FR2906660A1 - Procede et dispositif de precorrection numerique d'un signal multi-canal. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé et un dispositif de précorrection numérique d'un signal multi-canal dans lesquels on calcule (A) la puissance instantanée (|Si|<2>) de chaque signal (Si) support d'un canal, et (B) la puissance totale instantanée du signal multi-canal et le pourcentage de l'amplitude instantanée de chaque signal vis-à-vis de l'amplitude totale instantanée du signal hertzien On applique (C) à chaque signal (Si) une correction fonction du pourcentage de l'amplitude de ce signal et de l'amplitude totale du signal multi-canal Application à tous types de signaux multi-canaux.

Description

1 PROCÉDÉ ET DISPOSITIF DE PRÉCORRECTION NUMÉRIQUE D'UN SIGNAL MULTI-CANAL

L'invention concerne un procédé et un dispositif de précorrection numérique d'un signal composé de plusieurs canaux modulés occupant des fréquences distinctes appelé signal multi-canal hertzien Le spectre des fréquences est une ressource précieuse dans le domaine des transmissions par voie hertzienne, par satellite ou par câble. Pour optimiser l'utilisation de ce dernier, il est notamment impératif de veiller à ce que la transmission d'un signal dans une bande de fréquences utile ne brouille pas d'autres fréquences. Le rôle d'un opérateur de diffusion est, en particulier, de s'assurer que, les signaux dont il assure la transmission sur un canal donné possèdent des rayonnements non essentiels suffisamment bas pour ne pas brouiller les autres canaux. Toutefois, simultanément, un tel opérateur est amené à réduire le coût et à augmenter le rendement de ses matériels émetteurs.

Dans le cadre de la technique classique de diffusion TV, chaque canal est amplifié afin d'éviter le brouillage des canaux adjacents et couplés pour transmission par une même antenne. La technique classique précitée permet d'émettre des signaux purs, qui ne brouillent pas les canaux voisins, mais elle s'avère très 25 coûteuse. En effet, pour transmettre par exemple 3 canaux de télévision, il faut, selon cette technique classique, 3 amplificateurs, 3 filtres passe-bas et 2 coupleurs de puissance. Une solution connue permettant de réduire le coût des 30 installations correspondantes consiste à utiliser un amplificateur commun pour amplifier plusieurs canaux, selon une technique dite d'amplification multi-canal. 2906660 2 Cette technique permet non seulement de réduire le nombre d'amplificateurs à utiliser, mais également d'économiser sur le nombre de coupleurs nécessaires, car, dans le cas de cette technique, les signaux sont couplés en amont de l'amplificateur. Les coupleurs utilisés sont des 5 coupleurs tels que des coupleurs hybrides, moins complexes et onéreux que les coupleurs tels que les coupleurs de puissance. Toutefois, la technique précitée présente l'inconvénient majeur d'engendrer des remontées spectrales hors bande, dues aux produits d'inter modulation entre les porteuses des différents signaux. Ces produits d'inter 10 modulation sont extrêmement gênants, car ils ont le plus souvent pour effet de brouiller les canaux voisins au-delà du seuil des rayonnements non essentiels fixé. Contrairement à la technique d'amplification monocanal, dans le cas de l'amplification multi-canal, on ne peut pas ajouter un filtre en sortie de 15 l'amplificateur commun, car la structure et les caractéristiques d'un tel filtre s'avéreraient trop complexes et dépendantes des canaux des signaux d'entrée. Parmi les techniques d'amplification multi-canal actuellement connues, on peut citer celle développée par la demanderesse, décrite dans 20 le brevet européen EP 0 991 215 délivré le 16 mars 2005. La technique développée précitée a pour objet de permettre l'utilisation d'une même antenne pour transmettre les programmes de télévision numérique et analogique. Dans ce but, afin de ne pas intervenir sur le réseau analogique, les programmes numériques sont ajoutés juste après le couplage des programmes analogiques, ainsi que représenté à la figure 2 du brevet EP 0 991 215 précité. Dans le but de gagner sur le coût de l'émetteur numérique, les programmes numériques sont couplés puis amplifiés en commun.

Afin de respecter les limites fixées de rayonnements non essentiels, les développements précités avaient conduit à utiliser comme amplificateur commun un amplificateur ultra linéaire en classe A, avec un 2906660 3 très grand recul de puissance. La solution correspondante retenue s'avère extrêmement coûteuse, car l'amplificateur en classe A précité est surdimensionné vis-à-vis de la puissance totale délivrée ; le rendement de cet amplificateur étant 5 particulièrement faible, de l'ordre de 1%. Dans le but d'augmenter le rendement des émetteurs, tout en conservant un niveau de linéarité suffisamment élevé, une approche peut consister à remplacer l'amplificateur de classe A par un amplificateur de classe AB et à recourir à des techniques de linéarisation.

10 Les deux seules techniques susceptibles de permettre de linéariser un amplificateur à large bande sont les techniques dites de feedforward en anglais, pour alimentation amont, ou de précorrection analogique ou numérique. La technique feedforward consiste à récupérer une partie du 15 signal issu de l'amplificateur principal, qui contient les produits d'inter modulation, et à lui soustraire le signal appliqué à l'entrée de l'amplificateur. Le signal résultant contient les produits d'inter modulation et de distorsion. Ce signal résultant est amplifié et déphasé, puis sommé au signal issu de l'amplificateur principal.

