'accès de sortie 19 de la partie récephon 14. On considère seulement les trajets les plus importants: soient les trajets T1, T2, T3, TN. Ces différents brajets constituent un canal de propagation à trajets multiples (TI,T2,, TN) dont le nombre N et les caractéristiques varient dans le temps. Dès Iors, la station 1 resoit un certain nombre de répliques du même flux de symboles transmis, mais décalées dans le temps. La partie réception 14 traite ces N trajets. D'une manière réciproque la station 1 comporte une partie émission 20 et la station 10, une partie réception 22. On ne considérera dans la suite que la transmission depuis la station 10 vers la station 1 impliquant les différents trajets Tlà TN précités. A cet effet la partie réception 14 dispose de N lignes L1, L2,.. LN, ou circuit de retard, préalablement synchronisées par le module de brajets 25 qui détecte les trajets et les synchronise afin de traiter indépendamment les N trajets présents dans le canal de propagation. Dans le cadre de l'exemple décrit, chacune de ces lignes effectue une opérabon de décorrélation du trajet sur lequel elle est synchronisée. En sorbe de ces N lignes, un module d'alignement temporel 30 aligne selon le temps les signaux en sortie des lignes L1, L2,..LN de sorte que toutes les lignes du système sont synchronisées entre elles. Le fonctionnement du module 25 est expliqué à l'aide des figures 2 et 3. La figure 2 montre une séquence de symboles transmis qui apparaissent dans l'ordre A, B. C, D, F,G, ces symboles ont une durée Ts. Comme on utilise un étalement de spectre par code (CDMA) une corréiation de ces symboles, effectuée sur ces données, donne des pics de corrélation dont le nombre dépend des trajets de propagation. C'est ce qui est représenté à la figure 3. Après une premier pic de corrélation P1 on reçoit après un temps de propagabon Ti un second pic P2, après un temps 2 un pic P3 et après un temps r3 un picP4. Avec les différents temps de propagation on peut établir une table des symboles entrés dans les différentes lignes à retard L1 à LN. Par exemple si on considère la séquence montrée à la figure 2, on prend comme référence le symbole A. Ce symbole, qui est le premier ayant donné le pic de corrélabon P1, est renté dans la ligne L1, le symbole à rentrer dans la ligne Li dépend du temps qui s'est écoulé depuis l'apparition du pic P1. Si TS lignes L1 à LN. Conformément à l 'invention, il est prévu un mod uie de traitement de symbole 40 qui permet de résoudre le problème aux limites associées à ce module. Il tiendra compte des symboles à estimer en fonction de leur nombre qui est présent dans les lignes de retard L1 à LN. Définition du problème. La figure 4 montre en I les signaux en entrées des lignes L1 à LN. Ces signaux montrent différentes données constituées par des symboles ordonnés référencés par:A, B. C, D, E, F. G qui se présentent à l'entrée du module 30. La référence II montre les signaux à la sortie du module d'alignement 30. Chaque ligne traite indépendamment un trajet reçu et retrouve cette même séquence de symboles, mais décalée dans le temps. En effet, sur la figure 4 en I, alors que la ligne LN a resu le symbole A, la ligne L1 traite déjà le symbole D. Ainsi, pour effectuer correctement le processus d'alignement final de tous les trajets (lignes), il faut mémoriser chaque symbole sur chaque ligne jusqu'à ce que le trajet le plus en retard ait été traité à son tour. Une fois le dernier trajet traité pour un symbole donné, la sortie du module d'alignement est activée pour ce symbole et le processus d'alignement synchrone peut être entrepris. La figure 4 en II illustre ce principe, à l'instant tA, pour le symbole A qui est validé en sortie du module d'alignement une fois qu!il a été traité par la ligne LN. Durant la communication, les trajets sont susceptIbles d'appara'^tre ou de dispara^'tre aléatoirement suivant les phénomènes de propagation rencontrés. D'autre part, l'apparition d'un nouveau trajet ou la disparition d'un ancien trajet peut se faire en avance, entre, ou en retard par rapport aux autres trajets déjà exploités par le