EP1514362A2 - Demodulateur de signaux modules par position d'impulsions, procede de demodulation et recepteur equipe du demodulateur - Google Patents

Demodulateur de signaux modules par position d'impulsions, procede de demodulation et recepteur equipe du demodulateur

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Publication number
EP1514362A2
EP1514362A2 EP03752838A EP03752838A EP1514362A2 EP 1514362 A2 EP1514362 A2 EP 1514362A2 EP 03752838 A EP03752838 A EP 03752838A EP 03752838 A EP03752838 A EP 03752838A EP 1514362 A2 EP1514362 A2 EP 1514362A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
signal
delay
reception signal
demodulator
decoding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03752838A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Nicolas Delorme
Dominique Morche
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of EP1514362A2 publication Critical patent/EP1514362A2/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69—Spread spectrum techniques
    • H04B1/7163—Spread spectrum techniques using impulse radio
    • H04B1/71637—Receiver aspects
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/38—Synchronous or start-stop systems, e.g. for Baudot code
    • H04L25/40—Transmitting circuits; Receiving circuits
    • H04L25/49—Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems
    • H04L25/4902—Pulse width modulation; Pulse position modulation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69—Spread spectrum techniques
    • H04B1/707—Spread spectrum techniques using direct sequence modulation
    • H04B1/709—Correlator structure
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/69—Spread spectrum techniques
    • H04B1/7163—Spread spectrum techniques using impulse radio
    • H04B1/7183—Synchronisation

Definitions

  • the present invention relates to a demodulator of signals modulated by pulse position, and to a receiver equipped with such a demodulator. It also relates to a corresponding demodulation method.
  • the transmission of data by means of a signal modulated by pulse position comprises the emission of a carrier signal with pulses of very short duration and a very low duty cycle.
  • the pulses received are analog pulses. Depending on the applications, this received signal can then be processed either analogically, or be digitized, sampled, etc.
  • the pulses generally have a duration less than a nanosecond and have a duty cycle of less than 1%.
  • the average time between two pulses is around 100 nsec, which corresponds to a frequency of 10 MHz.
  • the information carried by the signal is coded by the position, that is to say the temporal occurrence of the pulses. More precisely, the information is coded in the form of slight time lags ⁇ which affect the pulses or not. In other words still, the information transmitted is coded by the fact that certain pulses are emitted slightly in advance or in delay with respect to their normal time of occurrence.
  • the bandwidth of the signals modulated by pulse position is very wide, of the order of 1 to 5 GHz.
  • the signals modulated by pulse position are also known under the name of "UB signals" (Ultra-Wide Bandwidth).
  • the invention finds applications in the field of signal transmission and in particular in the transmission of signals over the radio.
  • FIG. 1 very briefly represents a signal receiver modulated by position of pulses.
  • It includes an amplifier 10 connected to an antenna 12.
  • the reception signal r (t) is directed to a first input 22 of a correlator 20.
  • a second input 24 of the correlator receives a decoding signal v (t) which is used to determine the time positions of the pulses of the reception signal.
  • the correlator performs an inter-correlation between the reception signal and the decoding signal.
  • the decoding signal v (t) is supplied by a pulse generator 30 clocked by a clock 32.
  • a synchronization unit 34 connected to the processing unit 26 is provided for synchronizing the decoding signal.
  • the device according to Figure 1 poses a number of problems. These are essentially linked to the generation of a decoding signal and to the synchronization of the signal, clocked by a local clock, with the reception signal.
  • Another difficulty is linked to a sensitivity of the receiver to disturbing signals from competing transmitters, and to noise.
  • the object of the invention is to propose a demodulator and a signal receiver which do not present the difficulties mentioned above.
  • Another object is to propose a simplified demodulator and receiver, not containing a local clock, and which does not require the synchronization of a decoding signal, generated from a local clock, with the reception signal.
  • Another aim is also to propose a demodulator and a receiver that are not very sensitive to noise and are not very sensitive to signals from competing transmitters.
  • Another aim is to propose devices of low cost, comprising a low number of components and which have a low electrical consumption.
  • Another object of the invention is to propose a demodulation method corresponding to the devices.
  • the invention more specifically relates to a signal demodulator modulated by pulse position, comprising a correlator.
  • the correlator is an autocorrelator provided with means for generating a decoding signal from a reception signal modulated by pulse position. Thanks to the characteristics of the invention, the same reception signal is used as the vector signal of the coded information and as a source for generating a decoding signal (demodulation). However, since it is the same signal, the problems of synchronization with a local clock are eliminated. A local reference clock is also unnecessary.
