WO2008007019A2 - Procedes d'emission et de reception d'un signal multiporteuse a modulation oqam, et preamble particulier - Google Patents

Procedes d'emission et de reception d'un signal multiporteuse a modulation oqam, et preamble particulier Download PDF

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WO2008007019A2
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Chrislin Lele
Jean-Philippe Javaudin
Alexandre Skrzypczak
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France Telecom
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Definitions

  • the field of the invention is that of the transmission and broadcasting of digital information, especially at high speed, over a limited frequency band.
  • the invention relates to a technique for transmitting and receiving a multicarrier signal making it possible to obtain, on reception, an estimate of the transmission channel, for example in a mobile radio environment.
  • the technique according to the invention is well suited to the transmission of multi-carrier signals having undergone modulation of the OFDM / OQAM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing / Offset Quadrature Amplitude Modulation) or BFDM / OQAM type.
  • OFDM / OQAM Orthogonal Frequency Division Multiplexing / Offset Quadrature Amplitude Modulation
  • BFDM / OQAM type BFDM / OQAM type.
  • Biorthogonal Frequency Division Multiplexing / OQAM for which the carriers are shaped by a prototype function.
  • Such a modulation technique provides an effective solution to the problem of broadcasting information, especially for multipath channels, wired or wireless.
  • the OFDM multicarrier modulation technique has been adopted in several standards and specifications for wireline transmission applications, for example of the ADSL (Asymmetric Digital Subscriber) type.
  • ADSL Asymmetric Digital Subscriber
  • all carriers of a multicarrier modulation form a multiplex, and each of the carriers of this multiplex can be formatted using a same prototype function, denoted g (t), which characterizes the modulation. multicarrier.
  • a proposed solution consists in replacing a Quadrature Amplitude Modulation (QAM) quadrature modulation implemented on each of the carriers by a modulation that shifts the real and imaginary parts of the complex symbols to be transmitted by half a symbol time. for two successive carrier frequencies.
  • QAM Quadrature Amplitude Modulation
  • the offset (time offset) introduced by the OQAM modulation makes it possible to relax the constraints of orthogonality, or more generally of biorthogonality.
  • This modulation family thus offers a wider choice of prototype functions than the simple rectangular prototype function of an OFDM modulation.
  • the radiomobile channel such as for example the radiomobile channel or the line carrier channel (PLC)
  • PLC line carrier channel
  • prototype functions appropriate to the types of distortions encountered.
  • OFDM / OQAM modulation is thus an alternative to conventional OFDM modulation, based on a judicious choice of the prototype function modulating each of the signal carriers, which must be well located in the time / frequency space.
  • FIG. 1 illustrates a time / frequency representation of real-valued data elements transmitted by OFDM / OQAM modulation and of complex value data elements transmitted by conventional OFDM modulation, without guard interval, an OFDM complex value symbol.
  • / QAM or OFDM / OQAM actual values consisting of a set of data items at a given instant t.
  • each time / frequency slot carries a carrier frequency, called sub-carrier or directly carrier in the following description.
  • the triangles at a given instant t represent the data elements with complex values of an OFDM / QAM symbol.
  • the circles and the stars at a given instant t represent the real-valued data elements of an OFDM / OQAM symbol.
  • the circles correspond to the real part and the stars to the imaginary part of a complex symbol coming from a QAM constellation that is to be transmitted using OFDM modulation. / OQAM.
  • the real and imaginary parts of a complex from the QAM constellation are transmitted simultaneously, all symbol times T 11 ; as part of a OFDM / OQAM modulation of real type, on the other hand, the real and imaginary parts are transmitted with a temporal offset of a half symbol complex time (T u / 2).
  • the spectral efficiency of the OFDM / OQAM is (T g + 2 ⁇ 0 j / 2 ⁇ 0 times greater than that of the classic OFDM with a guard interval of duration T p .
  • BFDM / OQAM like the OFDM / OQAM, transmits real-valued symbols at a rate twice that of which the OFDM transmits symbols to complex value. Consequently, these two modulations have a priori the same spectral efficiency.
  • the BFDM / OQAM signal can be represented in baseband in the following form: with: a mn the real data elements to be transmitted on a carrier m at time n;
  • M the number of carrier frequencies (necessarily even);
  • g the prototype function used by the modulator;
  • ⁇ 0 the duration of a BFDM / OQAM symbol;
  • ⁇ m, n a term of phase chosen so as to realize an alternation real part-imaginary part allowing the orthogonality, or more generally the biorthogonality.
  • the demodulation base on reception may be different from that of the transmission, and may be expressed in the following form:
  • the biorthogonality condition is expressed in the following form: where: (.,.) "denotes the actual scalar product, and ⁇ ⁇ .j denotes the real part.
  • IES inter-symbol interference
  • the delay spread is of the order of or less than a few microseconds.
  • the so-called Doppler effect also acts on each path, which results in a frequency offset of the received spectrum, proportional to the speed of movement of the mobile. .
  • the combination of these effects results in a non-stationary channel with deep fading at certain frequencies.
  • Such a channel is particularly qualified frequency selective channel.
  • the transmission band is of greater width than the coherence band of the channel (that is to say the band for which the frequency response of the channel can be considered as constant, over a given duration). Fading therefore appears in the band, that is to say that at a given moment, certain frequencies are strongly attenuated.
  • OFDM / OQAM and BFDM / OQAM modulation techniques do not require the introduction of a guard interval or a cyclic prefix, while having the same spectral efficiency as conventional OFDM modulation.
  • At least one reference symbol is placed at the beginning of the frame, a frame consisting of a set of at least one reference symbol, called a preamble, and a set of useful symbols.
  • this symbol (s) the channel is estimated on each of the carriers of the multiplex.
  • the choice of the system parameters ensures that the channel varies slowly with respect to the symbol time. It is assumed then quasi-constant on a frame. It is therefore possible to use the channel estimate on the reference symbol (s) for all of the OFDM symbols of the frame.
  • the following is a transmission channel estimation technique for real type modulations, for example OFDM / OQAM or BFDM / OQAM.
  • OFDM / OQAM OFDM / OQAM
  • BFDM / OQAM BFDM / OQAM
  • the choice of the parameters of the multicarrier modulation ensures that the channel can be considered flat on each of the sub-carriers for each OFDM / OQAM symbol.
  • the channel can then be modeled by a complex coefficient per sub-carrier, denoted H mn , where m is the index of the sub-carrier and n that of the OFDM / OQAM symbol.
  • the complex projection of the multicarrier signal at the point (m o , ft ()) of the time / frequency space is then used to estimate the transmission channel H m "at this location.
  • Equation (5) reflects the fact that the complex projection of the perfectly transmitted signal is nevertheless tainted by an interference between symbols (IES) intrinsic to the OFDM / OQAM or BFDM / OQAM modulations, noted
  • the technique proposed in this document makes it possible to limit this interference by using a specific framing of the data on transmission, based on the insertion of a preamble. This reduces the intrinsic interference affecting the reference symbols of the frames of the multicarrier signal by imposing a constraint on the value of at least one of the data elements of the reference symbols.
  • this technique associates 3 x 3 areas of the network time / frequency, said first ring, or areas of larger size, a reference data element, called pilot, and a control data.
  • a disadvantage of this prior art technique is that the sequences used to reduce intrinsic interference have a character periodic, which causes a very strong variation in the dynamics of the multicarrier signal, and for example the peak factor or PAPR (English “Power Average Peak Ratio") on the preambles.
  • PAPR Harmonic Power Average Peak Ratio
  • this technique is limited to certain types of prototype filters and / or types of modulations.
  • Another disadvantage of this technique of the prior art is to require a matrix calculation on transmission and reception, with a matrix size increasing with the size of the ring.
  • the invention proposes a new solution that does not have all of these disadvantages of the prior art, in the form of a method for transmitting a multicarrier signal implementing an OQAM type modulation, consisting of a temporal succession of symbols consisting of a set of real-valued data elements comprising: informative data elements, and for at least some of said symbols, reference data elements called pilots, whose value and location at the transmission are known from at least one receiver intended to perform a reception of said multicarrier signal, each of said data elements modulating a carrier frequency of said signal, a carrier frequency modulated by one of said data elements being called a carrier.
  • such a transmission method inserts in said multicarrier signal at least one preamble formed by at least three consecutive symbols consisting of pilots, said preamble symbols comprising two end symbols flanking at least one central symbol consisting of so-called central pilots, such that, for each central pilot, the real values of the pilots of said preamble modulating a neighboring carrier of said central driver in the time / frequency space, said neighboring pilots, are taken into account during a step of determining a pure imaginary interference affecting said central pilot, the previous neighboring pilot and the next neighboring pilot temporally said central pilot carrying an identical value.
  • a preamble thus makes it possible to determine an estimate of a transmission channel between a transmitter intended to transmit said multicarrier signal and said receiver.
  • the invention is based on a novel and inventive approach to the estimation of the transmission channel, in a transmission system implementing a multicarrier signal implementing an OQAM type modulation, carrying data elements with real values and comprising a preamble consisting of reference elements.
  • OQAM-type multicarrier modulation is understood to mean a multi-carrier modulation of OFDM / OQAM or BFDM / OQAM type. It is recalled that the transmission channel is divided into cells according to the time and frequency axes. Each cell or slot in the time / frequency space is assigned a dedicated carrier. We distribute the information to be transported on all of these carriers.
  • the technique according to the invention is based on the determination, from the actual values of the preamble pilots located near a central pilot before transmission, a pure imaginary interference affecting this central driver.
  • a pure imaginary interference affecting this central pilot is determined.
  • the knowledge of this pure imaginary interference term is used to determine an estimate of the transmission channel between a transmitter and a receiver of said multicarrier signal.
  • the aim here is to calculate the interference affecting a pilot in reception, based on the knowledge of the real values of the pilots surrounding this central pilot before transmission.
  • This step of determining the pure imaginary interference can in particular be implemented by a transmitter, intended to emit said multicarrier signal, or a receiver intended to receive said multicarrier signal, or else a distinct entity.
  • the real values of the pilots neighboring a central pilot are selected in transmission so as to reduce a dynamic of said multicarrier signal.
  • the values of the neighboring pilots of a central pilot belong to the group ⁇ A, -A ⁇ , where A is the value of said central pilot, so that two adjacent carriers in time or in frequency bear opposite values.
  • Another aspect of the invention relates to a multicarrier signal implementing an OQAM-type modulation, formed of a temporal succession of symbols consisting of a set of real-valued data elements comprising data elements of information, and for at least some of said symbols, called reference data elements called pilots, whose value and the location at the time of transmission are known to at least one receiver intended to perform a reception of said multicarrier signal, each of said data elements modulating a carrier frequency of said signal, a carrier frequency modulated by one of said data elements being called a carrier.
