FR2716055A1

FR2716055A1 - Base station sensor network for TDMA communication system

Info

Publication number: FR2716055A1
Application number: FR9401288A
Authority: FR
Inventors: Mayrargue Sylvie
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-02-04
Filing date: 1994-02-04
Publication date: 1995-08-11
Anticipated expiration: 2014-02-04
Also published as: FR2716055B1

Abstract

The network includes a base station with N uncorrelated sensors. Each mobile, i, has its own initial reference sequence formed by symbols d(i,n). Ld is the length of the sequence. The optimum time-space coefficients W(i), for each mobile station are complex and minimise a summed function. The function is the square of (W(i)*.X(n)-d(i,n)), summed for values of n between the value of the length p of the filter and the value of the length of the reference sequence. W(i)* is the Hermitian matrix of W(i). X(n) is the data vector at the receiver corresponding to the emission of the data symbol d(i,n). It is formed by m sets of components X(m,n), X(m,n-1)...X(m,n-p+1), where m represents the order of the sensor and has values 1 to N.

Description

STATION DE BASE POUR SYSTEMES DE RADIOCOMMUNICATIONBASE STATION FOR RADIO COMMUNICATION SYSTEMS

NUMERIQUES, A FILTRAGE SPATIO-TEMPOREL L'invention concerne les stations de base à réseau d'antennes ou de capteurs pour systèmes de radiocommunica- tion numérique avec des mobiles, dans lesquels les informa- tions en provenance des mobiles sont transmises sous forme de message constitué de symboles successifs, débutant par une séquence de référence qui est particulière à chaque mobile, les séquences de référence des différents mobiles étant différentes, avantageusement mutuellement orthogona- les. The invention relates to base stations with an antenna or sensor network for digital radiocommunication systems with mobiles, in which the information coming from the mobiles is transmitted in the form of a message. consisting of successive symbols, starting with a reference sequence which is particular to each mobile, the reference sequences of the different mobiles being different, advantageously mutually orthogonal.

L'invention trouve un intérêt particulier dans les systèmes de radiocommunication à accès multible à réparti- tion dans le temps, dits AMRT ou TDMA, dans lesquels un mobile se voit affecter, pour une communication donnée, les tranches temporelles de même numéro d'ordre de trames successives, à une fréquence porteuse donnée. The invention is of particular interest in time-division multi-access radio communication systems, known as TDMA or TDMA systems, in which a mobile is assigned, for a given communication, the time slots of the same sequence number. successive frames, at a given carrier frequency.

Dans les systèmes actuels de ce type, l'antenne - ou le réseau d'antennes - de la station de base a des lobes d'émission et de réception fixes, ce qui interdit à plu- sieurs mobiles de communiquer simultanément avec la station de base à la même fréquence. In current systems of this type, the antenna - or the antenna array - of the base station has fixed transmitting and receiving lobes, which prevents multiple mobiles from simultaneously communicating with the radio station. base at the same frequency.

On a déjà proposé d'écarter cette limitation en munis- sant la station de base d'un réseau d'antennes qu'on peut qualifier de mutuellement décorrélées, fournissant des signaux de sortie statistiquement indépendamment. Ces signaux de sortie sont appliqués à des filtres purement spatiaux d'isolement des contributions des différents mobiles, éventuellement en utilisant les séquences de référence. Cette approche est basée sur un modèle de propagation suivant lequel les trajets multiples à partir d'un même mobile sont, vus de la station de base, contenus dans un cône d'angle au sommet faible (S. Anderson et al, An adaptive array for mobile communication systems, IEEE Trans. on vehicular technology, vol. 40, No. 1, Feb. 1991, pages 230-236). Cette hypothèse s'est révélée erronée. De toute façon, cette approche exigerait un nombre d'antennes ou plus généralement de capteurs très élevé chaque fois que le nombre de trajets est important. It has already been proposed to rule out this limitation by providing the base station with an antenna array that can be described as mutually decorrelated, providing output signals statistically independently. These output signals are applied to purely spatial filters for isolating the contributions of the different mobiles, possibly using the reference sequences. This approach is based on a propagation model according to which multiple paths from the same mobile are, seen from the base station, contained in a low vertex angle cone (S. Anderson et al, An adaptive array for mobile communication systems, IEEE Trans., 40, No. 1, Feb. 1991, pp. 230-236). This hypothesis proved to be wrong. Anyway, this approach would require a number of antennas or more generally very high sensors whenever the number of trips is important.