système. Par la suite pour la clarté de l'exposé, il ne sera mentionné que 4 lignes à retard. Le module d'alignement montré à la figure 5 permet de traiter au mieux les effets des trajets qui apparaissent ou disparaissent. Il est composé de: 16 bancs de registres à décalage [D11- D443 utilisés pour retarder les signaux en provenance des sorties de chaque ligne. - 4 multiplexeurs de bus permettent de valider vers la sortie du module les 4 signaux correspondant au méme symbole (exemple: 4A, 4B...). - 1 module de gestion des multiplexeurs et des bancs de registres à décalages. Le nombre des bancs de registres à décalages pour chaque ligne indique le nombre de symboles pouvant être mémorisés et par conséquent le retard maximal pouvant exister entre le premier et le dernier trajets-traités. Ce nombre est fixé lors de la conception du système et doit donc étre établi en fonction des conditions de propagations envisagées pour le canal A noter que chaque banc de registres [D11...D44; D21...D24; D31... D34;D41...D44) est contrôlé indépendamment pour chaque ligne alors que les bancs de registres [D01... D04] sont contrôlés de fason synchrone pour toutes les lignes. Le fonctionnement de ce module est expliqué à l'aide d'un exemple. L'exemple explicité aux figures 6 et 7 illustre le fonctionnement du module d'alignement; il permet de mettre en évidence les problèmes aux limites associées à ce système et amène à la description du principe qui fait l'objet de cette invention. Sur cette figure sont représentés ies sorties des bancs de registre[D11... D44], ainsi que les sorties des banc de registres [D01... D04] en sortie du module d'alignement. Ceci est montré par le rectangle STO Les différentes étapes du déroulement temporel du processus sont ici représentées par les étapes de 1 à n référencés par les rectangles ST1 à STn respectivement. La configuration choisie est de 4 bancs de registres par ligne et de 4 lignes indépendantes (N=4. Au départ du processus, seuis 3 trejets sont présents dans le canal de propagation. A l'étape 1, le premier symbole A est resu sur la lère ligne, il ne sera validé en sortie du module d'alignement qu'à l'étape 3, correspondant à l'arrivée de ce méme symbole A sur la 3 ième et dernière ligne. Les trois A (3A) sont alors envoyés au module de traitement de symbole 40. A-l'étape 4, les 3B sont validés en sortie du module et ensuite les 3C à l'étape 5. A l'étape 6, la 4ième ligne est actvée sur un nouveau trajet arrivant avant les 3 déjà en cours de traitement. Ce nouveau trajet est représenté par l'apparition du symbole G sur la dernière ligne. Il est à noter que la première ligne ne traite encore que le symbole F. Le 4 ième trajet n'est pris en compte qu'à l'étape 9 lorsque les quatre G sont activés sur la sortie du module d'alignement. A l'étape 10, les 4H sont validés en sortie du module. A l'étape 11, le 3ième trojet disparaît, il est remplacé à l'étape 12 (figure 7) par un nouveau trajet qui appareiile une fois de plus avant les trois autres déjà traités. L'observation des étapes 13 à 17 de ia figure 7 nous montre alors qu'il devient impossible d'exploiter ce trajet si on conserve le processus que l'on vient de décrire. En effet la séquence des symboles obtenus restera toujours 3K, 3L, 3M, 3N, 30 au lieu de 3K, 3L, 3M, 4N, 40 s: 2826529 Explication du problème et présentation de la solution adoptée double décision. Le problème mis en évidence ici est un problème aux limites associées à tout système possédant une telle structure de bancs de registres. Dans notre exemple, le problème vient du fait que la 4ième ligne est déjà alignée sur le dernier banc de registres empêchant ainsi la prise en compte d'un nouveau trajet arrivant avant les autres. Dès lors la présence d'un banc de registres [Dl 5... D45] s'avère nécessaire, il est cependant impossible d'insérer ce bancs de registres supplémentaire de part la nature figée du système. La méthode qui va être décrite maintenant et qui fait l'objet de la présente invention permet de résoudre ce problème sans modifier la structure du système et la séquence des symboles transmis, sans