Brevet FR3038184A1 — publié le 20161230

Procédé de transmission multi services avec sélection de la modulation multi porteuse en fonction du service Domaine de l'invention Le domaine de l'invention est celui des communications mettant en oeuvre une modulation multi porteuse. L'invention trouve notamment des applications dans le domaine des communications sans fil ou filaires mettant en oeuvre une modulation multi porteuse, par exemple pour des communications cellulaires LTE / LTE-A, pour des communications sans fil WIFI, WiMAX, pour des communications filaires PLC, ADSL, pour de la diffusion DVB-T, DVB -T2, DVB -H, DVB-NGH. En particulier, l'invention trouve des applications dans les systèmes de futures générations (5G, etc.) pour lesquels il y aura une transmission simultanée entre des communications cellulaires de haut débit, sur voie montante ou descendante, dites MBB(acronyme des termes anglosaxons « Mobile Broadband Communications ») et des communications sporadiques à bas débit sur voie montante associées à des capteurs dites IoT (acronyme des termes anglosaxons « Internet of Things ») ou dites MTC (acronyme des termes anglosaxons « Machine Type Communications ») ou des comunications V2X (Vehicular to Vehicular/Infrastructure communications). Art antérieur Dans les années à venir, il est prévu une densification des réseaux de capteurs qui ont pour rôle de remonter des données vers une entité d'exploitation de ces données. On peut déjà citer les réseaux existants de caméras de vidéo-surveillance qui remontent des données vidéo. Il y a d'autres réseaux en cours de déploiement dans des domaines très variés tels que l'énergie avec la remontée de données de consommation de gaz ou d'électricité et tels que la santé avec la remontée de données physiologiques de patients. Il y a donc une augmentation prévisible de transmissions d'informations qui transiteront par un même lien physique qui sera souvent un lien radio. Les capteurs sont habituellement considérés comme statiques contrairement aux terminaux des communications cellulaires. Il est aussi prévu la commercialisation de véhicules connectés permettant l'offre d'applications Internet regroupées sous la terminologie service V2X. Selon certains scénarios envisagés, les communications interviennent entre deux véhicules qui se déplacent en sens inverse et à grande vitesse, entre un véhicule et une station de base ou entre un véhicule et un relais. En tout état de cause, la qualité de service doit être garantie même lorsque le déplacement du véhicule est rapide. Un service MTC c'est-à-dire associé aux communications sporadiques impose que le dispositif MTC ait une très faible consommation de puissance pour assurer une durée de vie de la batterie pouvant aller jusqu'à une dizaine d'années. En outre le coût de revient du dispositif MTC doit 3038184 2 être très faible ce qui implique que sa complexité matérielle doit être très réduite. Une autre contrainte importante du service MTC est d'avoir un coût de signalisation particulièrement faible étant donné que plus de 100 000 dispositifs peuvent être connectés à l'intérieur d'une seule cellule. Pour le service MBB c'est-à-dire associé aux communications cellulaires de haut débit dites 5 MBB l'efficacité spectrale est très importante. Les communications cellulaires sont sous-entendues mises en oeuvre avec des systèmes de transmission mobile large bande. La qualité de service est un autre facteur également très important vis-à-vis de l'utilisateur. Par contre, la consommation de puissance est un critère moins critique que pour le service MTC. Le 3GPP définit ainsi des règles [3GPP] pour qu'une station de base soit en mesure de 10 recevoir simultanément des communications provenant de terminaux mobiles qui exigent une connectivité presque permanente avec un haut voire très haut débit (plusieurs Mega bits/s) et des communications sporadiques provenant de capteurs. Les transmissions issues des capteurs ont en outre la particularité d'être bas débit (quelques bits/s, environ 20 octets par jour), de caractère aléatoire et ponctuel. 