Brevet FR3048575A1 — publié le 20170908

L'invention concerne le domaine de la limitation du bruit dans un signal radio, plus précisément dans un signal radio modulé en amplitude, en particulier destiné à une mise en oeuvre dans des récepteurs radio embarqués dans des véhicules automobiles. Dans ce cadre, la présente invention vise un procédé de détermination d'un 5 niveau de bruit dans un signal radio modulé en amplitude et un procédé de filtrage dudit bruit, à travers la mise en oeuvre d'une sélectivité dynamique dans le signal radio modulé en amplitude. Comme cela est connu, un récepteur radio, notamment dans un système multimédia d'un véhicule automobile, est apte à recevoir un signal radio, en particulier un 10 signal radio AM, AM étant l'abréviation de « Amplitude Modulation » signifiant « modulation en amplitude ». Un tel signal radio AM, reçu sous forme modulé par un récepteur radio, est soumis à différents senseurs et à un filtrage adapté pour que le signal radio démodulé correspondant puisse être restitué dans de bonnes conditions, notamment dans 15 l'habitacle d'un véhicule automobile. L'homme du métier connaît le principe de fonctionnement d'un signal radio AM, c'est-à-dire modulé en amplitude, reçu par un récepteur radio adapté, en vue d'être démodulé puis restitué à des auditeurs. Ainsi, un signal radio AM comporte une porteuse p(t) du signal, de 20 fréquence fp, vérifiant l'équation : p(t) = A. sin (2. 7r. fp) et un message m(t) à transmettre vérifiant l'équation : m(t) = M. cos (2. tr. t + cp) Le signal modulé y(t) correspondant vérifie alors l'équation : 25 y(t) = [1 + m(t)] * p(t), soit : y(t) = A . sin(2. 7. fp. t) + `'`I [sin(2. 7. (fp + fin) + cp) + sin(2. 7. (fp - fin) + cp)] D'un point de vue spectral, partant d'un message m(t) composé de plusieurs fréquences, l'amplitude de la transformée de Fourier FFT du signal modulé y(t) contenant le message m(t), en fonction de la fréquence F, est représentée à la figure 1. 30 Pour démoduler le signal radio AM, ce dernier est ramené en bande de base, de telle sorte que le message m(t) se retrouve centré autour de 0 Hz, comme représenté à la figure 2. Un problème connu réside dans le fait que le signal radio AM reçu peut être bruité ou parasité par un signal radio adjacent, rendant sa restitution non satisfaisante. De 3048575 2 ce fait, il est connu de filtrer le signal radio démodulé, avant sa restitution, en vue d'en éliminer ou de limiter le bruit et les interférences parasites dues aux signaux adjacents. Cependant, le filtrage effectué dans le signal démodulé s'applique par définition au message, c'est-à-dire aux données pertinentes du signal radio reçu, tel que 5 le signal audio à restituer. Le filtrage effectué à ce niveau de la chaîne audio du système multimédia, c'est-à-dire après démodulation du signal radio reçu, présente donc l'inconvénient d'induire une altération des données contenues dans ledit signal radio. Selon la présente invention, il est par conséquent prévu de réaliser un filtrage optimisé du signal radio AM reçu avant de le démoduler, pour éliminer ou limiter le bruit 10 qu'il comporte, en temps réel, selon une technique de sélectivité dynamique. Le principe de sélectivité dynamique dans un signal radio AM est connu en tant que tel, mais il n'est appliqué, aujourd'hui, que dans le but de pallier au parasitage du signal par un signal adjacent. L'état de la technique ne décrit pas de dispositif ni de procédé pour obtenir une sélectivité dynamique sur un signal radio AM en vue de réduire le bruit qu'il comporte. En 15 effet, en pratique, dans les récepteurs radio connus, la sélectivité dynamique est généralement désactivée dès lors qu'aucun signal radio adjacent n'a été détecté. Selon l'invention, un ou plusieurs filtres sont appliqués au signal radio AM, pour couper certaines parties du signal reçu, au-delà et en deçà de fréquences de coupure, sur la base du signal ramené en bande de base, à la fois pour traiter la question 20 de la présence éventuelle d'un signal radio adjacent et celle de la présence de bruit dans le signal radio AM reçu. Aux fins de sélection du ou des filtres adaptés, un capteur de bruit et, de préférence, des capteurs de modulation, d'adjacent et de niveau, sont mis en oeuvre sur le signal modulé