FR2756131A1 - Procede de radiotransmission simultanee de donnees numeriques entre plusieurs postes d'abonnes et une station de base - Google Patents

Abstract

Selon ce procédé, côté émission, les données d'un poste d'abonné sont étalées et modulent un ensemble de séquences d'étalement en y étant superposées (en 37), après avoir traversé un codeur de convolution (34), une unité d'imbrication (35) et une unité de configuration de symboles (36), sont transmises sur une quantité partielle de sous-porteuses situées dans la bande des fréquences et qui sont affectées de façon disjointe aux différents postes d'abonnés et étant réparties dans l'ensemble de la bande de transmission, en traversant une unité d'imbrication (38), une unité de modulation (39) et de configuration de fréquence et un convertisseur numérique/analogique (42). Application, notamment, à des systèmes de radiocommunication cellulaire.

Description

i

PROCEDE DE RADIOTRANSMISSION SIMULTANEE DE DONNEES

NUMERIQUES ENTRE PLUSIEURS POSTES D'ABONNES ET UNE STATION

DE BASE

L'invention concerne un procédé pour la radio-

transmission simultanée de données numériques entre plu-

sieurs postes d'abonnés et une station de base moyennant l'utilisation d'une combinaison du procédé de modulation à porteuses multiples, selon lequel on dispose de plusieurs

sous-porteuses pour la modulation dans une bande de fré-

quences, avec la technique d'étalement de bande (à spectre étalé) et transmission de données de référence pour

l'estimation des canaux, qui doit être exécutée respective-

ment sur le côté réception.

Dans des systèmes de radiotransmission modernes, notamment dans des systèmes de radiotransmission mobiles

cellulaires, il faut utiliser, pour la transmission effec-

tuée numériquement de signaux (données), un procédé de transmission, qui peut alimenter un grand nombre de postes d'abonnés actifs avec des cadences variables de données pour des services multimédia (audio, vidéo, texte, données, etc.). Dans les systèmes de radiotransmission mobiles actuels et futurs, les postes d'abonnés mobiles doivent ou

devront avoir de faibles dimensions, présenter une sou-

plesse d'utilisation, être fiables et robustes et consommer peu d'énergie, de manière qu'un fonctionnement d'une plus

longue durée sur piles devienne possible.

En particulier des systèmes de radiotransmission mobiles cellulaires futurs devront être conçus de manière

qu'en dépit de perturbations des canaux de radiotransmis-

sion mobiles et du nombre très élevé envisagé d'abonnés, ils possèdent une grande efficacité spectrale en rapport avec le procédé de transmission utilisé, de sorte qu'une multiplicité de postes d'abonnés actifs peuvent transmettre

des communications par l'intermédiaire du canal de radio-

communication mobile disponible. Pour éviter une grande complexité et l'utilisation de constituants identiques, il faut en outre pouvoir employer le procédé de transmission utilisé aussi bien pour une section aller, c'est-à-dire depuis un poste d'abonné en direction de la station de base, que pour une section de retour, c'est-à-dire dans la

direction d'une station de base au poste d'abonné.

Le procédé de modulation de systèmes de radiocom-

munication mobiles futurs devra permettre une détection cohérente, et ce moyennant l'utilisation d'une information d'état des canaux, avec une faible dépense et une grande fiabilité, et empêcher des interférences (MAI, c'est-à-dire interférences par accès multiples) entre les postes

d'abonnés d'une station de base.

Le procédé de détection d'un système de radiocom-

munication mobile cellulaire futur devra en outre permettre une estimation des fréquences avec une probabilité maximale (estimation optimale) pour la détection commune des données

d'un poste d'abonné, moyennant une faible dépense. Les dif-

férentes quantités de données (audio, vidéo, texte, don-

nées, etc.) peuvent être transmises avec des cadences variables de données (de quelques kbits/s jusqu'à environ 2 M.bits/s), et ce approximativement sans erreur, par

l'intermédiaire du canal de radiocommunication mobile dis-

ponible.

Il existe déjà, dans différentes procédés numé-

riques connus de radiotransmission, des conditions néces-

saire pour satisfaire à ces exigences, qui sont imposées

notamment à un système de radiocommunication mobile cellu-

laire futur. Comme procédés de modulation présentant une grande efficacité spectrale, on peut utiliser le procédé de modulation à fréquences porteuses OFDM (c'est-à-dire un multiplexage orthogonal à division des fréquences) avec un intervalle de protection, ce procédé étant connu d'après l'article de S. Weinstein et P.M. Ebert, "Data Transmission by Frequency-Division Multiplexing Using the Discrete Fourier Transform", paru dans IEEE Trans. Commun. Tech.,

Vol. COM-19, pages 628-634, Octobre 1971.

Un codage des canaux permet la réception du signal avec la probabilité désirée d'erreurs sur les bits,

pour un rapport signal / bruit donné et pour les caracté-

ristiques respectives des canaux. En outre on connaît la proposition visant à combiner le procédé de modulation à porteuses multiples OFDM au procédé d'accès multiple CDMA (accès multiple par division du code, multiplexage de code). (On se référera par exemple à l'article de K. Fazel et L. Papeke, "On the performance of convolutinally-coded CDMA/OFDM for mobile communication system", dans Proc. IEEE

Int. Symp. on Personal, Indoor and Mobil Radio Commun.

(PIMRC'93), pages D3.2.1 - D.3.2.5, Septembre 1993).

On sait que, lors de la transmission dans des canaux de radiocommunication, notamment dans des canaux de radiocommunication mobile, il apparaît fréquemment des variations des niveaux du signal, qui sont provoquées par la propagation sur des trajets multiples, par une variation dans le temps du comportement de transmission des canaux et notamment, dans le cas de la radiocommunication mobile, par le déplacement d'un poste d'abonné. La propagation selon des trajets multiples, qui est variable dans le temps, fait apparaître dans le signal de réception, des interférences entre symboles (ISI, Intersymbol Interference), grâce à la présence de différents temps de propagation des signaux

dans les différentes voies de réflexion, et de ce fait éga-

lement un affaiblissement (fading) des signaux en raison d'une superposition destructive des signaux. Le fading dans

les canaux présente des corrélations dans le domaine tempo-

rel et dans le domaine des fréquences. Les erreurs dans de tels canaux sont par conséquent fréquemment concentrées et

présentent une dépendance statistique.

Pour éliminer les perturbations dans les canaux,

on connaît plusieurs possibilités. On peut utiliser un sys-

tème à bande étroite dans lequel est exécutée une correc-

tion des distorsions. Un tel système avec un procédé

d'accès TDMA (accès multiple à division du temps, multi-

plexage temporel) est déjà utilisé dans le standard de radiocommunication mobile cellulaire GSM (système global pour communications mobiles). Dans le cas du système GSM, la largeur totale de la bande de transmission de 25 MHz est subdivisée en 125 canaux de 100 kHz. Dans chaque canal

d'une largeur de 200 kHz, le procédé d'accès TDMA est uti-

lisé avec une modulation GMSK (c'est-à-dire une modulation

gaussienne à décalage minimum). Le nombre maximum des abon-

nés actifs pour chaque canal est égal à 8 (avec une cadence

donnée de 13 kbits/s). Il en résulte une efficacité spec-

trale d'environ 0,52 bit/s/Hz par canal.

