WO2017158308A1 - Procédé pour limiter le bruit radio, notamment dans la bande fm, par interpolation polynomiale - Google Patents

Procédé pour limiter le bruit radio, notamment dans la bande fm, par interpolation polynomiale Download PDF

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noise
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received radio
demodulated
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PCT/FR2017/050626
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Chao Lin
Cyrille Potereau
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Continental Automotive France
Continental Automotive Gmbh
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    • H04L25/0212—Channel estimation of impulse response
    • H04L25/0214—Channel estimation of impulse response of a single coefficient

Definitions

  • the invention relates to a method for limiting impulse noise in a radio signal, in particular in an FM radio signal, in particular for implementation in on-board radio receivers in motor vehicles.
  • the present invention aims a method for limiting the impulse noise during the return of a received radio signal in the form of a multiplexed radio signal.
  • an FM radio receiver requires noise limiting means to reduce pulse noise or multipath noise, common in multiplexed FM radio signals.
  • the radio signals in particular in the FM band, intended to be received in particular by radio receivers on board vehicles, are transmitted in multiplex, with an audio part, in the audible frequency band, from 0 Hz to 20 kHz, and, at a higher frequency, information intended for example to allow the reconstruction of the stereo, or information relating to the RDS system (for "Radio Data System" according to the English abbreviation, service of transmission of information in parallel with the audio signal, intended in particular to allow listening to a station without interruption during a journey) etc.
  • RDS system for "Radio Data System” according to the English abbreviation, service of transmission of information in parallel with the audio signal, intended in particular to allow listening to a station without interruption during a journey
  • sample and hold circuit In conventional analog FM radio receivers, the elimination of noise is often provided by a “sample and hold” circuit, according to the English expression known to those skilled in the art, meaning “to sample and hold”, whose function is to replace a polluted multiplexed signal portion with a blank.
  • newer digital receivers provide more accurate detection of peaks in multiplexed radio signals and filtering of detected peaks by means of low-pass filters.
  • the present invention proposes a method for limiting the impulse noise in a radio signal, in particular a multiplexed FM radio signal, able to effectively detect the impulse noise in the received radio signal and to replace any noisy signal portion with a portion. of signal reconstituted by polynomial interpolation.
  • the detection of impulse noise is improved by taking into consideration both the level of the received radio signal, through the analysis of the module of the ratio between the in-phase component and the quadrature component (I / Q module). modulated received radio signal and modulation of the received radio signal, for detecting the occurrence of high-frequency noise.
  • the replacement in the audio signal of a noisy radio signal portion by a reconstructed radio signal portion is improved by performing polynomial interpolation between a last retained sample of the demodulated radio signal and a retake sample so to eliminate any discontinuity in the restored radio signal, and thus avoid the resulting radio distortions in known radio receivers.
  • the subject of the present invention is a method for limiting noise in a received radio signal, in particular in the FM band, said received radio signal being multiplexed according to a quadrature amplitude modulation, said modulated received radio signal comprising a in-phase component and a quadrature component, the received radio signal being demodulated to consist of a succession of samples, and said radio signal having a risk of impulse noise capable of altering a restored radio signal, said method comprising the steps following:
  • a third step of calculating a pulse noise score said impulse noise score being a function of the detection performed in the first step and of the high frequency noise detection performed in the second step,
  • the occurrence of impulse noise in a received modulated radio signal is efficiently detected and corrected satisfactorily.
  • the polynomial interpolation is based on an estimated polynomial based on a plurality of noiseless samples located before the sequence of samples to be substituted in the demodulated received radio signal and a plurality of noiseless samples located after the sequence of samples to be substituted in the demodulated received radio signal.
  • the detection of a drop detec dr0Pn of the module of the ratio between the in-phase component and the quadrature component of the received radio signal is:
  • Thr drop f (Sensor leve ⁇ ) and / ( ⁇ ) is a linear function.
  • the high-frequency noise detection detec noisen as a function of a dynamically determined threshold, in the demodulated received radio signal, is:
  • Thr noise f (modulation sensor) and / ( ⁇ ) is a linear function.
  • the IND score is equal to:
  • N is the number of samples of the demodulated received radio signal (FM MPX) which is taken into account, for example corresponding to the size of a dedicated buffer memory.