altérer la qualité de la liaison. Cette méthode découle d'une observation des configurations de registres en figure 7. En effet, à l'étape 15, on s'aperçoit qu'on dispose dans les bancs de registres, à la fois de 3M et de 4N. Or, à cet instant, pour assurer un flux de données correctes, la décision doit se faire sur les 3M et non sur les 4N. L'idée de l'invention est ici de faire une double décision, à la fois sur les 3M et sur les 4N. A l'étape 16, il devient alors possible de continuer par 40, puis 4P à l'étape 17 et ainsi de suite sur un rythme normal. Le flux de données peut alors être représenté par la figure 7. On remarque une fois de plus que cette méthode est entièrement basée sur - I'utilisation des données originelles et n'altère en rien la qualité de la liaison. La figure 8 montre la rupture de rythme. Les symboles M et N sont traités tous les deux dans une seule durée TS. Autre cas de figure de l'effet de bord - absence de décision. La figure 9 présente le même effet de bord mais appliqué au cas o les trajets apparaissent toujours après ceux déjà en cours de traitement. Les premières étapes, de 1 à 5, sont identiques aux précédentes de la figure 6. A l'étape 6, un nouveau trajet, en retard sur les trejets déjà traités, est pris en compte. Si aucun processus particulier n'est appliqué, ce nouveau trajet ne pourra pas, lui non plus, être validé en sortie. Là encore l'observation de la configuration des bancs de registres montre qu'à l'étape 6, on dispose à la fois de 4C et de 3D avec une décision à faire sur D. A l'étape 7, on a 4D et 3E avec une décision sur E. Si à l'étape 6, aucune décision n'est faite, il devient alors possible de récupérer les 4D à l'étape 7, puis les 4E à l'étape 8 et ainsi de suite. Là encore, aucune altération n'est portée au flux de données, qui peut maintenant être représenté par la figure 10. Ces ruptures apparentes de rythme sont souvent sans inconvénient pour les circuits d'utilisation. En effet les symboles sont estimés au niveau du circuit de traitement de symbole 40. Le procédé qui est mis en _uvre dans l'invention peut être résumé de la façon suivante à l'aide des étapes suivantes: - determination de la réception du premier symbole, - enregistrement de ce premier symbole dans un premier circuit à retard, - enregistrement de N symboles rebus après ce premier dans chacun des circuits à retards, - examen de la majorité d' un symbole d'une séquence à 1'apparition d'un trajet et/ou à sa disparition, - fourniture à l'utilisation de symbole à un rythme plus rapide ou plus lent en fonction de ladite apparitioaldisparition. REVENDICATIONS. 1- Station de radio comportant un récepteur pour recevoir des informations transmises par symboles selon une pluralité de trajets, récepteur pourvu d'une pluralité de circuits de retards pour recevoir les informations provenant de chacun des trajets et d'un circuit de traitement qui fournit l'information à partir desdits circuits de retard, caractérisée en ce que ie circuit de traitement traite le symbole qui se trouve majoritairement dans les circuits de retard. 2 - Station de radio selon la revendication 1, caractérisée en ce que le rang d'un symbole d'une séquence est défini par le temps compté à partir du premier symbole resu. 3 - Station de radio selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la décision de majorité est prise lors de l'apparition d'un symbole dû à un nouveau trajet. 4 - Station de radio selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la décision de majorité est prise lors de la disparition d'un symbole dû à un nouveau trajet. - Procédé de réception mis en _uvre dans une station selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes- détermination de la réception du premier symboie, - enregistrement de ce premier symbole dans un premier circuit à retard, - enregistrement de N symboles resus après ce premier dans chacun des circuits à retards, - examen de la majorité d' un symbole d'une séquen_ à l'apparition d'un trajet et/ou à sa disparition, fourniture à l'utilisation de symbole à un rythme plus rapide ou plus lent en fonction