Une seconde possibilité connue pour éliminer les perturbations des canaux réside dans l'utilisation d'un système à large bande avec un récepteur de spectre d'étalement et de resserrement, lequel est basé sur le procédé d'accès CDMA (accès multiple à division de code, multiplexage de

code). Ce système est contenu dans la norme de radiocommu-

nication mobile US IS-95, dans laquelle tous les postes d'abonnés d'une cellule utilisent la largeur de bande totale de 1,25 MHz. Chaque poste d'abonné possède son propre code. Comme procédés de modulation on utilise le procédé QPSK (à manipulation par déplacement de phase en

quadrature) et le procédé QPSK à décalage. Le nombre maxi-

mum des postes d'abonnés actifs dans une ligne, c'est-à-

dire dans la zone d'une station de base, est égal à moins de 60 (avec une cadence de données de 9,6 kbits/s). Il en résulte une efficacité spectrale de moins de 0,46 bit/s/Hz

par canal.

Une troisième possibilité connue pour éliminer les perturbations des canaux réside dans l'utilisation d'un système à large bande avec une technique de multiplexage fréquentiel orthogonal (OFDM, c'est-à-dire multiplexage

orthogonal à division de fréquence). Un tel système appli-

quant un intervalle de protection a déjà été choisi pour

les normes de communication audio numérique et de communi-

cation vidéo terrestre DAB (radiodiffusion audionumérique) et DVB-T (diffusion vidéo numérique terrestre). Dans le cas de la norme DAB, on utilise le procédé de modulation DQPSK (c'est-à-dire modulation par manipulation à déplacement de phase en quadrature et codage différentiel)avec un codage stable des canaux. L'efficacité spectrale dans le cas de la norme DAB-T est égale approximativement à 0,75 bit/s/Hz par

canal. Dans le cas de la norme DVB, on utilise une modula-

tion QAM (modulation d'amplitude en quadrature) à résolu-

tion multiple, dans laquelle on peut sélectionner de façon

souple jusqu'à 64 configurations QAM. On obtient un rende-

ment spectral atteignant jusqu'à 4,5 bits/s/Hz par canal.

Une quatrième possibilité connue pour éliminer la perturbation des canaux réside dans la combinaison, déjà mentionnée dans ce qu'on a indiqué dans les articles de littérature, du système à spectre d'étalement à large bande avec la technique orthogonale de multiplexage fréquentiel OFDM et le procédé d'accès CDMA. L'efficacité spectrale de

ce procédé avec la modulation BPSK (modulation à manipula-

tion par déplacement de phase binaire) est approximative-

ment deux fois supérieure à l'efficacité spectrale de la norme DAB. Avec la modulation QPSK, on peut obtenir par exemple la même efficacité spectrale que dans le cas de la

modulation DAB.

Parmi les quatre possibilités connues mentionnées précédemment pour éliminer les perturbations dans les

canaux, le système à bande étroite avec correction des dis-

torsions (GSM) et le système à large bande avec récepteur de spectre d'étalement et de resserrement (IS-95) requièrent, ce

qui est un inconvénient, une estimation extrêmement compli-

quée de l'information d'état des canaux dans le cas de la détection cohérente. Pour réduire la dépense, dans le cas du récepteur IS-95, on a utilisé l'estimation cohérente uniquement pour la section retour. Pour la section aller,

on s'accommode d'une puissance d'émission accrue. L'effica-

cité spectrale de ces deux systèmes est assez faible, à

savoir 0,52 bits/s/Hz et moins.

L'avantage de la combinaison du système à spectre

étalé à large bande avec modulation avec porteuses mul-

tiples et intervalle de protection réside dans le fait qu'elle ne requiert aucune correction de distorsion d'interférence entre symboles (ISI) et aucun récepteur à resserrementet doit être réalisé de façon relativement simple. Les systèmes d'accès multiples à spectre étalé connus actuellement, qui mettent en oeuvre le procédé de modulation à porteuses multiples OFDM et un intervalle de temps sont en général conçu uniquement pour la section de retour d'un système de radiocommunication mobile cellulaire, étant donné qu'ici l'estimation des

canaux ne pose aucun problème.

Actuellement, on ne connaît encore aucun concept qui permette d'utiliser des systèmes synchrones d'accès

multiples à spectre étalés avec une modulation avec por-

teuses multiples et avec un intervalle de protection dans la section aller avec une détection cohérente, étant donné qu'il n'est pas possible d'estimer simultanément, dans la station de base, les informations d'état des différents

canaux de transmission de tous les abonnés actifs mobiles.

L'invention a pour but de créer un procédé de

transmission numérique, utilisable aussi bien pour la sec-

tion aller que pour la section retour, et notamment pour le système de radiocommunication mobile cellulaire, et qui présente une grande efficacité spectrale de sorte qu'un

nombre très élevé de postes d'abonnés actifs peuvent effec-

tuer les transmissions par l'intermédiaire du canal hert-

zien disponible, et dont le procédé de modulation permet une détection cohérente au moyen d'une faible dépense et avec une grande fiabilité, et qui empêche des interférences

entre les postes d'abonnés d'une station de base et garan-

tit une transmission approximativement sans erreur de quan-

tités de données différentes (audio, vidéo, texte, données, etc.) par l'intermédiaire du canal hertzien disponible. En

outre le procédé de transmission devant être créé doit per-

mettre la mise en oeuvre d'un procédé de détection, situé côté réception, sous la forme d'une estimation de séquence

à probabilité maximale (estimation optimale) pour la détec-

tion commune des données d'un poste d'abonné, et ce moyen-

nant la mise en oeuvre d'une faible dépense.

Ce problème est résolu dans un procédé du type indiqué plus haut, caractérisé en ce que,côté émission avant la transmission, les données numériques d'un poste d'abonné sont étalées de telle sorte qu'elles modulent un ensemble de séquences orthogonales d'étalement et que ces dernières leur sont superposées; les données étalées sont alors ensuite transmises à un poste d'abonné en modulant une quantité partielle de sous-porteuses dans la bande des fréquences à porteuses multiples, les quantités partielles,

associées aux différents postes d'abonnés, de sous-

porteuses étant disjointes et réparties dans l'ensemble de la bande des fréquences, et, côté émission, les données de référence, qui sont également connues côté réception et sont utilisées pour l'estimation des canaux, sont insérées,

avant la transmission proprement dite, dans le flux de don-

nées de chaque poste d'abonné et ce pour chacune des sous-

porteuses associées à ce poste, et que,côté réception, les

données numériques reçues sont démodulées selon une démodu-

lation à porteuses multiples et sont séparées en rapport avec les sousporteuses respectives des postes d'abonnés et les données de référence pour l'estimation des canaux pour chaque sous-porteuse devant être détectée et pour l'obtention d'une information d'état des canaux, nécessaire

pour la détection ultérieure des données et pour le déco-

dage des canaux, pour les données respectives, qui trans-

mettent les informations, sont extraites des données trans-

mettant les informations, et les données numériques, qui transmettent les informations, d'un poste d'abonné sont ensuite détectées moyennant l'utilisation d'un procédé de

détection approprié supprimant l'étalement.

Dans le procédé selon l'invention, le procédé de modulation à porteuses multiples est combiné d'une manière optimale à la technique à spectre étalé. Cette combinaison permet une estimation des séquences à probabilité maximale

avec une faible complexité permettant la détection cohé-

rente des données dans le récepteur, et peut être utilisée aussi bien pour la section aller que pour la section retour. L'estimation nécessaire des canaux peut être mise en oeuvre de façon appropriée à l'aide d'un simple filtrage

de Wiener.