  • the polynomial interpolation is implemented between a previous sequence of clean samples ending in the last conserved sample and a subsequent sequence of clean samples starting with the recovery sample.
  • the present invention also relates to a radio reception device, able to receive and demodulate a multiplexed radio signal, comprising a noise limiter device comprising means for implementing the method of limiting the noise in a received radio signal, in particular in the FM band, having all or some of the features mentioned above.
  • FIG. 1 represents a block diagram showing the operation of the pulse noise limiting method in a radio signal, according to the invention
  • FIG. 2 shows diagrams representing the quality of the treatment obtained by implementing the method according to the invention over the prior art.
  • the invention is presented primarily for implementation in a radio receiver onboard a motor vehicle. However, other applications are also covered by the present invention, particularly for implementation in other contexts than that of a motor vehicle.
  • the method of limiting impulse noise or multipath in an FM received radio signal comprises calculating an IND score attached to the noise present in the FM received radio signal. This IND score allows intelligent noise detection.
  • the received signal FM is modulated, as is known, using a multi-path modulation technique, the modulated FM received signal having a phase I component and a quadrature Q component. It is also known that the module of the I / Q ratio is able to reveal the probability of presence of impulse noise in the FM received radio signal.
  • the method according to the invention provides a detection of the drop of the l / Q module, denoted ⁇ l / Q in FIG.
  • the detection of the fall of the I / Q module consists in comparing the I / Q module at a given instant with a threshold determined dynamically as a function of the longer-term evolution of the level of the radio signal. in other words, as a function of the average modulus in time of the modulated received radio signal, given by the level sensor SL ("sensor level" according to the English terms used by those skilled in the art), which indicates the radiofrequency level ( RF) of the received FM radio signal.
  • the method according to the invention furthermore provides the detection of high frequency noise in the demodulated FM radio signal MPX, via a noise sensor ("sensor noise” according to the English terms used by those skilled in the art), which indicates the existence of high frequency components in the demodulated FM radio signal MPX, taking into account the modulation sensor SM ("sensor modulation” according to the English terms used by those skilled in the art), which indicates the modulation level of the desired signal.
  • the high frequency noise sensor SHF detects the occurrence of high frequency peaks in the demodulated FM radio signal MPX, by comparing these peaks to a frequency threshold determined dynamically according to the modulation of the desired signal, given by the sensor. SM modulation.
  • the higher the modulation the higher the peak detection threshold.
  • the detection threshold of the peaks characteristics of the impulse noise, thus evolves dynamically.
  • the dynamic determination of these thresholds makes it possible to avoid the detection of "false positives" (peaks not corresponding to impulse noise), and thus to minimize the distortion in the restored radio signal.
  • the detection threshold of these peaks also increases.
  • the information from the high frequency noise sensor SHF and those relating to the detection of a possible fall of the I / Q ratio module are then coupled to calculate the IND score.
  • the modulation sensor SM is taken into account and, in order to detect a drop of the module of the I / Q ratio, the SL level sensor is taken into account.
  • the method according to the invention makes it possible to detect, dynamically, the presence of peaks in the FM received radio signal, characteristics of the presence of impulse noise in said FM received audio signal.
  • said information from the high frequency noise sensor SHF and those relating to the detection of a possible fall of the module of the I / Q ratio are thus compiled to calculate the IND score, from which the process according to FIG.
  • the invention determines the length of the signal portion to be replaced in the FM MPX demodulated received radio signal.
  • the FM MPX demodulated radio signal consists of successive samples.
  • the IND score gives a probability of having impulse noise as a function of time.
  • N samples for example, from 0 to N samples will be considered noisy. Therefore, the method according to the invention provides for the determination of a number of samples to be replaced, between a last non-noised sample conserved and a non-noisy sample recovery.
  • a sequence of substitution samples is then created by IP polynomial interpolation between said last conserved non-noisy sample and said non-noisy retake sample.
  • a sequence of clean samples ending in the last conserved sample and a sequence of clean samples starting with the last preserved sample are taken into account. recovery sample.