  • PAP peak factor
  • such a signal comprises at least one preamble formed by at least three consecutive symbols consisting of pilots, said symbols of preamble comprising two end symbols enclosing at least one central symbol consisting of so-called central pilots, such that, for each central pilot, the real values of the pilots of said preamble modulating a carrier close to said central pilot in the time / frequency space, so-called neighboring pilots, are taken into account during a step of determining a pure imaginary interference affecting said central pilot, the previous neighboring pilot and the neighboring pilot temporally following said central pilot carrying an identical value.
  • the preamble thus makes it possible to determine an estimate of a transmission channel between a transmitter intended to transmit said multicarrier signal and said receiver.
  • Such a signal may in particular be emitted according to the transmission method described above. This signal may of course include the various characteristics relating to the transmission method according to the invention.
  • Another embodiment of the invention relates to a device for transmitting a multicarrier signal implementing an OQAM type modulation, as described above.
  • such a transmission device comprises means for inserting in said multicarrier signal at least one preamble formed by at least three consecutive symbols consisting of pilots, said preamble symbols comprising two end symbols at least one central symbol consisting of so-called central pilots, such that, for each central pilot, the real values of the pilots of said preamble modulating a carrier close to said central pilot in the time / frequency space, said neighboring pilots, are taken into account during a step of determining a pure imaginary interference affecting said central pilot, the preceding neighbor pilot and the neighboring pilot temporally following said central pilot carrying an identical value, so that said preamble makes it possible to determine an estimation of a channel of transmission between a transmitter for transmitting said multicarrier signal and said receiver.
  • Such an emission device is particularly suitable for implementing the transmission method as described above.
  • a transmission device corresponds to or is included in a terminal (radiotelephone, laptop, PDA, etc.) or in a base station.
  • Another aspect of the invention relates to a method of receiving a received signal corresponding to a multicarrier signal transmitted by at least one transmitter via a transmission channel, said multicarrier signal implementing an OQAM type modulation being formed of a temporal succession of symbols consisting of a set of real-valued data elements comprising informative data elements, and for at least some of said symbols, reference data elements called pilots, whose value and location to transmission are known from at least one receiver for performing a reception of said multicarrier signal, each of said data elements modulating a carrier frequency of said signal, a carrier frequency modulated by one of said data elements being called a carrier.
  • the reception method comprises, for at least one central pilot: a step of extracting a central complex value corresponding to said central pilot, after passing through said channel; of transmission, a step of obtaining said pure imaginary interference, from the real values p carried by said neighboring pilots, - a step of estimating the real and imaginary parts of said channel transmission from said central complex value and said pure imaginary interference.
  • the obtaining step implements said step of determining the pure imaginary interference affecting said central pilot, based on the actual values carried by said neighboring pilots known to said receiver.
  • the pure imaginary interference affecting at least one central pilot is determined (calculated) on reception, based on the real values of the neighboring pilots before transmission.
  • the obtaining step implements a reception of said pure imaginary interference, determined by said transmitter or a distinct entity, from the real values carried by said neighboring pilots.
  • the pure imaginary interference is predetermined, for example at the level of the transmitter of the multicarrier signal, and transmitted to the receiver.
  • the step of estimating said transmission channel implements the following steps: - construction of a complex coefficient, the real part of which corresponds to the real value at the emission of said driver central, known in reception, and the imaginary part corresponds to said pure imaginary interference, comparison of said central complex value and said reconstructed complex coefficient.
  • the comparison step makes a ratio between said central complex value and said reconstructed complex coefficient.
  • Another aspect of the invention relates to a device for receiving a received signal corresponding to a multicarrier signal implementing an OQAM type modulation transmitted by at least one transmitter via a transmission channel, as described above.
  • at least one preamble formed of at least three consecutive symbols consisting of drivers intended to allow an estimation of said transmission channel being inserted into said multicarrier signal, said preamble symbols comprising two end symbols enclosing at least one central symbol consisting of so-called central pilots, such that, for each central pilot, the actual values of the pilots of said preamble modulating a carrier close to said central pilot in the time / frequency space, said neighboring pilots, are taken into account during a step of determining a pure imaginary interference affecting said central pilot, said receiving device comprises, for at least one central pilot: means for extracting a central complex value corresponding to said central pilot, after passing through said central channel; transmission, means for obtaining said pure imaginary interference, from the real values carried by said neighboring pilots, means for estimating the real and imaginary parts
  • Such a reception device is particularly adapted to implement the reception method as described above.
  • it is adapted to receive a multicarrier signal emitted by the transmission device described above.
  • such a receiving device corresponds to or is included in a terminal (radiotelephone, laptop, PDA, etc.) or in a base station.
  • another aspect of the invention relates to a computer program product downloadable from a communication network and / or recorded on a computer-readable and / or executable medium by a processor, including program code instructions for setting implementing the transmission method described above, and / or a computer program product downloadable from a communication network and / or recorded on a computer readable medium and / or executable by a processor, comprising program code instructions for the implementation of the reception method described above.
  • FIG. 1 already commented on in relation with the prior art, is a time / frequency representation of the symbols with complex values transmitted according to a conventional OFDM modulation and real-valued symbols transmitted according to an OFDM / OQAM modulation of the art previous;
  • FIGS. 2a and 2b illustrate examples of the structure of a multi-carrier signal according to two embodiments of the invention;
  • FIG. 3 presents the main steps of the reception method according to one embodiment of the invention;
  • FIGS. 4A and 4B respectively show the structure of a transmitting device and of a receiving device, according to a mode particular embodiment of the invention. 5. Description of an embodiment of the invention
  • the general principle of the invention is based on the implementation, in a multicarrier signal, of a preamble formed of reference data elements (also called pilots), known from a receiver intended to perform a reception of this multicarrier signal.
  • reference data elements also called pilots
  • the preamble is formed of at least three reference symbols, at least one central symbol, consisting of so-called central pilots, and two end symbols.
  • such a preamble has a duration of at least 3 ⁇ 0 , with ⁇ 0 the duration of a symbol.
  • the real values of the pilots surrounding a central pilot in transmission are taken into account when determining an interference term affecting the central pilot in reception.
  • the knowledge of this imaginary interference term is used to determine an estimate of the transmission channel between a transmitter and a receiver of said multicarrier signal.
  • a particular embodiment of the invention is described below, implemented in the context of a multicarrier modulation of OFDM / OQAM or BFDM / OQAM type.
  • Such a preamble which makes it possible to determine an estimate of the transmission channel on all the frequencies, the channel being assumed to be constant in time, can notably be inserted periodically.
  • FIG. 2a illustrates a multicarrier signal formed of a temporal succession of symbols consisting of a set of elements of real-valued data, comprising: informative data elements; and for at least some of said symbols, reference data elements called pilots, whose value and the location on transmission are known from at least one receiver intended to perform a reception of the multicarrier signal.
  • Such a multicarrier signal comprises a preamble 21 and a set of useful symbols H 1 to 22 N.
  • the preamble 21 comprises three reference symbols 2I 1 , 2I 2 and 2I 3 , also called preamble symbols, including a first end symbol 2I 1 , a central symbol 2I 2 and a second end symbol 2I 3 , the central symbol 2I 2 carrying reference data elements denoted central pilots.
  • the preamble 21 therefore consists of data elements totally known to the receiver, and is inserted in the multicarrier signal so as to allow an estimation of the preamble transmission channel, in reception.
  • the real values carried by the pilots neighboring a central pilot are taken into account during a step of determining an imaginary interference affecting this central pilot.
  • This step of determining an imaginary interference can be implemented in transmission, the result of this step then being transmitted to the receiver, together or not with the multicarrier signal, at a distinct entity, or directly at the receiver.
  • the neighboring pilots modulating a carrier next to the central pilot 23 in the space time / frequency define a ring 24 surrounding the central pilot 23.
  • the crown can also be extended to preamble pilots carried by carriers not directly adjacent to the pilot central, but located near this one.
  • the values carried by the elements of the crown 24 are chosen so as to reduce a term of PAPR. Indeed, it is recalled that the interference reduction conditions of the techniques of the prior art involve a periodic structure, leading to a strong PAPR.
  • the central pilot having a value equal to -1
  • the data elements forming the ring 24 have values equal to 1 or -1, two adjacent carriers in time or in frequency with opposite values.
  • the preamble 25 comprises three reference symbols 25 j , 25 2 and 25 3 , also called preamble symbols, including a first end symbol 25 j , a central symbol 25 2 and a second symbol 25. end symbol 25 3 , the central symbol 25 2 carrying reference data elements denoted central pilots.
  • pilots of the end symbols 25 days and 25 3 of the preamble For example, pilots of the end symbols 25 days and 25 3 of the preamble
  • the pilots of the central symbol 25 2 have values equal to 1 or -1.
  • the previous neighbor driver and the neighboring driver temporally following a central pilot carry an identical value.
  • the neighboring pilots 28 j and 28 3 both have the value P.
  • the neighboring pilots 29 j and 29 3 both carry the value -P.
  • a central complex value representative of said central pilot is extracted after passing through the transmission channel.
  • the central pilot 23 is located at the time / frequency location (m, n) and carries a real value at mn in transmission, denoted a n , then the received signal y mn at reception at the location ( m, n) carries a complex value, noted .
  • the imaginary interference affecting the central pilot determined from the real values of the elements of the ring 24, is recovered.
  • the imaginary interference can be determined by the transmitter, and transmitted jointly to the multicarrier signal, determined directly by the receiver, or determined by a separate entity.
  • a complex coefficient is constructed whose real part corresponds to the actual value min of the central pilot 23, known to the receiver, and whose imaginary part corresponds to the previously determined imaginary interference.
  • the transmission channel is estimated during a step 34, by making a ratio between the received signal J ⁇ 1 n at the time / frequency location (m, n) considered, and the complex coefficient calculated at step 33.
  • the received signal y (t) can be written in the form:
  • H $ n has m> n g m> n (t) + b (t) (6), with H n the coefficients representative of the transmission channel at each time / frequency location, with m the frequency index and n the time index, and b (t) the noise component.
  • the transmitted signal and the transmission channel being modeled in baseband by complex numbers, the value ⁇ x c 'to estimate in reception for each location (m o , fto)
  • the time / frequency network is also a complex number.
  • the term C 1n ⁇ n is related to the interference created in the region where the transmission channel is assumed to be constant, and the term D mn is associated with the interference created in the regions where the transmission channel n is no longer assumed constant.
  • the noise component b is omitted, and the term D mn is neglected so as to simplify the equations.
