Brevet FR3135849A1 — publié le 20231124

La présente invention divulgue une méthode de transmission IOT spatiale multi-utilisateurs basée sur la LFM, configurer des pentes correspondantes pour des formes d'ondes temps-fréquence modulées LFM pour les différentes utilisateur afin de déterminer le signal modulé de n'importe quel utilisateur, dans lequel, la pente configurée pour ledit quelconque utilisateur satisfaisant à une pente multiplicative fractionnaire sans modifier le facteur d’étalement de fréquence; déterminer, sur la base de la relation entre la phase et la fréquence, un signal de domaine temporel pour le signal modulé LFM de l'un quelconque desdits utilisateurs, afin d'effectuer une transmission sur la base du signal de domaine temporel déterminé; détermination d’un signal du domaine temporel du signal LFM non modulé et down-chirpé correspondant à l'un quelconque des utilisateurs ;le traitement du signal de domaine temporel de l'un quelconque desdits utilisateurs sur la base du signal de domaine temporel dudit signal LFM non modulé et down-chirpé; le signal obtenu après le traitement du signal est soumis à une transformation de Fourier discrète, qui est utilisée pour démoduler le signal reçu de l'un quelconque des utilisateurs. Pour réduire la demande de puissance d'émission, obtenir une faible consommation d'énergie, proposer un schéma de multi-utilisateurs simultanés et réaliser un accès et une transmission simultanés multi-utilisateurs avec les mêmes ressources de temps-fréquence. [Fig.1] METHODE ET DISPOSITIF MULTI-UTILISATEURS BASEE SUR LA LFM POUR LA TRANSMISSION IOT Domaines techniques La présente invention concerne le domaine technique de communication, et en particulier méthode et dispositif multi-utilisateurs basée sur la LFM pour la transmission IOT spatiale. Technologie de base Les applications de IOT dans divers secteurs, tels que le contrôle du trafic, les meubles intelligents, la télémédecine et les enquêtes de télédétection, se développent rapidement, tout comme l'ampleur de l'infrastructure de IOT. Les technologies IOT terrestres telles que NB-IoT, eMTC et LoRa ont également fait l'objet de nombreuses recherches dans les universités et l'industrie, et elles présentent certains avantages en termes de performances, tels qu'une faible consommation d'énergie, un faible coût, une forte couverture et une grande capacité. Cependant, la construction des stations de base étant affectée par la géographie, les réseaux terrestres ne peuvent pas assurer une couverture complète dans des environnements particuliers tels que les déserts, les océans et les villes encombrées; d'autre part, le développement d'un grand nombre d'entreprises internationales telles que la logistique maritime a renforcé la demande de l’ampleur de couverture et de capacité de couverture continues de IOT, et exacerbe la tension entre les capacités limitées de IOT terrestre et les besoins croissants de services. Avec les avantages d'une large couverture, d'une grande capacité et de l'indépendance par rapport à l'environnement géographique, IOT spatial peut résoudre efficacement les défauts des systèmes IOT terrestres, et la technologie de transmission de IOT spatial a fait l'objet d'une attention et d'une recherche approfondies. Dans les systèmes IOT spatiaux, la zone de couverture d'un satellite est généralement de plusieurs milliers de kilomètres, et le nombre de terminaux d'utilisateurs IOT spatiaux à desservir est énorme, ce qui impose des exigences élevées en matière de capacité de transmission multi-utilisateurs simultanée et nécessite la conception d'un système de transmission multi-utilisateurs efficace. Contenu de l'invention L’exemple de réalisation de la présente invention propose une méthode et un appareil de transmission IOT spatiale multi-utilisateurs basés sur LFM, pour réduire la demande de puissance d'émission, obtenir une faible consommation d'énergie, proposer un schéma de multi-utilisateurs simultanés et réaliser un accès et une transmission multi-utilisateurs simultanés avec les mêmes ressources de temps-fréquence. Les modes de réalisation de la présente invention fournissent une méthode de transmission IOT spatiale multi-utilisateurs basée sur la LFM, caractérisée par le fait qu'elle comprend : effectuer les étapes suivantes au niveau de borne d’émission : configurer des pentes