Brevet FR3037752A1 — publié le 20161223

Arrière-plan de l'invention La présente invention concerne les procédés et dispositifs de traitement de signaux, notamment codés et modulés. En particulier, la présente invention a trait aux procédés et dispositifs de réduction du facteur de crête de signaux codés sur plusieurs sous-porteuses puis modulés, et notamment de réduction du facteur de crête de signaux dits OFDM. L'augmentation des débits de transmission entre moyens de communication sans fil a été rendue possible notamment par le développement de technologies de plus en plus performantes basées sur le codage, dit parallèle (ou multiplexage fréquentiel), des signaux à transmettre sur plusieurs sous-porteuses. Un exemple actuel de procédé de codage sur plusieurs sous-porteuses permettant d'atteindre des débits de transmission élevés est le codage par répartition en fréquences orthogonales sous forme de multiples sous-porteuses, dit OFDM (en anglais : « Orthogonal Frequency-Division Multiplexing»). Dans un tel procédé, le signal numérique initial à transmettre est d'abord codé en symboles qui sont multiplexés sur plusieurs fréquences dites sous- porteuses afin d'obtenir un signal codé en bande de base ; puis le signal codé en bande de base est modulé à la fréquence porteuse (transposition en fréquence), principalement dans le domaine radiofréquence, pour obtenir un signal modulé. La fréquence porteuse correspond à la fréquence des moyens d'émission et de réception du système de communication sans fil. Le principal avantage des procédés par répartition sur plusieurs fréquences tient dans la robustesse du signal transmis vis-à-vis des canaux de transmission multi-trajet présentant un évanouissement, et dans leur encombrement spectral limité. Cependant, un de leurs 3037752 2 principaux inconvénients est qu'ils engendrent des signaux temporels à fortes variations d'amplitude. Le facteur de crête, ou encore le rapport de puissance pic-surmoyenne dit PAPR (en anglais : « Peak-to-Average Power Ratio») est 5 défini comme le rapport entre la puissance maximale et la puissance moyenne d'un signal sur un intervalle de temps. Le facteur de crête est ainsi un paramètre qui permet de rendre compte des variations d'un signal. Or, dans le cas de signaux obtenus par codage sur plusieurs fréquences, le facteur de crête est élevé, traduisant ainsi la grande 10 dynamique en amplitude de tels signaux codés. Une telle variation d'amplitude rend de tels signaux codés très sensibles aux non-linéarités des composants analogiques par lesquels ils sont traités, et notamment les amplificateurs de puissance présents en amont des moyens d'émission sans fil (antenne). De plus, les 15 amplificateurs de puissance ayant une zone de linéarité étendue présentent un rendement faible et donc une consommation plus importante difficilement compatibles avec des appareils de communication sans fil portables tels que des téléphones. Afin de réduire la consommation des amplificateurs de puissance, 20 une solution est de les dimensionner de manière à les faire fonctionner le plus près de leur zone de saturation, sans saturer le signal modulé. Pour ce faire, il est notamment connu de réduire les fluctuations d'enveloppe du signal modulé, et donc son facteur de crête. Il existe actuellement différentes techniques de réduction du 25 facteur de crête d'un signal modulé. De telles techniques sont notamment décrites dans les documents EP 1 712 051, EP 1 858 171, US 2002/086708, US 2011/310990, WO 2005/069836 ou bien encore WO 2004/080022. Certaines techniques interviennent sur l'amplificateur de puissance pour éviter une distorsion du signal modulé, tandis que d'autres techniques interviennent directement au niveau du signal numérique 3037752 3 initial. Cependant, de telles techniques restent peu satisfaisantes car : soit elles sont trop complexes, soit elles sont peu performantes, soit elles imposent des contraintes importantes sur la chaine de transmission qui en limitent le débit. 5 Objet et résumé de l'invention La présente invention vise à résoudre les différents problèmes techniques énoncés précédemment. En particulier, la présente invention vise à proposer un procédé de réduction du facteur de crête, et le 10 dispositif correspondant, permettant de limiter la zone linéaire de l'amplificateur de puissance tout en permettant d'obtenir un signal final fidèle à celui initial. La présente invention vise notamment à proposer un procédé de réduction du facteur de crête, et le dispositif correspondant, permettant d'obtenir un signal modulé avec un facteur de crête réduit 15 sans diminuer la qualité du signal final reçu. Ainsi, selon un aspect, il est proposé un procédé de réduction du facteur de crête d'un signal codé par répartition sur au moins deux fréquences sous forme de sous-porteuses, par exemple un signal codé par répartition en fréquences orthogonales, dans lequel on applique sur le 20 signal codé un algorithme de compression d'amplitude pour obtenir un signal codé compressé. En particulier, l'algorithme de compression d'amplitude est défini par un modèle et ses paramètres et peut, au moins partiellement, être inversé à partir dudit modèle et desdits paramètres, lesdits paramètres et ledit modèle étant fixés et/ou transmis avec le signal 25 codé compressé. Pour des raisons de clarté et afin d'éviter les confusions entre le signal codé sur les fréquences sous-porteuses (signal modulé en bande de base) et le signal modulé à la fréquence porteuse (transposition de fréquence), on désigne dans la suite de la description par « signal codé » 30 le signal initial après codage en symboles de données et multiplexage 3037752 4 fréquentiel sur les fréquences dites sous-porteuses (signal codé en bande de base, par exemple signal OFDM en bande de base), et par « signal modulé » le signal codé après modulation à la fréquence porteuse, c'est-à-dire après transposition de fréquence à la fréquence porteuse (signal 5 OFDM). La répartition sur au moins deux fréquences est une répartition en sous-porteuses, qui correspond à un multiplexage fréquentiel sur lesdites sous-porteuses, en bande de base. Les fréquences sous-porteuses peuvent notamment être orthogonales. Un exemple de codage par 10 répartition sur au moins deux fréquences est le codage OFDM permettant d'obtenir un signal en bande de base codé sur plusieurs sous-porteuses orthogonales. La compression d'amplitude, ou compression dynamique d'amplitude, est une technique utilisée notamment dans le domaine de 15 l'audio, pour limiter la dynamique sonore d'un signal