Les paramètres pour le plan physique (modulation,

codage des canaux, procédé d'accès, etc.) d'un système tra-

vaillant conformément au procédé selon l'invention, peuvent être conçus avantageusement de telle sorte que pour chaque canal de transmission on peut utiliser un nombre nettement plus élevé de données que pour la pure transmission de signaux vocaux. Dans le cas de la transmission de signaux vocaux (9,6 kbits/s), on peut alors utiliser, pour chaque canal de transmission, le procédé d'accès TDMA(accès du type à division du temps, multiplexage temporel), pour insérer plusieurs canaux de signaux vocaux dans le canal de transmission. Selon une autre caractéristique de l'invention, les suites de données numériques d'un poste d'abonné, qui transmettent les informations et sont constituées par des symboles complexes de données en série, sont converties côté émission en série / en parallèle au niveau des blocs,

chacun des symboles complexes de données, présents au maxi-

mum en un nombre L, du bloc présent sous forme parallèle est multiplié par une séquence d'étalement de longueur L (L sections), et pour chaque bloc, au maximum L séquences d'étalement modulées avec des symboles de données sont superposées d'une manière synchrone au niveau des symboles et par conséquent également d'une manière synchrone au

niveau des sections, ce qui conduit à une séquence d'émis-

sion constituée de L sections et qui contient les informa-

tions d'au maximum L symboles de données.

Selon une autre caractéristique de l'invention, les données numériques sont tout d'abord pourvues côté émission, à l'aide d'un codeur de canaux, d'un code de canal de protection contre les erreurs, à l'encontre de

perturbations des canaux.

Selon une autre caractéristique de l'invention, on utilise comme code de canal, un code de convolution, un

code turbo ou un code de blocs.

Selon une autre caractéristique de l'invention,

les bits de code prélevés du codeur de canaux sont brouil-

lés au moyen d'unités d'imbrication.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le brouillage s'effectue bloc par bloc ou d'une manière pseudo-aléatoire. Selon une autre caractéristique de l'invention, les bits de code brouillés sont configurés, dans une unité de configuration de symboles, en des symboles de données

complexes et sont modulés numériquement.

Selon une autre caractéristique de l'invention, une modulation numérique, par exemple une manipulation de phase sous la forme d'une modulation BPSK (c'est-à-dire d'une modulation linéaire à déplacement de phase) ou d'une

modulation QPSK, (c'est-à-dire d'une modulation à déplace-

ment de phase en quadrature), est exécutée dans l'unité de configuration de symboles, de sorte qu'à la sortie de l'unité de configuration de symboles, cn obtient alors les

symboles de données complexes sous la forme modulée respec-

tive. Selon une autre caractéristique de l'invention, on utilise comme séquences d'étalement, des séquences orthogonales de Walsh-Hadamard, dont L séquences orthogo-

nales d'étalement de longueur L (L sections) existent.

Selon une autre caractéristique de l'invention, moins de L séquences d'étalement modulées par des symboles

de données et possédant la longueur L sont superposées.

Selon une autre caractéristique de l'invention,

les sections de plusieurs séquences d'émission sont brouil-

lées avec une unité d'imbrication de fréquence et d'imbri-

cation temporelle, du point de vue des fréquences et du point de vue du temps, au moyen de plusieurs symboles de

données modulés avec une modulation à plusieurs porteuses.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le brouillage s'effectue bloc par bloc ou d'une manière pseudo-aléatoire. Selon une autre caractéristique de l'invention,

après l'étalement et la superposition de séquences ou éven-

tuellement après le brouillage dans l'unité d'imbrication des fréquences et d'imbrication temporelle, dans une unité

de configuration de fréquences et dans un modulateur à plu-

sieurs porteuses respectivement M sections sont converties selon une conversion série / parallèle, auquel cas il n'est pas absolument nécessaire le nombre M des sous-porteuses d'un poste d'abonné soit égal à un multiple de la longueur L du code d'étalement, que les données de référence, qui

sont nécessaires pour l'estimation des canaux et la syn-

chronisation côté réception, sont insérées dans chacun des M flux de données transmettant les informations, ensuite

chacun des M flux de données y compris des données de réfé-

rence est appliqué à une fréquence propre de sous-porteuse

de manière à moduler cette fréquence, l'affectation de fré-

quences étant exécutée d'une manière spécifique aux postes d'abonnés et les quantités partielles de sous-porteuses, qui sont associées aux différents postes d'abonnés, étant disjointes, et pour terminer les M flux de données modulés, pourvus des données de référence, sont additionnés avant une conversion numérique/analogique et l'émission finale. Selon une autre caractéristique de l'invention, les sous- porteuses d'un poste d'abonné sont réparties dans

l'ensemble de la bande des fréquences de transmission.

Selon une autre caractéristique de l'invention, les distances entre les sous-porteuses voisines d'un poste

d'abonné sont égales.

Selon une autre caractéristique de l'invention, les distances entre des sous-porteuses voisines d'un poste

d'abonné sont choisies d'une manière pseudo-aléatoire.

Selon une autre caractéristique de l'invention, les distances entre des sous-porteuses voisines d'un poste d'abonné sont égales à un multiple entier de l'inverse de la durée d'un symbole de données modulé avec une modulation

à porteuses multiples.

Selon une autre caractéristique de l'invention, pour la modulation à porteuses multiples, exécutée côté émission, on utilise le procédé de multiplexage orthogonal de fréquences OFDM (c'est-à-dire un multiplexage orthogonal

à division des fréquences).

Selon une autre caractéristique de l'invention, on met en oeuvre le procédé à multiplexage orthogonal de fréquences en utilisant une transformation de Fourier

rapide inverse et une transformation de Fourier rapide.

Selon une autre caractéristique de l'invention, côté émission on prolonge en outre cycliquement, d'un intervalle de protection, les symboles de données modulés

avec une modulation à porteuses multiples.

Selon une autre caractéristique de l'invention, sur le côté réception, après une conversion analogique/ numérique des flux de données reçus et après élimination de

l'intervalle de protection éventuellement présent, on démo-

dule les symboles de données selon une démodulation à plu-

sieurs porteuses et on supprime la configuration de fré-

quences, d'une manière spécifique aux postes d'abonnés, on extrait les données de référence, qui sont nécessaires pour l'estimation des canaux, à partir des données transmettant les informations, et l'on convertit selon une conversion

parallèle / série les données transmettant les informa-

tions. Selon une autre caractéristique de l'invention, lors de l'estimation des canaux, les données de référence reçues pour chaque sous-porteuse devant être détectée sont filtrées dans le temps et qu'à partir de là l'information d'état de canaux, qui est nécessaire pour la détection des données et le décodage des canaux, est déterminée pour les

données transmettant les informations.

Selon une autre caractéristique de l'invention, dans la mesure o les sous-porteuses associées à un poste d'abonné ne sont pas réparties, côté émission, sur toute la largeur de la bande des fréquences de transmission, mais que des groupes ou un groupe de sous-porteuses disposées côte-à-côte dans la bande de transmission, sont formés en

cet endroit, lors de l'estimation des canaux dans le récep-

teur les données de référence reçues pour chaque sous-

porteuse devant être détectée sont filtrées dans le temps et en outre également dans le domaine des fréquences et que l'information d'état de canaux, qui est nécessaire pour la

détection des données et le décodage des canaux, est déter-

minée à partir de là pour les données transmettant les

informations.

Selon une autre caractéristique de l'invention,

lors de l'estimation des canaux, on utilise pour le fil-

trage ce qu'on appelle un filtrage de Wiener.

Selon une autre caractéristique de l'invention, les données reçues, qui transmettent les informations, sont

détectées dans le récepteur, après la démodulation à por-

teuses multiples et la suppression de configuration des

fréquences, d'une manière spécifique aux abonnés, et éven-

tuellement après un désembrouillage dans une unité de remise dans l'ordre initial du point de vue des fréquences et du temps, dans le cas o un brouillage correspondant est

prévu côté émission.

Selon une autre caractéristique de l'invention, pour la détection de données on utilise ce qu'on appelle une estimation de séquences à probabilité maximale, qui détermine les séquences les plus probables parmi toutes les

séquences émises possibles, et délivre des données asso-

ciées sous la forme de décisions logicielles.

