FR3076966A1 - METHOD FOR ESTIMATING RADIO FREQUENCY FRAME, COMPUTER PROGRAM PRODUCT AND CORRESPONDING ESTIMATION DEVICE - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé d'estimation d'une trame radiofréquence reçue par une pluralité d'antennes délivrant une pluralité de signaux de réception correspondants. Un tel procédé comprend les étapes suivantes : - détection ou non d'une collision (E210), au sein d'un signal de réception donné parmi la pluralité de signaux de réception, entre la trame et au moins une autre trame reçue par la pluralité d'antennes ; et - lorsque la collision est détectée (E220), application d'une méthode de séparation aveugle de sources à la pluralité de signaux de réception pour délivrer une pluralité de signaux séparés correspondants comprenant une estimation de la trame.The invention relates to a method for estimating a radio frequency frame received by a plurality of antennas delivering a plurality of corresponding reception signals. Such a method comprises the following steps: - detection or not of a collision (E210), within a given reception signal among the plurality of reception signals, between the frame and at least one other frame received by the plurality antennas; and - when the collision is detected (E220), applying a method of blind separation of sources to the plurality of receive signals to output a plurality of corresponding separate signals including an estimate of the frame.
Description
Procédé d'estimation d'une trame radiofréquence, produit programme d'ordinateur et dispositif d'estimation correspondants.Method for estimating a radio frequency frame, corresponding computer program product and estimation device.
DOMAINE TECHNIQUETECHNICAL AREA
Le domaine de l'invention est celui de la réception de données transmises par voie radiofréquence.The field of the invention is that of receiving data transmitted by radio frequency.
Plus particulièrement, l'invention concerne un procédé d'estimation des données véhiculées par une trame radiofréquence reçue dans un contexte de collisions avec une ou plusieurs autres trames.More particularly, the invention relates to a method for estimating the data carried by a radiofrequency frame received in the context of collisions with one or more other frames.
L'invention a de nombreuses applications, notamment mais non exclusivement dans le domaine de la réception de signaux émis selon un protocole d'accès opportuniste à la ressource radiofréquence (i.e. un protocole autorisant une l'émission de trame de données à une date quelconque). A titre d'exemples non exhaustifs, on peut citer les signaux ADS-B (pour « Automatic Dépendent Surveillance - Broadcast » en anglais) émis par les avions, les signaux AIS (pour « Automatic Identification System » en anglais) émis par les bateaux, ou encore les signaux de certains réseaux dédiés aux objets connectés comme les signaux SigFox ou LoRa.The invention has numerous applications, in particular but not exclusively in the field of reception of signals transmitted according to an opportunistic access protocol to the radiofrequency resource (ie a protocol authorizing the transmission of a data frame on any date) . As non-exhaustive examples, we can cite the ADS-B signals (for “Automatic Dependent Surveillance - Broadcast” in English) emitted by aircraft, the AIS signals (for “Automatic Identification System” in English) emitted by boats , or the signals of certain networks dedicated to connected objects such as SigFox or LoRa signals.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUETECHNOLOGICAL BACKGROUND
Dans un contexte de réception de signaux radiofréquences émis selon un protocole d'accès opportuniste, les trames de données en provenance de différents émetteurs peuvent entrer en collision au niveau d'un récepteur écoutant les signaux en question.In the context of receiving radio frequency signals transmitted according to an opportunistic access protocol, the data frames from different transmitters can collide at a receiver listening to the signals in question.
Lors d'une telle collision, chaque trame agit comme une interférence pour les autres trames et réduit ainsi le rapport signal sur bruit plus interférence, ou SINR, et donc la qualité de l'estimation des données véhiculées par chaque trame au final.During such a collision, each frame acts as interference for the other frames and thus reduces the signal to noise plus interference ratio, or SINR, and therefore the quality of the estimation of the data conveyed by each frame in the end.
Dans ce contexte, il est intéressant de « décollisionner » les trames en collision avant de les démoduler individuellement.In this context, it is interesting to "decollisiate" the colliding frames before demodulating them individually.
Actuellement, des solutions de décollisionnement existent.Currently, decollisioning solutions exist.
Une première technique est basée sur l'Annulation Successive d'interférences, ou SIC. Une telle technique consiste à démoduler la trame présentant la plus forte amplitude parmi une somme de trames afin d'en estimer les données. En remodulant les données ainsi estimées, une réplique de la trame de plus forte amplitude est obtenue et peut ainsi être soustraite à la somme de trames initiales. La deuxième trame de plus forte amplitude peut alors être démodulée et ainsi de suite.A first technique is based on the Successive Cancellation of Interference, or SIC. One such technique consists in demodulating the frame having the highest amplitude among a sum of frames in order to estimate the data. By re-modulating the data thus estimated, a replica of the frame of higher amplitude is obtained and can thus be subtracted from the sum of initial frames. The second frame of higher amplitude can then be demodulated and so on.
Cependant les inconvénients d'une telle technique sont multiples. Par exemple, les trames superposées doivent avoir des amplitudes avec des différences marquées. Par ailleurs la trame remodulée doit être parfaitement estimée. Enfin, la charge de calcul est importante, ce qui rend difficile une implémentation embarquée, par exemple à bord d'un système radio mobile.However, the drawbacks of such a technique are manifold. For example, the superimposed frames must have amplitudes with marked differences. Furthermore, the remodulated frame must be perfectly estimated. Finally, the computational load is high, which makes an on-board implementation difficult, for example on board a mobile radio system.
Une deuxième technique de décollisionnement est basée sur l'utilisation d'antennes actives, ou plus généralement d'antennes en réseau agiles, permettant de former différents faisceaux de réception afin de filtrer spatialement les trames émises par des émetteurs distincts.A second technique for decollisioning is based on the use of active antennas, or more generally of agile array antennas, making it possible to form different reception beams in order to spatially filter the frames transmitted by separate transmitters.
Cependant, là encore les inconvénients d'une telle technique sont nombreux. Par exemple, un tel filtrage spatial ne fonctionne que si les émetteurs en question sont éloignés les uns des autres. Par ailleurs, la charge de calcul est là encore importante.However, here again the drawbacks of such a technique are numerous. For example, such spatial filtering only works if the transmitters in question are distant from each other. Furthermore, the computational load is again significant.
Il existe ainsi un besoin pour une technique ne présentant pas les inconvénients de l'art antérieur.There is thus a need for a technique which does not have the drawbacks of the prior art.
RESUMEABSTRACT
Dans un mode de réalisation de l'invention, il est proposé un procédé d'estimation d'une trame radiofréquence reçue par une pluralité d'antennes délivrant une pluralité de signaux de réception correspondants. Un tel procédé comprend les étapes suivantes :In one embodiment of the invention, there is proposed a method for estimating a radio frequency frame received by a plurality of antennas delivering a plurality of corresponding reception signals. Such a method comprises the following steps:
détection ou non d'une collision, au sein d'un signal de réception donné parmi la pluralité de signaux de réception, entre la trame et au moins une autre trame reçue par la pluralité d'antennes ; et lorsque la collision est détectée, application d'une méthode de séparation aveugle de sources à la pluralité de signaux de réception pour délivrer une pluralité de signaux séparés correspondants comprenant une estimation de la trame.detecting or not a collision, within a given reception signal among the plurality of reception signals, between the frame and at least one other frame received by the plurality of antennas; and when the collision is detected, applying a blind source separation method to the plurality of receive signals to output a plurality of corresponding separate signals including an estimation of the frame.
Ainsi, l'invention propose une solution nouvelle et inventive pour estimer une trame radiofréquence lorsqu'une collision avec une autre trame se produit, par exemple dans un contexte de protocole d'accès opportuniste à la ressource radiofréquence (i.e. un protocole autorisant une émission à une date quelconque de la trame en question comme par exemple le protocole ADS-B (pour « Automatic Dépendent Surveillance - Broadcast » en anglais)), de tels protocoles conduisant à des collisions potentielles entre les trames en question au niveau d'un récepteur écoutant les trames en question.Thus, the invention proposes a new and inventive solution for estimating a radiofrequency frame when a collision with another frame occurs, for example in the context of an opportunistic access protocol to the radiofrequency resource (ie a protocol authorizing a transmission to any date of the frame in question such as for example the ADS-B protocol (for “Automatic Dependent Surveillance - Broadcast” in English)), such protocols leading to potential collisions between the frames in question at the level of a listening receiver the frames in question.
Pour ce faire, la méthode revendiquée propose de traiter les signaux reçus via une pluralité d'antennes via l'application d'une méthode de séparation aveugle de sources (par exemple la méthode ICA (pour « Independent Component Analysis » en anglais) afin de séparer les trames en collision.To do this, the claimed method proposes to process the signals received via a plurality of antennas via the application of a method of blind separation of sources (for example the ICA method (for “Independent Component Analysis” in English) in order to separate the colliding frames.
Cependant, il est proposé de ne mettre en œuvre une telle méthode de séparation aveugle de sources que lorsqu'une collision entre trames est effectivement détectée. Une telle détection est par exemple basée sur l'exploitation des caractéristiques des trames en question, par exemple sur le fait qu'elles sont de même longueur et comprennent une même séquence de référence comme décrit ci-dessous.However, it is proposed to implement such a method of blind source separation only when a collision between frames is effectively detected. Such detection is for example based on the exploitation of the characteristics of the frames in question, for example on the fact that they are of the same length and include the same reference sequence as described below.
De la sorte, la charge de calcul et donc la consommation en énergie liée à la mise en œuvre de la méthode se trouve réduite.In this way, the calculation load and therefore the energy consumption linked to the implementation of the method is reduced.
Par ailleurs, la mise en œuvre d'une méthode de séparation aveugle de source sur un signal de réception dans lequel aucune collision n'est présente pourrait conduire à des dégradations de performance par rapport à une démodulation classique.Furthermore, the implementation of a blind source separation method on a reception signal in which no collision is present could lead to performance degradations compared to a conventional demodulation.
Dans un mode de réalisation, le procédé comprend en outre une étape de détection de trames comprenant une corrélation du signal de réception donné avec au moins une séquence de référence comprise dans la trame et dans l'au moins une autre trame pour délivrer une cartographie représentative de la localisation, dans le temps et en fréquence, de trames présentes au sein du signal de réception donné, la détection de collision étant basée sur la cartographie.In one embodiment, the method further comprises a frame detection step comprising a correlation of the given reception signal with at least one reference sequence included in the frame and in the at least one other frame for delivering representative mapping. the location, in time and in frequency, of frames present within the given reception signal, the collision detection being based on the mapping.
Dans un mode de réalisation, l'étape de détection de trames comprend en outre une suppression d'au moins un pic de corrélation de la cartographie, inférieur à un seuil, le seuil étant fonction au moins :In one embodiment, the frame detection step further comprises a suppression of at least one correlation peak of the mapping, below a threshold, the threshold being a function at least:
d'un premier seuil fonction de la puissance du signal de réception donné sur une durée temporelle représentative de la corrélation, dite durée de corrélation ; et d'un terme fonction de la puissance des échantillons du signal de réception donné ayant une énergie supérieure au premier seuil sur la durée de corrélation.a first threshold which is a function of the power of the given reception signal over a temporal duration representative of the correlation, called the correlation duration; and of a term which is a function of the power of the samples of the given reception signal having an energy greater than the first threshold over the correlation duration.
Ainsi, le nombre de fausses détections se trouve réduit sur la base d'une analyse du signal reçu sur une durée de corrélation (i.e. la durée du support temporel de la fonction de corrélation utilisée). Par exemple, une telle durée est égale à deux fois la longueur de la séquence de référence comprise dans les trames analysées.Thus, the number of false detections is reduced on the basis of an analysis of the signal received over a correlation duration (i.e. the duration of the time support of the correlation function used). For example, such a duration is equal to twice the length of the reference sequence included in the analyzed frames.
Dans un mode de réalisation, l'étape de détection de trames comprend en outre : une sélection d'un premier pic de corrélation d'indice temporel minimal dans la cartographie ;In one embodiment, the frame detection step further comprises: a selection of a first minimum time index correlation peak in the mapping;
une suppression de pics de corrélation ayant :a removal of correlation peaks having:
un même indice fréquentiel que le premier pic de corrélation ; et un indice temporel supérieur à l'indice temporel du premier pic de corrélation auquel est ajoutée la durée de corrélation.the same frequency index as the first correlation peak; and a time index greater than the time index of the first correlation peak to which the correlation duration is added.
Dans un mode de réalisation, l'étape de détection de trames comprend en outre, pour un indice fréquentiel pour lequel au moins deux pics de corrélation existent dans la cartographie, une obtention d'une différence d'indices entre des indices temporels maximal et minimal des au moins deux pics de corrélation à l'indice fréquentiel donné. L'obtention de la différence d'indice, répétée pour chaque indice fréquentiel pour lequel au moins deux pics de corrélation existent dans la cartographie, délivrant un jeu d'au moins une différence d'indices temporels. La détection de trames comprend en outre une suppression d'un pic de corrélation d'indice temporel maximal parmi les au moins deux pics de corrélation d'indice fréquentiel correspondant à une différence maximale d'indices temporels parmi le jeu d'au moins une différence d'indices temporels.In one embodiment, the frame detection step further comprises, for a frequency index for which at least two correlation peaks exist in the mapping, obtaining a difference in indices between maximum and minimum time indices at least two peaks of correlation to the given frequency index. Obtaining the difference in index, repeated for each frequency index for which at least two correlation peaks exist in the mapping, delivering a set of at least one difference in time indices. The frame detection further comprises a suppression of a maximum time index correlation peak among the at least two frequency index correlation peaks corresponding to a maximum difference of time indices among the set of at least one difference time indices.
Dans un mode de réalisation, les étapes d'obtention de la différence d'indice répétée et de suppression d'un pic de corrélation sont mises en œuvre itérativement jusqu'à ce que le nombre total de pics de corrélation présents dans la cartographie soit réduit à un nombre maximal prédéfini de pics.In one embodiment, the steps of obtaining the repeated index difference and deleting a correlation peak are carried out iteratively until the total number of correlation peaks present in the mapping is reduced to a predefined maximum number of peaks.
Dans un mode de réalisation, l'étape de détection de trames comprend en outre : une sélection d'un dernier pic de corrélation d'indice temporel maximal dans la cartographie ;In one embodiment, the frame detection step further comprises: a selection of a last maximum time index correlation peak in the mapping;
une suppression d'un pic de corrélation d'indice temporel précédant l'indice temporel maximal.a deletion of a time index correlation peak preceding the maximum time index.
