Brevet FR3040574A1 (20170303)
REVENDICATIONS1 - Procédé de synchronisation d'un signal dans un système de transmission comprenant M émetteurs et N récepteurs, les N récepteurs étant reliés à un processeur (2) adapté à traiter les signaux et à transmettre un résultat à un démodulateur, en présence d'interférences caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes : Au niveau du processeur (2) - Calculer (200) une matrice de corrélation R'de signaux de référence émis par les M capteurs émetteurs, calculer son inverse R2 (201), - Pour chaque indice I correspondant à un instant possible de synchronisation, avec I variant jusqu'à une position I + Etal, où Etal est l'étalement temporel maximal du canal, lorsque I correspond à la première position testée pour laquelle il y a dépassement du seuil réitérer les étapes suivantes : - Estimer (203) la matrice de corrélation de bruit R(l) reçu sur les N capteurs en réception, - Calculer (204) l'inverse de la matrice de corrélation estimée, k'(/), - Estimer (205) une matrice d'intercorrélation entre les signaux reçus sur les N capteurs en réception et les séquences d'apprentissage transmises par les M antennes en émission, /?' - Calculer (206) un critère de synchronisation en déterminant la trace Tr[ ] d'une matrice résultant du produit formé par la matrice inverse de corrélation des séquences d'apprentissage R;:, la transposée conjuguée de l'estimée de la matrice d'intercorrélation des signaux reçus et de la matrice des séquences d'apprentissage 3040574 27 (0, l'inverse d'une estimée de la matrice de bruit R-1(l) et l'estimée de la matrice d'intercorrélation entre les observations reçues et les séquences d'apprentissage à xs (I) : C(l) = EGLRT3(1) = Tr[R,-,1 (1)i?' (1)R (1)] - Comparer (207) la valeur du critère C(l) obtenu à une valeur seuil q, si la valeur du critère C(l) dépasse la valeur seuil ri (208), alors considérer l'indice I comme un candidat potentiel à l'instant temporel permettant la synchronisation, réitérer le processus jusqu'à la position I + Etal, où Etal est l'étalement temporel 10 maximal du canal, déterminer une ou plusieurs valeurs d'instant possible I, et déclencher le procédé de synchronisation et d'acquisition des signaux, - Si la valeur du critère C(l) est inférieure à la valeur seuil incrémenter la valeur de I, (209) jusqu'à une éventuelle nouvelle 15 détection. Dans ce cas, réitérer les étapes précédentes décrites lorsqu'il y a détection. 2 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on estime la matrice de bruit en l'assimilant à l'inverse de la matrice de corrélation des 20 signaux reçus kxx(/) et le critère de calcul de l'indice de synchronisation est réalisé par la formule suivante : en déterminant la trace d'une matrice résultant du produit formé par la matrice inverse de corrélation des séquences d'apprentissage, la transposée conjuguée de l'estimée de la matrice d'intercorrélation des signaux reçus et de la matrice des séquences 25 d'apprentissage, l'inverse d'une estimée de la matrice de bruit k'(/)= It1(/) et l'estimée de la matrice d'intercorrélation entre les observations reçues et les séquences d'apprentissage : 3040574 28 C(l) = EO - GLRT3(1)=Tr[Rs-s1 Pxus(1)1^?--1 (1)&(1)] 3 - Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que dans le cas où les M séquences de référence émises par les M capteurs émetteurs sont 5 orthogonales, le calcul de l'indice de synchronisation est effectué en utilisant la formule suivante : C(1) = E0 - GLRT3(1)=A± Pxisi ,(1)&1(1)Pxs,(1) 1=1 rsi où le vecteur P.,(/) est le vecteur d'intercorrélation entre les observations et la séquence d'apprentissage émise par un émetteur i pour une position de 10 synchronisation testée I, défini par : 1 K -1 rxsiw in - A -k kz o x((k + 1)) s i(k)* où si(k) est la composante i de s(k). 4 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la matrice de bruit 15 estimée, (1) , est estimée en retirant les contributions des séquences de synchronisation au niveau de l'estimée de la matrice de corrélation des signaux reçus, dans l'hypothèse où le signal contenant les séquences de référence est aligné dans le temps avec la matrice d'observation et le critère est obtenu par la formule suivante : 20 R1 (1) = f?xx(l)-1?' (/)f?s-sies (/) C(0= El- GLRT3(1) = (1)kl (1)1?'s(1)] R-1 inverse de la matrice de corrélation des séquences de référence, ss &(l) estimée de la matrice d'intercorrélation et sa transposée RH (1) . 3040574 29 5 - Procédé selon la revendication 4 caractérisé en ce que lorsque les M séquences de référence sont des séquences orthogonales, le critère est obtenu par la formule suivante : C(1)= El- GLRT3(l) = Pxls;(1)kl(1)Pxs,(1) rsi où le vecteur rxsi est le vecteur d'intercorrélation entre les observations et la séquence d'apprentissage émise par un émetteur i pour une position de synchronisation testée I, défini par : 1 K- 1 à rXS/ -E x((k + 1)) si(k) K k=0 10 où si(k) est la composante i de s(k) et Ri-'(l) l'inverse de l'estimée de la matrice bruit. 