20 En conséquence, le signal amplifié, suite à ce traitement, contient moins de produits d'inter modulation et de distorsions dans et hors la bande du signal. Toutefois, plus la bande de fréquences à traiter est large, plus la technique feedforward est difficile à mettre en oeuvre. En outre, cette 25 technique s'avère coûteuse, car elle nécessite l'utilisation de deux amplificateurs de puissance. Un pré-correcteur analogique appliqué à des signaux WCDMA a été décrit par l'article intitulé Optimum design of predistorsion RF power amplifier for multicarrier WCDMA applications publié par Jeonghyeon Cha, 30 Jaehok Yi, Jangheon Kim and Bumman Kim, IEEE transactions on microwave theory and techniques, vol 52, N 2, pp. 655-663, February 2004. Le circuit de précorrection correspondant, représenté en figure 2906660 4 la, permet d'appliquer à l'entrée de l'amplificateur le signal utile avec les produits d'inter modulation hors bande d'ordre 3 ajustés en gain et en phase. Le circuit de précorrection précité traite un ensemble de 4 signaux WCDMA adjacents, tel que représenté en figure 1 b, soit un signal 5 de largeur totale 20 MHz. Les produits d'inter modulation hors bande sont atténués de 13.4 dB. Dans l'hypothèse d'une application à la Télévision Numérique Terrestre, TNT, les signaux occupent une bande plus large, puisque chacun a une largeur de 8 MHz. De plus, compte tenu du plan de fréquences 10 actuellement en vigueur, il semble peu probable que les signaux à amplifier par un amplificateur commun soient adjacents. Il faut donc s'attendre à une largeur de bande plus importante à traiter dans le cas de la TNT. Un pré-correcteur numérique à large bande a été décrit par l'article intitulé Memory correction of a Doherty power amplifier with a 15 WCDMA input using digital predistorsion publié par R. Neil Braithwaite, IEEE MTT-S International Microwave Symposium in San Francisco, pp. 1526-1529, June 2006. Dans un tel pré-correcteur numérique, représenté en figure 1c, les signaux en bande de base appliqués à l'entrée du pré-correcteur et issus 20 de l'amplificateur de puissance sont comparés. De cette manière les tables de consultation du pré-correcteur, incluses dans l'estimateur, sont ajustées de manière à minimiser les distorsions dans le signal de sortie. Deux signaux WCDMA espacés d'un canal, ainsi que représenté en figure 1d, sont pré-corrigés puis amplifiés en commun. Les signaux 25 parasites en piédestal, désignés shoulders en anglais, et les produits d'inter modulations hors bande d'ordre 3 sont ainsi diminués d'environ 25 dB. De même que dans le cas du pré-correcteur analogique précédemment décrit, les signaux traités sont des signaux WCDMA de 30 largeur de bande 5 MHz, mais on constate que la précorrection apparaît ici efficace sur une largeur de bande de 120 MHz. La technique de précorrection numérique apparaît séduisante, 2906660 5 car elle permet de diminuer à la fois les produits d'inter modulation qui apparaissent dans la bande du signal, mais également en dehors de la bande du signal, lesquels apparaissent les plus pénalisants. Toutefois, les signaux à traiter sont compris dans une bande de 5 fréquences assez étroite. En diffusion DVB-T, par exemple, il y a peu de chances de trouver des canaux adjacents libres afin de diffuser plusieurs multiplex. A titre d'exemple, dans le cas de 4 multiplex à diffuser répartis sur une bande de fréquences de largeur 200 MHz, l'application de la technique de précorrection numérique large bande précitée impliquerait la numérisation 10 de la totalité de la largeur de bande, 200 MHz. La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients et limitations des techniques de précorrection de l'art antérieur, notamment de la précorrection numérique, permettant une précorrection multi-canal dans laquelle seuls les canaux occupés par les multiplex sont soumis à 15 numérisation, tout en conservant les avantages de l'atténuation des produits d'inter modulation dans et en dehors de la bande du signal. En particulier, l'invention a pour objet la mise en oeuvre d'un procédé et d'un dispositif de précorrection numérique d'un signal multi-canal, susceptible d'être mis en oeuvre tant dans le cadre de la transmission de la 20 télévision numérique DVB-T et DVB-H de la radiodiffusion numérique, DAB, pour Digital Audio Broadcasting, que de la diffusion WCDMA pour Wideband Code Division Multiple Access en anglais, accès multiple par répartition en code à large bande. Le procédé de précorrection numérique d'un signal multi-canal, 25 objet de l'invention, est remarquable en ce qu'il consiste au moins à calculer la puissance instantanée de chaque signal support d'un canal, calculer la puissance totale instantanée du signal hertzien multi-canal et le pourcentage de l'amplitude instantanée de chaque signal vis-à-vis de l'amplitude totale instantanée du signal hertzien, appliquer à chaque signal support d'un canal 30 une correction fonction du pourcentage de l'amplitude de ce signal et de l'amplitude totale du signal hertzien. Le dispositif de précorrection numérique d'un signal, multi-canal, 2906660 6 objet de l'invention, est destiné à tout signal multi-canal dans lequel chaque canal est supporté par un signal d'onde porteuse. Il est remarquable en ce qu'il inclut au moins des ressources de calcul de la puissance instantanée de chaque signal support d'un canal, des 5 ressources de calcul de la puissance totale du signal multi-canal et du pourcentage d'amplitude instantanée de chaque signal vis-à-vis de l'amplitude totale instantanée du signal multi-canal, une unité de correction en amplitude et/ou en phase de chaque signal en fonction du pourcentage de puissance instantanée de ce signal et de la puissance totale du signal 10 multi-canal. Le dispositif, objet de l'invention, est en outre remarquable en ce que l'unité de correction comprend au moins une table de consultation de gain recevant en entrée la valeur calculée de la puissance totale instantanée du signal multi-canal et délivrant une valeur de puissance totale de sortie du 15 signal multi-canal, un module de calcul de l'amplitude de sortie corrigée de chaque signal à partir de la valeur de puissance totale de sortie du signal multi-canal et du pourcentage de l'amplitude instantanée de chaque signal. Le dispositif, objet de l'invention, est également remarquable en ce que l'unité de correction comprend en outre un module de calcul de 20 l'argument de phase de chaque signal support d'un canal, une table de consultation de phase recevant en entrée la valeur calculée de la puissance totale instantanée du signal multi-canal et délivrant, pour tout signal support d'un canal, une valeur d'argument de correction de phase, un module de décalage de phase pour chaque signal support d'un canal recevant 25 l'argument de phase de chaque signal support d'un canal et la valeur d'argument de correction de phase et délivrant pour chaque signal support d'un canal un argument de phase corrigé. Le procédé et le dispositif de précorrection numérique du signal multi-canal, objets de l'invention, trouvent application au traitement des 30 signaux hertzien mais également à tous types de signaux multi-canaux transmis sur tous types de supports de transmission tels que par exemple les signaux transmis sur le câble, par satellite ou autres.

