Brevet FR3084227A1 — publié le 20200124

DESCRIPTION TITRE DE L'INVENTION : MODEM RADIO MICRO-ONDES MULTICANAUX BASE SUR UNE MODULATION MULTI-PORTEUSES La présente invention a trait aux méthodes et systèmes de transmission de l'information par faisceau hertzien et plus particulièrement aux méthodes et systèmes de modulation/démodulation de telle information. On entend par faisceau hertzien, notamment au sens de l'Union Internationale des Télécommunications (UIT), une solution de liaison radioélectrique entre deux points fixes distants, dite, de ce fait, liaison hertzienne point à point. Cette solution est également communément désignée par liaison micro-ondes (ou, en anglais, « Microwave Link »), en référence aux faibles valeurs des longueurs d'onde utilisées comme support de transmission de l'information. Les faisceaux hertziens utilisent, en effet, des fréquences porteuses allant de 1 GHz à 86 GHz (gamme des fréquences micro-ondes). Tel qu'il est illustré par la figure 1, une liaison par faisceau hertzien (ou liaison micro-ondes) comprend une station émettrice 1 configurée pour émettre des ondes électromagnétiques de très faible longueur d'onde concentrées, au moyen d'une antenne 2 directive, dans un faisceau 3 étroit dirigé dans la direction d'une station réceptrice 4. Cette station réceptrice 4 est en vue directe de la station émettrice 1. Pour ce faire, les deux stations sont généralement placées en vis-à-vis aux sommets de pylônes 5, ou de tours. Ce type de liaison est couramment utilisé pour la transmission de données de téléphonie ou de données numériques entre deux stations de base d'un opérateur fixe ou mobile, pour la transmission de contenus audiovisuels au sein du réseau d'un opérateur de diffusion audiovisuel, ou plus généralement pour répondre à un besoin de transmission sans fil haut débit entre deux stations terrestres fixes équipées d'antennes directives. Les faisceaux hertziens peuvent être utilisés en alternative ou en complément d'autres technologies pour l'établissement d'une liaison point à point, telles que les liaisons filaires notamment en fibre optique, ou les liaisons par satellite. 2 Par convention internationale (UIT-R) ou selon des règlements régies par des autorités de régulation, le spectre hertzien est subdivisé en des bandes de fréquences prédéfinies allouées à des services identifiés (service fixe, service mobile, télédiffusion, etc.) que chaque liaison par 5 faisceau hertzien est tenue de respecter. Pour des raisons normatives et/ou de répartition entre plusieurs opérateurs, chaque bande est, dans la pratique, divisée en plusieurs canaux (ou sous-bandes) de fréquences respectivement centrés sur des fréquences dites fréquences porteuses. La figure 2 présente un exemple 10 de répartition sur l'axe des fréquences d'une bande Bo en une pluralité de canaux de fréquences centrés sur des fréquences porteuses (P étant un entier naturel strictement supérieur à un). Les canaux de fréquences Co,e1,...,cp...1 à l'intérieur d'une même bande Bo peuvent avoir la même largeur ou être de largeurs différentes (par 15 exemples, 3.5 MHz, 7 MHz, 14 MHz, 28 MHz, 56 MHz, 112 MHz, ou 120 MHz). Les canaux de fréquences (Cp)o,p,p_i ne sont pas nécessairement contigüs et peuvent, donc, être disjoints ou séparés. Pour la transmission de données binaires via une liaison micro-ondes sur une bande Bo de fréquences, des modems (modulateurs/démodulateurs) 20 micro-ondes opérant par canal de fréquences (C1,)0p REVENDICATIONS1. Dispositif pour la transmission de données binaires (10) par faisceau hertzien sur une pluralité de canaux de fréquences séparés, ce dispositif comprenant des moyens (20) de conversion configurés pour générer des symboles complexes (21) à partir des données binaires (10) ; - des premiers moyens de modulation multi-porteuses comportant une première pluralité de fréquences sous-porteuses, cette première pluralité de fréquences sous-porteuses intégrant au moins o un premier groupe de fréquences sous-porteuses réparties sur un premier canal de fréquences de largeur prédéfinie ; o un deuxième groupe de fréquences sous-porteuses réparties sur un deuxième canal de fréquences de largeur prédéfinie, le deuxième canal de fréquences étant séparé du premier canal de fréquences par un premier espace de fréquences; o un troisième groupe de fréquences sous-porteuses réparties sur le premier espace de fréquences ; des premiers moyens (31) configurés pour former un premier bloc (32) de symboles complexes intégrant au moins o un premier sous-bloc de symboles complexes générés destinés à être affectés aux fréquences sous-porteuses du premier groupe de fréquences sous-porteuses; o un deuxième sous-bloc de symboles complexes générés destinés à être affectés aux fréquences sous-porteuses du deuxième groupe de fréquences sous-porteuses, o un troisième sous-bloc de symboles complexes sensiblement nuls affectés aux fréquences sous-porteuses du troisième groupe de fréquences sous-porteuses, les premiers moyens de modulation multi-porteuses étant configurés pour appliquer une transformée spectrale inverse au premier bloc (32) de symboles complexes de façon à produire un premier signal numérique dont le spectre d'amplitude occupe le premier canal de fréquences et le deuxième canal de fréquences, et est sensiblement nul sur le premier espace de fréquences. 26 2. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite première pluralité de fréquences sous-porteuses intègre, en outre, un quatrième groupe de fréquences sous-porteuses réparties sur un deuxième espace de fréquences, le premier canal de fréquences séparant 5 le deuxième espace de fréquences et le premier espace de fréquences, le premier bloc (32) de symboles complexes intégrant, en outre, un quatrième sous-bloc de symboles complexes sensiblement nuls affectés aux fréquences sous-porteuses du quatrième groupe de fréquences sous-porteuses. 