  • the autocorrelator comprises a first delay unit to form a first delayed reception signal and, a multiplier to multiply the first delayed reception signal by the decoding signal.
  • the first delayed reception signal is affected by a delay substantially equal to an average pulse repetition time.
  • the average pulse repetition time noted ⁇ in the following text, in fact corresponds to an average duration separating two successive pulses.
  • An average repetition time is considered, insofar as it can be affected by the delay or the advance ⁇ of the individual pulses.
  • the duration ⁇ is small compared to ⁇ . Thanks to the first delay unit, the correlation takes place, as it were, between the reception signal and the delayed reception signal.
  • the demodulator may include a delay-locked loop connected between the output of the correlator and a control input of the first delay unit.
  • the delay lock loop can be connected to the correlator output via a low pass filter. The role of this low-pass filter and the operation of the loop are described later.
  • the means for generating a decoding signal are capable of supplying a decoding signal and may include a second delay unit and an adder / subtractor to form the decoding signal by combination of the delayed reception signal and the non-delayed reception signal, the delayed signal having a delay substantially equal to a signal coding time shift.
  • signal coding time offset is understood to mean a time offset ⁇ which corresponds to the advance or possibly the delay of the individual pulses and which codes the information carried by the signal.
  • the delay introduced by the second delay unit is equal to, or close to, the offset value ⁇ . This value is known for a given type of coding and is substantially constant.
  • the offset value ⁇ is around a hundred picoseconds, for example.
  • the formation of a decoding signal by subtraction from the reception signal of the delayed reception signal makes the decoding signal asymmetrical and thus allows a distinction between pulses in advance and pulses in delay.
  • the invention also relates to a receiver, and in particular a radio receiver, provided with a demodulator as indicated above.
  • the receiver may further comprise an antenna, an antenna amplifier and a unit for shaping the demodulated signal supplied at the output of the correlator.
  • the invention relates to a method for demodulating a signal modulated by pulse position, in which a decoding signal is formed from the modulated reception signal, and in which a correlation is effected between the decoding signal and the delayed reception signal.
  • FIG. 2 is a summary and schematic representation of a receiver of signals modulated by pulse position, according to the invention.
  • FIG. 3 is a simplified diagram illustrating a particular embodiment of a demodulator usable in a receiver in accordance with Figure 2.
  • FIG. 4 is a timing diagram illustrating a possible operation of a demodulator in accordance with Figure 3.
  • FIG. 5 is a timing diagram illustrating another possible operation of the demodulator.
  • the receiver for signals modulated by pulse position in FIG. 2 comprises an antenna 112, an antenna amplifier 110, a demodulator 120 and a signal shaping unit 140.
  • the demodulator basically consists of: to an autocorrelator. It has no autonomous means for forming a local decoding signal.
  • the signal r (t) delivered to the output of the amplifier is applied to an input 122 of the demodulator.
  • the reception signal is directly used by the demodulator as signal vector of information and as a basis for the formation of a decoding signal.
  • the output 123 of the demodulator delivers a demodulated signal.
  • This signal can be used directly or, as shown in FIG. 2, be directed to the signal shaping unit 140.
  • This unit can be, for example, an electronic, analog or digital circuit, making it possible to put the signal in the form of logic pulses. More simply, the unit 140 can be summarized as a low-pass integrator filter.
  • Reference 130 designates a delay lock loop allowing optimized operation of the demodulator.
  • FIG. 3 shows in more detail a possibility of making the demodulator 120.
  • a section of the demodulator includes a first delay unit 154 which also receives the reception signal r (t).
  • the first delay unit affects the modulated signal for receiving a delay ⁇ equal to, or close to, an average pulse repetition time. It is equal, for example to 100 nanoseconds.
  • the first delay unit provides a signal of the form r (t- ⁇ ).
  • the demodulator comprises another section for forming a decoding signal v (t) from the reception signal r (t) applied to the input 122.
  • the section comprises a second delay unit 150 capable of affecting the signal of reception r (t) of a delay ⁇ .
  • the delay ⁇ is for example of the order of a tenth of a nanosecond to a nanosecond. It is adjusted to be equal to, or close to the time offset coding of the signal pulses.
  • the delayed signal is applied to an input of an adder / subtractor 152.
  • the adder / subtractor 152 also receives the non-delayed reception signal to combine it with the delayed signal.
  • the combination is a simple subtraction of the delayed signal from the non-delayed signal.