correspondantes pour des formes d'ondes temps-fréquence modulées LFM pour les différentes utilisateur afin de déterminer le signal modulé de n'importe quel utilisateur, la pente configurée pour ledit quelconque utilisateur satisfaisant à une pente multiplicative fractionnaire sans modifier le facteur d’étalement de fréquence ; déterminer, sur la base de la relation entre la phase et la fréquence, un signal de domaine temporel pour le signal modulé LFM de l'un quelconque desdits utilisateurs, afin d'effectuer une transmission sur la base du signal de domaine temporel déterminé ; effectuer les étapes suivantes au niveau de borne de réception : détermination d’un signal du domaine temporel du signal LFM non modulé et down-chirpé correspondant à l'un quelconque des utilisateurs ; le traitement du signal de domaine temporel de l'un quelconque desdits utilisateurs sur la base du signal de domaine temporel dudit signal LFM non modulé et down-chirpé; le signal obtenu après le traitement du signal est soumis à une transformation de Fourier discrète, qui est utilisée pour démoduler le signal reçu de l'un quelconque des utilisateurs en recherchant la valeur maximale. En option, les pentes correspondantes sont configurées pour les formes d'ondes temps-fréquence modulées LFM de différents utilisateurs afin de déterminer le fait que le signal modulé de n'importe quel utilisateur satisfait à : où B est la large ur de bande, ， ，SF désigne le facteur d’étalement de fréquence, et ，,et est la pente de nième utilisateur, et ，et , et est la fonction en escalier. En option, sur la base de la relation entre la phase et la fréquence, il est déterminé que le signal de domaine temporel dudit signal modulé LFM de l'un quelconque des utilisateurs satisfait : où est le signal modulé LFM. En option, le signal de domaine temporel dudit signal LFM non modulé et down-chirpé correspondant à l'un quelconque des utilisateurs satisfait à : où désigne le conjugué de . En option, un signal de domaine temporel basé sur ledit signal LFM non modulé et down-chirpé traite le signal de domaine temporel de n'importe quel utilisateur, ce traitement comprend les éléments suivants : par la multiplication du signal de domaine temporel basé sur ledit signal LFM non modulé et down-chirpé par ce signal de domaine temporel pour éliminer le terme quadratique du signal de domaine temporel, cela satisfaisant à: . En option, le signal obtenu après traitement du signal est discrétisé pour démoduler le signal reçu de l'un quelconque des utilisateurs, cela comprenant : le signal discrétisé satisfait à: dont , n est le numéro de séquence numérique, et est le temps d'échantillonnage; effectuer une transformation de Fourier pour le signal discrétisé, et cela satisfait à: dont la valeur maximale correspond à qui est l'information symbolique de l'utilisateur : . Les exemples de réalisation de la présente demande présentent également un dispositif de transmission IOT spatial multi-utilisateurs basé sur LFM, caractérisé en ce qu'il comprend un processeur et une mémoire, ladite mémoire stockant des programmes d'ordinateur, lesdits programmes d'ordinateur, lorsqu'il est exécuté par le processeur, mettant en œuvre les étapes de méthode de transmission IOT spatiale multi-utilisateurs basée sur la LFM telle que décrites au-dessus. Les exemples de réalisation de la présente demande présentent également un support lisible de stockage d’ordinateur, caractérisé en ce que ledit support lisible de stockage d’ordinateur enregistrant des programmes d'ordinateur, lesdits programmes d'ordinateur, lorsqu'il est exécuté par le processeur, met en œuvre les étapes de méthode de transmission IOT spatiale multi-utilisateurs basée sur la LFM telle que décrites au-dessus. La présente invention propose une méthode de démodulation correcte basée sur la technologie de modulation LFM permettant un rapport signal/bruit très faible, réduisant la demande de puissance d'émission et réalisant une faible consommation d'énergie. En outre, cette application propose un schéma de multi-utilisateurs simultanés pour réaliser l'accès et la transmission simultanés de plusieurs utilisateurs dans les mêmes ressources temps-fréquence, ce qui fournit une base technique pour la conception de systèmes de transmission IOT lourde à faible consommation pour les utilisateurs. La description ci-dessus n'est qu'un