Brevet FR2885751A1 — publié le 20061117

Dispositif et procédé de réception radiofréquence de données binaires La présente invention concerne le domaine des systèmes de transmission pulsée radiofréquence de données binaires à étalement de spectre à très large bande (UWB). Pour illustrer un état de la technique de ce domaine, on peut se reporter au document IEEE VOL.2.NO. 2, février 1998, pages 36 à 38. Le but de la présente invention est d'augmenter encore la sécurité et la fiabilité des transmissions par voie radioélectrique sous forme d'ondes électromagnétiques, dans lesquels une diversité fréquentielle est mise en oeuvre. La présente invention peut avantageusement 'tre reliée au dispositif d'émission et au procédé d'émission décrits dans la demande de brevet français numéro 0411459 déposée le 27 octobre 2004. La présente invention a tout d'abord pour objet un dispositif de réception radiofréquence de données binaires dans un canal radiofréquence de transmission, comprenant des moyens de captation comportant une antenne et un filtre principal dont la bande passante principale correspond audit canal de transmission et un récepteur à corrélation. Selon l'invention, le dispositif de réception comprend en outre, entre les moyens de captation et le récepteur à corrélation: un récepteur à diversité fréquentielle comprenant une multiplicité de voies parallèles comprenant respectivement un filtre secondaire dont l'entrée est reliée à la sortie du filtre principal et un circuit de détection d'enveloppe et de filtrage adaptés relié à la sortie du filtre fréquentiel secondaire et un circuit de sommation dont l'entrée est relié aux sorties desdits circuits de détection d'enveloppe et de filtrage udaptés et dont la sortie est reliée à l'entrée dudit récepteur à corrélation. Selon l'invention, lesdits filtres secondaires présentent de préférence des bandes passantes correspondant à des sous-bandes disjointes incluses dans ladite bande passante principale. Selon l'invention, lesdits circuits de détection et de filtrage sont de préférence adaptés pour détecter des impulsions de forme déterminée dans les signaux issus des filtres secondaires. Selon l'invention, ledit circuit de sommation est de préférence adapté pour additionner les signaux issus des circuit; de détection d'enveloppe et de filtrage adaptés et délivrant aud.t récepteur à corrélation le signal résultant. Selon l'invention, lesdites sous-bandes disjointes sont de préférence adjacentes. La présente invention a également pour objet un procédé de réception radiofréquence de données binaires attendues contenues dans un signal présent dans un canal radiofréquence de transmission. Ce procédé consiste: à capter les signaux électromagmétiques dans une bande fréquentielle principale prédéfinie, à diviser ladite bande fréquentielle principale en sous-bandes fréquentielles disjointes, à détecter un signal de forme prédéterminée dan; chaque sous-bande fréquentielle, à sommer les signaux détectés, et à désétaler ou démoduler le signal sommé en rppliquant une séquence aléatoire prédéfinie et à délivrer un signal de sDrtie. Un mode particulier de réalisation de la présente invention va maintenant être décrit à titre d'exemple non limitatif et illustré par le dessin, sur lequel: - La figure 1 représente un schéma électronique l'un dispositif de réception radiofréquence selon l'invention; - La figure 2 représente un signal impulsioanel principal superposé à du bruit, issu d'un canal de transmission; - La figure 3 représente un spectre d'une impur Sion contenue dans ledit signal principal; - La figure 3a représente une impulsion dudit signal principal; - Les figures 4, 5 et 6 représentent les spectres secondaires d'mpulsions de trois signaux impulsionnels secondaires - Les figures 4a, 5a et 6a représentent des impulsions desdits 5 signaux impulsionnels secondaires; - Les figures 4b, 5b et 6b représentent des pulses attendus issus desdits signaux impulsionnels secondaires; - Et la figure 7 représente un pulse de sommation des pulses des figures 4b, 5b et 6b. En se reportant à la figure 1, on peut voir qu'on a représenté un dispositif de réception 1 de signaux binaires, qui comprend en série un circuit de captation 2, un récepteur à diversité fréquentielle 3 et un récepteur à corrélation 4. Le circuit de captation 2 comprend en série une antenne 5, un filtre fréquentiel principal Fp de bande passante principale et un amplificateur 6, par exemple à faible gain relié à un point J. Le récepteur à diversité fréquentielle 3 comp:end, entre le point J et un point K, un certain nombre de voies VF1 à VFn parallèles et en série un circuit de sommation 7. Les voies VF1 à VFn, respectivement montées entre le point J et les entrées du circuit de sommation 7, comprennent respectivement, en série, des filtres fréquentiels secondaires Fsl à Fsn, des amplificateurs Al à