  • the received signal, in any location (m, n) of the time / frequency network, can be interpreted as the result of the product of a complex channel by a complex value, that is to say:
  • the preamble carries only reference data elements, two end symbols and at least one central symbol.
  • the pilots are thus introduced on all the frequencies at the beginning of the multicarrier signal or at least one frame of the multicarrier signal, and over a duration (2 ⁇ + 1) ⁇ 0 .
  • the carrier located at the location (m o , ⁇ ) carries a actual value ⁇ > Q, assumed to be known by the transmitter and the receiver.
  • the imaginary interference term affecting the central pilot is determined from the actual values of the pilots located in the region of interest around the central pilot: where ⁇ p "is an expression whose real values depend on the functions g and / and the phase term ⁇ mn , and whose main elements are presented in Appendix A, which forms an integral part of the present description, and refers to the imaginary part of
  • ⁇ p is an expression whose real values depend on the functions g and / and the phase term ⁇ mn , and whose main elements are presented in Appendix A, which forms an integral part of the present description, and refers to the imaginary part of
  • the data element of value ⁇ + 0+ is a known pilot of the receiver.
  • This term of interference is particularly known to the receiver following step 32 for obtaining the imaginary interference.
  • cv ⁇ (rr>> is also known to the receiver, since the data item located at the location (m o, ⁇ ) is a pilot.
  • step 34 an estimate of the transmission channel at the location (m o , ⁇ ) is determined, by making a ratio between the complex coefficient reconstructed at Q and the central complex value of the received signal y c 'g , extracted in step 31: v (c)
  • the values P and Q are considered equal to 1.
  • the neighboring pilots are grouped in a ring consisting of the carriers directly adjacent to the central pilot.
  • the channel being thus perfectly determined for any m 0 , it is possible to equalize the received signal, or at least one frame of the received signal.
  • the technique presented can be applied to provide a complete estimate of the preamble transmission channel.
  • such a transmission device comprises a memory 41, a processing unit 42, equipped for example with a microprocessor ⁇ P, and driven by the computer program 43, implementing the method of FIG. emission according to the invention.
  • the code instructions of the computer program 435 are for example loaded into a RAM before being executed by the processor of the processing unit 42.
  • the processing unit 42 receives data input to be transmitted in the form of informative data elements.
  • the microprocessor of the processing unit 42 implements the steps of the transmission method described above, so as to build a multicarrier signal comprising at least one preamble formed of at least three consecutive symbols consisting of pilots, including two end symbols and at least one central symbol, for determining an estimate of the transmission channel.
  • the real values of the preamble drivers modulating a neighboring carrier of the central pilot in the time / frequency space, said neighboring pilots are taken into account during a step of determining an imaginary interference affecting the central pilot.
  • the transmission device comprises means for insertion in the multicarrier signal of at least one preamble formed by at least three consecutive symbols consisting of pilots. These means are controlled by the microprocessor of the processing unit 42.
  • the processing unit 42 outputs the aforementioned multicarrier signal.
  • a receiving device as illustrated in FIG. 4B comprises a memory 44, a processing unit 45, equipped for example with a microprocessor ⁇ P, and driven by the computer program 46, implementing the reception method according to the invention .
  • the code instructions of the computer program 46 are for example loaded into a RAM memory before being executed by the processor of the processing unit 45.
  • the processing unit 45 receives as input the signal multicarrier received y (t).
  • the microprocessor of the processing unit 45 implements the steps of the reception method described above, according to the instructions of the computer program 46, for estimating the transmission channel and decoding the received data.
  • the receiving device comprises, for at least one central pilot: means for extracting a central complex value corresponding to the central pilot, after passing through said transmission channel, means for obtaining the imaginary interference , and means for estimating the real and imaginary portions of the transmission channel from the central complex value and the imaginary interference. These means are controlled by the microprocessor of the processing unit 45.
  • the multicarrier signal transmitted can be written in the form:
  • n that is: (c) Jr) -Ji)
  • ⁇ coefficients are obtained from the cross ambiguity function of / and g ("cross-ambiguity") in the biorthogonal case, or simply from the ambiguity function of g in the orthogonal case.
  • Equation (16) becomes:
  • n ( m o , n o ) _ ( ⁇ moq + pq J 2 ⁇ P + q " ) + Pq K ( nT m / ⁇ m o + p, n o + q

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Abstract

L'invention concerne un procédé d'émission d'un signal multiporteuse formé d'une succession temporelle de symboles constitués d'un ensemble d'éléments de données à valeurs réelles comprenant des éléments de données informatifs, et pour au moins certains desdits symboles, des pilotes. Selon l'invention, un tel procédé d'émission insère dans ledit signal multiporteuse au moins un préambule (21) formé d'au moins trois symboles consécutifs constitués de pilotes, dont au moins un symbole central constitué de pilotes dits centraux (23), tel que, pour chaque pilote central, les valeurs réelles des pilotes dudit préambule modulant une porteuse voisine dudit pilote central sont prises en compte lors d'une étape de détermination d'une interférence imaginaire affectant ledit pilote central, de façon que ledit préambule (21) permette de déterminer une estimation d'un canal de transmission entre un émetteur et ledit récepteur. Une modulation OFDM OQAM est utilisée.

Description

Procédés d'émission et de réception d'un signal multiporteuse comprenant un préambule, dispositifs et produits programme d'ordinateur correspondants.
1. Domaine de l'invention Le domaine de l'invention est celui de la transmission et de la diffusion d'informations numériques, notamment à haut débit, sur une bande de fréquence limitée.
Plus précisément, l'invention concerne une technique d'émission et de réception d'un signal à porteuses multiples permettant d'obtenir, en réception, une estimation du canal de transmission, par exemple en environnement radiomobile.
Notamment, la technique selon l'invention est bien adaptée à la transmission de signaux à porteuses multiples ayant subi une modulation de type OFDM/OQAM (en anglais « Orthogonal Frequency Division Multiplexing / Offset Quadrature Amplitude Modulation ») ou BFDM/OQAM (en anglais « Biorthogonal Frequency Division Multiplexing / OQAM »), pour lesquelles les porteuses sont mises en forme par une fonction prototype.
2. Art antérieur
2.1 Les modulations multiporteuses 2.1.1 Les modulations OFDM On connaît à ce jour les modulations à porteuses multiples de type OFDM
(en anglais « Orthogonally Frequency Division Multiplex »). Une telle technique de modulation apporte une solution efficace au problème de la diffusion d'informations, en particulier pour des canaux multi-trajets, filaires ou sans fil.
De ce fait, la technique de modulation multiporteuse OFDM a été retenue dans plusieurs normes et spécifications pour des applications en transmission filaires, par exemple de type ADSL (en anglais « Asymmetric Digital Subscriber
Line ») ou PLC (en anglais « Powerline Communication », en français « courant porteur en ligne » ou CPL), ou sans fil, par exemple de type DAB (en anglais
« Digital Audio Broadcasting »), DVB-T (en anglais « Digital Video Broadcasting - Terrestrial »), ou WLAN (en anglais « Wireless Local Area Network »).
Toutefois, la mise en forme rectangulaire d'un signal réalisée par un modulateur OFDM présente l'inconvénient d'une mauvaise localisation fréquentielle. Par conséquent, des solutions alternatives ont été proposées, aboutissant à des systèmes de modulation à porteuses multiples dans lesquelles le signal est mis en forme par des fonctions dites prototypes, permettant d'obtenir une meilleure localisation fréquentielle.
En effet, l'ensemble des porteuses d'une modulation multiporteuse forme un multiplex, et chacune des porteuses de ce multiplex peut être mise en forme à l'aide d'une même fonction prototype, notée g(t), qui caractérise la modulation multiporteuse.
2.1.2 Les modulations OFDMIOQAM
Ainsi, une solution proposée consiste à remplacer une modulation en quadrature QAM (« Quadrature Amplitude Modulation »), mise en œuvre sur chacune des porteuses, par une modulation décalant d'un demi temps symbole les parties réelles et imaginaires des symboles complexes à transmettre, pour deux fréquences porteuses successives.
Cette alternance conduit à une modulation multiporteuse de type OFDM/OQAM. Cette approche permet notamment de réaliser les conditions d'orthogonalité désirées avec des filtres prototypes qui ne sont pas nécessairement de forme rectangulaire.
En effet, le décalage (offset temporel) introduit par la modulation OQAM permet de relâcher les contraintes d'orthogonalité, ou plus généralement de biorthogonalité. Cette famille de modulation offre ainsi un choix de fonctions prototypes plus large que la simple fonction prototype rectangulaire d'une modulation OFDM.
Ainsi, suivant le type de canal de transmission considéré pour une application donnée, comme par exemple le canal radiomobile ou le canal à courant porteur en ligne (CPL), on peut effectuer un choix de fonctions prototypes appropriées aux types de distorsions rencontrées. En particulier, il est préférable de retenir des fonctions prototypes présentant une meilleure sélectivité fréquentielle que le sinus cardinal utilisé en modulation OFDM, notamment en canal radiomobile pour lutter contre la dispersion fréquentielle due à l'effet Doppler, ou en canal CPL pour mieux résister aux brouilleurs à bande étroite, et de manière générale pour satisfaire plus aisément les spécifications fréquentielles des masques d'émission.
La modulation OFDM/OQAM est donc une alternative à la modulation OFDM classique, reposant sur un choix judicieux de la fonction prototype modulant chacune des porteuses du signal, qui doit être bien localisée dans l'espace temps/fréquence.
En particulier, la figure 1 illustre une représentation temps/fréquence des éléments de données à valeurs réelles transmis par modulation OFDM/OQAM et des éléments de données à valeurs complexes transmis par modulation OFDM classique, sans intervalle de garde, un symbole à valeurs complexes OFDM/QAM ou à valeurs réelles OFDM/OQAM étant constitué d'un ensemble d'éléments de données à un instant t donné. De plus, chaque emplacement temps/fréquence porte une fréquence porteuse, appelée sous-porteuse ou directement porteuse dans la suite de la description. Sur cette figure 1, les triangles à un instant t donné représentent les éléments de données à valeurs complexes d'un symbole OFDM/QAM. Les ronds et les étoiles à un instant t donné représentent quant à eux les éléments de données à valeurs réelles d'un symbole OFDM/OQAM. Par exemple, pour deux symboles OFDM/OQAM successifs à valeurs réelles, les ronds correspondent à la partie réelle et les étoiles à la partie imaginaire d'un symbole complexe issu d'une constellation QAM que l'on souhaite transmettre en utilisant une modulation OFDM/OQAM.
En effet, pour une modulation OFDM classique de type complexe, les parties réelle et imaginaire d'un complexe issu de la constellation QAM sont transmises simultanément, tous les temps symbole T11 ; dans le cadre d'une modulation OFDM/OQAM de type réel, en revanche, les parties réelle et imaginaire sont transmises avec un décalage temporel d'un demi temps symbole complexe (Tu/2).