2906660 7 Ils seront mieux compris à la lecture de la description et à l'observation des dessins ci-après, dans lesquels, outre les figures la à 1d relatives à des dispositifs de l'art antérieur, - la figure 2a représente, à titre illustratif, un organigramme des 5 étapes essentielles de mise en oeuvre du procédé de précorrection numérique d'un signal multi-canal conforme à l'objet de l'invention ; - La figure 2b représente, à titre illustratif, un détail de mise en oeuvre de l'étape de correction décrite en figure 2a ; - la figure 3 représente, à titre purement illustratif, un schéma 10 synoptique d'un dispositif de précorrection numérique d'un signal multi-canal, plus particulièrement destiné, de manière non limitative, à deux signaux OFDM ; - les figures 4a et 4b représentent, à titre illustratif, des courbes de gain respectivement de phase mesurées à une fréquence de 474 MHz 15 d'un amplificateur de type LDMOS utilisé en sortie du dispositif, objet de l'invention illustré en figure 3 ; - la figure 4c représente, à titre illustratif, un diagramme de la puissance de sortie de l'amplificateur de type LDMOS précité en fonction de la fréquence permettant de définir les règles de mesure de l'amélioration des 20 piédestaux et du niveau des inter-modulations hors bande introduite par le procédé et le dispositif de précorrection numérique d'un signal hertzien, objet de l'invention ; - les figures 5a, 5b et 5c représentent le schéma synoptique de simulation respectivement de l'amplification d'un multiplex OFDM, de 25 l'amplification de deux multiplex OFDM et de quatre multiplex OFDM ; - la figure 6a représente l'amélioration mesurée en dB des piédestaux des signaux OFDM pour 1 multiplex, 2 multiplex et 4 multiplex, en fonction du recul de puissance de sortie mesurée en dB, grâce à la mise en oeuvre du procédé et du dispositif pré-correcteur, objets de la présente 30 invention ; - les figures 6b et 6c représentent l'amélioration du niveau des produits d'inter modulation hors bande d'ordre 3 respectivement 5 pour 2 2906660 8 multiplex et 4 multiplex en fonction du recul de puissance de sortie mesurée en dB, grâce à la mise en oeuvre du procédé et du dispositif pré-correcteur, objets de la présente invention. - les figures 7a et 7b représentent l'amélioration des piédestaux 5 et des produits d'inter modulation d'ordre 3 mesurée en dB sur le spectre d'un signal OFDM à 2 multiplex en fonction de la fréquence, pour un recul de puissance de sortie OBO pris égal à 18,33 dB respectivement à 8 dB obtenue grâce au procédé et au dispositif de précorrection, objets de la présente invention. 10 - les figures 7c et 7d représentent l'amélioration des piédestaux et des produits d'inter-modulation d'ordre 3 mesurée en dB sur le spectre d'un signal OFDM à 4 multiplex, en fonction de la fréquence, pour un recul de puissance de sortie OBO pris égal à 8,7 dB respectivement à 16,5 dB obtenue grâce au procédé et au dispositif de précorrection, objets de la 15 présente invention. Une description plus détaillée du procédé de précorrection numérique d'un signal multi-canal pris à titre d'exemple non limitatif comme un signal hertzien, conforme à l'objet de la présente invention, sera maintenant donnée en liaison avec les figures 2a, 2b.

20 En référence à la figure 2a, on considère un signal hertzien multi-canal, comportant une pluralité Si de signaux supports d'un canal. Le procédé objet de l'invention consiste en une étape A à calculer la puissance instantanée de chaque signal, puissance notée S; 2 et à calculer, dans une étape B la puissance totale instantanée du signal 25 hertzien multi-canal noté S; II consiste en outre à calculer le pourcentage de l'amplitude instantanée de chaque signal Si vis-à-vis de l'amplitude totale instantanée du signal hertzien. La puissance totale instantanée du signal hertzien multi- canal T peut être calculée comme la puissance de la somme de chaque 30 signal Si. Le pourcentage de l'amplitude instantanée de chaque signal vis- 2906660 9 R.= St r Le calcul du pourcentage précité peut être effectué à partir des puissances de chaque signal support d'un canal et du calcul de l'amplitude 5 de chacun de ces derniers de manière classique, ainsi qu'il sera décrit ultérieurement dans la description. On rappelle simplement que l'amplitude instantanée de chaque signal et l'amplitude totale instantanée du signal hertzien sont respectivement proportionnelles à la racine carrée de la puissance 10 instantanée de chaque signal support d'un canal et de la puissance totale et instantanée du signal hertzien multi-canal. L'étape B précitée est alors suivie d'une étape C consistant à appliquer à chaque signal support d'un canal Si une correction en fonction du pourcentage de l'amplitude de ce signal et de l'amplitude totale du signal 15 hertzien. A l'étape de la figure 2a, l'étape de correction est notée : CR (S;)-CS) D'une manière générale, on indique que la fonction de correction est une fonction de la forme : 20 = [GR,'ÇPs;r1 dans laquelle GR, désigne une valeur de correction de gain et où rp ~s r désigne une valeur de correction de phase. De préférence, ainsi que représentée en figure 2a, la correction fonction du pourcentage de l'amplitude et de l'amplitude totale du signal 25 hertzien inclut au moins une correction de gain proportionnelle au pourcentage de l'amplitude la valeur GR précédemment citée. En outre, la correction inclut également une correction de phase appliquée à chaque signal fonction de la puissance totale et instantanée du signal hertzien, la valeur q' r précitée.