  • One thus obtains a non-symmetrical decoding signal of the type v (t) r (t- ⁇ ) -r (t).
  • the variable t simply indicates the time dependence of the signal.
  • the decoding signal and the delayed modulated signal from the first delay unit are supplied to a multiplier 160.
  • the multiplier which constitutes the heart of the autocorrelator, provides a product of the input signals. This product is zero when in particular one of the signals is zero at a given time t. This probability is linked to the duty cycle of the normally received signal, which is very low. This product can also be close to zero, on average, in the case of non-zero signals but having no correlation property. This characteristic makes it very easy to eliminate unwanted noise or competing signals.
  • the multiplier delivers a pulse.
  • the pulse delivered by the multiplier is either positive, or negative, or zero, on average.
  • the sign of the pulse is dictated by the fact that the pulses of the decoding signal v (t) are early, late, or synchronized with those of the delayed modulated signal r (t- ⁇ ).
  • the sign of the pulses delivered by the multiplier thus already constitutes a demodulated signal.
  • the signal available at the output of the autocorrelator can be put in a more usual form of logic pulses with a succession of high and low states. This conversion is carried out very simply, in the example illustrated, by a low-pass filter 140.
  • the integration constant of this filter is chosen, preferably greater than ⁇ .
  • the demodulated signal available at the output of the filter 140, is the output signal. It can be directed, for example, to various playback devices, such as sound playback devices, depending on the destination of the demodulator.
  • FIG. 3 shows that the second delay unit 154 has an adjustment input 156.
  • This input can advantageously be used for fine adjustment of the delay ⁇ .
  • a precise adjustment of the value of ⁇ makes it possible to finely adapt the demodulator for the demodulation of signals with very short pulses and allows good elimination of parasites.
  • the delay is adjusted by a delay locking loop 130 which connects the output of the low-pass filter 140 to the adjustment input 156.
  • FIG. 4 corresponds to the demodulation of a signal for which the pulses coding a first logic value (1) is assigned a positive time offset + ⁇ and the pulses encoding a second logic value (0) are assigned a negative offset - ⁇ .
  • a first line A in FIG. 4 indicates the logic values corresponding to different successive pulses considered. These values are 1, 0, 0, and 1.
  • Line B represents the pulses of the reception signal r (t).
  • r reception signal
  • the reference P indicates a parasitic pulse which is not in phase with the pulses of the reception signal.
  • Line C represents the pulses of the delayed signal r (t- ⁇ ) from the second delay unit (154 in Figure 3). It can be observed that the delay ⁇ is not always exactly the same for all the pulses. It undergoes very slight variations while remaining equal to or close to the time ⁇ 0 of average repetition of the pulses.
  • Line D represents the decoding signal v (t) available at the output of the adder / subtractor 152. For reasons of simplification, the parasitic pulses are not shown on line D of FIG. 4.
  • line E represents the product r (t- ⁇ ) Xv (t) supplied by the multiplier 160.
  • the last line F in FIG. 4 shows the signal formed by the low-pass filter 140 provided downstream of multiplier 160.
  • the low-pass filter acts here as an integrator.
  • a negative signal pulse at the output of the multiplier results in a low output level Nb.
  • a positive pulse of the signal at the output of the multiplier results in a high output level Nh.
  • a pulse of zero mean value has the effect of maintaining the low or high level previously reached.
  • the delay locking loop 164 described with reference to FIG. 3 makes it possible to apply the high or low output states to the control input 156 of the second delay unit 154.
  • the unit, in this example of setting work is designed to be applied to the reception signal a ⁇ delay when the level applied to its control input is low level and for supplying the received signal the ⁇ delay b when the level applied to its control input is the level high.
  • the passage from ⁇ a to ⁇ b simply amounts to adding or subtracting from the delay a value ⁇ .
  • FIG. 5 shows another possible operation of the demodulator for a signal having a different logic coding.
  • the coding is based on the fact that a first logic state (0) results in a zero offset of the pulses relative to their temporal position of normal occurrence and that a second logic state (1) results in a + offset ⁇ pulses with respect to their normal occurrence time position.
  • the different parts A to F of FIG. 5 correspond to the same types of signals as those shown in Figure 4, so that they can be compared two by two.
  • Parts D, ⁇ and F of Figure 5 do not differ fundamentally from the same parts of Figure 4. We can thus refer to the preceding figure.

Abstract

La présente invention concerne un démodulateur de signal modulé par position d'impulsion comprenant un corrélateur. Conformément à l'invention, le corrélateur est un auto-corrélateur (150, 152, 154, 160) pourvu de moyens (150, 152) pour générer un signal de décodage à partir d'un signal de réception modulé par position d'impulsion. Application à la transmission de signaux radio.