Selon une autre caractéristique de l'invention,

l'estimation de séquences à probabilité maximale est exécu-

tée séparément dans les composantes I et Q des signaux, par exemple lors de la présence de symboles de données modulés

selon la modulation QPSK.

Selon une autre caractéristique de l'invention, pour la détection de données on utilise un procédé de détection classique qui détecte, après une correction de distorsion au moyen d'une suppression de l'étalement, tous les symboles de données d'un poste d'abonné et délivre des

décisions logicielles.

Selon une autre caractéristique de l'invention, dans le cas de l'utilisation d'un procédé classique de détection de données, ce dernier est également utilisé de

façon itérative pour l'obtention d'une réduction des inter-

férences dans le cas de séquences d'étalement superposées.

Selon une autre caractéristique de l'invention, les données numériques transmettant les informations sont obtenues dans le récepteur à partir des symboles de données

détectés d'un poste d'abonné, après une suppression éven-

tuellement exécutée de la configuration de symboles de don-

nées, après un désembrouillage éventuellement présent des bits de code dans une unité de mise dans l'ordre initial et éventuellement après un codage des canaux, dans la mesure o de telles dispositions correspondantes sont présentes

côté émission.

Selon une autre caractéristique de l'invention, les paramètres du système sont conçus de telle sorte que dans chaque canal de transmission peut être transmis un nombre de données nettement plus important que ce qui est nécessaire pour la pure transmission de signaux vocaux (9,6 kbits/s), et alors, dans le cas d'une transmission de signaux vocaux, pour chaque canal participant, on utilise le procédé d'accès TDMA (c'est-à-dire procédé d'accès à multiplexage temporel) pour loger plusieurs canaux de

signaux vocaux dans un canal de transmission.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé est utilisé pour une affectation souple du nombre de sous-porteuses à un poste d'abonné mobile en

fonction de la capacité nécessaire ou disponible, indépen-

damment de la longueur choisie du code d'étalement.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé est utilisé aussi bien dans le sens montant, qui va du poste d'abonné à la station de base, que dans le sens

descendant qui va de la station de base au poste d'abonné.

Selon une autre caractéristique le procédé est

appliqué au domaine des radiocommunications mobiles.

Selon une autre caractéristique le procédé est appliqué aux radiocommunications mobiles cellulaires.

Selon une autre caractéristique le procédé est

appliqué à un téléphone sans fil.

D'autres caractéristiques et avantages de la pré-

sente invention ressortiront de la description donnée ci-

après pour un système de radiocommunication mobile cellu-

laire, prises en référence aux dessins annexés, sur les-

quels:

- la figure la illustre un scénario de transmis-

sion pour une section aller dans une cellule d'un système de radiocommunication mobile;

- la figure lb illustre un scénario de transmis-

* sion pour une section retour dans une cellule d'un système de radiocommunication mobile; - la figure 2 représente, sous la forme d'un

schéma-bloc, un côté émission pour la transmission de don-

nées d'un poste d'abonné; - la figure 3 représente sous la forme d'un schéma-bloc un côté réception pour la réception des données d'un poste d'abonné; - la figure 4 représente, sous la forme d'un

schéma-bloc, un étalement réalisé côté émission, des sym-

boles de données et une superposition intérieure de séquences; - la figure 5 représente, sous la forme d'un schéma-bloc, une modulation à porteuses multiples, exécutée

côté émission, avec une configuration de fréquences y com-

pris l'insertion des données de référence utilisées pour l'estimation des canaux; - la figure 6 représente une vue du spectre sur la largeur de la bande de transmission pour K postes

d'abonnés pour l'explication d'une configuration de fré-

quence, exécutée côté émission et de la suppression de

configuration de fréquence, exécutée de façon correspon-

dante côté réception; - la figure 7 représente, sous la forme d'un schéma-bloc, une modulation à porteuses multiples, exécutée côté réception, avec une configuration des fréquences y compris l'extraction des données de référence revues pour l'estimation des canaux; - la figure 8 illustre, sous la forme d'un schéma-bloc, le principe de l'estimation de séquences à

probabilité maximale y compris la suppression de la confi-

guration de symboles de données; - la figure 9a représente, sous la forme d'un schéma-bloc pour le côté émission, un exemple concret et chiffré de réalisation et d'utilisation du procédé de transmission selon l'invention pour un créneau temporel du système TDMA; - la figure 9b représente, sous la forme d'un schéma-bloc pour le côté réception, un exemple concret et chiffré de réalisation et d'utilisation du procédé de

transmission conforme à l'invention pour un créneau tempo-

rel du système TDMA; et

- la figure 10 montre une représentation du prin-

cipe de l'accès selon le mode TDMA dans l'exemple d'appli-

cation des figures 9a et 9b.

Un réseau cellulaire conformément au modèle de

référence OSI (c'est-à-dire interconnexion ouverte de sys-

tème) est constitué de plusieurs plans, à savoir tout d'abord par un plan de gestion du réseau, en second lieu

par le plan de protocole et en troisième lieu le plan phy-

sique. Le plan de protocole se compose de différents plans de synchronisation comme par exemple la synchronisation

d'accès multiples et la synchronisation de trames.

Dans les systèmes GSM et IS-95 déjà mentionnés précédemment, on prévoit des canaux de synchronisation qui sont destinés à ces systèmes. Etant donné qu'en rapport avec l'invention, seul le plan physique (modulation, codage des canaux, procédé d'accès, etc.) doit être pris en

compte, on peut supposer que la synchronisation et la ges-

tion du réseau sont présentes.

Sur la figure la, on a représenté un scénario de

transmission pour une section aller, qui s'étend respecti-

vement d'un poste d'abonné mobile T1, T2,..., TK jusqu'à une station de base B, et sur la figure lb on a représenté un scénario de transmission pour la section retour allant de la station de base B respectivement vers l'un des postes

d'abonnés mobiles Tl, T2,..., TK.

Dans le cas de la section aller (figure la), les données émises par l'intermédiaire d'antennes par les postes d'abonnés Tl, T2,..., TK sont reçues par une antenne A dans le poste de base B, puis sont détectés, d'une manière spécifique aux abonnés, au moyen de disposi-

tifs de détection D1, D2,..., DK. Dans le cas de la sec-

tion aller (figure lb), les données, qui sont spécifiques aux abonnés et proviennent de générateurs de signaux S1, S2,..., SK, sont rassemblées au moyen d'un dispositif de superposition 0 dans la section de base B et, à partir de là, sont émises par l'antenne A et sont reçues par les postes d'abonnés T1, T2,..., TK et y sont évaluées d'une

manière spécifique au poste d'abonné.

Etant donné que le procédé de transmission selon l'invention évite des interférences entre les signaux des différents postes d'abonnés d'une station de base, on peut l'utiliser aussi bien pour la section aller que pour la

section retour d'un réseau de radiocommunication cellu-

laire. La description donnée ci-après du procédé de radio-

transmission selon l'invention est par conséquent valable pour la section aller tout aussi bien que pour la section retour. La section de transmission du procédé à accès multiples selon l'invention avec une technique à spectre

étalé et une modulation avec porteuses multiples est repré-

sentée sur les figures 2 et 3 pour la transmission des don-

nées d'un poste d'abonné. La figure 2 représente le schéma-

bloc du côté émission et la figure 3 représente le schéma-

bloc du côté réception.

