FR2892580A1 - Systemes, procedes et appareils pour radios cognitives de detection de spectre. - Google Patents

Abstract

Des systèmes, procédés et appareils sont fournis pour des radios cognitives de détection de spectre qui permettent de détecter et d'utiliser les ressources de spectre RF disponibles. Les radios cognitives de détection de spectre comprennent au moins une antenne(116) et un module d'application radio frontale agile en fréquence en communication avec la au moins une antenne et configurés pour transmettre et recevoir des signaux de fréquence radio par l'intermédiaire de la au moins une antenne. De plus, un module de détection de spectre, qui peut comprendre un ou les deux modules de détection grossière et de détection fine, peut être en communication avec la au moins une antenne et être configuré pour générer des informations d'utilisation du spectre RF. Un module de contrôle d'accès au support (124) permet de recevoir les informations d'utilisation du spectre RF depuis le module de détection de spectre. Sur la base des informations d'utilisation du spectre RF reçues, le module MAC permet de diriger une fréquence de fonctionnement du module de dispositif radio frontal (108) au moins en partie sur la base des informations d'utilisation du spectre reçues.

Description

SYSTEMES, PROCEDES ET APPAREILS POUR RADIOS COGNITIVES DE DÉTECTION DE

SPECTRE Domaine de l'invention La présente invention concerne généralement les 5 radios cognitives, et plus particulièrement les radios cognitives de détection de spectre. Solutions de l'art antérieur Aux Etats-Unis et dans plusieurs autres pays, un organisme réglementaire tel que la FCC (pour Federal 10 Communications Commission ou Commission Fédérale des Communications ) régule et attribue souvent l'utilisation du spectre radio afin de répondre aux besoins de communications d'entités telles que les entreprises et les gouvernements locaux et fédéraux, 15 ainsi que des individus. Plus particulièrement, la FCC concède en licence plusieurs segments de spectre à des entités et à des individus pour une utilisation commerciale ou publique ( licenciés ). Ces licenciés peuvent jouir d'un droit exclusif d'utiliser leur 20 segment de spectre sous licence respectif pour une zone géographique particulière pour une certaine durée. Ces segments de spectre sous licence sont considérés comme étant nécessaires afin d'empêcher ou d'atténuer les interférences d'autres sources. Cependant, si des 25 segments de spectre particuliers ne sont pas utilisés à un endroit particulier à un moment particulier ( le spectre disponible ), un autre dispositif doit être capable d'utiliser un tel spectre disponible pour les communications. Une telle utilisation du spectre 30 disponible permettrait une utilisation beaucoup plus efficace du soectre radio ou de parties de celui-ci.

Les techniques précédentes de détection de spectre décrites pour déterminer le spectre disponible ont connu une résistance pour au moins deux raisons : (1) elles ne fonctionnent pas pour des formats de signal sophistiqués, oa (2) elles nécessitent des performances matérielles et/ou une consommation de puissance de calcul excessives. Par exemple, une technique de détection de spectre a été décrite, dans laquelle un détecteur d'énergie incohérente réalise un calcul d'une Transformation de Fourier Rapide ( Fast Fourier Transform ou FFT) pour un signal d'entrée à bande étroite. La FFT fournit les composants spectraux du signal d'entrée à bande étroite, qui sont alors comparés avec un niveau de seuil prédéterminé pour détecter une réception de signal significative. Cependant, ce niveau de seuil prédéterminé est fortement affecté par des niveaux de bruit inconnus et variables. De plus, le détecteur d'énergie ne fait pas la différence entre les signaux modulés, le bruit et les signaux d'interférence. Ainsi, il ne fonctionne pas pour les formats de signal sophistiqués tels que le signal de modulation à spectre étalé, les sauts de fréquence et la modulation à plusieurs porteuses. Selon un autre exemple, une technique de détection d'élément cyclostationnaire a été décrite comme une technique de détection de spectre qui exploite les caractéristiques cycliques des signaux modulés, porteuses sinusoïdales, trains d'impulsions périodiques, modèles de sauts répétitifs, préfixes cycliques et analogues. Les fonctions de corrélation du spectre sont calculées pour détecter les caractéristiques uniques du signal telles que les types de modulation, débits de symboles et la présence d'émetteurs brouilleurs. Etant donné que l'étendue de détection et la résolution de fréquence sont des courbes d'optisns, la mise à niveau du système numérique est la seule façon d'améliorer la résolution de la détection. pour le spectre du signal d'entrée à large bande. Cependant, une telle mise à niveau du système numérique nécessite des performances matérielles et une consommation de puissance de calcul excessives. En outre, une résolution de détection flexible ou éc:helonnable n'est pas disponible sans changement matériel. Par conséquent, l'industrie a besoin de radios cognitives qui fournissent le spectre disponible qui doit être utilisé tout en réduisant les besoins matériels et la consommation d'énergie. Exposé de l'invention Selon un mode de réalisation de la présente invention est fournie une radio cognitive pour utiliser les ressources de spectre de fréquence disponibles. La radio cognitive peut comprendre la détection du spectre en association avec un fonctionnement agile en fréquence. La détection du spectre, qui peut être composée d'une détection du spectre grossière et/ou fine, peut être réalisée de façon analogique selon un mode de réalisation de l'invention. La technique de détection grossière peut utiliser la transformée d'ondelettes pour fournir une caractéristique de détection à résolution multiple connue sous le nom de Détection de Spectre à Multirésolution ( Multi- 4 Resolution Spectrum Sensing ou MRSS), selon un mode de réalisation de la présente invention. La technique de détection fine du spectre peut utiliser les propriétés bénéfiques de la fonction d'autocorrélation pour fournir l'autocorrélation analogique ( Analog Auto-Correlation ou AAC), selon un mode de réalisation de la présente invention. La détection du spectre selon un mode de réalisation de la présente invention peut donc détecter divers formats de signal sophistiqués adoptés dans les normes sans fil actuelles et émergentes y compris IS-95, WCDMA, EDGE, GSM, Wi-Fi, Wi-MAX, Zigbee, Bluetooth, TV numérique (ATSC, DVB) et analogues. De plus, l'application analogique de ces techniques de détection du spectre selon un mode de réalisation de la présente invention présente plusieurs caractéristiques, y compris une ou plusieurs parmi la détection rapide pour une plage de fréquence à large bande, la consommation électrique réduite et la complexité matérielle réduite.

Selon un mode de réalisation de la présente invention est fourni un système radio cognitif. Le système radio cognitif comprend au moins une antenne, un module de dispositif radio frontal en communication avec la au moins une antenne et configuré pour transmettre et recevoir des signaux de fréquence radio par l'intermédiaire de la au moins une antenne et un module de détection de spectre en communication avec la au moins une antenne et configuré pour générer des informations d'utilisation du spectre de fréquence radio ( Radio Frequency ou RF). Le système radio cognitif comprend en outre un module de contrôle d'accès au support ( Medium access Control ou MAC) permettant de recevoir les informations d'utilisation du spectre RF depuis le module de détection de spectre, où le module MAC permet de diriger une fréquence de fonctionnement du module de dispositif radio frontal au moins en partie sur la base des informations d'utilisation du spectre reçues. Selon un aspect de la présente invention, la au moins une antenne peut comprendre une première antenne et une seconde antenne, où le module de dispositif radio frontal peut être en communication avec la première antenne et le module de détection de spectre peut être en communication avec la seconde antenne. Selon un autre aspect de la présente invention, le module de détection de spectre peut comprendre au moins l'un parmi un module de détection grossière et un module de détection fine, où le module de détection grossière fournit des informations d'utilisation du spectre associées à l'occupation du spectre et le module de détection fine fournit des informations d'utilisation du spectre associées à l'identification du signal. Les informations d'utilisation du spectre associées à l'identification du signal peuvent concerner au moins l'un des types de programmes de modulation et de trame. Le module de détection de spectre peut générer des informations d'utilisation du spectre associées à l'occupation du spectre et sur demande du module MAC, peut générer des informations d'utilisation du spectre associées à l'identification du signal. Selon un autre aspect de la présente invention, le système radio cognitif peut comprendre en outre un convertisseur analogique-numérique qui numérise les informations d'utilisation du spectre générées, où les informations d'utilisation du spectre numérisées peuvent être reçues par le module de contrôle d'accès au support. Selon encore un autre aspect de la présente invention, le module de détection de spectre peut être un module de détection de spectre analogique à large bande. Selon un autre mode de réalisation de la présente invention est fourni un procédé pour mettre en oeuvre un système radio cognitif. Le procédé comprend la réception de signaux radio sur un module de détection de spectre et la génération, par l'intermédiaire du module de détection de spectre, d'informations de spectre basées au moins en partie sur les signaux radio reçus. Le procédé comprend en outre la réception des informations de spectre sur un module de contrôle d'accès au support, la détermination, par l'intermédiaire du module de contrôle d'accès au support, d'un spectre non occupé au moins en partie sur la base des informations de spectre et la reconfiguration d'un émetteur-récepteur (ou transceiver en anglais) pour fonctionner dans le spectre non occupé.