Dans un mode de réalisation, l'étape de suppression d'un pic de corrélation d'indice temporel précédant l'indice temporel maximal est mise en œuvre itérativement jusqu'à ce que le nombre total de pics de corrélation présents dans la cartographie soit réduit à un autre nombre maximal prédéfini de pics.In one embodiment, the step of removing a time index correlation peak preceding the maximum time index is performed iteratively until the total number of correlation peaks present in the mapping is reduced to another predefined maximum number of peaks.
Ainsi, le nombre de pics de corrélation utilisés pour détecter la présence d'une trame à une fréquence donnée est réduit afin de simplifier l'implémentation matérielle de la méthode.Thus, the number of correlation peaks used to detect the presence of a frame at a given frequency is reduced in order to simplify the hardware implementation of the method.
Dans un mode de réalisation, les trames sont de même durée, dite durée de trame, et la détection de collision comprend en outre, pour un indice fréquentiel donné pour lequel au moins un autre pic de corrélation existe dans la cartographie sur une première fenêtre temporelle d'une durée égale à la durée de trame et débutant à l'indice temporel du premier pic de corrélation, une obtention d'un nombre d'indices temporels de l'au moins un autre pic de corrélation d'indice fréquentiel donné dans la première fenêtre temporelle. L'obtention du nombre d'indices, répétée pour chaque indice fréquentiel pour lequel au moins un autre pic de corrélation existe dans la cartographie dans la première fenêtre temporelle, délivrant un jeu d'au moins un nombre d'indices temporels. La détection de collision comprend en outre une sélection d'un indice fréquentiel, dit indice fréquentiel de trame, correspondant à un nombre maximal d'indices temporels parmi le jeu d'au moins un nombre d'indices temporels. L'indice fréquentiel de trame identifie la fréquence de la trame. Un début estimé de la trame est donné par un indice temporel minimal de l'au moins un autre pic de corrélation d'indice fréquentiel correspondant à l'indice fréquentiel de trame.In one embodiment, the frames have the same duration, called frame duration, and the collision detection further comprises, for a given frequency index for which at least one other correlation peak exists in the mapping over a first time window. of a duration equal to the frame duration and starting at the time index of the first correlation peak, obtaining a number of time indices of the at least one other correlation peak of frequency index given in the first time window. Obtaining the number of indices, repeated for each frequency index for which at least one other correlation peak exists in the mapping in the first time window, delivering a set of at least a number of time indices. The collision detection also comprises a selection of a frequency index, called the frame frequency index, corresponding to a maximum number of time indices from the set of at least a number of time indices. The frame frequency index identifies the frame frequency. An estimated start of the frame is given by a minimum time index of the at least one other frequency index correlation peak corresponding to the frame frequency index.
Ainsi, il est décidé que la trame reçue correspond à une fréquence porteuse pour laquelle le nombre de pics de corrélation est le plus important dans la cartographie sur la durée de la première fenêtre temporelle.Thus, it is decided that the frame received corresponds to a carrier frequency for which the number of correlation peaks is the largest in the mapping over the duration of the first time window.
Dans un mode de réalisation, le procédé comprend en outre, lorsque au moins un autre nombre d'indices temporels du jeu d'au moins un nombre d'indices temporels est égal au nombre maximal d'indices temporels, une obtention, pour un indice fréquentiel donné correspondant au nombre maximal d'indices temporels parmi le jeu d'au moins un nombre d'indices temporels, d'une autre différence d'indices entre des indices temporels maximum et minimum de l'au moins un autre pic de corrélation d'indice fréquentiel donné. L'obtention de la différence d'indice, répétée pour chaque indice fréquentiel correspondant au nombre maximal d'indices temporels parmi le jeu d'au moins un nombre d'indices temporels, délivrant un jeu d'au moins une différence d'indices temporels. L'indice fréquentiel de trame est mis à jour vers un indice fréquentiel correspondant à une différence maximale d'indices temporels parmi le jeu d'au moins une différence d'indices temporels. Un début estimé de la trame est mis à jour vers l'indice temporel minimal de l'au moins un pic de corrélation d'indice fréquentiel correspondant à l'indice fréquentiel de trame mis à jour.In one embodiment, the method further comprises, when at least another number of time indices of the set of at least one number of time indices is equal to the maximum number of time indices, obtaining, for an index given frequency corresponding to the maximum number of time indices among the set of at least one number of time indices, of another difference of indices between maximum and minimum time indices of the at least one other correlation peak d 'frequency index given. Obtaining the index difference, repeated for each frequency index corresponding to the maximum number of time indices among the set of at least a number of time indices, delivering a set of at least one difference of time indices . The frame frequency index is updated to a frequency index corresponding to a maximum difference in time indices among the set of at least one difference in time indices. An estimated start of the frame is updated to the minimum time index of the at least one frequency index correlation peak corresponding to the updated frame frequency index.
Ainsi, il est décidé que la trame reçue correspond à une fréquence porteuse pour laquelle des pics de corrélation s'étendent sur une durée la plus importante dans la première fenêtre temporelle de la cartographie.Thus, it is decided that the frame received corresponds to a carrier frequency for which correlation peaks extend over a longest duration in the first time window of the mapping.
Dans un mode de réalisation, il est décidé qu'une collision est détectée entre la trame et l'autre trame lorsqu'au moins un pic de corrélation donné ayant :In one embodiment, it is decided that a collision is detected between the frame and the other frame when at least one given correlation peak having:
un indice fréquentiel différent de l'indice fréquentiel de trame ; et un indice temporel supérieur à l'indice temporel maximal de l'au moins un autre pic de corrélation à l'indice fréquentiel de trame ;a frequency index different from the frame frequency index; and a time index greater than the maximum time index of the at least one other peak of correlation to the frame frequency index;
existe dans la cartographie sur la première fenêtre temporelle. L'indice fréquentiel de l'au moins un pic de corrélation donné, dit indice fréquentiel de l'autre trame, identifie la fréquence de l'autre trame.exists in the mapping on the first time window. The frequency index of the at least one given correlation peak, known as the frequency index of the other frame, identifies the frequency of the other frame.
Ainsi, une collision est détectée lorsqu'au moins un pic de corrélation de l'autre trame est présent dans la première fenêtre temporelle.Thus, a collision is detected when at least one correlation peak of the other frame is present in the first time window.
Dans un mode de réalisation, une première fenêtre temporelle mise à jour d'une durée égale à la durée de trame, débute au début estimé de la trame. Il est décidé qu'une collision est détectée entre la trame et l'autre trame lorsqu'au moins un pic de corrélation donné existe dans la cartographie sur une deuxième fenêtre temporelle d'une durée égale à la durée de trame et débutant à une fin de la première fenêtre temporelle mise à jour.In one embodiment, a first updated time window of a duration equal to the frame duration, begins at the estimated start of the frame. It is decided that a collision is detected between the frame and the other frame when at least one given correlation peak exists in the mapping over a second time window of a duration equal to the frame duration and starting at an end. of the first updated time window.
L'au moins un pic de corrélation donné a un indice temporel minimal donné et un indice temporel maximal donné tels que :The at least one given correlation peak has a given minimum time index and a given maximum time index such as:
la différence entre l'indice temporel minimal donné et la fin de la première fenêtre temporelle mise à jour est inférieure à un seuil de décision ; et la différence entre l'indice temporel minimal donné et l'indice temporel maximal de l'au moins un autre pic de corrélation à l'indice fréquentiel de trame est inférieure au seuil de décision auquel est ajoutée la différence entre la fin de la deuxième fenêtre temporelle et l'indice temporel maximal donné. Un indice fréquentiel de l'au moins un pic de corrélation donné, dit indice fréquentiel de l'autre trame, identifiant la fréquence de l'autre trame.the difference between the given minimum time index and the end of the first updated time window is less than a decision threshold; and the difference between the given minimum time index and the maximum time index of the at least one other correlation peak to the frame frequency index is less than the decision threshold to which is added the difference between the end of the second time window and the given maximum time index. A frequency index of the at least one given correlation peak, known as the frequency index of the other frame, identifying the frequency of the other frame.
Ainsi, une collision est détectée lorsque les pics de corrélation de l'autre trame sont présents dans la deuxième fenêtre temporelle.Thus, a collision is detected when the correlation peaks of the other frame are present in the second time window.
Dans un mode de réalisation, la détection de collision comprend en outre une sous-étape d'estimation d'un début de l'autre trame dans le signal de réception donné correspondant à un indice temporel minimal de l'au moins un pic de corrélation donné auquel est soustrait la durée de corrélation.In one embodiment, the collision detection further comprises a substep of estimating a start of the other frame in the given reception signal corresponding to a minimum time index of the at least one correlation peak given from which the correlation duration is subtracted.
Ainsi, le début de l'autre trame est estimé lorsqu'au moins un pic de corrélation de l'autre trame est présent dans la première fenêtre temporelle.Thus, the start of the other frame is estimated when at least one correlation peak of the other frame is present in the first time window.
Dans un mode de réalisation, la détection de collision comprend en outre une sous-étape d'estimation d'un début de l'autre trame dans le signal de réception donné correspondant à l'indice temporel maximal de l'au moins un pic de corrélation donné auquel est soustraite la durée de trame.In one embodiment, the collision detection further comprises a substep of estimating a start of the other frame in the given reception signal corresponding to the maximum time index of the at least one peak. given correlation from which the frame duration is subtracted.
Ainsi, le début de l'autre trame est estimé lorsque les pics de corrélation de l'autre trame sont présents dans la deuxième fenêtre temporelle.Thus, the start of the other frame is estimated when the correlation peaks of the other frame are present in the second time window.
Dans un mode de réalisation, l'étape d'application d'une méthode de séparation aveugle de sources est fonction du début estimé de la trame et/ou du début de l'autre trame.In one embodiment, the step of applying a blind source separation method is a function of the estimated start of the frame and / or of the start of the other frame.
Ainsi, les performances de la méthode de séparation aveugle de sources sont améliorées.Thus, the performance of the blind source separation method is improved.
Par ailleurs la consommation en énergie du système est maîtrisée, la méthode de séparation aveugle de sources n'étant appliquée que sur la portion d'intérêt des signaux de réception.Furthermore, the energy consumption of the system is controlled, the method of blind source separation being applied only to the portion of interest of the reception signals.
Dans un mode de réalisation, le procédé comprend en outre les étapes de :In one embodiment, the method further comprises the steps of:
sélection d'un signal séparé délivré par la méthode de séparation aveugle de sources maximisant le ratio entre une puissance du signal séparé au niveau de l'autre trame et une puissance du signal séparé au niveau de la trame ;selecting a separate signal delivered by the blind source separation method maximizing the ratio between a power of the separated signal at the other frame and a power of the separated signal at the frame;
détermination d'un intervalle de recherche d'un début précisé de l'autre trame sur la base de la cartographie ;determining a search interval from a specified start of the other frame based on the mapping;
estimation du début précisé de l'autre trame par application de la sous-étape d'estimation d'un début de l'autre trame à une cartographie précisée délivrée par application de l'étape de détection de trames (selon l'un quelconque des modes de réalisation précités) à une portion du signal séparé sélectionné correspondant à l'intervalle de recherche déterminé.estimation of the specified start of the other frame by application of the estimation sub-step of the start of the other frame to a specified mapping delivered by application of the frame detection step (according to any one of the aforementioned embodiments) to a portion of the selected separate signal corresponding to the determined search interval.
Ainsi, le signal présentant le maximum d'énergie au niveau de l'autre trame parmi tous les signaux délivrés par le bloc de séparation aveugle de sources est utilisé pour estimer de manière plus fiable un début précisé de l'autre trame en question.Thus, the signal having the maximum energy at the level of the other frame among all the signals delivered by the block of source separation is used to more reliably estimate a precise start of the other frame in question.
Un tel début précisé permet alors de confirmer ou non la collision précédemment détectée comme décrit ci-dessous.Such a precise start then makes it possible to confirm or not the collision previously detected as described below.
Dans un mode de réalisation :In one embodiment:
une borne inférieure de l'intervalle de recherche est égale à l'indice temporel minimal de l'au moins un pic de corrélation donné à l'indice fréquentiel de l'autre trame auquel est soustraite la durée de corrélation ; et une borne supérieure de l'intervalle de recherche est égale à la valeur minimale entre :a lower limit of the search interval is equal to the minimum time index of the at least one correlation peak given to the frequency index of the other frame from which the correlation duration is subtracted; and an upper limit of the search interval is equal to the minimum value between:
l'indice temporel minimal de l'au moins un pic de corrélation donné à l'indice fréquentiel de l'autre trame auquel est ajoutée la durée de corrélation ; et le début estimé de la trame auquel est ajoutée la durée de trame.the minimum time index of the at least one correlation peak given to the frequency index of the other frame to which the correlation duration is added; and the estimated start of the frame to which the frame duration is added.
Ainsi, l'intervalle de recherche est déterminé lorsqu'au moins un pic de corrélation de l'autre trame est présent dans la première fenêtre temporelle.Thus, the search interval is determined when at least one correlation peak of the other frame is present in the first time window.
Dans un mode de réalisation :In one embodiment:
une borne inférieure de l'intervalle de recherche est égale à l'indice temporel maximal de l'au moins un pic de corrélation donné à l'indice fréquentiel de l'autre trame auquel est soustraite la durée de trame ; et une borne supérieure de l'intervalle de recherche est égale à l'indice temporel minimal de l'au moins un pic de corrélation donné à l'indice fréquentiel de l'autre trame.a lower limit of the search interval is equal to the maximum time index of the at least one correlation peak given to the frequency index of the other frame from which the frame duration is subtracted; and an upper limit of the search interval is equal to the minimum time index of the at least one correlation peak given to the frequency index of the other frame.
Ainsi, l'intervalle de recherche est déterminé lorsque les pics de corrélation de l'autre trame sont présents dans la deuxième fenêtre temporelle.Thus, the search interval is determined when the correlation peaks of the other frame are present in the second time window.
Dans un mode de réalisation, le procédé comprend en outre les étapes suivantes : confirmation ou non de la collision, au sein du signal de réception donné, entre la trame et l'autre trame sur la base du début estimé de la trame et du début précisé de l'autre trame ; et démodulation du signal de réception donné, lorsque la collision n'est pas confirmée, ou démodulation du signal séparé comprenant une estimation de la trame, lorsque la collision est confirmée.In one embodiment, the method further comprises the following steps: confirmation or not of the collision, within the given reception signal, between the frame and the other frame based on the estimated start of the frame and of the start specified from the other frame; and demodulating the given reception signal, when the collision is not confirmed, or demodulating the separate signal including an estimation of the frame, when the collision is confirmed.