L'invention vise à fournir une station de base pour un système du type cidessus défini, répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notam- ment en ce qu'elle permet de différencier les communications recues de plusieurs émetteurs mobiles à la même fréquence porteuse avec un nombre réduit d'antennes et de plus permet, dans la plupart des cas, d'effectuer une égalisation en même temps que l'isolement des émetteurs. The object of the invention is to provide a base station for a system of the above-defined type, better than those previously known to the requirements of the practice, in particular in that it makes it possible to differentiate the communications received from several mobile transmitters at the same time. The same carrier frequency with fewer antennas and more allows, in most cases, equalization at the same time as the isolation of the transmitters.

L'invention part d'une première constatation pratique, qui est que les trajets multiples sont, sauf cas exception- nel, nombreux et présentent des angles d'arrivée à la station de base dispersés. Elle utilise également la constatation que le filtrage spatial, pour être efficace dans l'égalisation, exige que le nombre de trajets soit supérieur au nombre de symboles intervenant dans l'interfé- rence intersymbole, cette condition n'étant pas toujours réalisée. De plus, il faut un nombre de capteurs décorrélés au moins égal au nombre de symboles intervenant dans l'IIS. The invention starts from a first practical observation, which is that, except in exceptional cases, the multiple paths are numerous and have scattered arrival angles to the base station. It also uses the observation that spatial filtering, in order to be effective in equalization, requires that the number of paths be greater than the number of symbols involved in intersymbol interference, this condition not always being fulfilled. In addition, there must be a number of decorrelated sensors at least equal to the number of symbols involved in the IIS.

Pour atteindre le résultat ci-dessus, l'invention propose une station de base comportant N capteurs, d'ordre k=l, .... N, décorrélés, destinée à un système de radiocommu- nication numérique utilisant des séquences de référence prédéterminées formées chacune d'une séquence de symboles di, provenant d'un émetteur mobile i, o n=l, .... Ld, Ld étant la longueur de la séquence, station caractérisée en ce qu'elle comporte, pour chacun des mobiles pouvant être recus simultanément, des moyens de détermination des coefficients d'un filtre spatio-temporel complexe Wi minimisant, pour chaque émetteur mobile d'ordre i: ad ( hi. Xnd1:,,) 2 n-p o Xn,, est le vecteur de données, à la réception, qui correspond à l'émission du symbole di,n de la séquence de référence de l'émetteur mobile d'ordre i = Xn= [.xInxn1 *. x1lp.. X n-p.. x2 * l l'exposant 1, ..., N indiquant le numéro d'ordre du capteur (N étant inférieur à la longueur de l'interférence intersym- boles et supérieur au nombre de mobiles) et l'indice indi- quant le temps (p étant la longueur du filtrage temporel, supérieure à 1). To achieve the above result, the invention proposes a base station comprising N decoded sensors of order k = l, .... N, intended for a digital radio system using predetermined reference sequences. each formed of a sequence of symbols di, originating from a mobile transmitter i, on = 1, .... Ld, Ld being the length of the sequence, characterized in that it comprises, for each of the mobiles, to be received simultaneously, means for determining the coefficients of a minimizing complex spatio-temporal filter Wi, for each mobile emitter of order i: ad (hi, Xnd1: ,,) 2 np o Xn ,, is the data vector , at the reception, which corresponds to the emission of the symbol di, n of the reference sequence of the mobile transmitter of order i = Xn = [.xInxn1 *. x1lp .. X np .. x2 * l the exponent 1, ..., N indicating the order number of the sensor (N being less than the length of the intersymbol interference and greater than the number of mobiles) and the index indicating the time (p being the length of the temporal filtering, greater than 1).