Description

DEMODULATEUR DE SIGNAUX MODULES PAR POSITION
D'IMPULSIONS, PROCEDE DE DEMODULATION ET RECEPTEUR DE
SIGNAUX EQUIPE DU DEMODULATEUR.
Domaine technique
La présente invention concerne un démodulateur de signaux modulés par position d'impulsions, et un récepteur équipé d'un tel démodulateur. Elle concerne aussi un procédé de démodulation correspondant. La transmission de données au moyen d'un signal modulé par position d'impulsions, comprend l'émission d'un signal porteur avec des impulsions de durée très courte et un rapport cyclique très faible. Les impulsions reçues sont des impulsions analogiques. Selon les applications, ce signal reçu peut être ensuite traité soit de façon analogique, soit être numérisé, échantillonné, ...
Les impulsions ont généralement une durée inférieure à la nanoseconde et présentent un rapport cyclique inférieur à 1%. Le temps moyen qui sépare deux impulsions est de l'ordre de 100 nsec, ce qui correspond à une fréquence de 10MHz. L'information portée par le signal est codée par la position, c'est- à-dire l'occurrence temporelle des impulsions. Plus précisément, l'information est codée sous la forme de légers décalages temporels δ qui affectent ou non les impulsions. En d'autres termes encore, l'information transmise est codée par le fait que certaines impulsions sont émises légèrement en avance ou en retard par rapport à leur instant d'occurrence normal. La bande passante des signaux modulés par position d'impulsion est très large, de l'ordre de 1 à 5 GHz. Ainsi, les signaux modulés par position d' impulsion sont encore connus sous la dénomination de "signaux U B" (Ultra-Wide Bandwidth - ultra-large bande) .
L'invention trouve des applications dans le domaine de la transmission de signaux et notamment dans la transmission de signaux par voie hertzienne radio.
Etat de la technique antérieure.
Une description de l'état de la technique est donnée ci-après en référence à la figure 1 annexée.
Elle peut être complétée par le document (1) dont les références sont précisées à la fin de la description.
La figure 1 représente très sommairement un récepteur de signal modulé par position d'impulsions.
Il comprend un amplificateur 10 relié à une antenne 12.
Après amplification, le signal de réception r(t) est dirigé vers une première entrée 22 d'un corrélateur 20.
Une deuxième entrée 24 du corrélateur reçoit un signal de décodage v(t) qui est utilisé pour déterminer les positions temporelles des impulsions du signal de réception. Le corrélateur effectue une inter-corrélation entre le signal de réception et le signal de décodage.
Il est associé à une unité de traitement en bande de base 26 pour délivrer finalement des données démodulées en une sortie S. Les données délivrées en sortie correspondent à celles initialement codées dans le signal r(t) modulé par position d'impulsions. Le signal de décodage v(t) est fourni par un générateur d'impulsions 30 cadencé par une horloge 32.
Une unité de synchronisation 34, reliée à l'unité de traitement 26 est prévue pour synchroniser le signal de décodage .
Le dispositif selon la figure 1 pose un certain nombre de problèmes. Ceux-ci sont essentiellement liés à la génération d'un signal de décodage et à la synchronisation du signal, cadencé par une horloge locale, avec le signal de réception.
Une autre difficulté est liée à une sensibilité du récepteur à des signaux perturbateurs en provenance d'émetteurs concurrents, et au bruit.
Exposé de l'invention
L'invention a pour but de proposer un démodulateur et un récepteur de signal ne présentant pas les difficultés mentionnées ci-dessus.
Un autre but est de proposer un démodulateur et un récepteur simplifié, ne contenant pas d'horloge locale, et qui ne nécessite pas la synchronisation d'un signal de décodage, généré à partir d'une horloge locale, avec le signal de réception.
Un but est aussi de proposer un démodulateur et un récepteur peu sensibles au bruit et peu sensibles à des signaux d'émetteurs concurrents.
Un but est encore de proposer des dispositifs de faible coût, comprenant un -faible nombre de composants et qui présentent une faible consommation électrique. L'invention a pour autre but de proposer un procédé de démodulation correspondant aux dispositifs.