An, de préférence à grands gains, et des circuits de détection d'enveloppe et de filtrage adaptés Fal à Fan. Le récepteur à corrélation 4, connu en soi, comprend en série, entre la sortie K du circuit de sommation 7 et une sortie finale L de signal binaire, un circuit multiplicateur 8, un circuit d'intégration 9 et un circuit de décision 10, et comprend un circuit générateur de séquence de désétalement 11 relié au circuit d'intégration 9 et un circuit de synchronisation 12 relié au circuit générateur de séquence de désétalement 11 et aux points K et L. Le dispositif de réception 1 est adapté pour recevoir, détecter et délivrer à sa sortie L des signaux binaires d'origine Bi transportés par des ondes électromagnétiques, issus d'un dispositif d'émission générant un étalement spectral du signal selon une séquence aléatoire PN et une diversité fréquentielle, par exemple issus d'un dispositif d'émission décrit dans la demande de brevet français numéro 0411459 déposée le 27 octobre 2004. On va maintenant décrire comment fonctionne du dispositif de réception 1, en supposant qu'il délivrera à sa sortie L un signal binaire attendu Bi à créneaux. A titre d'exemple, on supposera que le signal binaire Bi d'origine est transporté par une onde hertzienne dans respectivement trois sous-bandes de fréquences adjacentes:BPsl, BPs2 et BPs3 d'une bande passante principale BPp, sous la forme d'impulsions espacées d'un signal impulsionnel, avec étalements spectraux correspondants dans chaque sousbande selon une séquence aléatoire PN. On supposera encore que l'onde hertzienne précitée n'est pas perturbée par un autre signal. Le circuit de captation 2 capte l'onde hertzienne et ne délivre à sa sortie J, grâce à son filtre principal Fp, que le signal impulsionnel principal Spf contenu dans une bande principale de fréquences. Sur la figure 2, on a représenté en partie un signiLl impulsionnel principal Spf, qui comprend des impulsions espacées sur lequel est superposé un bruit issu du canal de transmission et engendré par les composants du circuit de captation. Sur la figure 3, on a représenté limitativement k spectre d'une impulsion parmi les impulsions d'un signal impulsionnel Spf attendu occupant une bande passante principale BPp de fréquences comprises entre 3,1 gigahertz et 10,6 gigahertz constituant un canal de transmission déterminé. Cette bande passante principale BPp est identique à la bande de fréquence d'émission du dispositif d'émission précité. Sur la figure 3a, on a représenté limitativement une forme d'une impulsion parmi les impulsions constituant le signal Spf attendu. Les filtres secondaires Fsl à Fsn du récepteur à diversité fréquentielle 3 déterminent des sous-bandes passantes disjointes, incluses dans la bande passante principale précitée du fi: tre fréquentiel principal Fp. Les filtres secondaires Fsl à Fsn reçoivent:ous le signal impulsionnel principal Spf via le point J et ne délivre à leur sortie que les signaux impulsionnels secondaires Ssfl à Ssfn contenus dans les sous-bandes correspondantes. Sur les figures 4, 5 et 6, on a représenté en exemple, en décomposition du spectre de la figure 3, les spectres secondaires respectivement d'une impulsion de trois signaux impulsionnels secondaires Ssfl, Ssf2 et Ssf3 contenus dans trois sous-bandes passantes de fréquences disjointes et adjacentes BPs1, BPs2 et BPs3. Ces trois sous-bandes sont avantageusement comprises entre 3,1 gigahertz et 5,6 gigahertz, entre 5,6 gigahertz et 8, 1 gigahertz et entre 8,1 gigahertz et 10,6 gigahertz, sortant de trois filtres secondaires Fsl, Fs2 et Fs3 d'un récepteur à diversité fréquentielle 3 à trois voies VF1, VF2 et VF3. Les trois sous-bandes BPsl, BPs2 et BPs3 Sont identiques aux trois sous-bandes d'émission du dispositif d'émission précité. Sur respectivement les figures 4a, 5a et 6a, on a représenté en exemple, en décomposition de l'impulsion de la figure 3a, une forme d'une impulsion parmi les impulsions constituant les signaux impulsionnels secondaires Ssfl, Ssf2 et Ssf3. Les circuits de détection et de filtrage adapté l'al à Fan sont aptes à délivrer des successions de pulses P1 à Pn lorsqu'ils reçoivent des filtres secondaires Fsl à Fsn, via les amplificateurs Al à An, des impulsions dont la forme correspond à une forme attendue ou approximativement à une telle forme attendue, c'est-à-dire les impulsions attendues des signaux impulsionnels secondaires Ssfl à Ssfn. Les circuits de détection et de filtrage adapté Fal à Fan peuvent contenir par exemple un détecteur d'énergie en série avec un circuit de détection d'enveloppe et de filtrage adaptés à la forme de l'enveloppe des impulsions attendues. Sur respectivement les figures 4b, 5b et 6b, on a représenté en exemple, en correspondance avec les figures 4a, 5a et 6a, la forme d'un pulse des successions de pulses attendus Pl, P2 et P3 sortant des trois circuits