Selon un aspect de la présente invention, la génération des informations de spectre peut comprendre la génération d'informations pour déterminer l'occupation du spectre. Selon un autre aspect de la présente invention, la génération des informations de spectre peut comprendre la génération d'informations pour l'ident__fication du signal sur une demande du module de contrôle d'accès au support. De plus, le module de détection de spectre peut comprendre un module qui génère les informations pour déterminer l'occupation du spectre. Le module de détection de spectre peut comprendre également un module qui génère les informations pour l'identification du signal. Selon encore un autre aspect de la présente invention, la réception de signaux radio sur un module de détection de spectre comprend la réception de signaux radio sur un module de détection de spectre analogique à large bande. Selon encore un autre mode de réalisation de la présente invention est fourni un système de détection du spectre. Le système de détection du spectre comprend un module de détection grossière qui utilise une transformée d'ondelette pour générer un signal indicatif de l'utilisation du spectre, un module de reconnaissance de spectre en communication avec le module de détection grossière qui détermine un segment de spectre occupé au moins en partie sur la base du signal provenant du module de détection grossière et un module de détection fine qui génère un signal indicatif d'une caractéristique d'un type de signal pour un segment de spectre occupé identifié par le module de reconnaissance de spectre. Selon un aspect de la présente invention, le système comprend en outre au moins un convertisseur analogique-numérique pour numériser le signal indicatif de l'utilisation du spectre et le signal indicatif d'une caractéristique du type de signal, où le signal numérisé indicatif de l'utilisation du spectre et le signal numérisé indicatif d'une caractéristique du type de signal peuvent être fournis au module de reconnaissance de spectre. Selon un autre aspect de la présente invention, le module de détection fine peut générer un signal indicatif d'une caractéristique d'un type de signal au moins en partie sur la base de la nature périodique d'un signal d'entrée. La caractéristique du système type peut être associée à au moins l'un pa=rmi un format de modulation et une structure de trame du signal d'entrée. Selon un autre aspect de la présente invention, le module de reconnaissance de spectre peut être en communication avec le module de détection fine. De la même façon, le module de reconnaissance de spectre peut déterminer un segment non occupé au moins en partie sur la base du signal provenant du module de détection fine. Selon encore un autre mode de réalisation de la présente invention, au moins l'un parmi le module de détection grossière et le module de détection fine peut fonctionner dans un domaine analogique. Liste des figures Ayant décrit l'invention en termes généraux, il est maintenant fait référence aux dessins joints, qui ne sont pas nécessairement à l'échelle, et sur lesquels : la figure 1 illustre un schéma fonctionnel d'un exemple de système radio cognitif selon un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 2 illustre un organigramme exemplaire du 30 système radio cognitif de la figure 1 ; 9 la figure 3 illustre une courbe d'options entre une largeur d'impulsion d'ondelette et une fréquence d'impulsion d'ondelette selon un mode de réalisation de la présente invention ; - la figure 4A illustre un schéma fonctionnel pour un exemple d'application de Détection de Spectre à Multirésolution( Multi-Resolution Spectrum Sensing ou MRSS) selon un mode de réalisation de la présente invention ; - la figure 4B illustre un exemple de contrôle de résolution échelonnable selon un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 5A illustre la forme d'onde d'un signal à double tonalité et la figure 5B illustre le spectre correspondant qui doit être détecté avec l'application MRSS selon un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 6 illustre une forme d'onde de la chaîne d'impulsions d'ondelette selon un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 7A illustre la forme d'onde de composant I de la porteuse sinusoïdale I-Q, et la figure 7B illustre la forme d'onde de composant Q de la porteuse sinusoïdale I-Q selon un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 8A illustre les impulsions d'ondelette modulées obtenues à partir d'un générateur d'ondelettes avec un composant I d'une porteuse sinusoïdale I-Q selon un mode de réalisation de la présente invention ; 10 - la figure 8B illustre les impulsions d'ondelette modulées obtenues à partir d'un générateur d'ondelettes avec un composant Q d'une porteuse sinusoïdale I-Q selon un mode de réalisation de la présente invention ; - la figure 9A illustre une forme d'onde de signal de sortie de corrélation pour le signal d'entrée avec le composant I de la porteuse sinusoïdale I-Q selon un mode de réalisation de la présente invention la figure 9B illustre la forme d'onde de signal de sortie de corrélation pour le signal d'entrée avec le composant Q de la porteuse sinusoïdale I-Q selon un mode de réalisation de la présente invention - la figure 10A illustre les valeurs échantillonnées par l'intermédiaire de l'intégrateur et du convertisseur analogique-numérique pour les valeurs de corrélation avec le composant I de la forme d'onde d'ondelette dans des intervalles donnés selon un mode de réalisation de la présente invention l.a figure 1.0B illustre les valeurs échantillonnées par l'intermédiaire de l'intégrateur et du convertisseur analogique-numérique pour les valeurs de corrélation avec le composant Q de la forme d'onde d'ondelette dans des intervalles donnés selon un mode de réalisation de la présente invention - la figure 11 illustre une forme de spectre exemplaire détectée par le module de reconnaissance de spectre dans le module MAC selon un mode de réalisation de la présente invention ; les figures 12 à 17 illustrent les simulations de divers formats de signal détectés par les applications MRSS selon les modes de réalisation de la présente invention ; la figure 18 illustre un exemple de schéma d'installation du module de détection grossière selon un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 19 illustre un schéma fonctionnel d'une technique de détection fine exemplaire utilisant la fonction AAC selon un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 20A illustre un exemple de symbole OFDM de données suivi d'un préambule selon un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 20B illustre le spectre d'un signal d'entrée IEEE802.11a qui doit être détecté avec une application AAC selon un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 21A illustre un signal d'entrée I:EEE802.11a et la figure 21B illustre un signal retardé IEIE802.11a selon un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 22 illustre une forme d'onde d'une corrélation entre le signal d'entrée d'origine et le signal retardé selon un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 23 illustre une forme d'onde produite par un intégrateur selon un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 24 illustre un exemple de configuration 5 pour une application radio frontale agile en fréquence selon un mode de réalisation de la présente invention. Description détaillée de l'invention La présente invention est maintenant décrite plus 10 complètement en référence aux dessins joints, sur lesquels une partie, mais pas la totalité, des modes de réalisation de l'invention est illustrée. En effet, ces inventions peuvent être réalisées selon de nombreuses formes différentes et ne doivent pas être interprétées 15 comme étant limitées aux modes de réalisation présentés ici. Au contraire, ces modes de réalisation sont fournis de telle sorte que la présente description satisfasse aux exigences légales applicables. Les numéros identiques font référence à des éléments 20 identiques dans l'ensemble de la description. Les modes de réalisation de la présente invention concernent les systèmes radio cognitifs, les procédés et les appareils pour exploiter des ressources de spectre limitées. Les radios cognitives peuvent 25 permettre un partage du spectre négocié et/ou opportuniste sar une plage de fréquences étendue couvrant une pluralité de protocoles et de normes de communication mobile. Selon la présente invention, les modes de réalisation de la radio cognitive peuvent 30 détecter intelligemment l'utilisation d'un segment dans le spectre radio et utiliser tout segment de spectre 13 temporairement inutilisé rapidement sans gêner les communications entre d'autres utilisateurs autorisés. L'utilisation de ces radios cognitives peut permettre à divers réseaux sans fil hétérogènes (utilisant par exemple différents protocoles de communication, fréquences, etc.) de coexister. Ces réseaux sans fil peuvent comprendre des réseaux cellulaires, réseaux personnels sans fil ( Personal Area Network ou PAN), réseaux locaux sans fil ( Local Area Network ou LAN) et réseaux métro sans fil ( Metropolitan Area Network ou MAN). Ces réseaux sans fil peuvent également coexister avec les réseaux de télévision, y compr:s les réseaux de télévision numérique. D'autres types de réseaux peuvent être utilisés selon la présente invention, comme le savent l'homme du métier. Présentation du système des radios cognitives La figure 1 illustre un schéma fonctionnel d'un exemple de système radio cognitif selon un mode de réalisation de la présente invention. En particulier, la figure 1 illustre une radio cognitive 100 qui comprend une antenne 116, un commutateur d'émission/réception 114, un dispositif radio frontal 108, un module de détection de spectre à large bande analogique 102, un convertisseur analogique-numérique 118, un module de traitement du signal 126 et un module de contrôle d'accès au support (MAC) 124. Pendant l'utilisation du système radio cognitif de la figure 1, qui est décrit en liaison avec l'organigramme de la figure 2, les signaux d'entrée de fréquence radio (RF) peuvent être reçus par l'antenne 116. Dans un exemple de mode de réalisation de la 14 présente invention, l'antenne 116 peut être une antenne à large bande utilisable sur une plage de fréquence étendue, peut-être de la plage de plusieurs mégahertz (MHz) aux mult__-gigahertz (GHz). Les signaux d'entrée reçus par l'antenne 116 peuvent être transmis ou bien fournis au module de détection de spectre à large bande analogique 102 par l'intermédiaire du commutateur d'émission/réception 114 (bloc 202). Le module de détection de spectre 102 peut comprendre l'un ou les deux parmi un module de détection grossière 104 et un module de détection fine 106. Comme leurs noms le suggèrent, le module de détection grossière 104 peut détecter l'existence ou la présence de segments de spectre suspects (par exemple, les segments de spectre potentiellement utilisés) alors que le module de détection fine 106 peut examiner ou bien analyser les segments de spectre suspects détectés pour déterminer les types de signaux et/ou les programmes de modulation particuliers utilisés ici.