Comme cela est représenté sur la figure 2, sur le côté émission des données numériques qui arrivent par exemple de la sortie d'un codeur de signaux vocaux sont

équipées, au moyen d'un décodeur de canaux 1, d'une protec-

tion contre les erreurs, à savoir vis-à-vis de perturba-

tions des canaux. En tant que codes de canaux, on peut uti-

liser par exemple des codes à convolution, des codes turbo ou des codes de blocs. Les bits de code sont brouillés par exemple par blocs ou d'une manière pseudo-aléatoire dans une unité de brouillage 2 de manière à éviter des blocs d'erreurs assez longs à l'entrée du décodeur de canaux, qui sera encore décrit plus loin, dans le récepteur. Les bits

de code brouillés sont mis en correspondance avec des sym-

boles de données complexes, dans une unité 3 de configura-

tion de symboles de données, par exemple au moyen d'une modulation BPSK (c'est-à-dire une modulation à déplacement de phase binaire) ou d'une modulation QPSK (modulation avec

un déplacement de phase en quadrature).

Chaque symbole complexe de données est à multi-

plier dans le module 4 représenté de façon détaillée sur la figure 4, avec une séquence d'étalement de longueur L (L

sections). Comme le montre la figure 4, les symboles com-

plexes de données, qui sont délivrés en série par l'unité 3 de configuration de symboles de données, sont tout d'abord convertis bloc par bloc sous une forme en parallèle dans un convertisseur série / parallèle 9. La multiplication des symboles de données k, k+1,... k+ L par les séquences de symboles de longueur L s'effectue dans les multiplicateurs 10. Comme séquences d'étalement, on utilise par exemple des séquences orthogonales de Walsh-Hadamard, dans lesquelles existent L séquences orthogonales d'étalement de longueur L. Respectivement au maximum L séquences

d'étalement prévues en parallèle et modulées par des sym-

boles de données, sont superposées dans le module 4 (figure 2) au moyen d'un additionneur 11 représenté sur la figure 4, du point de vue des symboles et par conséquent également du point de vue des sections, ce qui fournit une séquence d'émission constituée de L sections qui contient

l'information d'au maximum L symboles de données.

On peut accroitre la stabilité du procédé de transmission selon l'invention vis-à-vis d'interférences entre cellules en superposant moins de L séquences d'étalement de longueur L, modulées par des symboles de données. Sur la figure 4 on a représenté le cas o L séquences d'étalement de longueur L, modulées par des sym-

boles de données, sont superposées.

Les sections de plusieurs séquences d'émission, qui sont délivrées par le module 4, sont alors brouillées par exemple par blocs ou d'une manière pseudo-aléatoire dans le domaine des fréquences et dans le domaine temporel sur plusieurs symboles OFDM modulés avec une modulation à porteuses multiples, au moyen d'une unité d'imbrication des fréquences et d'imbrication dans le temps 5, pour éviter

des blocs d'erreurs plus importants, au moyen d'une réduc-

tion sélective dans le temps (qui apparaît en raison de

décalages Doppler) et d'une réduction sélective en fré-

quence (qui apparaît en raison de réflexion dans le canal).

Dans une unité de configuration de fréquences des modulateurs à porteuses multiples 6, situés en aval et dont le principe est représenté de façon détaillée sur la figure , respectivement M sections, qui arrivent de la sortie de l'unité d'imbrication 5, subissent une conversion

série/parallèle dans le convertisseur série/parallèle 12.

Il n'est pas absolument nécessaire que le nombre M des sous-porteuses d'un poste d'abonné soit égal à un multiple de la longueur L du code d'étalement, ce qui permet une

utilisation souple de la capacité de transmission en rap-

port avec des cadences de données différentes, par exemple des cadences de données variables, des différents postes d'abonnés. Dans chacun des M flux de données on introduit, au moyen d'un multiplexeur 13, des données de référence 14, qui sont nécessaires pour l'estimation des canaux et la

synchronisation dans le récepteur.

A la partie inférieure de la figure 5 on a repré-

senté à titre d'exemple les flux de données, dans lesquels les sections de transmission d'informations sont marquées sous la forme de petits rectangles blancs et les symboles de référence insérés sont marqués sous la forme de petits rectangles noirs. Les données de référence utilisées pour l'estimation des canaux sont connues dans le récepteur. A la suite du multiplexeur 13, chacun des M flux de données, pourvus alors de données de référence, sont appliqués dans

un modulateur à porteuses multiples 15 en modulant une fré-

quence particulière de sous-porteuse, l'affectation des fréquences étant réalisée d'une manière spécifique aux

postes d'abonnés.

Sur la figure 6, on a représenté, dans une vue

d'un spectre s'étendant sur la largeur de la bande des fré-

quences de transmission pour K postes d'abonnés, la confi-

guration des fréquences, qui est réalisée côté émission et est spécifique aux postes d'abonnés, et la suppression de la configuration des fréquences, qui s'effectue de façon correspondante côté réception. Les quantités partielles de sous-porteuses, qui sont associées aux différents postes d'abonnés, sont disjointes, ce qui permet d'éviter des interférences entre les postes d'abonnés d'une station de base. Les sous-porteuses d'un poste d'abonné sont reparties par l'unité de configuration des fréquences, dans l'ensemble de la bande des fréquences de transmission, afin d'accroître le gain en diversité par étalement dans le récepteur, les distances entre les sous-porteuses voisines

d'un poste d'abonné étant égales, mais pouvant être égale-

ment choisies de façon pseudo-aléatoire. La distance entre des sousporteuses voisines d'un poste d'abonné doit être égale à un multiple entier de l'inverse de la durée d'un

symbole modulé au moyen d'une modulation à porteuses mul-

tiples, afin de garantir l'orthogonalité entre les sous-

porteuses d'un poste d'abonné et de tous les postes

d'abonnés.

Pour réaliser la modulation à fréquences por-

teuses exécutée dans le modulateur à fréquences porteuses , on peut utiliser par exemple le procédé orthogonal de multiplexage de fréquences OFDM, qui doit être exécuté d'une manière comparativement simple dans la pratique avec une transformation de Fourier rapide inverse IFFT et une transformation de Fourier rapide FFT. Dans un dispositif 16, les symboles de données, modulés selon une modulation de fréquences porteuses, sont prolongés cycliquement dans un intervalle de protection A, de manière à éviter des

interférences (ISI) entre des symboles OFDM voisins, modu-

lés selon une modulation de porteuses multiples, interfé-

rences dues à la propagation suivant des trajets multiples.

Dans un dispositif additionneur 17, les M flux de données

modulés sont alors additionnés. Les flux de données numé-

riques respectivement additionnés sont en outre amenés par conversion sous une forme analogique, dans un convertisseur numérique/analogique 7, avant leur émission dans le canal

de transmission.

L'intervalle de protection A mentionné précédem-

ment est par ailleurs en outre encore nécessaire pour auto-

riser des tolérances accrues lors de l'émission synchrone des postes d'abonnés, étant donné que les postes d'abonnés mobiles sont situés à des éloignements différents et que pour les postes d'abonnés on a par conséquent également des temps de propagation différents des signaux en direction et

en provenance de la station de base associée.

Comme cela est représenté sur la figure 3, côté réception les données reçues sont démodulées selon une démodulation à porteuses multiples dans un démodulateur de porteuses multiples 19, après la conversion sous forme

numérique exécutée dans un convertisseur analogique/numéri-

que 18. De façon détaillée, les fonctions du démodulateur de porteuses multiples 19 sont représentées sur la figure 7. Les données, qui arrivent du convertisseur analogique/ numérique 18, sont tout d'abord libérées de l'intervalle de protection A dans un dispositif de suppression de l'intervalle de protection, puis sont démodulées selon une démodulation à porteuses multiples dans un dispositif de démodulation à porteuses multiples 26 et par configuration, du point de vue des fréquences, d'une manière spécifique

aux postes d'abonnés.