Pour atteindre ces buts, l'invention a plus précisément pour objet un démodulateur de signal modulé par position d'impulsions, comprenant un corrélateur. Conformément à l'invention, le corrélateur est un auto- corrélateur pourvu de moyens pour générer un signal de décodage à partir d'un signal de réception modulé par position d'impulsion. Grâce aux caractéristiques de l'invention, le même signal de réception est utilisé comme signal vecteur de l'information codée et comme source pour générer un signal de décodage (démodulation). Or, comme il s'agit du même signal, les problèmes de synchronisation avec une horloge locale sont éliminés. Une horloge de référence locale est par ailleurs inutile.
Selon une réalisation de l'invention, l' auto- corrélateur comprend une première unité de retard pour former un premier signal de réception retardé et ,un multiplicateur pour multiplier le premier signal de réception retardé par le signal de décodage. Le premier signal de réception retardé est affecté d'un retard sensiblement égal à un temps moyen de répétition des impulsions. Le temps moyen de répétition des impulsions, noté Δ dans la suite du texte, correspond en fait à une durée moyenne séparant deux impulsions successives. On considère un temps de répétition moyen, dans la mesure où il peut être affecté du retard ou de l'avance δ des impulsions individuelles. Cependant, il convient de garder à l'esprit que la durée δ est faible devant Δ. Grâce à la première unité de retard, la corrélation a lieu, en quelque sorte, entre le signal de réception et le signal de réception retardé . Pour conserver une bonne synchronisation entre les impulsions retardées et les impulsions non retardées, le démodulateur peut comporter une boucle à verrouillage de délai connectée entre la sortie du corrélateur et une entrée de réglage de la première unité de retard. La boucle à verrouillage de délai peut être connectée à la sortie du corrélateur par l'intermédiaire d'un filtre passe bas. Le rôle de ce filtre passe-bas et le fonctionnement de la boucle sont décrits ultérieurement.
Dans une autre réalisation du dispositif, particulièrement insensible à des signaux parasites ou à du bruit, les moyens pour générer un signal de décodage sont aptes à fournir un signal de décodage et peuvent comporter une deuxième unité de retard et un additionneur/soustracteur pour former le signal de décodage par combinaison du signal de réception retardé et du signal de réception non retardé, le signal retardé présentant un retard sensiblement égal à un décalage temporel de codage du signal.
On entend par' décalage temporel de codage du signal un décalage temporel δ qui correspond à l'avance ou éventuellement au retard des impulsions individuelles et qui code l'information portée par le signal. Le retard introduit par la deuxième unité de retard est égal à, ou voisin de la valeur de décalage δ. Cette valeur est connue pour un type de codage donné et est sensiblement constante. La valeur de décalage δ est de l'ordre de la centaine de picosecondes, par exemple .
La formation d'un signal de décodage par soustraction au signal de réception du signal de réception retardé permet de rendre le signal de décodage dissymétrique et autorise ainsi une distinction entre des impulsions en avance et des impulsions en retard.
Comme évoqué précédemment, l'invention concerne également un récepteur, et notamment un récepteur radio, pourvu d'un démodulateur tel qu'indiqué ci- dessus . Le récepteur peut comporter en outre une antenne, un amplificateur d'antenne et une .unité de mise en forme du signal démodulé fourni en sortie du corrélateur.
L'invention concerne enfin un procédé de démodulation d'un signal modulé par position d'impulsions, dans lequel on forme un signal de décodage à partir du signal de réception modulé, et dans lequel on effectue une corrélation entre le signal de décodage et le signal de réception retardé.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, en référence aux figures des dessins annexés. Cette description est donnée à titre purement illustratif et non limitatif.
Brève description des figures. - La figure 1, déjà décrite, est une représentation sommaire et schématique d'un récepteur de signaux modulés par position d'impulsions, illustrant l'état de la technique.
- La figure 2 est une représentation sommaire et schématique d'un récepteur de signaux modulés par position d'impulsions, conforme à l'invention.
- La figure 3 est un schéma simplifié illustrant une réalisation particulière d'un démodulateur utilisable dans un récepteur conforme à la figure 2. - La figure 4 est un chronogramme illustrant un fonctionnement possible d'un démodulateur conforme à la figure 3.
- La figure 5 est un chronogramme illustrant un autre fonctionnement possible du démodulateur.
Description détaillée de modes de mise en œuyre de 1' invention.
Dans la description qui suit, des parties identiques, similaires ou équivalentes des différentes figures sont repérées par les mêmes signes de référence pour faciliter le report entre les figures.