De nouveau en référence à la figure 2, le module de déjection grossière 104 peut initialement déterminer l'occupation du spectre pour le signal d'entrée reçu (bloc 204). L'information d'occupation du spectre peut être convertie de la forme analogique à la forme numérique par le convertisseur analogique-numérique ( Analogic/Digital Converter ou ADC ou convertisseur A/D) 118, qui peut être un convertisseur A/D basse vitesse dans un exemple de mode de réalisation de la présente invention. L'information numérique d'occupation du spectre fournie par le convertisseur A/D 118 peut être reçue par le module de reconnaissance 15 de spectre 120 dans le module de contrôle d'accès au support (MAC) 124. Le module de reconnaissance de spectre 120 peut effectuer un ou plusieurs calculs sur l'information numérique d'occupation du spectre pour reconnaître si un ou plusieurs segments de spectre sont actuellement utilisés ou occupés par d'autres. Le module de reconnaissance de spectre 120 peut être réalisé sous forme matérielle, logicielle, ou une combinaison de celles-ci.

Dans certains cas, sur la base des segments de spectre reconnus, le module MAC 124 peut demander une recherche plus fine de l'occupation du spectre (bloc 206). Dans un tel cas, le module de détection fine 106 peut permettre d'identifier les types de signaux et/ou les programmes de modulation particuliers utilisés dans au moins une partie de l'occupation du spectre (bloc 208). L'information qui identifie les types de signaux et/ou les programmes de modulation peut alors être numérisée par le convertisseur A/D 118, et fournie au module de reconnaissance de spectre 120. L'information sur le type de signal et/ou le programme de modulation peut être nécessaire pour déterminer l'impact des émetteurs brouilleurs dans les segments de spectre suspects détectés.