  • the IP polynomial interpolation is based on a polynomial whose coefficients are estimated as a function of a plurality of noiseless samples located before the sequence of samples to be substituted in the demodulated FM radio signal MPX and a plurality of non-noisy samples after the sequence of samples to be substituted in the demodulated FM radio signal MPX.
  • the number of samples used to form said plurality of non-noisy samples, before and after the sequence of samples to be substituted varies according to the length of the sequence to be substituted, corresponding to a portion of the radio signal To replace. Indeed, the longer the noisy received radio signal portion, the greater the number of "clean", ie non-noisy, samples needed before and after the sequence to be substituted, is high, in order to allow a satisfactory construction of the sequence of substitution samples.
  • the number of samples used to form said plurality of non-noisy samples, before and after the sample sequence to be substituted also varies according to the frequency with which noise occurs in the FM received radio signal.
  • the corrupted signal portion is replaced by a signal synthesized from a polynomial.
  • the coefficients of this polynomial are estimated using the proper signals before and after the portion polluted by the noise. Since the sequence of substitution samples has the same frequency component as its neighbors, the distortion created by this processing is minimal.
  • the process according to the invention has notably the following advantages, namely:
  • FIG. 2 shows results of simulations relating to the limitation of the noise in a noisy FM radio received signal 2a, according to the methods of the state of the art 2b and according to the invention 2c.
  • the signal restored after processing by the method according to the invention 2c is free of both impulse noise and discontinuity.
  • the present invention proposes a method for limiting the impulse noise in a radio signal, especially in the FM band, multiplexed and intended to be received by an FM receiver, for example on board a vehicle.
  • the method according to the invention comprises the detection and the evaluation of impulse noise by the calculation of an IND score, for a sequence of successive samples of the demodulated FM radio signal MPX, taking into account on the one hand a capacity for detecting a fall of the I / Q ratio module, depending in particular on the data coming from a level sensor SL, and secondly on a high frequency noise detection capability, depending in particular on data coming from a modulation sensor SM.
  • the detection of a fall of the module of the report l / Q detec dr0Pn is worth:
  • Thr drop f ⁇ Sensor level) and / ( ⁇ ) is a linear function.
  • the high frequency noise detection detec noisen is:
  • the IND score is given as a note from 0 to N-1, where 0 indicates a very clean radio signal and N-1 indicates a very noisy radio signal.
  • the IND score can be obtained by the following equation:
  • N is the number of samples of the FM MPX demodulated radio signal which is taken into account, for example corresponding to the size of a dedicated buffer memory.
  • the polynomial interpolation proposed by the present invention is based on the use of said IND score in order to cancel a maximum of impulse noise, without generate distortion in the restored radio signal.
  • the present invention also relates to a pulse noise limiting device for a radio receiver, in particular an FM radio receiver, implementing the method described above.
  • the present invention is in particular intended for implementation in the automotive field, but may also be implemented in other fields.

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Abstract

La présente invention concerne un procédé pour limiter le bruit impulsionnel dans un signal radio, notamment dans la bande FM, multiplexé et destiné à être reçu par un récepteur FM, embarqué par exemple à bord d'un véhicule. Le procédé selon l'invention comprend la détection de bruit impulsionnel à travers un calcul de score IND pour une séquence d'échantillons successifs du signal radio démodulé FM MPX, en tenant compte d'une part d'une capacité de détection d'une chute du module du rapport I/Q, dépendant notamment des données issues d'un capteur de niveau, et d'autre part d'une capacité de détection de bruit haute fréquence, dépendant notamment de données issues d'un capteur de modulation.

Description

Procédé pour limiter le bruit radio, notamment dans la bande FM,
par interpolation polynomiale
L'invention concerne un procédé de limitation du bruit impulsionnel dans un signal radio, notamment dans un signal radio FM, en particulier destiné à une mise en œuvre dans des récepteurs radio embarqués dans des véhicules automobiles.
Plus précisément, la présente invention vise un procédé permettant de limiter le bruit impulsionnel lors de la restitution d'un signal radio reçu sous la forme d'un signal radio multiplexé.
