Brevet FR2835381A1 — publié le 20030801

La présente invention concerne le domaine des télécommunications et, plus particulièrement, un dispositif de suppression des interférences radioélectriques, pouvant commodément être utilisé par exemple dans un système de lignes d'abonnés numériques (noté DSL d'après "digital subscriber line") à multitonalités discrètes (que l'on note DMT, d'après "discrete multitone"). La DMT est un schéma de modulation utilisé dans les systèmes DSL, o un signal modulé à large bande est transporté sur un certain nombre de tonalités ou porteuses discrètes. Chaque tonalité constitue un sous-canal qui est modulé indépendamment afin de transporter une partie des bits contenus dans l'information. Dans un système DSL basé sur la DMT, les interférences radioélectriques (qu'on note RFI, d'après "radio frequency interference") constituent une importante source d'interférences et leur suppression est une tâche difficile. Le signal DMT est un signal modulé à large bande, o chaque sous-canal est modulé indépendamment de façon à transporter une partie des bits d'information. Dans le récepteur, on utilise normalement une transformation de Fourier rapide (qu'on note FFT, d'après "Fast Fourier Transform") pour séparer les sous-canaux qui sont mutuellement orthogonaux dans le domaine des fréquences. On pourra se reporter à "Veryhigh-bit-rate Digital Subscriber Line (VDSL) Metallic Interface Partl: Functional Requirements and Common Specification", TiE1.4/2001-009R2, Ottawa, Canada, 20-24 août 2001. Par ailleurs, les RFI sont normalement des interférences à bande étroite qui semblent ne pas trop affecter le signal DMT. Toutefois, en raison de i'effet de fenêtre FFT, le signal RF (c'est-à-dire de radiofréquence) à bande étroite peut ne pas être perpendiculaire aux signaux DMT et peut provoquer des interférences dans les sous-canaux voisins. De fait, puisque les RFI pourraient être de 30 dB au-dessus du signal DMT, leur lobe latéral peut brouiller de nombreux sous-canaux DMT. Une fonction fenêtre "Proper windowing, VDSL: fiber-fast data transmission over copper pairs", Alcatel Telecommunications Review, 2000, p. 277-287, peut rébuire effficacement le lobe latéral des RFI et, par conséquent, réduire le niveau d'interférences avec de nombreux souscanaux DMT. Toutefois, les interférences radioélectriques peuvent encore provoquer une importante dégradation de performances aux dix à vingt souscanaux voisins en raison de leur niveau élevé d'interférence. Selon l'invention, la nouvelle technique proposée pour la suppression des RFI peut potentiellement réduire les interférences radioélectriques d'un facteur supplémentaire de 30 dB. Le procédé s'appuie sur le fait que les RFI sont un signal à bande étroite et que leur intensité et leur emplacement fournissent suffisamment d'informations pour qu'on puisse prédire leurs interférences avec d'autres sous- canaux DMT et, par conséquent, qu'on puisse les soustraire des signaux reçus dans ces canaux. Selon l'invention, il est proposé un procédé de suppression des interférences radioélectriques dans un signal modulé transporté sur une pluralité de canaux, qui comprend les opérations suivantes: détecter des interférences radioélectriques dans lesdits canaux; identifier un dit sous canal o l'amplitude desdites interférences radioélectriques présente une caractéristique prédéterminée; déterminer la valeur de ladite amplitude desdites interférences radioélectriques ayant ladite caractéristique prédéterminée; déterminer la valeur de l'amplitude desdites interférences radioélectriques dans des sous-canaux voisins; estimer la valeur de l'amplitude desdites interférences radioélectriques dans une pluralité de sous-canaux restants à partir desdites valeurs déterminées; et soustraire, des signaux se trouvant dans les sous-canaux restants correspondants, les valeurs estimées de l'amplitude desdites interférences radioélectriques. Normalement, l'amplitude caractéristique prédéterminée est l'amplitude de crête des interférences radioélectriques, même si, en théorie, le souscanal choisi pourrait être le sous-canal dans lequel l'amplitude est. par exemple, la deuxième plus grande. Normalement, les sous-canaux voisins sont placés de l'un et l'autre côté dudit canal o les interférences RF ont une amplitude de crête, de préférence au voisinage immédiat de ces canaux. L'invention propose également un dispositif de suppression des interférences radioélectriques permettant de supprimer les interférences radioélectriques dans un signal modulé qui est transporté sur une pluralité de sous-canaux, le dispositif comprenant un détecteur servant à détecter les interférences radioélectriques dans lesdits sous-canaux, à identifier un dit sous-canal o l'amplitude desdites interférences radioélectriques présente une caractéristique prédéterminée, à déterminer la vaieur de ladite amplitude desdites interférences radioélectriques ayant ladite caractéristique prédéterminée, et à déterminer la valeur de l'amplitude desdites interférences radioélectriques dans des sous-canaux voisins; un estimateur servant à estimer la valeur de l'amplitude desdites interférences radioélectriques dans une pluralité de