Selon un mode de réalisation de la présente invention, le nodule de reconnaissance de spectre 120 peut comparer les informations du module de détection grossière 104 et/ou du module de détection fine 106 avec une base de données d'utilisation du spectre (bloc 210) pour déterminer un intervalle de spectre disponible (par exemple, inoccupé ou sûr) (bloc 212). 16 La base de données d'utilisation du spectre peut comprendre des informations concernant les types de signaux connus, les programmes de modulation et les fréquences associées. De la même façon, la base de données d'utilisation du spectre peut comprendre un ou plusieurs seuils pour déterminer si les informations du module de détection grossière 104 et/ou du module de détection fine 106 sont indicatives d'un ou plusieurs spectres occupés. Selon un exemple de mode de réalisation de la présente invention, la base de données d'utilisation du spectre peut être actualisée en fonction des informations reçues d'une source externe, y compris les diffusions périodiques d'une station de base ou d'une autre station distante, les stockages amovibles d'informations (par exemple, puces amovibles, mémoire, etc.), les référentiels Internet. En variante, la base de données d'utilisation du spectre peut être actualisée en fonction de techniques internes, peut-être en fonction de techniques d'apprentissage adaptatives qui peuvent comprendre des essais et des erreurs, des configurations de test, des calcu-s statistiques, etc. Les résultats de détection déterminés par le module de reconnaissance de spectre 120 peuvent être transmis au contrôleur (par exemple, au module d'attribution de spectre) du module MAC 124, et la permission peut être requise pour une utilisation particulière du spectre (bloc 214). Dès l'accord du contrôleur, le bloc de reconfiguration du module MAC 124 peut fournir des informations de reconfiguration au dispositif radio frontal 108 par l'intermédiaire du module de traitement du signal 126 (bloc 218). Dans un exemple de mode de réalisation de la présente invention, le dispositif radio frontal 108 peut être reconfigurable pour fonctionner à des fréquences différentes ( agile en fréquence ou Frequency-Agile ), où la ou les fréquences particulières peuvent dépendre des segments de spectre sélectionnés pour une utilisation dans les communications par la radio cognitive 100. En association avec le dispositif radio frontal 108 agile en fréquence, le module de traitement du signal 126, qui peut être un bloc de traitement de signal de couche physique dans un exemple de mode de réalisation, peut améliorer les performances de la radio cognitive 100 avec une technique adaptative de modulation et d'atténuation des interférences. De nombreuses modifications peuvent être apportées à la radio cognitive 100 sans s'écarter des modes de réalisation de la présente invention. Dans un mode de réalisation en variante, l'antenne 116 peut comprendre au moins deux antennes. Une première antenne peut être prévue pour le dispositif radio frontal 108 tandis qu'une seconde antenne peut être prévue pour le module de détection de spectre 102. L'utilisation d'au moins deux antennes peut éliminer le besoin d'un commutateur d'émission/réception 114 entre le dispositif radio frontal 108 et le module de détection de spectre 102 selon un exemple de mode de réalisation. Cependant, dans un autre mode de réalisation de la présente invention, un commutateur d'émission/réception 114 peut toujours être nécessaire entre l'émetteur 110 et le récepteur 112 du dispositif radio frontal 108. De plus, le module de détection de spectre 102, le convertisseur A/D 118 et le module MAC 124 peuvent rester en fonctionnement même quand le dispositif radio frontal 108 et le module de traitement du signal 126 ne sont pas opérationnels ou sont en veille. Cela peut réduire la consommation électrique de la radio cognitive 100 tout en permettant toujours à la radio cognitive 100 de déterminer l'occupation du spectre. Ayant décrit la radio cognitive 100 de façon générale, le fonctionnement des composants de la radio cognitive 100 est maintenant décrit de façon plus détaillée. Composants de détection de spectre Toujours en référence à la figure 1, le module de détection de spectre 102 peut comprendre le module de détection grossière 104 et un module de détection fine 106, selon un exemple de mode de réalisation de la présente invention. Cependant, d'autres modes de réalisation de la présente invention peuvent utiliser seulement l'un parmi le module de détection de spectre 102 ou le module de détection grossière 104 selon les besoins De plus, alors que le module de détection de spectre 102 a été illustré comme un composant d'un exemple de radio cognitive 100, un tel module de détection de spectre 102 peut être réalisé dans un dispositif différent et utilisé comme un procédé efficace pour déterminer le spectre disponible dans les applications alternatives. Ces applications alternatives peuvent comprendre les réseaux personnels sans fil (PAN), les réseaux locaux sans fil (LAN), les téléphones sans fil, les téléphones cellulaires, les télévisions numériques, les télévisions mobiles et les systèmes de positionnement mondial. En référence maintenant au module de détection de spectre 102 de la figure 1, le module de détection de spectre 102 peut comprendre le module de détection grossière 104 et le module de détection fine 106, qui peuvent être utilisés ensemble pour améliorer la précision des performances de détection de spectre par le module MAC 124. De plus, selon un mode de réalisation de la présente invention, le modulede détection de spectre 102 peut être mis en oeuvre dans un domaine analogique, qui peut fournir diverses caractéristiques. Par exemple, un tel module de détection de spectre 102 mis en oeuvre dans le domaine analogique peut permettre une détection rapide pour une plage de fréquence à large bande, une consommation électrique réduite et une complexité matérielle réduite. Le module de détection grossière 104 et le module de détection fine 106 du module de détection de spectre 102 sont décrits ci-dessous de façon plus détaillée. Module de détection grossière Selon un exemple de mode de réalisation de la présente invention, le module de détection grossière 104 peut utiliser les transformées d'ondelettes en fournissant une caractéristique de détection à résolution multiple connue sous le nom de Détection de Spectre à Multirésolution (MRSS). L'utilisation de la MRSS avec le nodule de détection grossière 104 peut permettre une résolution de détection flexible sans nécessiter d'augmentation de la charge matérielle.

Avec la MRSS, une transformée d'ondelette peut être appliquée à un signal de variante temporelle donné pour déterminer la corrélation entre le signal de variante temporelle donné et la fonction qui sert de base (par exemple, une impulsion d'ondelette) pour la transformée d'cndelette. Cette corrélation déterminée peut être connue sous le nom de coefficient de transformée d'ondelette, qui peut être déterminé sous forme analogique selon un mode de réalisation de la présente invention. L'impulsion d'ondelette décrite ci- dessus qui sert de base pour la transformée d'ondelette utilisée avec la MRSS peut être modifiée ou configurée, éventuellement par l'intermédiaire du module MAC 124, selon un mode de réalisation de la présente invention.

En particulier, les impulsions d'ondelette pour la transformée d'ondelette peuvent être modifiées en largeur de bande, en fréquence de porteuse, et/ou en durée. En modifiant la largeur d'impulsion d'ondelette, la fréquence de porteuse, et/ou la durée, le contenu spectral fourni grâce au coefficient de transformée d'ondelette pour le signal donné peut être représenté avec une résolution échelonnable ou en multirésolution. Par exemple, en modifiant la largeur d'impulsion d'ondelette et/ou la fréquence de porteuse après les avoir maintenues dans un certain intervalle, le coefficient de transformée d'ondelette peut fournir une analyse du contenu spectral des signaux de variante temporelle selon un exemple de mode de réalisation de la présente invention. De la même façon, la forme de l'impulsion d'ondelette peut être configurable selon un exemple de mode de réalisation de la présente invention. Sélection de l'impulsion d'ondelette La sélection de l'impulsion d'ondelette appropriée, et en particulier la largeur et la fréquence de porteuse pour l'impulsion d'ondelette, pour une utilisation dans la MRSS, est maintenant décrite de façon plus détaillée. La figure 3 illustre la courbe d'options entre la largeur d'impulsion d'ondelette (Wt) 302 et la fréquence d'impulsion d'ondelette (Wf) 304 (par exemple, également appelée ici largeur de bande de résolution ) qui peut être considérée lors de la sélection d'une impulsion d'ondelette appropriée. En d'autres termes, quand la largeur d'impulsion d'ondelette 302 augmente, la fréquence d'impulsion d'ondelette 304 baisse généralement. Alnsi que cela est illustré sur la figure 3, la largeur d'impulsion d'ondelette 302 peut être inversement proportionnelle à la fréquence d'impulsion d'ondelette 304. Selon un mode de réalisation de la présente invention, une inégalité d'incertitude peut être appliquée à la sélection d'une largeur d'impulsion d'ondelette (Wt) 302 et d'une largeur de bande de résolution (Wf) 304. Généralement, l'inégalité d'incertitude présente des limites pour la largeur d'impulsion d'ondelette (Wt) 302 et pour la largeur de bande de résolution (Wf) 304 pour des types particuliers d'impulsions d'ondelette. Une inégalité d'incertitude peut être utilisée quand le produit de la largeur d'impulsion d'ondelette (Wt) 302 et de la 22 largeur de bande de résolution (Wf) 304 peut être supérieur ou égal à 0,5 (c'est-à-dire que Wt * Wf >-0,5). L'égalité peut être atteinte quand l'impulsion d'ondelette est une impulsion d'ondelette gaussienne.

Donc, pour une impulsion d'ondelette gaussienne, la largeur d'impulsion d'ondelette (Wt) 302 et la largeur de bande de résolution (Wf) 304 peuvent être sélectionnées pour être utilisées dans la transformée d'ondelette de telle sorte que leur produit soit égal à 0,5 selon l'inégalité d'incertitude. Bien que les impulsions d'ondelettes gaussiennes aient été décrites ci-dessus pour un mode de réalisation illustratif, d'autres formes d'impulsions d'ondelette peuvent être utilisées, y compris des familles d'ondelettes de Hanning, Haar, Daubechies, Symlecs, Coifets, Bior Splines, Bior inverse, Meyer, DMeyer, Sombrero (ou Mexican hat ), Morlet, gaussienne complexe, Shannon, Fréquence B-Spline et Morlet complexe.