en amplitude reçu pour déterminer le(s) filtre(s) à appliquer. Après 25 filtrage, le signal est démodulé et le message audio récupéré et restitué. En particulier, la présente invention vise un procédé de détermination d'un niveau de bruit dans le signal radio AM, au moyen de l'analyse du niveau de bruit dans une fourchette de fréquences située immédiatement au-delà et en deçà des limites inférieure et supérieure de la bande passante correspondant au message m(t) dans le spectre du signal radio AM, ramené en 30 bande de base. La présente invention vise également un procédé de filtrage du signal radio AM permettant le filtrage optimisé dudit signal radio, avant sa démodulation, en fonction du niveau de bruit déterminé par le capteur de bruit évoqué ci-dessus. A cette fin, plus précisément, la présente invention a pour objet un procédé de 35 mesure d'un niveau de bruit dans un signal radio modulé en amplitude, ledit signal radio présentant une bande passante, ledit procédé comprenant : 3048575 3 - la transformation dudit signal radio en bande de base, de façon à ce que la représentation de la transformée de Fourier dudit signal radio en fonction de la fréquence présente une bande passante centrée sur 0 Hz, - la détermination d'une fourchette de fréquences, en limite et au-delà de la bande passante, au moins d'un côté de ladite bande passante, - la mesure du niveau du signal radio, par pas de fréquence, dans ladite fourchette de fréquences, - la détermination d'un niveau de bruit normé dans le signal radio, correspondant à la somme des mesures de niveaux par pas de fréquence, dans la fourchette de fréquences considérée, divisée par la mesure du niveau du signal radio en bande de base calculé autour de la fréquence 0 Hz. Le procédé selon l'invention permet ainsi la détermination d'un niveau de bruit normé dans un signal radio modulé en amplitude, avant sa démodulation. La présente invention a également pour objet un procédé de filtrage d'un 15 signal radio modulé en amplitude, comprenant la mise en oeuvre du procédé de mesure d'un niveau de bruit dans un signal radio modulé en amplitude brièvement décrit ci-dessus, et comprenant par ailleurs : - la comparaison du niveau de bruit normé ainsi déterminé à un seuil prédéterminé, 20 - en fonction de ladite comparaison, la sélection d'un filtre appliqué au signal radio modulé en amplitude. Grâce à la présente invention, il est par conséquence possible de réaliser une sélectivité dynamique sur un signal radio modulé en amplitude, avant sa démodulation, pour en filtrer le bruit en minimisant l'atteinte au message qu'il comporte. 25 Selon un mode de réalisation, le procédé de filtrage d'un signal radio modulé en amplitude selon l'invention comprend par ailleurs : - la détermination de la présence ou nom d'un signal radio adjacent d'un côté et/ou de l'autre de la bande passante du signal radio. - en fonction de ladite détermination et de la comparaison du niveau de bruit 30 normé ainsi déterminé au seuil prédéterminé, la sélection d'un filtre appliqué au signal radio modulé en amplitude. Selon un mode de réalisation, le filtre choisi est symétrique. Selon un autre mode de réalisation, le filtre choisi est asymétrique. Avantageusement, la sélection du filtre est réalisée en temps réel, pour 35 assurer une sélectivité dynamique dans le signal radio modulé en amplitude. Avantageusement, le filtre est un filtre à réponse impulsionnelle finie. 3048575 4 La présente invention vise par ailleurs un capteur de bruit configuré pour réaliser la mesure de niveaux de bruit dans un signal radio modulé en amplitude, par pas de fréquence, dans une fourchette de fréquences, de part et d'autre de la bande passante dudit signal radio, et pour déterminer un niveau de bruit normé dans ledit signal radio, 5 correspondant à la somme des mesures de niveaux du bruit par pas de fréquence divisée par la mesure du niveau du signal radio en bande de base calculé autour de la fréquence 0 Hz, de façon à mettre en oeuvre le procédé de mesure d'un niveau de bruit tel que décrit précédemment. La présente invention vise également un récepteur radio comprenant un 10 capteur de niveau de bruit tel que brièvement décrit ci-dessus. La présente invention vise aussi un véhicule automobile comprenant un récepteur radio tel que brièvement décrit ci-dessus. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et se référant aux dessins annexés qui 15 représentent : la figure 1, le diagramme simplifié d'une transformée de Fourier FFT d'un signal modulé en amplitude en fonction de la fréquence F ; la figure 2, le diagramme simplifié d'une telle transformée de Fourier d'un signal modulé en amplitude, ramené en bande de base ; 20 la figure 3, le graphique du niveau L d'un signal radio modulé en amplitude en fonction de la fréquence F, ramené en bande de base ; la figure 4, le même graphique qu'à la figure 3, en présence, par ailleurs, d'un signal radio adjacent. Il faut noter que les figures exposent l'invention de manière détaillée pour en 25 permettre la mise en oeuvre, lesdites figures pouvant bien entendu également servir à mieux définir l'invention. Le procédé de détermination d'un niveau de bruit dans un signal radio AM et le procédé de filtrage dudit bruit selon l'invention sont présentés en vue d'une mise en oeuvre, principalement, dans un système multimédia embarqué dans un véhicule 30 automobile. Cependant, la mise en oeuvre de la présente invention dans tout autre domaine technique, en particulier dans tout type de récepteur radio AM est également visée. Dans la suite de la description, la présente invention est présentée en relation 35 avec la réception d'un signal radio AM, reçu par un récepteur radio, par exemple embarqué dans un véhicule, dans le contexte d'un ensemble de bandes de fréquences consacrées à ces signaux et organisées conformément aux normes locales. 3048575 5 Comme cela est connu, la largeur du spectre d'un signal radio modulé en amplitude est normalisée, à 9 kHz pour l'Europe et à 10 kHz en Amérique du nord, par exemple. En Europe, la bande passante du signal audio correspondant est en pratique 5 normalement de 4,5 kHz. Cependant, certains émetteurs ont des bandes passantes élargies avec des bandes passantes pouvant aller jusqu'à 9 kHz. Par conséquent, dans le cade de la présente invention, au moyen d'un capteur de bruit dans le signal radio AM modulé, ramené en bande de base, il est utile de s'intéresser aux fréquences hors bande passante audio pour mesurer le niveau de bruit. 10 Typiquement, en Europe, le bruit sera analysé à partir de 5 kHz et au-dessus, jusqu'à 9 kHz, aux fins de filtrer de façon optimale le signal radio AM avant sa démodulation. Il est à noter qu'un réglage fin de la fourchette de fréquences sur laquelle le bruit dans le signal radio AM doit être mesuré est de préférence réalisé, dans le cadre de la mise en oeuvre du procédé de filtrage selon l'invention, en fonction du cas d'espèce. Ce réglage fin permet en particulier de se prémunir de l'éventuelle présence de signaux radio en bande élargie, nécessitant un élargissement de la fourchette de fréquences faisant l'objet de mesures de bruit. En outre, ce réglage fin permet de tenir compte de l'absence ou de la 20 présence d'un signal radio adjacent. Typiquement, en Europe, le nombre d'émetteurs étant limité, la présence d'un adjacent est moins probable qu'en Amérique du Nord où le nombre d'émetteurs radio est plus important. Il est à noter que, dans ce contexte, lorsqu'il n'est pas détecté de signal radio adjacent, au moins d'un côté du spectre, il est a priori moins nécessaire de filtrer le signal, 25 pour s'assurer la conservation d'un maximum de données utiles. Cependant, cela présente le risque d'entraîner un signal davantage bruité. La mise en oeuvre du capteur de bruit et du procédé de filtrage selon l'invention permet alors d'optimiser le filtrage du signal radio AM reçu avant sa démodulation. En référence à la figure 3, il est représenté le niveau L d'un signal radio 30 modulé en amplitude AM, présentant une bande passante d'environ 9 kHz. Le signal radio AM a été ramené en bande de base, par une transformation adaptée, de sorte qu'il se trouve centré sur 0 Hz. Dans l'exemple de la figure 3, le signal radio AM n'est ni suivi, ni précédé, par un signal radio adjacent. Seul le bruit est par conséquent susceptible de parasiter le 35 signal radio AM. 3048575 6 Conformément à la présente invention, le niveau de bruit dans le signal est mesuré, par pas de fréquence, à proximité de la fréquence 5 kHz, sur le