audio définie comme le rapport, ou l'écart, entre la valeur maximale du signal audio et la valeur minimale, éventuellement en rapport au niveau du bruit de fond. La valeur considérée peut être la sonie du signal audio (niveau sonore ressenti par l'utilisateur), ou bien la valeur efficace de la pression acoustique, la valeur 20 efficace du signal électrique correspondant au signal audio, ou bien toute grandeur caractéristique du niveau sonore du signal audio. La dynamique sonore permet ainsi de caractériser le domaine de variation du niveau sonore du signal audio. Dans le domaine audio, un compresseur d'amplitude est un 25 amplificateur non-linéaire présentant un gain inférieur à 1 pour des niveaux sonores supérieurs à un seuil déterminé (appelé seuil de compression) et est connu sous l'acronyme DRC (en anglais : « Dynamic Range Compression»). Les compresseurs audio peuvent être utilisés par exemple pour protéger les enceintes de pics sonores trop élevés du signal 30 audio : de tels pics sont ainsi atténués par le compresseur et évitent 3037752 5 d'abîmer les enceintes. Les compresseurs audio sont également largement utilisés pour « densifier » le signal audio : un tel traitement est ainsi mis en oeuvre dans l'industrie musicale (studios d'enregistrement, de mixage ou même radios) car cela permet d'augmenter la sensation subjective de 5 volume sonore tout en gardant le même niveau sonore maximal. La compression dynamique s'effectue ainsi en fonction du rendu audio, et non en fonction de critères techniques. Les signaux audio compressés dynamiquement ne sont généralement pas destinés à être décompressés. Or, il a été observé que la technologie liée aux compresseurs 10 d'amplitude utilisés dans le domaine audio, pouvait être utilisée de manière performante dans le domaine du traitement d'un signal codé afin d'en limiter le facteur de crête, c'est-à-dire afin d'en limiter les variations d'amplitude, pour obtenir une amplification de puissance linéaire et limiter les distorsions, tout en gardant un signal final fidèle. 15 Plus précisément, le développement de décompresseurs dynamiques d'amplitude utilisés pour retrouver la dynamique sonore avant compression d'un signal compressé, permet de transposer une technologie spécifique du domaine audio au domaine du traitement du signal codé. Il a notamment été observé que les signaux modulés, en particulier des 20 signaux OFDM, pouvaient être compressés avant amplification au niveau de l'émetteur d'un système de communication sans fil, puis décompressés au niveau du récepteur d'un système de communication sans fil, pour obtenir un signal final proche du signal initial sans nécessiter un amplificateur linéaire sur une gamme de fréquences très étendue. 25 Ainsi, avec le procédé selon l'invention, il est possible de réduire, de manière performante, le facteur de crête d'un signal codé au niveau d'un émetteur, sans dégrader le signal final, grâce notamment à la réversibilité du procédé de compression qui peut être mise en oeuvre au niveau du récepteur. 3037752 6 En particulier, on peut transmettre les valeurs des paramètres et/ou le modèle, ou bien transmettre des informations permettant d'identifier les valeurs des paramètres et/ou le modèle. Il est notamment proposé un procédé de réduction du facteur de 5 crête d'un signal codé par répartition sur au moins deux fréquences sous forme de sous-porteuses, par exemple un signal codé par répartition en fréquences orthogonales, comprenant : - une étape de détermination d'une grandeur représentative de l'amplitude du signal codé, par exemple le facteur de crête, puis 10 - une étape de comparaison de la grandeur représentative à un seuil déterminé et, - une étape d'amplification dudit signal codé lorsque la grandeur représentative est supérieure au seuil déterminé, afin d'obtenir un signal codé compressé. 15 En particulier, le gain d'amplification de l'étape d'amplification est un gain variable dépendant de ladite grandeur représentative. Ainsi, selon le procédé, l'amplitude du signal codé est modifiée en fonction de la valeur de son amplitude par rapport à un seuil. La valeur de la grandeur représentative de l'amplitude peut être une valeur de 20 l'enveloppe du signal, ou bien une valeur efficace du signal à un instant donné ou sur une durée donnée, ou bien encore le facteur de crête du signal. L'amplitude du signal codé peut ainsi être modifiée lorsque la grandeur représentative présente une valeur supérieure à un seuil déterminé. Le procédé permet notamment de limiter l'amplitude du signal 25 codé lorsque celle-ci devient trop importante par rapport au domaine de fonctionnement linéaire de l'amplificateur de puissance. L'algorithme de compression peut notamment être appliqué sur chacune des fréquences sous-porteuses, éventuellement de manière indépendante. 3037752 7 Préférentiellement, le signal codé est un signal numérique, par exemple un signal codé en bande de base avec des composantes I et Q. Les étapes de détermination, de comparaison et d'amplification peuvent ainsi être appliquées à chacune des composantes I et Q du signal codé en 5 bande de base, éventuellement de manière indépendante l'une de l'autre. Préférentiellement, les étapes de détermination de la grandeur représentative, de comparaison et d'amplification du signal codé sont réalisées périodiquement sur un échantillon du signal codé, ou sur un ensemble d'échantillons successifs du signal codé. Selon le mode de 10 réalisation, la grandeur représentative, et notamment le facteur de crête, du signal codé peut être déterminée sur chaque échantillon (à très court terme) ou sur un ensemble d'échantillons. Préférentiellement, le gain variable, dans le domaine logarithmique, est égal à 0 lorsque la grandeur représentative est inférieure au seuil 15 déterminé, et est inférieur à 0 tout en étant proportionnel à l'écart entre la grandeur représentative et ledit seuil sinon. Ainsi, lorsque l'amplitude du signal codé dépasse un seuil déterminé, le signal codé est amplifié par un gain inférieur à 0 dans le domaine logarithmique, c'est-à-dire compris entre 0 et 1 dans le domaine linéaire : on obtient donc une diminution de 20 l'amplitude du signal codé, et la diminution est d'autant plus importante que l'amplitude du signal codé est éloignée de la valeur de seuil, autrement dit : le rapport de proportionnalité entre la grandeur représentative du signal codé et le seuil, dans le domaine linéaire, est représentatif du taux de compression du procédé de réduction du facteur 25 de crête. On obtient alors en sortie un signal codé