Schéma fonctionnel pour l'application de la MRSS La figure 4A illustre un schéma fonctionnel pour un exemple d'application de Détection de Spectre à Multirésolution (MRSS) qui comprend un module de détection grossière 104. En particulier, le module de détection grossière peut recevoir un signal d'entrée x(t) RF de variante temporelle en provenance de l'antenne 116. Selon un exemple de mode de réalisation de la présente invention, ce signal d'entrée x(t) RF peut être amplifié par un amplificateur 402 avant d'être fourni au module de détection grossière 104. Par exemple, l'amplificateur 402 peut être un amplificateur 23 de puissance, qui peut permettre de fournir un gain convergent sur une plage de fréquence étendue. En référence au module de détection grossière 104 de la figure 4A, le module de détection grossière 104 peut être composé d'un générateur de forme d'onde d'ondelette analogique 404, d'un multiplicateur analogique 406, d'un intégrateur analogique 408 et d'une horloge 410. L'horloge 410 peut fournir des signaux d'horloge utilisés par le générateur d'ondelettes 404 et l'intégrateur analogique 408. Les valeurs de corrélation analogiques peuvent être fournies à la sortie de l'intégrateur analogique 408, qui peut à son tour être fournie à un convertisseur analogique-numérique (ADC) 118, qui peut être à basse vitesse selon un exemple de mode de réalisation de la présente invention. Les valeurs de corrélation numérisées à la sortie du convertisseur analogique-numérique 118 peuvent être fournies au module de contrôle d'accès au support (MAC) 124.

Toujours en référence à la figure 4A, le générateur d'ondelettes 404 du module de détection grossière 104 peut permettre de générer une chaîne d'impulsions d'ondelette v(t) qui sont modulées pour former une chaîne d'impulsions d'ondelette modulées w(t). Par exemple, la chaîne d'impulsions d'ondelette v(t) peut être modulée avec les porteuses sinusoïdales I et Q fLo(t) comportant une fréquence d'oscillateur local ( Local Oscillator ou LO) donnée. Avec les porteuses sinusoïdales I et Q fLo(t), le signal de composant I peut être égal en magnitude mais déphasé de 90 degrés par rapport au signal de composant Q. La 24 chaîne d'impulsions d'ondelette modulées w(t) produite par le générateur d'ondelettes 404 peut ensuite être multipliée ou bien combinée avec le signal d'entrée x(t) de variante temporelle par le multiplicateur analogique 406 pour former un signal de sortie z(t) de corrélation analogique qui est entré dans l'intégrateur analogique 408. L'intégrateur analogique 408 détermine et produit les valeurs de corrélation analogiques y(t). Ces valeurs de corrélation analogiques y(t) à la sortie de l'intégrateur analogique 408 sont associées aux :impulsions d'ondelette v(t) ayant une largeur spectrale donnée qui est basée sur la largeur d'impulsion et la largeur de bande de résolution décrites ci-dessus. De nouveau en référence au module de détection grossière 104 de la figure 4A, l'impulsion d'ondelette v(t) est modulée en utilisant les porteuses sinusoïdales I et Q fLO(t) pour former les impulsions d'ondelette modulées w(t). La fréquence de l'oscillateur local (LO) des porteuses sinusoïdales I et Q fLo(t) peut alors être balayée ou ajustée. En balayant les porteuses sinusoïdales I et Q fLo(t), les magnitudes de puissance du signal et les valeurs de fréquence dans le signal d'entrée x(t) de variante temporelle peuvent être détectées dans les valeurs de corrélation analogiques y(t) sur une plage du spectre, et en particulier, sur la plage du spectre concernée, fournissant ainsi une résolution échelonnable. Par exemple, en appliquant une impulsion d'ondelette v(t) étroite et une grande dimension d'étape de réglage de la fréquence LO fLo(t), l'application de la MRSS selon un mode de réalisation 25 de la présente invention peut examiner une étendue très large du spectre d'une façon rapide et éparse. Au contraire, une recherche de spectre très précise peut être réalisée avec une impulsion d'ondelette v(t) large et le réglage précis de la fréquence LO fLO(t). De plus, selon un exemple de mode de réalisation de la présente invention, cette application de la MRSS peut ne pas nécessiter un quelconque filtre passif pour le rejet de l'image du fait de l'effet de filtrage de passe-bande du signal de fenêtre (par exemple, les impulsions d'ondelette modulées w(t)). De la même façon, la charge matérielle, y compris la charge matérielle numérique consommant beaucoup d'énergie, d'une telle application de la MRSS peut être minimisée.

La figure 4B illustre un exemple d'un tel contrôle de résolution échelonnable dans le domaine de fréquence avec l'utilisation d'impulsions d'ondelette W(w) . En particulier, la figure 4B illustre qu'un signal d'entrée W(w) peut être multiplié 406 avec l'impulsion d'ondelette W(w) ayant des largeurs de bande de résolution variables pour obtenir un contrôle de résolution échelonnable des diverses valeurs de corrélation Y(w) produites. De nouveau en référence à la figure 4A, une fois que les valeurs de corrélation analogiques y(t) ont été générées par l'intégrateur analogique 408, les magnitudes des valeurs de coefficient y(t) peuvent être numérisées par le convertisseur analogique-numérique 118 et fournies au module MAC 124. Plus particulièrement:, les valeurs de corrélation analogiques y(t) résultantes associées à chacun des composants I et Q de la forme d'onde d'ondelettes peuvent être numérisées par le convertisseur analogique-numérique 118, et leurs magnitudes sont enregistrées par le module MAC 124. Si les magnitudes sont supérieures à un certain niveau de seuil, le programme de détection, en utilisant éventuellement le module de reconnaissance de spectre 120 dans le module MAC 124, peut déterminer une réception d'émetteur brouilleur significative (par exemple, une occupation du spectre particulière détectée) selon un mode de réalisation de la présente invention. Simulation de l'application de la MRSS Une application de Détection de Spectre à Multir_ésolution (MRSS) selon un mode de réalisation de la présente invention est maintenant décrite en liaison avec plusieurs simulations informatiques. En particulier, une simulation informatique a été réalisée en utilisant un signal à double tonalité x(t), où chaque tonalité a été fixée à la même amplitude mais à une fréquence différente. La somme des deux signaux de tonalité avec différentes fréquences et phases peut être exprimée par .

x(t) = A, cos(cu,t + 0,) + A2 cos(co2t + 02) .

La figure 5A illustre la forme d'onde du signal à double tonalité x(t), et la figure 5B illustre le spectre correspondant qui doit être détecté avec l'application MRSS selon un mode de réalisation de la présente invention.

Selon l'exemple d'application de la MRSS simulée, la fonction de la fenêtre de Hanning (par exemple, Wt*Wf = 0,513) pour cet exemple d'application de la MRSS simulée a été choisie comme la fonction de fenêtre d'ondelette qui limite la sélection de la largeur d'impulsion d'cndelette Wt et la largeur de bande de résolution Wf pour les impulsions d'ondelette v(t). La fonction de la fenêtre de Hanning a été utilisée dans cette simulation à cause de sa simplicité relative en termes de mise en oeuvre pratique. L'inégalité d'incertitude de Wt * Wf = 0,513 présentée ci-dessus peut être dérivée des calculs de la largeur d'impulsion d'ondelette (Wt) 302 et de la largeur de bande de résolution (Wf) 304 pour les impulsions d'ondelette de Hanning ainsi que cela est illustré ci-dessous : w2 = ç t2v'(t)dt