10 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens (20) de conversion sont aptes à générer, à partir des données binaires (10), un premier symbole complexe selon une première constellation de modulation et un deuxième symbole complexe selon une deuxième constellation de modulation, la taille de la deuxième ts constellation étant différente de la taille de la première constellation. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, un module (12) d'entrelacement configuré pour produire, selon une règle d'entrelacement prédéfinie, les données binaires (10) à partir de données issues d'une 20 pluralité de blocs émetteur binaire (11) agencés en parallèle. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, des deuxièmes moyens de modulation multi-porteuses comportant une deuxième pluralité de fréquences sous-porteuses, cette 25 deuxième pluralité de fréquences sous-porteuses intégrant au moins o un cinquième groupe de fréquences sous-porteuses réparties sur un troisième canal de fréquences de largeur prédéfinie ; o un sixième groupe de fréquences sous-porteuses réparties sur un quatrième canal de fréquences de largeur prédéfinie, le 30 quatrième canal de fréquences étant séparé du troisième canal de fréquences par un troisième espace de fréquences; o un septième groupe de fréquences sous-porteuses réparties sur le troisième espace de fréquences ; - des deuxièmes moyens (31) configurés pour former un deuxième bloc (32) de symboles complexes intégrant au moins 27 o un cinquième sous-bloc de symboles complexes générés destinés à être affectés aux fréquences sous-porteuses du cinquième groupe de fréquences sous-porteuses; o un sixième sous-bloc de symboles complexes générés 5 destinés à être affectés aux fréquences sous-porteuses du sixième groupe de fréquences sous-porteuses, - un septième sous-bloc de symboles complexes sensiblement nuls affectés aux fréquences sous-porteuses du septième groupe de fréquences sous-porteuses, la les deuxièmes moyens de modulation multi-porteuses étant configurés pour appliquer une transformée spectrale inverse au deuxième bloc (32) de symboles complexes de façon à produire un deuxième signal numérique dont le spectre d'amplitude occupe le troisième canal de fréquences et le quatrième canal de fréquences, 15 et est sensiblement nul sur le troisième espace de fréquences. 6. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, un mixeur (90) configuré pour décaler, sur l'axe des fréquences, le spectre du deuxième signal numérique produit par une fréquence (91) de décalage prédéfinie par rapport au spectre du premier 20 signal numérique produit. 7. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la fréquence (91) de décalage est inférieure ou égale à la fréquence d'échantillonnage du premier signal numérique produit. 8. Dispositif selon les revendications 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il 25 comprend, en outre, un sommateur (100) configuré pour additionner, en un signal étendu, le premier signal et le deuxième signal décalé. 9. Dispositif pour la démodulation d'un signal numérique reçu par faisceau hertzien dont le spectre d'amplitude occupe un premier canal de fréquences et un deuxième canal de fréquences, le premier canal de 30 fréquences et le deuxième canal de fréquences étant séparés par un premier espace de fréquences, ce dispositif comprenant des moyens de démodulation multi-porteuses comportant une pluralité de fréquences sous-porteuses, cette pluralité de fréquences sous-porteuses intégrant au moins 28 o un premier groupe de fréquences sous-porteuses prédéfinies réparties sur le premier canal de fréquences ; o un deuxième groupe de fréquences sous-porteuses prédéfinies réparties sur le deuxième canal de fréquences; 5 o un troisième groupe de fréquences sous-porteuses prédéfinies réparties sur le premier espace de fréquences ; les moyens de démodulation multi-porteuses étant configurés pour appliquer une transformée spectrale au signal numérique reçu de façon à produire un bloc de symboles complexes ; to des moyens de sélection des symboles complexes associés aux fréquences sous-porteuses du premier groupe et des symboles complexes associés aux fréquences sous-porteuses du deuxième groupe ; des moyens d'estimation de données binaires à partir des symboles 15 complexes sélectionnés. 10. Méthode pour la transmission de données binaires (10) par faisceau hertzien sur une pluralité de canaux de fréquences séparés, cette méthode comprenant une étape de génération, selon au moins une constellation de 20 modulation prédéfinie, de symboles complexes à partir des données binaires (10) ; une étape de modulation multi-porteuses comportant une pluralité de fréquences sous-porteuses, cette pluralité de fréquences sous-porteuses intégrant au moins 25 o un premier groupe de fréquences sous-porteuses réparties sur un premier canal de fréquences de largeur prédéfinie ; o un deuxième groupe de fréquences sous-porteuses réparties sur un deuxième canal de fréquences de largeur prédéfinie, le deuxième canal de fréquences étant séparé du premier canal 30 de fréquences par un premier espace de fréquences; o un troisième groupe de fréquences sous-porteuses réparties sur le premier espace de fréquences ; une étape de formation d'un bloc (32) de symboles complexes intégrant au moins 29 o un premier sous-bloc de symboles complexes générés destinés à être affectés aux fréquences sous-porteuses du premier groupe de fréquences sous-porteuses; o un deuxième sous-bloc de symboles complexes générés 5 destinés à être affectés aux fréquences sous-porteuses du deuxième groupe de fréquences sous-porteuses ; o un troisième sous-bloc de symboles complexes sensiblement nuls affectés aux fréquences sous-porteuses du troisième groupe de fréquences sous-porteuses, to l'étape de modulation multi-porteuse intégrant une application d'une transformée spectrale inverse au bloc (32) de symboles complexes de façon à produire un signal numérique dont le spectre d'amplitude occupe le premier canal de fréquences et le deuxième canal de fréquences, et est sensiblement nul sur le premier espace de 15 fréquences.