Ainsi, la démodulation du signal reçu se fait de manière sélective soit sur le signal séparé délivré par le bloc de séparation aveugle de sources lorsque la collision a été confirmée, soit sur le signal sélectionné au niveau d'une antenne de réception si la collision n'est pas confirmée. En effet, dans ce dernier cas, l'application de la méthode de séparation aveugle de sources peut conduire à une dégradation du signal reçu lorsque aucune collision n'est présente.Thus, the demodulation of the received signal is done selectively either on the separate signal delivered by the blind source separation block when the collision has been confirmed, or on the signal selected at a reception antenna if the collision n is not confirmed. Indeed, in the latter case, the application of the blind source separation method can lead to a degradation of the received signal when no collision is present.
Dans un mode de réalisation, la confirmation ou non de la collision comprend un calcul d'une différence entre un indice temporel d'un pic de corrélation d'un jeu de possibles débuts de l'autre trame et un indice temporel d'un pic de corrélation d'un jeu de possibles débuts de la trame. Le calcul d'une différence effectué pour chaque pic de corrélation du jeu de possibles débuts de l'autre trame et pour chaque pic de corrélation du jeu de possibles débuts de la trame délivre un jeu de différences temporelles. La collision est confirmée lorsque au moins une différence temporelle du jeu de différences temporelles est inférieure à la durée de trame.In one embodiment, the confirmation or not of the collision comprises a calculation of a difference between a time index of a correlation peak of a set of possible starts of the other frame and a time index of a peak of correlation of a set of possible beginnings of the frame. The calculation of a difference carried out for each correlation peak of the set of possible beginnings of the other frame and for each correlation peak of the set of possible beginnings of the frame delivers a set of temporal differences. The collision is confirmed when at least one time difference in the set of time differences is less than the frame duration.
Dans un mode de réalisation, pour un n-ième pic de corrélation déterminé comme possible début de la trame dans le jeu de possibles débuts de la trame, le n-ième pic de corrélation ayant, dans la cartographie, un indice fréquentiel correspondant à l'indice fréquentiel de trame, et ayant un indice temporel compris entre le début estimé de la trame et le début estimé de la trame auquel est ajouté la durée de corrélation, la confirmation ou non de la collision comprend un test de pics de corrélation parmi les pics de corrélation présents en suivant les indices temporels croissants à partir d'un indice temporel du n-ième pic de corrélation. Le test est appliqué successivement jusqu'à la détermination d'un n+l-ième pic de corrélation comme possible début de la trame lorsqu'une amplitude du n+l-ième pic de corrélation est telle qu'une différence avec l'amplitude du n-ième pic de corrélation déterminé est supérieure à un seuil de détection auquel est multiplié une valeur minimale des amplitudes des pics de corrélation présents dans la cartographie.In one embodiment, for an nth correlation peak determined as the possible start of the frame in the set of possible beginnings of the frame, the nth correlation peak having, in the mapping, a frequency index corresponding to l frequency index of frame, and having a time index between the estimated start of the frame and the estimated start of the frame to which is added the correlation duration, the confirmation or not of the collision comprises a correlation peak test among the correlation peaks present by following the increasing time indices from a time index of the n th correlation peak. The test is applied successively until the determination of an n + l-th correlation peak as possible start of the frame when an amplitude of the n + l-th correlation peak is such that a difference with the amplitude of the nth correlation peak determined is greater than a detection threshold at which a minimum value of the amplitudes of the correlation peaks present in the mapping is multiplied.
Dans un mode de réalisation, le test successif est mis en œuvre itérativement depuis un état initial dans lequel un indice temporel du n-ième pic de corrélation correspond au début estimé de la trame, le n+l-ième pic de corrélation se substituant au n-ième pic de corrélation pour une mise en œuvre suivante du test successif. La mise en œuvre itérative délivre le jeu de possibles débuts de la trame.In one embodiment, the successive test is carried out iteratively from an initial state in which a time index of the n-th correlation peak corresponds to the estimated start of the frame, the n + 1-th correlation peak replacing the nth correlation peak for a subsequent implementation of the successive test. The iterative implementation delivers the game of possible beginnings of the frame.
Dans un mode de réalisation, la confirmation ou non de la collision comprend en outre une suppression, dans la cartographie précisée, d'au moins un pic de corrélation ayant une amplitude inférieure à un troisième seuil. La suppression délivre le jeu de possibles débuts de l'autre trame.In one embodiment, the confirmation or not of the collision further comprises a suppression, in the specified mapping, of at least one correlation peak having an amplitude less than a third threshold. The deletion delivers the game of possible beginnings of the other frame.
Dans un mode de réalisation, le procédé comprend en outre, lorsque la collision est confirmée :In one embodiment, the method further comprises, when the collision is confirmed:
une insertion, dans la cartographie précisée, d'un pic de corrélation additionnel ayant un indice fréquentiel correspondant à l'indice fréquentiel de l'autre trame et ayant un indice temporel correspondant au début estimé de la trame auquel est ajouté un délai minimal égal au minimum des différences temporelles du jeu de différences temporelles. L'insertion est mise en œuvre lorsque le délai minimal est inférieur strictement à une différence entre le début précisé de l'autre trame et le début estimé de la trame. Le début précisé de l'autre trame est mis à jour à la valeur de l'indice temporel du pic de corrélation additionnel ;an insertion, in the specified mapping, of an additional correlation peak having a frequency index corresponding to the frequency index of the other frame and having a time index corresponding to the estimated start of the frame to which is added a minimum delay equal to minimum of time differences from the game of time differences. The insertion is implemented when the minimum delay is strictly less than a difference between the specified start of the other frame and the estimated start of the frame. The specified start of the other frame is updated to the value of the time index of the additional correlation peak;
une suppression, dans la cartographie précisée, de chaque pic de corrélation ayant un indice fréquentiel correspondant à l'indice fréquentiel de l'autre trame et ayant un indice temporel inférieur au début estimé de la trame auquel est ajouté le délai minimal lorsque le délai minimal est supérieur ou égal à la différence entre le début précisé de l'autre trame et le début estimé de la trame. Le pic de corrélation additionnel est en outre inséré dans la cartographie précisée lorsque le délai minimal est supérieur à la différence entre le début précisé de l'autre trame et le début estimé de la trame. Le début précisé de l'autre trame est mis à jour à une valeur de l'indice temporel du pic de corrélation additionnel ;a deletion, in the specified mapping, of each correlation peak having a frequency index corresponding to the frequency index of the other frame and having a time index lower than the estimated start of the frame to which the minimum delay is added when the minimum delay is greater than or equal to the difference between the specified start of the other frame and the estimated start of the frame. The additional correlation peak is also inserted in the specified map when the minimum delay is greater than the difference between the specified start of the other frame and the estimated start of the frame. The specified start of the other frame is updated to a value of the time index of the additional correlation peak;
délivrant une cartographie précisée modifiée utilisée pour la démodulation du signal séparé.delivering a modified precise mapping used for demodulation of the separate signal.
Ainsi, la prise en compte du début précisé de l'autre trame pour la démodulation du signal séparé permet d'optimiser la démodulation du signal en question.Thus, taking into account the specified start of the other frame for the demodulation of the separate signal makes it possible to optimize the demodulation of the signal in question.
Dans un mode de réalisation, les étapes du procédé (selon l'un quelconque des modes de réalisation précités) sont mises en œuvre itérativement. L'autre trame se substitue à la trame pour une mise en œuvre suivante des étapes en question. Le début précisé de l'autre trame se substitue au début estimé de la trame.In one embodiment, the steps of the method (according to any one of the abovementioned embodiments) are implemented iteratively. The other frame replaces the frame for a subsequent implementation of the steps in question. The specified start of the other frame replaces the estimated start of the frame.
Ainsi, la détection de collision se fait successivement dans le temps pour chaque trame détectée.Thus, the collision detection is done successively over time for each detected frame.
L'invention concerne également un programme d'ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour la mise en œuvre d'un procédé tel que décrit précédemment, selon l'un quelconque de ses différents modes de réalisation, lorsqu'il est exécuté par un processeur.The invention also relates to a computer program comprising program code instructions for implementing a method as described above, according to any one of its various embodiments, when it is executed by a processor.
Dans un autre mode de réalisation de l'invention, il est proposé un dispositif d'estimation d'une trame radiofréquence reçue par une pluralité d'antennes délivrant une pluralité de signaux de réception correspondants.In another embodiment of the invention, there is provided a device for estimating a radio frequency frame received by a plurality of antennas delivering a plurality of corresponding reception signals.
Un tel dispositif d'estimation d'une trame radiofréquence est notamment apte à mettre en œuvre le procédé d'estimation d'une trame radiofréquence selon l'invention (selon l'un quelconque des différents modes de réalisation précités).Such a device for estimating a radiofrequency frame is in particular capable of implementing the method for estimating a radiofrequency frame according to the invention (according to any one of the various abovementioned embodiments).
Ainsi, les caractéristiques et avantages de ce dispositif sont les mêmes que ceux du procédé d'estimation décrit précédemment. Par conséquent, ils ne sont pas détaillés plus amplement.Thus, the characteristics and advantages of this device are the same as those of the estimation method described above. Therefore, they are not further detailed.
LISTE DES FIGURESLIST OF FIGURES
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple indicatif et non limitatif, et des dessins annexés, dans lesquels :Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the following description, given by way of an indicative and nonlimiting example, and the appended drawings, in which:
la figure 1 illustre l'architecture d'un récepteur multi-antennes adaptatif comprenant un dispositif d'estimation d'une trame radiofréquence selon un mode de réalisation de l'invention ;FIG. 1 illustrates the architecture of an adaptive multi-antenna receiver comprising a device for estimating a radiofrequency frame according to an embodiment of the invention;
les figures 2a et 2b illustrent les étapes d'un procédé d'estimation d'une trame radiofréquence selon un mode de réalisation de l'invention ;FIGS. 2a and 2b illustrate the steps of a method for estimating a radiofrequency frame according to an embodiment of the invention;
les figures 3a à 3i illustrent les calculs faits lors de la mise en œuvre de certaines des étapes du procédé des figures 2a et 2b ;Figures 3a to 3i illustrate the calculations made during the implementation of some of the process steps of Figures 2a and 2b;
la figure 4 illustre un exemple de structure d'un dispositif d'estimation d'une trame radiofréquence permettant la mise en œuvre du procédé des figures 2a et 2b.FIG. 4 illustrates an exemplary structure of a device for estimating a radiofrequency frame allowing the implementation of the method of FIGS. 2a and 2b.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTIONDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Sur toutes les figures du présent document, les éléments et étapes identiques sont désignés par une même référence.In all the figures in this document, identical elements and steps are designated by the same reference.
Le principe général de la technique décrite consiste à détecter ou non une collision au sein d'un signal de réception donné parmi une pluralité de signaux de réception délivrée par une pluralité d'antennes embarquées par le récepteur selon l'invention.The general principle of the technique described consists in detecting or not a collision within a given reception signal among a plurality of reception signals delivered by a plurality of antennas on board by the receiver according to the invention.
Lorsqu'une telle collision est détectée, une méthode de séparation aveugle de sources est appliquée à la pluralité de signaux de réception pour délivrer une pluralité de signaux séparés correspondants, i.e. une pluralité de signaux décollisionnés.When such a collision is detected, a blind source separation method is applied to the plurality of reception signals to deliver a plurality of corresponding separate signals, i.e. a plurality of decollisiated signals.
De la sorte, l'application ciblée de la méthode de séparation aveugle de sources uniquement aux signaux de réception pour lesquels un gain de traitement réel est attendu permet de maîtriser la charge de calcul et donc la consommation en énergie liée à la mise en œuvre d'une telle méthode.In this way, the targeted application of the blind source separation method only to reception signals for which an actual processing gain is expected makes it possible to control the calculation load and therefore the energy consumption linked to the implementation of 'such a method.
On décrit maintenant, en relation avec la figure 1, l'architecture d'un récepteur multi-antennes adaptatif comprenant un dispositif d'estimation d'une trame radiofréquence selon un mode de réalisation de l'invention.We will now describe, in relation to FIG. 1, the architecture of an adaptive multi-antenna receiver comprising a device for estimating a radiofrequency frame according to an embodiment of the invention.
Un tel récepteur comprend une pluralité d'antennes 110_l à 110_N délivrant une pluralité de signaux de réception correspondants.Such a receiver comprises a plurality of antennas 110_l to 110_N delivering a plurality of corresponding reception signals.
Chacun des signaux de réception est traité par une tête de réception radiofréquence correspondante, RX1 à RXN, (par exemple un récepteur à conversion directe, à fréquence intermédiaire basse, etc.) de manière à délivrer une pluralité correspondante de signaux transposés en bande de base afin d'effectuer les traitements selon l'invention. Pour ce faire, les signaux transposés en question sont délivrés au dispositif 100 d'estimation d'une trame radiofréquence selon l'invention.Each of the reception signals is processed by a corresponding radio frequency reception head, RX1 to RXN, (for example a direct conversion receiver, at low intermediate frequency, etc.) so as to deliver a corresponding plurality of signals transposed into baseband. in order to carry out the treatments according to the invention. To do this, the transposed signals in question are delivered to the device 100 for estimating a radiofrequency frame according to the invention.
Plus particulièrement, le dispositif 100 comprend un bloc F de détection de trame et de réduction du nombre de détections obtenues. Un tel bloc 120 implémente l'étape E200 de détection de trames décrite ci-dessous en relation avec la figure 2a.More particularly, the device 100 comprises a block F for detecting a frame and for reducing the number of detections obtained. Such a block 120 implements the frame detection step E200 described below in relation to FIG. 2a.
En effet, dans l'hypothèse où les antennes 110_l à 110_N présentent un diagramme de rayonnement identique, seul un terme de déphasage distingue un signal de réception délivré par une antenne donnée de la pluralité d'antennes 110_l à 110_N, d'un autre signal de réception délivré par une autre antenne de la pluralité d'antennes en question. Par ailleurs les traitements appliqués par le bloc 120 sont insensibles à cette information de phase comme il apparaît au vu de la description ci-dessous de l'étape E210.Indeed, in the event that the antennas 110_l to 110_N have an identical radiation pattern, only a phase shift term distinguishes a reception signal delivered by a given antenna from the plurality of antennas 110_l to 110_N, from another signal reception delivered by another antenna of the plurality of antennas in question. Furthermore, the processing operations applied by block 120 are insensitive to this phase information as it appears in the light of the description below of step E210.
Un telle détection de trame est ainsi effectuée sur un seul des signaux transposés, ici sur la base du signal de réception délivré par l'antenne 110_l dans le mode de réalisation illustré. Dans d'autres modes de réalisation non illustrés, un autre signal de réception délivré par une autre antenne 110_2 à 110_N est utilisé pour effectuer les traitements de l'étape E210. Par exemple, le signal de plus forte amplitude parmi les signaux de réception délivrés par les antennes 110_2 à 110_N est utilisé.Such a frame detection is thus carried out on only one of the transposed signals, here on the basis of the reception signal delivered by the antenna 110_l in the illustrated embodiment. In other embodiments not shown, another reception signal delivered by another antenna 110_2 to 110_N is used to carry out the processing of step E210. For example, the signal of highest amplitude among the reception signals delivered by the antennas 110_2 to 110_N is used.