Comme cela est connu, un récepteur radio FM nécessite des moyens de limitation du bruit pour réduire le bruit impulsionnel ou le bruit de multi-trajet, fréquent dans les signaux radio FM multiplexés. En effet, de façon classique, les signaux radio, en particulier dans la bande FM, destinés à être reçus notamment par des récepteurs radio embarqués à bord de véhicules, sont transmis en multiplex, avec une partie audio, dans la bande de fréquence audible, de 0 Hz à 20 kHz, et, à plus haute fréquence, des informations destinées par exemple à permettre la reconstruction de la stéréo, ou encore des informations relatives au système RDS (pour « Radio Data System » selon l'abréviation anglaise, service de transmission d'informations en parallèle du signal audio, destinées notamment à permettre l'écoute d'une station sans interruption au cours d'un trajet) etc.
Dans les récepteurs radio FM conventionnels analogiques, l'élimination du bruit est souvent assurée par un circuit de type « sample and hold », selon l'expression anglaise connue de l'homme du métier, signifiant « échantillonner et tenir », dont la fonction est de remplacer une portion de signal multiplexé pollué par un blanc.
Un exemple de dispositif visant à remplacer une portion bruitée d'un signal par une portion de signal blanc est notamment décrit dans le document US 6 577 851 B1 .
Si elle permet de supprimer des pics de bruit particulièrement désagréables pour l'auditeur, le fait de remplacer les portions bruitées par des blancs conserve une dimension désagréable à l'écoute.
Pour pallier cet inconvénient, des récepteurs numériques, plus récents, assurent une détection plus précise des pics dans les signaux radio multiplexés et un filtrage des pics détectés au moyen de filtres passe-bas.
Les moyens connus pour limiter le bruit dans des signaux radio FM multiplexés présentent néanmoins des inconvénients, dont les principaux sont les suivants.
Lors de la détection de pics dans des signaux radio multiplexés, la détection de « faux positifs », induisant l'entrée en action du filtre passe-bas altérant le signal, sont fréquents, surtout quand la modulation est forte. Par ailleurs, les techniques dites de « blanking », selon le terme anglais connu de l'homme du métier, consistant à remplacer une portion de signal dans laquelle du bruit impulsionnel est présent par une portion de signal blanc, que ce soit par la mise en œuvre d'un filtre passe-bas ou par substitution d'une portion de signal polluée par une portion de signal blanc, entraîne une discontinuité du signal restitué, désagréable pour l'auditeur. En effet, ces discontinuités sont systématiques lors de l'activation ou lors de la désactivation de ces moyens de « blanking », et cela introduit de la distorsion dans le signal radio restitué.
Il existe donc un besoin pour un limiteur de bruit dans un signal radio multiplexé éliminant ces inconvénients.
A cette fin, la présente invention propose un procédé pour limiter le bruit impulsionnel dans un signal radio, notamment un signal radio FM multiplexé, apte à détecter efficacement le bruit impulsionnel dans le signal radio reçu et à remplacer toute portion de signal bruitée par une portion de signal reconstituée par interpolation polynomiale.
La détection du bruit impulsionnel est améliorée par la prise en considération, à la fois, du niveau du signal radio reçu, à travers l'analyse du module du rapport entre la composante en phase et la composante en quadrature (module l/Q) du signal radio reçu modulé et de la modulation du signal radio reçu, pour détecter la survenance de bruit haute-fréquence.
Le remplacement, dans le signal audio, d'une portion de signal radio bruitée par une portion de signal radio reconstituée est améliorée par le fait de réaliser une interpolation polynomiale entre un dernier échantillon conservé du signal radio démodulé et un échantillon de reprise, de façon à éliminer toute discontinuité dans le signal radio restitué, et éviter ainsi les distorsions radio qui en découlent dans les récepteurs radio connus.
