Brevet FR3075526A1 — publié le 20190621

DOMAINE TECHNIQUE GENERAL ET ETAT DE LA TECHNIQUE L'invention concerne le domaine des communications numeriques et concerne plus particulierement les procedes et systemes de reception en diversite. Et ('invention s'applique plus particulierement aux communications mises en oeuvre dans des systemes de drones tactiques et plus generalement aux systemes pour lesquels des entites communicantes necessitent une forte fiabilite s'agissant des liens de communications. Un recepteur en diversite comprend classiquement plusieurs antennes de reception espacees suffisamment pour pouvoir recevoir independamment les signaux issus d'une m8me source d'emission. De maniere connue, chaque antenne regoit donc un signal en bande de base et deux solutions peuvent 8tre mises en oeuvre. La premiere : on selectionne le signal rect.] qui a la plus forte puissance et it est demodule pour obtenir des symboles qui apres sont decodes au moyen d'un algorithme de Viterbi par exemple. La deuxieme : les deux signaux en bande de base sont synchronises independamment puis combines ensemble. Ensuite, le resultat de la recombinaison est demodulee pour obtenir des symboles qui apres sont decodes au moyen d'un algorithme de Viterbi par exemple. Ces deux solutions ne sont pas satisfaisantes. En effet, s'agissant de la premiere, la puissance n'est pas toujours un bon indicateur de qualite du signal surtout dans des cas de propagations contraignantes dans les environnements 00 des trajets multiples sont presents. S'agissant de la deuxieme, ('utilisation de la recombinaison n'est pas toujours synonyme de gain notamment dans les cas ou l'un ou l'autre des deux signaux est tres degrade ce qui impacte tres fortement la recombinaison. PRESENTATION DE L'INVENTION L'invention propose de pallier les inconvenients pre-cites. Dans ce qui suit on entend par demodulation d'un signal rect.] une suite d'operations consistant a obtenir, pour chaque symbole, une valeur de LLR (en anglais, « Log-Likelihood Ratio D). 2 Cette demodulation est definie comme suit : Filtrage du signal regu (c'est-adire suppression du bruit hors-bande) : - Synchronisation en frequence (le cas echeant, correction de l'effet Doppler et de la derive des boucles a verrouillage de phase), 5 - Synchronisation en temps (detection des symboles a demoduler), - Algorithme de decodage (par exemple : algorithme de Viterbi, comparateur simple, ...). Cette derniere etape se base generalement sur des filtres adaptes (Match Filter). 10 L'algorithme de decodage fournit en sortie le logarithme du ratio entre : la probabilite que le symbole decode corresponde a un 0 binaire et la probabilite que le symbole decode corresponde a un binaire, en anglais, un LLR. A cet effet, ('invention propose un procede de reception d'un signal emis par une unite d'emission telle qu'un drone, au moyen d'un recepteur en diversite 15 comprenant au moins deux antennes de reception, chaque antenne recevant une version du signal selon une voie de reception distincte des autres voies de maniere a ramener en bande de base chaque signal regu, le procede comprenant les etapes suivantes : - demodulation en parallele des signaux en bande de base de chaque voie de 20 reception de maniere a obtenir au moins deux flux de LLR ; - recombinaison des flux de LLR afin d'obtenir un flux unique a traiter par une correction codage canal. L'invention est avantageusement completee par les caracteristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leur combinaison techniquement possible : 25 - la recombinaison comprend une etape de determination d'un facteur de qualite des flux de LLR ; - la demodulation comprend l'obtention de pluralite de blocs chacun comprenant : un champ PREAMBULE comprenant une pluralite de symboles connus, de type GMSK ; un champ MODE comprenant une suite 30 de symboles codees selon un code correcteur d'erreur, lesdits symboles du champ MODE emis appartenant a une liste de symboles connus du recepteur ; un champ DONNEE comprenant une suite de symboles d'informations, la determination du facteur de qualite comprenant une 3 etape de decodage des symboles du champ MODE et une etape de calcul de distance avec les symboles connus du recepteur ; - le champ MODE comprend 31 symboles issus du codage de 6 bits selon un code correcteur d'erreur BCH ; 5 - la recombinaison consiste en une recombinaison lineaire des symboles ponderes par le facteur de qualite de chacun des signaux demodules ; - le procede comprend une selection du flux de LLR ayant le facteur de qualite le plus eleve, le flux selectionne etant destine a Otre decode ; - la demodulation comprend une etape d'application d'un algorithme de 10 Viterbi fournissant une valeur de LLR par symbole. PRESENTATION DES FIGURES D'autres caracteristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la 15 description qui suit, qui est purement illustrative et non !imitative, et qui dolt "etre lue en regard des dessins annexes sur lesquels : - la figure 1 illustre un systeme de reception en diversite selon l'invention - la figure 2 illustre des etapes d'un procede de reception selon l'invention ; - la figure 3 illustre des sous-etapes d'une etape du procede selon l'invention ; 20 - la figure 4 illustre la structure des donnees regues par le recepteur en diversite de l'invention. Sur ('ensemble des figures les elements similaires portent des references identiques. 