On constate sur cette figure 1 que l'efficacité spectrale de l' OFDM/OQAM est identique à celle de l'OFDM classique sans intervalle de garde. En effet, en notant V0 l'espacement entre deux porteuses adjacentes du multiplex, et T0 l'espacement temporel entre deux symboles à valeurs réelles, on transmet pour un même espacement inter-porteuses V0 : en OFDM/OQAM, une valeur réelle par porteuse tous les intervalles de temps τ0 ; en OFDM classique sans intervalle de garde, une valeur complexe (i.e. deux valeurs réelles) tous les 2 x T0 = Tu .
Autrement dit, l'efficacité spectrale de l' OFDM/OQAM est ( Tg + 2τ0 j / 2τ0 fois supérieure à celle de l'OFDM classique avec un intervalle de garde de durée Tp.
2.1.3 Les modulations BFOMIOQAM
De plus, si l'on choisit d'avoir côté réception des fonctions de démodulation qui ne sont pas nécessairement les fonctions conjuguées des fonctions prototypes utilisées en émission, on peut, en utilisant la propriété de biorthogonalité, généraliser l' OFDM/OQAM à la technique de modulation
BFDM/OQAM.
Le principe d'offset, lié à la famille OQAM, est strictement identique dans le cadre d'une modulation de type BFDM/OQAM. Par conséquent, la figure 1 s'applique également aux modulations de type BFDM/OQAM. Plus précisément, l'intérêt de la modulation de type BFDM/OQAM est de permettre, pour une longueur donnée de filtre prototype, une réduction du retard apporté par le système de transmission.
Comme indiqué précédemment, la technique de modulation
BFDM/OQAM, tout comme l'OFDM/OQAM, transmet des symboles à valeur réelle à une cadence double de celle à laquelle l'OFDM transmet des symboles à valeur complexe. Par conséquent, ces deux modulations ont a priori la même efficacité spectrale.
Plus précisément, le signal BFDM/OQAM peut se représenter en bande de base sous la forme suivante :
Figure imgf000007_0001
avec : am n les éléments de données réels à transmettre sur une porteuse m à l'instant n ;
M le nombre de fréquences porteuses (nécessairement pair) ; g la fonction prototype utilisée par le modulateur ; τ0 la durée d'un symbole BFDM/OQAM ; V0 l'espacement inter porteuses ; Φm,n un terme de phase choisi de manière à réaliser une alternance partie réelle-partie imaginaire permettant l'orthogonalité, ou plus généralement la biorthogonalité.
En effet, dans le cas biorthogonal, la base de démodulation à la réception peut être différente de celle de l'émission, et peut s'exprimer sous la forme suivante :
Figure imgf000007_0002
La condition de biorthogonalité s'exprime alors sous la forme suivante :
Figure imgf000007_0003
où : (.,.)„ désigne le produit scalaire réel, et ^ {.j désigne le partie réelle.
Cependant un inconvénient des techniques de modulation de type BFDM/OQAM (ou OFDM/OQAM), est que la condition de biorthogonalité (ou d'orthogonalité) n'est réalisée que pour les valeurs réelles de symboles à transmettre, ce qui pose un problème d'estimation en réception, et notamment d'estimation du canal de transmission, dans la mesure où les symboles reçus sont complexes. 2.2 Le canal de transmission
On décrit donc succinctement ci-après les caractéristiques d'un canal de transmission, notamment en environnement radiomobile, et les techniques d'estimation d'un tel canal. On rappelle en effet que le procédé de mise en forme d'un signal électrique à partir de l'information à transmettre dépend des conditions dans lesquelles un tel signal est transmis.
2.2.1 Caractéristiques du canal de transmission
En environnement radiomobile, l'onde émise subit, lors de son parcours, de multiples réflexions, et le récepteur reçoit donc une somme de versions retardées du signal émis. Chacune de ces versions est atténuée et déphasée de façon aléatoire. Ce phénomène, connu sous le nom d'étalement des retards (en anglais « delay spread »), génère de l'interférence entre symboles (IES). On entend notamment par IES une interférence entre symboles temporels et/ou entre porteuses. Par exemple, dans un environnement de type urbain, l'étalement des retards est de l'ordre de ou inférieur à quelques microsecondes.
Le récepteur (par exemple un radiotéléphone mobile d'un automobiliste) étant supposé en mouvement, l'effet dit Doppler agit également sur chaque trajet, ce qui se traduit par un décalage en fréquence du spectre reçu, proportionnel à la vitesse de déplacement du mobile. La conjugaison de ces effets se traduit par un canal non stationnaire présentant des évanouissements profonds à certaines fréquences. Un tel canal est notamment qualifié de canal sélectif en fréquence. Pour certaines applications, particulièrement intéressantes dans le cadre de la présente invention, la bande de transmission est de largeur supérieure à la bande de cohérence du canal (c'est-à- dire à la bande pour laquelle la réponse fréquentielle du canal peut être considérée comme constante, sur une durée donnée). Des évanouissements apparaissent donc dans la bande, c'est-à-dire qu'à un instant donné, certaines fréquences sont fortement atténuées.
Pour combattre ces différents phénomènes (dus à l'IES et à l'effet Doppler), on a envisagé dans les systèmes de type OFDM d'ajouter un intervalle de garde, pendant lequel on ne transmet pas d'informations utiles, de manière à garantir que toutes les informations reçues proviennent d'un même symbole. Dans le cas d'une démodulation cohérente des sous-porteuses, on corrige alors la distorsion apportée par le canal en estimant sa valeur en tout point du réseau temps/fréquence.
L'introduction d'un tel intervalle de garde permet ainsi de réduire les phénomènes liés à l'interférence entre symboles.
Toutefois, un inconvénient majeur de cette technique est qu'elle est d'efficacité spectrale réduite, aucune information utile n'étant transmise pendant la durée de l'intervalle de garde.
En revanche, les techniques de modulation de type OFDM/OQAM et BFDM/OQAM, ne nécessitent pas l'introduction d'un intervalle de garde ou d'un préfixe cyclique, tout en présentant la même efficacité spectrale qu'une modulation OFDM classique. 2.2.2 Estimation du canal de transmission
Les caractéristiques distinctes des modulations multiporteuses de type réel d'une part, et de type complexe d'autre part, induisent des traitements différents lors de la mise en œuvre d'une estimation du canal de transmission.
Dans le contexte de l'OFDM/QAM, on a notamment envisagé une méthode reposant sur la mise en œuvre d'une estimation par symboles de référence. Selon cette technique, au moins un symbole de référence est placé en début de trame, une trame étant constituée d'un ensemble d'au moins un symbole de référence, appelé préambule, et d'un ensemble de symboles utiles. Grâce à ce(s) symbole(s), le canal est estimé sur chacune des porteuses du multiplex. Le choix des paramètres du système (durée symbole, longueur de trame, etc..) assure que le canal varie lentement par rapport au temps symbole. On le suppose alors quasi-constant sur une trame. On peut donc utiliser l'estimée du canal sur le(s) symbole(s) de référence pour l'ensemble des symboles OFDM de la trame.
On détaille ci-après une technique d'estimation du canal de transmission pour des modulations de type réel, par exemple OFDM/OQAM ou BFDM/OQAM. En effet, dans le cas d'une modulation multiporteuse de type réel, le fait de disposer d'une orthogonalité des translatées au sens réel rend le processus d'estimation de canal plus délicat.
En effet, pour estimer le gain complexe du canal sur une sous-porteuse donnée, il convient de réaliser la projection complexe du signal reçu sur la sous- porteuse considérée. Or, l' orthogonalité des translatées au sens réel et le fait que les fonctions prototypes, même choisies localisées au mieux en temps et en fréquence, sont de support infini sur au moins un des deux axes temporel ou fréquentiel, impliquent que, même sur un canal idéal, de l'interférence (intrinsèque) entre porteuses est générée.
En effet, la partie imaginaire de la projection du signal reçu sur la base des translatées de la fonction prototype n'est pas nulle. Il apparaît alors un terme perturbateur qui vient s'ajouter au signal démodulé, et qu'il faut corriger avant de faire l'estimation du canal. Il est donc nécessaire de concevoir des méthodes permettant de compenser cette perte d' orthogonalité complexe, et palliant ainsi au moins certains inconvénients de cette technique de l'art antérieur pour les modulations de type OFDM/OQAM ou BFDM/OQAM.
Considérons par exemple y(t) le signal reçu.
On suppose notamment que le choix des paramètres de la modulation multiporteuse assure que le canal peut être considéré comme plat sur chacune des sous-porteuses pour chaque symbole OFDM/OQAM. Le canal est alors modélisable par un coefficient complexe par sous-porteuse, noté Hm n , où m est l'indice de la sous-porteuse et n celui du symbole OFDM/OQAM.
On utilise alors la projection complexe du signal multiporteuse au point (mo,ft() ) de l'espace temps/fréquence pour estimer le canal de transmission Hm „ à cet emplacement.
Ainsi, si on émet a^ n = y/E à cet emplacement, on a :
Figure imgf000010_0001
En supposant que le canal est idéal (y(t) = s(tj) , étant donné que les modulations OFDM/OQAM et BFDM/OQAM ont seulement une orthogonalité réelle (équation (3)), on ne peut pas avoir Hm „ = 1.
Donc considérant α^ = (s,gmQ >nQ )c = Js(t)gm* Q >nQ (t)dt , et supposant que le canal est idéal, on a : am ( i,n0 = JË + 2 am,nj8m,n(t)gm * o,no (t)dt {δ)
(m,n)≠(mQ ,nQ )
où (.,.)c désigne le produit scalaire en complexe.
L'équation (5) traduit le fait que la projection complexe du signal parfaitement transmis est néanmoins entachée d'une interférence entre symboles (IES) intrinsèque aux modulations OFDM/OQAM ou BFDM/OQAM, notée
En particulier, l'existence de cette interférence entre symboles perturbe fortement l'estimation du canal de transmission, et, par conséquent, l'estimation des symboles.
Une solution à ce problème a notamment été proposée dans le document de brevet WO 02/25883 publié le 28 mars 2002, dans le cadre d'une estimation de canal par symboles de référence, pour un signal à porteuses multiples comprenant au moins une trame.
Plus précisément, la technique proposée dans ce document permet de limiter cette interférence en utilisant une mise en trame spécifique des données à l'émission, reposant sur l'insertion d'un préambule. On réduit ainsi l'interférence intrinsèque affectant les symboles de référence des trames du signal multiporteuse en imposant une contrainte sur la valeur de l'un au moins des éléments de données des symboles de référence.