Lorsque les communications entre la station de base et les mobiles sont à la même fréquence dans les deux sens (multiplex alterné), les filtres obtenus à la station de base pour la réception sont évidemment également utilisables à l'émission. Cela reste vrai lorsque la différence entre la fréquence d'émission et de réception est faible. When the communications between the base station and the mobiles are at the same frequency in both directions (alternating multiplex), the filters obtained at the base station for reception are obviously also usable for transmission. This remains true when the difference between the transmit and receive frequency is small.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode particulier de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif, et de la comparaison qui en est faite avec une station de base à filtrage purement spatial. La description se réfère à la figure unique qui l'accompagne, et qui est un schéma synoptique simplifié d'un récepteur comportant un filtre spatio- temporel de sélection d'un émetteur mobile parmi plusieurs. The invention will be better understood on reading the following description of a particular embodiment given by way of non-limiting example, and the comparison which is made with a purely spatial filtering base station. The description refers to the accompanying single figure, which is a simplified block diagram of a receiver having a spatio-temporal filter for selecting one of several mobile transmitters.

On utilisera dans le texte les notations ci-après: i: numéro d'émetteur mobile parmi les m émetteurs mobiles à différencier par filtrage; di,n: symbole de référence provenant de l'émetteur i (1 S i: m) et d'ordre n=l,. The following notations will be used in the text: i: mobile transmitter number among the mobile transmitters to be differentiated by filtering; di, n: reference symbol from the emitter i (1 S i: m) and of order n = l ,.

,Ld (Ld étant la longueur de la séquence) ; {ain} : symbole modulé émis par l'émetteur i à l'instant n; 1/T: débit de symboles; k: numéro de capteur, avec k=l,...,N; gk() : gain du capteur k; An: vecteur de données émises (ain}, dont la partie relative au i-ème émetteur mobile contient des symboles appartenant à la séquence de référence du i-ième vecteur; Xn: vecteur de données, telles que reçues par les N cap- teurs, qui correspond à l'émission du symbole di, de la séquence de référence; 6k: distance du capteur k au capteur 1; L: longueur de l'interférence intersymboles (taille du canal) ; Wi: vecteur optimal de filtrage spatio-temporel d'anten- nes pour la séquence de référence et l'émetteur d'ordre i; p: taille de la partie temporelle du filtrage...DTD: On rappellera tout d'abord que le vecteur complexe de filtrage optimal Wi de sélection d'un émetteur d'ordre i est celui qui minimise: ( WI. X -di,,) ,a(1) si on utilise le critère de la somme des moindre carrés des écarts, Wi' étant la matrice hermitienne transposée conjuguée de Wi. , Ld (Ld being the length of the sequence); {ain}: modulated symbol emitted by the transmitter i at time n; 1 / T: symbol rate; k: sensor number, with k = l, ..., N; gk (): gain of the sensor k; An: transmitted data vector (ain) whose part relating to the i-th mobile transmitter contains symbols belonging to the reference sequence of the i-th vector; Xn: vector of data, as received by the N sensors , which corresponds to the emission of the symbol di, of the reference sequence, 6k: distance from the sensor k to the sensor 1, L: length of the intersymbol interference (channel size), Wi: optimal vector of spatio-temporal filtering of antennas for the reference sequence and the emitter of order i; p: size of the temporal part of the filtering ... DTD: It will be recalled first of all that the complex vector of optimal filtering Wi of selection d an emitter of order i is the one that minimizes: (WI, X -di ,,), a (1) if we use the criterion of the sum of the least squares of deviations, Wi 'being the Hermitian conjugated transposed matrix of Wi .

La solution de ce problème de minimisation est: VI =E (Xn.X-) -1. E (X, 2di a) (2) qui fait apparaître la matrice de corrélation, spatiotemporelle dans le cas de l'invention: S ( Xn.Xn) Dans le cas de l'invention, cette matrice est spatio- temporelle. Elle doit être inversible. Elle l'est si: N.p 2 m (L + p - 1) N.p étant la taille de la matrice. Cette condition peut également s'écrire: (N - m) p 2 m (L - 1) Toutefois, on envisagera tout d'abord, à titre de comparaison, le cas d'un filtrage purement spatial. The solution of this minimization problem is: VI = E (Xn.X-) -1. E (X, 2di a) (2) which shows the correlation matrix, spatiotemporal in the case of the invention: S (Xn.Xn) In the case of the invention, this matrix is spatio-temporal. It must be invertible. It is so if: N.p 2 m (L + p - 1) N.p being the size of the matrix. This condition can also be written: (N - m) p 2 m (L - 1) However, for the sake of comparison, we will first consider the case of purely spatial filtering.