sous-canaux restants à partir desdites valeurs déterminées; et un soustracteur servant à soustraire, des signaux se trouvant dans les sous-canaux restants correspondants, les valeurs estimées de l'amplitude desdites interférences radioélectriques. L'invention est principalement destinée à être utilisée dans les systèmes DSL à DMT, mais elle pourrait trouver des applications dans d'autres techniques o se pose un problème analogue. La description suivante concue à titre d'illustration, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur la figure unique suivante, qui est un schéma fonctionnel montrant une structure permettant de mettre en _uvre un dispositif de suppression des interférences radioélectriques selon l'invention. Pour pouvoir comprendre pleinement l'invention, il serait utile de comprendre la théorie sur laquelle elle est basée. On suppose que les RFI sont un signal à bande étroite dont la fréquence est placée en une position associée à la FFT, comme: cO0 = 2 (k, N 05 rapportera au document T1E1.4/2001-009R2 cité ci-dessus. Pour k = k1, on a: R(kl) = ei[(1-/N)]. sinA sin( / N) qui est l'emplacement de crête dans les sous-canaux de fréquence tout entiers si des RFI sont présentes. Pour k k, mais k k, on a: R(k)=R(k)e N sin7(/N) 1 sinc(A/N-(k-kl)IN) ( 1)(k-kl) (1) o on suppose que N est grand par comparaison avec (k-k). On peut maintenant calculer avec les relations suivantes: si |R(k + 1)| 2 |R(k1- 1)|, on a: 1 R(k + 1) 1 (2) | R(k) |+ | R(k1 + 1) l si |R(k + l) |c|R(k1- 1)|, on a: - I R(k1 _ l | R(kl) |+ | R(k1 - 1) I En résumant les équations (2) et (3), on obtient: max( R(k1 + 1), R(k1 -1)) R(k1) +max( R(k +1), R(k1 -1) () Après le calcul de A, on peut obtenir tous les R(k) en utilisant l'équation (1) et en les soustrayant des signaux se trouvant dans les sous- canaux correspondants. On se rapporte maintenant à la figure 1, qui montre, à titre d'exemple, une structure mise en _uvre sous forme d'un dispositif de traitement numérique de signaux ou bien étre commodément intégrée de manière appropriée sur une puce unique. Dans la structure représentée sur la figure 1, un signal modulé resu x(n) est appliqué en entrée à une unité FFT 10, qui délivre sa transformation de Fourier rapide X(k). Le signal X(k) est transmis à un détecteur de radiofréquence 12 qui délivre un signal k, lequel identifie le sous-canal o la radiofréquence détectée est maximale, et un signal X(k1), qui est la valeur du signal dans le sous- canal (k). Le détecteur de radiofréquence 12 délivre également des signaux | X(k1 + 1) l, | X(k - 1) l. Ces signaux sont transmis à un estimateur 14, lequel estime la vaieur de l'amplitude des interférences radioélectriques dans les sous-canaux voisins du sous-canal k. L'estimateur 14 comprend des multiplexeurs 18 et 20, un bloc 16 de calcul de6, un amplificateur opérationnel 22 et un bloc 23 d'estimation finale, qui estime la valeur des interférences radioélectriques R(k). Les signaux X(k) sont transmis via un bloc 24. Les signaux RFI estimés de radiofréquence sont ensuite soustraits des M canaux voisins se trouvant de part et d'autre du sous-canal k1 o les interférences radioélectriques ont une valeur maximale. Le signal de sortie traité duquel les interférences radioélectriques ont été au moins partiellement retirées est délivré en sortie via le bloc 30 de délivrance de signaux. Les blocs peuvent être mis en _uvre au moyen de la technique normale de traitement des signaux numériques, qui est bien connue de l'homme de l'art. Da ns la plu pa rt des uti lisations faisant appel à la technique DMT, comme c'est le cas dans un système DSL, aucun signal ne doit être transmis dans la bande RF pour éviter les interférences. Par conséquent, on peut détecter les interférences RF intenses en contrôlant le niveau du signal dans la bande RF et en comparant avec un seuil approprié. Ceci est réalisé par le bloc détecteur RF 12. Aussitôt que des interférences radioélectriques ont été détectées, le signal de crête X(k) et son emplacement k sont délivrés. Les amplitudes présentes dans les souscanaux immédiatement voisins (|X(k + 1)| et |X(k -1)|) sont également délivrées. Avec les interférences radioélectriques intenses, les canaux immédiatement voisins seront également dominés par le signal RF. Par conséquent, dans le bloc 16 de calcul de A, | | peut être calculé au moyen de l'équation (4) avec le signal d'entrée X(k) et max | X(k + 1) |, |X(k- 1)|}. Le signe deA est déterminé par un comparateur, qui a comme signaux d'entrée | X(k +1) | et | X(k - 1) |. En utilisant X(k) et la valeurA, on estime les interférences radioélectriques dans les 2M sous- canaux voisins (aux emplacements k, M,..., k+M), au moyen de l'équation (1) dans le bloc d'estimation, après quoi on soustrait du signal pour obtenir un signal de sortie dépourvu des RFI. Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir du procédé et du dispositif dont la description vient d'être donnée à titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention. REVEN DICATIONS l. Procédé de suppression des interférences radioélectriques (qu'on notera RFI) à bande étroite présentes dans un signal modulé qui est transporté sur plusieurs sous-canaux, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes: détecter les interférences radioélectriques dans lesdits sous- canaux; identifier un dit sous-canal dans lequel l'amplitude desUites interférences radioélectriques possède une caractéristique prédéterminée; déterminer la valeur de ladite amplitude desdites interférences radioélectriques ayant ladite caractéristique prédéterminée; déterminer la valeur de l'amplitude desdites interférences radioélectriques dans les sous-canaux voisins; estimer la valeur de l'amplitude desdites interférences radioélectriques dans une pluralité de sous-canaux voisins à partir desdites valeurs déterminées; et soustraire, des signaux se trouvant dans les sous-canaux restants correspondants, les valeurs estimées de l'amplitude desdites interférences radioélectriques. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite caractéristique prédéterminée est l'amplitude de crête. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesd its sousca naux voisi ns sont placés de pa rt et d'a utre dudit canal da ns lequel les interférences radioélectriques ont l'amplitude de crête. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits souscanaux voisins sont immédiatement adjacents audit canal dans lequel les interférences radioélectriques ont l'amplitude de crête. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on applique une transformation de Fourier sur ledit signal modulé avant de déterminer ladite amplitude des interférences radioélectriques. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite transformation de Fourier est une transformation de Fourier rapide (qu'on note ra FFT). 7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en _ qu'on estime l'amplitude des interférences radioélectriques dans lesdits sous- canaux voisins à partir de l'équation: R(k) R(k),_(k-kl) o R(k) représente les interférences du canal k et on calcule d'après l'équation: max( R(k1 + 1), R(k1 - l) R(k) + max( R(k1 + 1), R(k - l)) 8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit signal modulé est un signal DMT. 9. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on détermine lesdites interférences radioélectriques en comparant un niveau de radiofréquence détecté avec une valeur de seuil prédéterminée. 10. Dispositif de suppression des interférences radioélectriques, permettant de supprimer les interférences radioélectriques à bande étroite dans un signal moduié transporté sur une pluralité de sous-canaux, caractérisé en ce qu'il comprend: un détecteur (12) servant à détecter les interférences radioélectriques dans lesdits sous-canaux, à identifier un dit sous-canal dans lequel l'amplitude desdites interférences radioélectriques possède une caractéristique prédéterminée, à déterminer la valeur de ladite amplitude desdites interférences radioélectriques ayant ladite caractéristique prédéterminée, et à déterminer la valeur de l'amplitude desdites interférences radioélectriques dans les sous-canaux voisins; un estimateur (14) servant à estimer la valeur de l'amplitude desdites interférences radioélectriques dans une pluralité de sous-canaux restants à partir desdites valeurs prédéterminées; et un soustracteur servant à soustraire, des signaux se trouvant dans les sous-canaux restants correspondants, les valeurs estimées de l'amplitude desUites interférences radioélectriques. 11. Dispositif de suppression des interférences radioélectriques selon la revendication 10, caractérisé en ce que la caractéristique prédéterminée est l'amplitude de crête. 12. Dispositif de suppression des interférences radioélectriques selon la revendication 11, caractérisé en ce que lesdits sous-canaux voisins sont placés de part et d'autre dudit canal dans lequel les interférences radioélectriques ont l'amplitude de créte. 13. Dispositif de suppression des interférences radioélectriques selon la revendication 12, caractérisé en ce que lesdits sous-canaux voisins sont immédiatement adjacents audit canal dans lequel les interférences radioélectriques ont l'amplitude de crête. 14. Dispositif de suppression des interférences radioélectriques selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une unité de transformation de Fourier servant à effectuer une transformation de Fourier sur le signal modulé reSu. 15. Dispositif de suppression des interférences radioélectriques selon la revendication 14, caractérisé en ce que ladite unité de transformation de Fourier est une unité de transformation de Fourier rapide (FFT). 16. Dispositif de suppression des interférences radioélectriques selon la revendication 14, caractérisé en ce que ledit estimateur (14) estime l'amplitude des interférences radioélectriques dans lesdits sous canaux voisins selon l'équation: R(k) R(k1) _ (k - k) o R(k) représente les interférences du canal k, et on calcule d'après l'équation: max( R(k, + 1) , R(k1 -1) R(k1) + max( R(k1 + 1), R(k1 -1) 17. Dispositif de suppression des interférences radioélectriques selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit détecteur (12) compare un signal de radiofréquence détecté avec un seuil prédéterminé. 18. Dlsi de suppion des inns aqua selon rendicaBon 10, caradsA en ce que Edit signal module en un