A cette fin, la présente invention a pour objet un procédé de limitation du bruit dans un signal radio reçu, notamment dans la bande FM, ledit signal radio reçu étant multiplexé suivant une modulation d'amplitude en quadrature, ledit signal radio reçu modulé comprenant une composante en phase et une composante en quadrature, le signal radio reçu étant démodulé pour être constitué d'une succession d'échantillons, et ledit signal radio comportant un risque de bruit impulsionnel susceptible d'altérer un signal radio restitué, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
• une première étape de détection d'une chute du module du rapport entre la composante en phase et la composante en quadrature du signal radio reçu modulé, en fonction du module moyen dans le temps du signal radio reçu modulé, • une deuxième étape de détection de bruit haute-fréquence dans le signal radio reçu démodulé, en fonction d'un seuil, ledit seuil étant déterminé de façon dynamique en fonction de la modulation du signal radio reçu modulé,
• une troisième étape de calcul d'un score de bruit impulsionnel, ledit score de bruit impulsionnel étant fonction de la détection réalisée à la première étape et de la détection de bruit haute fréquence réalisée à la deuxième étape,
• en fonction du score de bruit impulsionnel calculé à la troisième étape, une quatrième étape de détermination d'un nombre d'échantillons, formant une séquence d'échantillons à substituer, entre un dernier échantillon non bruité conservé et un échantillon non bruité de reprise, dans le signal radio reçu démodulé,
• une cinquième étape de création d'une séquence d'échantillons de substitution, par interpolation polynomiale entre le dernier échantillon non bruité conservé et l'échantillon non bruité de reprise,
· une sixième étape de restitution d'un signal radio démodulé modifié correspondant au signal radio reçu démodulé dans lequel la séquence d'échantillons à substituer est remplacée par la séquence d'échantillons de substitution.
Grâce au procédé selon l'invention, la survenance de bruit impulsionnel dans un signal radio modulé reçu est détectée efficacement et corrigée de façon satisfaisante.
Selon un mode de réalisation, à la cinquième étape, l'interpolation polynomiale est fondée sur un polynôme estimé en fonction d'une pluralité d'échantillons non bruités située avant la séquence d'échantillons à substituer dans le signal radio reçu démodulé et d'une pluralité d'échantillons non bruités située après la séquence d'échantillons à substituer dans le signal radio reçu démodulé.
Selon un mode de réalisation, la détection d'une chute detecdr0Pn du module du rapport entre la composante en phase et la composante en quadrature du signal radio reçu vaut :
1
norm(In, Qn) ^ Thrdr0Pn
0
où Thrdrop = f(Sensor leveï) et /(·) est une fonction linéaire.
Selon un mode de réalisation, la détection de bruit haute-fréquence detecnoisen, en fonction d'un seuil déterminé de façon dynamique, dans le signal radio reçu démodulé, vaut :
1
HPF{MPXn) Thrnoisen
0 où Thrnoise = f (Capteur de modulation) et /(·) est une fonction linéaire. Selon un mode de réalisation, le score IND est égal à :
∑n=0 {deteCdropn & ^e^ecnoisen)
où N est le nombre d'échantillons du signal radio reçu démodulé (FM MPX) dont il est tenu compte, correspondant par exemple à la taille d'une mémoire tampon dédiée.
Avantageusement, l'interpolation polynomiale est mise en œuvre entre une séquence précédente d'échantillons propres se terminant par le dernier échantillon conservé et une séquence suivante d'échantillons propres commençant par l'échantillon de reprise.
La présente invention vise également un dispositif de réception radio, apte à recevoir et à démoduler un signal radio multiplexé, comprenant un dispositif limiteur de bruit comprenant des moyens pour mettre en œuvre le procédé de limitation du bruit dans un signal radio reçu, notamment dans la bande FM, présentant tout ou partie des caractéristiques précédemment citées.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et se référant aux dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 représente un schéma bloc traduisant le fonctionnement du procédé de limitation du bruit impulsionnel dans un signal radio, selon l'invention ;
- la figure 2 montre des diagrammes représentant la qualité du traitement obtenu par la mise en œuvre du procédé selon l'invention par rapport à l'art antérieur.
Il faut noter que les figures exposent l'invention de manière détaillée pour en permettre la mise en œuvre, lesdites figures pouvant bien entendu également servir à mieux définir l'invention.
L'invention est présentée principalement en vue d'une mise en œuvre dans un récepteur radio embarqué à bord d'un véhicule automobile. Cependant, d'autres applications sont également visées par la présente invention, notamment en vue d'une mise en œuvre dans d'autres contextes que celui d'un véhicule automobile.
En référence à la figure 1 , le procédé de limitation du bruit impulsionnel ou de multi-trajet dans un signal radio reçu FM comprend le calcul d'un score IND attaché au bruit présent dans le signal radio reçu FM. Ce score IND permet une détection de bruit intelligente.