Filtraae spatial Le vecteur de données X, à la réception, correspondant au symbole di, émis par le mobile i, ne fait intervenir que des données correspondant au même temps de réception et provenant des m émetteurs mobiles. Ce vecteur X. est la somme de m vecteurs Xni représentant chacun la contribution d'un des m mobiles o Xin est de la forme: h1l h2i1:i ain+ nmax (3) h1 hL2 i2 X i 2 hli, 2h2i, 2 hi, 2 Xn- h iN h iN hLi N ai, n-nm i n qu'on peut écrire X',, =HiA,n (3bis) Xn peut alors s'écrire: Xn X =H An o H contient les colonnes des matrices Hi et An, = [Al,n. A,n]T (vecteur de données émises). Spatial Filtraae The data vector X, on reception, corresponding to the symbol di, emitted by the mobile i, involves only data corresponding to the same reception time and coming from the m mobile transmitters. This vector X. is the sum of m vectors Xni each representing the contribution of one of the moving m's where x is of the form: h1l h2i1: i ain + nmax (3) h1 hL2 i2 X i 2 hli, 2h2i, 2 hi, 2 Xn-h iN hiN hLi N ai, n-nm in which we can write X ',, = HiA, n (3bis) Xn can then be written: Xn X = H An o H contains the columns of matrices Hi and An, = [Al, n. A, n] T (transmitted data vector).

Dans le cas d'un tel filtrage purement spatial, l'opti- misation à partir de la séquence de référence du mobile i, mémorisée à la réception, pour retrouver un mobile i parmi les autres, consiste à rechercher le vecteur de filtrage de capteurs W1 qui minimise (4) o Xn correspond à l'émission du symbole di, de la séquence de référence (remplaçant ai,n de la formule 3). In the case of such a purely spatial filtering, the optimization from the reference sequence of the mobile i, stored at reception, to find a mobile i among the others, consists of searching for the sensor filtering vector. W1 which minimizes (4) where Xn corresponds to the emission of the symbol di, of the reference sequence (replacing ai, n of the formula 3).

En règle générale, les émetteurs mobiles ne sont pas mutuellement synchronisés, de sorte que le vecteur de données X, correspond à l'émission par le mobile i de sa séquence de référence, mais pas nécessairement à l'émission par les autres mobiles de leur séquence de référence. As a general rule, the mobile transmitters are not mutually synchronized, so that the data vector X corresponds to the transmission by the mobile i of its reference sequence, but not necessarily to the transmission by the other mobiles of their reference sequence.

L'optimisation est effectuée, une fois la synchronisation réalisée par un procédé qui peut être l'un de ceux habi- tuellement utilisés. Par exemple, dans le cas du GSM, la synchronisation trame est effectuée à partir d'une interro- gation faite par la station de base sur une fréquence différente des fréquences de transfert de messages. Sur la base du temps d'aller-retour mesuré, la station de base est à même de déterminer l'emplacement relatif des différentes séquences de référence, avec un écart de quelques bits seulement. The optimization is carried out once the synchronization has been completed by a process which may be one of those conventionally used. For example, in the case of GSM, the frame synchronization is performed from an interrogation made by the base station on a frequency different from the message transfer frequencies. Based on the measured round trip time, the base station is able to determine the relative location of the different reference sequences, with a difference of only a few bits.

Par ailleurs, l'équation (3) montre que chaque X,, est formé de combinaisons linéaires de L symboles émis consé- cutifs. La sommation de l'équation (4) ne peut donc porter que sur Ld-L+l termes. Une solution du problème, si elle existe, est donnée par la ou les solutions du système linéaire: Z (XnX'n) Wi =(Xndi,,) (5) La matrice E(XXn+) s'écrit HEAnA+nH+, o An est un vecteur de données émises. Pour isoler l'émetteur i, on utilise un vecteur An tel que sa partie relative au ième mobile contient des symboles appartenant à la séquence de référence du mobile i. Moreover, equation (3) shows that each X ,, is formed of linear combinations of L consecutive emitted symbols. The summation of equation (4) can only relate to Ld-L + l terms. A solution of the problem, if it exists, is given by the solution or solutions of the linear system: Z (XnX'n) Wi = (Xndi ,,) (5) The matrix E (XXn +) is written HEAnA + nH +, o An is a vector of transmitted data. To isolate the transmitter i, a vector An is used such that its part relating to the ith mobile contains symbols belonging to the reference sequence of the mobile i.