aperçu de la solution technique de la présente demande. Afin que les moyens techniques de la présente demande puissent être plus clairement compris et puissent être mis en œuvre conformément à la description, et afin que les objets, caractéristiques et avantages ci-dessus et autres de la présente demande puissent être plus clairement compris, des modes de réalisation spécifiques de la présente demande seront présentés ci-dessous. Illustrations A la lecture des descriptions détaillées des modes de réalisations préférés ci-dessous, les autre avantages et bénéfices apparaîtront clairement pour l’homme de l’art. Les dessins d'accompagnement sont utilisés dans le seul but d'illustrer le mode de réalisation préféré et ne sont pas considérés comme une limitation de la présente demande. De plus, dans tous les dessins annexés, les mêmes marques sont utilisés pour indiquer les mêmes composants. Dans les dessins ci-joints: est un organigramme de base de méthode de transmission IOT spatiale multi-utilisateurs d'un exemple de réalisation de la présente demande ; est une courbe de la fréquence des signaux correspondant aux mêmes symboles pour différents utilisateurs en fonction du temps dans cet exemple de réalisation ; [Figures 3a, 3b et 3c] sont les courbes de la fréquence du signal en fonction du temps selon les différentes pentes dans des exemples de réalisation de la présente demande ; montre la courbe de performance de la démodulation multi-utilisateur avec différentes pentes dans les exemples de réalisation de la présente demande. Mise en œuvre spécifique Des modes de réalisation exemplaires de la présente divulgation seront décrits plus en détail ci-dessous en référence aux dessins annexés. Bien que des modes de réalisation exemplaires de la présente divulgation soient illustrés dans les dessins annexés, il faut comprendre que la présente divulgation peut être mise en œuvre sous diverses formes et ne doit pas être limitée par les modes de réalisation exposés ici. Au contraire, ces modes de réalisation sont fournis pour permettre une compréhension plus approfondie de la présente divulgation et pour permettre de communiquer la portée complète de la présente divulgation aux hommes de l'art. Des modes de réalisation de la présente invention fournissent une méthode de transmission IOT spatiale multi-utilisateurs basée sur la LFM, comme illustré à la , comprenant : effectuer les étapes suivantes au niveau de borne d’émission : Dans l’étape S101, configurer des pentes correspondantes pour des formes d'ondes temps-fréquence modulées LFM pour les différentes utilisateur afin de déterminer le signal modulé de n'importe quel utilisateur, la pente configurée pour ledit quelconque utilisateur satisfaisant à une pente multiplicative fractionnaire sans modifier le facteur d’étalement de fréquence. Dans cet exemple, la pente multiplicative fractionnaire peut être la différence entre les pentes attribuées aux utilisateurs dans une certaine plage petite. Dans un schéma de transmission multi-utilisateurs, la largeur de bande est définie comme , et le facteur d’étalement de fréquence est , alors, un symbole LFM (modulation de fréquence linéaire) se compose par chips, dont est le nombre, alors de la durée d'un symbole est de . Par conséquent, au niveau de borne d’émission, la fréquence instantanée du signal modulé LFM (chirp ascendant) du nième utilisateur satisfait à : dont , est la pente du i nième utilisateur, et , et est la fonction en escaliser. À l'étape S102, déterminer, sur la base de la relation entre la phase et la fréquence, un signal de domaine temporel pour le signal modulé LFM de l'un quelconque desdits utilisateurs, afin d'effectuer une transmission sur la base du signal de domaine temporel déterminé. Dans certains modes de réalisation, sur la base de la relation entre la phase et la fréquence, il est déterminé que le signal de domaine temporel dudit signal modulé LFM de l'un quelconque des utilisateurs satisfait à : où est le signal modulé LFM. Effectuez les étapes suivantes au niveau de borne de réception : À l'étape S103, détermination d’un signal du domaine temporel du signal LFM non modulé et down-chirpé correspondant à l'un quelconque des utilisateurs. Dans certains exemples de réalisation, le signal de domaine temporel dudit signal LFM non modulé et down-chirpé correspondant à l'un quelconque