Le récepteur de signaux modulés par position d'impulsions de la figure 2 comprend une antenne 112, un amplificateur d'antenne 110, un démodulateur 120 et une unité de mise en forme du signal 140. Le démodulateur se résume, pour l'essentiel, à un auto- corrélateur. Il est dépourvu de moyens autonomes de formation d'un signal de décodage local. Le signal r(t) délivré à la sortie de l'amplificateur est appliqué à une entrée 122 du démodulateur. Le signal de réception est directement utilisé par le démodulateur comme signal vecteur d'information et comme base pour la formation d'un signal de décodage. La sortie 123 du démodulateur délivre un signal démodulé. Ce signal peut être exploité directement ou, comme le montre la figure 2, être dirigé vers l'unité de mise en forme de signal 140. Cette unité peut être, par exemple, un circuit électronique, analogique ou numérique, permettant de mettre le signal sous forme d'impulsions logiques. De façon plus simple, l'unité 140 peut se résumer à un filtre intégrateur passe-bas.
La référence 130 désigne une boucle à verrouillage de délai permettant un fonctionnement optimisé du démodulateur.
La figure 3 montre de façon plus détaillée une possibilité de réalisation du démodulateur 120.
Une section du démodulateur comporte une première unité de retard 154 qui reçoit également le signal de réception r(t). La première unité de retard affecte le signal modulé de réception d'un retard Δ égal à, ou voisin d'un temps moyen de répétition des impulsions. Il est égal, par exemple à 100 nanosecondes . La première unité de retard fournit un signal de la forme r(t-Δ) .
Le démodulateur comprend une autre section de formation d'un signal de décodage v(t) à partir du signal de réception r(t) appliqué à l'entrée 122. La section comporte une deuxième unité de retard 150 capable d'affecter le signal de réception r(t) d'un retard δ. Le retard δ est par exemple de l'ordre du dixième de nanoseconde à une nanoseconde. Il est ajusté de façon à être égal à, ou voisin du décalage temporel de codage des impulsions du signal. Le signal retardé est appliqué à une entrée d'un additionneur/soustracteur 152. L'additionneur/ soustracteur 152 reçoit par ailleurs le signal de réception non retardé pour le combiner au signal retardé. Dans l'exemple illustré, la combinaison est une simple soustraction du signal retardé au signal non retardé. On obtient ainsi un signal de décodage non symétrique du type v(t)= r(t-δ)-r(t). La variable t indique simplement la dépendance temporelle du signal.
Le signal de décodage et le signal modulé retardé en provenance de la première unité de retard sont fournis à un multiplieur 160. Le multiplieur, qui constitue le cœur de 1 'auto-corrélateur, fournit un produit des signaux d'entrée. Ce produit est nul lorsque en particulier l'un des signaux est nul à un temps t donné. Cette probabilité est liée au rapport cyclique du signal normalement reçu, qui est très faible. Ce produit peut aussi être voisin de zéro, en moyenne, dans le cas de signaux non nuls mais n'ayant pas de propriété de corrélation. Cette caractéristique permet d'écarter très facilement les bruits parasites ou les signaux concurrents..
Lorsque les signaux v(t) et r(t-Δ) sont simultanément non nuls, le multiplieur délivre une impulsion. Dans un fonctionnement particulier, décrit plus loin en référence à la figure 4, l'impulsion délivrée par le multiplieur est soit positive, soit négative, soit nulle, en moyenne. Le signe de l'impulsion est dictée par le fait que les impulsions du signal de décodage v(t) sont en avance, en retard, ou synchronisées sur ceux du signal modulé retardé r(t-Δ) .
Le signe des impulsions délivrées par le multiplieur, constitue déjà ainsi un signal démodulé. Le signal disponible à la sortie de l' auto-corrélateur, peut être mis sous une forme plus habituelle d'impulsions logiques avec une succession d'états hauts et bas. Cette conversion est réalisée très simplement, dans l'exemple illustré, par un filtre passe-bas 140. La constante d'intégration de ce filtre est choisie ,de préférence supérieure à Δ.
Le signal démodulé, disponible à la sortie du filtre 140, est le signal de sortie. Il peut être dirigé par exemple vers des dispositifs de restitution divers, tels que des dispositifs de restitution de sons, selon la destination du démodulateur.
La figure 3 montre que la deuxième unité de retard 154 présente une entrée de réglage 156. Cette entrée peut être avantageusement utilisée pour un réglage fin du retard Δ. Un réglage précis de la valeur de Δ permet d'adapter finement le démodulateur pour la démodulation de signaux avec des impulsions très brèves et permet une bonne élimination des parasites.
Le réglage du retard est opéré par une boucle à verrouillage de délai 130 qui relie la sortie du filtre passe-bas 140 à l'entrée de réglage 156.