compressé dont l'amplitude est maintenue dans une gamme de valeurs réduite, même lorsque le signal codé présente des pics d'amplitude. Préférentiellement, l'étape de détermination de la grandeur représentative du signal codé tient compte de la ou des grandeurs 30 représentatives du signal codé déterminées auparavant. Dans ce cas, la 3037752 8 valeur de la grandeur représentative du signal codé utilisée pour savoir si le signal codé doit être compressé ou non, ne représente pas l'amplitude du signal codé de manière instantanée mais est une moyenne du signal codé sur une durée plus longue. On obtient ainsi une réponse, ou 5 réactivité, de l'algorithme de compression moins soudaine et brutale, permettant de limiter les discontinuités dans le signal codé compressé. Selon un autre aspect, il est également proposé un procédé de modulation d'un signal numérique initial, comprenant successivement : - une étape de codage du signal numérique initial sur au moins deux 10 fréquences sous forme de sous-porteuses, par exemple sur un jeu de fréquences orthogonales, afin de former un signal codé, - les étapes du procédé de réduction du facteur de crête tel que décrit précédemment, recevant en entrée le signal codé et fournissant en sortie le signal codé compressé, 15 - une étape de conversion numérique-analogique du signal codé compressé, - une étape de modulation du signal codé compressé avec une fréquence porteuse, pour obtenir un signal modulé, et - éventuellement une étape d'amplification analogique amplifiant le 20 signal modulé. Le signal modulé peut alors être transmis, sans fil, via une antenne par exemple. Selon un autre aspect, il est également proposé un signal modulé obtenu par le procédé de modulation tel que décrit précédemment, et 25 comprenant éventuellement les paramètres et le modèle de l'algorithme de compression d'amplitude sous forme de métadonnées. En particulier, les informations (modèle et/ou paramètres) relatives au procédé de compression peuvent être soit fixées, de manière à être connues lors de la décompression sans avoir à les transmettre parallèlement au signal codé 30 compressé, soit transmises parallèlement au signal codé compressé, sous 3037752 9 forme de métadonnées par exemple intégrées au signal codé compressé ou transmises via un canal dédié. En particulier, on peut transmettre les valeurs des paramètres et/ou le modèle, ou bien transmettre des informations permettant d'identifier les valeurs des paramètres et/ou le 5 modèle. Selon un autre aspect, il est également proposé un procédé d'inversion, ou de décompression, d'un signal codé compressé obtenu à partir d'un signal codé selon le procédé tel que décrit précédemment. Selon le procédé, à partir du modèle et/ou des paramètres de l'algorithme 10 de compression, on applique sur le signal codé compressé un algorithme d'inversion d'amplitude inversant, au moins partiellement, l'algorithme de compression d'amplitude, afin d'obtenir un signal codé décompressé. Ainsi, il est proposé un procédé d'inversion d'un signal codé compressé obtenu à partir d'un signal codé selon le procédé tel que décrit 15 précédemment comprenant : - une étape d'estimation d'une grandeur représentative de l'amplitude du signal codé, puis - une étape de comparaison de la grandeur représentative estimée à un seuil déterminé et, 20 - une étape d'inversion dudit signal codé compressé lorsque la grandeur représentative estimée est supérieure au seuil déterminé, afin d'obtenir un signal codé décompressé. L'étape d'inversion, lorsque la grandeur représentative estimée est supérieure au seuil déterminé, dépend de la valeur de ladite grandeur 25 représentative estimée. Par exemple, l'étape d'inversion, lorsque la grandeur représentative estimée est supérieure au seuil déterminé, peut présenter un gain d'amplification qui dépend de la valeur de ladite grandeur représentative. Le procédé d'inversion est adapté au procédé de compression, à 30 son modèle et à ses paramètres, afin d'obtenir un signal codé 3037752 10 décompressé le plus proche du signal codé initial. En particulier, dans le procédé d'inversion, l'amplitude du signal codé compressé est modifiée non pas en fonction de sa propre amplitude, mais en fonction de l'estimation de l'amplitude du signal codé initial (avant compression). On 5 limite ainsi les erreurs lors de la décompression. Par ailleurs, grâce au modèle et aux paramètres du compresseur, il est possible d'estimer de manière fiable l'amplitude du signal codé initial, et donc de mettre en oeuvre la décompression de manière efficace. Les étapes d'estimation, de comparaison et d'inversion peuvent être 10 appliquées, éventuellement de manière indépendante, à chaque sous-porteuse du signal codé compressé. Préférentiellement, le signal codé compressé est un signal numérique, par exemple un signal codé compressé en bande de base avec des composantes I et Q. Les étapes d'estimation, de comparaison et 15 d'inversion peuvent ainsi être appliquées à chacune des composantes I et Q du signal codé compressé, éventuellement de manière indépendante l'une de l'autre. Préférentiellement, les étapes d'estimation de la grandeur représentative, de comparaison et d'inversion du signal codé compressé 20 sont réalisées périodiquement sur un échantillon du signal codé compressé, ou sur un ensemble d'échantillons successifs du signal codé compressé. Préférentiellement, lorsque la grandeur représentative estimée est inférieure au seuil déterminé, le signal codé compressé n'est pas modifié 25 par l'étape d'inversion. Autrement dit, lorsque l'étape d'inversion comprend un gain d'amplification, celui-ci, dans le domaine logarithmique, est égal à 0 lorsque la grandeur représentative estimée est inférieure au seuil déterminé. Autrement dit, l'amplitude du signal codé compressé est amplifiée lorsque la grandeur représentative estimée est supérieure au 30 seuil déterminée, et n'est pas modifiée sinon. 3037752 11 Préférentiellement, l'étape d'estimation de la grandeur représentative du signal codé tient compte de la ou des grandeurs représentatives du signal codé décompressé. Ainsi, il est possible de moduler la réactivité du dispositif d'inversion, en moyennant la valeur de 5 la grandeur représentative estimée du signal codé sur une durée plus longue. Par ailleurs, on exploite le signal codé décompressé lors du procédé d'inversion, afin de tenir compte des étapes déjà réalisées antérieurement par le procédé et éviter ainsi des discontinuités non-voulues. 