Ainsi, le signal reçu FM est modulé, comme cela est connu, à l'aide d'une technique de modulation multi-trajet, le signal reçu FM modulé présentant une composante en phase I et une composante en quadrature Q. Il est également connu que le module du rapport l/Q est apte à révéler la probabilité de présence de bruit impulsionnel dans le signal radio reçu FM. Ainsi, le procédé selon l'invention prévoit une détection de la chute du module l/Q, noté Δ l/Q à la figure 1 .
Dans le signal radio reçu FM, il est en effet plus probable de trouver du bruit impulsionnel lorsque le module l/Q baisse de façon spectaculaire.
Selon l'invention, la détection de la chute du module l/Q consiste à comparer le module l/Q à un instant donné à un seuil déterminé de façon dynamique en fonction de l'évolution à plus long terme du niveau du signal radio, en d'autres termes en fonction du module moyen dans le temps du signal radio reçu modulé, donné par le capteur de niveau SL (« sensor level » selon les termes anglais utilisés par l'homme du métier), qui indique le niveau radiofréquence (RF) du signal radio reçu FM.
Le procédé selon l'invention prévoit par ailleurs la détection de bruit haute fréquence dans le signal radio démodulé FM MPX, via un capteur de bruit (« sensor noise » selon les termes anglais utilisés par l'homme du métier), qui indique l'existence de composantes hautes fréquences dans le signal radio démodulé FM MPX, en tenant compte du capteur de modulation SM (« sensor modulation » selon les termes anglais utilisés par l'homme du métier), qui indique le niveau de modulation du signal voulu. Ainsi, le capteur de bruit haute fréquence SHF détecte la survenance de pics hautes fréquences dans le signal radio démodulé FM MPX, en comparant ces pics à un seuil de fréquence déterminé de façon dynamique en fonction de la modulation du signal voulu, donné par le capteur de modulation SM. Ainsi, plus la modulation est forte, plus le seuil de détection de pics est élevé.
Le seuil de détection des pics, caractéristiques du bruit impulsionnel, évolue ainsi de façon dynamique. La détermination dynamique de ces seuils permet d'éviter la détection de « faux positifs » (pics ne correspondant pas à du bruit impulsionnel), et ainsi de minimiser la distorsion dans le signal radio restitué. Ainsi, si la modulation du signal augmente, le seuil de détection de ces pics augmente également.
Comme cela est représenté sur la figure 1 , les informations issues du capteur de bruit haute fréquence SHF et celles relatives à la détection d'une chute éventuelle du module du rapport l/Q sont ensuite couplées pour effectuer le calcul du score IND.
Pour générer les informations issues du capteur de bruit haute fréquence SHF, il est tenu compte du capteur de modulation SM et, pour permettre la détection d'une chute du module du rapport l/Q, il est tenu compte du capteur de niveau SL. De cette façon, le procédé selon l'invention permet de détecter, de façon dynamique, la présence de pics dans le signal radio reçu FM, caractéristiques de la présence de bruit impulsionnel dans ledit signal audio reçu FM. A cette fin, lesdites informations issues du capteur de bruit haute fréquence SHF et celles relatives à la détection d'une chute éventuelle du module du rapport l/Q sont donc compilées pour effectuer le calcul du score IND, à partir duquel le procédé selon l'invention détermine la longueur de la portion de signal à remplacer dans le signal radio reçu démodulé FM MPX.
En effet, le signal radio démodulé FM MPX est constitué d'échantillons successifs. Le score IND donne une probabilité d'avoir du bruit impulsionnel en fonction du temps. Sur une séquence de N échantillons, par exemple, de 0 à N échantillons seront considérés comme bruités. Dès lors, le procédé selon l'invention prévoit la détermination d'un nombre d'échantillons à remplacer, entre un dernier échantillon non bruité conservé et un échantillon non bruité de reprise.
Selon l'invention, une séquence d'échantillons de substitution est alors créée par interpolation polynomiale IP entre ledit dernier échantillon non bruité conservé et ledit échantillon non bruité de reprise. Pour améliorer encore la qualité de l'interpolation polynomiale IP, selon un mode de réalisation, il est tenu compte d'une séquence d'échantillons propres se terminant par le dernier échantillon conservé et d'une séquence d'échantillons propres commençant par l'échantillon de reprise.