Le fonctionnement d'un démodulateur tel que décrit ci-dessus apparaît plus clairement en référence aux figures 4 et 5 décrites ci-après. La figure 4 correspond à la démodulation d'un signal pour lequel les impulsions codant une première valeur logique (1) sont affectées d'un décalage temporel positif +δ et les impulsions codant une deuxième valeur logique (0) sont affectées d'un décalage négatif -δ. Une première ligne A de la figure 4 indique les valeurs logiques correspondant à différentes impulsions successives considérées. Ces valeurs sont 1, 0, 0, et 1.
La ligne B représente les impulsions du signal de réception r(t). On peut observer les décalages +δ et -δ des impulsions, par rapport à leur occurrence « normale » indiquée par des lignes en trait discontinu. Le temps qui sépare deux occurrences normales des impulsions est le temps moyen de répétition des impulsions, déjà largement évoqué.
La référence P indique une impulsion parasite qui n'est pas en phase avec les impulsions du signal de réception.
La ligne C représente les impulsions du signal retardé r(t-Δ) issu de la deuxième unité de retard (154 sur la figure 3) . On peut observer que le retard Δ n'est pas toujours exactement le même pour toutes les impulsions. Il subit de très faibles variations tout en restant égal ou voisin du temps Δ0 de répétition moyen des impulsions. Dans l'exemple illustré, le retard Δ peut prendre deux valeurs comprises entre Δ0-δ et Δ0+δ. Dans l'exemple de la figure les deux valeurs sont : Δa=Δ0 et Δb=Δ0+δ.
En raison de la durée très faible du décalage temporel de codage devant le temps moyen de répétition des impulsions, on peut considérer en première approximation que le retard Δ est égal à Δ0.
Des flèches entre les lignes B et C indiquent, dans l'exemple illustré, lesquelles des valeurs Δa et Δb sont retenues dans chaque cas pour former le signal retardé r(t-Δ). On observe que l'impulsion parasite P subit ici également un décalage.
La ligne D représente le signal de décodage v(t) disponible à la sortie de l'additionneur/ soustracteur 152. Pour des raisons de simplification les impulsions parasites ne sont pas représentées sur la ligne D de la figure 4.
Enfin, la ligne E représente le produit r(t-Δ)Xv(t) fourni par le multiplieur 160. En confrontant la ligne A à la ligne E, on remarque que la transition d'une donnée codée 1 à une donnée codée 0 se traduit par une impulsion positive à la sortie du multiplieur, et la transition d'une donnée codée 0 à une donnée codée 1 se traduit par une impulsion négative à la sortie du multiplieur. L'absence de transition, c'est-à-dire la conservation d'un état logique 0 ou 1 d'une impulsion à la suivante se traduit par une impulsion de valeur moyenne voisine de zéro à la sortie du multiplieur. Ceci apparaît pour la troisième impulsion du signal donné en exemple sur la figure 4. On peut noter que la multiplication fait disparaître les impulsions parasites qui sont multipliées par zéro dans tous les cas où elles ne coïncident pas exactement avec une impulsion de signal. La dernière ligne F de la figure 4 montre le signal mis en forme par le filtre passe-bas 140 prévu en aval du multiplieur 160. Le filtre passe-bas agit ici comme un intégrateur. Une impulsion négative du signal à la sortie du multiplieur se traduit par un niveau de sortie bas Nb. A l'inverse, une impulsion positive du signal à la sortie du multiplieur se traduit par un niveau de sortie haut Nh. Une impulsion de valeur moyenne nulle a pour effet de maintenir le niveau bas ou haut précédemment atteint .
La boucle à verrouillage de délai 164 décrite en référence à la figure 3 permet d'appliquer les états de sortie haut ou bas à l'entrée de réglage 156 de la deuxième unité de retard 154. L'unité, dans cet exemple de mise en œuvre, est conçue pour appliquer au signal de réception un retard Δa lorsque le niveau appliqué à son entrée de réglage est le niveau bas et pour appliquer au signal de réception le retard Δb lorsque le niveau appliqué à son entrée de réglage est le niveau haut. Le passage de Δa à Δb revient simplement à ajouter ou à retrancher au retard une valeur δ. La figure 5 montre un autre fonctionnement possible du démodulateur pour un signal présentant un codage logique différent. Le codage est basé sur le fait qu'un premier état logique (0) se traduit par un décalage nul des impulsions par rapport à leur position temporelle d'occurrence normale et qu'un deuxième état logique (1) se traduit par un décalage +δ des impulsions par rapport à leur position temporelle d' occurrence normale .