diagramme de la figure 3 représentant le niveau L du signal radio AM, ramené en bande de base. Selon l'invention, un capteur de niveau de bruit est ainsi configuré pour 5 mesurer le niveau du signal radio AM, par pas de fréquence, dans une fourchette de fréquences R prédéterminée située en limites supérieure et/ou inférieure de la bande passante du signal radio AM. Typiquement, les fourchettes de fréquences R suivantes peuvent être choisies, en limite supérieure de la bande passante du signal radio AM ramené en bande 10 de base : 5 Hz à 7 Hz, 6 Hz à 8 Hz, 6 Hz à 9 Hz, etc. Il est à noter que la fourchette de fréquences R dans laquelle le niveau du signal radio AM est mesuré est de préférence adaptée, notamment grâce à la présence d'un régulateur, pour tenir compte des caractéristiques physiques du signal radio AM effectivement reçu, notamment quant à sa bande passante, à la présence ou non d'un 15 signal radio adjacent. De même, le nombre de points de mesure du niveau du signal radio AM peut être adapté. Typiquement, selon un mode de réalisation, donné à titre d'illustration non limitative, il est effectué 16 mesures du niveau du signal radio AM dans une fourchette de fréquences d'environ 2 Hz, telle que la fourchette de fréquences R allant de 5 Hz à 7 Hz évoquée ci-dessus. Selon l'invention, le capteur de bruit réalise par conséquent une pluralité de mesures, par pas de fréquence, dans la fourchette de fréquences R prédéterminée. Ces mesures sont sommées et le résultat de cette somme est divisé par la mesure du niveau du signal radio AM ramené en bande de base calculé autour de la fréquence 0 Hz. Le résultat de cette division constitue une mesure normée du niveau de bruit dans le signal radio AM. Selon l'invention, le niveau de bruit normé est comparé à un seuil de niveau de bruit prédéfini pour permettre le choix d'un filtre F à appliquer au signal radio AM, avant qu'il ne soit démodulé. Le filtre F choisi est typiquement sélectionné parmi une pluralité de filtres disponibles F dans le système intégrant le récepteur radio considéré. Selon un mode de réalisation, le système comprend trois filtres F en haut de bande passante et trois filtres en bas de bande passante. Selon un mode de réalisation, le(s) filtre(s) retenu(s) est (sont) un (des) filtre(s) à réponse impulsionnelle finie, souvent désigné(s), par l'homme du métier, sous l'acronyme FIR pour « Finite Impulse Filter » en anglais. 3048575 7 Les filtres F mis en oeuvre peuvent être symétriques, en ce sens qu'ils coupent de façon symétrique, respectivement au-delà et en deçà de leur fréquence de coupure. Les filtres F mis en oeuvre peuvent, à l'inverse, être asymétriques. 5 En particulier, la présence d'un signal radio adjacent d'un côté de la bande passante du signal radio AM considéré associé à l'absence d'un signal radio adjacent de l'autre côté de la bande passante implique a priori le choix d'un filtre asymétrique, coupant davantage du côté où un signal radio adjacent est présent. Il est à noter, dans ce cas, que le signal radio AM, modulé en amplitude, est symétrique et que l'information « perdue » 10 d'un côté de la bande passante est susceptible d'être récupérée de l'autre côté. Ainsi, s'il est nécessaire de couper davantage d'un côté de la bande passante, en raison de la présence d'un signal radio adjacent, l'information éventuellement perdue peut se retrouver de l'autre côté de la bande passante, où l'on choisit un filtre plus large en l'absence de signal radio adjacent de ce côté. 15 Ceci constitue un avantage par rapport à l'état de la technique, qui implique un filtrage du signal après démodulation, et donc dans un signal audio, dans lequel le fait de couper davantage implique une perte d'information irrémédiable. Selon l'invention, la sélection en temps réel du (des) filtre(s) à mettre en oeuvre, en fonction du niveau de bruit normé dans le signal, permet de réaliser une 20 sélectivité dynamique optimale dans le signal radio AM reçu, avant sa démodulation. En référence à la figure 4, le procédé de détermination du niveau de bruit dans le signal radio AM reçu et le procédé de filtrage correspondant dudit signal radio AM, selon l'invention, sont mis en oeuvre dans un contexte dans lequel le signal radio AM considéré est suivi d'un signal