Selon un mode de réalisation, l'interpolation polynomiale IP est fondée sur un polynôme dont les coefficients sont estimés en fonction d'une pluralité d'échantillons non bruités située avant la séquence d'échantillons à substituer dans le signal radio démodulé FM MPX et d'une pluralité d'échantillons non bruités après la séquence d'échantillons à substituer dans le signal radio démodulé FM MPX.
Il est précisé que le nombre d'échantillons utilisés pour former ladite pluralité d'échantillons non bruités, avant et après la séquence d'échantillons à substituer, varie en fonction de la longueur de la séquence à substituer, correspondant à une portion de signal radio à remplacer. En effet, plus la portion de signal radio reçu bruitée est longue, plus le nombre d'échantillons « propres », c'est-à-dire non bruités, nécessaires, avant et après la séquence à substituer, est élevé, afin de permettre une construction satisfaisante de la séquence d'échantillons de substitution.
Par ailleurs, le nombre d'échantillons utilisés pour former ladite pluralité d'échantillons non bruités, avant et après la séquence d'échantillons à substituer, varie également en fonction de la fréquence à laquelle survient du bruit dans le signal radio reçu FM.
Ainsi, en d'autres termes, la portion de signal corrompue est remplacée par un signal synthétisé à partir d'un polynôme. Les coefficients de ce polynôme sont estimés à l'aide des signaux propres avant et après la portion polluée par le bruit. Etant donné que la séquence d'échantillons de substitution présente le même composant fréquentiel que ses voisins, la distorsion créée par ce traitement est minime.
Le procédé selon l'invention présente notamment les avantages suivants, à savoir :
i) que l'adaptation du seuil de détection des pics en fonction du niveau de modulation du signal voulu, permet d'éviter la détection de faux positifs, et ii) que le fait de remplacer la portion de signal corrompue par une interpolation polynômiale estimée des signaux propres voisins minimise la distorsion liée à la suppression du bruit.
La figure 2 montre des résultats de simulations relatives à la limitation du bruit dans un signal radio reçu FM bruité 2a, selon les procédés de l'état de l'art 2b et selon l'invention 2c.
Comme le montre ces graphiques, le signal restitué après traitement par le procédé selon l'invention 2c est exempt à la fois de bruit impulsionnel et de discontinuité.
En résumé, la présente invention propose un procédé pour limiter le bruit impulsionnel dans un signal radio, notamment dans la bande FM, multiplexé et destiné à être reçu par un récepteur FM, embarqué par exemple à bord d'un véhicule.
Le procédé selon l'invention comprend la détection et l'évaluation de bruit impulsionnel à travers le calcul d'un score IND, pour une séquence d'échantillons successifs du signal radio démodulé FM MPX, en tenant compte d'une part d'une capacité de détection d'une chute du module du rapport l/Q, dépendant notamment des données issues d'un capteur de niveau SL, et d'autre part d'une capacité de détection de bruit haute fréquence, dépendant notamment de données issues d'un capteur de modulation SM.
Selon un mode de réalisation, la détection d'une chute du module du rapport l/Q detecdr0Pn vaut :
1
norm(In, Qn) Thrdr0Pn
0
où Thrdrop = f{Sensor level) et /(·) est une fonction linéaire.
Selon un mode de réalisation, la détection de bruit haute fréquence detecnoisen vaut :
1
HPF{MPXn) Thrnoisen
0
où Thrnoise = f (Capteur de modulation) et /(·) est une fonction linéaire. Ainsi, selon un mode de réalisation, sur une séquence de N échantillons, correspondant par exemple à la taille d'une mémoire tampon dédiée, le score IND est donné comme une note allant de 0 à N-1 , où 0 indique un signal radio très propre et N-1 indique un signal radio très bruité. Dans ce contexte, le score IND peut être obtenu grâce à l'équation suivante :
Figure imgf000009_0001
où N est le nombre d'échantillons du signal radio démodulé FM MPX dont il est tenu compte, correspondant par exemple à la taille d'une mémoire tampon dédiée.