25 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION On illustre sur la figure 1 exemple de realisation de l'invention dans le cadre du telepilotage d'un drone li, 12, 13 d'une escadrille 1 de drones a partir d'un terminal 2 au sol en liaison avec un terminal embarque (non represente) du drone « telepilote D. 30 Comme illustre sur la figure 1, le terminal 2 au sol comprend au moins deux antennes 21, 22, chacune recevant une version 51, S2 du mOme signal S emis par un des drones. Bien entendu on peut envisager un terminal 2 au sol comprenant un nombre superieur d'antennes de reception. La contrainte est que les antennes soient 4 separees afin de bien pouvoir recevoir les signaux sans interdependance de l'un par rapport a l'autre. En pratique, les antennes de reception sont espacees d'une distance de l'ordre 10 fois la longueur d'onde du signal rect.]. 5 Les signaux regus S1, S2 sont traites par une unite de 21 traitement du terminal 2 au sol configuree pour mettre en oeuvre des etapes d'un procede de reception des repliques Si, S2 du signal decrit ci-dessous, en relation avec les figures 2 et 3. On considere que le recepteur en diversite comprend deux antennes 21, 22 et 10 regoit donc sur chacune de ces deux antennes un signal S issu d'un drone. Les signaux regus sont d'abord ramenes en bande de base dans le but d'être demodules. Les signaux regus en bande de base sont notes RX1 et RX2. L'obtention des signaux en bande de base est mise en oeuvre par un etage radio-frequence connu et ne sera pas plus decrite ici. 15 Les composantes en phase et quadrature I, Q des signaux en bande de base RX1, RX2 sont demodules en parallele au moyen de deux unites de demodulation 31, 32 fonctionnant en parallele. Ces deux unites de demodulation 31, 32 effectuent exactement les mames operations sur chacun des signaux en bande de base RX1, RX2 qu'elles regoivent en 20 entrée. La demodulation comprend un filtrage (etape El 1) du signal bande de base, suivie d'une egalisation (etape E12) du canal permettant de corriger (etape E13) la phase et la frequence des signaux regus. Ensuite, une etape de synchronisation (etape E14) est mise en oeuvre afin de 25 detecter des blocs de symboles comprenant les donnees utiles notamment. Ensuite, un algorithme de Viterbi (etape E15) est appliqué sur les symboles pour extraire un LLR pour chaque bit. Ainsi, en sortie de chaque unite de demodulation on obtient un flux de LLR destine a ate decode ulterieurement : deux flux L1, L2 sont obtenus en sortie de 30 ('algorithme de Viterbi. S'agissant d'un algorithme de Viterbi, les flux de symboles sont des flux de LLR (en anglais, « Log-Likelihood Radio », (LLR) pour rapport de vraisemblance). Ces flux de LLR sont alors recombines (etape E2) afin d'obtenir un seul flux LLR note L. Ce flux L est ensuite utilise par la correction du codage canal (etape E3) 5 tel un algorithme LDPC Soft-Decoding de maniere a obtenir un flux de donnees binaire. A ('issue de l'etape E3 on obtient donc le flux decode. Comparativement a un schema classique de recepteur en diversite, ici la recombinaison des flux de LLR a lieu apres la demodulation integrale des flux de 5 donnees. En effet, classiquement, la recombinaison des flux de chaque voie a lieu avant l'algorithme de Viterbi. En relation avec la figure 3, la recombinaison peut se faire de plusieurs manieres. La premiere consiste a recombiner les deux flux de LLR en determinant la 10 somme des deux flux de LLR. La seconde consiste a sommer les deux flux apres avoir pondere chacun des flux avec un facteur proportionnel a un critere de qualite independant a chaque voie de reception. Ainsi it est possible de prendre en compte si les flux de LLR determines sont issus de signaux degrades a la reception. 15 Dans la deuxieme possibilite, un des deux flux peut 8tre selectionne et l'autre non. Ainsi, le procede comprend une etape E21 de determination d'un facteur de qualite Q1, Q2 des flux de symboles L1, L2 issus de ('unite de demodulation. Les flux L1, L2 sont d'abord stockes E20 dans une memoire de type FIFO (en 20 anglais, « First In First Out >>). Cette memoire stocke egalement les blocs de symboles (en anglais « burst >>) issus de l'etape E14 de la demodulation en amont. C'est sur blocs de symboles de chaque voie que les facteurs de qualite vont 8tre calcules. Les signaux emis comprennent plusieurs blocs (sur la figure 4, 10 blocs (burst) 25 sont representes) et chaque bloc comprend les champs suivants : - un champ PREAMBULE comprenant une pluralite de symboles connus ; - un champ MODE comprenant une suite de symboles codees selon un code correcteur d'erreur, les symboles du champ MODE emis appartenant a une liste de symboles connus du recepteur ; 30 - un champ DONNEE comprenant une suite de symboles d'informations. Le champ PREAMBULE est mis en oeuvre au cours de l'etape E14 consistant a detecter les differents blocs de symboles. En particulier, cours de cette etape chaque debut de bloc est detecte au moyen des symboles contenus dans le champ PREAMBULE. 