des utilisateurs satisfait à : où désigne le conjugué de . À l'étape S104, le traitement du signal de domaine temporel de l'un quelconque desdits utilisateurs sur la base du signal de domaine temporel dudit signal LFM non modulé et down-chirpé. Dans certains exemples, un signal de domaine temporel basé sur ledit signal LFM non modulé et down-chirpé traite le signal de domaine temporel de n'importe quel utilisateur, ce traitement comprend les éléments suivants : par la multiplication du signal de domaine temporel basé sur ledit signal LFM non modulé et down-chirpé par ce signal de domaine temporel pour éliminer le terme quadratique du signal de domaine temporel, cela satisfaisant à: . Dans certains modes de réalisation, le signal obtenu après traitement du signal est discrétisé pour démoduler le signal reçu de l'un quelconque des utilisateurs, cela comprenant : le signal discrétisé satisfait à: dont , n est le numéro de séquence numérique, et est le temps d'échantillonnage; Effectuer une transformation de Fourier pour le signal discrétisé, et cela satisfait à: dont la valeur maximale correspond à qui est l'information symbolique de l'utilisateur : . À l'étape S105, le signal obtenu après le traitement du signal est soumis à une transformation de Fourier discrète, qui est utilisée pour démoduler le signal reçu de l'un quelconque des utilisateurs. En conséquence, chaque pente différente est appliquée pour un différent utilisateur, cela permet la démodulation correcte des différents utilisateurs à la réception et de réaliser la transmission simultanée de plusieurs utilisateurs. La méthode de la présente demande également un exemple de mise en œuvre d'une méthode de transmission IOT multi-utilisateurs basée sur la LFM dans l'espace, comprenant les étapes suivantes : Définir la largeur de bande : , le facteur d’étalement de fréquence : . Lorsque le nombre d'utilisateurs est de 3, les étapes de mise en œuvre sont les suivantes : Au niveau de borne d’émission, à l'étape S201, concevoir les de 3 utilisateurs comme 0,95, 1,0 et 1,05, respectivement, et on peut obtenir les différentes formes d'ondes de signaux modulés LFM selon un différent, le forme d'onde du signal de domaine temporel dudit signal modulé LFM de inième utilisateurs satisfait à : À la borne de réception, à l'étape S202, le signal continu est discrétisé et le temps d'échantillonnage est de . A l'étape S203, par la multiplication du signal de domaine temporel basé sur ledit signal LFM non modulé et down-chirpé par ce signal de domaine temporel de l’utilisateur, pour éliminer le terme quadratique du signal de domaine temporel, cela satisfaisant à: . Au niveau de borne de réception, à l'étape S204, on effectue une transformation de Fourier discrétisée au point , cela satisfait à: dont la valeur maximale correspondante correspond à k qui est l'information sur le symbole de l'utilisateur i . La démodulation correcte des 3 information des utilisateurs avec le même facteur d’étalement de fréquence est réalisée. Dans cet exemple de réalisation, les résultats de la simulation du schéma de transmission IOT multi-utilisateurs basé sur la LFM dans l'espace sont présentés dans les figures annexées. Comme le montrent les figures 2 à 4, la illustre la courbe de variation de la fréquence du signal en fonction du temps pour différents utilisateurs ayant adopté de différentes pentes fractionnaires. En utilisant le critère de sélection de la pente fractionnaire conçu dans cette demande, les différents utilisateurs peuvent être modulés sur la base du même facteur d’étalement de fréquence. Les figures 3a à 3c montrent le spectrogramme DFT du signal démodulé à différentes pentes, ce qui montre que la méthode de transmission IOT spatiale multi-utilisateur utilisant la présente demande ne produit plus un signal à fréquence unique à différentes pentes, mais que la valeur maximale est évidente et peut être démodulée correctement. La montre la courbe de performance de démodulation multi-utilisateur à différentes pentes, montrant que la performance de la méthode de transmission IOT spatiale multi-utilisateur de cette demande pour les utilisateurs à pente fractionnaire peut atteindre la même performance de démodulation pour une pente non fractionnaire. Les modes de réalisation de la présente invention proposent une méthode de démodulation correcte basée sur la