En fonction de ce score IND, l'interpolation polynomiale proposée par la présente invention, pour remplacer une portion de signal polluée par une portion de signal reconstituée, repose sur l'utilisation dudit score IND afin d'annuler un maximum de bruit impulsionnel, sans générer de distorsion dans le signal radio restitué.
Il est à noter, par ailleurs, que la présente invention vise également un dispositif limiteur de bruit impulsionnel, destiné à un récepteur radio, notamment un récepteur radio FM, mettant en œuvre le procédé décrit ci-dessus.
La présente invention est en particulier prévue pour une mise en œuvre dans le domaine automobile, mais peut également être mise en œuvre dans d'autres domaines.
Il est précisé, en outre, que la présente invention n'est pas limitée aux exemples décrits ci-dessus et est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de limitation du bruit dans un signal radio reçu, notamment dans la bande FM, ledit signal radio reçu étant multiplexé suivant une modulation d'amplitude en quadrature, ledit signal radio reçu modulé comprenant une composante en phase et une composante en quadrature, le signal radio reçu étant démodulé pour être constitué d'une succession d'échantillons, et ledit signal radio comportant un risque de bruit impulsionnel susceptible d'altérer un signal radio restitué, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
• une première étape de détection d'une chute du module du rapport entre la composante en phase et la composante en quadrature du signal radio reçu modulé, en fonction du module moyen dans le temps du signal radio reçu modulé,
• une deuxième étape de détection de bruit haute-fréquence dans le signal radio reçu démodulé, en fonction d'un seuil, ledit seuil étant déterminé de façon dynamique en fonction de la modulation du signal radio reçu modulé,
· une troisième étape de calcul d'un score de bruit impulsionnel, ledit score de bruit impulsionnel étant fonction de la détection réalisée à la première étape et de la détection de bruit haute fréquence réalisée à la deuxième étape,
• en fonction du score de bruit impulsionnel calculé à la troisième étape, une quatrième étape de détermination d'un nombre d'échantillons, formant une séquence d"échantillons à substituer, entre un dernier échantillon non bruité conservé et un échantillon non bruité de reprise, dans le signal radio reçu démodulé,
• une cinquième étape de création d'une séquence d'échantillons de substitution, par interpolation polynomiale entre le dernier échantillon non bruité conservé et l'échantillon non bruité de reprise,
• une sixième étape de restitution d'un signal radio démodulé modifié correspondant au signal radio reçu démodulé dans lequel la séquence d'échantillons à substituer est remplacée par la séquence d'échantillons de substitution.
2. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel, à la cinquième étape, l'interpolation polynomiale est fondée sur un polynôme estimé en fonction d'une pluralité d'échantillons non bruités située avant la séquence à substituer dans le signal radio reçu démodulé et d'une pluralité d'échantillons non bruités située après la séquence à substituer dans le signal radio reçu démodulé.
3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première étape de détection d'une chute detecdr0Pn du module du rapport entre la composante en phase et la composante en quadrature du signal radio reçu vaut :
1
norm(In, Qn)^Thrdrop
Figure imgf000011_0001
où Thrdrop = f{Sensor level) et /(·) est une fonction linéaire.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la deuxième étape de détection de bruit haute-fréquence detecnoisen, en fonction d'un seuil déterminé de façon dynamique, dans le signal radio reçu démodulé, vaut :
1
HPF{MPXn) Thrnoisen
0
où Thrnoise = f (Capteur de modulation) et /(·) est une fonction linéaire.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, lors de la quatrième étape, le score IND est égal à :
∑n=0 (^-e^ecdropn ^e^ecnoisen) où N est le nombre d'échantillons du signal radio reçu démodulé (FM MPX) dont il est tenu compte, correspondant par exemple à la taille d'une mémoire tampon dédiée.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'interpolation polynomiale est mise en œuvre entre une séquence précédente d'échantillons propres se terminant par le dernier échantillon conservé et une séquence suivante d'échantillons propres commençant par l'échantillon de reprise.
7. Dispositif de réception radio, apte à recevoir et à démoduler un signal radio multiplexé, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif limiteur de bruit comprenant des moyens pour mettre en œuvre le procédé de limitation du bruit dans un signal radio reçu, notamment dans la bande FM, selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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