~`/~~ rit + cos(wnt)]2 dt 27r2ù15 6con` w = i f w2I v(jco)I2 dco 2nE 2 wn sin w' w(co 2 ù(02) wP 2 3 _ w2 2nEf- 2 dw La figure 6 illustre la forme d'onde de l'exemple 20 de chaîne d'impulsions d'ondelette v(t). Par conséquent, une chaîne d'impulsions d'ondelette modulées w(t) peut être obtenue à partir du générateur d'ondelettes 404 en modulant les porteuses sinusoïdales I et Q fLo(t) avec un signal de fenêtre composé d'une 25 chaîne d'impulsions d'ondelette v(t) dans un exemple de mode de réalisation de la présente invention. En particulier, les impulsions d'ondelette modulées w(t) peuvent être obtenues par w(t) = v(t) f10 (t) , v(t) = 1 + m cos(copt + Op ) cos(kw1ot+(D), T = 0 ou 90 . La figure 7A illustre la forme d'onde de composant 15 I de la porteuse sinusoïdale I-Q fLo(t), et la figure 7B illustre la forme d'onde de composant Q de la porteuse sinusoïdale I-Q fLo(t). La figure 8A illustre les impulsions d'ondelette modulées w(t) obtenues à partir du générateur d'ondelettes 404 avec le composant 20 I de la porteuse sinusoïdale I-Q fLo(t). De la même façon, la figure 8B illustre les impulsions d'ondelette modulées w(t) obtenues à partir du générateur d'ondelettes 404 avec le composant Q de la porteuse sinusoïdale I-Q fLo(t). 25 Chaque impulsion d'ondelette w(t) modulée est alors multipliée par le signal x(t) de variante temporelle par un multiplicateur analogique 406 pour produire les signaux de sortie z(t) de corrélation analogiques résultants, ainsi que cela est illustré sur 30 les figures 9A et 9B. En particulier, la figure 9A où et

K illustre la forme d'onde du signal de sortie z(t) de corrélation pour le signal d'entrée x(t) avec le composant I de la porteuse sinusoïdale I-Q fLO(t) tandis que la figure 9B illustre la forme d'onde du signal de sortie z(t) de corrélation pour le signal d'entrée x(t) avec le composant Q de la porteuse sinusoïdale I-Q fLo(t). Les formes d'ondes résultantes sur les figures 9A et 9B sont alors intégrées par l'intégrateur analogique 408 pour obtenir les valeurs de corrélation y(t) du signal d'entrée x(t) avec les composants I et Q de la forme d'onde d'ondelette w(t). Les valeurs de corrélation y(t) peuvent alors être intégrées par l'intégrateur analogique 408 et échantillonnées par le convertisseur analogique-numérique 118. La figure 10A présente les valeurs échantillonnées yi fournies par le convertisseur analogique-numérique 118 pour ces valeurs de corrélation y(t) avec le composant I de la forme d'onde d'ondelette w(t dans les intervalles donnés. La figure 10B présente les valeurs échantillonnées yQ par l'intermédiaire de l'intégrateur analogique 408 et le convertisseur analogique-numérique 118 pour les valeurs de corrélation avec le composant Q de la forme d'onde d'ondelette w(t; dans les intervalles donnés. Le module MAC 124, et éventuellement son module de reconnaissance de spectre 120 constituant, calcule alors les magnitudes de ces valeurs échantillonnées en prenant la racine carrée de ces valeurs, yi et yQ, ainsi que cela est illustré par Y = Y,Z(t)+yQ (t) 30 selon un exemple de mode de réalisation de la présente invention. La forme de spectre détectée par le module de reconnaissance de spectre 120 dans le module MAC 124 est illustrée sur la figure 11. Ainsi que cela est illustré sur la figure 11, la forme de spectre détectée est bien appariée au spectre prévu illustré sur la figure 5B, fournissant ainsi une bonne détection et reconnaissance du spectre prévu.

Les figures 12 à 17 illustrent les simulations de divers formats de signal détectés par exemple par des applications MRSS selon les modes de réalisation de la présente invention. Ces formats de signal peuvent comprendre GSM, EDGE, microphone sans fil (FM), ATDC (VSB), cellulaire 3G - WCDMA, IEEE802.11a - WLAN (OFDM). En particulier, la figure 12A illustre le spectre d'un signal de GSM et la figure 12B illustre le spectre du signal détecté correspondant. De la même façon, la figure 13A illustre le spectre d'un signal EDGE et la figure 13B illustre le spectre du signal détecté correspondant. La figure 14A illustre le spectre d'un signal de microphone sans fil (FM) et la figure 14B illustre le spectre du signal détecté correspondant. La figure 15A illustre le spectre d'un signal ATDC (VSB) et la figure 15B illustre le spectre du signal détecté correspondant. La figure 16A illustre le spectre d'un signal de cellulaire 3G (WCDMA) et la figure 16B illustre le spectre du signal détecté correspondant. La figure 17A illustre le spectre d'un signal IEEE 802.11a - WLAN (OFDM) et la figure 17B illustre le spectre du signal détecté correspondant. 31 L'homme du métier reconnaîtra que d'autres formats de signal peuvent être détectés selon les applications de MRSS selon les modes de réalisation de la présente invention.

Schéma du circuit pour le bloc de détection grossière Un exemple de schéma d'installation du module de détection grossière 104 illustré sur la figure 4 est illustré sur la figure 18. Plus particulièrement, la figure 18 illustre un générateur d'ondelettes 454, des multiplicateurs 456a et 456b et des intégrateurs 458a et 458b. Le générateur d'ondelettes 454 peut être composé d'un générateur d'impulsion d'ondelette 460, d'un oscillateur local (LO) 462, d'un déphaseur 464 (par exemple, un déphaseur à 90 ) et des multiplicateurs 466a et 466b. Le générateur d'impulsion d'ondelette 460 peut fournir des signaux d'enveloppe qui déterminent la largeur et/ou la forme des impulsions d'ondelette v(t). En utilisant le multiplicateur 466a, l'impulsion d'ondelette v(t) est multipliée par le composant I de la fréquence LO fournie par le LO 462 pour générer le composant I d'impulsion d'ondelette w(t) modulée. De la même façon, en utilisant le multiplicateur 466b, l'impulsion d'ondelette v(t) est multipliée par le composant Q de la fréquence LO, déphasée de 90 par le déphaseur 464, pour générer le composant Q d'impulsion d'ondelette w(t) modulée. Les composants I et Q respectifs de l'impulsion d'ondelette w(t) modulée sont alors multipliés par les multiplicateurs 456a et 456b respectifs pour générer les signaux de sortie de corrélation zi(t) et zQ(t) 32 respectifs. Les signaux de sortie de corrélation zi(t) et zQ(t) sont alors intégrés par les intégrateurs 458a et 458b respectifs pour donner les valeurs de corrélation y1(t) et yQ(t) respectives. Alors que la figure 18 illustre un mode de réalisation spécifique, l'homme du métier reconnaîtra que de nombreuses variantes du schéma du circuit sur la figure 18 sont possibles. Module de détection fine Selon un exemple de mode de réalisation de la présente invention, le module de détection fine 106 de la figure 1 peut permettre de reconnaître les caractéristiques périodiques des signaux d'entrée uniques pour craque format de modulation ou structure de trame suspect(e). Ces caractéristiques périodiques peuvent comprendre des porteuses sinusoïdales, des trains d'impulsions périodiques, des préfixes cycliques et des préambules. Plus particulièrement, le module de détection fine 106 peut appliquer une ou plusieurs fonctions de corrélation pour reconnaître ces caractéristiques périodiques des signaux d'entrée. Les signaux d'entrée reconnus peuvent comprendre une variété de formats de signal sophistiqués adoptés dans les normes sans fil actuelles et émergentes, y compris IS-95, WCDMA, EDGE, GSM, Wi-Fi, Wi-MAX, Zigbee, Bluetooth, TV numérique (ATSC, DVB) et analogues. Selon un mode de réalisation de la présente invention, la fonction de corrélation mise en oeuvre pour le module de détection fine 106 peut être une fonction d'autocorrélation analogique (ou fonction AAC pour Analog Auto-Correlation function ). La fonction 33 AAC peut dériver la quantité de similarité (c'est-à-dire la corrélation) entre deux signaux. En d'autres termes, la corrélation entre les mêmes formes d'ondes produit la plus grande valeur. Cependant, étant donné que la forme d'onde modulée de données comporte une caractéristique aléatoire étant donné que les données initiales sous-jacentes comprennent des valeurs aléatoires, la corrélation entre la forme d'onde de signal périodique et la forme d'onde de signal modulée de données peut être ignorée. Au contraire, la caractéristique périodique d'un signal donné (par exemple, le format de modulation ou la structure de trame) a une corrélation élevée qui peut être utilisée par la fonction AAC comme signature pour le type de signal spécifique. Le type de signal spécifique identifié par la fonction AAC dans le module de détection fine 106 peut être fourni au module de traitement du signal 126 pour l'atténuation des effets d'interférence.