technologie de modulation LFM prenant en charge un rapport signal/bruit très faible, réduisant le besoin de puissance d'émission et permettant d'obtenir une faible consommation d'énergie. La méthode de transmission multi-utilisateurs LFM basée sur la pente fractionnaire différenciée proposée dans cette application prend en charge l'accès des utilisateurs IOT et la transmission à des rapports signal/bruit très faibles. La méthode de transmission de cette application prend en charge l'accès et la transmission simultanés de plusieurs utilisateurs avec les mêmes ressources temps-fréquence et peut être combinée de manière flexible avec d'autres schémas multi-utilisateurs, ce qui présente l'avantage significatif d'augmenter de manière exponentielle le nombre d'utilisateurs pris en charge. Les modes de réalisation de la présente demande présentent également un support lisible de stockage d’ordinateur, caractérisé en ce que ledit support lisible de stockage d’ordinateur enregistrant des programmes d'ordinateur, lesdits programmes d'ordinateur, lorsqu'il est exécuté par le processeur, met en œuvre les étapes de méthode de transmission IOT spatiale multi-utilisateurs basée sur la LFM telle que décrites au-dessus. La présente invention propose une méthode de démodulation correcte basée sur la technologie de modulation LFM permettant un rapport signal/bruit très faible, réduisant la demande de puissance d'émission et réalisant une faible consommation d'énergie. En outre, cette application propose un schéma de multi-utilisateurs simultanés pour réaliser l'accès et la transmission simultanés de plusieurs utilisateurs dans les mêmes ressources temps-fréquence, ce qui fournit une base technique pour la conception de systèmes de transmission IOT lourde à faible consommation pour les utilisateurs. Il est noté que dans les présents modes de réalisation, les termes "incluant", "comprenant" ou toute autre variante de ceux-ci sont destinés à couvrir une inclusion non exclusive, de sorte qu'un procédé, une méthode, un article ou un dispositif comprenant une gamme d'éléments inclut non seulement ces éléments, mais également d'autres éléments non expressément énumérés, ou qui sont inhérents à un tel procédé, méthode, article ou dispositif. mais aussi d'autres éléments qui ne sont pas expressément énumérés, ou qui sont inhérents à un tel procédé, méthode, article ou appareil. Sans plus de limitation, l'inclusion d'un élément tel que défini par le terme "incluant un ......" n'exclut pas l'existence d'un autre élément identique dans le procédé, la méthode, l'article ou l'appareil incluant cet élément. Les marques des modes de réalisation de la présente demande sont indiqués à des fins descriptives uniquement et ne représentent pas les mérites ou désavantages des modes de réalisation. D'après la description de la mise en oeuvre qui précède, il est clair pour l'homme de l'art que la méthode décrite ci-dessus peut être mise en oeuvre à l'aide de logiciels et de plate-forme matérielle commune nécessaire, ou bien sûr au moyen du matériel, mais dans de nombreux cas, la première solution est la meilleure. Sur la base de cette compréhension, la solution technique de la présente demande, ou la partie de la solution technique de la présente demande qui contribue essentiellement à l'art antérieur, peut être réalisée sous la forme de produits logiciels, qui est stocké dans un support de stockage (par exemple ROM/RAM, disque, CD-ROM) et comprend un certain nombre d'instructions pour permettre à un terminal (qui peut être un téléphone mobile, un ordinateur, un serveur, un climatiseur ou un dispositif de réseau, etc ) d’exécuter les procédés décrit dans chacun des modes de réalisation. Les modes de réalisation de la présente demande ont été décrits ci-dessus en relation avec les dessins annexés, mais la présente demande n'est pas limitée aux modes de réalisation spécifiques ci-dessus, qui sont simplement illustrtifs et non limitatifs, et il existe de nombreuses autres formes qui pourraient être réalisées par une personne de compétence ordinaire dans l'art, en s'inspirant de la présente demande, sans s'écarter de la portée protégée par l'objet et les revendications de la présente demande, qui sont tous sous la protection de la présente demande. Une méthode de transmission IOT spatiale multi-utilisateurs basée sur la LFM, caractérisée