10 Selon un autre aspect, il est également proposé un procédé de démodulation d'un signal modulé obtenu à partir d'un signal numérique initial selon le procédé tel que décrit précédemment. Le procédé comprend successivement : - une étape de démodulation du signal modulé avec une fréquence 15 porteuse, pour obtenir un signal codé compressé, - une étape de conversion analogique-numérique du signal codé compressé, - les étapes du procédé d'inversion tel que décrit précédemment, recevant en entrée le signal codé compressé et fournissant en 20 sortie le signal codé décompressé, et - une étape de décodage du signal codé décompressé, afin de former un signal numérique final. Selon un autre aspect, il est également proposé un dispositif de réduction du facteur de crête d'un signal codé par répartition sur au moins 25 deux fréquences sous forme de sous-porteuses, par exemple un signal codé par répartition en fréquences orthogonales, pour obtenir un signal codé compressé. Le dispositif de réduction est configuré pour appliquer sur le signal codé un algorithme de compression d'amplitude défini par un modèle et ses paramètres et pouvant, au moins partiellement, être inversé 3037752 12 à partir dudit modèle et desdits paramètres, lesdits paramètres et ledit modèle étant fixés et/ou transmis avec le signal codé compressé. En particulier, on peut transmettre les valeurs des paramètres et/ou le modèle, ou bien transmettre des informations permettant d'identifier les 5 valeurs des paramètres et/ou le modèle. Le dispositif de réduction du facteur de crête peut notamment comprendre : - un moyen de détermination d'une grandeur représentative de l'amplitude du signal codé, par exemple un circuit détecteur 10 d'enveloppe, - un moyen de comparaison de ladite grandeur représentative par rapport à un seuil déterminé, et - un amplificateur dudit signal codé lorsque la grandeur représentative est supérieure au seuil déterminé, l'amplificateur 15 présentant un gain d'amplification variable dépendant de ladite grandeur représentative déterminée par le moyen de détermination. Préférentiellement, le moyen de détermination, le moyen de comparaison et l'amplificateur sont configurés pour réduire le facteur de 20 crête, éventuellement de manière indépendante, de chaque fréquence sous-porteuse du signal codé. Préférentiellement, le dispositif de réduction du facteur de crête est un dispositif numérique. Préférentiellement, le signal codé en bande de base comprend des 25 composantes I et Q, et le moyen de détermination, le moyen de comparaison et l'amplificateur sont configurés pour réduire le facteur de crête, éventuellement de manière indépendante, de chaque composante I, Q du signal codé. Préférentiellement, le moyen de détermination de la grandeur 30 représentative, le moyen de comparaison et l'amplificateur sont configurés 3037752 13 pour fonctionner périodiquement, sur une durée de temps égale à la durée d'échantillonnage du signal codé, ou égale à un multiple de la durée d'échantillonnage du signal codé. Préférentiellement, le gain variable, dans le domaine logarithmique, 5 est égal à 0 lorsque la grandeur représentative est inférieure au seuil déterminé, et est inférieur à 0 tout en étant proportionnel à l'écart entre la grandeur représentative et ledit seuil sinon. Préférentiellement, le moyen de détermination de la grandeur représentative du signal codé est configuré pour tenir compte de la ou des 10 grandeurs représentatives du signal codé déterminées auparavant. Selon un autre aspect, il est également proposé un émetteur d'un signal modulé, comprenant : - un moyen de codage d'un signal numérique initial sur au moins deux fréquences sous forme de sous-porteuses afin de former un 15 signal codé, - un dispositif de réduction tel que décrit précédemment, recevant en entrée le signal codé et fournissant en sortie un signal codé compressé, - un convertisseur numérique-analogique configuré pour convertir le 20 signal codé compressé, - un moyen de modulation recevant en entrée le signal codé compressé et une fréquence porteuse, et fournissant en sortie un signal modulé, - un amplificateur analogique amplifiant le signal modulé, et 25 - une antenne permettant d'émettre le signal modulé. Selon un autre aspect, il est également proposé un dispositif d'inversion, ou de décompression, d'un signal codé compressé obtenu par un dispositif de réduction tel que décrit précédemment, à partir d'un signal codé. Le dispositif d'inversion reçoit en entrée le signal codé compressé et 30 éventuellement le modèle et/ou les paramètres de l'algorithme de 3037752 14 compression. Le dispositif d'inversion est configuré pour appliquer sur le signal codé compressé un algorithme d'inversion d'amplitude inversant, au moins partiellement, l'algorithme de compression d'amplitude, à partir dudit modèle et/ou desdits paramètres de l'algorithme de compression, 5 afin d'obtenir un signal codé décompressé. Préférentiellement, le dispositif d'inversion comprend un moyen d'estimation d'une grandeur représentative de l'amplitude du signal codé, un moyen de comparaison de ladite grandeur représentative par rapport à un seuil déterminé, et un moyen d'inversion dudit signal codé compressé 10 lorsque la grandeur représentative estimée est supérieure au seuil déterminé. Par exemple, le moyen d'inversion peut présenter un gain d'amplification variable et dépendant de ladite grandeur représentative estimée par le moyen d'estimation. Préférentiellement, le moyen d'estimation, le moyen de 15 comparaison et le moyen d'inversion sont configurés pour inverser, éventuellement de manière indépendante, chaque fréquence sous-porteuse du signal codé compressé. Préférentiellement, le dispositif d'inversion est un dispositif numérique. 20 Préférentiellement, le signal codé compressé comprend des composantes I et Q, et le moyen d'estimation, le moyen de comparaison et le moyen d'inversion sont configurés pour inverser, éventuellement de manière indépendante, chaque composante I, Q du signal codé compressé. 25 Préférentiellement, le moyen d'estimation de la grandeur représentative, le moyen de comparaison et le moyen d'inversion sont configurés pour fonctionner périodiquement, sur une durée de temps égale à la durée d'échantillonnage du signal codé compressé, ou égale à un multiple de la durée d'échantillonnage du signal codé compressé. 3037752 15 Préférentiellement, lorsque la grandeur représentative estimée est inférieure au seuil déterminé, le moyen d'inversion est configuré pour ne pas modifié le signal codé compressé. Autrement dit, lorsque le moyen d'inversion comprend un gain d'amplification, celui-ci, dans le domaine 5 logarithmique, est égal à 0 lorsque la grandeur représentative estimée est inférieure au seuil déterminé. Préférentiellement, le moyen d'estimation de la grandeur représentative du signal codé compressé est configuré pour tenir compte de la ou des grandeurs représentatives du signal codé décompressé. 10 Selon un autre aspect, il est également proposé un récepteur d'un signal modulé, comprenant : - une antenne permettant de capter le signal modulé, - un moyen de démodulation recevant en entrée le signal modulé et une fréquence porteuse, et fournissant en sortie un signal codé 15 compressé, - un convertisseur analogique-numérique configuré pour convertir le signal codé compressé, - un dispositif d'inversion tel que décrit précédemment, recevant en entrée le signal codé compressé et fournissant en sortie un signal 20 codé décompressé, et - un moyen de décodage du signal codé décompressé pour obtenir un signal numérique final. Selon un autre aspect, il est proposé un appareil de communication sans fil, comprenant un émetteur tel que décrit précédemment et/ou un 25 récepteur tel que décrit précédemment. L'appareil de communication sans fil peut notamment être : un téléphone portable ou une station de base d'un réseau cellulaire de télécommunication (4G, LTE), une antenne ou un récepteur de télédiffusion numérique terrestre (DVB-T, DVB-H), une antenne ou un 3037752 16 récepteur de radiodiffusion numérique (DAB, T-DMB, DRM), un émetteur ou un récepteur d'un réseau sans-fils (WiFi, WiMAX, HiperLAN). Brève description des dessins 5 L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation particulier, pris à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif de 10 réduction du facteur de crête selon l'invention, - la figure 2 est une représentation schématique d'un dispositif d'inversion selon l'invention, - la figure 3 est une représentation schématique d'un émetteur selon l'invention, 15 - la figure 4 est une représentation schématique d'un récepteur selon l'invention, - la figure 5 est un organigramme d'un exemple de mode de mise en oeuvre du procédé de réduction du facteur de crête selon l'invention, et 20 - la figure 6 est un organigramme d'un exemple de mode de mise en oeuvre du procédé d'inversion selon l'invention. Description détaillée de l'invention La figure 1 illustre de manière schématique un dispositif de 25 réduction du facteur de crête 1 d'un signal codé, selon la présente invention. Le dispositif de réduction 1 reçoit ainsi en entrée un signal codé y, et fournit un signal codé compressé z. Le signal codé y est obtenu par codage et multiplexage multi-porteuse d'un signal initial x, et peut être par exemple un signal codé OFDM en bande de base. 3037752 17 Dans la suite de la description, on considère que les différents signaux (initial x, codé y, codé compressé z, z', codé décompressé y' et final x') sont des signaux numériques. Ils pourront ainsi être désignés par x, x', y, y', z et z', ou par leurs représentations échantillonnées x(n), 5 x'(n), y(n), y(n), z(n) et z'(n). Par contre, les signaux z(t) et z'(t) désigneront des signaux analogiques. Toutefois, l'invention n'est pas limitée à ce type de signaux. Le dispositif de réduction 1 comprend un moyen de détermination 2 d'une grandeur représentative de l'amplitude du signal codé y. La 10 grandeur représentative peut ainsi être le facteur de crête, ou bien encore la valeur efficace RMS du signal codé y(n). Le moyen de détermination 2 peut par exemple être un circuit détecteur d'enveloppe. Afin de lisser l'action du dispositif de réduction 1 sur le signal codé y, le moyen de détermination 2 peut également recevoir en entrée une 15 valeur a correspondant à la réactivité du dispositif de réduction 1. Plus précisément, selon la valeur de a, le moyen de détermination 2 peut tenir plus ou moins compte, lorsqu'il détermine la valeur de la grandeur représentative du signal codé y, des valeurs déterminées précédemment. Ainsi, il est possible de lisser les variations brutales de la grandeur 20 représentative du signal codé y, en moyennant celles-ci sur une durée de temps plus ou moins longue définie par la valeur a. Ainsi, on note ) la grandeur représentative du signal codé y(n) qui est déterminée par le moyen de détermination 2. La grandeur représentative (-,q) peut par exemple être déterminée grâce à l'équation 25 suivante : = - cc). - 1). On voit notamment que le facteur a permet d'introduire, dans la détermination de la grandeur 1, la valeur - 1) (lorsque a n'est pas égal à 1). On peut d'ailleurs relier le facteur a à une constante de temps T de lissage par la relation suivante (Ts étant la période 30 d'échantillonnage du signal codé) : 3037752 18 = 1 - - Le dispositif de réduction 1 comprend également un moyen de comparaison 4 de la valeur de la grandeur représentative du signal codé y(n) à une valeur de seuil s. Le moyen de comparaison 4 reçoit en entrée 5 la valeur déterminée par le moyen de détermination 2 et la valeur du seuil s, et fournit en sortie un gain d'amplification f(n). Le dispositif de réduction 1 comprend également un amplificateur 6, recevant en entrée le signal codé y(n) et le gain d'amplification f(n) fourni par le moyen de comparaison 4, et délivre en sortie un signal codé compressé z(n) 10 correspondant à l'amplification du signal codé y(n) par le gain f(n) selon la formule suivante : z (n) = Lorsque la grandeur représentative est inférieure à la valeur du seuil s, le comparateur fournit en sortie un gain d'amplification f(n) égal à 1 (ou 0 dans le domaine logarithmique). Par contre, lorsque la grandeur 15 représentative est supérieure à la valeur de seuil, le moyen de comparaison 4 fournit alors un gain f(n) tenant compte du rapport entre la valeur de la grandeur représentative et la valeur de seuil s. Ainsi, le gain f(n) est donné par la formule suivante : 20 où G est fonction du taux de compression R selon la formule suivante : 1 G = 1- - R . En particulier, on constate que, dans le domaine logarithmique, le gain = 2u -4)) fourni par le moyen de comparaison 4 est 25 proportionnel à l'écart entre la valeur logarithmique de la grandeur représentative , = et la valeur logarithmique du seuil s = selon la formule suivante : 3037752 19 - s' On obtient ainsi, en sortie du dispositif de réduction 1, un signal codé compressé z(n) dont le facteur de crête est plus petit que celui du 5 signal codé y(n), et qui peut donc être plus facilement amplifié par un amplificateur de puissance analogique. Il convient de noter que le modèle et/ou les paramètres du modèle peuvent être transmis