Schéma fonctionnel de l'application AAC La figure 19 illustre un schéma fonctionnel d'un exemple de module de détection fine 106 utilisant la fonction AAC selon un mode de réalisation de la présente invention. En particulier, le module de détection fine 106 peut comprendre un module de retard analogique 502, un multiplicateur analogique 504, un intégrateur analogique 506 et un comparateur 508. Les valeurs de corrélation analogiques fournies à une sortie du module de détection fine 106 peuvent être numérisées par un convertisseur analogique-numérique 118, qui peut être à basse vitesse selon un mode de réalisation de la présente invention. En référence maintenant au module de détection fine 106 de la figure 19, un signal x(t) d'entrée RF en provenance de l'antenne 116 est retardé d'une certaine valeur de retard Td par le module de retard analogique 502. La valeur de retard Td fournie par le bloc de retard analogique 502 peut être une valeur prédéterminée et unique pour chaque format de signal périodique. Par exemple, un signal IEEE 802.11a - WLAN (OFDM) peut être associé à une première valeur de retard Tdl alors qu'un signal de cellulaire 3G (WCDMA) peut être associé à une seconde valeur de retard Td2 différente de la première valeur de retard Tdi.

La corrélation analogique entre le signal d'entrée d'origine x(t) et le signal retardé correspondant x(t - Td) peut être réalisée en multipliant ou en combinant ces deux signaux - le signal d'entrée d'origine x(t) et le signal retardé x(t - Td) - avec un multiplicateur analogique 504 pour former un signal de corrélation. Le signal de corrélation est alors intégré avec un intégrateur analogique 506 pour donner les valeurs de corrélation. L'intégrateur analogique 506 peut être un intégrateur à fenêtre dynamique selon un exemple de mode de réalisation de la présente invention. Quand les valeurs de corrélation en provenance de l'intégrateur 506 sont supérieures à un certain seuil déterminé par le comparateur 508, le type de signal spécifique pour le signal d'entrée d'origine peut être identifié par le module de reconnaissance de spectre 120 du module MAC 124. Selon un mode de réalisation de la présente 35 invention, le seuil peut être prédéterminé pour chaque type de signal. Ces types de signaux peuvent comprendre IS-95, WCDMA, EDGE, GSM, Wi-Fi, Wi-MAX, Zigbee, Bluetooth, TV numérique (ATSC, DVB) et analogues.

Etant donné que l'exemple d'application AAC sur la figure 19 traite tous les signaux dans le domaine analogique, cela peut permettre non seulement un fonctionnement en temps réel, mais également une consommation électrique réduite. En appliquant un retard Td et donc une corrélation au signal d'entrée, une détection aveugle peut être obtenue sans qu'un quelconque signal de référence connu soit nécessaire. Cette détection aveugle peut réduire fortement la charge matérielle et/ou la consommation électrique pour la récupération du signal de référence. De plus, selon un mode de réalisation de la présente invention, l'application AAC de la figure 19 peut améliorer les performances de détection de spectre quand prévue en association avec l'application MRSS décrite ci-dessus.

En particulier, une fois que l'application MRSS détecte la réception d'un signal d'émetteur brouilleur suspect, l'application AAC peut examiner le signal et identifier son type de signal spécifique sur la base de sa signature.

Simulation de l'application AAC Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'application AAC de la figure 19 peut être simulée pour une variété de types de signaux. Par exemple, un signal IEEE 802.11a - OFDM ( Orthogonal Frequency Division Multiplexing ou Multiplexage par Répartition Orthogonale de la Fréquence en français) peut toujours avoir des préambules de synchronisation au début d'une structure de trame. Par souci de simplicité, un seul exemple de symbole OFDM de données 552 peut être suivi d'un exemple de préambule 551 ainsi que cela est illustré sur la figure 20A. La figure 20B illustre le spectre du signal d'entrée IEEE802.11a qui doit être détecté avec une application AAC selon un mode de réalisation de la présente invention. La figure 21A illustre le signal d'entrée 10 IEEE802.11a x(t) et la figure 21B illustre le signal retardé IEEEE02.11a x(t-Td). La figure 22 illustre une forme d'onde d'une corrélation entre le signal d'entrée d'origine x(t) et le signal retardé x(t-Td), telle que fournie à une sortie du multiplicateur 504. La forme 15 d'onde de corrélation résultante illustrée sur la figure 22 peut avoir des valeurs positives consécutives 554 pour les préambules 551. Le résultat de l'intégrateur 506 ainsi qu'il est illustré sur la figure 23 peut avoir des pics 602, 604 pour les 20 emplacements du préambule 551 dans la structure de trame IEEE802.l.1a. Pendant ce temps, la corrélation pour les symboles de données modulés 552 a des valeurs aléatoires 556, qui peuvent être ignorées après l'intégration par l'intégrateur analogique 506. En 25 comparant le seuil prédéterminé Vth en utilisant un comparateur 508 avec la forme d'onde résultante illustrée sur la figure 23, l'exemple d'application AAC de la figure 19 peut déterminer la réception du signal IEEE 802.11a - OFDM.

30 De nombreuses variantes de l'application AAC décrite par rapport à la figure 19 sont possibles. Dans un mode de réalisation en variante, la sortie de l'intégrateur 506 peut être numérisée par le convertisseur analogique-numérique 118 avant la réalisation d'une comparaison avec le seuil Vth par le comparateur 508. Alors que le convertisseur analogiquenumér'que 118 peut être partagé entre le module de détection grossière 104 et le module de détection fine 106 dans un mode de réalisation, des convertisseurs analogiques-numériques séparés peuvent être prévus pour le module de détection grossière 104 et le module de détection fine 106 dans d'autres modes de réalisation. De la même façon, le multiplicateur 504 et l'intégrateur 506 du module de détection fine 106 peuvent être les mêmes ou distincts du multiplicateur 406 et de l'intégrateur 408 dans le module de détection grossière 104. De nombreuses autres variantes apparaîtront à l'homme du métier. Bloc de traitement du signal De nouveau en référence à la figure 1 est décrit un module de traitement du signal 126 qui peut être un bloc de couche physique selon un exemple de mode de réalisation de la présente invention. Le module de traitement du signal 126 peut fournir un traitement de bandede base, y compris un ou plusieurs programmes de modulation et de démodulation. De plus, le module de traitement du signal 126 peut également fournir une atténuation des interférences, éventuellement sur la base de signaux d'émetteur brouilleur identifiés. En outre, le module de traitement du signal 126 peut permettre de reconfigurer le dispositif radio frontal, y compris l'émetteur 110 et/ou le récepteur 112, éventuellement au moins en partie sur la base du spectre disponible. Par exemple, le bloc de traitement du signal peut ajuster le contrôle de la puissance de transmission pour l'émetteur 110 ou régler un filtre pour le récepteur 112 pour fonctionner dans une plage de fréquence particulière. L'homme du métier reconnaîtra facilement que d'autres traitements de bande de base peuvent être fournis par le module de traitement du signal 126 selon les besoins ou les souhaits. Dispositif radio frontal agile en fréquence La figure 24 illustre un exemple de configuration pour une application radio frontale agile en fréquence 108 selon un mode de réalisation de la présente invention. En particulier, la partie de réception du dispositif radio frontal 108 peut comprendre un ou plusieurs filtres passe-bande 702, un récepteur à large bande 704 et un ou plusieurs filtres passe-bas 706. Le filtre passe--bande 702 peut comprendre un générateur d'ondelettes et un multiplicateur selon un exemple de mode de réalisation de la présente invention. Le récepteur à large bande 704 peut comprendre un ou plusieurs stades de fréquence et un ou plusieurs convertisseurs-abaisseurs de fréquence selon les besoins. De plus, la partie d'émission du dispositif radio frontal 108 peut comprendre un ou plusieurs filtres passe-bas 708, un émetteur à large bande 710 et un ou plusieurs amplificateurs de puissance 712. L'émetteur à large bande 710 peut également comprendre un ou plusieurs stades de fréquence et un ou plusieurs convertisseurs élévateurs de fréquence selon les besoins. En outre, le récepteur à large bande 704 et l'émetteur 710 peuvent être en communication avec un générateur de signal réglable 714. L'homme du métier reconnaîtra que les composants du dispositif frontal agile en fréquence 108 peuvent être modifiés sans s'écarter des modes de réalisation de la présente invention. Ainsi que cela est indiqué précédemment en ce qui concerne les figures 1 et 2, le module MAC 124 traite les données numérisées (par exemple, par l'intermédiaire de l'ADC 118) depuis le module de détection de spectre 102 pour allouer le spectre disponible pour une liaison de radio cognitive 100 sûre (par exemple, -Ion occupée ou sans interférence). De plus, le module MAC 124 fournit le signal de contrôle de reconfiguration au dispositif radio frontal 108 pour la liaison radio optimale dans les fréquences allouées. Ensuite, le dispositif radio frontal 108 modifie la fréquence RF opérationnelle à la valeur de fréquence correspondante selon son fonctionnement agile en fréquence. Plus particulièrement, l'un ou les deux parmi le filtre passe-bande 702 et le générateur de signal réglable 714 peuvent modifier leurs fréquences d'utilisation pour sélectionner les signaux dans la région de fréquence correspondante. Entretemps, sur la base des informations de contrôle du module MAC 124, le module de traitement du signal 126 PHY peut améliorer les performances de liaison avec une technique adaptative de modulation et d'atténuation des interférences.