La suppression, exécutée côté réception, de la

configuration de fréquences s'effectue d'une manière ana-

logue à la configuration des fréquences, exécutée côté émission, et visible par conséquent de façon détaillée sur la figure 6 déjà décrite. Les données de référence, qui sont nécessaires pour l'estimation des canaux dans l'unité d'estimation des canaux (figure 3), sont extraites des

données, qui transmettent des informations, dans un démul-

tiplexeur 27. Les données, qui sont présentes sous une forme parallèle et transmettent des informations, sont

alors mises sous une forme série au moyen d'un convertis-

seur parallèle/série 28.

L'unité 20 d'estimation des canaux, qui est représentée sur la figure 3 sous la forme d'un bloc, filtre, par exemple au moyen du filtrage de Wiener, qui peut être exécuté d'une manière relativement simple, les données de référence reçues, pour chaque sous-porteuse à détecter, en fonction du temps et détermine à partir de là

les informations d'état des canaux pour les données trans-

mettant les informations. En rapport avec l'estimation des canaux, on indique que dans l'émetteur, des groupes (ou un groupe) de sous- porteuses peuvent être formés, auquel cas les sous-porteuses d'un groupe sont disposées côte-à-côte dans la bande des fréquences de transmission et, dans le récepteur, lors de l'estimation des canaux, peuvent être en outre également filtrées dans le domaine des fréquences, ce qui conduit à une information plus précise de l'état des canaux ou à une redondance moins grande avec des données de référence. L'information même d'état des canaux, qui est obtenue au moyen de l'estimation des canaux, est nécessaire pour la détection des données et le décodage des canaux,

exécutés côté réception.

Après un brouillage, qui est exécuté dans le domaine des fréquences et dans le domaine temporel, dans une unité 21 de mise dans l'ordre initial dans le domaine des fréquences et dans le domaine temporel, les données reçues, qui transmettent les informations, sont détectées

dans un détecteur de données 22. Pour la détection des don-

nées, on utilise avantageusement une unité d'estimation de séquences à probabilité maximale, qui détermine les séquences les plus probables parmi toutes les séquences émises et délivre les données associées, sous la forme de décisions logicielles. Dans le cas d'utilisation par exemple de symboles de données modulés selon une modulation QPSK, l'estimation de séquences à probabilité maximale peut être exécutée séparément dans les composantes I et Q des signaux. Sur la figure 8, on a représenté le principe de l'estimation des séquences à probabilité maximale. Dans un module de mémoire 29 sont mémorisées 2L séquences possibles émises, qui sont comparées, dans un circuit 30 servant à effectuer un calcul métrique, à la séquence respectivement reçue 31. Un dispositif 32 détermine alors la quantité métrique maximale, à partir de laquelle on peut établir

alors une conclusion concernant les séquences les plus pro-

bables de l'ensemble des 2L séquences émises possibles.

Dans le cas de l'estimation de séquences à proba-

bilité maximale conformément à la figure 8, pour le calcul de la quantité métrique on a besoin de l'information 33 d'état des canaux. A la place de l'unité d'estimation de

séquences à probabilité maximale, on peut également utili-

ser un procédé classique de détection, qui, après une cor-

rection de distorsions au moyen d'une suppression inverse d'étalement, détecte tous les symboles de données d'un poste d'abonné et retransmet des décisions logicielles à

l'unité de suppression de configuration de symboles.

Les bits de code détectés et démodulés dans le détecteur de données 22 avec l'unité de suppression de configuration de symboles, sont désembrouillés dans une unité de remise dans l'ordre initial 23 et les données

d'informations sont détectées à partir de là dans un déco-

deur de canaux 24 (décodeur de Viterbi, SOVA (c'est-à-dire algorithme de Viterbi à sortie logicielle) pour un décodage

turbo itératif ou un décodeur de blocs).

Si dans le cas du procédé selon l'invention on

utilise des procédés de détection classiques, on peut uti-

liser également ces procédés de façon itérative pour obte-

nir une réduction des interférences dans les séquences

d'étalement superposées.

Sur la figure 9, on a représenté le schéma-bloc d'un exemple de réalisation d'un système, qui travaille avec le procédé de transmission selon l'invention et en

outre également avec le système TDMA. A la partie supé-

rieure de la figure 9 on a représenté l'agencement de

l'émetteur et à la partie inférieure l'agencement du récep-

teur qui y est associé. L'ensemble de la largeur de trans-

mission disponible est égale à 2 MHz et la fréquence por-

teuse se situe à fc = 1,8 GHz.

Le codeur de canaux 34 code à la cadence 1/2 les données binaires, qui arrivent du codeur de signaux vocaux d'un poste d'abonné avec une cadence de données de

,46 kbits/s. Le codeur de canaux est un codeur à convolu-

tion avec une longueur de mémoire égale à 6. Une unité d'imbrication pseudo-aléatoire 35 brouille 348 codes de

bits successifs, qui sont ensuite modulés selon une modula-

tion QPSK dans une unité 36 de configuration de symboles.

La technique de modulation à porteuses multiples OFDM uti-

lisée utilise 256 sous-porteuses avec une distance entre porteuses de 7, 81 kHz et est mise en oeuvre au moyen d'une transformation de Fourier rapide inverse IFFT d'une taille de 256. On obtient à partir de là une durée de symboles

OFDM Ts = 428 ps, qui est prolongée d'un intervalle de pro-

tection ayant une durée A = 20 ps.

Si chaque poste d'abonné utilise M = 8 sous-

porteuses, 32 postes d'abonnés peuvent effectuer une trans-

mission simultanée pour chaque symbole OFDM, ce qui conduit à une cadence nette de données de 41,84 kbits/s pour chaque poste d'abonné, dans la mesure o les 32 postes d'abonnés

effectuent une transmission continue sur leurs sous-

porteuses. Mais étant donné que 9,6 kbits/s sont suffisants pour une transmission de signaux vocaux, on introduit une composante TDMA dans le procédé de transmission, auquel 4

groupes de chacun 32 postes d'abonnés transmettent alterna-

tivement l'ensemble des 31 symboles OFDM.

Ce principe de l'accès TDMA est illustré sur la figure 10 pour cet exemple de réalisation. Avec ce concept supplémentaire d'introduction de l'accès TDMA, au total 128 postes d'abonnés peuvent alors effectuer une transmission,

au lieu de 32 postes d'abonnés (utilisateurs) dans une lar-

geur de bande de 2 MHz avec une cadence de données de

,46 kbits/s pour chaque poste d'abonné.

Pour maintenir à une faible valeur la complexité de l'unité d'estimation de séquences à probabilité maximale dans le récepteur, chaque symbole de données, qui est configuré au moyen de la modulation QPSK, est multiplié, dans un dispositif 37 d'étalement et de superposition de séquences, par une courte séquence d'étalement ayant une longueur de section L = 8. Ensuite, huit séquences d'étalement modulées en parallèle sont superposées, dans le dispositif 37, en synchronisme du point de vue des symboles et du point de vue des sections, ce qui permet d'obtenir

une séquence d'émission formée de 8 sections.

Ensuite, dans un dispositif d'imbrication 38, 192 sections de 24 séquences d'émission successives sont

brouillées d'une manière pseudo-aléatoire et sont répar-

ties, dans un modulateur de fréquences multiples OFDM équipé d'une unité 39 de configuration des fréquences, entre M = 8 sous-porteuses. La distance entre les sous-

porteuses est la même et est égale à 250 kHz. Pour l'esti-

mation des canaux dans le récepteur, dans l'émetteur un symbole de référence, qui est également connu du récepteur,

est émis dans l'émetteur pour chacune des huit sous-

porteuses au départ et ensuite à chaque quatrième symbole de données émis. Les symboles de référence sont envoyés à

l'entrée 40 du modulateur de porteuses multiples.

Par conséquent, avec 31 symboles de OFDM on

transmet un bloc de 348 bits de code lorsque la transmis-

sion se termine dans chaque sous-porteuse avec un symbole de référence. Les données sont envoyées alors au canal

hertzien par l'intermédiaire d'un convertisseur numé-

rique/analogique 41.

Dans le récepteur, les signaux qui arrivent par l'intermédiaire du canal hertzien sont envoyés tout d'abord

sous forme numérique au moyen d'un convertisseur numé-

rique/analogique 42, puis sont envoyés à un démodulateur 43 de fréquences multiples OFDM, qui travaille de façon inverse et est équipé d'une unité de suppression de la

configuration de fréquences. Dans ce démodulateur, les don-

nées de référence pour une unité 44 d'estimation des canaux sont également extraites. Les données sont envoyées depuis la sortie du démodulateur 43 de fréquences multiples, par

l'intermédiaire d'un dispositif de remise dans l'ordre ini-

tial 45 qui exécute un désembrouillage, à une unité 46

d'estimation de séquences à probabilité maximale.

Les données sont détectées séparément avec l'unité 46 d'estimation à probabilité maximale, dans les composantes I et Q et sont décodées avec un décodeur de Viterbi. L'unité 44 d'estimation des canaux utilise, pour le filtrage de l'information d'état des canaux, dans chaque sous-porteuse, en fonction du temps, un filtre de Wiener comportant 5 coefficients. Les coefficients du filtre sont choisis de telle sorte que pour une vitesse de 200 km/h, ils satisfont doublement au critère de Nyquist en ce qui

concerne l'évaluation dans le temps du canal.

Les décisions logicielles de l'unité 46 d'estima-

tion de séquences à probabilité maximale sont retransmises à une unité 47 de suppression de configuration de symboles utilisant la modulation QPSK. Les bits de code détectés et démodulés sont alors désembrouillés dans une unité 48 de remise dans l'ordre initial et les données d'informations sont alors détectées dans un décodeur de canaux 49 agencé sous la forme d'un décodeur à convolution présentant la cadence 1/2. Ces processus se déroulent sous forme inverse

en direction du côté émission.

Avec cet exemple de réalisation, par exemple dans des zones avec une vitesse de 250 km/h, un rapport signal/

bruit de moins 14 dB est nécessaire pour garantir une pro-

babilité d'erreur sur les bits Pb < 10-3 ZS

LEGENDES DES FIGURES

Figure la: T1. Abonné 1 T2. Abonné 2 TK. Abonné K D1. Détection des données du poste d'abonné 1 D2. Détection des données du poste d'abonné 2 DK. Détection des données du poste d'abonné K a. Section aller b. Station de base Figure lb: Sl. Données pour le poste d'abonné 1 S2. Données pour le poste d'abonné 3 SK. Données pour le poste d'abonné K T1. Abonné 1 T2. Abonné 2 TK. Abonné K a. Section retour Figure 3: 1. Codeur de canaux 2. Unité d'imbrication 3. Unité de configuration de symboles 4. Etalement et superposition de séquences 5. Unité d'imbrication dans le domaine des fréquences et dans le domaine temporel 6. Unité de configuration des fréquences et modulateur de fréquences multiples 7. Convertisseur numérique/analogique 8. Données de référence a. Données numériques (par exemple délivrées par la sortie du codeur de signaux vocaux) b. Voir figure 4

c. Voir figures 5 et 6.

Figure 3: 18. Convertisseur analogique/numérique

19. Démodulateur de porteuses multiples et unité de sup-

pression de configuration des fréquences 20. Estimation des canaux 21. Unité de remise dans l'ordre initial dans le domaine des fréquences et dans le domaine temporel

22. Détecteur (suppression de l'étalement) et unité de sup-

pression de configuration des symboles 23. Unité de remise dans l'ordre initial 24. Décodeur de canaux a. Voir figures 6 et 7 b. Voir figure 8 c. Données numériques (par exemple envoyées à l'entrée du décodeur de signaux vocaux) Figure 4: 9. Convertisseur série / parallèle 11. Additionneur synchrone du point de vue des symboles / du point de vue des sections a. En provenance de 3 b. Symbole de données k c. Symbole de données k+l d. Symbole de données k+L e. Séquence d'étalement 1 f. Séquence d'étalement 2 g. Séquence d'étalement L h. Vers 5 Figure 5: 12. Convertisseur série/parallèle 13. Multiplexeur 15. Modulation de porteuses multiples avec configuration de fréquences spécifiques aux utilisateurs 16. Rattachement cyclique de l'intervalle de protection a. En direction de 5 b. Données de référence c. Vers 7 d. Section n e. Section n+1 f. Section n+M g. Données de référence h. Temps i. Sections, transmettant les informations, d'un flux de données. Figure 6: a. Sous- porteuse del'abonné 1 b. Sous-porteuse de l'abonné 2 c. Sous-porteuse de l'abonné K d. Spectre e. Largeur de bande de transmission des K abonnés f. Fréquence Figure 7: 25. L'intervalle de suppression est supprimé 26. Modulation de porteuses multiples et configuration de fréquences, spécifique aux utilisateurs 27. Démultiplexeur 28. Convertisseur parallèle/série a. En provenance de 18 b. Données de référence pour l'estimation des canaux c. Section n d. Section n+l e. Section n+M f. Vers 23 Figure 8: 31. Séquence reçue 30. Calcul des quantités métriques 32. Quantité métrique maximale 33. Information d'état des canaux a. Module de mémoire b. 1-ère séquence émise possible c. 2-ème séquence émise possible d. 2L-ème séquence émise possible f. 2L grandeur métrique %t g. Décisions logicielles (par exemple 2L décisions dans le

cas de la modulation QPSK pour chaque séquence de récep-

tion). Figure 9a 34. Codeur de convolution R = 1/2 35. Dispositif d'imbrication [384 bits] 36. Dispositif de configuration de symboles QBSK 37. Etalement et superposition des séquences

38. Dispositif de remise dans l'ordre initial [192 sec-

tions] 39. OFDM avec dispositif de configuration de fréquences

M = 8, [256 IFFT]

41. Convertisseur numérique/analogique a. Emetteur b. k bits par seconde c. k.symboles/s d. k.sections/s e. M.symboles/s f. Canal g. 1 symbole de référence au bout de 4 sections Figure 9b: 42. Convertisseur analogique/numérique

43. OFDM inverse avec dispositif de suppression de configu-

ration de fréquences M = 8 [256 IFFT] 44. Estimation des canaux, filtre de Wiener, 5 coefficients

45. Dispositif de remise dans l'ordre initial [192 sec-

tions]

46. Dispositif d'estimation de séquences à mobilité maxi-

male 47. Dispositif de suppression de configurations de symboles

[QPSK]

48. Dispositif de remise dans l'ordre initial [384 bits] 49. Décodeur de convolution R = 1/2 a. Canal b. Récepteur c. M.symboles/s d. k. sections/s e. k.bits/s Figure 10: a. Fréquence b. Largeur de la bande de transmission de 2 MHz

c. Symboles avec les données du 1-er groupe de 32 utilisa-

teurs

d. Symboles avec les données du 2-ème groupe de 32 utilisa-

teurs

e. Symboles avec les données du 3-ème groupe de 32 utilisa-

teurs

f. Symboles avec les données du 4-éme groupe de 32 utilisa-

teurs

g. Symboles avec les données du 1-er groupe de 32 utilisa-

teurs

h. Symboles avec les données du 2-ème groupe de 32 utilisa-

teurs

i. Temps.