30 Enfin, lorsque le procédé de précorrection numérique d'un signal à-vis de l'amplitude totale instantanée du signal hertzien est noté : Si 2906660 10 hertzien multi-canal objet de l'invention est appliqué à un signal et pour une amplification de gain déterminée AG du signal hertzien multi-canal et de chaque signal support d'un canal Si, le procédé objet de l'invention met en oeuvre une correction de gain GR, proportionnelle au pourcentage de 5 l'amplitude telle que le produit du gain déterminé AG et du gain de correction soit sensiblement constant. Dans ce but, l'étape C de la figure 2a est illustrée en figure 2b. Elle consiste, en une sous étape Co, à partir de la valeur de gain déterminée AG à calculer une valeur de gain de correction GR selon la relation 10 AG* GR; = constante Puis, en une sous étape CI, à appliquer la correction correspondante telle que représentée à l'étape C de la figure 2a. Une description plus détaillée d'un dispositif de précorrection numérique d'un signal hertzien multi-canal permettant la mise en oeuvre du 15 procédé de précorrection numérique de ce signal hertzien, tel que décrit précédemment avec les figures 2a et 2b, sera maintenant donnée en liaison avec la figure 3 et les figures suivantes. La mise en oeuvre du procédé précédemment décrit et du dispositif objet de l'invention est justifiée de la manière ci-après.

20 Lorsque plusieurs signaux multi porteuses sont appliqués à l'entrée d'un amplificateur commun, la technique antérieure cherche à pré-corriger individuellement chacun de ces signaux Si de manière à diminuer les piédestaux, signaux parasites, tels que représentés en figure 1 d relative à l'art antérieur.

25 Toutefois ces précorrections individuelles ne prennent en compte que la puissance instantanée du signal Si alors que l'amplificateur commun distord chaque signal multi porteuse en fonction de la puissance totale du signal appliqué à l'entrée de ce dernier et non en fonction des puissances instantanées de chacun de ces signaux Si pris individuellement et 30 indépendamment les uns des autres. Le procédé objet de l'invention et le dispositif représenté en 2906660 11 figure 3 permettent la prise en compte du constat précité en tenant compte simultanément de la puissance totale instantanée appliquée à l'entrée de l'amplificateur et de la puissance instantanée de chaque signal pré corrigé et de leur amplitude relative.

5 Sur la figure 3 on a représenté un dispositif objet de l'invention dans lequel on effectue une amplification commune de deux signaux OFDM pour Orthogonal Frequency Division Multiplexing en anglais, signal de multiplexage par répartition orthogonale de la fréquence. Cette représentation n'est pas limitative, le procédé et le dispositif objets de 10 l'invention pouvant être mis en oeuvre pour tout type de signal multi porteuses ou mono porteuse, voire bande de base. Sur la figure 3 les signaux OFDM sont notés signal OFDMI et signal OFDM2, ces signaux étant appliqués en bande de base au dispositif de précorrection objet de l'invention.

15 Ainsi que représenté sur la figure 3 précitée, le dispositif objet de l'invention comprend des ressources de calcul 1 de la puissance instantanée de chaque signal support d'un canal et en particulier un module de calcul 11 et 12 de la puissance instantanée de chaque signal Si, ces valeurs calculées étant notées SI 2 et S2 2 La ressource 1 de calcul de la puissance 20 instantanée délivre des valeurs correspondantes à un module 2 de calcul de la puissance totale du signal hertzien multi-canal et du pourcentage d'amplitude instantanée de chaque signal, vis-à-vis de l'amplitude totale instantanée du signal hertzien, c'est-à-dire les valeurs S; T et des valeurs de Si! pourcentage R 25 Les valeurs calculées correspondantes sont délivrées comme puissance totale d'entrée, notée Si et comme valeur de pourcentage de correction en amplitude et/ou en phase de chaque signal Si, en fonction du pourcentage de puissance de ce signal et de la puissance totale du signal hertzien.

30 Ainsi que représenté sur la figure 3, le module 3 de correction T ISi 2906660 12 comprend au moins une table de consultation de gain 3o recevant en entrée la valeur calculée de la puissance totale instantanée du signal hertzien I et délivrant une valeur de puissance totale de sortie du signal hertzien noté Si T 2 0 2 S, T.

5 Le module de correction 3 comprend en outre un module 31 de calcul de l'amplitude de sortie corrigée de chaque signal à partir de la valeur de puissance totale de sortie du signal hertzien OIS, T reçu par le module 31 précité et du pourcentage de l'amplitude instantanée de chaque signal, c'est à dire des valeurs R1 et R2 également délivrées à ce dernier.