avec le signal codé compressé, sous forme de métadonnées, afin de faciliter l'inversion de la compression au niveau du 10 récepteur. Ainsi, dans le cas présent, les paramètres pouvant être transmis peuvent être la valeur du seuil s, du taux de compression R et la valeur a. Alternativement, il est également possible de transmettre des informations permettant d'identifier les paramètres et/ou le modèle, par exemple une information identifiant une configuration donnée (seuil, taux 15 de compression et valeur a) du modèle. La figure 2 illustre de manière schématique un dispositif d'inversion 10 d'un signal codé compressé, selon la présente invention. Le dispositif d'inversion 10 reçoit ainsi en entrée un signal codé compressé z', et fournit un signal codé décompressé y'. Le signal codé compressé z' est 20 obtenu à partir d'un signal codé y par un dispositif de réduction 1 tel qu'illustré à la figure 1 et décrit précédemment. Le signal codé compressé z' peut être identique au signal codé compressé z, ou bien peut être différent du signal codé compressé z si le canal de transmission sans fil modifie le signal codé compressé z. Le dispositif d'inversion 10 peut 25 également recevoir, s'ils ne sont pas fixés, le modèle et/ou les paramètres utilisés par le dispositif de réduction 1. Ainsi, les valeurs de paramètres peuvent être transmises avec le signal codé compressé, sous forme de métadonnées par exemple, ou bien le signal codé compressé peut comprendre des informations représentatives des valeurs des paramètres. 30 De même, le modèle utilisé peut être transmis au dispositif d'inversion, ou 3037752 20 bien des informations identifiant le modèle utilisé par le dispositif de réduction 1 peuvent être transmises au dispositif d'inversion 10. Le dispositif d'inversion 10 comprend un moyen d'estimation 12 de la grandeur représentative de l'amplitude du signal codé y. Par ailleurs, 5 lorsque la grandeur représentative déterminée par le moyen de détermination 2 a été lissée par le facteur a, le moyen d'estimation 12 tient également compte de ce même facteur a pour estimer la valeur de la grandeur représentative du signal codé y(n). Le moyen d'estimation 12 reçoit en entrée le signal codé compressé z'(n) et fournit en sortie 10 l'estimation de la grandeur représentative de l'amplitude du signal codé y. Dans un premier temps, le moyen d'estimation 12 détermine la grandeur représentative notée selon l'équation suivante : ) du signal codé compressé z'(n), - Cf) 15 avec : -1)+ On voit notamment que le moyen d'estimation 12 tient compte de la valeur du signal codé décompressé y'(n-1) obtenue précédemment 20 pour estimer la grandeur représentative du signal codé compressé z'(n). Puis, le moyen d'estimation 12 estime la grandeur représentative du signal codé y(n) grâce à la fonction non-linéaire suivante : - (1 - - 1)] a . (n) 25 dont la racine représente la valeur recherchée de la grandeur représentative ") du signal codé y(n). 3037752 21 Un exemple de dispositif d'inversion est notamment décrit dans le document « Model-based inversion of dynamic range compression » (IEEEE, Audio, Speech, Language Process., vol. 21, no. 7, pp 1434-1444, Jul. 2013). 5 Le dispositif d'inversion 10 comprend également un moyen de comparaison 14 de la valeur de la grandeur représentative estimée ( ) à la valeur de seuil s. Le moyen de comparaison 14 reçoit en entrée la valeur ) estimée par le moyen d'estimation 12 et la valeur du seuil s, et fournit en sortie un paramètre d'inversion. En particulier, la valeur de 10 seuil s est soit fixée soit transmise avec le signal codé compressé z'(n), sous forme de métadonnées ou sous forme d'une indication permettant de connaitre la valeur de seuil s. Le dispositif d'inversion 10 comprend également un moyen d'inversion 16, recevant en entrée le signal codé compressé z'(n) et le paramètre d'inversion fourni par le moyen de 15 comparaison 14, et délivre en sortie un signal codé décompressé y'(n). Lorsque la grandeur représentative est inférieure à la valeur du seuil s, le moyen de comparaison 14 fournit en sortie un paramètre d'inversion égal à 1. Par contre, lorsque la grandeur représentative est supérieure à la valeur de seuil s, le moyen de comparaison 14 fournit 20 alors en sortie un signal codé décompressé y'(n) tenant compte de la valeur estimée du signal codé y(n). On obtient donc en sortie du moyen d'inversion 16 le signal y'(n) suivant : 25 où sign() désigne le signe de l'objet entre parenthèses. On obtient ainsi, en sortie du dispositif d'inversion 10, un signal codé décompressé y'(n) sensiblement égal au signal codé y(n). 3037752 22 Il convient notamment de préciser que les procédés de réduction du facteur de crête et d'inversion peuvent être appliqués sur chaque composant I, Q des signaux en question, notamment de manière indépendante, mais également sur chaque sous-porteuse des signaux en 5 question, notamment de manière indépendante. La figure 3 illustre de manière schématique un émetteur 20 d'un signal modulé, selon la présente invention. Plus précisément, l'émetteur 20 reçoit en entrée un signal numérique initial x(n) à transmettre et permet de l'envoyer à un récepteur par une communication sans fil. A 10 cette fin, l'émetteur 20 comprend un moyen de codage 22 du signal numérique initial x(n). Le moyen de codage 22 permet de coder le signal numérique initial x(n) en symboles de données puis de les multiplexer sur des fréquences sous-porteuses, par exemple orthogonales dans le cas d'un codage OFDM. On obtient ainsi, en sortie du moyen de codage 22, 15 un signal codé y(n) en bande de base. Toutefois, le codage et le multiplexage effectués par le moyen de codage 22 conduit à un signal codé y(n) présentant un facteur de crête élevé. L'émetteur 20 comprend alors un dispositif de réduction du facteur de crête 1 tel qu'illustré sur la figure 1 et décrit précédemment. On 20 obtient alors un signal codé compressé z(n) en sortie du dispositif de réduction 1. Il convient de noter qu'un moyen de sur-échantillonnage (non-représenté) peut être prévu entre le moyen de codage 22 et le dispositif de réduction 1. 