15 Les communications MTC sont basées sur une chaîne d'émission similaire à celle spécifiée pour les communications MBB. Ainsi la modulation est une modulation multi porteuse de type OFDM et chaque entité émet pendant un certain nombre d'intervalles de temps (« time slot »). La chaîne d'émission d'une modulation OFDM illustrée en bande de base par la figure 1 comprend une modulation binaire à symboles MOD et une transformation fréquence temps réalisée au 20 moyen d'une IFFT (Inverse fast Fourier Transform). Les symboles complexes cm,' issus de la modulation sont mappés en entrée de la transformation sur les différentes sous porteuses. La taille M de la IFFT détermine le nombre de sous porteuse et la bande du signal OFDM de sortie. Le signal OFDM classique s'écrit en bande de base : s(t) = iTo zm_ zneo cocm,nf(t - nTo)ei27rmF°t avec f (t) () si - 1. En sortie de l'extendeur EXT, les symboles réels sont filtrés i.e. multipliés par les coefficients d'un filtre f (t). Enfin, les symboles filtrés sont mappés à l'entrée de la transformation fréquence temps qui est de taille MK. La construction FS-FBMC utilise un bloc IFFT dont la taille est K fois celle du bloc 20 IFFT de l'OFDM. A la réception, la transformation temps fréquence est réalisée avec une FFT de taille MK. Le symboles de sortie sont filtrés et puis les symboles dni,k, sont reconstitués par addition de K symboles filtrés. De même que pour la construction FS-FBMC, la technique de construction PPN-FBMC 25 distingue la partie réelle de la partie imaginaire des symboles complexes pour les traiter comme des symboles réels. Par contre, elle n'utilise pas d'extendeur et utilise un bloc IFFT identique à celui de l'OFDM. Mais elle utilise un bloc de filtrage polyphase dit PPN (PolyPhase Network) après le bloc IFFT. Selon la modulation FBMC, les sous porteuses de la transformée fréquence temps sont 30 modulées par des valeurs réelles représentatives des parties réelle et imaginaire d'un symbole complexe. Par rapport aux modulations de type OFDM, les modulations de type FBMC, FS-FBMC et PPN-FBMC, génèrent un signal mieux localisé en fréquence et présentant une meilleure efficacité spectrale. Ceci les rend plus robustes pour des communications asynchrones telles les communications 3038184 4 MTC. En outre, les modulations FBMC sont mieux adaptées que la modulation OFDM classique pour les services V2X puisqu'elles ont une meilleure résistance au Doppler. Mais les modulations FBMC sont souvent considérées comme trop complexes. En effet, une des particularités est que les symboles temporels successifs générés en sortie de IFFT se recouvrent temporellement créant ainsi une 5 interférence intrinsèque entre symboles successifs. Ce recouvrement vient d'un effet de suréchantillonnage qui intervient dans la construction du signal FBMC. Par conséquent, l'estimation de canal et la transmission d'un signal MIMO sont plus ardues pour un signal FBMC que pour un signal OFDM. Il existe donc un besoin pour une technique de transmission multi services, les services 10 appartenant à la liste comprenant au moins des communications sporadiques, des communications cellulaires de haut débit et des communications V2X qui permette de cumuler des avantages des modulations OFDM et FBMC et en particulier qui soit peu complexe et flexible pour générer une modulation OFDM de forme configurable (shaped OFDM) pour les services de la liste. Cette technique doit permettre de basculer de manière flexible d'une transmission simultanée de flux de 15 données associés respectivement à des services différents appartenant à la liste précédente à une transmission d'un ou de plusieurs flux associés à un même service. Exposé de l'invention L'invention propose un procédé de transmission multi services de symboles à transmettre correspondant à des services de communication mettant en oeuvre une modulation à M sous porteuses. 