De manière générale, les traitements décrits par la suite et appliqués par le bloc 120 au signal reçu sont indépendants du choix du signal de réception en question, comme il apparaît au vu de la description ci-dessous en relation avec l'étape E210.In general, the processing operations described below and applied by block 120 to the received signal are independent of the choice of the reception signal in question, as it appears in the light of the description below in relation to step E210.
De retour à la figure 1, le bloc 120 délivre une cartographie représentative de la localisation, dans le temps et en fréquence, des trames présentes au sein du signal de réception délivré par l'antenne 110_l.Returning to FIG. 1, the block 120 delivers a map representative of the location, in time and in frequency, of the frames present within the reception signal delivered by the antenna 110_l.
La cartographie est fournie au bloc 130 mettant en œuvre les traitements de l'étape E210 de détection ou non d'une collision entre une trame reçues et au moins une autre trame. Un telle étape E210 est décrite ci-dessous en relation avec la figure 2b.The mapping is provided to block 130 implementing the processing of step E210 for detecting or not a collision between a frame received and at least one other frame. Such a step E210 is described below in relation to FIG. 2b.
Lorsqu'aucune détection n'est détectée par le bloc 130, le signal de réception délivré par l'antenne 110_l est transmis après transposition au bloc de démodulation 160 afin d'estimer les données véhiculées par la trame en question. Un tel bloc 160 met en œuvre les traitements de l'étape E270 décrite ci-dessous en relation avec la figure 2b afin d'estimer les données véhiculées par le signal de réception en question. Plus particulièrement, le bloc 160 implémente des techniques classiques de démodulation d'un signal radiofréquence. En effet, lorsqu'aucune collision n'est détectée, les traitements de séparation aveugle de source et les traitements subséquents décrits cidessous en relation avec la figure 2b ne sont pas mis en œuvre afin de réduire la charge calculatoire et la consommation en énergie du dispositif. Par ailleurs, la mise en œuvre d'une méthode de séparation aveugle de source sur un signal de réception dans lequel aucune collision n'est présente pourrait conduire à des dégradations de performance par rapport à une démodulation classique.When no detection is detected by the block 130, the reception signal delivered by the antenna 110_l is transmitted after transposition to the demodulation block 160 in order to estimate the data conveyed by the frame in question. Such a block 160 implements the processing of step E270 described below in connection with FIG. 2b in order to estimate the data conveyed by the reception signal in question. More particularly, block 160 implements conventional techniques for demodulating a radiofrequency signal. Indeed, when no collision is detected, the blind source separation treatments and the subsequent treatments described below in relation to FIG. 2b are not implemented in order to reduce the computing load and the energy consumption of the device . Furthermore, the implementation of a blind source separation method on a reception signal in which no collision is present could lead to performance degradations compared to a conventional demodulation.
A contrario, lorsqu'une collision est détectée, la pluralité de signaux transposés est délivrée au bloc 140 mettant en œuvre l'étape E220 de séparation aveugle de source décrite ci-dessous en relation avec la figure 2b. Un tel bloc 140 délivre une pluralité de signaux séparés correspondant à la pluralité de signaux de réception. Les signaux séparés sont délivrés au bloc 150 afin de sélection d'un signal séparé le plus représentatif d'une autre trame en collision avec la trame reçue considérée. Plus particulièrement, un tel blocConversely, when a collision is detected, the plurality of transposed signals is delivered to block 140 implementing the step E220 of source blind separation described below in relation to FIG. 2b. Such a block 140 delivers a plurality of separate signals corresponding to the plurality of reception signals. The separate signals are delivered to block 150 in order to select a separate signal most representative of another frame in collision with the received frame considered. More particularly, such a block
150 met en œuvre les étapes E230 à E260 décrites ci-dessous en relation avec la figure 2b.150 implements steps E230 to E260 described below in relation to FIG. 2b.
Lorsque la collision entre la trame et au moins l'autre trame n'est pas confirmée, le bloc 160 de démodulation estime les données véhiculées par la trame sur la base du signal de réception délivré par l'antenne 110_l (cf. supra).When the collision between the frame and at least the other frame is not confirmed, the demodulation block 160 estimates the data carried by the frame on the basis of the reception signal delivered by the antenna 110_l (cf. supra).
A contrario, lorsque la collision est confirmée, les données véhiculées par la trame reçue sont estimées sur la base d'une démodulation du signal séparé sélectionné précité.Conversely, when the collision is confirmed, the data carried by the received frame are estimated on the basis of a demodulation of the aforementioned selected separate signal.
On décrit maintenant, en relation avec les figure 2a et 2b ainsi qu'en relation avec les figures 3a à 3i, les étapes d'un procédé d'estimation d'une trame radiofréquence selon un mode de réalisation de l'invention ainsi que des exemples de calculs faits lors de la mise en œuvre de certaines des étapes du procédé en question.We will now describe, in relation to FIGS. 2a and 2b as well as in relation to FIGS. 3a to 3i, the steps of a method for estimating a radiofrequency frame according to an embodiment of the invention as well as examples of calculations made during the implementation of some of the steps of the process in question.
Lors d'une étape E200 de détection de trames, le bloc 120 traite la séquence d'échantillons y (/<) du signal transposé y(t) correspondant au signal de réception délivré par l'antenne 110_l afin de délivrer une cartographie représentative de la localisation, dans le temps et en fréquence, des trames présentes au sein du signal de réception en question.During a frame detection step E200, the block 120 processes the sequence of samples y (/ <) of the transposed signal y (t) corresponding to the reception signal delivered by the antenna 110_l in order to deliver a mapping representative of the location, in time and in frequency, of the frames present within the reception signal in question.
Pour ce faire, lors d'une sous-étape E200a, la séquence d'échantillons y(k) est corrélée avec une séquence de référence sREF(k) comprise dans la trame reçue pour délivrer une fonction c0(p, q) :To do this, during a sub-step E200a, the sequence of samples y (k) is correlated with a reference sequence s REF (k) included in the frame received to deliver a function c 0 (p, q) :
avec p et q des entiers qui caractérisent respectivement le temps et l'offset de fréquence entre la porteuse testée et la fréquence centrale du signal de réception transposé par le bloc RX1. Il apparaît en particulier que, la séquence de référence sREF(k) s'étendant sur Nref échantillons, la durée de corrélation (i.e. la durée du support temporel de la fonction de corrélation obtenue) est de 2NREF échantillons.with p and q integers which respectively characterize the time and the frequency offset between the carrier tested and the center frequency of the reception signal transposed by the block RX1. It appears in particular that, the reference sequence s REF (k) extending over N samples ref , the correlation duration (ie the duration of the time support of the correlation function obtained) is 2N REF samples.
Par exemple, si la trame reçue suit le protocole ADS-B, la séquence de référence en question vaut « 10001 ». Un tel protocole d'accès à la ressource radiofréquence étant opportuniste, différentes trames suivant ce protocole peuvent se trouver en collision avec la trame reçue au niveau du récepteur. Cependant, toutes les trames ADS-B ayant la même séquence de référence, la corrélation en question comprend des pics de corrélation correspondant aux différentes trames détectées, i.e. la trame reçue ainsi que les autres trames potentiellement en collision avec elle.For example, if the frame received follows the ADS-B protocol, the reference sequence in question is worth "10001". Since such a protocol for accessing the radiofrequency resource is opportunistic, different frames following this protocol may be in collision with the frame received at the receiver. However, all the ADS-B frames having the same reference sequence, the correlation in question includes correlation peaks corresponding to the different detected frames, i.e. the frame received as well as the other frames potentially in collision with it.
Dans la suite, on emploiera indifféremment les termes « pic de corrélation » ou « détection de trame » pour désigner les échantillons retenus susceptibles d'appartenir à l'une ou l'autre trame.In the following, the terms “correlation peak” or “frame detection” will be used interchangeably to designate the samples retained which may belong to one or the other frame.
Dans des alternatives d'implémentations, l'équation ci-dessus est réécrite de manière à faire apparaître une transformée de Fourier rapide. Ainsi, la fonction c0(p, q) est implémentée sous une forme permettant de simplifier l'implémentation matérielle.In alternative implementations, the above equation is rewritten to reveal a fast Fourier transform. Thus, the function c 0 (p, q) is implemented in a form making it possible to simplify the hardware implementation.
Afin de réduire le nombre de fausses détections, la fonction c0(p, q) est filtrée.In order to reduce the number of false detections, the function c 0 (p, q) is filtered.
Plus particulièrement, lors d'une sous-étape E2OOb, les pics de corrélation inférieurs à un seuil d sont supprimés, le seuil d étant fonction au moins :More particularly, during a substep E2OOb, the correlation peaks below a threshold d are eliminated, the threshold d being a function at least:
- d'un premier seuil dr fonction de la puissance du signal de réception transposé y(t) sur la durée de corrélation ; et- a first threshold d r as a function of the power of the reception signal transposed y (t) over the correlation duration; and
- d'un terme d2 fonction de la puissance des échantillons du signal de réception transposé y(t) ayant une énergie supérieure au premier seuil dr sur la durée de corrélation.- a term d 2 as a function of the power of the samples of the transposed reception signal y (t) having an energy greater than the first threshold d r over the correlation duration.
En d'autres termes :In other words:
fl » SS .............'“H'1' Tl ’ Nm-fl »SS ............. '“ H' 1 ' Tl ' N m -
et :and:
— y- y
Dans une variante, le seuil d est choisi tel que :In a variant, the threshold d is chosen such that:
d = et osF2 iP (<ï2-»3) + »3I = 81 05F2 (P d, + (1 -/>) »31 avec une estimée de la puissance de bruit présent dans le signal de réception transposé y(t), OSF le facteur de suréchantillonnage par rapport à la fréquence symbole du signal y(t) numérisé, et P un paramètre d'ajustement du taux de fausses alarmes compris entre et 1. En pratique, la valeur P = 0,3 donne de bons résultats dans le cas de trames selon le protocole ADS-B.d = and osF 2 iP (<ï 2 - »3) +» 3I = 81 05F 2 (P d, + (1 - />) »31 with an estimate of the noise power present in the reception signal transposed y (t), OSF the oversampling factor with respect to the symbol frequency of the digitized signal y (t), and P a parameter for adjusting the rate of false alarms between and 1. In practice, the value P = 0.3 gives good results in the case of frames according to the ADS-B protocol.
Une fois la sous-étape E200b de suppression des pics de corrélation d'amplitude inférieure à d effectuée, une cartographie avec un nombre réduit de fausses détections est obtenue.Once the sub-step E200b for suppressing the correlation peaks of amplitude less than d has been carried out, a mapping with a reduced number of false detections is obtained.
Cependant, le nombre de fausses détections est encore réduit afin d'obtenir une complexité calculatoire raisonnable pour une implémentation embarquée. Pour ce faire, trois filtres sont appliqués successivement lors de la mise en œuvre respectivement des étapes E200C à E200h décrites ci-dessous.However, the number of false detections is further reduced in order to obtain a reasonable computational complexity for an on-board implementation. To do this, three filters are applied successively during the implementation of steps E200C to E200h respectively described below.
On entend par complexité calculatoire raisonnable, un calcul qui ne dépasse pas en temps et en puissance les capacités limitées d'une implémentation embarquée.By reasonable computational complexity is meant a computation which does not exceed in time and in power the limited capacities of an on-board implementation.
Premier filtre : Lors d'une sous-étape E200c, un premier pic de corrélation d'indice temporel minimal To est sélectionné dans la cartographie.First filter: During a sub-step E200c, a first correlation peak of minimum time index T o is selected in the mapping.
Lors d'une sous-étape E2OOd, les pics de corrélation ayant :During a substep E2OOd, the correlation peaks having:
- un même indice fréquentiel que le premier pic de corrélation sélectionné ; et- the same frequency index as the first correlation peak selected; and
- un indice temporel supérieur à l'indice temporel du premier pic de corrélation sélectionné auquel est ajoutée la durée de corrélation ;- a time index greater than the time index of the first selected correlation peak to which the correlation duration is added;
sont supprimés dans la durée d'une trame (e.g. 120ps pour le protocole ADS-B) à partir de l'indice fréquentiel du premier pic de corrélation sélectionné.are deleted in the duration of a frame (e.g. 120ps for the ADS-B protocol) from the frequency index of the first correlation peak selected.
En effet, le premier pic de corrélation détecté représentant normalement une trame, les détections qui arrivent dans la durée de corrélation sont censées correspondre à la même trame. Sur une durée de trame, les pics à la même fréquence arrivant au-delà de cette durée de corrélation sont supprimés car seule une trame à une fréquence donnée peut être traitée par durée de trame.Indeed, the first correlation peak detected normally representing a frame, the detections which arrive in the correlation duration are supposed to correspond to the same frame. Over a frame duration, the peaks at the same frequency arriving beyond this correlation duration are suppressed because only one frame at a given frequency can be processed per frame duration.
Deuxième filtre : Lors d'une sous-étape E200e, pour un indice fréquentiel pour lequel au moins deux pics de corrélation existent, une différence d'indices entre les indices temporels maximal et minimal des pics de corrélation en question est obtenue. La répétition, pour chaque indice fréquentiel pour lequel au moins deux pics de corrélation existent dans la cartographie, de l'obtention en question délivre un jeu d'au moins une différence d'indices temporels.Second filter: During a sub-step E200e, for a frequency index for which at least two correlation peaks exist, a difference in indices between the maximum and minimum time indices of the correlation peaks in question is obtained. The repetition, for each frequency index for which at least two correlation peaks exist in the mapping, of the obtaining in question delivers a set of at least one difference in time indices.
Lors d'une sous-étape E200f, un pic de corrélation d'indice temporel maximal parmi les au moins deux pics de corrélation d'indice fréquentiel correspondant à une différence maximale d'indices temporels parmi le jeu précité d'au moins une différence d'indices temporels est supprimé.During a sub-step E200f, a maximum correlation peak in time index among the at least two correlation peaks in frequency index corresponding to a maximum difference in time indices among the aforementioned set of at least one difference d 'time indices is deleted.