10 Le module de correction 3 comporte en outre un module 32 de calcul de l'argument de phase de chaque signal support d'un canal Si, le module 32 comportant un bloc 321 et 322 de calcul de la valeur de phase qP 1 respectivement ÇO2 du signal OFDM1 respectivement OFDM2. Les modules de calcul 321 et 322 de l'argument de phase précité délivrent les valeurs de 15 phase go 1 et ço 2 correspondantes. En outre, ainsi que représenté en figure 3, le module 3 de correction comporte également une table de consultation de phase 33 recevant en entrée la valeur calculée de la puissance totale instantanée du signal hertzien I Si T et délivrant pour tout signal support d'un canal une 20 valeur d'argument Aq' de correction de phase. Des circuits de décalage de phase constitués par des sommateurs 34 et 35 reçoivent, d'une part, la valeur de phase go, et qp2 des signaux OFDM1 et OFDM2 et la valeur Aq' correspondante, valeur d'argument de correction de phase, et délivrent pour chaque signal support 25 d'un canal un argument de phase corrigé noté 4)1 respectivement (1)2. Enfin, ainsi que représenté sur la figure 3, le module de correction 3 comporte également une pluralité de modules de calcul d'un signal pré- corrigé, module noté 36, 37' de manière non limitative pour les deux signaux OFDMI et OFDM2, chacun des modules de calcul de signal 30 pré corrigé tel que 36 et 37, recevant la valeur de l'amplitude de sortie 2906660 corrigée de chaque signal noté 13 CS1 respectivement CS2 pour les signaux OFDM1 et OFDM2 ainsi que les valeurs d'argument de phase corrigés (1)1 et (1)2 Chaque module de calcul d'un signal pré corrigé délivre un signal 5 pré corrigé correspondant noté CS1 respectivement CS2 correspondant à un signal OFDMI pré corrigé et un signal OFDM2 pré corrigé. Chacun des signaux pré corrigés est délivré à un circuit sommateur 38 lequel reçoit l'ensemble des signaux pré corrigés et délivre le signal hertzien pré corrigé pour amplification de puissance par l'amplificateur commun PA.

10 Les 4 modules suivants : module 2 (calcul du pourcentage d'amplitude instantanée de chaque signal vis-à-vis de l'amplitude totale instantanée du signal hertzien), module 30 (table de correspondance de gain), module 33 (table de correspondance de phase) et module 31 (calcul de l'amplitude de sortie corrigée de chaque signal) peuvent être remplacés par 15 une unique table de correspondance. Cette table reçoit en entrée les puissances instantanées de chaque signal IS112 et IS212, et fournit les amplitudes des signaux corrigés ICS1I et ICS2I ainsi que la correction de phase A (p. A ce mode de mise en oeuvre gourmand en espace mémoire et nécessitant un calcul plus complexe de la table de correspondance est 20 préféré le mode de mise en oeuvre exposé précédemment. Le fonctionnement du dispositif pré-correcteur tel que représenté en figure 3 est le suivant. Les deux signaux OFDM1 et OFDM2 en bande de base sont engendrés avec un rapport signal à bruit Eb/No donné. Leur puissance 25 moyenne est fixée à l'entrée du dispositif pré-correcteur représenté en figure 1 et en particulier du module 1 de calcul des puissances instantanées. On en déduit la puissance totale du signal à l'entrée du dispositif pré-correcteur ainsi que le pourcentage de l'amplitude de chaque signal Si vis-à-vis de l'amplitude instantanée totale du signal d'entrée.

30 En fonction du pourcentage de chaque signal OFDMI et OFDM2 vis-à-vis de l'amplitude instantanée totale du signal d'entrée, une partie proportionnelle de correction de gain est appliquée à ces derniers. Ainsi il 2906660 14 est possible de conserver un gain sensiblement constant pour le système pré-correcteur + amplificateur, quelles que soient les variations instantanées des deux signaux OFDM. La correction de phase A est, par exemple, identique pour 5 chaque signal OFDMI et OFDM2. Cette valeur peut être calculée en fonction de la puissance totale et instantanée du signal à l'entrée du dispositif de précorrection et en particulier du signal 11S, ;.. Les signaux pré corrigés CS1 et CS2 sont sommés sur le sommateur 38 lequel peut être avantageusement constitué par un coupleur 3 10 dB et délivrés à l'amplificateur de puissance commun PA. L'amplificateur commun PA est par exemple un amplificateur LDMOS en classe AB de puissance 25 watts. Les courbes de gain et de phase d'un tel amplificateur mesurées à la fréquence de 474 MHz sont données en figure 4a et 4b, lesquelles 15 représentent le gain en dB en fonction de la puissance d'entrée pour la figure 4a respectivement le déphasage en radians en fonction de la même puissance d'entrée sur la figure 4b. L'utilisation d'un amplificateur LDMOS de classe AB est particulièrement avantageuse dans la mesure ou un tel amplificateur 20 présente un rendement plus important qu'un amplificateur de classe A. Différentes indications seront données en liaison avec la figure 4c relativement aux mesures effectuées des améliorations introduites par l'introduction d'un dispositif pré-correcteur multi-canal conforme à l'objet de l'invention opérant conformément au procédé objet de l'invention tel que 25 décrit en liaison avec les figures 2a et 2b, vis-à-vis du cas d'un amplificateur non corrigé. Les règles de mesure sont données par la figure 4c, dans laquelle l'axe des abscisses est gradué en fréquence vis-à-vis de la fréquence centrale de l'onde porteuseconstituant chaque signal S, et l'axe 30 des ordonnées en puissance de sortie en dBm. Les règles de mesure sont les suivantes : - APED désigne l'amélioration des piédestaux pour chacun des 2906660 signaux Si - MM désigne l'amélioration du niveau des produits d'inter modulation. Afin d'établir et instancier les tables de consultation de gain 3o et 5 de phase 33 et obtenir des tables de gain et de phase optimisées, un signal deux tons en bande de base est appliqué à l'entrée de l'amplificateur de puissance PA. Ce processus permet de déduire les courbes de gain et de phase de l'amplificateur de puissance telles que décrites en figure 4a et 4b. Le dispositif pré-correcteur tel que représenté en figure 3 peut 10 alors être configuré de façon à inverser les courbes de l'amplificateur de puissance PA de telle manière que le dispositif pré-correcteur, plus les éventuels coupleurs, plus l'amplificateur commun PA présentent un gain constant fixé à 34 dB et un déphasage sensiblement nul. L'expression des valeurs calculées de puissance totale et 15 d'amplitude des différents signaux, telle qu'illustrée en liaison avec les figures 2a, 2b et 3, sera donnée ci-après en notation complexe. Les deux signaux en bande de base OFDM1 OFDM2 appliqués à l'entrée du dispositif de précorrection multi-canal objets de l'invention représentés en figure 3 sont de la forme S1=x1+j.y1 et S2 = x2+j.y2.