6 Le champ MODE comprend des symboles GMSK (un symbole GMSK = 1 bit) proteges par un code detecteur d'erreur BCH de type connu. Les symboles du champ mode comprennent une identification de l'emetteur et le numero du bloc de symboles. On considere que le recepteur connait tous les identifiants possibles des 5 emetteurs susceptibles d'envoyer des signaux. Ainsi, le facteur de qualite va exploiter cette connaissance pour effectuer un calcul : ('ensemble des LLR des champs PREAMBULE et MODE sont additionnes, sachant que chaque LLR est pondere par -1 si le bit attendu est un 1 ou pondere par 1 si le bit attendu est un 0 (etape E21). 10 Ainsi, pour chaque flux (L1, L2) et chaque burst, un facteur de qualite est calcule. De plus, pour chaque burst, les champs PREAMBULE et MODE des deux flux L1, L2 sont combines (somme des deux) et un troisieme facteur de qualite Q3 est calcule. 15 C'est grace aux facteurs de qualite que la recombinaison (etape E23) est effectuee : pour chaque burst, it y a trois facteurs (celui lie a L1, celui lie a L2, celui lie a la combinaison des deux), le facteur le plus eleve permet de selectionner une des deux voies ou la recombinaison des deux. D'autres types de recombinaison peuvent aussi 8tre mis en oeuvre, exemple : 20 - Une combinaison lineaire des flux de symboles ou signaux demodules ponderes par le facteur de qualite de chacune des voies (dans ce cas-la, seul deux facteurs de qualite suffisent) - Le m8me principe de combinaison peut 8tre appliqué pour N voies de reception (N REVENDICATIONS1. Procede de reception d'un signal (S) emis par une unite d'emission telle qu'un drone, au moyen d'un recepteur (2) en diversite comprenant au moins deux antennes (22, 23) de reception, chaque antenne (22, 23) recevant une version (S1, S2) du signal (S) selon une voie (31, 32) de reception distincte des autres voies de maniere a ramener en bande de base chaque signal regu, le procede comprenant les etapes suivantes : - demodulation (E 1, Et) en parallele des signaux en bande de base de chaque voie (31, 32) de reception de maniere a obtenir au moins deux flux de LLR (L1, L2) ; - recombinaison (E2) des flux de LLR afin d'obtenir un flux unique a traiter par une correction codage canal. 2. Procede selon la revendication 1, dans lequel la recombinaison comprend une etape de determination d'un facteur de qualite (Q1, Q2, Q3) des flux de LLR. 3. Procede selon la revendication 2, dans lequel la demodulation comprend l'obtention (E14) de pluralite de blocs chacun comprenant - un champ PREAMBULE comprenant une pluralite de symboles connus, de type GMSK ; - un champ MODE comprenant une suite de symboles codees selon un code correcteur d'erreur, lesdits symboles du champ MODE emis appartenant a une liste de symboles connus du recepteur ; - un champ DONNEE comprenant une suite de symboles d'informations. la determination du facteur de qualite comprenant une etape de decodage des symboles du champ MODE et une etape de calcul de distance avec les symboles connus du recepteur. 4. Procede selon la revendication precedente, dans lequel le champ MODE comprend 31 symboles issus du codage de 6 bits selon un code correcteur d'erreur BCH. 7 8 5. Procede selon l'une des revendications 2 a 4, dans lequel la recombinaison consiste en une recombinaison lineaire des symboles ponderes par le facteur de qualite de chacun des signaux demodules. 5 6. Procede selon l'une des revendications 2 a 5, comprenant une selection du flux de LLR ayant le facteur de qualite le plus eleve, le flux selectionne etant destine a "etre decode. 7. Procede selon l'une des revendications precedentes, dans lequel la demodulation 10 comprend une etape d'application d'un algorithme de Viterbi fournissant une valeur de LLR par symbole. 8. Systeme de reception en diversite comprenant au moins une antenne de reception, et une unite de traitement configuree pour mettre en oeuvre un procede selon l'une 15 des revendications precedentes. 9. Dispositif de telepilotage d'un drone d'un escadron de drones, comprenant un drone configure emettre des flux de donnees a destination d'un systeme de reception en diversite selon la revendication precedente. 10. Produit programme d'ordinateur comportant des instructions de code pour ('execution des etapes du procede selon l'une des revendications 1 a 7 lorsque ce procede est execute par au moins un processeur. 20 25