D'autre part 2 Xndin = H Andi,n Une condition nécessaire et suffisante pour retrouver les symboles est que, à la fois: - la matrice H soit de rang égal à son nombre de colonnes: et - S = AnAn' soit inversible. On the other hand 2 Xndin = H Andi, n A necessary and sufficient condition to find the symbols is that, at the same time: - the matrix H is of rank equal to its number of columns: and - S = AnAn 'is invertible.

Cela n'est réalisé que dans certaines conditions en cas de filtrage spatial. This is only done under certain conditions in the case of spatial filtering.

1. Condition de rang sur H: Il faut que la matrice H ait un rang égal à son nombre de colonnes. Pour cela, - son nombre de lignes N doit être supérieur ou égal à son nombre de colonnes, qui est m.L, et - ses colonnes doivent être indépendantes. 1. Condition of rank on H: It is necessary that the matrix H has a rank equal to its number of columns. For that, - its number of lines N must be greater than or equal to its number of columns, which is m.L, and - its columns must be independent.

Ces conditions ne sont pas remplies si un des mobiles est en vue directe, car toutes les lignes de Hi sont alors proportionnelles; elles ne le sont pas non plus si le mobile i est vu par un nombre de trajets strictement infé- rieur à L. 2. Condition de rang sur S = E An. An' : Il faut que Ld L+l soit supérieur à la taille de S, qui est m.L, donc que Ld soit supérieure à (m+ l)L-l. These conditions are not fulfilled if one of the mobiles is in direct sight, because all the lines of Hi are then proportional; they are not so either if the mobile i is seen by a number of paths strictly inferior to L. 2. Condition of rank on S = E An. An ': It is necessary that Ld L + l is higher than size of S, which is mL, so that Ld is greater than (m + 1) L1.

La contraintelci-dessus est très atténuée par mise en oeuvre de l'invention, qu'on décrira maintenant. The constraint above is very attenuated by implementation of the invention, which will now be described.

Filtraae spatio-temnorel Dans ce cas, le vecteur de données X,, contient non seulement le résultat de mesures effectuées sur chaque capteur à un instant donné n, mais aussi ceux de mesure effectuées à des instants passés n-1, ..., n-p+l. Filtraae spatio-temnorel In this case, the data vector X ,, contains not only the result of measurements made on each sensor at a given instant n, but also those of measurement carried out at past times n-1, ..., n-p + l.

Les vecteurs Xn1 (contribution de lémetteur i au temps n) s'écrivent alors: n n-1 Xli n-p+l1 X2, i Xn= x2, i n x2,i Xn :np+l x2,i n XN,i ' n-p+ l 'N,i C'est à dire, mais en omettant certains termes, -h 1 h h 10 0 ai,n+nmax 21 1 hL a. L il i 1 i,1 Li 0 h h2 hL hiN i, il# i,N l(-Xnp1 i a. The vectors Xn1 (contribution of the emitter i to the time n) are then written: n n-1 X i n -p + I 1 X 2, i X n = x 2, in x 2, i X n: np + 1 x 2, in XN, i ' n-p + N, i That is, but omitting certain terms, -h 1 hh 10 0 ai, n + nmax 21 1 hL a. L i i 1, 1 Li 0 h hh hL hiN i, he # i, N l (-Xnp1 i a.

a, n-ni.a, n-ni.

1 2 L 0 0 h. h h.' 1 2 hLO O h. i h h2 h. 20 0 i,2 1,2 i,2 '=O h1 h2 hL (6) i, 2i,2 hl,2 3i (n-iNiNin-p+2) h 1 h2 hL O 0 a. 1 2 L 0 0 hrs. h h. 1 2 hrs o'clock. i h h2 h. ## STR2 ## wherein R 1 is hydrogen, R 1, R 2, R 2, R 2, R 1, R 2, R 1, R 2, R 1, R 2, R 2, R 2, R 2, R 2, R 2, R 2, R 2, R 2, R 2, R 2, R 2, R 2, R 2.

i,N i,N l, 1 2 h O O h. h L 1,Ni,N i,N o p désigne la taille de la partie temporelle du filtrage. i, N i, N l, 1 2 h O O h. h L 1, Ni, N i, N o p denotes the size of the time portion of the filtering.

