FR3056058A1 - Procede de mesure normee de la modulation d'un signal radio module en amplitude et procede de filtrage dudit signal radio - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un procédé de filtrage d'un signal radio (AM1) modulé en amplitude, ledit signal radio présentant une bande passante, ledit procédé comprenant : • la transformation dudit signal radio en bande de base, • la détermination d'une fourchette de fréquences, à proximité de la fréquence centrale, • la mesure du niveau du signal radio, par pas de fréquence, dans ladite fourchette de fréquences, • la détermination d'un niveau de modulation normé dans le signal radio, correspondant à la somme des mesures de niveaux par pas de fréquence, dans la fourchette de fréquences considérée, divisée par la mesure du niveau du signal radio en bande de base calculé autour de la fréquence centrale. • la comparaison du niveau de bruit normé ainsi déterminé à un seuil prédéterminé, en fonction de ladite comparaison, le choix d'un premier filtre (F) appliqué au signal radio modulé en amplitude.
Description
L’invention concerne le domaine de la limitation du bruit dans un signal radio, plus précisément dans un signal radio modulé en amplitude, en particulier destiné à une mise en œuvre dans des récepteurs radio embarqués dans des véhicules automobiles.
Dans ce cadre, la présente invention vise un procédé de détermination d’un niveau de modulation normé dans un signal radio modulé en amplitude, notamment afin de déterminer si le signal radio considéré comporte un signal audio correspondant à de la voix, et un procédé de filtrage du signal radio modulé en amplitude, à travers la mise en œuvre d’une sélectivité dynamique.
Comme cela est connu, un récepteur radio, notamment dans un système multimédia d’un véhicule automobile, est apte à recevoir un signal radio, en particulier un signal radio AM, AM étant l’abréviation de « Amplitude Modulation » signifiant « modulation en amplitude ».
Un tel signal radio AM, reçu sous forme modulé par un récepteur radio, est soumis à différents senseurs et à un filtrage adapté pour que le signal radio démodulé correspondant puisse être restitué dans de bonnes conditions, notamment dans l’habitacle d’un véhicule automobile.
L’homme du métier connaît le principe de fonctionnement d’un signal radio AM, c’est-à-dire modulé en amplitude, reçu par un récepteur radio adapté, en vue d’être démodulé puis restitué à des auditeurs.
Ainsi, un signal radio AM comporte une porteuse p(t) du signal, de fréquence fp, vérifiant l’équation :
p(t) — Æsin(2.TT./p) et un message m(t) à transmettre vérifiant l’équation :
m(t) = M. cos(2. π. fm. t + φ)
Le signal modulé y(t) correspondant vérifie alors l’équation : y(t) = [1 + m(t)] * p(t), soit :
y (t) = A. sin(2. π. fp. ή + [sin(2. π. (fp + fm) + <jf>) + sin(2. π. (fp - fm) +
D’un point de vue spectral, partant d’un message m(t) composé de plusieurs fréquences, l’amplitude de la transformée de Fourier FFT du signal modulé y(t) contenant le message m(t), en fonction de la fréquence F, est représentée à la figure 1.
Pour démoduler le signal radio AM, ce dernier est ramené en bande de base, de telle sorte que le message m(t) se retrouve centré autour de 0 Hz, comme représenté à la figure 2.
Un problème connu réside dans le fait que le signal radio AM peut être amené à comporter un message m(t) correspondant à de la voix ou correspondant à un contenu audio plus complexe, tel que de la musique.
Comme cela est connu, un signal audio de type « voix » est faiblement modulé et présente une bande passante utile très étroite. Au contraire, un signal audio de type « musique » présente une forte modulation et une bande passante utile large.
Or, en pratique, les signaux radio modulés en amplitude comportent souvent des signaux audio de type « voix ».
Un inconvénient des techniques connues de filtrage des signaux radio modulés en amplitude réside dans le fait que les signaux audio de type voix sont insuffisamment filtrés. En effet, dans un signal radio AM transmettant la voix de l’interlocuteur lors d’une conversation téléphonique par exemple, lorsque l’interlocuteur cesse de parler, il ne reste dans le signal radio AM que le bruit qu’il comporte. Ce bruit n’est pas filtré car les filtres appliqués dans l’état de la technique concernent essentiellement les fréquences élevées.