de détection d'enveloppe et de filtrage adaptés Fal, Fa2 et Fa3 des trois voies VF1, VF2 et VF3 précitées. Les successions de pulses attendus Pl à Pn, p.r exemple les successions de pulses Pl, P2 et P3, sont identiques et se correspondent temporellement. Le circuit de sommation 7 reçoit les successions de pulses attendus Pl à Pn et délivre à sa sortie un signal SOM correspondant à l'addition des successions de pulses P l à Pn. Sur la figure 7, on a représenté en exemple la forme d'un pulse SOM d'un signal SOM correspondant à l'addition dc trois pulses correspondants issus des trois circuits de détection d'enveloppe et de filtrage adaptés Fal, Fa2 et Fa3 des trois voies VF1, VF2 et VF3 précitées. Le fonctionnement du récepteur à corrélation 4 est connue en soi et est en particulier décrit dans le document IEEE VOL. COM-25, NO.8, août 1977, pages 748 à 755 et le document IEEE VOL. COM-30, NO.5, mai 1982, pages 855 à 884. Ainsi, le récepteur à corrélation 4 procède à un désétalement du signal attendus SOM en appliquant la séquence aléatoire PN pré-programmée du circuit générateur de séquence de désétalement 11 de façon à reconstituer un signal binaire de sortie attendu Bs sur la sortie L. Cette séquence aléatoire pré-programmée PN correspond à la séquence aléatoire ayant conduit à l'étalement généré dans le dispositif d'émission associé. Le circuit de synchronisation 12 est adapté pour que la séquence PN générée par le circuit générateur de séquence de désétalement 11 soit synchrone et en phase avec la séquence PN utilisée par le dispositif d'émission associé. Dans la mesure où l'onde électromagnétique pré,:.itée n'est pas gravement perturbée, ce signal de sortie Bs correspond au signal binaire attendu Bi. Le dispositif de réception 1 qui vient d'être c écrit présente l'avantage d'augmenter la sécurité de la réception et de la détection d'un signal binaire attendu. Si en effet l'une des sous-bandes de fréquences précitées du canal de transmission est perturbée, le signal binaire attendu peut néanmoins être délivré du fait du cumul ou de l'addition faite dans le circuit de sommation 7 des signaux issus des sous-bandes de fréquences non perturbées. Un autre avantage du dispositif de réception 1 réside dans le fait qu'il permet de détecter et de délivrer le signal Bi attendu même dans le cas où le signal reçu par son antenne est noyé dans un bruit de niveau relativement élevé tel que représenté en exemple sur la figure 2. La présente invention ne se lirnite pas aux exemples particuliers de réalisation décrits ci-dessus. Bien des variantes sont possibles sans sortir du cadre défini par les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Dispositif de réception radiofréquence de données binaires dans un canal radiofréquence de transmission, comprenant des moyens de captation comportant une antenne et un filtre principal dont la bande passante principale correspond audit canal de transmission et un récepteur à corrélation, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre, entre les moyens de captation (2) et le récepteur à corrélation (3) : un récepteur à diversité fréquentielle (3) comprenant une multiplicité de voies parallèles (VF1 à VFn) comprenant respectivement un filtre secondaire (Fsl) dont l'entrée est reliée à la sortie du filtre principal (Fp) et un circuit de détection ii'enveloppe et de filtrage adaptés (Fal) relié à la sortie du filtre fréquentiel secondaire et un circuit de sommation (7) dont les entrées sont reliées aux sorties desdits circuits de détection d'enveloppe et de f:ltrage adaptés et dont la sortie est reliée à l'entrée dudit récepteur à corrélation (4) ; lesdits filtres secondaires présentant des bandes passantes correspondant à des sous-bandes disjointes incluses dans ladite bande passante principale, lesdits circuits de détection d'enveloppe et de filtrage adaptés étant adaptés pour détecter des impulsions de forme déterminée dans les signaux issus des filtres secondaires, et ledit circuit de sommation étant adapté pour i.dditionner les signaux issus des circuits de détection d'enveloppe et de filtrage adaptés et délivrant audit récepteur à corrélation le signal résultant. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdites sous-bandes disjointes sont adjacentes. 3. Procédé de réception radiofréquence de données binaires attendues contenues dans un signal présent dans un canal radiofréquence de transmission, consistant à capter les signaux électromagmétiques dar.s une bande fréquentielle principale prédéfinie, à diviser ladite bande fréquentielle principale en sous-bandes fréquentielles disjointes, 2885751 9 à détecter un signal de forme prédéterminée dan;; chaque sous- bande fréquentielle, à sommer les signaux détectés, et à désétaler ou démoduler le signal sommé en appliquant une 5 séquence aléatoire prédéfinie et à délivrer un signal de sortie.