Comme dans le cas du filtrage spatial, une solution n'existe, en l'absence de bruit, que si deux conditions sont satisfaites, portant l'une sur la matrice H de transfert de l'équation (6), l'autre sur S = 2 An.A'n. As in the case of spatial filtering, a solution exists, in the absence of noise, only if two conditions are satisfied, one on the transfer matrix H of equation (6), the other on S = 2 An.A'n.

Mais la condition de rang sur H est beaucoup moins contraignante que dans le cas du filtrage purement spatial. But the condition of rank on H is much less restrictive than in the case of purely spatial filtering.

Pour que le nombre de lignes soit supérieur au nombre de colonnes, il suffit que: Np2m(L+p-1) ou encore que: N-m)p2m(L-1) (7) ce qui laisse une latitude de choix sur le compromis entre le nombre N de capteurs et le nombre de mesures passées et mémorisées pour remplir la condition. Le nombre N de capteurs doit cependant rester supérieur au nombre m de mobiles à différencier. For the number of lines to be greater than the number of columns, it suffices that: Np2m (L + p-1) or even that: Nm) p2m (L-1) (7) which leaves a latitude of choice on the compromise between the number N of sensors and the number of measurements passed and stored to fulfill the condition. The number N of sensors must however remain greater than the number m of mobiles to be differentiated.

Si cette condition est remplie, le seul cas o le filtrage spatiotemporel est en défaut est celui o on souhaite isoler un mobile en vue directe. If this condition is fulfilled, the only case where the spatial-temporal filtering is in default is that where it is desired to isolate a mobile in direct view.

Dans le cas o le mobile d'ordre 1 est en vue directe, l'équation (6) devient en effet: xnIli 0 0 0 g( (01) 0 n-1 xn-p.* o 0 g) ( xn 0 X2, 1 g2 (01) ehêî1/ s1:O Si 0 1 x0)e2 ls I Sn-1 xnl = i- n5 x, n- p_ 0 t <,nP.i g2 (O1) j216 /lsinl L-, In0 1 1 Snp1,1 Le rang de la matic Hg est dans ce0 ca glàp I nSln-Pn 1 n X" 0 k n-j3+ o g2 (0) j2z8 /lsinO 0 92 o0. L-1 si= [l/g1 (O) ] - Le rang de la matrice Hn est dans ce cas égal à p, donc inférieur au nombre de colonnes donné par l'équation (6),qui est L+p-1. In the case where the mobile of order 1 is in direct view, the equation (6) becomes: xnIli 0 0 0 g ((01) 0 n-1 xn-p. * O 0 g) (xn 0 ## STR2 ## In0 1 1 Snp1,1 The rank of the material Hg is in this case I nSln-Pn 1 n X "0 k n-j3 + o g2 (0) j2z8 / lsinO 0 92 o0. L-1 si = [1 / g1 (O)] - The rank of the matrix Hn is in this case equal to p, therefore less than the number of columns given by the equation (6), which is L + p-1.

Cependant deux trajets suffisent pour permettre l'isolement d'un émetteur mobile et, à plus forte raison, une solution existe pour tout mobile vu par un nombre de rayons strictement inférieur à L, mais supérieur à 1. However two paths are enough to allow the isolation of a mobile transmitter and, all the more reason, a solution exists for any mobile seen by a number of radii strictly smaller than L, but greater than 1.

La condition de rang sur S s'écrit: m(L+p-l) <Ld- (L+p-l)+l ou encore: (m+l) x(L+p- 1) <L+l (7) En résumé, les conditions se réduisent au respect des deux inégalités (6) et (7). The condition of rank on S is written: m (L + pl) <Ld- (L + pl) + l or again: (m + l) x (L + p- 1) <L + l (7) In In summary, the conditions are reduced to respect for the two inequalities (6) and (7).