Ainsi, cette technique associe à des zones 3 x 3 du réseau temps/fréquence, dite première couronne, ou zones de taille supérieure, un élément de donnée de référence, appelé pilote, ainsi qu'une donnée de contrôle.
Cependant, un inconvénient de cette technique de l'art antérieur est que les séquences utilisées pour réduire l'interférence intrinsèque présentent un caractère périodique, ce qui entraîne une très forte variation de la dynamique du signal multiporteuse, et par exemple du facteur de crête ou PAPR (en anglais « Power Average Peak Ratio ») sur les préambules.
De plus, cette technique est limitée à certains types de filtres prototypes et/ou types de modulations.
Un autre inconvénient de cette technique de l'art antérieur est de nécessiter un calcul matriciel à l'émission et à la réception, avec une taille de matrice augmentant avec la taille de la couronne.
Il existe donc un besoin pour une technique permettant d'obtenir une meilleure estimation du canal de transmission, et conduisant à une estimation plus précise des éléments de données informatifs portés par le signal multiporteuse. 3. Exposé de l'invention
L'invention propose une solution nouvelle qui ne présente pas l'ensemble de ces inconvénients de l'art antérieur, sous la forme d'un procédé d'émission d'un signal multiporteuse mettant en œuvre une modulation de type OQAM, formé d'une succession temporelle de symboles constitués d'un ensemble d'éléments de données à valeurs réelles comprenant : des éléments de données informatifs, et pour au moins certains desdits symboles, des éléments de données de référence appelés pilotes, dont la valeur et l'emplacement à l'émission sont connus d'au moins un récepteur destiné à effectuer une réception dudit signal multiporteuse, chacun desdits éléments de données modulant une fréquence porteuse dudit signal, une fréquence porteuse modulée par un desdits éléments de données étant appelée porteuse.
Selon l'invention, un tel procédé d'émission insère dans ledit signal multiporteuse au moins un préambule formé d'au moins trois symboles consécutifs constitués de pilotes, lesdits symboles de préambule comprenant deux symboles d'extrémité encadrant au moins un symbole central constitué de pilotes dits centraux, tel que, pour chaque pilote central, les valeurs réelles des pilotes dudit préambule modulant une porteuse voisine dudit pilote central dans l'espace temps/fréquence, dits pilotes voisins, sont prises en compte lors d'une étape de détermination d'une interférence imaginaire pure affectant ledit pilote central, le pilote voisin précédent et le pilote voisin suivant temporellement ledit pilote central portant une valeur identique. Un tel préambule permet ainsi de déterminer une estimation d'un canal de transmission entre un émetteur destiné à émettre ledit signal multiporteuse et ledit récepteur.
Ainsi, l'invention repose sur une approche nouvelle et inventive de l'estimation du canal de transmission, dans un système de transmission mettant en œuvre un signal multiporteuse mettant en œuvre une modulation de type OQAM, portant des éléments de données à valeurs réelles et comprenant un préambule constitué d'éléments de référence. On entend notamment par "modulation multiporteuse de type OQAM" une modulation à porteuses multiples de type OFDM/OQAM ou BFDM/OQAM. On rappelle que le canal de transmission est découpé en cellules selon les axes temporel et fréquentiel. À chaque cellule ou emplacement de l'espace temps/fréquence est attribuée une porteuse dédiée. On répartit donc l'information à transporter sur l'ensemble de ces porteuses.
Plus précisément, la technique selon l'invention repose sur la détermination, à partir des valeurs réelles des pilotes du préambule situés à proximité d'un pilote central avant émission, d'une interférence imaginaire pure affectant ce pilote central.
On détermine ainsi à partir de la connaissance des valeurs réelles en émission des éléments de données voisins d'un pilote central, une interférence imaginaire pure affectant ce pilote central. En réception, on utilise ainsi la connaissance de ce terme d'interférence imaginaire pure pour déterminer une estimation du canal de transmission entre un émetteur et un récepteur dudit signal multiporteuse.
Ainsi, contrairement aux techniques de l'art antérieur selon lesquelles on impose une contrainte sur la valeur d'au moins un élément de données localisé sur une porteuse voisine d'un pilote de façon à annuler un terme d'interférence en réception, on cherche ici à calculer l'interférence affectant un pilote en réception, à partir de la connaissance des valeurs réelles des pilotes entourant ce pilote central avant émission. Cette étape de détermination de l'interférence imaginaire pure peut notamment être mise en œuvre par un émetteur, destiné à émettre ledit signal multiporteuse, ou bien un récepteur, destiné à recevoir ledit signal multiporteuse, ou encore une entité distincte.
On peut également noter que cette technique s'applique à différents types de fonctions prototypes, qui ne sont pas nécessairement isotropiques.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, les valeurs réelles des pilotes voisins d'un pilote central sont choisies en émission de façon à réduire une dynamique dudit signal multiporteuse. Par exemple, les valeurs des pilotes voisins d'un pilote central appartiennent au groupe {A, -A} , OÙ A est la valeur dudit pilote central, de façon que deux porteuses adjacentes en temps ou en fréquence portent des valeurs opposées.
Cette répartition des valeurs réelles permet ainsi de construire des préambules ayant un facteur de crête (ou PAPR, en anglais « Peak Average Power Ratio ») faible. Un autre aspect de l'invention concerne un signal multiporteuse mettant en œuvre une modulation de type OQAM, formé d'une succession temporelle de symboles constitués d'un ensemble d'éléments de données à valeurs réelles comprenant des éléments de données informatifs, et pour au moins certains desdits symboles, des éléments de données de référence appelés pilotes, dont la valeur et l'emplacement à l'émission sont connus d'au moins un récepteur destiné à effectuer une réception dudit signal multiporteuse, chacun desdits éléments de données modulant une fréquence porteuse dudit signal, une fréquence porteuse modulée par un desdits éléments de données étant appelée porteuse.
Selon l'invention, un tel signal comprend au moins un préambule formé d'au moins trois symboles consécutifs constitués de pilotes, lesdits symboles de préambule comprenant deux symboles d'extrémité encadrant au moins un symbole central constitué de pilotes dits centraux, tel que, pour chaque pilote central, les valeurs réelles des pilotes dudit préambule modulant une porteuse voisine dudit pilote central dans l'espace temps/fréquence, dits pilotes voisins, sont prises en compte lors d'une étape de détermination d'une interférence imaginaire pure affectant ledit pilote central, le pilote voisin précédent et le pilote voisin suivant temporellement ledit pilote central portant une valeur identique. Le préambule permet ainsi de déterminer une estimation d'un canal de transmission entre un émetteur destiné à émettre ledit signal multiporteuse et ledit récepteur. Un tel signal peut notamment être émis selon le procédé d'émission décrit ci-dessus. Ce signal pourra bien sûr comporter les différentes caractéristiques relatives au procédé d'émission selon l'invention.
Un autre mode de réalisation de l'invention concerne un dispositif d'émission d'un signal multiporteuse mettant en œuvre une modulation de type OQAM, tel que décrit précédemment.
Selon l'invention, un tel dispositif d'émission comprend des moyens d'insertion dans ledit signal multiporteuse d'au moins un préambule formé d'au moins trois symboles consécutifs constitués de pilotes, lesdits symboles de préambule comprenant deux symboles d'extrémité encadrant au moins un symbole central constitué de pilotes dits centraux, tel que, pour chaque pilote central, les valeurs réelles des pilotes dudit préambule modulant une porteuse voisine dudit pilote central dans l'espace temps/fréquence, dits pilotes voisins, sont prises en compte lors d'une étape de détermination d'une interférence imaginaire pure affectant ledit pilote central, le pilote voisin précédent et le pilote voisin suivant temporellement ledit pilote central portant une valeur identique, de façon que ledit préambule permette de déterminer une estimation d'un canal de transmission entre un émetteur destiné à émettre ledit signal multiporteuse et ledit récepteur.
Un tel dispositif d'émission est notamment adapté à mettre en œuvre le procédé d'émission tel que décrit précédemment. Par exemple, un tel dispositif d'émission correspond ou est compris dans un terminal (radiotéléphone, ordinateur portable, PDA ...) ou dans une station de base.
Un autre aspect de l'invention concerne un procédé de réception d'un signal reçu correspondant à un signal multiporteuse émis par au moins un émetteur via un canal de transmission, ledit signal multiporteuse mettant en œuvre une modulation de type OQAM, étant formé d'une succession temporelle de symboles constitués d'un ensemble d'éléments de données à valeurs réelles comprenant des éléments de données informatifs, et pour au moins certains desdits symboles, des éléments de données de référence appelés pilotes, dont la valeur et l'emplacement à l'émission sont connus d'au moins un récepteur destiné à effectuer une réception dudit signal multiporteuse, chacun desdits éléments de données modulant une fréquence porteuse dudit signal, une fréquence porteuse modulée par un desdits éléments de données étant appelée porteuse. Selon l'invention, au moins un préambule formé d'au moins trois symboles consécutifs constitués de pilotes et destiné à permettre une estimation dudit canal de transmission étant inséré dans ledit signal multiporteuse, lesdits symboles de préambule comprenant deux symboles d'extrémité encadrant au moins un symbole central constitué de pilotes dits centraux, tel que, pour chaque pilote central, les valeurs réelles des pilotes dudit préambule modulant une porteuse voisine dudit pilote central dans l'espace temps/fréquence, dits pilotes voisins, sont prises en compte lors d'une étape de détermination d'une interférence imaginaire pure affectant ledit pilote central, le procédé de réception comprend, pour au moins un pilote central : - une étape d'extraction d'une valeur complexe centrale correspondant audit pilote central, après passage dans ledit canal de transmission, une étape d'obtention de ladite interférence imaginaire pure, à partir des valeurs réelles portées par lesdits pilotes voisins, - une étape d'estimation des parties réelle et imaginaire dudit canal de transmission à partir de ladite valeur complexe centrale et de ladite interférence imaginaire pure.
Ainsi, contrairement aux techniques de l'art antérieur, il n'est pas nécessaire d'extraire en réception les valeurs complexes correspondant aux pilotes voisins, après passage dans le canal de transmission.
On se sert en revanche de la connaissance de la valeur réelle de ces pilotes voisins avant émission, de façon à déterminer l'interférence imaginaire pure qui affectera un pilote central en réception.
En particulier, selon une première variante de réalisation, l'étape d'obtention met en œuvre ladite étape de détermination de l'interférence imaginaire pure affectant ledit pilote central, à partir des valeurs réelles portées par lesdits pilotes voisins, connues dudit récepteur.
Plus précisément, selon cette première variante, l'interférence imaginaire pure affectant au moins un pilote central est déterminée (calculée) en réception, à partir des valeurs réelles des pilotes voisins avant émission.