Par ailleurs, les sous-étapes E200e d'obtention de la différence d'indice répétée et E200f de suppression d'un pic de corrélation sont mises en œuvre itérativement jusqu'à ce que le nombre total de pics de corrélation présents dans la cartographie soit réduit à un nombre maximal prédéfini de pics. Plus particulièrement, le nombre maximal prédéfini en question est fonction des capacités calculatoires de la cible matérielle sur laquelle est implémentée la technique décrite. Par exemple, un maximum de vingt pics de corrélation peut être traité sur une carte Zynq ZC706 de Xilinx muni d'un FPGA (pour « FieldProgrammable Gâte Array » en anglais) à une fréquence de 250 MHz.Furthermore, the sub-steps E200e of obtaining the repeated index difference and E200f of deleting a correlation peak are implemented iteratively until the total number of correlation peaks present in the mapping is reduced to a predefined maximum number of peaks. More particularly, the predefined maximum number in question is a function of the computing capacities of the hardware target on which the described technique is implemented. For example, a maximum of twenty correlation peaks can be processed on a Zynq ZC706 card from Xilinx fitted with an FPGA (for “FieldProgrammable Gâte Array”) at a frequency of 250 MHz.
Troisième filtre : Lors d'une sous-étape E200g un dernier pic de corrélation d'indice temporel maximal est sélectionné dans la cartographie.Third filter: During a sub-step E200g, a last maximum time index correlation peak is selected in the mapping.
Lors d'une sous-étape E2OOh, un pic de corrélation d'indice temporel précédant l'indice temporel maximal en question est supprimé.During a sub-step E2OOh, a time index correlation peak preceding the maximum time index in question is deleted.
Par ailleurs, la sous-étape E200g de suppression d'un pic de corrélation d'indice temporel précédant l'indice temporel maximal est mise en œuvre itérativement jusqu'à ce que le nombre total de pics de corrélation présents dans la cartographie soit réduit à un autre nombre maximal prédéfini de pics. Dans des variantes, l'autre nombre maximal prédéfini de pics est égal au nombre maximal prédéfini de pics utilisé pour la mise en œuvre de la sous-étape E200f décrite ci-dessus, simplifiant par là-même l'implémentation de la méthode décrite.Furthermore, the sub-step E200g of deleting a correlation peak of time index preceding the maximum time index is implemented iteratively until the total number of correlation peaks present in the mapping is reduced to another predefined maximum number of peaks. In variants, the other predefined maximum number of peaks is equal to the predefined maximum number of peaks used for the implementation of the sub-step E200f described above, thereby simplifying the implementation of the method described.
Dans certains modes de réalisation, les sous-étape E200g et E200h ne sont mises en œuvre que lorsque le nombre de pics de corrélation résiduels après la mise en œuvre de la sous-étape E200f reste malgré tout supérieur au nombre maximal prédéfini de pics.In certain embodiments, the sub-steps E200g and E200h are only implemented when the number of residual correlation peaks after the implementation of the sub-step E200f nevertheless remains greater than the predefined maximum number of peaks.
Sur la base de la cartographie délivrée par le bloc 120 lors de la mise en œuvre de l'étape E200, le bloc 130 détecte ou non une collision entre la trame reçue et une autre trame via la mise en œuvre de l'étape E210.On the basis of the mapping delivered by the block 120 during the implementation of step E200, the block 130 detects or not a collision between the frame received and another frame via the implementation of step E210.
Pour ce faire, sous l'hypothèse que les trames sont de même durée, une analyse des pics de corrélation présents dans la cartographie sur une première fenêtre temporelle [Τθ, Τ±], débutant à l'indice temporel To du premier pic de corrélation précité et d'une durée égale à la durée de trame (e.g. 120ps pour le protocole ADS-B), est effectuée afin de déterminer à la fois la fréquence de la trame reçue et, en cas de détection de collision, la fréquence ainsi que le début de l'autre trame en collision avec la trame reçue.To do this, under the assumption that the frames are of the same duration, an analysis of the correlation peaks present in the mapping over a first time window [Τθ, Τ ± ], starting at the time index T o of the first peak of aforementioned correlation and of a duration equal to the frame duration (eg 120ps for the ADS-B protocol), is carried out in order to determine both the frequency of the frame received and, in the event of collision detection, the frequency thus that the start of the other frame collides with the received frame.
Plus particulièrement, lors d'une sous-étape E210al, pour un indice fréquentiel donné pour lequel au moins un autre pic de corrélation existe dans la cartographie sur la première fenêtre temporelle [Τθ, TJ, un nombre d'indices temporels de l'au moins un autre pic de corrélation d'indice fréquentiel donné dans la première fenêtre temporelle [Τθ, TJ est obtenu. Une telle obtention du nombre des indices, répétée pour chaque indice fréquentiel pour lequel au moins un autre pic de corrélation existe dans la cartographie dans la première fenêtre temporelle [Τθ, TJ, délivre un jeu d'au moins un nombre d'indices temporels.Lors d'une sous-étape E210b, un indice fréquentiel, dit indice fréquentiel de trame, correspondant à un nombre maximal d'indices temporels parmi le jeu précité d'au moins un nombre d'indices temporels est sélectionné.More particularly, during a substep E210al, for a given frequency index for which at least one other correlation peak exists in the mapping on the first time window [Τθ, TJ, a number of time indices of the minus another correlation peak of frequency index given in the first time window [Τθ, TJ is obtained. Such obtaining the number of indices, repeated for each frequency index for which at least one other correlation peak exists in the mapping in the first time window [Τθ, TJ, delivers a set of at least a number of time indices. During a sub-step E210b, a frequency index, called frame frequency index, corresponding to a maximum number of time indices from the above-mentioned set of at least a number of time indices is selected.
L'indice fréquentiel en question identifie la fréquence de la trame reçue.The frequency index in question identifies the frequency of the frame received.
De même, un début estimé de la trame reçue est donné par l'indice temporel minimal de l'au moins un autre pic de corrélation d'indice fréquentiel correspondant à l'indice fréquentiel de trame.Likewise, an estimated start of the frame received is given by the minimum time index of the at least one other correlation peak of frequency index corresponding to the frame frequency index.
Cependant, lorsque au moins un autre nombre d'indices temporels du jeu précité d'au moins un nombre d'indices temporels est égal au nombre maximal d'indices temporels, une sous-étape E210a2 est mise en œuvre. Plus particulièrement, lors de la sous-étape E210a2, pour un indice fréquentiel donné correspondant au nombre maximal d'indices temporels parmi le jeu précité d'au moins un nombre d'indices temporels, une autre différence d'indices entre des indices temporels maximum et minimum de l'au moins un autre pic de corrélation d'indice fréquentiel donné est obtenue. Une telle obtention de la différence d'indice, répétée pour chaque indice fréquentiel correspondant audit nombre maximal d'indices temporels parmi le jeu d'au moins un nombre d'indices temporels délivre un jeu d'au moins une différence d'indices temporels.However, when at least another number of time indices of the above game of at least one number of time indices is equal to the maximum number of time indices, a sub-step E210a2 is implemented. More particularly, during the sub-step E210a2, for a given frequency index corresponding to the maximum number of time indices among the aforementioned set of at least a number of time indices, another difference in indices between maximum time indices and minimum of the at least one other correlation peak of given frequency index is obtained. Such obtaining the difference in index, repeated for each frequency index corresponding to said maximum number of time indices from the set of at least one number of time indices delivers a set of at least one difference of time indices.
De la sorte, l'indice fréquentiel de trame identifiant la fréquence de la trame reçue est mis à jour vers l'indice fréquentiel correspondant à une différence maximale d'indices temporels parmi le jeu précité d'au moins une différence d'indices temporels.In this way, the frame frequency index identifying the frequency of the frame received is updated to the frequency index corresponding to a maximum difference in time indices from the above set of at least one difference in time indices.
Enfin, le début estimé de la trame reçue est également mis à jour vers l'indice temporel minimal de l'au moins un pic de corrélation d'indice fréquentiel correspondant à l'indice fréquentiel de trame mis à jour.Finally, the estimated start of the received frame is also updated towards the minimum time index of the at least one correlation peak of frequency index corresponding to the updated frame frequency index.
Par ailleurs, les pics de corrélation présentant :In addition, the correlation peaks presenting:
- un indice temporel compris entre les indices temporels minimal et maximal de l'au moins un autre pic de corrélation d'indice fréquentiel correspondant à l'indice fréquentiel de trame ; eta time index comprised between the minimum and maximum time indices of the at least one other frequency index correlation peak corresponding to the frame frequency index; and
- un indice fréquentiel différent de l'indice fréquentiel de trame ;- a frequency index different from the frame frequency index;
sont supprimés. En effet, ces détections sont considérées comme de fausses alarmes.are deleted. Indeed, these detections are considered as false alarms.
La figure 3a permet d'illustrer l'application des sous-étapes E210al, E210a2 et E210b sur un exemple concret.Figure 3a illustrates the application of substeps E210al, E210a2 and E210b on a concrete example.
Plus particulièrement, il apparaît sur la première fenêtre temporelle [Τθ, TJ (débutant à l'indice temporel To du premier pic de corrélation détecté et d'une durée égale à la durée de trame) de la cartographie représentée sur la figure 3a que :More particularly, it appears on the first time window [Τθ, TJ (starting at the time index T o of the first correlation peak detected and of a duration equal to the frame duration) of the mapping represented in FIG. 3a that :
- 5 pics de corrélation sont présents à la fréquence fO ;- 5 correlation peaks are present at the frequency fO;
- 2 pics de corrélation sont présents à la fréquence fl ; et- 2 correlation peaks are present at the frequency fl; and
- 5 pics de corrélation est présent à la fréquence f2.- 5 correlation peaks are present at the frequency f2.
De la sorte, la mise en œuvre de la sous-étape E210al précitée délivre le jeu suivant de nombre d'indices temporels de pics présents sur la première fenêtre temporelle [Τθ, TJ :In this way, the implementation of the abovementioned sub-step E210al delivers the following set of number of time indices of peaks present on the first time window [Τθ, TJ:
- 5 indices temporels pour la fréquence fO ;- 5 time indices for the frequency fO;
- 2 indices temporels pour la fréquence fl ; et- 2 time indices for frequency fl; and
- 5 indices temporels pour la fréquence f2.- 5 time indices for frequency f2.
Dans le cas présent à la fois la fréquence fO et la fréquence f2 correspondent à 5 indices temporels (i.e. 5 pics de corrélation sont présents sur la première fenêtre temporelle [Τθ, TJ à la fois la fréquence fO et la fréquence fl).In the present case, both the frequency fO and the frequency f2 correspond to 5 time indices (i.e. 5 correlation peaks are present on the first time window [Τθ, TJ both the frequency fO and the frequency fl).
De la sorte, la sous-étape E210a2 précitée est mise en œuvre de manière à délivrer le jeu suivant de différence d'indices temporels par indice fréquentiel correspondant au nombre d'indices temporels maximal (i.e. pour la fréquence fO et la fréquence f2 dans le cas présent) :In this way, the aforementioned sub-step E210a2 is implemented so as to deliver the following set of difference in time indices by frequency index corresponding to the maximum number of time indices (ie for the frequency f0 and the frequency f2 in the present case):
- différence d'indices temporels de 70 - 0 = 70 pour la fréquence fO ; et- difference in time indices of 70 - 0 = 70 for the frequency fO; and
- différence d'indices temporels de 60 - 0 = 60 pour la fréquence f2.- difference in time indices of 60 - 0 = 60 for frequency f2.
La fréquence fO correspondant à la différence d'indices temporels maximale est ainsi choisie comme étant l'indice fréquentiel de la trame reçue.The frequency f0 corresponding to the maximum difference in time indices is thus chosen as being the frequency index of the frame received.
De même, le début estimé de la trame reçue est donné par l'indice temporel minimal des pics présents à fO, i.e. To dans le cas présent.Likewise, the estimated start of the frame received is given by the minimum temporal index of the peaks present at f0, ie T o in the present case.
Il est à noter que le début estimé de la trame reçue pourrait être différent de To. Dans ce cas, la première fenêtre temporelle [Τθ, TJ serait décalée afin de débuter au début estimé de la trame reçue pour l'application des étapes suivantes, et notamment pour l'application de la sous-étape E210c d'estimation du début de l'autre trame en collision comme décrit ci-dessous.It should be noted that the estimated start of the frame received could be different from T o . In this case, the first time window [Τθ, TJ would be shifted in order to start at the estimated start of the frame received for the application of the following steps, and in particular for the application of the sub-step E210c for estimating the start of the other frame in collision as described below.
Par ailleurs, si la différence d'indices temporels se trouvait être identique pour les fréquences fO et f2, une fréquence serait sélectionnée aléatoirement parmi les deux fréquences en question comme étant l'indice fréquentiel de la trame reçue.Furthermore, if the difference in time indices was found to be identical for the frequencies f0 and f2, a frequency would be randomly selected from the two frequencies in question as being the frequency index of the frame received.
De même, dans le cas où seulement un indice fréquentiel correspond au nombre d'indices temporels maximal, la sous-étape E210a2 précitée n'est pas mise en œuvre et l'indice fréquentiel de la trame reçue est choisi comme étant l'indice fréquentiel en question correspondant au nombre d'indices temporels maximal.Similarly, in the case where only one frequency index corresponds to the maximum number of time indices, the aforementioned sub-step E210a2 is not implemented and the frequency index of the frame received is chosen as being the frequency index in question corresponding to the maximum number of time indices.
Enfin, les pics de corrélation présents aux autres fréquences, i.e. à fl et f2 ici, et dans l'intervalle temporel défini par les indices temporels minimal et maximal des pics de corrélation d'indice fréquentiel correspondant à l'indice fréquentiel de trame, i.e. fO, sont supprimés. Dans le cas présent tous les pics de corrélation présents dans la première fenêtre temporelle [Τθ, TJ aux fréquences fl et f2 sont supprimés.Finally, the correlation peaks present at the other frequencies, ie at fl and f2 here, and in the time interval defined by the minimum and maximum temporal indices of the correlation peaks of frequency index corresponding to the frame frequency index, ie fO, are deleted. In the present case all the correlation peaks present in the first time window [Τθ, TJ at frequencies fl and f2 are deleted.
L'application des sous-étapes E210a et E210b à la situation représentée sur la figure 3a conduit ainsi à la situation illustrée sur la figure 3b.The application of substeps E210a and E210b to the situation shown in Figure 3a thus leads to the situation illustrated in Figure 3b.
De retour à l'étape E210, il est décidé qu'une collision est détectée entre la trame reçue et l'autre trame sur la base des éléments délivrés par les sous-étapes E210a et E210b décrites ci-dessus.Returning to step E210, it is decided that a collision is detected between the frame received and the other frame based on the elements delivered by sub-steps E210a and E210b described above.