20 La puissance, en watts, du signal S1 est donnée par s,12 = (x1)2 + (y1)2 et sa phase, exprimée en radians s'écrit qp, = tan 1 (yl ). La puissance xl du signal total appliquée à l'entrée du dispositif pré-correcteur correspond à un signal en bande de base de la forme (x1+ x2) + j.(yl + y2). La puissance en watts de ce dernier est donné par : 25 S; T = l S; T = (x1 + x2)2 + (Y1 + Y2) 2. Les pourcentages d'amplitude de chaque signal sont donnés par R1= / S, 2 / Si T = Si T 15 et 2906660 R2 =_ .V 16 s2 2/ sil 2T_ S2 T Si Les tables de consultation de gain et de phase 3o et 33 permettent ensuite d'obtenir la puissance du signal total pré-corrigé et la valeur de correction de déphasage à appliquer Mo en fonction de la 5 puissance totale du signal d'entrée. Compte tenu de la participation de chaque signal individuel Si vis-à-vis de l'amplitude du signal total, on obtient l'amplitude que doit présenter chaque signal pré-corrigé CS1 et CS2 à partir de la notation complexe de ces derniers.

10 Relations : * xl precorrigé RI totale watts CAS + y l pecarrigé RI * Ps totale watts * S1II(i + * ~ ù * W2 ~/ x2 precorrigé R2 Ps totale watts COS + A \~2 Y2 pecorrigé R2 * vPs totale watts *Sin + 0 15 Les signaux pré-corrigés CS1 et CS2 sommés sont ensuite appliqués à l'amplificateur commun PA. Dans le cas où plusieurs signaux OFDM sont appliqués à l'entrée du dispositif de pré-correction objet de l'invention, alors il est nécessaire de sommer les signaux pré-corrigés correspondants avant de les appliquer à 2 0 l'amplificateur commun PA. Dans ce but on utilise par exemple des coupleurs 3 dB lesquels entraînent ainsi une perte sur le signal à l'entrée de l'amplificateur commun PA. L'ensemble de ces coupleurs 3dB est pris en compte pour calculer bien entendu les valeurs de gain et de déphasage. Les figures 5a, 5b et 5c représentent des configurations de pré- 2 5 correction de signaux OFDM dans le cas de l'amplification d'un seul multiplex (figure 5a) un atténuateur 3 dB étant ajouté avant l'amplificateur PA afin de se placer dans une configuration semblable au cas de l'amplification de 2 multiplex. Dans le cas de l'amplification de 2 multiplex (figure 5b) ou de 4 2906660 17 multiplex (figure 5c), un ou plusieurs coupleurs 3 dB sont alors utilisés pour sommer les signaux pré corrigés en amont de l'amplificateur de puissance commun PA. Les résultats obtenus dans le cas de l'amplification d'un seul 5 signal OFDM de deux de ces signaux et en fin de quatre de ces signaux par un amplificateur commun pré-corrigé ou pas sont donnés ci-après dans les tableaux T1, T2 et T3. Les multiplex OFDM appliqués sont constitués de 512 porteuses modulées selon une modulation de canal 64 QAM. Les signaux appliqués 10 à l'entrée du dispositif de précorrection sont constitués de 32 canaux de 512 porteuses avec un rapport signal à bruit Eb/No de 37,5 dB. Lorsqu'on applique un seul signal OFDM à l'entrée de l'amplificateur de puissance PA, c'est le canal numéro 14 (en commençant la numérotation à 1) qui est rempli, les autres étant à zéro.

15 Le tableau TI ci-après montre l'amélioration des piédestaux et des inter modulations hors bande pour divers reculs de puissance dans le cas de l'amplification d'un seul signal OFDM. Tableau TI Puissance du Puissance à la Recul de Valeur des Valeur des Amélioration des signal OFDM à sortie de puissance par shoulders sans shoulders avec shoulders (dB) l'entrée du pré-l'amplificateur de rapport au point précorrection précorrection correcteur (dBm) puissance dBm de compression (dBc) (dBc) p ( ) (dB) -2 31.95 13.05 14.89 32.18 17.06 -1 32.96 12.04 15.71 33.87 18.01 0 33.98 11.02 15.78 35.25 19.21 1 34.98 10.02 15.53 36.03 20.31 2 35.99 9.01 15. 81 36.54 20.57 3 36.99 8.01 16.51 37.19 20.54 4 38.00 7.00 16.73 37.29 20.32 5 39.00 6.00 17.54 37.68 19.89 2906660 18 6 39.99 5.01 18.17 36.12 17.62 Lorsque deux multiplex sont amplifiés en commun ce sont les canaux numéro 14 et 18 qui sont remplis. Le tableau T2 donne l'amélioration des piédestaux et des inter modulations hors bande pour divers reculs de 5 puissance dans le cas de l'amplification multi-canal de deux signaux OFDM.

