Brevet FR3129799A1 — publié le 20230602

L’invention concerne un procédé de transmission d’un flux de données d’entrée , k=1 à N, N étant un nombre de sous porteuses pour mettre en œuvre, à l’émission, une transformée de Fourrier inverse, iFFT dans une architecture de transmission numérique à porteuses multiples orthogonales OFDM, le procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend à l’émission, une étape de détermination de deux signaux à enveloppes non constantes et en quadrature présentant une puissance globale uniforme sur une durée NT correspondant à la durée du signal issu de la mise en œuvre d’une iFFT dans l’architecture OFDM, chaque signal permettant de transmettre une moitié du flux de données d’entrée. Figure pour l’abrégé : FIGURE 8 Procédé et système de transmission OFDM mettant en œuvre des signaux à enveloppes non constantes et en quadrature L’invention concerne un procédé et un système pour la transmission de données numérique sur un canal de communication en utilisant une modulation par porteuses multiples orthogonales. ETAT DE LA TECHNIQUE Avec le déploiement massif de la nouvelle génération de systèmes de communications mobiles, le spectre radio est de plus en plus encombré. De plus, toutes sortes d’équipements industriels et produits de consommation ont maintenant recours aux ondes radio, ce qui contribue à créer des environnements potentiellement très pollués. Malgré tout, les utilisateurs s’attendent toujours à disposer partout de données à haut débit et de grande fiabilité. Il est donc important de renforcer la robustesse et la résilience des systèmes à haute efficacité spectrale, tout en préservant leurs capacités. Un autre problème est la nécessité de rendre les couches physiques plus vertes, en offrant plus de flexibilité afin de mieux adapter les puissances émises et les débits de données aux besoins en capacité des usagers. Dans les communications mobiles ou fixes, les systèmes de transmission numérique à haute efficacité spectrale sont basés sur la technique des multi-porteuses orthogonales dite OFDM (en anglais, Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Cette technique, connue, est basée sur un dispositif de calcul de transformée de Fourier discrète par l’algorithme dit FFT (Fast Fourier Transform). A l’émission, les données sont appliquées à l’entrée d’un dispositif de calcul de transformée de Fourier inverse (iFFT) qui associe à chaque donnée à transmettre une fréquence porteuse, effectue à sa sortie la sommation des signaux correspondants et fournit le signal temporel appliqué au canal. A la réception, le signal composite issu du canal est analysé par un dispositif de calcul de FFT qui restitue les signaux d’entrée de l’iFFT et permet ensuite la restitution des données émises. Ainsi, il apparaît qu’un système OFDM comporte, dans sa couche physique, à l’émission un circuit de calcul de transformée de Fourier discrète inverse (iFFT) connecté à un dispositif d’interface avec le canal et à la réception d’un dispositif d’interface avec le canal connecté à un circuit de calcul de transformée de Fourier discrète (FFT). La technique OFDM est simple et efficace, ce qui justifie sa généralisation pour les communications mobiles. Cependant, cette technique est sensible à l’environnement radio et elle est particulièrement vulnérable aux interférences et aux brouilleurs à bande étroite. Notamment, la présence de bruits impulsifs et de parasites peut être dévastatrice pour l’OFDM et même être un obstacle à son utilisation dans certains scénarios de l’industrie 4.0 et, plus généralement, dans certains contextes de type URLLC (en anglais, ultra reliable low latency communications). L’invention permet d’améliorer la fiabilité d’un système de communication multi-porteuse et notamment d’améliorer sa robustesse vis-à-vis des brouilleurs et des bruits impulsifs. En outre, l’invention s’intègre dans l’infrastructure OFDM classique et donc existante. A cet effet, l’invention propose un procédé de transmission d’un flux de données d’entrée , k=1 à N, N étant un nombre de sous porteuses pour mettre en œuvre, à l’émission, une transformée de Fourrier inverse, iFFT dans une architecture de transmission numérique à porteuses multiples orthogonales OFDM, le procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend à l’émission, une étape de détermination de deux signaux à enveloppes non constantes et en quadrature présentant une puissance globale uniforme sur une durée NT correspondant à la durée du signal issu de la mise en œuvre d’une iFFT dans l’architecture OFDM, chaque signal permettant de transmettre une moitié du flux de données d’entrée. L’invention est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leur combinaison techniquement possible : - le procédé comprend une séparation dans le domaine fréquentiel du flux de données en deux sous flux et une mise en œuvre d’une iFFT sur les deux sous flux ; - le flux de données d’entrée est séparé dans le domaine fréquentiel en deux sous-flux donnés par et avec ; où et sont donnés par et avec des coefficients caractérisant les enveloppes non constantes ; - la détermination des deux signaux à enveloppes non