25 L'émetteur 20 comprend ensuite un convertisseur numérique- analogique 24 permettant de convertir le signal codé compressé z(n) en signal analogique z(t), puis un moyen de modulation 26 recevant en entrée d'une part le signal analogique z(t) et d'autre part une fréquence porteuse fp, notamment radiofréquence. Le moyen de modulation 26 303 775 2 23 permet de transposer en fréquence le signal analogique en bande de base z(t) en signal modulé RF(t). L'émetteur 20 comprend alors un amplificateur de puissance analogique 28, permettant d'amplifier le signal modulé RF. Comme le 5 signal modulé RF(t) est obtenu à partir d'un signal codé compressé z(t), celui-ci présente un facteur de crête réduit, et peut donc être amplifié par un amplificateur de puissance analogique ne nécessitant pas un domaine linéaire étendu. Le signal modulé RF(t) amplifié est alors transmis à l'antenne 29 10 de l'émetteur 20, afin d'être transmis sans fil à un récepteur. La figure 4 illustre de manière schématique un récepteur 30 d'un signal modulé RF, selon la présente invention. Plus précisément, le récepteur 30 reçoit en entrée un signal modulé RF(t) émis par un émetteur tel qu'illustré à la figure 3 et décrit précédemment, et permet 15 d'obtenir un signal numérique final x'(n) sensiblement égal au signal numérique initial x(n). A cette fin, le récepteur 30 comprend une antenne 32 pour capter le signal modulé RF(t) émis par l'émetteur, puis un moyen de démodulation 34 recevant d'une part le signal modulé RF(t) capté par l'antenne 32 et d'autre part la fréquence porteuse fp du signal modulé 20 RF(t). Le moyen de démodulation 34 permet de mélanger le signal modulé RF(t) avec la fréquence porteuse fp, afin d'obtenir un signal codé compressé z'(t) en bande de base. Le signal codé compressé z'(t) est alors converti en signal numérique par un convertisseur analogique-numérique 36, puis est 25 décompressé par un dispositif d'inversion 10 tel qu'illustré en figure 2 et décrit précédemment. Le dispositif d'inversion 10 reçoit donc en entrée le signal codé compressé z'(n) et fournit en sortie le signal codé décompressé y'(n). Le récepteur 30 comprend alors un moyen de décodage 38 30 recevant en entrée le signal codé décompressé y'(n) et fournissant en 3037752 24 sortie un signal numérique final x'(n) correspondant sensiblement au signal numérique initial x(n). En particulier, le moyen de décodage 38 permet de démultiplexer le signal codé compressé y'(n) à partir des sous-porteuses, pour obtenir des symboles de données qui sont décodés pour 5 obtenir la suite de bits constituant le signal numérique final x'(n). La figure 5 illustre un organigramme d'un exemple de procédé de modulation 40 selon l'invention. Tel que représenté sur la figure 5, le procédé de modulation 40 comprend une première étape 42 de codage du signal numérique initial x(n) pour former un signal codé y(n), par 10 exemple un signal OFDM en bande de base. Puis, dans une deuxième étape 44, on détermine une grandeur représentative de l'amplitude du signal codé y(n), par exemple le facteur de crête ou bien la valeur efficace RMS tel que cela a été décrit précédemment. Dans une troisième étape 46, la valeur de la grandeur représentative est comparée à un seuil 15 déterminé. Dans une quatrième étape 48, on amplifie le signal codé y(n) selon le résultat de la comparaison de la grandeur représentative par rapport au seuil : ainsi, lorsque la valeur de la grandeur représentative est inférieure à la valeur du seuil, le signal codé y(n) n'est pas modifié (gain 20 d'amplification égal à 1 dans le domaine linéaire, 0 dans le domaine logarithmique). Par contre, lorsque la valeur de la grandeur représentative est supérieure à la valeur du seuil, le signal codé y(n) est multiplié par un gain inférieur à 1 dans le domaine linéaire, c'est-à-dire inférieur à 0 dans le domaine logarithmique. Plus précisément, le signal codé y(n) est 25 multiplié par un gain d'amplification qui est, dans le domaine logarithmique, proportionnel à l'écart entre la valeur de la grandeur représentative et le seuil déterminé : on réduit ainsi l'amplitude du signal codé pour obtenir un signal codé compressé z(n) dont le facteur de crête est plus petit que celui du signal codé y(n). Les étapes 44, 46 et 48 3037752 25 forment ainsi les étapes d'un procédé de réduction 50 du facteur de crête d'un signal codé y(n). Dans une cinquième étape 52, le signal codé compressé z(n) est converti en signal analogique z(t) puis, dans une sixième étape 54, le 5 signal analogique z(t) est transposé en fréquence par modulation avec une fréquence porteuse, notamment radiofréquence, pour obtenir un signal modulé RF(t). Le signal modulé RF(t) présente un facteur de crête limité, grâce aux étapes du procédé de réduction 50 appliqué au signal codé y(n), et 10 peut ainsi, dans une septième étape 56, être amplifié par un amplificateur de puissance analogique. Enfin, dans une huitième étape 58, le signal modulé RF(t) amplifié est émis, par exemple par une antenne, pour transmission sans fil à un récepteur. 15 La figure 6 illustre un organigramme d'un exemple de procédé de démodulation 60 selon l'invention. Le procédé de démodulation 60 s'applique notamment à un signal modulé RF(t) obtenu selon un procédé tel que décrit précédemment. Ainsi, le procédé de démodulation 60 comprend une première étape 62 durant laquelle le signal modulé RF(t) 20 est capté, par exemple par une antenne, puis, dans une deuxième étape 64, le signal modulé RF(t) est transposé en bande de base par modulation avec la fréquence porteuse, notamment radiofréquence, pour obtenir un signal codé compressé z'(t). Le signal codé compressé z'(t) est alors converti en signal numérique z'(n), lors d'une troisième étape 25 66. Le procédé de démodulation 60 comprend ensuite une quatrième étape d'estimation de la valeur représentative du signal codé y à partir du signal codé compressé z'(n), et éventuellement du modèle et/ou des paramètres du modèle de compression, puis une cinquième étape 70, de 30 comparaison de ladite valeur estimée de la grandeur représentative du 3037752 26 signal codé y par rapport à un seuil déterminé. Dans une sixième étape 72, on inverse le signal codé z'(n) selon le résultat de la comparaison de l'estimation de la grandeur représentative par rapport au seuil : ainsi, lorsque l'estimation de la grandeur représentative est inférieure à la valeur 5 du seuil, le signal codé compressé z'(n) n'est pas modifié (gain d'amplification égal à 1 dans le domaine linéaire, 0 dans le domaine logarithmique). Par contre, lorsque l'estimation de la grandeur représentative est supérieure à la valeur du seuil, le signal codé compressé z'(n) est inversé pour obtenir une valeur correspondant 10 sensiblement au signal codé y(n). Les étapes 68, 70 et 72 forment ainsi les étapes d'un procédé d'inversion 74 d'un signal codé compressé z'(n). Enfin, dans une septième étape 76, le signal codé décompressé y'(n) est décodé pour obtenir un signal numérique final x'(n) correspondant sensiblement au signal numérique initial x(n). 