radio adjacent A. 25 Selon l'invention, le capteur permettant la détermination du niveau de bruit dans le signal radio AM et le capteur permettant la détection du signal radio adjacent A sont tous deux mis en oeuvre pour permettre la sélection du (des) meilleur(s) filtre(s) F. En pratique, la présence d'un signal radio adjacent A perturbe le signal radio AM au niveau des bornes de la bande passante dudit signal radio AM, c'est-à-dire 30 autour de 5 Hz et/ou, respectivement, de -5 Hz sur le diagramme de la figure 4. Par conséquent, la prise en compte de la présence du signal radio adjacent A induit la sélection d'un filtre F plus étroit par le procédé de filtrage selon l'invention. Il est précisé, en outre, que la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit ci-dessus et est susceptible de variantes accessibles à l'homme de l'art. REVENDICATIONS1. Procédé de mesure d'un niveau de bruit dans un signal radio (AM) modulé en amplitude, ledit signal radio (AM) présentant une bande passante, ledit procédé comprenant : - la transformation dudit signal radio (AM) en bande de base, de façon à ce que la représentation de la transformée de Fourier dudit signal radio en fonction de la fréquence présente une bande passante centrée sur 0 Hz, - la détermination d'une fourchette de fréquences, en limite et au-delà de la bande passante, au moins d'un côté de ladite bande passante, - la mesure du niveau du signal radio (AM), par pas de fréquence, dans ladite fourchette de fréquences, - la détermination d'un niveau de bruit normé dans le signal radio (AM), correspondant à la somme des mesures de niveaux par pas de fréquence, dans la fourchette de fréquences considérée, divisée par la mesure du niveau du signal radio (AM) en bande de base calculé autour de la fréquence 0 Hz. 2. Procédé de filtrage d'un signal radio (AM) modulé en amplitude, comprenant la mise en oeuvre du procédé de mesure d'un niveau de bruit dans un signal radio (AM) modulé en amplitude selon la revendication 1, et comprenant par ailleurs : - la comparaison du niveau de bruit normé ainsi déterminé à un seuil prédéterminé, - en fonction de ladite comparaison, la sélection d'un filtre (F) appliqué au signal radio (AM) modulé en amplitude. 3. Procédé de filtrage d'un signal radio (AM) modulé en amplitude selon la revendication précédente, comprenant par ailleurs : - la détermination de la présence ou nom d'un signal radio adjacent (A) d'un côté et/ou de l'autre de la bande passante du signal radio (AM). - en fonction de ladite détermination et de la comparaison du niveau de bruit normé ainsi déterminé au seuil prédéterminé, la sélection d'un filtre (F) appliqué au signal radio (AM) modulé en amplitude. 4. Procédé de filtrage d'un signal radio (AM) modulé en amplitude selon l'une des revendications 2 à 3, dans lequel le filtre (F) choisi est symétrique. 5. Procédé de filtrage d'un signal radio (AM) modulé en amplitude selon l'une des revendications 2 à 3, dans lequel le filtre (F) choisi est asymétrique. 3048575 9 6. Procédé de filtrage d'un signal radio (AM) modulé en amplitude selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, dans lequel la sélection du filtre (F) est réalisée en temps réel, pour assurer une sélectivité dynamique dans le signal radio (AM) modulé en amplitude. 5 7. Procédé de filtrage d'un signal radio (AM) modulé en amplitude selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, dans lequel le filtre (F) est un filtre à réponse impulsionnelle finie. 8. Capteur de bruit configuré pour réaliser la mesure de niveaux de bruit dans un signal radio (AM) modulé en amplitude, par pas de fréquence, dans une fourchette de 10 fréquences, de part et d'autre de la bande passante dudit signal radio (AM), et pour déterminer un niveau de bruit normé dans ledit signal radio (AM), correspondant à la somme des mesures de niveaux du bruit par pas de fréquence divisée par la mesure du niveau du signal radio (AM) en bande de base calculé autour de la fréquence 0 Hz, de façon à mettre en le procédé de mesure d'un niveau de bruit selon la revendication 1. 15 9. Récepteur radio comprenant un capteur de niveau de bruit selon la revendication précédente. 10. Véhicule automobile comprenant un récepteur radio selon la revendication précédente.