Selon la présente invention, il est par conséquent prévu de réaliser un filtrage spécifique du signal radio AM reçu avant de le démoduler, selon une technique de sélectivité dynamique, afin de traiter les cas où il n’y a plus de modulation du signal, généralement rencontrés lors d’un signal de type « voix ».
En particulier, la présente invention propose un procédé pour réaliser une mesure normée de la modulation à basse fréquence, c’est-à-dire à proximité de la fréquence centrale du signal radio modulé en amplitude, en bande de base, de façon à permettre de déterminer si ledit signal radio comprend un message constitué de voix ou d’un signal audio plus complexe, comme de la musique, ou encore si le signal radio ne comprend pas de message, en l’absence de modulation.
La présente invention vise également un procédé de filtrage du signal radio AM permettant le filtrage optimisé dudit signal radio, avant sa démodulation, en fonction du niveau de modulation normé déterminé conformément au procédé évoqué ci-dessus.
Si la modulation est faible, un filtre très étroit est par conséquent mis en œuvre, de façon à éviter que le signal radio filtré comporte un bruit de fond restitué à l’auditeur lorsque l’interlocuteur cesse de parler, lors d’une conversation téléphonique par exemple.
A cette fin, plus précisément, la présente invention a pour objet un procédé de mesure d’un niveau de modulation normé dans un signal radio modulé en amplitude, ledit signal radio présentant une bande passante et une porteuse, ledit procédé comprenant :
• la transformation dudit signal radio en bande de base, de façon à ce que la représentation de la transformée de Fourier dudit signal radio en fonction de la fréquence présente une bande passante centrée sur une fréquence centrale égale à 0 Hz, • la détermination d’une fourchette de fréquences, à proximité de la fréquence centrale, • la mesure du niveau du signal radio, par pas de fréquence, dans ladite fourchette de fréquences, • la détermination d’un niveau de modulation normé dans le signal radio, correspondant à la somme des mesures de niveaux par pas de fréquence, dans la fourchette de fréquences considérée, divisée par la mesure du niveau du signal radio en bande de base calculé autour de la fréquence centrale égale à 0 Hz, correspondant au niveau de la porteuse du signal radio modulé en amplitude.
Le procédé selon l’invention permet ainsi la détermination d’un niveau de modulation normé dans un signal radio modulé en amplitude, avant sa démodulation.
Selon un mode de réalisation, la fourchette de fréquences est comprise entre 200 Hz et 1,5 kHz.
La présente invention vise également un procédé de filtrage d’un signal radio modulé en amplitude, comprenant la mise en œuvre du procédé de mesure d’un niveau de modulation normé dans un signal radio modulé en amplitude tel que brièvement décrit ci-dessus, et comprenant par ailleurs :
• la comparaison du niveau de modulation normé ainsi déterminé à un seuil prédéterminé, • en fonction de ladite comparaison, le choix d’un premier filtre appliqué au signal radio modulé en amplitude.
Grâce à la présente invention, il est par conséquence possible de réaliser une sélectivité dynamique sur un signal radio modulé en amplitude, avant sa démodulation, pour en filtrer de façon améliorée le bruit lorsque ledit signal radio comporte un signal audio de type « voix ».
Selon un mode de réalisation, le procédé de filtrage comprend par ailleurs la sélection d’un second filtre, symétrique au premier filtre par rapport à la fréquence centrale du signal radio modulé en amplitude transformé en bande de base, appliqué audit signal radio modulé en amplitude.
Selon un mode de réalisation, le signal radio modulé en amplitude comprend un message constitué d’un signal audio formé de voix humaine.
Avantageusement, le choix du premier filtre est réalisé en temps réel, pour assurer une sélectivité dynamique dans le signal radio modulé en amplitude.
Selon un mode de réalisation, le premier filtre est un filtre à réponse impulsionnelle finie.