Dans la pratique, les signaux sont accompagnés de bruit et E(XnX'n) est alors toujours inversible. La solution correspondante donnée par l'équation (2) tend simplement asymptotiquement vers la solution de norme minimum (corres- pondant à l'absence de bruit) lorsque le niveau de bruit tend vers zéro. In practice, the signals are accompanied by noise and E (XnX'n) is always invertible. The corresponding solution given by equation (2) simply tends asymptotically to the minimum standard solution (corresponding to the absence of noise) when the noise level tends to zero.

Par ailleurs, les capteurs peuvent présenter une disposition autre que linéaire, ce qui évite la présence d'une zone aveugle. In addition, the sensors may have an arrangement other than linear, which avoids the presence of a blind zone.

Enfin, l'utilisation d'antennes polarisées comme capteurs permet de réduire le nombre d'emplacements de capteurs nécessaires. Finally, the use of polarized antennas as sensors reduces the number of sensor locations required.

La description qui suit d'un mode particulier de The following description of a particular mode of

réalisation se réfère à la figure unique qui l'accompagne et qui est un synoptique de principe d'un dispositif. realization refers to the single figure that accompanies it and is a block diagram of a device.

Le dispositif est, par exemple, utilisable pour isoler un émetteur mobile parmi plusieurs émetteurs reçus par une station de base d'une installation de téléphonie cellulaire numérique. Si par exemple cette installation correspond à la norme GSM, chaque canal de transmission entre un émetteur mobile et un capteur constitue un filtre de réponse impulsionnelle finie, habituellement à six coefficients, ce qui revient à dire que l'étalement des retards de propagation relatifs aux différents trajets est d'environ cinq symboles. Dans le cas d'un filtrage d'isole- ment purement spatial, il faudrait disposer d'au moins quinze capteurs décorrélés pour séparer trois mobiles. The device is, for example, usable to isolate a mobile transmitter among several transmitters received by a base station of a digital cellular telephone installation. If, for example, this installation corresponds to the GSM standard, each transmission channel between a mobile transmitter and a sensor constitutes a finite impulse response filter, usually with six coefficients, which is to say that the spreading of propagation delays relative to different paths is about five symbols. In the case of purely spatial isolation filtering, at least fifteen decorrelated sensors would be required to separate three mobiles.

Le dispositif montré de façon simplifiée sur la figure (deux antennes décorrélées 10 seulement étant représentées) est destiné à isoler les messages provenant d'un émetteur mobile 12, émettant périodiquement une séquence de référence diI, ..... di,A. Cette séquence est stockée avec les autres dans une mémoire 14 de la station de base. The device shown in a simplified manner in the figure (only two uncorrelated antennas being shown) is intended to isolate messages from a mobile transmitter 12, periodically emitting a reference sequence diI, ..... di, A. This sequence is stored with the others in a memory 14 of the base station.

Chaque capteur 10 est suivi de moyens 16, de constitution classique et en tous cas non concernés par l'invention, notamment d'échantillonnage et de mise en forme, qui attaquent une ligne à retard 18 permettant de disposer simultanément de p échantillons successifs. Les lignes appartiennent à un filtre spatio-temporel qui comporte des multiplieurs 20, dont les coefficients sont déterminés par un organe de calcul 22. L'organe de calcul 22, les multiplieurs 20, les lignes à retard et un sommateur 22 constituent un filtre transversal, éventuellement adapta- tif. Pour cela, l'organe de calcul reçoit, d'une part, la séquence de référence de la mémoire, 14, d'autre part, le vecteur de données Xn, constitué par les sorties des éléments de retard successifs. Each sensor 10 is followed by means 16, of conventional constitution and in any case not concerned by the invention, in particular sampling and formatting, which attack a delay line 18 for simultaneously having p successive samples. The lines belong to a spatio-temporal filter which comprises multipliers 20, the coefficients of which are determined by a computing element 22. The computing device 22, the multipliers 20, the delay lines and an adder 22 constitute a transversal filter possibly adaptive. For this, the computing device receives, on the one hand, the reference sequence of the memory, 14, on the other hand, the data vector Xn, constituted by the outputs of the successive delay elements.

Les sorties de tous les multiplieurs 20 sont appliquées sur les entrées du sommateur 22, qui fournit la sortie, qui est une évaluation ai de ain. The outputs of all the multipliers 20 are applied to the inputs of the adder 22, which provides the output, which is an evaluation of ain.