Dans une première configuration, il est décidé d'une telle collision lorsqu'au moins un pic de corrélation donné ayant :In a first configuration, such a collision is decided when at least a given correlation peak having:
- un indice fréquentiel différent de l'indice fréquentiel de trame ; et- a frequency index different from the frame frequency index; and
- un indice temporel supérieur à l'indice temporel maximal du ou des pics de corrélation présents à l'indice fréquentiel de trame ;- a time index greater than the maximum time index of the correlation peak or peaks present in the frame frequency index;
existe dans la cartographie sur la première fenêtre temporelle [Τθ, TJ.exists in the mapping on the first time window [Τθ, TJ.
Dans ce cas, l'indice fréquentiel du pic de corrélation donné identifie la fréquence de l'autre trame.In this case, the frequency index of the given correlation peak identifies the frequency of the other frame.
Dans une deuxième configuration, la première fenêtre temporelle [To, TJ ayant le cas échéant été décalée afin de débuter au début estimé de la trame reçue comme décrit ci-dessus en relation avec la figure 3b, il est suspecté une telle collision lorsqu'au moins un pic de corrélation donné existe dans la cartographie sur une deuxième fenêtre temporelle T2] d'une durée égale à la durée de trame (i.e. de même durée temporelle que la première fenêtre temporelle [To, TJ) et débutant à la fin de la première fenêtre temporelle.In a second configuration, the first time window [T o , TJ having been shifted if necessary in order to start at the estimated start of the frame received as described above in relation to FIG. 3b, such a collision is suspected when at least one given correlation peak exists in the mapping on a second time window T 2 ] of a duration equal to the frame duration (ie of the same time duration as the first time window [T o , TJ) and starting at the end of the first time window.
Plus particulièrement, il est suspecté une telle collision lorsque l'au moins un pic de corrélation donné en question a un indice temporel minimal donné et un indice temporel maximal donné tels que :More particularly, such a collision is suspected when the at least one given correlation peak in question has a given minimum time index and a given maximum time index such as:
- la différence entre l'indice temporel minimal donné et la fin de la première fenêtre temporelle est inférieure à un seuil de décision ; et- the difference between the given minimum time index and the end of the first time window is less than a decision threshold; and
- la différence entre l'indice temporel minimal donné et l'indice temporel maximal du ou des pics de corrélation à l'indice fréquentiel de trame représentant la trame reçue sur la première fenêtre temporelle [To, TJ est inférieure au seuil de décision en question auquel est ajoutée la différence entre la fin T2 de la deuxième fenêtre temporelle et l'indice temporel maximal donné.the difference between the given minimum time index and the maximum time index of the correlation peak (s) to the frame frequency index representing the frame received over the first time window [T o , TJ is less than the decision threshold in question to which is added the difference between the end T 2 of the second time window and the given maximum time index.
Dans une variante, le seuil de décision en question est égal à 2 fois la somme de l'intervalle temporel associé à la trame reçue et de l'intervalle temporel associé à une autre trame à un indice fréquentiel différent de l'indice fréquentiel de trame (l'autre trame étant testée comme potentiellement en collision avec la trame reçue).In a variant, the decision threshold in question is equal to 2 times the sum of the time interval associated with the received frame and the time interval associated with another frame with a frequency index different from the frame frequency index (the other frame being tested as potentially in collision with the received frame).
Plus particulièrement, un tel intervalle temporel est défini comme le rapport entre :More particularly, such a time interval is defined as the ratio between:
- la différence entre l'indice temporel maximal et l'indice temporel minimal des pics de corrélation présents sur la fenêtre temporelle [Τθ, T2] (i.e. sur la fenêtre temporelle correspondant à la concaténation des première et deuxième fenêtres temporelles) à l'indice fréquentiel de la trame pour laquelle on veut déterminer l'intervalle temporel en question ; et- the difference between the maximum time index and the minimum time index of the correlation peaks present on the time window [Τθ, T 2 ] (ie on the time window corresponding to the concatenation of the first and second time windows) to the frequency index of the frame for which we want to determine the time interval in question; and
- le nombre de pics de corrélation présents sur la fenêtre temporelle [Τθ, T2] à l'indice fréquentiel en question de la trame pour laquelle on veut déterminer l'intervalle temporel auquel on soustrait 1 ;- the number of correlation peaks present on the time window [Τθ, T 2 ] to the frequency index in question of the frame for which we want to determine the time interval from which we subtract 1;
l'intervalle temporel en question étant évalué lorsque le nombre de pics de corrélation en question est strictement supérieur à 1.the time interval in question being evaluated when the number of correlation peaks in question is strictly greater than 1.
Par ailleurs, dans la deuxième configuration considérée, le début de l'autre trame est estimé lors de la sous-étape E210c comme étant l'indice temporel maximal du ou des pics de corrélation présents à l'indice fréquentiel correspondant à la fréquence de l'autre trame auquel est soustrait la durée de trame.Furthermore, in the second configuration considered, the start of the other frame is estimated during sub-step E210c as being the maximum time index of the correlation peak or peaks present at the frequency index corresponding to the frequency of l other frame from which the frame duration is subtracted.
La figure 3c permet d'illustrer sur un exemple concret le calcul de tels intervalles temporels et la décision de collision associé.FIG. 3c makes it possible to illustrate on a concrete example the calculation of such time intervals and the associated collision decision.
Plus particulièrement, il apparaît qu'aucun pic de corrélation n'est présent sur la fenêtre temporelle [70, 7\] a des indices fréquentiels autres que l'indice fO de la trame reçue. On peut en déduire que nous ne sommes pas dans la première configuration précitée.More particularly, it appears that no correlation peak is present over the time window [7 0 , 7 \] has frequency indices other than the index fO of the frame received. We can deduce that we are not in the first configuration above.
A contrario, il apparaît sur la fenêtre temporelle [Τθ, T2] :Conversely, it appears on the time window [Τθ, T 2 ]:
- 5 pics de corrélation à la fréquence de trame fO, avec un indice temporel maximal de 70 et un indice temporel minimal de 0 ; et- 5 correlation peaks at the frame frequency f0, with a maximum time index of 70 and a minimum time index of 0; and
- 4 pics de corrélation à la fréquence f3, avec un indice temporel maximal de 200 et un indice temporel minimal de 140.- 4 correlation peaks at frequency f3, with a maximum time index of 200 and a minimum time index of 140.
De la sorte, sur la base de la définition donnée ci-dessus, les intervalles temporels associés à la trame reçue (à la fréquence fO), et à l'autre trame (à la fréquence f3) testée comme étant potentiellement en collision avec la trame reçue valent respectivement :In this way, on the basis of the definition given above, the time intervals associated with the received frame (at the frequency f0), and with the other frame (at the frequency f3) tested as being potentially in collision with the frame received are worth respectively:
- (70 - 0)/(5-1) = 17,5 ;et- (70 - 0) / (5-1) = 17.5; and
- (200-140)/(4-1) = 20.- (200-140) / (4-1) = 20.
De la sorte, le seuil de décision précité, lorsque l'autre trame à la fréquence f3 est testée, est égal à 2 * (17,5 + 20) = 75.In this way, the aforementioned decision threshold, when the other frame at the frequency f3 is tested, is equal to 2 * (17.5 + 20) = 75.
Il apparaît ainsi que :It thus appears that:
- la différence entre l'indice temporel minimal des pics de corrélation sur la deuxième fenêtre temporelle et la fin T\ de la première fenêtre temporelle est inférieure au seuil de décision : 140 - 120 = 20 < 75 ; et- the difference between the minimum time index of the correlation peaks on the second time window and the end T \ of the first time window is less than the decision threshold: 140 - 120 = 20 <75; and
- la différence entre l'indice temporel minimal des pics de corrélation sur la deuxième fenêtre temporelle et l'indice temporel maximal des pics de corrélation à l'indice fréquentiel de trame représentant la trame reçue sur la première fenêtre temporelle [Τθ, TJ est inférieure au seuil de décision en question auquel est ajoutée la différence entre la fin T2 de la deuxième fenêtre temporelle et l'indice temporel maximal donné : 140-70 < 75 + (240-200).- the difference between the minimum time index of the correlation peaks on the second time window and the maximum time index of the correlation peaks to the frame frequency index representing the frame received on the first time window [Τθ, TJ is lower to the decision threshold in question to which is added the difference between the end T 2 of the second time window and the given maximum time index: 140-70 <75 + (240-200).
Ainsi, il est décidé qu'une collision est potentiellement intervenue entre la trame à la fréquence de trame fO et l'autre trame à la fréquence f3.Thus, it is decided that a collision has potentially occurred between the frame at the frame frequency f0 and the other frame at the frequency f3.
Pour ce faire, un jeu de possibles débuts de la trame reçue est obtenu de manière itérative.To do this, a set of possible beginnings of the received frame is obtained iteratively.
Plus particulièrement, pour un n-ième pic de corrélation déterminé comme possible début de la trame dans le jeu de possibles débuts de la trame reçue (le n-ième pic de corrélation en question ayant, dans la cartographie, un indice fréquentiel correspondant à l'indice fréquentiel de trame, et ayant un indice temporel compris entre le début estimé de la trame, To, et le début estimé de la trame To auquel est ajouté la durée de corrélation), un test de pics de corrélation parmi les pics de corrélation présents en suivant les indices temporels croissants à partir de l'indice temporel du n-ième pic de corrélation en question est effectué. Un tel test est appliqué successivement jusqu'à la détermination d'un n+l-ième pic de corrélation comme possible début de la trame lorsque l'amplitude du n+l-ième pic de corrélation est telle qu'une différence avec l'amplitude du n-ième pic de corrélation est supérieure à un seuil de détection, lequel est multiplié une valeur minimale des amplitudes des pics de corrélation présents dans la cartographie sur la durée comprise entre To et To auquel est ajouté la durée de corrélation.More particularly, for an nth correlation peak determined as the possible start of the frame in the set of possible beginnings of the frame received (the nth correlation peak in question having, in the mapping, a frequency index corresponding to l frame index, and having a time index between the estimated start of the frame, T o , and the estimated start of the frame T o to which the correlation duration is added), a correlation peak test among the peaks correlation present by following the increasing time indices from the time index of the nth correlation peak in question is performed. Such a test is applied successively until the determination of an n + l-th correlation peak as possible start of the frame when the amplitude of the n + l-th correlation peak is such that a difference with the amplitude of the nth correlation peak is greater than a detection threshold, which is multiplied by a minimum value of the amplitudes of the correlation peaks present in the mapping over the duration between T o and T o to which the correlation duration is added.
Dans le mode de réalisation considéré, le seuil en question est choisi égal à 4 afin de donner de bonnes performances pour la réception de trames selon le protocole ADSB.In the embodiment considered, the threshold in question is chosen equal to 4 in order to give good performance for the reception of frames according to the ADSB protocol.
Par ailleurs, le test successif est mis en œuvre itérativement depuis un état initial dans lequel l'indice temporel du n-ième pic de corrélation correspond au début estimé de la trame, To, le n+l-ième pic de corrélation se substituant au n-ième pic de corrélation pour une mise en œuvre suivante du test successif en question. Une telle mise en œuvre itérative délivre le jeu de possibles débuts de la trame reçue.Furthermore, the successive test is implemented iteratively from an initial state in which the time index of the nth correlation peak corresponds to the estimated start of the frame, T o , the n + lth correlation peak replacing at the n th correlation peak for a subsequent implementation of the successive test in question. Such an iterative implementation delivers the set of possible beginnings of the frame received.
Par ailleurs, le début de l'autre trame est estimé dans le cas présent (i.e. deuxième configuration précitée) comme étant l'indice temporel maximal des pics de corrélation présents à l'indice fréquentiel correspondant à f3 auquel est soustraite la durée de trame, i.e. 200 - 120 = 80. L'intervalle dans lequel se situe le début de la première trame est délimité par T0 et le minimum de deux valeurs : T0 + durée de la fenêtre de corrélation (26ps), et TO+le début estimé de la première trame (80 ps). L'intervalle dans lequel se situe le début de la première trame est [ΤΟ TO+26 ps].Furthermore, the start of the other frame is estimated in the present case (ie the second configuration mentioned above) as being the maximum time index of the correlation peaks present at the frequency index corresponding to f3 from which the frame duration is subtracted, ie 200 - 120 = 80. The interval in which the start of the first frame is located is delimited by T0 and the minimum of two values: T0 + duration of the correlation window (26ps), and TO + the estimated start of the first frame (80 ps). The interval in which the start of the first frame is located is [ΤΟ TO + 26 ps].
De retour à la figure 2b, lorsqu'aucune collision n'est détectée lors de la mise en œuvre de l'étape E210 par le bloc 130, le signal transposé correspondant au signal de réception délivré par l'antenne 110_l est délivré au bloc 160 pour démodulation afin d'estimer les données véhiculées par la trame reçue. Comme décrit ci-dessus en relation avec la figure 1, le bloc 160 implémente des techniques classiques bien connues de l'homme du métier de démodulation d'un signal radiofréquence.Returning to FIG. 2b, when no collision is detected during the implementation of step E210 by block 130, the transposed signal corresponding to the reception signal delivered by the antenna 110_l is delivered to block 160 for demodulation in order to estimate the data carried by the received frame. As described above in relation to FIG. 1, the block 160 implements conventional techniques well known to those skilled in the art of demodulating a radiofrequency signal.
A contrario, lorsqu'une collision est détectée lors de la mise en œuvre de l'étape E210 par le bloc 130, la pluralité de signaux transposés est délivrée au bloc 140 mettant en œuvre l'étape E220 de séparation aveugle de source.Conversely, when a collision is detected during the implementation of step E210 by block 130, the plurality of transposed signals is delivered to block 140 implementing step E220 of source blind separation.
Plus particulièrement, la méthode de séparation aveugle de source est une méthode d'analyse en composantes indépendantes (ACI) implémentée sous une forme dite « rapide ». Une telle méthode, permettant une implémentation efficace en termes de charge de calcul, est en particulier décrite dans les références suivantes :More particularly, the blind source separation method is an independent component analysis (ACI) method implemented in a so-called “fast” form. Such a method, allowing an efficient implementation in terms of computational load, is in particular described in the following references:
- « On extending the complex Fast ICA algorithms to noisy data », Neural Networks, Z. Ruan, L. Li, G. Qian, 2014 ;- "On extending the complex Fast ICA algorithms to noisy data", Neural Networks, Z. Ruan, L. Li, G. Qian, 2014;
- « ICA by maximization of non-gaussianity using complexfunctions », IEEE, M. Noley, T. Adali, 2005 ;- “ICA by maximization of non-gaussianity using complexfunctions”, IEEE, M. Noley, T. Adali, 2005;
- « A fast fixed-point algorithm for independent component analysis of complex valued signais », Neural Networks Research Centre, International Journal of Neural Systems, Vol. 10, No. 1, E. Bingham, A. Hyvarinen, Feb. 2000 ; et- "A fast fixed-point algorithm for independent component analysis of complex valued signais", Neural Networks Research Center, International Journal of Neural Systems, Vol. 10, No. 1, E. Bingham, A. Hyvarinen, Feb. 2000; and
- « Fastandrobustfixed-pointalgorithmsfor independentcomponentanalysis », IEEE Trans. on Neural Networks, A. Hyvarinen, 1999.- "Fastandrobustfixed-pointalgorithmsfor independentcomponentanalysis", IEEE Trans. on Neural Networks, A. Hyvarinen, 1999.
Dans d'autres variantes, d'autres méthodes de séparation aveugle de source sont utilisées, par exemple les méthodes basées sur la maximisation de la non-gaussianité, sur la minimisation de l'information mutuelle, sur la maximisation de la vraisemblance, sur les statistiques d'ordre deux, ou encore sur une approche tensorielle. On peut citer à titre d'exemple nullement limitatif : NG-FICA (Natural Gradient - Flexible ICA), TICA (Thin algorithm for ICA), ERICA (Equivariant Robust ICA), JADE (Robust Joint Approximate Diagonalization of Eigen matrices), SOBI (Second Order Blind Identification with Robust Orthogonalization), AMUSE (Algorithm for Multiple Unknown Signal Extraction). En parallèle de ces approches classiques d'ACI, on peut mentionner également l'existence d'approches utilisant des hypothèses complémentaires comme l'analyse en composantes parcimonieuses (SCA ou Sparse Component Analysis en anglais) ou la factorisation en matrices non-négatives (NMF ou Non-negative Matrix Factorization en anglais).In other variants, other methods of blind source separation are used, for example the methods based on the maximization of non-gaussianity, on the minimization of mutual information, on the maximization of likelihood, on the second order statistics, or even on a tensorial approach. We can cite as an example in no way limiting: NG-FICA (Natural Gradient - Flexible ICA), TICA (Thin algorithm for ICA), ERICA (Equivariant Robust ICA), JADE (Robust Joint Approximate Diagonalization of Eigen matrices), SOBI ( Second Order Blind Identification with Robust Orthogonalization), AMUSE (Algorithm for Multiple Unknown Signal Extraction). In parallel with these classic ACI approaches, we can also mention the existence of approaches using complementary hypotheses such as parsimonious component analysis (SCA or Sparse Component Analysis in English) or factorization in non-negative matrices (NMF or Non-negative Matrix Factorization in English).
Par ailleurs, la méthode de séparation aveugle de source tient compte du ou des début(s) de la trame reçue et/ou de l'autre trame tel(s) qu'estimé(s) respectivement lors de la mise en œuvre des sous-étapes E210b et E210c décrites ci-dessus. De la sorte, la consommation en énergie du système est maîtrisée, la méthode de séparation aveugle de sources n'étant appliquée que sur la portion d'intérêt des signaux de réception.Furthermore, the blind source separation method takes into account the start (s) of the received frame and / or the other frame as estimated respectively when implementing the sub -stages E210b and E210c described above. In this way, the energy consumption of the system is controlled, the method of blind separation of sources being applied only to the portion of interest of the reception signals.
Suite à la mise en œuvre de la méthode de séparation aveugle de source lors de l'étape E220, le bloc 140 délivre au bloc 150 une pluralité de signaux séparés correspondant à la pluralité de signaux de réception délivrés par les antennes 110_l à 110_N.Following the implementation of the blind source separation method during step E220, the block 140 delivers to the block 150 a plurality of separate signals corresponding to the plurality of reception signals delivered by the antennas 110_l to 110_N.
Lors d'une étape E230, le bloc 150 sélectionne un signal séparé parmi la pluralité de signaux séparés délivrés par le bloc 140.During a step E230, the block 150 selects a separate signal from the plurality of separate signals delivered by the block 140.
Plus particulièrement, le bloc 150 sélectionne le signal séparé maximisant le ratio entre la puissance du signal séparé en question au niveau de l'autre trame (i.e. sur un symbole du signal séparé au temps de la première détection concernant l'autre trame), et la puissance du signal séparé au niveau de la trame reçue en question (i.e. sur un symbole du signal séparé au temps To).More particularly, block 150 selects the separate signal maximizing the ratio between the power of the separate signal in question at the level of the other frame (ie on a symbol of the separated signal at the time of the first detection concerning the other frame), and the power of the separate signal at the level of the received frame in question (ie on a symbol of the separate signal at time T o ).
Par ailleurs, lors d'une étape E240, le bloc 150 détermine un intervalle de recherche d'un début précisé de l'autre trame sur la base de la cartographie.Furthermore, during a step E240, the block 150 determines a search interval for a specified start of the other frame on the basis of the mapping.
Plus particulièrement, dans la première configuration précitée (cas où un pic de corrélation de l'autre trame en collision a un indice temporel dans la première fenêtre temporelle [Τθ, TJ) :More particularly, in the above-mentioned first configuration (case where a correlation peak of the other colliding frame has a time index in the first time window [Τθ, TJ):
- la borne inférieure de intervalle de recherche est égale à l'indice temporel minimal du ou des pics de corrélation présents à l'indice fréquentiel de l'autre trame auquel est soustraite la durée de corrélation ; etthe lower limit of the search interval is equal to the minimum time index of the correlation peak or peaks present in the frequency index of the other frame from which the correlation duration is subtracted; and
- la borne supérieure de intervalle de recherche est égale à la valeur minimale entre :- the upper limit of the search interval is equal to the minimum value between:
• l'indice temporel minimal des pics de corrélation présents à l'indice fréquentiel de l'autre trame auquel est ajoutée la durée de corrélation ; et • le début estimé de la trame auquel est ajoutée la durée de trame.• the minimum time index of the correlation peaks present in the frequency index of the other frame to which the correlation duration is added; and • the estimated start of the frame to which the frame duration is added.
Par ailleurs, dans la deuxième configuration précitée (cas où les pics de corrélation de l'autre trame en collision ont un indice temporel dans la deuxième fenêtre temporelle [7i,T2]) :Furthermore, in the aforementioned second configuration (case where the correlation peaks of the other colliding frame have a time index in the second time window [7i, T 2 ]):
- la borne inférieure de intervalle de recherche est égale à l'indice temporel maximal du ou des pics de corrélation présents à l'indice fréquentiel de l'autre trame auquel est soustraite la durée de trame ; etthe lower limit of the search interval is equal to the maximum time index of the correlation peak or peaks present in the frequency index of the other frame from which the frame duration is subtracted; and
- la borne supérieure de intervalle de recherche est égale à l'indice temporel minimal du ou des pics de corrélation présents à l'indice fréquentiel de l'autre trame.- the upper limit of the search interval is equal to the minimum time index of the correlation peak or peaks present in the frequency index of the other frame.
La figure 3d permet d'illustrer sur un exemple concret le calcul d'un tel intervalle de recherche dans la première configuration précitée.Figure 3d illustrates on a concrete example the calculation of such a search interval in the first configuration above.
Plus particulièrement, considérant que la durée de corrélation est de 26ps, que la durée de trame est de 120ps (cas ADS-B), et que l'indice fréquentiel de l'autre trame correspond à la fréquence f2 (exemple de la figure 3d), l'application des traitements précités de l'étape E240 donne que :More particularly, considering that the correlation duration is 26ps, that the frame duration is 120ps (ADS-B case), and that the frequency index of the other frame corresponds to the frequency f2 (example of figure 3d ), the application of the abovementioned treatments of step E240 gives that:
- la borne inférieure de intervalle de recherche est égale à : To + 100 - 26 ; et- the lower limit of the search interval is equal to: T o + 100 - 26; and
- la borne supérieure de intervalle de recherche est égale à : ΓηϊηίίΤ’θ + 100) + 26, To + 120).- the upper bound of the search interval is equal to: ΓηϊηίίΤ'θ + 100) + 26, T o + 120).
De la sorte, l'intervalle de recherche est dans le cas présent : [To + 74, TJIn this way, the search interval is in the present case: [T o + 74, TJ
La figure 3e permet quant à elle d'illustrer sur un exemple concret le calcul d'un tel intervalle de recherche dans la deuxième configuration précitée.FIG. 3e makes it possible to illustrate on a concrete example the calculation of such a search interval in the aforementioned second configuration.
Plus particulièrement, considérant également que la durée de corrélation est de 26ps, que la durée de trame est de 120ps, et que l'indice fréquentiel de l'autre trame correspond à la fréquence f2 (exemple de la figure 3e), l'application des traitements précités de l'étape E240 donne que :More particularly, also considering that the correlation duration is 26ps, that the frame duration is 120ps, and that the frequency index of the other frame corresponds to the frequency f2 (example of FIG. 3e), the application of the abovementioned treatments of step E240 gives that:
- la borne inférieure de intervalle de recherche est égale à : To + 200 - 120 ; et- the lower limit of the search interval is equal to: T o + 200 - 120; and
- la borne supérieure de intervalle de recherche est égale à : To + 140.- the upper limit of the search interval is equal to: T o + 140.
De la sorte, l'intervalle de recherche est dans le cas présent : [To + 80, To + 140].In this way, the search interval is in the present case: [T o + 80, T o + 140].
De retour à la figure 2b, lors d'une étape E250 le bloc 150 estime un début précisé de l'autre trame.Returning to FIG. 2b, during a step E250, the block 150 estimates a precise start of the other frame.
Pour ce faire, le bloc 150 applique les traitements décrits ci-dessus à une cartographie afin d'estimer le début possible minimal de l'autre trame détectée. Une telle cartographie est obtenue par application de l'étape E200 de détection de trames à la portion du signal séparé sélectionné correspondant à l'intervalle de recherche déterminé lors de la mise en œuvre de l'étape E240 et par une réduction du nombre de fausses alarmes.To do this, the block 150 applies the processing described above to a mapping in order to estimate the minimum possible start of the other detected frame. Such a mapping is obtained by applying step E200 of frame detection to the portion of the separate signal selected corresponding to the search interval determined during the implementation of step E240 and by reducing the number of false alarms.
Plus particulièrement, la cartographie est obtenue par application des traitements liés au calcul d'une fonction de corrélation en temps et fréquence, ainsi que des traitements liés à la réduction du nombre de fausses détections tels que décrits ci-dessus en relation avec les sous-étapes de l'étape E200 de détection de trames. Cependant, les traitements en question sont ici appliqués à une portion du signal séparé sélectionné correspondant à l'intervalle de recherche précité. La cartographie précisée est ainsi représentative de la localisation, dans le temps et en fréquence, de trames présentes au sein dudit signal séparé sélectionné sur la durée de l'intervalle de recherche.More particularly, the mapping is obtained by application of the processing operations related to the calculation of a correlation function in time and frequency, as well as processing operations related to the reduction of the number of false detections as described above in relation to the sub- steps of step E200 of frame detection. However, the processing in question is here applied to a portion of the separate signal selected corresponding to the abovementioned search interval. The specified mapping is thus representative of the location, in time and in frequency, of frames present within said separate signal selected over the duration of the search interval.
En effet, l'application des traitements en question au signal séparé délivré par le bloc 140 permet d'obtenir une meilleure précision sur les pics de corrélation de l'autre trame dans la cartographie précisée de par l'annulation (ou du moins la minimisation) des éléments liés aux autres trames présentes au niveau de la collision détectée.Indeed, the application of the processing in question to the separate signal delivered by the block 140 makes it possible to obtain better precision on the correlation peaks of the other frame in the mapping specified by the cancellation (or at least the minimization ) elements linked to the other frames present at the level of the detected collision.
De la sorte, la mise en œuvre des traitements de la sous-étape E210c appliqués à la cartographie précisée délivre une estimation d'un début précisé de l'autre trame.In this way, the implementation of the processing operations of sub-step E210c applied to the specified mapping delivers an estimate of a specified start of the other frame.
Le jeu de possibles débuts de l'autre trame est obtenu par suppression, dans la cartographie précisée (obtenue ci-dessus par mise en œuvre de l'étape E200 à une portion du signal séparé sélectionné correspondant à l'intervalle de recherche), des pics de corrélation ayant une amplitude inférieure au seuil d3.The set of possible beginnings of the other frame is obtained by deleting, in the specified mapping (obtained above by implementing step E200 at a portion of the selected separate signal corresponding to the search interval) correlation peaks having an amplitude below the threshold d 3 .
Le seuil d3 est calculé de manière similaire au seuil d déterminé lors de la mise en œuvre de la sous-étape E200b décrite ci-dessus.The threshold d 3 is calculated similarly to the threshold d determined during the implementation of the sub-step E200b described above.
Plus particulièrement, la puissance Pz j du signal séparé sélectionné z(t) sur une durée égale à la moitié de la durée de corrélation (i.e. sur NREF échantillons) et débutant à un indice temporel j dans l'intervalle de recherche précité est évaluée suivant :More particularly, the power P z j of the selected separate signal z (t) over a duration equal to half the correlation duration (ie over N REF samples) and starting at a time index j in the aforementioned search interval is evaluated following:
1ν'*1ν *
P y.P y.
Puis, la puissance moyennes PtmPiZj des échantillons du signal séparé sélectionné z(t) ayant une puissance supérieure à Pz j est déterminée suivant :Then, the mean power Pt mPiZ j of the samples of the selected separate signal z (t) having a power greater than P z j is determined according to:
«e··»* '- *,Λ"E ··" * '- *, Λ
Le seuil d3 est alors donné par :The threshold d 3 is then given by:
d3 = 81.0SF2. [r].PimPiZj + (1 - rç).^] avec une estimée de la puissance de bruit présent dans le signal séparé z(t), OSF le facteur de suréchantillonnage par rapport à la fréquence symbole du signal z(t) numérisé, et η un paramètre d'ajustement du taux de fausse alarmes compris entre 0 et 1.d 3 = 81.0SF 2 . [r] .P imPiZ j + (1 - rç). ^] with an estimate of the noise power present in the separate signal z (t), OSF the oversampling factor compared to the symbol frequency of the signal z (t ) digitized, and η a parameter for adjusting the rate of false alarms between 0 and 1.
Plus particulièrement, dans la première configuration précitée (cas où un pic de corrélation de l'autre trame en collision a un indice temporel dans la première fenêtre temporelle [Τθ, T\]), le paramètre η est préférentiellement mis à la valeur de 0,3. Si aucun pic de détection résiduel n'est obtenu pour l'autre trame, le premier pic (dans l'ordre des indices temporels croissants) qui était présent dans l'intervalle de recherche avant seuillage est gardé.More particularly, in the aforementioned first configuration (case where a correlation peak of the other colliding frame has a time index in the first time window [Τθ, T \]), the parameter η is preferably set to the value of 0 3. If no residual detection peak is obtained for the other frame, the first peak (in the order of the increasing time indices) which was present in the search interval before thresholding is kept.
Dans la deuxième configuration précitée (cas où les pics de corrélation de l'autre trame en collision ont un indice temporel dans la deuxième fenêtre temporelle [7\, Έ2]), le paramètre η est préférentiellement mis à la valeur de 0,2. Si aucun pic de détection résiduel n'est obtenu pour l'autre trame après seuillage, le paramètre η est alors réduit à 0,1 puis 0 jusqu'à ce qu'au moins un pic de corrélation représentatif de l'autre trame soit obtenu.In the above-mentioned second configuration (case where the correlation peaks of the other colliding frame have a time index in the second time window [7 \, Έ 2 ]), the parameter η is preferably set to the value of 0.2 . If no residual detection peak is obtained for the other frame after thresholding, the parameter η is then reduced to 0.1 and then 0 until at least one correlation peak representative of the other frame is obtained .
Lors d'une étape E260, le bloc 150 confirme ou non la collision entre la trame reçue et l'autre trame sur la base du début estimé de la trame reçue et du début précisé de l'autre trame en question.During a step E260, the block 150 confirms or not the collision between the frame received and the other frame based on the estimated start of the frame received and the specified start of the other frame in question.
Pour ce faire, lors d'une sous-étape E260a, toutes les différences possibles entre les indices temporels des pics de corrélation d'un jeu de possibles débuts de l'autre trame, et les indices temporels des pics de corrélation d'un jeu de possibles débuts de la trame reçue sont calculées afin de délivrer un jeu de différences temporelles.To do this, during a substep E260a, all the possible differences between the time indices of the correlation peaks of a set of possible beginnings of the other frame, and the time indices of the correlation peaks of a set possible beginnings of the received frame are calculated in order to deliver a set of time differences.
La collision entre la trame reçue et l'autre trame est ainsi confirmée lorsqu'au moins une différence temporelle du jeu de différences temporelles en question est strictement inférieure à la durée de trame.The collision between the received frame and the other frame is thus confirmed when at least one time difference of the set of time differences in question is strictly less than the frame duration.
Si la détection n'est pas confirmée, la bloc 150 indique au bloc de démodulation 160 d'estimer les données véhiculées par la trame reçue par mise en œuvre des traitements de l'étape E270 sur la base du signal de réception délivré par l'antenne 110_l.If the detection is not confirmed, the block 150 indicates to the demodulation block 160 to estimate the data conveyed by the frame received by implementing the processing operations of step E270 on the basis of the reception signal delivered by the antenna 110_l.
On se retrouve alors dans la même situation que celle obtenue lorsqu'aucune collision n'a été détectée lors de la mise en œuvre de l'étape E210 par le bloc 130.We then find ourselves in the same situation as that obtained when no collision was detected during the implementation of step E210 by the block 130.
A contrario, lorsque la collision est confirmée, le bloc 150 indique au bloc 160_l (ou 160_2, ..., ou 160_N) correspondant de démoduler le signal séparé comprenant une estimation de la trame reçue par mise en œuvre des traitements de l'étape E270.Conversely, when the collision is confirmed, the block 150 indicates to the corresponding block 160_l (or 160_2, ..., or 160_N) to demodulate the separate signal comprising an estimate of the frame received by implementing the processing operations of the step E270.
Un telle démodulation met en œuvre les mêmes techniques classiques de démodulation d'un signal radiofréquence comme indiqué ci-dessus.Such a demodulation implements the same conventional techniques for demodulating a radiofrequency signal as indicated above.
Cependant, une telle démodulation prend ici en compte une cartographie modifiée sur la base du début précisé de l'autre trame.However, such a demodulation here takes into account a modified cartography on the basis of the precise start of the other frame.
Pour ce faire, le bloc 150 détermine un délai minimal égal au minimum des différences temporelles du jeu de différences temporelles délivré lors de la mise en œuvre de la sous-étape E260a décrite ci-dessus. Sur cette base, le bloc 150 met en œuvre :To do this, the block 150 determines a minimum delay equal to the minimum of the time differences of the set of time differences delivered during the implementation of the substep E260a described above. On this basis, block 150 implements:
- lorsque le délai minimal en question est strictement inférieur à une différence entre le début estimé de l'autre trame et le début estimé de la trame reçue : une sous-étape E260b d' insertion, dans la cartographie précisée, d'un pic de corrélation additionnel ayant un indice fréquentiel correspondant à l'indice fréquentiel de l'autre trame et ayant un indice temporel correspondant au début estimé de la trame auquel est ajouté le délai minimal. Le début précisé de l'autre trame est alors mis à jour à la valeur de l'indice temporel du pic de corrélation additionnel ;- when the minimum delay in question is strictly less than a difference between the estimated start of the other frame and the estimated start of the frame received: a sub-step E260b of insertion, in the specified mapping, of a peak of additional correlation having a frequency index corresponding to the frequency index of the other frame and having a time index corresponding to the estimated start of the frame to which the minimum delay is added. The specified start of the other frame is then updated to the value of the time index of the additional correlation peak;
- lorsque le délai minimal en question est supérieur ou égal à la différence entre le début précisé de l'autre trame et le début estimé de la trame reçue :- when the minimum delay in question is greater than or equal to the difference between the specified start of the other frame and the estimated start of the frame received:
o une sous-étape E260c de suppression, dans la cartographie précisée, de chaque pic de corrélation ayant un indice fréquentiel correspondant à l'indice fréquentiel de l'autre trame et ayant un indice temporel inférieur au début estimé de la trame auquel est ajouté le délai minimal ;o a substep E260c of deleting, in the specified mapping, each correlation peak having a frequency index corresponding to the frequency index of the other frame and having a time index lower than the estimated start of the frame to which the minimum time;
o Par ailleurs, la sous-étape E260b d'insertion est également mise en œuvre lorsque le délai minimal est supérieur à la différence entre le début précisé de l'autre trame et le début estimé de la trame, le début estimé de l'autre trame étant mis à jour à une valeur de l'indice temporel du pic de corrélation additionnel. Le début estimé de l'autre trame est alors mis à jour à la valeur de l'indice temporel du pic de corrélation additionnel.o In addition, the insertion sub-step E260b is also implemented when the minimum delay is greater than the difference between the specified start of the other frame and the estimated start of the frame, the estimated start of the other frame being updated to a value of the time index of the additional correlation peak. The estimated start of the other frame is then updated to the value of the time index of the additional correlation peak.
De la sorte, la cartographie estimée modifiée utilisée pour la démodulation du signal séparé est obtenue.In this way, the modified estimated mapping used for the demodulation of the separate signal is obtained.
La figure 3f illustre sur un exemple concret l'application de la sous-étape E260b d'insertion, dans la cartographie estimée, lorsque le délai minimal est inférieur strictement à une différence entre le début précisé de l'autre trame et le début estimé de la trame reçue.FIG. 3f illustrates on a concrete example the application of the insertion sub-step E260b, in the estimated mapping, when the minimum delay is less strictly than a difference between the specified start of the other frame and the estimated start of the frame received.
Selon cet exemple le délai minimal est égal à 80.According to this example the minimum delay is equal to 80.
Par ailleurs, la différence entre le début estimé de l'autre trame, ici 100, et le début estimé de la trame reçue, ici To pris égal à 0, vaut 100.Furthermore, the difference between the estimated start of the other frame, here 100, and the estimated start of the frame received, here T o taken equal to 0, is equal to 100.
La sous-étape E260b d'insertion est ainsi mise en œuvre de manière à insérer dans la cartographie précisée un pic de corrélation additionnel à la fréquence de l'autre trame,The insertion sub-step E260b is thus implemented so as to insert into the specified mapping an additional correlation peak at the frequency of the other frame,
i.e. f2, et à l'indice temporel 80.i.e. f2, and at time index 80.
De la sorte, le début précisé de l'autre trame est mis à jour à la valeur de l'indice temporel du pic de corrélation additionnel, i.e. 80 dans le cas présent.In this way, the specified start of the other frame is updated to the value of the time index of the additional correlation peak, i.e. 80 in the present case.
La cartographie précisée modifiée obtenue est illustrée sur la figure 3g.The modified modified cartography obtained is illustrated in FIG. 3g.
De même, la figure 3h illustre sur un exemple concret l'application de la sousétape E260c de suppression, dans la cartographie précisée, lorsque le délai minimal est supérieur ou égal à une différence entre le début estimé de l'autre trame et le début estimé de la trame reçue, ainsi que l'illustration de l'application de la sous-étape E260b d'insertion lorsque le délai minimal est égal à la différence entre le début précisé de l'autre trame et le début estimé de la trame.Similarly, FIG. 3h illustrates on a concrete example the application of the deletion sub-step E260c, in the specified mapping, when the minimum delay is greater than or equal to a difference between the estimated start of the other frame and the estimated start. of the received frame, as well as the illustration of the application of the insertion sub-step E260b when the minimum delay is equal to the difference between the specified start of the other frame and the estimated start of the frame.
Selon cet exemple le délai minimal est égal à 110.In this example, the minimum delay is 110.
Par ailleurs, la différence entre le début estimé de l'autre trame, ici 100, et le début estimé de la trame reçue, ici To pris égal à 0, vaut 100. La différence en question est donc inférieure au délai minimal dans le cas présent.Furthermore, the difference between the estimated start of the other frame, here 100, and the estimated start of the frame received, here T o taken equal to 0, is equal to 100. The difference in question is therefore less than the minimum delay in the present case.
De la sorte, la sous-étape E260c de suppression est mise en œuvre de manière à supprimer dans la cartographie précisée le pic de corrélation à la fréquence f2 (i.e. la fréquence de l'autre trame) ayant un indice temporel égal à 100.In this way, the deletion sub-step E260c is implemented so as to delete in the specified mapping the correlation peak at the frequency f2 (i.e. the frequency of the other frame) having a time index equal to 100.
Cependant, comme aucun pic de corrélation n'est présent à la fréquence f2 à l'indice temporel 110 (correspondant à To auquel est ajouté le délai minimal), la sousétape E260b d'insertion est mise en œuvre de manière à insérer dans la cartographie précisée un pic de corrélation additionnel à la fréquence f2 et à l'indice temporel 110 en question.However, since no correlation peak is present at the frequency f2 at the time index 110 (corresponding to T o to which the minimum delay is added), the insertion sub-step E260b is implemented so as to insert into the specified mapping an additional correlation peak at the frequency f2 and the time index 110 in question.
De la sorte, le début précisé de l'autre trame est mis à jour à la valeur de l'indice temporel du pic de corrélation additionnel, i.e. 110 dans le cas présent.In this way, the specified start of the other frame is updated to the value of the time index of the additional correlation peak, i.e. 110 in the present case.
La cartographie précisée modifiée obtenue dans ce cas est illustrée sur la figure 3i.The modified precise mapping obtained in this case is illustrated in FIG. 3i.
Par ailleurs, dans des variantes le procédé décrit ci-dessus est mis en œuvre de manière itérative.Furthermore, in variants the method described above is implemented iteratively.
Plus particulièrement, une fois la trame reçue démodulée, les étapes de détection de collision et celles qui en découlent sont mises en œuvre à nouveau dans une configuration dans laquelle l'autre trame se substitue à la trame reçue. Le début précisé de l'autre trame se substitue alors au début estimé de la trame.More particularly, once the received frame has been demodulated, the collision detection steps and those which result therefrom are implemented again in a configuration in which the other frame replaces the received frame. The specified start of the other frame then replaces the estimated start of the frame.
En d'autres termes, les étapes en question sont mises en œuvre avec des première et deuxième fenêtres temporelles mises à jour avec un nouvel indice temporel de départ To égal au début précisé de l'autre trame obtenu à l'itération précédente.In other words, the steps in question are implemented with first and second time windows updated with a new starting time index T o equal to the specified start of the other frame obtained in the previous iteration.
Ainsi, la détection de collision se fait successivement dans le temps pour chaque trame détectée.Thus, the collision detection is done successively over time for each detected frame.
La figure 4 présente un exemple de structure du dispositif 100 d'estimation d'une trame radiofréquence, permettant la mise en œuvre du procédé des figures 2a et 2b.FIG. 4 shows an example of the structure of the device 100 for estimating a radiofrequency frame, enabling the method of FIGS. 2a and 2b to be implemented.
Le dispositif 100 comprend une mémoire vive 403 (par exemple une mémoire RAM), une unité de traitement 402 équipée par exemple d'un processeur, et pilotée par un programme d'ordinateur stocké dans une mémoire morte 401 (par exemple une mémoire ROM ou un disque dur). A l'initialisation, les instructions de code du programme d'ordinateur sont par exemple chargées dans la mémoire vive 403 avant d'être exécutées par le processeur de l'unité de traitement 402.The device 100 comprises a random access memory 403 (for example a RAM memory), a processing unit 402 equipped for example with a processor, and controlled by a computer program stored in a read-only memory 401 (for example a ROM memory or a hard disc). On initialization, the code instructions of the computer program are for example loaded into the random access memory 403 before being executed by the processor of the processing unit 402.
Cette figure 4 illustre seulement une manière particulière, parmi plusieurs possibles, de réaliser le dispositif 100, afin qu'il effectue certaines étapes du procédé détaillé ci-dessus, en relation avec les figures 2a et 2b (dans l'un quelconque des différents modes de réalisation). En effet, ces étapes peuvent être réalisées indifféremment sur une machine de calcul reprogrammable (un ordinateur PC, un processeur DSP ou un microcontrôleur) exécutant un programme comprenant une séquence d'instructions, ou 5 sur une machine de calcul dédiée (par exemple un ensemble de portes logiques comme un FPGA ou un ASIC, ou tout autre module matériel).This FIG. 4 illustrates only one particular way, among several possible, of producing the device 100, so that it performs certain steps of the method detailed above, in relation to FIGS. 2a and 2b (in any of the different modes of realization). Indeed, these steps can be carried out indifferently on a reprogrammable computing machine (a PC computer, a DSP processor or a microcontroller) executing a program comprising a sequence of instructions, or on a dedicated computing machine (for example a set logic gates such as an FPGA or ASIC, or any other hardware module).
Dans le cas où le dispositif 100 est réalisé avec une machine de calcul reprogrammable, le programme correspondant (c'est-à-dire la séquence d'instructions) pourra être stocké dans un médium de stockage amovible (tel que par exemple une 10 disquette, un CD-ROM ou un DVD-ROM) ou non, ce médium de stockage étant lisible partiellement ou totalement par un ordinateur ou un processeur.In the case where the device 100 is produced with a reprogrammable calculation machine, the corresponding program (that is to say the sequence of instructions) may be stored in a removable storage medium (such as for example a floppy disk , a CD-ROM or a DVD-ROM) or not, this storage medium being partially or totally readable by a computer or a processor.
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Non-Patent Citations (1)
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