40 De nombreuses modifications et d'autres modes de réalisation de l'invention décrits ici apparaîtront à l'homme du métier concerné par ces inventions disposant des enseignements présentés dans la description qui précède et les dessins associés. Par conséquent, il est entendu que l'invention ne doit pas être limitée aux modes de réalisation particuliers qui sont décrits et que des modifications et d'autres modes de réalisation sont prévus, lesquels doivent être compris dans la portée des revendications jointes. Bien que des termes spécifiques soient employés ici, ils sont utilisés uniquement dans un sens générique et descriptif, et non à titre limitatif.

Claims (20)

REVENDICATIONS

1. Système radio cognitif (100), comprenant : au moins une antenne (116) ; un module de dispositif radio frontal (108) en communication avec la au moins une antenne et configuré pour transmettre et recevoir des signaux de fréquence radio par l'intermédiaire de ladite au moins une antenne (116) ; un module de détection de spectre en communication avec ladite au moins une antenne et configuré pour générer des informations d'utilisation du spectre de fréquence radio ; et un module de contrôle d'accès au support (124), dit module MAC, permettant de recevoir les informations d'utilisation du spectre RF depuis le module de détection de spectre, dans lequel le module MAC permet de diriger une fréquence de fonctionnement du module de dispositif radio frontal basé au moins en partie sur les informations d'utilisation du spectre reçues.

2. Système radio cognitif selon la revendication 1, dans lequel la au moins une antenne (116) comprend une première antenne et une seconde antenne, dans lequel le module de dispositif radio frontal est en communication avec la première antenne et le module de détection de spectre est en communication avec la seconde antenne.

3. Système radio cognitif selon la revendication 1, dans lequel le module de détection de spectre comprend au moins l'un parmi un module de détection grossière et un module de détection fine, dans lequel le module de détection grossière fournit des informations d'utilisation d.0 spectre associées à l'occupation du spectre et le module de détection fine fournit des informations d'utilisation du spectre associées à l'identification du signal.

4. Système radio cognitif selon la revendication 3, dans lequel les informations d'utilisation du spectre associées à l'identification du signal concernent au moins l'un parmi les types de programmes de modulation et de trame.

5. Système radio cognitif selon la revendication 1, dans lequel le module de détection de spectre génère des informations d'utilisation du spectre associées à l'occupation du spectre et sur demande du module MAC (124), génère des informations d'utilisation du spectre associées à l'identification du signal.

6. Système radio cognitif selon la revendication 1, comprenant en outre un convertisseur analogique-numérique qui numérise les informations d'utilisation du spectre générées, dans lequel les informations d'utilisation du spectre numérisées sont reçues par le module de contrôle d'accès au support (124).

7. Système radio cognitif selon la revendication 1, dans lequel le module de détection de spectre est un module de détection de spectre analogique à large bande.

8. Procédé pcur mettre en oeuvre un système radio cognitif, comprenant : -la réception de signaux radio sur un module de détection de spectre ; a génération, par l'intermédiaire du module de détection de spectre, d'informations de spectre au moins en partie sur la base des signaux radio reçus ; la réception des informations de spectre par un module de contrôle d'accès au support (124) ; - la détermination par l'intermédiaire du module de contrôle d'accès au support, d'un spectre non occupé, basé au moins en partie sur les informations de spectre ; et - la reconfiguration d'un émetteur-récepteur pour fonctionner dans le spectre non occupé.

9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel la génération d'informations de spectre comprend la génération d'informations pour déterminer l'occupation du spectre.

10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel la génération d'informations de spectre comprend la génération d'informations pour l'identification du signal sur une demande du module de contrôle d'accès au support (124).

11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel le module de détection de spectre comprend un module qui génère les informations pour déterminer l'occupation du spectre.

12. Procédé selon la revendication 10, dans lequel le module de détection de spectre comprend un module qui génère les informations pour l'identification du signal.

13. Procédé selon la revendication 10, dans lequel laréception de signaux radio par un module de détection de spectre comprend la réception de signaux radio par un module de détection de spectre analogique à large bande.

14. Système de détection du spectre, comprenant : - un module de détection grossière qui utilise une transformée d'ondelette pour générer un signal indicatif de l'utilisation du spectre ; - un module de reconnaissance de spectre en communication avec le module de détection grossière qui détermine un segment de spectre occupé au moins en partie sur la base du signal provenant du module de détection grossière ; et - un module de détection fine qui génère un signal indicatif d'une caractéristique d'un type de signal pour un segment de spectre occupé identifié par le module de reconnaissance de spectre.

15. Système selon la revendication 14, comprenant en outre au moins un convertisseur analogique-numérique pour numériser le signal indicatif de l'utilisation du spectre et le signal indicatif d'une caractéristique du type de signal, dans lequel le signal numérisé indicatif de l'utilisation du spectre et le signal numérisé indicatif d'une caractéristique du type de signal sont fournis au module de reconnaissance de spectre.

16. Système selon la revendication 14, dans lequel le module de détection fine génère un signal indicatif d'une caractéristique d'un type de signal basé au moins en partie sur la nature périodique d'un signal d'entrée.

17. Système selon la revendication 16, dans lequel la caractéristique du système type est associée à au moins l'un parmi un format de modulation et une structure de trame du signal d'entrée.

18. Système selon la revendication 14, dans lequel le module de reconnaissance de spectre est en communication avec le module de détection fine.

19. Système selon la revendication 14, dans lequel le module de reconnaissance de spectre détermine un segment non occupé au moins en partie sur la base du signal provenant du module de détection fine.

20. Système selon la revendication 14, dans lequel au moins l'un parmi le module de détection grossière et le module de détection fine opère dans un domaine analogique.