L'organe de calcul 22 sera souvent prévu pour mettre en oeuvre l'algorithme des moindres carrés (équation (1) ci- dessus). L'algorithme peut être résolu soit par un traite- ment par blocs à ajustage, soit par un traitement adaptatif. The calculator 22 will often be provided to implement the least squares algorithm (equation (1) above). The algorithm can be solved either by adjustment block processing or adaptive processing.

Dans ce dernier cas, l'algorithme utilisé pourra être celui le plus approprié du point de vue de la rapidité de conver- gence et de la complexité du calcul, dans la famille des algorithmes RLS, LMS et ceux décrits dans l'article "A Set of Algorithms Linking NLMS and Block RLS Algorithms", de Montazeri et al., IEEE Trans. on Signal Processing, 1993, auquel on pourra se reporter. In the latter case, the algorithm used may be the most appropriate from the point of view of convergence speed and computational complexity, in the family of RLS, LMS algorithms and those described in the article "A Set of Algorithms Linking NLMS and Block RLS Algorithms, by Montazeri et al., IEEE Trans. on Signal Processing, 1993, to which reference may be made.

Dans la variation adaptative, le processus d'ajus- tage des coefficients du filtre peut commencer dès qu'une synchronisation a été sélectionnée et dès que le début de la séquence de référence, qui généralement a une longueur Ld très supérieure à la longueur L de l'interférence intersymbole, a été identifiée. A partir d'une valeur arbitraire des coefficients des multiplieurs 20 (valeur qui générale- ment sera déterminée expérimentalement pour une station donnée, en fonction par exemple de la prépondérance de certains trajets), l'adaptation s'effectue par un processus itératif classique et qu'il n'est pas nécessaire de décrire ici. Les coefficients du filtre représentés par la matrice Wi sont progressivement ajustés. Le processus est arrêté dès la fin de la séquence de référence ou dès que les coeffi- cients n'évoluent plus. Les coefficients obtenus sont mémorisés et utilisés soit pour l'ensemble du message, soit jusqu'à approcher d'une nouvelle séquence de référence. In the adaptive variation, the process of adjusting the filter coefficients can begin as soon as a synchronization has been selected and as soon as the beginning of the reference sequence, which generally has a length Ld much greater than the length L of intersymbol interference has been identified. From an arbitrary value of the coefficients of the multipliers 20 (a value which generally will be determined experimentally for a given station, as a function, for example, of the preponderance of certain paths), the adaptation is carried out by a conventional iterative process and that it is not necessary to describe here. The coefficients of the filter represented by the matrix Wi are gradually adjusted. The process is stopped at the end of the reference sequence or as soon as the coefficients no longer evolve. The coefficients obtained are stored and used either for the entire message or until approaching a new reference sequence.

Claims

A sensor network base station for a digital mobile radio system in which information from each mobile is transmitted in the form of a message consisting of successive symbols, beginning with a reference sequence which is particular to each mobile, the reference sequences of the different mobiles being different, the base station having N sensors To achieve the above result, the invention proposes a base station having N sensors, order k = 1, ... , N, decorrelated, for a digital radio system using predetermined reference sequences each formed of a sequence of di symbols from a mobile transmitter i, on = l, ..., Ld, Ld being the length of the sequence, characterized in that it comprises, for each of the mobiles that can be simultaneously received, means for determining the coefficients of a spatio-t filter; minimizing Wi-complex emporel, for each mobile transmitter of order i: ad &. where Xn is the data vector, on reception, which corresponds to the transmission of the symbol di, of the reference sequence of the mobile transmitter of order i = Xn = [XIn, X1 x2 x2, XXn-] the exponent 1, ..., N indicating the sequence number of the sensor (N being less than the intersymbol interference length and greater than the number of mobiles) and the index indicating as the time (p being the length of the temporal filtering, greater than 1).

2. Base station according to claim 1, for installation in which the communications between the base station and the mobiles are substantially at the same frequency in both directions, characterized in that the spatio-temporal filter of reception by the station of base is also used on transmission by the base station.

3. Base station according to claim 1 or 2, characterized in that the means for determining the coefficients are provided for determining the coefficients of the Wi filter satisfying the condition: