EP2163059A1 - Procédé de réception d'un signal transmis multiplexe en fréquence - Google Patents

Procédé de réception d'un signal transmis multiplexe en fréquence

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Publication number
EP2163059A1
EP2163059A1 EP08805877A EP08805877A EP2163059A1 EP 2163059 A1 EP2163059 A1 EP 2163059A1 EP 08805877 A EP08805877 A EP 08805877A EP 08805877 A EP08805877 A EP 08805877A EP 2163059 A1 EP2163059 A1 EP 2163059A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
noise
frequency
transmission
frequencies
value
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Withdrawn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
EP08805877A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Gautier Avril
Fabienne Moulin
Ahmed Zeddam
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.)
Orange SA
Original Assignee
France Telecom SA
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 France Telecom SA filed Critical France Telecom SA
Publication of EP2163059A1 publication Critical patent/EP2163059A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647—Arrangements specific to the receiver only
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/20—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received using signal quality detector

Definitions

  • the present invention relates to the reception of a frequency-multiplexed transmitted signal, and in particular but not exclusively the detection of impulsive noise in such a signal.
  • impulsive noises generated for example by switching or atmospheric disturbances.
  • These impulsive noises greatly parasitize the signal received, and therefore the quality of the transmission, so that methods of correcting or returning erroneous data are employed.
  • the efficiency of these methods can be improved by detecting the presence of impulsive noise. Indeed, once impulsive noise detected on a received signal, it is possible to abandon or correct this signal, or to identify it as a carrier of erroneous data, in order to give less weight to these data when a decoding process.
  • One of the impulse noise detection methods already known is the use of pilot carriers, which make it possible to transmit a signal carrying known data in advance of the receiver, on one or more frequencies reserved for this purpose.
  • pilot carriers which make it possible to transmit a signal carrying known data in advance of the receiver, on one or more frequencies reserved for this purpose.
  • the data from the pilot carriers is also disturbed, so that the receiver which recognizes that the data is affected can detect that the received signal is erroneous.
  • pilot carriers A problem with the use of pilot carriers is that a number of transmission frequencies must be reserved for pilot carriers. Thus, all available frequencies for data transmission can not be used, which restricts the transmission rate. In addition, some communication standards do not specify the use of pilot carriers, and therefore do not detect impulsive noises using pilot carriers.
  • the present invention aims in particular to provide a reception method for detecting an impulsive noise in a simple manner, without encumbering the transmission network.
  • the subject of the invention is a method for receiving a frequency-multiplexed transmitted signal, comprising a step of measuring the noise present on at least one frequency that is not used for transmitting the signal.
  • the noise measurement makes it possible to detect an impulsive noise, without occupying any of the frequencies used for the transmission of the data carried by the transmitted signal. Consequently, all the frequencies generally used for the transmission can exclusively be reserved for the transmission of useful data, since it is not necessary to reserve some of these frequencies for the pilot carriers.
  • pilot carriers not only is the transmission rate not restricted by the use of pilot carriers, but the method of impulsive noise detection can also be applied to transmission methods not using pilot carriers, such as PLT powerline transmission systems.
  • a “frequency not used for transmission” will preferably be a frequency having no component in the transmitted signal, not used for modulation, not carrying data, the term “data” gathering both useful data, synchronization data (including pilot carrier data) and fill data.
  • the signal transmitted according to the method described above may for example be an OFDM symbol (Orthogonal Frequency Division Multiplexing).
  • This OFDM symbol is distributed on a block of carriers having a certain frequency.
  • Orthogonal multiplexing is an efficient method for modulating a signal since it makes it possible to distribute a signal over a large number of frequencies, these frequencies being able to be very close without interfering because they are orthogonal to one another. As a result, it is possible to transmit a maximum of information on a given portion of frequencies.
  • a frequency-multiplexed transmitted signal may possibly undergo further processing between the multiplexing step and the transmission step.
  • the invention may further include one or more of the following features.
  • the frequency not used for the transmission of the signal is a frequency on which the transmission of the signal is defined as prohibited by an official text such as legislation.
  • this frequency is defined as prohibited by a communications standard, a law, or a manufacturer's specifications, these laws reserving certain frequencies for particular applications (radio-amateurs, broadcasting, national defense, ).
  • These frequencies not used for the transmission can be called for example "cut frequencies”, “forbidden frequencies”, “frequencies off”, “holes”, “notches” When transmitting a signal, nothing is said about these frequencies cut, but the received signal can still present on them of the components, due to the presence of stationary noise and possibly impulsive noise appeared during the transmission.
  • the cut frequencies by measuring the power of the signal, it is possible to identify a substantial variation of the noise, which will be indicative of the appearance of a impulsive noise during transmission. Indeed, even if the cut frequencies are likely to be particularly disturbed by stationary noise, because they correspond to frequencies used for other applications, the stationary noise level is generally much lower than the noise level. an impulsive noise affecting the signal. Consequently, the measurement of a large noise value on these cut frequencies makes it possible to determine the presence of an impulsive noise on the transmitted signal, and therefore of erroneous data. However, it is possible not to use some of the cut frequencies defined in the legislation, because these frequencies are too polluted by other telecommunication systems or by electrical devices. Note that the cut frequencies may also include frequencies below or above the frequencies used for data transmission.
  • the method comprises a step of comparing a measured noise value with a threshold value. This comparison will detect an impulse noise if the measured noise value is greater than the threshold value.
  • the threshold value corresponds to a predetermined value of stationary noise, associated with a predetermined margin. This margin makes it possible to tolerate certain noises slightly higher than the predetermined stationary noise.
  • the stationary noise value is predetermined by measuring the stationary noise present on the frequency before the transmission of the signal or during the estimation phase.
  • the stationary noise or background noise
  • the stationary noise is permanently present in the transmission system and varies only very little in time, so that it is considered constant at the same time. Scale of a digital communication of a few seconds, during which several thousand OFDM symbols are transmitted.
  • the value of the stationary noise can be measured or calculated at a different time than during the transmission of the signal. For example, this stationary noise can be measured at the time of a connection between at least two communication terminals implementing the method described above, or periodically during the communication.
  • the method comprises a step of determining the margin as a function of the value of the frequency.
  • impulse noise is detected if the measured noise is greater than the threshold value and, if appropriate, one of the following steps is preferably implemented: new transmission of the data transported by the transmitted signal, -A- abandonment of the data, marking of the data, attribution to the data of a value of relevance, this value preferably being inversely proportional to the value of the noise measured.
  • steps can be taken to exploit this detection to improve the quality of all the transmitted signals. Note that these operating steps can be implemented only over a certain frequency range, because the impulse noise has been detected only on some of the cut frequencies.
  • the step of measuring the noise on several frequencies, in particular on a continuous range of frequencies, is implemented.
  • noise is measured on a frequency band.
  • the method comprises a step of estimating the impulsive noise on frequencies other than those on which the noise has been measured.
  • the measurement of the noise on cut frequencies is followed by an interpolation of the value of the noise on the uncut frequencies, used for the transmission, interpolation which can be followed by a signal processing, for example the retrenchment of the estimated noise value.
  • the invention also relates to a communication device comprising means for receiving a frequency-multiplexed transmitted signal, suitable for implementing a method as defined above.
  • the invention further relates to a communication system comprising transmission means and means for receiving a frequency-multiplexed transmitted signal, suitable for implementing the method defined above.
  • the invention finally relates to a computer program for implementing the above method, a recording medium of this program and a provision of this program for download.
  • FIG. 1 is a diagram of a communication system according to a particular embodiment of the invention.
  • FIG. 2 is a graph illustrating the noise of a signal received according to one embodiment of the invention, this signal not being affected by an impulsive noise;
  • FIG. 3 is a graph similar to that of FIG. 2, in which the received signal is affected by an impulsive noise
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating steps prior to the method of receiving the signals illustrated in FIGS. 2 and 3; and FIG. 5 is a block diagram illustrating the method of receiving the signals illustrated in FIGS. 2 and 3.
  • a communications system 10 for implementing a method according to the invention comprises two communication terminals 14, 16 connected by a transmission network 12. These terminals 14, 16, for example computers or mobile phones, each comprise a modem 18, 19, comprising means for transmitting and receiving signals.
  • the transmission network 12 is an in-line carrier network (PLT).
  • PKT in-line carrier network
  • the network 12 makes it possible to transmit multiplexed signals in frequency.
  • the transmission means of the modem 18 perform a modulation of the frequency-multiplexed message.
  • the message is broken down into several groups of data, these data being successively transmitted to the terminal 16 by signals.
  • data is simultaneously transmitted in parallel on different carriers, each carrier corresponding to a transmission frequency.
  • OFDM OFDM multiplexing makes it possible to multiplex the transmission on orthogonal frequencies, which avoids interference between the different carriers.
  • the reception means of the modem 19 of the destination terminal 16 demodulate the received signal, so as to be able to use the data carried by the OFDM symbol.
  • the different data can be transmitted with redundancy, by means of coding algorithms, so that the abandonment of the data provided by an OFDM symbol is not a problem for the transmission. of the general message, since the dropped data can be retrieved from one or more other OFDM symbols.
  • cut-off frequencies can not be used for the data transmission that it is desired to carry out between the terminals 14 and 16. They are defined in communication standards, in laws, or in documentation of manufacturers. Cutoff frequencies may also include frequencies below or above the frequencies used for data transmission, including frequencies that follow or precede the range of frequencies used for data transmission. The set of cut frequencies defines a band gap.
  • a specification may define, in the United States, a bandgap comprising the following cutoff frequencies F: F ⁇ 2.0 MHz
  • the reception means of the modem 19 are capable of detecting an impulsive noise which would have affected the transmission of one of the OFDM symbols. As will be seen in the following, if an impulsive noise is detected during the transmission of an OFDM symbol, this symbol may for example be abandoned, in whole or in a frequency range only, so that it does not affect the quality of the message transmitted.
  • the representation of the power P of the signal received by the modem 19, as a function of the frequencies F, or spectral power density (DSP), has a shape similar to the spectrum 20 of FIG.
  • the data of the transmitted signal is carried by frequencies, which will be called transmission frequencies.
  • the transmission band is generally defined as the set of transmission frequencies used for transmission and the allocated band as the meeting of the transmission band and the forbidden band. Note that the transmission band is not necessarily continuous, it may be formed of non-contiguous subbands separated by cut frequency bands. Similarly, the bandgap is not necessarily continuous. In the above example of a specification defining the band in the United States, the band allocated may correspond to the frequency range from 70OkHz to 28MHz
  • the transmission band comprising the transmission frequencies corresponds in the example of FIGS. 2 and 3 to the frequencies F such that F 1 ⁇ F ⁇ F 2 ,
  • the signal power measured by the modem 19 has a lower value in the areas corresponding to the cut frequencies than in the areas corresponding to the transmission frequencies. Indeed, since the signal does not carry any data on these cut frequencies, the measured power corresponds to the power of the stationary noise present during the transmission, whereas the power measured on the transmission frequencies corresponds to the power of the stationary noise added to the power of the transmitted data-carrying signal. Therefore, the power P stat 3 measured for example at the cutoff frequency F 3 directly translates the value of the stationary noise at this frequency. It can be seen that this value P stat 3 is relatively small compared to the powers measured on the transmission frequencies Note that the stationary noise corresponds to a noise In fact, generally, this stationary noise does not vary much during the transmission of a message. transmitted
  • the power of the signal is relatively large, even on the cut frequencies
  • the value P 3 of the power measured at the frequency F 3 is relatively important relative to the value P stat 3 of a signal which is not affected by an impulsive noise
  • the method Prior to the transmission of the signals, the method comprises steps for setting up the modem 19, illustrated in FIG. 4. These parameterization steps comprise a first step during which the terminal 16 makes an estimation request to the terminal 14. This step 30 is followed by a step 32 for transmitting, by the terminal 14, a setting signal known to the destination terminal 16. The reception 34 of this setting signal by the terminal 16 is followed by a step 36 determination of cut frequencies F 1 , or continuous intervals of cut frequencies. During this step 36, the terminal 16 may in particular refuse to consider some cut frequencies particularly polluted by other telecommunication systems. It should be noted that this step 36 for determining the cut frequencies to be used can be implemented independently of the previous steps 30 to 34, these frequencies being able for example to be pre-recorded in the modem 19.
  • the reception 34 of the parameterization signal is also followed by a step 38 for measuring or calculating the value P sta t of the power of the parameterizing signal on each of the frequencies F 1 , this power reflecting the stationary noise present on the network. 12.
  • the step 34 is also followed by a step 40 of determining a margin M 1 .
  • This margin M 1 can depend on the frequency F 1 , so that one can provide a significant margin in the case where the frequency F 1 is very disturbed by other communication systems. Note that this step 40 can also be performed independently of steps 30 to 34, the margin can be pre-recorded, depending on whether or not the frequencies F 1 .
  • Steps 34 to 40 are followed by a step 42 of calculating a threshold value.
  • step 42 is calculated the value P seu, ⁇ threshold power over all frequencies F ,, cut this value corresponding to the sum of P seU ⁇ i ⁇ threshold values calculated for each frequency F 1 .
  • the steps for determining the frequencies F 1, the margin M 1 and the calculation of the value P stat 1 can be carried out at other times, and differently from that described above.
  • the terminal 14 transmits the corresponding OFDM symbol, which is received by the terminal 16 during a step 46.
  • This reception 46 is followed by a step 48 of measuring the P 1 value of the power of the signal on each cut off frequency F 1, the P 1 values being subsequently added so as to determine a power P of the signal on all the cut frequencies, reflecting the noise of the signal.
  • This measurement step 48 is followed by a step 50 of comparing the value of the power P measured with the threshold value P s ⁇ U ⁇ i stored in the modem 19.
  • Step 54 can be replaced by a step of generating a request from the terminal 14 to transmit again the OFDM symbol, or by a step of marking the data affected by the impulsive noise, so as to give them less weight during the demodulation and / or decoding process and to privilege data from other OFDM symbols not affected by impulsive noise.
  • Step 54 can also be replaced by a step of assigning the transmitted data a value of relevance, this value being able to be determined taking into account the value of the measured impulsive noise.
  • step 54 can be replaced by an estimation step, for example by interpolation of the impulsive noise on the uncut transmission frequencies. As a result of this estimation, it is possible to process the received signal, for example by subtracting the estimated value of the noise from the received signal.
  • impulse noise can be detected in a received signal simply and reliably. It should be noted that this detection can be implemented on any frequency-multiplexed transmitted signal whether the transmission uses pilot or non-pilot carriers.
  • the transmission method can be implemented by a computer program installed on the terminal 16, or recorded on a separate recording medium, or downloaded.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Noise Elimination (AREA)

Abstract

L'invention concerne un procédé de réception d'un signal transmis multiplexe en fréquence, ce procédé comprenant une étape (48) de mesure du bruit présent sur au moins une fréquence non utilisée pour la transmission du signal. L'invention concerne également un dispositif de communication, un système de communication, un programme d'ordinateur, et un support d'enregistrement du programme.

Description

Procédé de réception d'un signal transmis multiplexe en fréquence
La présente invention concerne la réception d'un signal transmis multiplexe en fréquence, et en particulier mais non exclusivement la détection de bruit impulsif dans un tel signal.
On sait que la transmission d'un signal multiplexe en fréquence, en particulier la transmission par modulations multiporteuses, peut être soumise à des bruits impulsifs, générés par exemple par des commutations ou des perturbations atmosphériques. Ces bruits impulsifs parasitent considérablement le signal reçu, donc la qualité de la transmission, si bien que l'on emploie des procédés de correction ou de renvoi des données erronées. L'efficacité de ces procédés peut être améliorée en détectant la présence de bruit impulsif. En effet, une fois un bruit impulsif détecté sur un signal reçu, il est possible d'abandonner ou de corriger ce signal, ou encore de l'identifier comme porteur de données erronées, en vue de donner moins de poids à ces données lors d'un processus de décodage.
On connaît déjà, parmi les procédés de détection de bruits impulsifs, l'utilisation de porteuses pilotes, qui permettent de transmettre un signal porteur de données connues à l'avance du récepteur, sur une ou plusieurs fréquences réservées à cet effet. Lorsqu'un bruit impulsif affecte le signal reçu, les données provenant des porteuses pilotes sont également perturbées, si bien que le récepteur qui reconnaît que les données sont affectées, peut détecter que le signal reçu est erroné.
Un problème posé par l'utilisation de porteuses pilotes réside dans le fait que l'on doit réserver un certain nombre des fréquences de transmission à des porteuses pilotes. Ainsi, toutes les fréquences disponibles pour la transmission des données ne peuvent pas être utilisées, ce qui restreint le débit de transmission. En outre, certains standards de communication ne spécifient pas l'utilisation de porteuses pilotes, et ne permettent donc pas de détecter des bruits impulsifs en utilisant des porteuses pilotes.
La présente invention vise notamment à fournir un procédé de réception permettant de détecter un bruit impulsif de façon simple, sans encombrer le réseau de transmission. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de réception d'un signal transmis multiplexe en fréquence, comprenant une étape de mesure du bruit présent sur au moins une fréquence non utilisée pour la transmission du signal.
Ainsi, la mesure de bruit permet de détecter un bruit impulsif, sans pour autant occuper l'une des fréquences utilisées pour la transmission des données portées par le signal transmis. En conséquence, l'ensemble des fréquences généralement utilisées pour la transmission peut exclusivement être réservé à la transmission de données utiles, puisqu'il n'est pas nécessaire de réserver certaines de ces fréquences pour les porteuses pilotes.
De plus, non seulement le débit de transmission n'est pas restreint par l'utilisation de porteuses pilotes, mais on peut en outre appliquer le procédé de détection de bruit impulsif à des procédés de transmission n'utilisant pas de porteuses pilotes, tels que les systèmes PLT de transmission par courants porteurs.
Une « fréquence non utilisée pour la transmission » sera de préférence une fréquence n'ayant pas de composante dans le signal émis, non utilisée pour la modulation, ne transportant pas de données, le terme « données » regroupant à la fois des données utiles, des données de synchronisation (notamment les données des porteuses pilotes) et des données de remplissage.
On peut noter que le signal transmis selon le procédé décrit ci-dessus peut être par exemple un symbole de type OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Ce symbole OFDM est réparti sur un bloc de porteuses ayant une certaine fréquence. Le multiplexage orthogonal constitue un procédé efficace pour moduler un signal puisqu'il permet de répartir un signal sur un grand nombre de fréquences, ces fréquences pouvant être très proches sans pour autant interférer du fait qu'elles sont orthogonales entre elles. Il en résulte que l'on peut transmettre un maximum d'informations sur une portion de fréquences donnée. On notera également qu'un signal transmis multiplexe en fréquence peut éventuellement subir d'autres traitements entre l'étape de multiplexage et l'étape de transmission.
L'invention peut en outre comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.
- La fréquence non utilisée pour la transmission du signal est une fréquence sur laquelle la transmission du signal est définie comme interdite par un texte officiel tel qu'une législation. Par exemple, cette fréquence est définie comme interdite par un standard de communications, une loi, ou un cahier des charges de constructeur, ces législations réservant certaines fréquences à des applications particulières (radios- amateurs, radiodiffusion, défense nationale, ...). Ces fréquences non utilisées pour la transmission peuvent être appelées par exemple "fréquences coupées", "fréquences interdites", "fréquences éteintes", "trous", "notches" Lors de la transmission d'un signal, on n'émet rien sur ces fréquences coupées, mais le signal reçu peut tout de même présenter sur celles-ci des composantes, dues à la présence de bruit stationnaire et éventuellement de bruit impulsif apparus au cours de la transmission. Ainsi, en mesurant le bruit sur ces fréquences coupées, via la mesure de la puissance du signal, on peut identifier une variation substantielle du bruit, laquelle sera révélatrice de l'apparition d'un bruit impulsif au cours de la transmission. En effet, même si les fréquences coupées sont susceptibles d'être particulièrement perturbées par du bruit stationnaire, du fait qu'elles correspondent à des fréquences utilisées pour d'autres applications, le niveau de bruit stationnaire est généralement bien plus bas que le niveau d'un bruit impulsif affectant le signal. En conséquence, la mesure d'une valeur importante de bruit sur ces fréquences coupées permet de déterminer la présence d'un bruit impulsif sur le signal transmis, et donc de données erronées. On peut cependant prévoir de ne pas utiliser certaines des fréquences coupées définies dans la législation, du fait que ces fréquences sont trop polluées par d'autres systèmes de télécommunication ou par des dispositifs électriques. On notera que les fréquences coupées peuvent également comprendre les fréquences inférieures ou supérieures aux fréquences utilisées pour la transmission des données.
- Le procédé comprend une étape de comparaison d'une valeur du bruit mesuré à une valeur de seuil. Cette comparaison permettra de détecter un bruit impulsif si la valeur du bruit mesurée est supérieure à la valeur de seuil. - La valeur de seuil correspond à une valeur prédéterminée de bruit stationnaire, associée à une marge prédéterminée. Cette marge permet de tolérer certains bruits légèrement plus élevés que le bruit stationnaire prédéterminé. De préférence, la valeur de bruit stationnaire est prédéterminée en mesurant le bruit stationnaire présent sur la fréquence préalablement à la transmission du signal ou au cours de la phase d'estimation. En effet, à la différence d'un bruit impulsif, le bruit stationnaire (ou bruit de fond) est présent en permanence dans le système de transmission et ne varie que très peu dans le temps, si bien qu'on le considère constant à l'échelle d'une communication numérique de quelques secondes, au cours de laquelle plusieurs milliers de symboles OFDM sont transmis. Ainsi, la valeur du bruit stationnaire peut être mesurée ou calculée à un autre moment que lors de la transmission du signal. Par exemple, ce bruit stationnaire peut être mesuré au moment d'une connexion entre au moins deux terminaux de communication mettant en œuvre le procédé décrit ci-dessus, ou bien de façon périodique au cours de la communication.
- Le procédé comprend une étape de détermination de la marge en fonction de la valeur de la fréquence. Ainsi, si la marge varie en fonction de la valeur de la fréquence, on peut prévoir une marge élevée pour une fréquence coupée susceptible d'être beaucoup perturbée par des interférences avec d'autres appareils, ou une marge plus petite pour une fréquence coupée moins perturbée.
- On considère qu'un bruit impulsif est détecté si le bruit mesuré est supérieur à la valeur de seuil et, le cas échéant, on met de préférence en œuvre l'une des étapes suivantes : nouvelle transmission des données transportées par le signal transmis, -A- abandon des données, marquage des données, attribution aux données d'une valeur de pertinence, cette valeur étant de préférence inversement proportionnelle à la valeur du bruit mesuré. Ainsi, une fois un bruit impulsif détecté, on peut procéder à des étapes d'exploitation de cette détection pour améliorer la qualité de l'ensemble des signaux transmis. On notera que ces étapes d'exploitation peuvent n'être mises en œuvre que sur un certain intervalle de fréquences, du fait que le bruit impulsif n'a été détecté que sur certaines des fréquences coupées.
- On met en œuvre l'étape de mesure du bruit sur plusieurs fréquences, en particulier sur un intervalle continu de fréquences. On mesure dans ce cas le bruit sur une bande de fréquences.
- Le procédé comprend une étape d'estimation du bruit impulsif sur des fréquences autres que celles sur lesquelles le bruit a été mesuré. Ainsi, la mesure du bruit sur des fréquences coupées est suivie d'une interpolation de la valeur du bruit sur les fréquences non coupées, utilisées pour la transmission, interpolation qui peut être suivie d'un traitement du signal, par exemple du retranchement de la valeur du bruit estimé.
L'invention a également pour objet un dispositif de communication comportant des moyens de réception d'un signal transmis multiplexe en fréquence, apte à la mise en œuvre d'un procédé tel que défini ci-dessus.
L'invention a en outre pour objet un système de communication comprenant des moyens d'émission et des moyens de réception d'un signal transmis multiplexe en fréquence, apte à la mise en œuvre du procédé défini ci-dessus.
L'invention a enfin pour objet un programme d'ordinateur pour la mise en œuvre du procédé ci-dessus, un support d'enregistrement de ce programme et une mise à disposition de ce programme en vue de son téléchargement. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins dans lesquels :
- la figure 1 est un schéma d'un système de communication selon un mode particulier de réalisation de l'invention ;
- la figure 2 est un graphe illustrant le bruit d'un signal reçu selon un mode de réalisation de l'invention, ce signal n'étant pas affecté par un bruit impulsif ;
- la figure 3 est un graphe similaire à celui de la figure 2, dans lequel le signal reçu est affecté par un bruit impulsif ;
- la figure 4 est un schéma fonctionnel illustrant des étapes préalables au procédé de réception des signaux illustrés sur les figures 2 et 3 ; et - la figure 5 est un schéma fonctionnel illustrant le procédé de réception des signaux illustrés sur les figures 2 et 3. Un système de communications 10 permettant de mettre en œuvre un procédé selon l'invention comprend deux terminaux de communication 14, 16 reliés par un réseau de transmission 12. Ces terminaux 14, 16, par exemple des ordinateurs ou des téléphones portables, comportent chacun un modem 18, 19, comportant des moyens d'émission et de réception de signaux.
Dans l'exemple décrit, le réseau de transmission 12 est un réseau de courants porteurs en ligne (PLT).
Le réseau 12 permet de transmettre des signaux multiplexes en fréquence. Ainsi, pour transmettre un message depuis le terminal 14 vers le terminal 16, les moyens d'émission du modem 18 effectuent une modulation du message multiplexe en fréquence.
A cet effet, le message est décomposé en plusieurs groupes de données, ces données étant transmises successivement au terminal 16 par des signaux. Pour transmettre un signal, on transmet simultanément des données en parallèle sur différentes porteuses, chaque porteuse correspondant à une fréquence de transmission. Un bloc de porteuses transmises simultanément compose le signal, constituant par exemple un symbole
OFDM. Le multiplexage OFDM permet de multiplexer la transmission sur des fréquences orthogonales, ce qui évite les interférences entre les différentes porteuses. Lors de la transmission de ce symbole OFDM, les moyens de réception du modem 19 du terminal destinataire 16 démodulent le signal reçu, de façon à pouvoir utiliser les données portées par le symbole OFDM.
On notera que, lors de la transmission d'un message, les différentes données peuvent être transmises avec une redondance, au moyen d'algorithmes de codage, afin que l'abandon des données fournies par un symbole OFDM ne soit pas gênant pour la transmission du message général, du fait que les données abandonnées peuvent être récupérées dans un ou plusieurs autres symboles OFDM.
Par ailleurs, parmi les différentes fréquences que l'on peut utiliser pour la transmission d'un signal tel qu'un symbole OFDM, définissant une bande allouée, se trouvent des fréquences qui sont généralement utilisées pour des applications particulières, telles que des radios amateurs, des appareils électriques ou de communication, ou encore des fréquences réservées à des fins de défense nationale. De telles fréquences, que l'on désignera dans la suite par « fréquences coupées », ne peuvent pas être utilisées pour la transmission de données que l'on souhaite effectuer entre les terminaux 14 et 16. Elles sont définies dans des standards de communication, dans des lois, ou encore dans des documentations de constructeurs. Les fréquences coupées peuvent également comprendre les fréquences inférieures ou supérieures aux fréquences utilisées pour la transmission des données, notamment les fréquences qui suivent ou qui précèdent la gamme des fréquences utilisées pour la transmission des données. L'ensemble des fréquences coupées définit une bande interdite.
A titre d'exemple, une spécification peut définir, aux Etats-Unis, une bande interdite comprenant les fréquences coupées F suivantes : F < 2.0 MHz
3.5 < F < 4.0 MHz 5.33 ≤ F ≤ 5.407 MHz
7.0 < F ≤ 7.3 MHz 10.10 < F ≤ 10.15 MHz 14.0 ≤ F ≤ 14.35 MHz
18.068 ≤ F ≤ 18.168 MHz 21.0 ≤ F ≤ 21.45 MHz 24.89 ≤ F ≤ 24.99 MHz
F > 28.0 MHz. Afin de garantir la qualité de la transmission d'un message depuis le terminal 14 vers le terminal 16, les moyens de réception du modem 19 sont capables de détecter un bruit impulsif qui aurait affecté la transmission de l'un des symboles OFDM. Comme on le verra dans la suite, si un bruit impulsif est détecté lors de la transmission d'un symbole OFDM, ce symbole pourra par exemple être abandonné, intégralement ou sur un intervalle de fréquences uniquement, de façon qu'il n'affecte pas la qualité du message transmis.
On va expliquer à l'appui des figures 2 et 3 comment a lieu la détection d'un bruit impulsif apparu dans un signal reçu.
Pour un signal non affecté par un bruit impulsif, la représentation de la puissance P du signal reçu par le modem 19, en fonction des fréquences F, ou densité spectrale de puissance (DSP), a une forme similaire au spectre 20 de la figure 2. Dans cet exemple, les données du signal transmis sont transportées par des fréquences, que l'on appellera fréquences de transmission.
On définit de manière générale la bande d'émission comme l'ensemble des fréquences de transmission, utilisées pour la transmission, et la bande allouée comme la réunion de la bande d'émission et de la bande interdite. On notera que la bande d'émission n'est pas forcément continue, elle peut être formée de sous-bandes non contiguës séparées par des bandes de fréquences coupées. De même, la bande interdite n'est pas forcément continue. Dans l'exemple ci-dessus d'une spécification définissant la bande interdite aux Etats-Unis, la bande allouée peut correspondre à l'intervalle de fréquences allant de 70OkHz à 28MHz
La bande d'émission comprenant les fréquences de transmission correspond dans l'exemple des figures 2 et 3 aux fréquences F telles que F1 < F < F2 ,
F4 < F < F5 et
F6 < F < F7
En revanche, certaines fréquences ne transportent pas de données et ne sont pas utilisées pour la transmission, à savoir les fréquences coupées, dont l'ensemble constitue la bande interdite, correspondant sur le graphe aux fréquences F telles que
F ≤ FL
F = F3 et
F5 ≤ F ≤ F6
Comme on peut le constater sur le spectre 20, la puissance du signal mesurée par le modem 19 a une valeur plus faible dans les domaines correspondant aux fréquences coupées que dans les domaines correspondant aux fréquences de transmission En effet, comme le signal ne transporte pas de données sur ces fréquences coupées, la puissance mesurée correspond à la puissance du bruit stationnaire présent au cours de la transmission, alors que la puissance mesurée sur les fréquences de transmission correspond à la puissance du bruit stationnaire ajoutée à la puissance du signal porteur de données émis par le terminal émetteur 14 En conséquence, la puissance Pstat 3 mesurée par exemple à la fréquence coupée F3 traduit directement la valeur du bruit stationnaire à cette fréquence On constate que cette valeur Pstat 3 est relativement faible par rapport aux puissances mesurées sur les fréquences de transmission On notera que le bruit stationnaire correspond à un bruit de fond présent sur le réseau de transmission 12 en permanence En effet, généralement, ce bruit stationnaire ne varie pas beaucoup au cours de la transmission d'un message C'est pourquoi on peut considérer qu'il est constant quel que soit le symbole OFDM transmis
Comme on peut le voir sur la figure 3, lorsqu'un signal est affecté par un bruit impulsif, la puissance du signal mesurée en fonction de la fréquence, visible sur le spectre
22, a une évolution différente En effet, du fait de la présence de bruit impulsif, la puissance du signal est relativement importante, même sur les fréquences coupées Par exemple, la valeur P3 de la puissance mesurée à la fréquence F3 est relativement importante par rapport a la valeur Pstat 3 d'un signal qui n'est pas affecté par un bruit impulsif En partant de cette constatation que la puissance P3 est supérieure à Pstat 3, on peut détecter la présence d'un bruit impulsif dans un signal reçu. En effet, en mesurant le bruit présent sur une fréquence coupée, via la mesure de la puissance du signal, on peut déterminer, suivant que cette valeur est supérieure ou pas à la valeur Pstat 3, si un bruit impulsif est présent ou pas dans le signal.
Le procédé de transmission d'un message, donc de signaux, va à présent être décrit plus en détail, en se référant aux figures 4 et 5.
Préalablement à la transmission des signaux, le procédé comporte des étapes de paramétrage du modem 19, illustrées sur la figure 4. Ces étapes de paramétrage comprennent une première étape 30 au cours de laquelle le terminal 16 fait une demande d'estimation au terminal 14. Cette étape 30 est suivie par une étape 32 d'émission, par le terminal 14, d'un signal de paramétrage, connu du terminal destinataire 16. La réception 34 de ce signal de paramétrage par le terminal 16 est suivie d'une étape 36 de détermination de fréquences coupées F1, ou d'intervalles continus de fréquences coupées. Au cours de cette étape 36, le terminal 16 peut notamment refuser de considérer certaines fréquences coupées particulièrement polluées par d'autres systèmes de télécommunication. On notera que cette étape 36 de détermination des fréquences coupées à utiliser peut être mise en œuvre de façon indépendante des étapes précédentes 30 à 34, ces fréquences pouvant être par exemple pré-enregistrées dans le modem 19.
La réception 34 du signal de paramétrage est également suivie d'une étape 38 de mesure ou de calcul de la valeur Pstatι de la puissance du signal de paramétrage sur chacune des fréquences F1, cette puissance traduisant le bruit stationnaire présent sur le réseau de transmission 12. L'étape 34 est également suivie d'une étape 40 de détermination d'une marge M1.
Cette marge M1 peut dépendre de la fréquence F1, si bien que l'on peut prévoir une marge importante dans le cas où la fréquence F1 est très perturbée par d'autres systèmes de communication. On notera que cette étape 40 peut également être effectuée indépendamment des étapes 30 à 34, la marge pouvant être pré-enregistrée, en étant dépendante ou non des fréquences F1.
Les étapes 34 à 40 sont suivies d'une étape 42 de calcul d'une valeur de seuil. Dans l'exemple, cette valeur de seuil Pseuii ι est telle que PseUιh = Pstan + M1. Ces valeurs PseUιi ι sont ensuite stockées dans le modem 19 du terminal 16.
De préférence, à la suite de l'étape 42, on calcule la valeur Pseu,ι de la puissance de seuil sur toutes les fréquences coupées F,, cette valeur correspondant à la somme des valeurs de seuil PseUιi ι calculées sur chaque fréquence F1. On notera que les étapes de détermination des fréquences F,, de la marge M1 et le calcul de la valeur Pstat ι peuvent être effectuées à d'autres moments, et de façon différente de celle décrite ci-dessus.
Ces étapes sont suivies d'étapes connues pour mettre en œuvre la transmission de signaux multiplexes en fréquence.
La détection de bruit impulsif lors de la réception d'un signal, constitué dans cet exemple par un symbole OFDM, va à présent être décrite en se référant à la figure 5.
A la suite d'une étape 44 de modulation des données, le terminal 14 émet le symbole OFDM correspondant, qui est reçu par le terminal 16 lors d'une étape 46. Cette réception 46 est suivie d'une étape 48 de mesure de la valeur P1 de la puissance du signal sur chaque fréquence coupée F1, les valeurs P1 étant par la suite additionnées de façon à déterminer une puissance P du signal sur l'ensemble des fréquences coupées, traduisant le bruit du signal.
Cette étape de mesure 48 est suivie d'une étape 50 de comparaison de la valeur de la puissance P mesurée à la valeur de seuil PsβUιi stockée dans le modem 19.
Si P est inférieure ou égale à PseUιi (P ≤ P seuii). cela signifie que le bruit du signal reçu n'est pas très important, et qu'il n'y a donc pas de bruit impulsif qui affecte le signal. On passe alors à une étape 52 d'exploitation des données portées par le symbole OFDM.
Si P est supérieur à PSeUlι (P > P seUιi), cela signifie que le signal reçu est affecté d'un bruit impulsif, si bien que l'on passe à une étape 54 d'abandon des données portées par le symbole OFDM. On notera que cette étape 54 pourrait être remplacée par une étape de génération d'une requête auprès du terminal 14 pour transmettre à nouveau le symbole OFDM, ou bien par une étape de marquage des données affectées par le bruit impulsif, de façon à leur donner moins de poids lors du processus de démodulation et/ou décodage et à privilégier les données provenant d'autres symboles OFDM non affectés par un bruit impulsif. L'étape 54 peut également être remplacée par une étape d'attribution aux données transmises d'une valeur de pertinence, cette valeur pouvant être déterminée en tenant compte de la valeur du bruit impulsif mesurée. Cette valeur est par exemple inversement proportionnelle au bruit impulsif mesuré. Par ailleurs, l'étape 54 peut-être remplacée par une étape d'estimation, par interpolation par exemple, du bruit impulsif sur les fréquences de transmission, non coupées. A la suite de cette estimation, il est possible de traiter le signal reçu, par exemple en retranchant la valeur estimée du bruit à partir du signal reçu.
Grâce au procédé décrit ci-dessus, on peut détecter un bruit impulsif dans un signal reçu de façon simple et fiable. On notera que cette détection peut être mise en œuvre sur tout signal transmis multiplexe en fréquence, que la transmission utilise des porteuses pilotes ou non.
Parmi les avantages du procédé, il est particulièrement intéressant de remarquer qu'il peut être mis en œuvre avec des standards de communication existants. Par ailleurs, le procédé de transmission peut être mis en œuvre par un programme d'ordinateur installé sur le terminal 16, ou bien enregistré sur un support d'enregistrement distinct, ou encore téléchargé.
On notera enfin que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation précédemment décrits. Notamment, lors des étapes 48 et 50, il est possible de calculer la puissance P1 du signal sur chaque fréquence F1 et de la comparer à la valeur Pseu,ι , stockée dans le modem 19. Ces valeurs P, permettent de mieux définir les écarts de puissance, et donc d'évaluer de façon plus précise la présence de bruit dans le signal transmis.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de réception d'un signal transmis multiplexe en fréquence, caractérisé en ce qu'il comprend une étape (48) de mesure du bruit présent sur au moins une fréquence (F1) non utilisée pour la transmission.
2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel la fréquence non utilisée pour la transmission appartient à une bande interdite.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, comprenant une étape (50) de comparaison d'une valeur du bruit mesuré (P) à une valeur de seuil (Pseuiι).
4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel la valeur de seuil (PseUιi) correspond à une valeur prédéterminée (Pstat ι) de bruit stationnaire, associée à une marge prédéterminée (M1), la valeur de bruit stationnaire (Pstat ι) étant de préférence prédéterminée en mesurant le bruit stationnaire présent sur la fréquence (F,) préalablement à la transmission du signal ou au cours d'une phase d'estimation.
5. Procédé selon la revendication 4, comprenant une étape (40) de détermination de la marge en fonction de la valeur de la fréquence (F1).
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, au cours duquel on considère qu'un bruit impulsif est détecté si le bruit mesuré (P) est supérieur à la valeur de seuil (Pseuιi)> et, le cas échéant, on met de préférence en œuvre l'une des étapes (54) suivantes : nouvelle transmission des données transportées par le signal transmis, abandon des données, marquage des données, attribution aux données d'une valeur de pertinence, cette valeur étant de préférence inversement proportionnelle à la valeur du bruit mesuré (P).
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, au cours duquel l'on met en œuvre l'étape (48) de mesure du bruit sur plusieurs fréquences (F1), en particulier sur un intervalle continu de fréquences ([O ; F1] ; [F5 ; F6]).
8. Dispositif de communication (16) comportant des moyens (19) de réception d'un signal transmis multiplexe en fréquence, apte à la mise en œuvre d'un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes.
9. Système de communication (10) comprenant des moyens d'émission (18, 19) et des moyens de réception (18, 19) d'un signal transmis multiplexe en fréquence, apte à la mise en œuvre d'un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.
10. Programme d'ordinateur pour la mise en œuvre d'un procédé selon quelconque des revendications 1 à 7.
11. Support d'enregistrement du programme selon la revendication 10.
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