20 Ainsi, le procédé utilise un filtrage linéaire fréquentiel d'une séquence de longueur N comprenant des symboles, à L coefficients paramétrables en fonction du service, L, N et M étant des naturels, pour générer N + L - 1 symboles et il utilise quel que soit le service une même transformée fréquence temps de taille M, N REVENDICATIONS1. Procédé (1) d'émission multi services de symboles à transmettre correspondant à des services de communication mettant en oeuvre une modulation à M sous porteuses caractérisé en qu'il utilise un filtrage (FIL) linéaire fréquentiel d'une séquence de longueur N comprenant des symboles, à L coefficients paramétrables en fonction du service, L, N et M étant des naturels, pour générer N + L - 1 symboles et il utilise quel que soit le service une même transformée (IFFT) fréquence temps de taille M, N 2. Procédé (1) selon la revendication 1, dans lequel les symboles filtrés sont mappés à l'entrée de la transformée fréquence temps et dans lequel lors d'une mise en trame un premier préfix et un deuxième préfix cycliques formatés sont ajoutés à un symbole multi porteuse obtenu en sortie de la transformée. 3. Procédé (1) selon la revendication précédente dans lequel les N symboles sont pré codés avant d'être filtrés, le pré codage pré égalisant un effet de déphasage du filtrage. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 dans lequel les coefficients du filtre sont égaux à (1, -w) avec w E [0,1], L = 2. 5. Procédé (1) selon la revendication précédente dans lequel w = 0, dans lequel les symboles à transmettre sont complexes et dans lequel la séquence de longueur N est composée de N symboles complexes à transmettre. 6. Procédé (1) selon la revendication précédente dans lequel les symboles filtrés sont mappés à l'entrée de la transformée fréquence temps et dans lequel le procédé comprend en outre un mappage de pilotes à l'entrée de la transformée fréquence temps. 7. Procédé (1) selon la revendication 4 dans lequel w # 0, dans lequel les symboles à transmettre sont complexes et la séquence de longueur N est composée de successions de la partie réelle et de la partie imaginaire des symboles à transmettre. 8. Procédé (1) selon la revendication précédente dans lequel le procédé comprend en outre une insertion de pilotes complexes dans la séquence de N symboles avant le filtrage telle que pour un même pilote de forme Pr. + jPi sa partie réelle Pr. est insérée sous la forme -1),../w et sa partie imaginaire est insérée à la suite sous la forme jPi. 9. Procédé (1) selon l'une des revendications précédentes comprenant l'émission d'un message de signalisation codant le paramétrage. 3038184 17 10. Procédé (1) selon l'une des revendications précédentes dans lequel plusieurs séquences de symboles sont traitées en parallèle avec un paramétrage pour chaque service différent associés aux séquences et les séquences traitées sont mappées à l'entrée de la même transformée fréquence temps chacune sur une sous bande des M sous porteuses, le nombre de symboles pouvant être 5 différent entre les séquences. 11. Dispositif (EM) de télécommunication multi services mettant en oeuvre une modulation multi porteuse à M sous porteuses caractérisé en ce qu'il comprend un filtre (FIL) linéaire fréquentiel à L coefficients paramétrables en fonction du service pour générer N + L -1 symboles à partir d'une séquence de longueur N comprenant des symboles et il comprend un transformateur (IFFT) 10 fréquence temps de taille M commun quel que soit le service, L, N et M étant des naturels, N 12. Procédé (2) de réception de télécommunication multi services mettant en oeuvre une modulation multi porteuse à M sous porteuses caractérisé en ce qu'il utilise une même transformée (FFT) temps fréquence de taille M et, sous contrôle d'un message de signalisation reçu codant un 15 paramétrage utilisé en émission, il utilise un filtrage (FILA) linéaire fréquentiel inverse d'un filtrage linéaire utilisé en émission. 13. Récepteur de télécommunication multi services mettant en oeuvre une modulation multi porteuse à M sous porteuses caractérisé en ce qu'il comprend une même transformée (FFT) temps fréquence de taille M et, sous contrôle d'un message de signalisation reçu codant un paramétrage 20 utilisé en émission, il comprend en outre un filtre (FIL-1) linéaire fréquentiel inverse d'un filtre linéaire utilisé en émission. 25