Selon une deuxième variante de réalisation, l'étape d'obtention met en œuvre une réception de ladite interférence imaginaire pure, déterminée par ledit émetteur ou une entité distincte, à partir des valeurs réelles portées par lesdits pilotes voisins. Selon cette deuxième variante, l'interférence imaginaire pure est prédéterminée, par exemple au niveau de l'émetteur du signal multiporteuse, et transmise au récepteur.
Plus précisément, selon un mode de réalisation particulier, l'étape d'estimation dudit canal de transmission met en œuvre les étapes suivantes : - construction d'un coefficient complexe, dont la partie réelle correspond à la valeur réelle à l'émission dudit pilote central, connue en réception, et la partie imaginaire correspond à ladite interférence imaginaire pure, comparaison de ladite valeur complexe centrale et dudit coefficient complexe reconstruit. En particulier, l'étape de comparaison effectue un rapport entre ladite valeur complexe centrale et ledit coefficient complexe reconstruit.
D'autres techniques du type minimisation de l'erreur quadratique moyenne ou égalisation de type « Zéro Forcing » (forçage à zéro) pourraient également être mises en œuvre.
Un autre aspect de l'invention concerne un dispositif de réception d'un signal reçu correspondant à un signal multiporteuse mettant en œuvre une modulation de type OQAM, émis par au moins un émetteur via un canal de transmission, tel que décrit précédemment. Selon l'invention, au moins un préambule formé d'au moins trois symboles consécutifs constitués de pilotes destinés à permettre une estimation dudit canal de transmission étant inséré dans ledit signal multiporteuse, lesdits symboles de préambule comprenant deux symboles d'extrémité encadrant au moins un symbole central constitué de pilotes dits centraux, tel que, pour chaque pilote central, les valeurs réelles des pilotes dudit préambule modulant une porteuse voisine dudit pilote central dans l'espace temps/fréquence, dits pilotes voisins, sont prises en compte lors d'une étape de détermination d'une interférence imaginaire pure affectant ledit pilote central, ledit dispositif de réception comprend, pour au moins un pilote central : - des moyens d'extraction d'une valeur complexe centrale correspondant audit pilote central, après passage dans ledit canal de transmission, des moyens d'obtention de ladite interférence imaginaire pure, à partir des valeurs réelles portées par lesdits pilotes voisins, - des moyens d'estimation des parties réelle et imaginaire dudit canal de transmission à partir de ladite valeur complexe centrale et de ladite interférence imaginaire pure.
Un tel dispositif de réception est notamment adapté à mettre en œuvre le procédé de réception tel que décrit précédemment. En particulier, il est adapté à recevoir un signal multiporteuse émis par le dispositif d'émission décrit précédemment.
Par exemple, un tel dispositif de réception correspond ou est compris dans un terminal (radiotéléphone, ordinateur portable, PDA ...) ou dans une station de base. Finalement, un autre aspect de l'invention concerne un produit programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou enregistré sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un processeur, comprenant des instructions de code de programme pour la mise en œuvre du procédé d'émission décrit précédemment, et/ou un produit programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou enregistré sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un processeur, comprenant des instructions de code de programme pour la mise en œuvre du procédé de réception décrit ci-dessus.
4. Liste des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : la figure 1, déjà commentée en relation avec l'art antérieur, est une représentation temps/fréquence des symboles à valeurs complexes transmis selon une modulation OFDM classique et des symboles à valeurs réelles transmis selon une modulation OFDM/OQAM de l'art antérieur ; les figures 2a et 2b illustrent des exemples de la structure d'un signal à porteuses multiples selon deux modes de réalisation de l'invention ; la figure 3 présente les principales étapes du procédé de réception selon un mode de réalisation de l'invention ; les figures 4A et 4B présentent respectivement la structure d'un dispositif d'émission et d'un dispositif de réception, selon un mode de réalisation particulier de l'invention. 5. Description d'un mode de réalisation de l'invention
Le principe général de l'invention repose sur la mise en œuvre, dans un signal à porteuses multiples, d'un préambule formé d'éléments de données de référence (encore appelés pilotes), connus d'un récepteur destiné à effectuer une réception de ce signal multiporteuse.
Plus précisément, selon un mode de réalisation particulier, le préambule est formé d'au moins trois symboles de référence, dont au moins un symbole central, formé de pilotes dits centraux, et deux symboles d'extrémité. Autrement dit, un tel préambule a une durée d'au moins 3τ0 , avec τ0 la durée d'un symbole.
En particulier, les valeurs réelles des pilotes entourant un pilote central en émission sont prises en compte lors de la détermination d'un terme d'interférence affectant le pilote central en réception.
On calcule ainsi, à partir de la connaissance des valeurs réelles des éléments de données voisins d'un pilote central, une interférence imaginaire affectant ce pilote central.
En réception, on utilise ainsi la connaissance de ce terme d'interférence imaginaire pour déterminer une estimation du canal de transmission entre un émetteur et un récepteur dudit signal multiporteuse. On décrit ci-après un mode de réalisation particulier de l'invention, mis en œuvre dans le cadre d'une modulation multiporteuse de type OFDM/OQAM ou BFDM/OQAM.
Côté émission, on insère dans le signal multiporteuse au moins un préambule formé d'au moins trois symboles consécutifs, sur lesquels toutes les porteuses portent des éléments de données de référence. Un tel préambule, qui permet de déterminer une estimation du canal de transmission sur toutes les fréquences, le canal étant supposé constant en temps, peut notamment être inséré de manière périodique.
Plus précisément, la figure 2a illustre un signal multiporteuse formé d'une succession temporelle de symboles constitués d'un ensemble d'éléments de données à valeurs réelles, comprenant : des éléments de données informatifs ; et pour au moins certains desdits symboles, des éléments de données de référence appelés pilotes, dont la valeur et l'emplacement à l'émission sont connus d'au moins un récepteur destiné à effectuer une réception du signal multiporteuse.
Un tel signal multiporteuse comprend un préambule 21 et un ensemble de symboles utiles H1 à 22N.
Par exemple, le préambule 21 comprend trois symboles de référence 2I1, 2I2 et 2I3, encore appelés symboles de préambule, dont un premier symbole d'extrémité 2I1, un symbole central 2I2 et un deuxième symbole d'extrémité 2I3, le symbole central 2I2 portant des éléments de données de référence notés pilotes centraux.
Le préambule 21 est donc constitué d'éléments de données totalement connus du récepteur, et est inséré dans le signal multiporteuse de façon à permettre une estimation du canal de transmission par préambule, en réception.
En particulier, les valeurs réelles portées par les pilotes voisins d'un pilote central sont prises en compte lors d'une étape de détermination d'une interférence imaginaire affectant ce pilote central. Cette étape de détermination d'une interférence imaginaire peut être mise en œuvre en émission, le résultat de cette étape étant alors transmis au récepteur, conjointement ou non au signal multiporteuse, au niveau d'une entité distincte, ou directement au niveau du récepteur.
Par exemple, les pilotes voisins modulant une porteuse voisine du pilote central 23 dans l'espace temps/fréquence définissent une couronne 24 entourant le pilote central 23. La couronne peut également être élargie aux pilotes du préambule portés par des porteuses non directement voisines du pilote central, mais localisées à proximité de celui-ci.
Plus précisément, selon l'exemple de la figure 2a, les valeurs portées par les éléments de la couronne 24 sont choisies de façon à réduire un terme de PAPR. En effet, on rappelle que les conditions de réduction de l'interférence des techniques de l'art antérieur impliquent une structure périodique, conduisant à un fort PAPR.
Par exemple, le pilote central portant une valeur égale à -1, les éléments de données formant la couronne 24 portent des valeurs égales à 1 ou -1, deux porteuses adjacentes en temps ou en fréquence portant des valeurs opposées.
Dans un autre exemple illustré en figure 2b, le préambule 25 comprend trois symboles de référence 25j, 252 et 253, encore appelés symboles de préambule, dont un premier symbole d'extrémité 25j, un symbole central 252 et un deuxième symbole d'extrémité 253, le symbole central 252 portant des éléments de données de référence notés pilotes centraux.
Par exemple, les pilotes des symboles d'extrémité 25j et 253 du préambule
25, portent des valeurs égales à P ou -P, et les pilotes du symbole central 252 portent des valeurs égales à 1 ou -1. De plus, si on considère que pour une même fréquence, le pilote voisin précédent et le pilote voisin suivant temporellement un pilote central portent une valeur identique. Par exemple, les pilotes voisins 28 j et 283 portent tous les deux la valeur P. Les pilotes voisins 29 j et 293 portent quant à eux tous les deux la valeur -P. Côté réception, comme illustré en relation avec la figure 3, on extrait au cours d'une première étape 31, pour au moins un pilote central, une valeur complexe centrale représentative dudit pilote central, après passage dans le canal de transmission.
Par exemple, si le pilote central 23 est localisé à l'emplacement temps/fréquence (m,n) et porte une valeur réelle am n en émission, notée a^n , alors le signal reçu ym n en réception à l'emplacement (m,n) porte une valeur complexe, notée
Figure imgf000022_0001
.
On récupère ensuite, au cours d'une étape 32, l'interférence imaginaire affectant le pilote central, déterminée à partir des valeurs réelles des éléments de la couronne 24. Comme indiqué précédemment, l'interférence imaginaire peut être déterminée par l'émetteur, et transmise conjointement au signal multiporteuse, déterminée directement par le récepteur, ou déterminée par une entité distincte.
Au cours d'une étape 33 suivante, on construit un coefficient complexe dont la partie réelle correspond à la valeur réelle am n du pilote central 23, connue du récepteur, et dont la partie imaginaire correspond à l'interférence imaginaire précédemment déterminée.
Finalement, le canal de transmission est estimé au cours d'une étape 34, en effectuant un rapport entre le signal J^1 n reçu à l'emplacement temps/fréquence (m,n) considéré, et le coefficient complexe calculé à l'étape 33.
Ces différentes étapes sont mises en œuvre pour tous les pilotes centraux du symbole central 2I2, à l'exception des pilotes centraux portés par les fréquences bornant le signal multiporteuse, les valeurs des éléments de données portés par les fréquences en bordure de spectre étant classiquement mises à zéro. On décrit ci-après un exemple de mise en œuvre de la technique de réception selon ce mode de réalisation particulier de l'invention, dans le cadre d'une modulation de type BFDM/OQAM.
Plus précisément, le signal reçu y(t) peut s'écrire sous la forme :
H$nam>ngm>n(t) + b(t) (6) ,
Figure imgf000023_0001
avec H n les coefficients représentatifs du canal de transmission à chaque emplacement temps/fréquence, avec m l'indice fréquentiel et n l'indice temporel, et b(t) la composante de bruit.