par le fait qu'elle comprend : effectuer les étapes suivantes au niveau de borne d’émission : configurer des pentes correspondantes pour des formes d'ondes temps-fréquence modulées LFM pour les différentes utilisateur afin de déterminer le signal modulé de n'importe quel utilisateur, dans lequel, la pente configurée pour ledit quelconque utilisateur satisfaisant à une pente multiplicative fractionnaire sans modifier le facteur d’étalement de fréquence ; déterminer, sur la base de la relation entre la phase et la fréquence, un signal de domaine temporel pour le signal modulé LFM de l'un quelconque desdits utilisateurs, afin d'effectuer une transmission sur la base du signal de domaine temporel déterminé ; effectuer les étapes suivantes au niveau de borne de réception : détermination d’un signal du domaine temporel du signal LFM non modulé et down-chirpé correspondant à l'un quelconque des utilisateurs ; le traitement du signal de domaine temporel de l'un quelconque desdits utilisateurs sur la base du signal de domaine temporel dudit signal LFM non modulé et down-chirpé; le signal obtenu après le traitement du signal est soumis à une transformation de Fourier discrète, qui est utilisée pour démoduler le signal reçu de l'un quelconque des utilisateurs en recherchant la valeur maximale. Méthode de transmission IOT spatiale multi-utilisateurs basée sur la LFM selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les pentes correspondantes sont configurées pour les formes d'ondes temps-fréquence modulées LFM de différents utilisateurs afin de déterminer le fait que le signal modulé de n'importe quel utilisateur satisfait à : où B est la largeur de bande, ， ，SF désigne le facteur d’étalement de fréquence, et ，et est la pente de nième utilisateur, et ，et , et est la fonction en escalier. Méthode de transmission IOT spatiale multi-utilisateurs basée sur la LFM selon la revendication 2, caractérisée en ce que, sur la base de la relation entre la phase et la fréquence, il est déterminé que le signal de domaine temporel dudit signal modulé LFM de l'un quelconque des utilisateurs satisfait à : où est le signal modulé LFM. Méthode de transmission IOT spatiale multi-utilisateurs basée sur la LFM selon la revendication 3, caractérisée en ce que le signal de domaine temporel dudit signal LFM non modulé et down-chirpé correspondant à l'un quelconque des utilisateurs satisfait à : où désigne le conjugué de . Méthode de transmission IOT spatiale multi-utilisateurs basée sur la LFM selon la revendication 4, caractérisée par le fait que, un signal de domaine temporel basé sur ledit signal LFM non modulé et down-chirpé traite le signal de domaine temporel de n'importe quel utilisateur, ce traitement comprend les éléments suivants : par la multiplication du signal de domaine temporel basé sur ledit signal LFM non modulé et down-chirpé par ce signal de domaine temporel pour éliminer le terme quadratique du signal de domaine temporel, cela satisfaisant à: . Méthode de transmission IOT spatiale multi-utilisateurs basée sur la LFM selon la revendication 5, caractérisée par le fait que, le signal obtenu après traitement du signal est discrétisé pour démoduler le signal reçu de l'un quelconque des utilisateurs, cela comprenant : le signal discrétisé satisfait à: dont , n est le numéro de séquence numérique, et est le temps d'échantillonnage; effectuer une transformation de Fourier pour le signal discrétisé, et cela satisfait à: dont la valeur maximale correspond à qui est l'information symbolique de l'utilisateur : . Dispositif de transmission IOT spatial multi-utilisateurs basé sur LFM, caractérisé en ce qu'il comprend un processeur et une mémoire, ladite mémoire stockant des programmes d'ordinateur, lesdits programmes d'ordinateur, lorsqu'il est exécuté par le processeur, mettant en œuvre les étapes de méthode de transmission IOT spatiale multi-utilisateurs basée sur la LFM telle que décrites dans l'une quelconque des revendications 1 à 6. Support lisible de stockage d’ordinateur, caractérisé en ce que ledit support lisible de stockage d’ordinateur enregistrant des programmes d'ordinateur, lesdits programmes d'ordinateur, lorsqu'il est exécuté par le processeur, met en œuvre les étapes de méthode de transmission IOT spatiale multi-utilisateurs basée sur la LFM telle que décrites dans l'une des revendications 1 à 6.