19 Tableau Tz Puissance de Puissance totale à la Recul de puissance Valeur des Valeur des shoulders Amélioration Amélioration du Amélioration du niveau chaque signal sortie de l'amplificateur par rapport au point shoulders sans avec précorrection des niveau des produits des produits OFDM à l'entrée de puissance (dBm) de compression précorrection (dBc) shoulders d'intermodulation d'intermodulation hors du pré-correcteur (dB) (dBc) (dB) hors bande d'ordre bande d'ordre 5 (dB) (dBm) 3 (dB) -10 26.67 18.33 15.89 25.30 9.15 7.59 -0.57 -9 27.78 17.22 15.65 26.95 11.09 10.06 0.31 -8 28.85 16.15 16.43 29.12 12.28 11.29 0.99 -7 29.90 15.10 16.23 30.11 13.43 12.04 1.32 -6 30.94 14.06 16.54 31.42 14.46 13.27 2.44 -5 31.96 13.04 17.33 32.81 15.17 13.93 2.77 -4 32.98 12.02 16.65 33.63 16.72 14.38 3.13 -3 34.00 11.0 17.57 34.01 16.17 15.15 3.45 -2 35.00 10.0 17.46 33.86 16.15 14.86 4.02 -1 36.00 9.0 17.87 34.50 16.39 14.24 4.80 0 37.00 8.0 17.86 34.66 16.53 15.14 4.27 1 38.00 7.0 18.37 34.12 15.53 14.48 4.56 2 39.00 6.0 18.92 34.56 15.45 13.84 5.37 3 40.00 5.0 19.01 33.66 14.40 12.96 4.99 21 Tableau T3 Puissance de Puissance totale à Recul de puissance Valeur des shoulders Valeur des shoulders Amélioration Amélioration du Amélioration du chaque signal la sortie de par rapport au point sans précorrection avec précorrection des shoulders niveau des produits niveau des produits OFDM à l'entrée l'amplificateur de de compression (dBc) (dBc) (dB) d'intermodulation d'intermodulation hors du pré-correcteur puissance (dBm) (dB) hors bande d'ordre bande d'ordre 5 (dB) (dBm) 3 (dB) -10 24.16 20.84 15.72 26.41 10.35 10.77 9.45 -9 25.28 19.72 15.51 27.26 11.42 11.45 9.90 -8 26.37 18.63 16.18 28.02 11.45 11.31 9.67 -7 27.43 17.57 15.97 28.74 12.54 12.78 10.25 -6 28.48 16.52 16.60 29.24 12.27 13.58 10.62 -5 29.52 15.48 16.66 29.94 13.03 13.25 11.49 -4 30.57 14.43 16.41 29.69 12.83 12.38 11.11 -3 31.63 13.37 16.71 29.15 12. 15 12.07 10.44 -2 32.73 12.27 17.42 29.14 11.40 11.73 9.81 -1 33.86 11.14 17.02 27.48 10.21 9.88 9.03 0 35.04 9.96 17.74 27.04 9.02 9.01 7.90 1 36.29 8.71 17.86 25.08 7.03 6.79 6.83 2906660 22 Les figures 6a, 6b et 6c permettent de montrer les améliorations apportées en terme de piédestaux et de niveaux d'inter modulation hors bande par le dispositif de précorrection multi-canal et le procédé de précorrection d'un signal multi-canal objet de l'invention en fonction du recul 5 de puissance encore désigné OBO pour Output Back-Off, en anglais, pour réduction de la puissance de sortie. La figure 6a montre l'amélioration des piédestaux des signaux OFDM par utilisation du dispositif de pré-correction objet de l'invention dans le cas d'un multiplex, de 2 multiplex respectivement de 4 multiplex, la figure 10 6b représente l'amélioration du niveau des produits d'inter modulation hors bande d'ordre 3 des signaux OFDM, grâce à l'utilisation du dispositif de pré-correction multi-canal objet de l'invention pour 2 multiplex respectivement 4 multiplex et la figure 6c représente l'amélioration du niveau des produits d'inter modulation hors bande d'ordre 5 des signaux OFDM par utilisation du 15 dispositif de pré-correction multi-canal objet de l'invention. L'amélioration des piédestaux permet d'augmenter la qualité du signal reçu par les récepteurs de télévision, ce qui est d'un intérêt significatif. En outre l'amélioration des piédestaux permet d'obtenir une zone de couverture plus importante.

20 Toutefois le point le plus critique dans le cas d'une amplification multi-canal demeure le niveau des produits d'inter modulation hors bande. En effet les rayonnements non essentiels correspondants doivent être limités afin de ne pas brouiller les canaux voisins. L'intérêt du pré-correcteur multi-canal et du procédé de précorrection multi-canal objet de l'invention est en premier lieu de diminuer ces produits d'inter modulation hors bande ainsi qu'il apparaît sur les figures 6a et 6b précitées. Afin de mieux mettre en évidence les effets du dispositif pré-correcteur objet de l'invention, il est possible de représenter des spectres 30 des signaux issus de l'amplificateur avec et sans précorrection. Ainsi que représentés en figure 7a, 7b, 7c et 7d, des spectres sont représentés pour deux reculs de puissance différents soit OBO = 18,33 2906660 23 dB dans le cas de la figure 7a où l'amélioration des piédestaux est évaluée à 9 dB et l'amélioration des produits d'inter modulation d'ordre 3 à 7,6 dB et avec une valeur OBO = 8 dB pour le cas de la figure 7b, où l'amélioration des piédestaux est de 16,5 dB et l'amélioration des produits d'inter 5 modulation d'ordre 3 de 15,1 dB. Enfin dans le cas des figures 7c et 7d relativement à 4 multiplex OFDM la figure 7c permet la mise en évidence pour une valeur OBO = 8,7 dB une amélioration des piédestaux de 7 dB et une amélioration des produits d'inter modulation d'ordre 3 de 6,8 dB, alors que pour une valeur 10 OBO = 16,5 dB l'amélioration des piédestaux est de 12,3 dB et l'amélioration des produits d'inter modulation d'ordre 3 de 13,6 dB. L'invention couvre en outre un produit de programme enregistré sur un support de mémorisation pour exécution par un ordinateur ou par un circuit ou dispositif dédié de correction d'un signal multi-canal comportant 15 une suite d'instructions permettant, lors de l'exécution de ces instructions, d'exécuter le calcul de la puissance de chaque signal support d'un canal, de la puissance totale du signal multi-canal et du pourcentage d'amplitude de chaque signal vis-à-vis du signal total ainsi que décrit précédemment dans la description en liaison avec les figures 2a, 2b.