15 Ainsi, le procédé de réduction du facteur de crête d'un signal OFDM selon l'invention est basé sur les procédés de compression dynamique/ décompression dynamique utilisés dans le domaine audio pour compresser et restaurer la dynamique audio d'un morceau. Dans le cas des signaux OFDM, ces procédés de compression dynamique/décompression 20 dynamique sont utilisés pour obtenir un facteur de crête du signal OFDM plus petit à l'émetteur, sans déformer le signal obtenu au récepteur. Pour cela le signal codé est compressé avant amplification de puissance, pour en réduire le facteur de crête ; puis le signal modulé compressé est décompressé, ou inverser, avant le décodage, pour retrouver la forme 25 d'onde du signal initial avant compression. On peut ainsi améliorer la transmission d'un signal modulé en sous-porteuses, tout en limitant les déformations du signal. 30 REVENDICATIONS1. Procédé (50) de réduction du facteur de crête d'un signal codé (y(n)) par répartition sur au moins deux fréquences sous forme de sous-porteuses, par exemple un signal codé par répartition en fréquences orthogonales, dans lequel on applique sur le signal codé un algorithme de compression d'amplitude pour obtenir un signal codé compressé (z(n)), caractérisé en ce que l'algorithme de compression d'amplitude est défini par un modèle et ses paramètres et peut, au moins partiellement, être inversé à partir dudit modèle et desdits paramètres, lesdits paramètres et ledit modèle étant fixés et/ou transmis avec le signal codé compressé (z(n))- 2. Procédé (50) selon la revendication précédente, dans lequel l'algorithme de compression d'amplitude comprend : - une étape (44) de détermination d'une grandeur représentative de l'amplitude du signal codé, puis - une étape (46) de comparaison de la grandeur représentative à un seuil déterminé et, - une étape (48) d'amplification dudit signal codé lorsque la grandeur représentative est supérieure au seuil déterminé, afin d'obtenir un signal codé compressé, dans lequel le gain d'amplification de l'étape (48) d'amplification est un gain variable dépendant de ladite grandeur représentative. 3. Procédé (50) selon la revendication 2, dans lequel le gain variable, dans le domaine logarithmique, est égal à 0 lorsque la grandeur représentative est inférieure au seuil déterminé, et est inférieur à 0 303 775 2 28 tout en étant proportionnel à l'écart entre la grandeur représentative et ledit seuil sinon. 4. Procédé (50) selon la revendication 2 ou 3, dans lequel l'étape (44) 5 de détermination de la grandeur représentative du signal codé tient compte de la ou des grandeurs représentatives du signal codé déterminées auparavant. 5. Procédé (40) de modulation d'un signal numérique initial, 10 comprenant successivement : - une étape (42) de codage du signal numérique initial sur au moins deux fréquences sous forme de sous-porteuses, par exemple sur un jeu de fréquences orthogonales, afin de former un signal codé, - les étapes du procédé de réduction (50) selon l'une quelconque 15 des revendications précédentes, recevant en entrée le signal codé et fournissant en sortie le signal codé compressé, - une étape (52) de conversion numérique-analogique du signal codé compressé, - une étape (54) de modulation du signal codé compressé avec une 20 fréquence porteuse, pour obtenir un signal modulé, - et éventuellement une étape (56) d'amplification analogique amplifiant le signal modulé. 6. Signal modulé (RF(t)) obtenu par le procédé (40) de modulation 25 selon la revendication précédente, et comprenant éventuellement les paramètres et le modèle de l'algorithme de compression d'amplitude sous forme de métadonnées. 7. Procédé (74) d'inversion d'un signal codé compressé obtenu à partir d'un signal codé selon le procédé (50) de l'une quelconque des 3037752 29 revendications 1 à 4, dans lequel, à partir du modèle et/ou des paramètres de l'algorithme de compression, on applique sur le signal codé compressé (z'(n)) un algorithme d'inversion d'amplitude inversant, au moins partiellement, l'algorithme de compression 5 d'amplitude, afin d'obtenir un signal codé décompressé (y'(n)). 8. Émetteur (20) d'un signal modulé, comprenant : - un moyen de codage (22) d'un signal numérique initial sur au moins deux fréquences sous forme de sous-porteuses 10 afin de former un signal codé, - un dispositif de réduction du facteur de crête (1), recevant en entrée le signal codé et fournissant en sortie un signal codé compressé, - un convertisseur numérique-analogique (24) configuré pour 15 convertir le signal codé compressé, - un moyen de modulation (26) recevant en entrée le signal codé compressé et une fréquence porteuse, et fournissant en sortie un signal modulé, - un amplificateur analogique (28) amplifiant le signal modulé 20 et - une antenne (29) permettant d'émettre le signal modulé dans lequel le dispositif de réduction du facteur de crête (1) est configuré pour appliquer sur le signal codé, un algorithme de compression d'amplitude défini par un modèle et ses paramètres et 25 pouvant, au moins partiellement, être inversé à partir dudit modèle et desdits paramètres, lesdits paramètres et ledit modèle étant fixés et/ou transmis avec le signal codé compressé. 9. Récepteur (30) d'un signal modulé émis par un émetteur avec un 30 algorithme de compression selon la revendication 8, comprenant : 3037752 30 - une antenne (32) permettant de capter le signal modulé, - un moyen de démodulation (34) recevant en entrée le signal modulé et une fréquence porteuse, et fournissant en sortie un signal codé compressé, 5 - un convertisseur analogique-numérique (36) configuré pour convertir le signal codé compressé, - un dispositif d'inversion (10) recevant en entrée le signal codé compressé, et éventuellement le modèle et/ou paramètres de l'algorithme de compression d'amplitude, et 10 fournissant en sortie un signal codé décompressé, - un moyen de décodage (38) du signal codé décompressé pour obtenir un signal numérique final dans lequel le dispositif d'inversion (10) est configuré pour appliquer sur le signal codé compressé un algorithme d'inversion 15 d'amplitude inversant, au moins partiellement, l'algorithme de compression d'amplitude à partir dudit modèle et desdits paramètres de l'algorithme de compression, afin d'obtenir un signal codé décompressé. 20 10.Appareil de communication sans fil, notamment téléphone portable ou station de communication sans fil, comprenant un émetteur (20) selon la revendication 8 et/ou un récepteur (30) selon la revendication précédente. 25