La présente invention vise aussi un capteur de modulation configuré pour réaliser la mesure de niveaux dans un signal radio modulé en amplitude, par pas de fréquence, dans une fourchette de fréquences, et pour déterminer un niveau de modulation normé du signal radio dans ladite fourchette de fréquences, ledit niveau de modulation normé correspondant à la somme des mesures de niveaux par pas de fréquence, dans ladite fourchette de fréquences, divisée par la mesure du niveau du signal radio en bande de base autour de la fréquence centrale égale à 0 Hz, de façon à mettre en œuvre le procédé de mesure d’un niveau de modulation normé tel que brièvement décrit ci-dessus.
La présente invention vise également un récepteur radio comprenant un capteur de modulation tel que brièvement décrit ci-dessus.
La présente invention vise aussi un véhicule automobile comprenant un récepteur radio tel que brièvement décrit ci-dessus.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple, et se référant aux dessins annexés qui représentent :
- figure 1, le diagramme simplifié d’une transformée de Fourier FFT d’un signal modulé en amplitude en fonction de la fréquence ;
- figure 2, le diagramme simplifié d’une telle transformée de Fourier d’un signal modulé en amplitude, ramené en bande de base ;
- figure 3, le graphique du niveau L d’un signal radio modulé en amplitude en fonction de la fréquence, ramené en bande de base, ledit signal radio comprenant un message constitué d’un signal audio formé de musique ;
- figure 4, le graphique du niveau L d’un signal radio modulé en amplitude en fonction de la fréquence, ramené en bande de base, ledit signal radio comprenant un message constitué d’un signal audio formé de voix.
Il faut noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour en permettre la mise en œuvre, lesdites figures pouvant bien entendu également servir à mieux définir l’invention.
Le procédé de détermination d’un niveau de modulation normé dans un signal radio AM et le procédé de filtrage correspondant, selon l’invention, sont présentés en vue d’une mise en œuvre, principalement, dans un récepteur radio d’un système multimédia embarqué dans un véhicule automobile.
Cependant, la mise en œuvre de la présente invention dans tout autre domaine technique, en particulier dans tout type de récepteur radio AM, est également visée.
Dans la suite de la description, la présente invention est présentée en relation avec la réception d’un signal radio AM, reçu par un récepteur radio AM, par exemple embarqué dans un véhicule, dans le contexte d’un ensemble de bandes de fréquences consacrées à ces signaux et organisées conformément aux normes locales.
Comme cela est connu, la largeur du spectre d’un signal radio modulé en amplitude est normalisée, à 9 kHz pour l'Europe et à 10 kHz en Amérique du nord, par exemple.
En Europe, la bande passante du signal audio correspondant est en pratique normalement de 4,5 kHz. Cependant, certains émetteurs ont des bandes passantes élargies avec des bandes passantes pouvant aller jusqu'à 9 kHz.
Dans le cade de la présente invention, au moyen d’un capteur de niveau dans le signal radio AM modulé, ramené en bande de base, il est utile de s’intéresser aux fréquences basses, à proximité de la fréquence centrale (soit 0 Hz dans la représentation du signal radio AM en bande de base), pour évaluer la modulation dudit signal dans une fourchette de fréquences proche de ladite fréquence centrale.
L’objectif est de déterminer si le message audio contenu dans le signal radio AM1 présente une bande passante utile étroite, comme à la figure 4, ce qui serait caractéristique d’un signal audio de type « voix » ou du moins de l’absence de modulation dans le signal radio, ou large, comme à la figure 3, ce qui serait le signe d’un signal audio de type « musique ».
En présence d’un signal audio de type « musique », comme à la figure 3, des filtres larges F1, F1 ’ sont mis en œuvre.
En revanche, en présence d’un signal audio de type « voix », comme à la figure 4, faiblement modulé dans la fourchette de fréquences R considérée, à proximité de la fréquence centrale, des filtres étroits F, F’ peuvent être sélectionnés et appliqués au signal radio AM1, conformément à la présente invention.
La fourchette de fréquences dans laquelle le niveau de modulation est évalué, selon l’invention, est étroite et située à proximité de la fréquence centrale. En pratique, par exemple, la fourchette de fréquences 200 Hz - 1,5 kHz est analysée.