20 De préférence les programmes d'ordinateur correspondants sont implantés dans un dispositif dédié (dispositif pré-correcteur) d'un signal multi-canal tel que représenté en figure 3 par exemple. Le procédé et le dispositif de précorrection objets de l'invention apparaissent d'un intérêt majeur car ils ne demandent pas la mise en oeuvre 25 d'une puissance de calcul beaucoup plus importante que celle utilisée par les dispositifs correcteurs numériques mono canaux actuellement disponibles sur le marché. En effet, dans la mise en oeuvre du procédé et du dispositif de correction multi-canal objet de l'invention, 2 ou 4 convertisseurs analogiques numériques numérisent chacun une bande de 8 30 MHz. Vis-à-vis d'un traitement mono canal il est seulement nécessaire de calculer la puissance du signal total, somme des signaux appliqués aux 2 ou 4 entrées du dispositif de précorrection multi-canal et de calculer le 2906660 24 pourcentage de l'amplitude de chaque signal vis-à-vis de l'amplitude du signal total. Les résultats obtenus sont particulièrement remarquables ainsi que représentés en liaison avec les figures 6a à 6c et 7a à 7c. Une 5 optimisation du recul de puissance, c'est-à-dire de la valeur du paramètre OBO mentionné précédemment dans la description, permet d'arriver à diminuer les produits d'inter modulation hors bande jusqu'à un niveau très proche du seuil de bruit, soit en définitive à éliminer ces produits d'inter modulation complètement.

10 Enfin, quel que soit le recul de puissance retenu les rayonnements non essentiels correspondants sont largement diminués, ainsi qu'il a été établi précédemment dans la description.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Procédé de précorrection numérique d'un signal multi-canal, caractérisé en ce que ledit procédé consiste au moins à : - calculer la puissance instantanée de chaque signal support d'un canal ; - calculer la puissance totale instantanée du signal multi-canal et le pourcentage de l'amplitude instantanée de chaque signal vis-à-vis de l'amplitude totale instantanée du signal multi-canal ; - appliquer à chaque signal support d'un canal une correction fonction du pourcentage de l'amplitude de ce signal et de l'amplitude totale du signal multi-canal.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite correction fonction du pourcentage de l'amplitude et de l'amplitude totale du signal multi-canal inclut au moins une correction de gain proportionnelle audit pourcentage de l'amplitude.

3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite correction fonction du pourcentage de l'amplitude et de l'amplitude totale du signal multi-canal inclut en outre une correction de phase appliquée à chaque signal, fonction de la puissance totale instantanée du signal multi-canal.

4. Procédé selon l'une des revendications 2 à 3, caractérisé en ce que, pour une amplification de gain déterminé du signal multi-canal et de chaque signal support d'un canal, ledit procédé consiste à appliquer une correction de gain proportionnelle audit pourcentage d'amplitude, telle que le produit dudit gain déterminé et du gain de correction soit sensiblement constant. 2906660 26

5. Dispositif de précorrection numérique d'un signal multi-canal, chaque canal étant supporté par un signal d'onde porteuse, caractérisé en ce que ledit dispositif inclut au moins : 5 - des moyens de calcul de la puissance instantanée de chaque signal support d'un canal ; - des moyens de calcul de la puissance totale du signal multicanal et du pourcentage d'amplitude instantanée de chaque signal vis-à-vis de l'amplitude totale instantanée du signal multi-canal ; 10 - des moyens de correction en amplitude et/ou en phase de chaque signal en fonction du pourcentage de puissance de ce signal et de la puissance totale du signal multi-canal.

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que 15 lesdits moyens de correction comprennent au moins : - une table de consultation de gain recevant en entrée la valeur calculée de la puissance totale instantanée du signal multi-canal et délivrant une valeur de puissance totale de sortie du signal multi-canal ; - un module de calcul de l'amplitude de sortie corrigée de chaque 20 signal à partir de la valeur de puissance totale de sortie du signal multi-canal et du pourcentage de l'amplitude instantanée de chaque signal.

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens de correction comportent en outre : 25 - des moyens de calcul de l'argument de phase de chaque signal support d'un canal ; - une table de consultation de phase recevant en entrée la valeur calculée de la puissance totale instantanée du signal multi-canal et délivrant pour tout signal support d'un canal une valeur d'argument de correction de 30 phase ; - des moyens de décalage de phase pour chaque signal support d'un canal recevant l'argument de phase de chaque signal support d'un 2906660 27 canal et la valeur d'argument de correction de phase et délivrant pour chaque signal support d'un canal un argument de phase corrigé.

8. Dispositif selon les revendications 5 à 7, caractérisé en ce 5 lesdits moyens de correction comportent en outre : - une pluralité de modules de calcul d'un signal pré-corrigé, un module de calcul de cette pluralité de modules de calcul recevant la valeur de l'amplitude de sortie corrigée de chaque signal et l'argument de phase corrigé et délivrant ledit signal pré corrigé ; 10 - des moyens sommateurs recevant l'ensemble desdits signaux pré corrigés et délivrant le signal hertzien pré corrigé pour amplification de puissance.

9. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en 15 ce que les moyens de calcul de la puissance totale du signal multicanal et du pourcentage d'amplitude instantanée de chaque signal vis-à-vis de l'amplitude totale instantanée du signal multi-canal et les moyens de correction en amplitude et/ou en phase de chaque signal en fonction du pourcentage de puissance de ce signal et de la puissance totale du signal 20 multi-canal, sont constitués par une table de correspondance unique multi dimensions recevant en entrée les puissances instantanée de chaque signal, et fournissant les puissances instantanées corrigées de chaque signal ainsi que l'argument de correction de phase. 25

10. Produit le programme d'ordinateur enregistré sur un support de mémorisation comportant une suite d'instruction pour exécution par un ordinateur ou par un circuit en un dispositif dédié de correction d'un signal hertzien multi-canal caractérisé en ce que lors de l'exécution desdites instructions ledit programme exécute le calcul de la puissance de chaque 30 signal support d'un canal, de la puissance totale du signal multi-canal et du pourcentage l'amplitude de chaque signal vis-à-vis du signal total.