Comme déjà précisé pour les modulations de type OFDM/OQAM, le signal émis et le canal de transmission étant modélisés en bande de base par des nombres complexes, la valeur <x c' à estimer en réception pour chaque emplacement (mo,fto ) du réseau temps/fréquence est également un nombre complexe.
En supposant également que le canal est approximativement constant sur une région donnée de l'espace temps/fréquence, du fait de la biorthogonalité de la paire de fonctions (f,g) décrite en relation avec l'équation (3), le signal reçu sur la porteuse m0 à l'instant n0 est estimé par : y(c) = (s f )
I C
+ DMQ ,n0 + Vm0 ,n0
Figure imgf000024_0001
(7)
Dans cette expression, le terme C1n^ n est lié à l'interférence créée dans la région où le canal de transmission est supposé constant, et le terme Dm n est associé à l'interférence créée dans les régions où le canal de transmission n'est plus supposé constant. Dans la suite de la description, on omet la composante de bruit b, et on néglige le terme Dm n de façon à simplifier les équations.
On considère ainsi un canal de transmission sans bruit et constant en temps durant la transmission du préambule et des symboles utiles, mais qui peut être variable en fréquence. Le signal reçu, en tout emplacement (m,n) du réseau temps/fréquence, peut s'interpréter comme le résultat du produit d'un canal complexe par une valeur complexe, c'est-à-dire :
Jc) - Jl(C) Jc) - Jj(c) (n(r) -Ji) \ v Jr) . Ji) . . valeurs
>m,« ~ tlm,nam,n ~ tlm,n \am,n + Jam,n j ' ou am,n et am,n S0IU αes valeurs réelles (l'exposant (r) indiquant la partie réelle d'une valeur complexe, et l'exposant (i) la partie imaginaire).
Considérant un canal de transmission invariant en temps, on a également :
J] ( C) _ T l (C) n m,n n m,0 •
On rappelle que le préambule porte uniquement des éléments de données de référence, sur deux symboles d'extrémité et au moins un symbole central. Les pilotes sont donc introduits sur toutes les fréquences au début du signal multiporteuse ou d'au moins une trame du signal multiporteuse, et sur une durée (2β + l)τ0 .
En particulier, la porteuse située à l'emplacement (mo,β) porte une valeur α> Q réelle, supposée connue de l'émetteur et du récepteur.
Ainsi, considérant un pilote central à l'emplacement (m,n) , on définit une région d'intérêt autour de ce pilote central, par exemple une couronne, notée ΩP Q , telle que :
ΩP Q
Figure imgf000025_0001
, où l'emplacement de coordonnées (θ,θ) correspond à l'emplacement (m,n) .
En faisant l'hypothèse suivante, on détermine le terme d'interférence imaginaire affectant le pilote central, à partir des valeurs réelles des pilotes localisés dans la région d'intérêt autour du pilote central :
Figure imgf000025_0002
où βp «est une expression dont les valeurs réelles dépendent des fonctions g et/ et du terme de phase φm n , et dont les éléments principaux sont présentés en annexe A, qui fait partie intégrante de la présente description, et
Figure imgf000025_0003
désigne la partie imaginaire de
Figure imgf000025_0004
Ainsi, considérant un préambule d'une durée (lQ + l)τ0 , alors pour q GΩp Q , l'élément de données de valeur α + 0+ est un pilote connu du récepteur.
A partir de l'équation (8), on peut donc déterminer, en considérant les valeurs réelles en émission des pilotes localisés dans une région d'intérêt autour du pilote central, l'interférence imaginaire affectant le pilote central en réception, notée α^,9 -
Ce terme d'interférence est notamment connu du récepteur suite à l'étape 32 d'obtention de l'interférence imaginaire.
De plus, le terme cv ι(rr>> est également connu du récepteur, puisque l'élément de données localisé à l'emplacement (mo,β) est un pilote.
On peut ainsi reconstruire (étape 33) un coefficient complexe <x c' , tel que : a r(rctQ>,q = a m(r o ),q + j Ja m(i o ) ,q . On détermine finalement au cours de l'étape 34 une estimation du canal de transmission à l'emplacement (mo,β) , en effectuant un rapport entre le coefficient complexe reconstruit a Q et la valeur complexe centrale du signal reçu y c' g , extraite au cours de l'étape 31 : v(c)
< vie) y™'Q
^ Hm,Q ~ (c) m,Q
Classiquement, on considère les valeurs P et Q égales à 1. De cette façon, les pilotes voisins sont regroupés dans une couronne constituée des porteuses directement voisines du pilote central.
Le canal étant ainsi parfaitement déterminé pour tout m0 , on peut donc0 égaliser le signal reçu, ou au moins une trame du signal reçu.
Ainsi, pour un canal supposé invariant en temps sur une durée assez importante, de l'ordre de grandeur d'une trame (typiquement, plusieurs dizaines de symboles OFDM/OQAM ou BFDM/OQAM), par exemple en transmission de courte portée sans fil (« indoor » sans fil) ou en transmission filaire (PLC ou5 xDSL), la technique présentée peut s'appliquer pour fournir une estimation complète du canal de transmission par préambule.
On présente désormais, en relation avec les figures 4A et 4B, les structures simplifiées d'un dispositif d'émission et d'un dispositif de réception selon le mode de réalisation particulier décrit ci-dessus. 0 Comme illustré en figure 4A, un tel dispositif d'émission comprend une mémoire 41, une unité de traitement 42, équipée par exemple d'un microprocesseur μP, et pilotée par le programme d'ordinateur 43, mettant en œuvre le procédé d'émission selon l'invention.
A l'initialisation, les instructions de code du programme d'ordinateur 435 sont par exemple chargées dans une mémoire RAM avant d'être exécutées par le processeur de l'unité de traitement 42. L'unité de traitement 42 reçoit en entrée des données à transmettre, sous la forme d'éléments de données informatifs. Le microprocesseur de l'unité de traitement 42 met en œuvre les étapes du procédé d'émission décrit précédemment, de façon à construire un signal multiporteuse comprenant au moins un préambule formé d'au moins trois symboles consécutifs constitués de pilotes, dont deux symboles d'extrémité et au moins un symbole central, permettant de déterminer une estimation du canal de transmission. En particulier, les valeurs réelles des pilotes du préambule modulant une porteuse voisine du pilote central dans l'espace temps/fréquence, dits pilotes voisins, sont prises en compte lors d'une étape de détermination d'une interférence imaginaire affectant le pilote central.
Pour cela, le dispositif d'émission comprend des moyens d'insertion dans le signal multiporteuse d'au moins un préambule formé d'au moins trois symboles consécutifs constitués de pilotes. Ces moyens sont pilotés par le microprocesseur de l'unité de traitement 42.
L'unité de traitement 42 délivre en sortie le signal multiporteuse précité.
Un dispositif de réception comme illustré en figure 4B comprend une mémoire 44, une unité de traitement 45, équipée par exemple d'un microprocesseur μP, et pilotée par le programme d'ordinateur 46, mettant en œuvre le procédé de réception selon l'invention.
A l'initialisation, les instructions de code du programme d'ordinateur 46 sont par exemple chargées dans une mémoire RAM avant d'être exécutées par le processeur de l'unité de traitement 45. L'unité de traitement 45 reçoit en entrée le signal multiporteuse reçu y(t) . Le microprocesseur de l'unité de traitement 45 met en œuvre les étapes du procédé de réception décrit précédemment, selon les instructions du programme d'ordinateur 46, pour estimer le canal de transmission et décoder les données reçues. Pour cela, le dispositif de réception comprend, pour au moins un pilote central : des moyens d'extraction d'une valeur complexe centrale correspondant au pilote central, après passage dans ledit canal de transmission, des moyens d'obtention de l'interférence imaginaire, et des moyens d'estimation des parties réelle et imaginaire du canal de transmission à partir de la valeur complexe centrale et de l'interférence imaginaire. Ces moyens sont pilotés par le microprocesseur de l'unité de traitement 45. ANNEXE A
Calcul des constantes liées aux fonctions de base de modulation
Figure imgf000028_0001
et à la phase tes réelles β
Figure imgf000028_0002
ou désigne la partie imaginaire de βm<n< .
Figure imgf000028_0003
On rappelle tout d'abord que le signal multiporteuse émis peut s'écrire sous la forme :
M-I *(t) - ∑ ∑ am>n g(t - nτo)e^m^e jφ (lu)
Si par ailleurs on suppose que le canal de transmission est parfait (en le prenant par exemple égal à (1), au moins localement, l'estimée des coefficients transmis est donnée par :
Figure imgf000028_0004
En posant :
on obti n , soit :
Figure imgf000028_0005
î.(c) Jr) -Ji)
"1OT1W wm,π τ Jum,n um,n τ r um,n τ
Figure imgf000028_0006
(13) II subsiste donc un terme d'interférence, qu'il est possible d'évaluer pour tout pilote I am n J dans un voisinage P x Q en évaluant βm< n< .
On remarque aussi que :
Figure imgf000028_0007
En développant l'expression des fonctions de base de modulation et de démodulation, on obtient : β(m,n)
Figure imgf000029_0001
Dans un voisinage P x Q de (mo,fto ) > cette équation se réécrit en posant m = m0 , n = HQ , m' = MQ + p et n' = n0 + q , ce qui donne : C+SU - A»™**"*™ '//* (' - ^o )*(' - («o + p)τo)β j2Λ^'Λ (16)
C$U = ("1^' A»*"™"*™ '// (ήg(t - pro)e^^dt (17)
On constate donc que les coefficients β s'obtiennent à partir de la fonction d'ambiguïté croisée de / et g (« cross-ambiguïty ») dans le cas biorthogonal, ou tout simplement à partir de la fonction d'ambiguïté de g dans le cas orthogonal.
Pour son évaluation numérique, f et g étant réalisés avec des filtres de longueur finie, ce calcul est plus précis s'il est effectué directement en discret : β(m o ,n o ) 9 <l --^φmO.-«nθO ) J vy f t* -_ (jg)
Figure imgf000029_0002
Figure imgf000029_0003
avec D = aN - γ et M = 2N . Pour son implantation côté réception d'un transmultiplexeur, il est préférable de tenir compte du fait que ces coefficients sont à appliquer en prenant en compte un retard de a échantillons.
On présente ci-après deux exemples de détermination des coefficients β , dans le cadre d'une modulation de type OFDM/OQAM présentant une fonction prototype continue réelle et paire.