Les différentes parties A à F de la figure 5, correspondent aux mêmes types de signaux que ceux représentés à la figure 4, de sorte que l'on peut les comparer deux à deux.
Dans l'exemple relatif à la figure 5, la deuxième unité de retard affecte le signal de réception r(t) d'un retard Δ compris entre deux bornes extrêmes. Ces bornes sont Δa=Δ0, soit le temps moyen de répétition des impulsions, et Δb=Δ0 +δ. De façon plus précise, le retard Δ peut prendre deux valeurs qui sont Δ0 et Δ0+ε, où ε est une durée inférieure ou égale au décalage temporel de codage δ.
Des flèches indiquent sur la figure 5 respectivement lequel des retards Δa ou Δb est pris en compte.
Les parties D, Ξ et F de la figure 5 ne se distinguent pas foncièrement des mêmes parties de la figure 4. On peut ainsi se reporter à la figure qui précède.
DOCUMENTS CITES
(D
"IMPULSE RADIO", IEEE PIMRC97, Helsinki Finland, 1997, pages 245-267, de Robert A. Scholtz et Moe Z. Win

Claims

REVENDICATIONS
1. Démodulateur de signal modulé par position d'impulsions comprenant un corrélateur, caractérisé en ce que le corrélateur est un auto-corrélateur (150, 152, 154, 160) pourvu de moyens (150, 152) pour générer un signal de décodage à partir d'un signal de réception modulé par position d'impulsion.
2. Démodulateur selon la revendication 1, comprenant une première unité de retard (154) pour former à partir du signal de réception (r(t)) un premier signal de réception retardé (r(t-Δ)) et un multiplieur (160) pour multiplier le premier signal de réception retardé par le signal de décodage, le premier signal de réception retardé étant affecté d'un retard (Δ) sensiblement égal à un temps moyen de répétition d'impulsions ou un multiple de ce temps moyen.
3. Démodulateur selon la revendication 2, dans lequel les moyens pour générer un signal de décodage sont aptes à fournir un signal de décodage (v(t)) tel que sa multiplication par le premier signal de réception retardé (r(t-Δ)) donne un signal porteur d'au moins deux informations sur l'identité ou la non- identité de deux impulsions qui se suivent.
4. Démodulateur selon la revendication 3 , dans lequel les moyens pour générer un signal de décodage comportent une deuxième unité de retard (150) et un additionneur/soustracteur (152) pour former un signal de décodage par combinaison du signal de réception retardé (r(t-δ)) et du signal de réception non retardé
(r(t)), le signal retardé présentant un retard (δ) sensiblement égal à un décalage temporel de codage du signal.
5. Démodulateur selon la revendication 3, dans lequel les moyens pour générer un signal de décodage comportent un intégrateur.
6. Récepteur de signaux modulés par position d' impulsions comprenant un démodulateur conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.
7. Récepteur selon la revendication 6, comprenant en outre une unité de mise en forme de signal démodulé connectée à une sortie du démodulateur.
8. Récepteur de signaux modulés par position d'impulsions comprenant un démodulateur conforme à la revendication 2 et comprenant une boucle à verrouillage de délai (130) associée à la première unité de retard
(154) du démodulateur.
9. Récepteur selon la revendication 8, dans lequel la boucle à verrouillage de délai est connectée entre un filtre passe-bas relié à la sortie du démodulateur, et une entrée de réglage (156) de la deuxième unité de retard (154) .
10. Procédé de démodulation d'un signal modulé par position d'impulsions, caractérisé en ce que l'on forme un signal de décodage (v(t)) à partir du signal de réception modulé et que l'on effectue une corrélation entre le signal de décodage et le signal de réception retardé.
11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel on multiplie le signal de décodage, par le signal de réception affecté d'un retard (Δ) sensiblement égal à un temps moyen de répétition d' impulsions .
12. Procédé selon la revendication 10, dans lequel on ajuste le retard (Δ) dans une boucle à verrouillage de délai, en fonction d'un signal démodulé .
13. Procédé selon la revendication 10, dans lequel on forme le signal de décodage par soustraction d'un signal de réception retardé au signal de réception non retardé.
14. Procédé selon la revendication 10, dans lequel on forme le signal de réception retardé par affectation au signal de réception d'un premier retard sensiblement égal à un décalage temporel (δ) de codage du signal.
15. Procédé selon la revendication 10, dans lequel on forme le signal de décodage par intégration du signal de réception.
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