Il est à noter qu’un réglage fin de la fourchette de fréquences sur laquelle le niveau du signal radio AM1 doit être mesuré est de préférence réalisé, dans le cadre de la mise en œuvre du procédé de filtrage selon l’invention, en fonction du cas d’espèce.
En référence aux figures 3 et 4, le procédé de détermination d’un niveau de modulation normé selon l’invention, prévoit par conséquent la mesure du niveau du signal radio AM1 transformé en bande de base, par pas de fréquence, dans la fourchette de fréquences R considérée, à proximité de la fréquence centrale dudit signal radio AM1.
Selon l’invention, un capteur de niveau est ainsi configuré pour mesurer le niveau du signal radio AM1, par pas de fréquence, dans une fourchette de fréquences R prédéterminée située à proximité de la fréquence centrale du signal radio AM1.
Typiquement, la fourchette de fréquences R comprise entre 200 Hz et 1,5 kHz, voire entre 200 Hz et 2 kHz, sur le signal radio AM1 transformé en bande de base centré sur 0 Hz, peut être choisie.
Il est à noter que la fourchette de fréquences R dans laquelle le niveau du signal radio est mesuré est de préférence adaptée, notamment grâce à la présence d’un régulateur, pour tenir compte des caractéristiques physiques du signal radio AM1 effectivement reçu.
De même, le nombre de points de mesure du niveau du signal radio AM1 peut être adapté. Typiquement, selon un mode de réalisation, donné à titre d’illustration non limitative, il est effectué 16 mesures du niveau du signal radio AM1 dans la fourchette de fréquences R allant de 200 Hz à 1,5 kHz, voire de 200 Hz à 2 kHz, évoquée ci-dessus.
En référence aux figures 3 et 4, selon l’invention, il est effectué par conséquent une pluralité de mesures de niveaux, par pas de fréquence, dans la fourchette de fréquences R prédéterminée. Ces mesures de niveaux sont sommées et le résultat de cette somme est divisé par la mesure du niveau du signal radio AM1 transformé en bande de base autour de la fréquence centrale égale à 0 Hz, correspondant au niveau de la porteuse du signal radio AM1. Le résultat de cette division constitue une mesure normée du niveau de modulation dans le signal radio AM1.
Toujours en référence aux figures 3 et 4, selon l’invention, le niveau de modulation normé est comparé à un seuil prédéfini pour permettre le choix de filtres F1, F1 ’, respectivement F, F’, à appliquer au signal radio AM1, avant qu’il ne soit démodulé.
Le filtre choisi est typiquement sélectionné parmi une pluralité de filtres disponibles dans le système intégrant le récepteur radio considéré. Selon un mode de réalisation, le système comprend trois filtres F, F1 en haut de bande passante et trois filtres F’, FT en bas de bande passante. Selon un mode de réalisation, le(s) filtre(s) retenu(s) est (sont) un (des) filtre(s) à réponse impulsionnelle finie, souvent désigné(s), par l’homme du métier, sous l’abréviation Fl R pour « Finite Impulse Filter » en anglais.
Typiquement, il existe dans ce cas, de chaque côté de la bande passante, un filtre large à 5 kHz, un filtre F1, FT à 3 kHz, respectivement -3 kHz, et un filtre F, F’ à 1 kHz, respectivement -1 kHz.
Selon l’invention, le seuil prédéterminé est configuré de telle façon que, si le niveau de modulation normé calculé dans la fourchette de fréquences considéré est inférieur au seuil prédéterminé, il en découle que le signal radio AM1 comporte un signal audio de type « voix » ou que le signal radio AM1, en l’absence de modulation importante, ne comporte pas d’information pertinente dans la fourchette de fréquences considérée. De ce fait, comme représenté à la figure 4, le filtre F sélectionné est étroit. Il en va de même pour le second filtre F’, symétrique du filtre F par rapport à la fréquence centrale, également appliqué, de préférence, au signal radio AM1 modulé en amplitude.
Selon l’invention, la sélection en temps réel du (des) filtre(s) à mettre en œuvre, en fonction du niveau de modulation normé dans le signal, permet de réaliser une sélectivité dynamique optimale dans le signal radio AM1 reçu, avant sa démodulation.