constantes et en quadrature consiste mettre en œuvre une iFFT sur les deux sous flux et de manière à obtenir un signal y(n) destiné à être émis ; le procédé comprend, à la réception, la réception des signaux à enveloppes non constantes et en quadrature, une mise en œuvre d’une FFT sur les signaux reçus et une combinaison des composantes du signal fréquentiel résultant ; - le procédé comprend une mise en œuvre d’une iFFT sur le flux de données d’entrée, une séparation dans le domaine temporel en deux sous flux du signal issu de la iFFT de manière à obtenir deux sous flux ; - la détermination des deux signaux à enveloppes non constantes et en quadrature consiste à multiplier les deux sous-flux par des signaux à enveloppes non constantes et en quadrature de manière à obtenir deux signaux et destinés à être émis ; - les signaux émis sont donnés par ; avec ; - le procédé comprend, à la réception, la réception des signaux à enveloppes non constantes et en quadrature, le procédé comprenant une combinaison des signaux reçus et une mise en œuvre d’une FFT sur la combinaison obtenue. L’invention concerne également un émetteur comprenant une unité de modulation et une unité d’interfaces OFDM pour la mise en œuvre d’un procédé selon l’invention. L’invention concerne également un récepteur comprenant une unité d’interfaces de réception OFDM et une unité démodulation pour la mise en œuvre d’un procédé selon l’invention. PRESENTATION DES FIGURES D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : - la illustre deux enveloppes non constantes en quadrature ; - la des fonctions demi-Nyquist ; - la illustre un émetteur mettant en œuvre des traitements de séparation des signaux dans le domaine temporel ; - la illustre un récepteur fonctionnant avec l’émetteur de la ; - la illustre un émetteur mettant en œuvre des traitements de séparation des signaux dans le domaine fréquentiel ; - la illustre un récepteur fonctionnant avec l’émetteur de la ; - la illustre des performances de l’OFDM classique avec celles selon deux configurations en présence d’un brouilleur dans la bande ; - la illustre une impulsion parasite dans un symbole OFDM selon l’invention. Sur l’ensemble des figures les éléments similaires portent des références identiques. Procédé de transmission d’un flux de données d’entrée , k=1 à N, N étant un nombre de sous porteuses pour mettre en œuvre, à l’émission, une transformée de Fourrier inverse, iFFT dans une architecture de transmission numérique à porteuses multiples orthogonales OFDM, le procédé étant caractérisé en ce qu’il comprend à l’émission, une étape de détermination (E2f, E2t) de deux signaux à enveloppes non constantes et en quadrature présentant une puissance globale uniforme sur une durée NT correspondant à la durée du signal issu de la mise en œuvre d’une iFFT dans l’architecture OFDM, chaque signal permettant de transmettre une moitié du flux de données d’entrée. Procédé selon la revendication 1, comprenant une séparation (E1f) dans le domaine fréquentiel du flux de données en deux sous flux et une mise en œuvre d’une iFFT sur les deux sous flux. Procédé selon la revendication 2, dans lequel le flux de données d’entrée est séparé (E1f) dans le domaine fréquentiel en deux sous-flux donnés par et avec ; où et sont donnés par et avec des coefficients caractérisant les enveloppes non constantes, P un nombre de coefficients. Procédé selon la revendication 3, dans lequel la détermination (E2f) des deux signaux à enveloppes non constantes et en quadrature consiste mettre en œuvre une iFFT sur les deux sous flux et de manière à obtenir un signal y(n) destiné à être émis. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant à la réception, la réception des signaux à enveloppes non constantes et en quadrature, une mise en œuvre d’une FFT sur les signaux reçus et une combinaison des composantes du signal fréquentiel résultant. Procédé selon la revendication 1, comprenant une mise en œuvre d’une iFFT (E1t) sur le flux de données d’entrée, une séparation (E3t) dans le domaine temporel en deux sous flux du signal issu de la iFFT de manière à obtenir deux sous flux , avec M=N/2 et y(n) sont des composantes en sortie de l’unité de calcul d’iFFT. Procédé selon la revendication 6, dans lequel la détermination (E3t) des deux signaux à enveloppes non constantes et en quadrature consiste à multiplier les deux sous-flux par des signaux à enveloppes non constantes et en quadrature de manière à obtenir deux signaux et destinés à être émis. Procédé selon la revendication 7, dans lequel les signaux émis sont donnés par ; avec . Procédé selon l’une quelconque des revendications 6 à 8, comprenant à la réception, la réception des signaux à enveloppes non constantes et en quadrature, le procédé comprenant une combinaison des signaux reçus et une mise en œuvre d’une FFT sur la combinaison obtenue. Emetteur comprenant une unité de modulation et une unité d’interfaces OFDM pour la mise en œuvre d’un procédé selon l’une des revendications 1 à 4 ou 6 à 8. Récepteur comprenant une unité d’interfaces de réception OFDM et une unité démodulation pour la mise en œuvre d’un procédé selon l’une des revendications 5 ou 9.