1. Phase définie par φm n = — [n + m)
En posant :
Φm,n = ^{n + m) (19) ,
l'équation (16) devient :
Figure imgf000029_0004
On introduit ensuite la fonction d'ambiguïté d'une fonction x avec la notation utilisée dans le document de brevet WO 02/25884 précité :
En effectuant le changement de variable t = t'+ — — dans l'équation (20),
on obtient :
Figure imgf000030_0001
Sachant que voτo = — , on obtient ensuite :
βmo+Pno+q = -(-1) e 2 A(qτo,pvo).
Sachant que dans ce cas précis la fonction A est réelle, on peut alors vérifier que le coefficient βp q est un imaginaire pur. 2. Phase définie par φmn =— (n + m) + πnm
En effectuant le même calcul que précédemment en posant Φm n ~ — \ n + m) + jτnm ^ on obtient :
n(mo,no) _ ( Λmoq+pq J 2^P + q")+PqK(nT m/ \ mo+p,no+q

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé d'émission d'un signal multiporteuse mettant en œuvre une modulation de type OQAM, formé d'une succession temporelle de symboles constitués d'un ensemble d'éléments de données à valeurs réelles comprenant : - des éléments de données informatifs, et pour au moins certains desdits symboles, des éléments de données de référence appelés pilotes, dont la valeur et l'emplacement à l'émission sont connus d'au moins un récepteur destiné à effectuer une réception dudit signal multiporteuse, chacun desdits éléments de données modulant une fréquence porteuse dudit signal, une fréquence porteuse modulée par un desdits éléments de données étant appelée porteuse, caractérisé en ce que ledit procédé d'émission insère dans ledit signal multiporteuse au moins un préambule (21) formé d'au moins trois symboles consécutifs constitués de pilotes, lesdits symboles de préambule comprenant deux symboles d'extrémité (2I1, 2I3) encadrant au moins un symbole central (2I2) constitué de pilotes dits centraux (23), tel que, pour chaque pilote central, les valeurs réelles des pilotes dudit préambule modulant une porteuse voisine dudit pilote central dans l'espace temps/fréquence, dits pilotes voisins, sont prises en compte lors d'une étape de détermination d'une interférence imaginaire pure affectant ledit pilote central, le pilote voisin précédent et le pilote voisin suivant temporellement ledit pilote central portant une valeur identique, de façon que ledit préambule (21) permette de déterminer une estimation d'un canal de transmission entre un émetteur destiné à émettre ledit signal multiporteuse et ledit récepteur.
2. Procédé d'émission selon la revendication 1, caractérisé en ce que les valeurs réelles desdits pilotes voisins d'un pilote central sont choisies de façon à réduire une dynamique dudit signal multiporteuse.
3. Procédé d'émission selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les valeurs desdits pilotes voisins d'un pilote central appartiennent au groupe {A, -A} , où A est la valeur dudit pilote central, de façon que deux porteuses adjacentes en temps ou en fréquence portent des valeurs opposées .
4. Dispositif d'émission d'un signal multiporteuse formé d'une succession temporelle de symboles constitués d'un ensemble d'éléments de données à valeurs réelles comprenant : des éléments de données informatifs, et pour au moins certains desdits symboles, des éléments de données de référence appelés pilotes, dont la valeur et l'emplacement à l'émission sont connus d'au moins un récepteur destiné à effectuer une réception dudit signal multiporteuse, chacun desdits éléments de données modulant une fréquence porteuse dudit signal, une fréquence porteuse modulée par un desdits éléments de données étant appelée porteuse, caractérisé en ce que ledit dispositif d'émission comprend des moyens d'insertion dans ledit signal multiporteuse d'au moins un préambule (21) formé d'au moins trois symboles consécutifs constitués de pilotes, lesdits symboles de préambule comprenant deux symboles d'extrémité (2I1, 2I3) encadrant au moins un symbole central (2I2) constitué de pilotes dits centraux (23), tel que, pour chaque pilote central, les valeurs réelles des pilotes dudit préambule modulant une porteuse voisine dudit pilote central dans l'espace temps/fréquence, dits pilotes voisins, sont prises en compte lors d'une étape de détermination d'une interférence imaginaire pure affectant ledit pilote central, le pilote voisin précédent et le pilote voisin suivant temporellement ledit pilote central portant une valeur identique, de façon que ledit préambule (21) permette de déterminer une estimation d'un canal de transmission entre un émetteur destiné à émettre ledit signal multiporteuse et ledit récepteur.
5. Produit programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou enregistré sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un processeur, caractérisé en ce qu'il comprend des instructions de code de programme pour la mise en œuvre du procédé de réception selon l'une au moins des revendications 1 à 3.
6. Signal multiporteuse mettant en œuvre une modulation de type OQAM, formé d'une succession temporelle de symboles constitués d'un ensemble d'éléments de données à valeurs réelles comprenant : des éléments de données informatifs, et pour au moins certains desdits symboles, des éléments de données de référence appelés pilotes, dont la valeur et l'emplacement à l'émission sont connus d'au moins un récepteur destiné à effectuer une réception dudit signal multiporteuse, chacun desdits éléments de données modulant une fréquence porteuse dudit signal, une fréquence porteuse modulée par un desdits éléments de données étant appelée porteuse, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un préambule (21) formé d'au moins trois symboles consécutifs constitués de pilotes, lesdits symboles de préambule comprenant deux symboles d'extrémité (2I1, 2I3) encadrant au moins un symbole central (2I2) constitué de pilotes dits centraux (23), tel que, pour chaque pilote central, les valeurs réelles des pilotes dudit préambule modulant une porteuse voisine dudit pilote central dans l'espace temps/fréquence, dits pilotes voisins, sont prises en compte lors d'une étape de détermination d'une interférence imaginaire pure affectant ledit pilote central, les pilotes précédent et suivant temporellement ledit pilote central portant une valeur identique, de façon que ledit préambule (21) permette de déterminer une estimation d'un canal de transmission entre un émetteur destiné à émettre ledit signal multiporteuse et ledit récepteur.
7. Procédé de réception d'un signal reçu correspondant à un signal multiporteuse mettant en œuvre une modulation de type OQAM, émis par au moins un émetteur via un canal de transmission, ledit signal multiporteuse étant formé d'une succession temporelle de symboles constitués d'un ensemble d'éléments de données à valeurs réelles comprenant : des éléments de données informatifs, et - pour au moins certains desdits symboles, des éléments de données de référence appelés pilotes, dont la valeur et l'emplacement à l'émission sont connus d'au moins un récepteur destiné à effectuer une réception dudit signal multiporteuse, chacun desdits éléments de données modulant une fréquence porteuse dudit signal, une fréquence porteuse modulée par un desdits éléments de données étant appelée porteuse, caractérisé en ce que, au moins un préambule (21) formé d'au moins trois symboles consécutifs constitués de pilotes et destiné à permettre une estimation dudit canal de transmission étant inséré dans ledit signal multiporteuse, lesdits symboles de préambule comprenant deux symboles d'extrémité (2I1, 2I3) encadrant au moins un symbole central (2I2) constitué de pilotes dits centraux (23), tel que, pour chaque pilote central, les valeurs réelles des pilotes dudit préambule modulant une porteuse voisine dudit pilote central dans l'espace temps/fréquence, dits pilotes voisins, sont prises en compte lors d'une étape de détermination d'une interférence imaginaire pure affectant ledit pilote central, ledit procédé de réception comprend, pour au moins un pilote central : une étape d'extraction (31) d'une valeur complexe centrale correspondant audit pilote central, après passage dans ledit canal de transmission, une étape d'obtention (32) de ladite interférence imaginaire pure, à partir des valeurs réelles portées par lesdits pilotes voisins, une étape d'estimation (34) des parties réelle et imaginaire dudit canal de transmission à partir de ladite valeur complexe centrale et de ladite interférence imaginaire pure.
8. Procédé de réception selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite étape d'obtention met en œuvre ladite étape de détermination de l'interférence imaginaire pure affectant ledit pilote central, à partir des valeurs réelles portées par lesdits pilotes voisins, connues dudit récepteur.
9. Procédé de réception selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite étape d'obtention met en œuvre une réception de ladite interférence imaginaire pure, déterminée par ledit émetteur ou une entité distincte, à partir des valeurs réelles portées par lesdits pilotes voisins.
10. Procédé de réception selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que ladite étape d'estimation dudit canal de transmission met en œuvre les étapes suivantes : construction (33) d'un coefficient complexe, dont la partie réelle correspond à la valeur réelle à l'émission dudit pilote central, connue en réception, et la partie imaginaire correspond à ladite interférence imaginaire pure, comparaison de ladite valeur complexe centrale et dudit coefficient complexe reconstruit.
11. Procédé de réception selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite étape de comparaison effectue un rapport entre ladite valeur complexe centrale et ledit coefficient complexe reconstruit.
12. Dispositif de réception d'un signal reçu correspondant à un signal multiporteuse mettant en œuvre une modulation de type OQAM, émis par au moins un émetteur via un canal de transmission, ledit signal multiporteuse étant formé d'une succession temporelle de symboles constitués d'un ensemble d'éléments de données à valeurs réelles comprenant : des éléments de données informatifs, et pour au moins certains desdits symboles, des éléments de données de référence appelés pilotes, dont la valeur et l'emplacement à l'émission sont connus d'au moins un récepteur destiné à effectuer une réception dudit signal multiporteuse, chacun desdits éléments de données modulant une fréquence porteuse dudit signal, une fréquence porteuse modulée par un desdits éléments de données étant appelée porteuse, caractérisé en ce que, au moins un préambule (21) formé d'au moins trois symboles consécutifs constitués de pilotes destinés à permettre une estimation dudit canal de transmission étant inséré dans ledit signal multiporteuse, lesdits symboles de préambule comprenant deux symboles d'extrémité (2I1, 2I3) encadrant au moins un symbole central (2I2) constitué de pilotes dits centraux (23), tel que, pour chaque pilote central, les valeurs réelles des pilotes dudit préambule modulant une porteuse voisine dudit pilote central dans l'espace temps/fréquence, dits pilotes voisins, sont prises en compte lors d'une étape de détermination d'une interférence imaginaire pure affectant ledit pilote central, ledit dispositif de réception comprend, pour au moins un pilote central : - des moyens d'extraction d'une valeur complexe centrale correspondant audit pilote central, après passage dans ledit canal de transmission, des moyens d'obtention de ladite interférence imaginaire pure, à partir des valeurs réelles portées par lesdits pilotes voisins, - des moyens d'estimation des parties réelle et imaginaire dudit canal de transmission à partir de ladite valeur complexe centrale et de ladite interférence imaginaire pure.
13. Produit programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou enregistré sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un processeur, caractérisé en ce qu'il comprend des instructions de code de programme pour la mise en œuvre du procédé de réception selon l'une au moins des revendications 7 à 11.
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