II est précisé, en outre, que la présente invention n’est pas limitée au mode de réalisation décrit ci-dessus et est susceptible de variantes accessibles à l’homme de l’art.
Claims (10)
- REVENDICATIONS1. Procédé de mesure d’un niveau de modulation normé dans un signal radio (AM1) modulé en amplitude, ledit signal radio (AM1) modulé en amplitude présentant une bande passante et une porteuse, ledit procédé comprenant :• la transformation dudit signal radio (AM1) modulé en amplitude en bande de base, de façon à ce que la représentation de la transformée de Fourier dudit signal radio en fonction de la fréquence présente une bande passante centrée sur une fréquence centrale égale à 0 Hz, • la détermination d’une fourchette de fréquences, à proximité de la fréquence centrale, • la mesure du niveau du signal radio (AM1) modulé en amplitude, par pas de fréquence, dans ladite fourchette de fréquences, • la détermination d’un niveau de modulation normé dans le signal radio (AM1) modulé en amplitude, correspondant à la somme des mesures de niveaux par pas de fréquence, dans la fourchette de fréquences considérée, divisée par la mesure du niveau du signal radio (AM1) modulé en amplitude en bande de base calculé autour de la fréquence centrale égale à 0 Hz, correspondant au niveau de la porteuse du signal radio (AM1) modulé en amplitude.
- 2. Procédé de mesure d’un niveau de modulation normé dans un signal radio (AM1) modulé en amplitude, selon la revendication 1, dans lequel la fourchette de fréquences est comprise entre 200 Hz et 1,5 k Hz.
- 3. Procédé de filtrage d’un signal radio (AM1) modulé en amplitude, comprenant la mise en œuvre du procédé de mesure d’un niveau de modulation normé dans un signal radio (AM1) modulé en amplitude selon l’une des revendications 1 à 2, et comprenant par ailleurs :• la comparaison du niveau de modulation normé ainsi déterminé à un seuil prédéterminé, • en fonction de ladite comparaison, la sélection d’un premier filtre (F) appliqué au signal radio (AM1) modulé en amplitude.
- 4. Procédé de filtrage d’un signal radio (AM1) modulé en amplitude, selon la revendication précédente, comprenant par ailleurs la sélection d’un second filtre (F’), symétrique au premier filtre (F) par rapport à la fréquence centrale du signal radio (AM1) modulé en amplitude transformé en bande de base, appliqué audit signal radio (AM1) modulé en amplitude.
- 5. Procédé de filtrage d’un signal radio (AM1) modulé en amplitude selon l’une des revendications 3 à 4, dans lequel le signal radio (AM1) modulé en amplitude comprend un message constitué d’un signal audio formé de voix humaine.
- 6. Procédé de filtrage d’un signal radio (AM1) modulé en amplitude selon l’une quelconque des revendications 3 à 5, dans lequel le choix du premier filtre (F) est réalisé en temps réel, pour assurer une sélectivité dynamique dans le signal radio (AM1) modulé en amplitude.5
- 7. Procédé de filtrage d’un signal radio (AM1) modulé en amplitude selon l’une quelconque des revendications 3 à 6, dans lequel le premier filtre (F) est un filtre à réponse impulsionnelle finie.
- 8. Capteur de modulation configuré pour réaliser la mesure de niveaux dans un signal radio (AM1) modulé en amplitude, par pas de fréquence, dans une fourchette de10 fréquences, et pour déterminer un niveau de modulation normé du signal radio (AM1) dans ladite fourchette de fréquences, ledit niveau de modulation normé correspondant à la somme des mesures de niveaux par pas de fréquence, dans ladite fourchette de fréquences, divisée par la mesure du niveau du signal radio (AM1) en bande de base autour de la fréquence centrale égale à 0 Hz, de façon à mettre en œuvre le procédé de15 mesure d’un niveau de modulation normé selon l’une des revendications 1 à 2.
- 9. Récepteur radio comprenant un capteur de niveau de modulation selon la revendication précédente.
- 10. Véhicule automobile comprenant un récepteur radio selon la revendication précédente.
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