6 - Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'on construit une matrice d'observation (Nx K') avec K' choisi et fixé afin 15 que la matrice de canal H et la matrice de bruit soient stationnaires sur l'horizon temporel fixé par K' et on utilise la matrice estimée Êtx, (1)= X' (1)XV11 ) pour K'-K+1 positions testées avec X'(I) une matrice d'observation définie à partir des K' échantillons de signaux. 20 7 - Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que pour des applications où les bruits sont décorrélés sur les antennes mais de puissances différentes, le critère est obtenu par la formule suivante : C(l) E0- Diag-GLRT3(1)=Tr[R2 ,1,1,(1)1?1 (1)1?' xs(1)] R2 inverse de la matrice de corrélation des séquences de référence, 25 (/) estimée de la matrice d'intercorrélation et sa transposée kis (1) 3040574 1(/) = Diag01 p(I), 1/"".120(1)' ' , 'I1N10(1))-1 . est la puissance du bruit sur l'antenne de réception 4 ';i0(1) - 1 K -1 E x(k + I) H x(k + I) avec x(k + I) l'enveloppe des k = 0 NK signaux en sortie d'antenne de réception. 5 8 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que pour des applications de bruit blanc, le critère de synchronisation est obtenu par la formule suivante : 10 c(1)=E0-BB-GLRT3(1)= Tr Rssi kis (1)Ê (1) Tr &(1)Rx7,1 fes (1) Tr f?xx(1) Tr kx(1) Tr[] est la trace d'une matrice, ssl'inverse de la matrice de corrélation des séquences de référence, ^H iixs(/) l'estimée de la matrice d'intercorrélation et sa transposée (1), j?(01'estimée de la matrice de corrélation des signaux reçus. 15 9 - Procédé selon la revendication 8 caractérisé en ce que pour des applications où les M séquences de synchronisation sont décorrélées et orthogonales, on utilise la formule M GLRT (1) = rH .1 r x r 5, P, (1)P vxx,(1) 20 GLRTY (1)=E xs ,' r 10 - Procédé selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'on estime conjointement la position de synchronisation I et le décalage en fréquence en utilisant le signal de référence décalé en fréquence associés 3040574 31 à chaque trajet de propagation du signal pour estimer chaque vecteur d'intercorrélation Pxsi(/) entre le signal reçu et le signal de référence composante de la matrice d'intercorrélation ks(/). s 11 -Procédé selon la revendication 10 caractérisé en ce que l'on détermine un vecteur d'intercorrélation Pxsi(/) pour chaque décalage en fréquence et pour chaque position I à tester et pour m cases Doppler appartenant à un intervalle [-Md, +Md] avec Md le nombre de cases Doppler à tester en utilisant la formule suivante : Pxsi(1,Af) = (1--)Eleg x(1 + Fsur * k)sl(k)e-2jlifs.k.Fsur) avec If E [-Afmax +Afmax], Fsur le facteur de sur-échantillonnage du signal d'entrée par rapport à la fréquence symbole Fs, où Afmax est donnée en fonction de la vitesse maximum de déplacement des émetteurs et récepteurs. 15 12 - Procédé selon la revendication 11 caractérisé en ce que l'on découpe la longueur K d'une séquence d'apprentissage en T tranches de longueur K0 avec K=T* K0, T étant choisi afin que la rotation de phase induite par le décalage de fréquence est négligeable, on estime pour chaque position de synchronisation testée /, un vecteur d'intercorrélation sur chaque tranche t et 20 pour chaque case Doppler m (m = -Md, ..., +Md), au pas Af. T-1 1m.Af -2 j.ir .t.K0 Pxsi(1,111) = (-K) LPxsi,t(1)e Fs t=0 et en déterminant la matrice de corrélation par la formule suivante : 1 lixx(1) = (-1()Ix(1+ Fsur * k) x1.1(1+ Fsur * k) k=0 Fsur est la fréquence de suréchantillonnage, Fs la fréquence symbole. K-1 3040574 32 13 - Procédé selon l'une des revendications 11 à 12 caractérisé en ce que on estime le décalage Doppler associé à un trajet détecté sur une position de synchronisation par interpolation parabolique à partir de critères calculés sur la position /0 pour les trois cases Doppler (m0-1), mo et (m0+1) : = (mo + 1 c(lo,m0+1)--c(lo,m0-1) 2 c(/0,m0-1)+c(to,m0+1)-2.c(to,m0)) 5 14 - Procédé selon la revendication 13 caractérisé en ce que l'on utilise des transformées de Fourrier ou des transformées de Fourrier rapide pour calculer les intercorrélations effectuées sur chaque séquence d'apprentissage : t.m sr. = HEt=0 rxsi,t(1)e 2- fit 10 15 - Procédé selon l'une des revendications 10 à 14 caractérisé en ce que pour un signal contenant une trame de données comprenant des séquences de synchronisation TS, on utilise ces séquences TS et on exécute les étapes suivantes : 15 Le pas At dépend des positions des deux séquences TS extrêmes de la trame de données : DELTA_PHI_MAX Of = .Fs\n<CLM>\1\tn.(PNTs-i+ -1-)Ko - Po) Pour chaque position de synchronisation testée /, un vecteur d'intercorrélation est estimé sur chaque tranche t de chaque séquence d'apprentissage j par la formule suivante : 20 ?xsi,t,j(/) = EkKrol x (/ + Fsur * (k + pi + t. Ko)) st,j(k + t. Ko) NTS-1 T-1 1 y trsi(1,m)= (KN ) TS irt) t=0 en calculant les matrices de corrélation sur les N TS d'apprentissage par la formule suivante : xst,tj - 1-0e 2jir .t.K0 e-23rt u:), po) m.Aff . m.àf Fs Fs séquences 3040574 33 hxx(11) = (K÷Ts)EljY1r1 (LUI x + Fsur * (k + pi)) xH + Fsur * (k + Pi))) - NTS, le nombre de séquences d'apprentissage sur lesquelles est effectué le calcul du critère de synchronisation, - s(k) la séquence d'apprentissage d'indice j (j=0, , NTS -1) émise s sur l'antenne d'émission i, - pj, l'indice du premier symbole de la séquence d'apprentissage j, commun à toutes les antennes d'émission. 10