Claims (36)

REVENDICATIONS

1. Procédé pour la radiotransmission simultanée de données numériques entre plusieurs postes d'abonnés (T1,T2...TK) et une station de base (B) moyennant l'utilisation d'une combinaison du procédé de modulation à porteuses multiples, selon lequel on dispose de plusieurs

sous-porteuses pour la modulation dans une bande de fré-

quences, avec la technique d'étalement de bande (à spectre

étalé) et transmission de données de référence pour l'esti-

mation des canaux, qui doit être exécutée respectivement sur le côté réception, caractérisé en ce que côté émission avant la transmission, les données numériques d'un poste d'abonné (T1,T2...TK) sont étalées (en 5; 37) de telle

sorte qu'elles modulent un ensemble de séquences orthogo-

nales d'étalement et que ces dernières leur sont superpo-

sées; les données étalées sont alors ensuite transmises à un

poste d'abonné en modulant une quantité partielle de sous-

porteuses dans la bande des fréquences à porteuses mul-

tiples, les quantités partielles, associées aux différents postes d'abonnés, de sous-porteuses étant disjointes et réparties dans l'ensemble de la bande des fréquences, et côté émission les données de référence, qui sont également connues côté réception et sont utilisées pour l'estimation des canaux, sont insérées, avant la transmission proprement dite, dans le flux de données de chaque poste d'abonné et ce pour chacune des sous-porteuses associées à ce poste, et que côté réception, les données numériques reçues sont démodulées selon une démodulation à porteuses multiples (en 19) et sont séparées en rapport avec les sous-porteuses respectives des postes d'abonnés et les données de référence pour l'estimation des canaux pour chaque sous- porteuse devant être détectée et pour l'obtention d'une information d'état des canaux, nécessaire pour la détection ultérieure des données et pour le décodage des canaux, pour les données respectives, qui transmettent les informations, sont extraites des données transmettant les informations, et les données numériques, qui transmettent les informations,

d'un poste d'abonné sont ensuite détectées (en 22) moyen-

nant l'utilisation d'un procédé de détection approprié sup-

primant l'étalement.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les suites de données numériques d'un poste d'abonné (T1,T2...TK), qui transmettent les informations et sont constituées par des symboles complexes de données en série, sont converties côté émission en série / en parallèle au niveau des blocs, que chacun des symboles complexes de données, présents au

maximum en un nombre L, du bloc présent sous forme paral-

lèle est multiplié par une séquence d'étalement de longueur L (L sections), et que pour chaque bloc, au maximum L séquences d'étalement modulées avec des symboles de données sont superposées d'une manière synchrone au niveau des symboles et par consequent également d'une manière synchrone au niveau des

sections, ce qui conduit à une séquence d'émission consti-

tuée de L sections et qui contient les informations d'au

maximum L symboles de données.

3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2,

caractérisé en ce que les données numériques sont tout d'abord pourvues côté émission, à l'aide d'un codeur de canaux (1;34), d'un code de canal de protection contre les

erreurs, à l'encontre de perturbations des canaux.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé

en ce qu'on utilise comme code de canal, un code de convo-

lution, un code turbo ou un code de blocs.

5. Procédé selon l'une des revendications 3 ou 4,

caractérisé en ce que les bits de code prélevés du codeur

de canaux (1; 34) sont brouillés au moyen d'unités d'imbri-

cation.

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le brouillage s'effectue bloc par bloc ou d'une

manière pseudo-aléatoire.

7. Procédé selon l'une des revendications 5 ou 6,

caractérisé en ce que les bits de code brouillés sont configurés, dans une unité de configuration de symboles, en des symboles (3; 36) de données complexes et sont modulés numériquement.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé

en ce qu'une modulation numérique, par exemple une manipu-

lation de phase sous la forme d'une modulation BPSK (c'est-

à-dire d'une modulation linéaire à déplacement de phase) ou d'une modulation QPSK (c'est-à-dire d'une modulation à déplacement de phase en quadrature), est exécutée dans l'unité de configuration de symboles (3; 36), de sorte qu'à la sortie de l'unité de configuration de symboles, on obtient alors les symboles de données complexes sous la

forme modulée respective.

9. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on utilise comme séquences d'étalement, des séquences orthogonales de Walsh- Hadamard, dont L séquences

orthogonales d'étalement de longueur L (L sections) exis-

tent.

10. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que moins de L séquences d'étalement modulées par des

symboles de données et possédant la longueur L sont super-

posées.

11. Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 2 à 10, caractérisé en ce que les sections de plu-

sieurs séquences d'émission sont brouillées avec une unité d'imbrication de fréquence et d'imbrication temporelle (5;37), du point de vue des fréquences et du point de vue du temps, au moyen de plusieurs symboles de données modulés

avec une modulation à plusieurs porteuses.

12. Procédé selon la revendication 11, caracté-

risé en ce que le brouillage s'effectue bloc par bloc ou d'une manière pseudo-aléatoire.

13. Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 2 à 12, caractérisé en ce qu'après l'étalement et la superposition de séquences ou éventuellement après le brouillage dans l'unité d'imbrication des fréquences et

d'imbrication temporelle (5;37), dans une unité de configu-

ration de fréquences et dans un modulateur à plusieurs por-

teuses (6;39) respectivement M sections sont converties selon une conversion série / parallèle, auquel cas il n'est

pas absolument nécessaire que le nombre M des sous-

porteuses d'un poste d'abonné soit égal à un multiple de la longueur L du code d'étalement, que les données de référence, qui sont nécessaires pour

l'estimation des canaux et la synchronisation côté récep-

tion, sont insérées dans chacun des M flux de données transmettant les informations,

qu'ensuite chacun des M flux de données y compris des don-

nées de référence est appliqué à une fréquence propre de sous-porteuse de manière à moduler cette fréquence, l'affectation de fréquences étant exécutée d'une manière spécifique aux postes d'abonnés et les quantités partielles de sous-porteuses, qui sont associées aux différents postes d'abonnés, étant disjointes, et que pour terminer les M flux de données modulés, pourvus

des données de référence, sont additionnés avant une con-

version numérique/analogique et l'émission finale (7;41).

14. Procédé selon la revendication 13, caracté-

risé en ce que les sous-porteuses d'un poste d'abonné (T1,T2...TK) sont réparties dans l'ensemble de la bande des

fréquences de transmission.

15. Procédé selon la revendication 14, caracté-

risé en ce que les distances entre les sous-porteuses voi-

sines d'un poste d'abonné sont égales.

16. Procédé selon la revendication 14, caracté-

risé en ce que les distances entre des sous-porteuses voi-

sines d'un poste d'abonné sont choisies d'une manière pseudo- aléatoire.

17. Procédé selon la revendication 14, caracté-

risé en ce que les distances entre des sous-porteuses voi-

sines d'un poste d'abonné sont égales à un multiple entier de l'inverse de la durée d'un symbole de données modulé

avec une modulation à porteuses multiples.

18. Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 17, caractérisé en ce que pour la modulation à porteuses multiples, exécutée côté émission, on utilise le procédé de multiplexage orthogonal de fréquences OFDM (c'est-à-dire un multiplexage orthogonal à division des fréquences).

19. Procédé selon la revendication 18, caracté-

risé en ce qu'on met en oeuvre le procédé à multiplexage orthogonal de fréquences en utilisant une transformation de

Fourier rapide inverse (IFFT) et une transformation de Fou-

rier rapide (FFT).

20. Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 2 à 19, caractérisé en ce que côté émission on pro-

longe en outre cycliquement, d'un intervalle de protection,

les symboles de données modulés avec une modulation à por-

teuses multiples.

21. Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 2 à 20, caractérisé en ce que, côté réception, après une conversion analogique/numérique (en 18;42) des flux de

données reçus et après élimination de l'intervalle de pro-

tection éventuellement présent, on démodule les symboles de données selon une démodulation à plusieurs porteuses (en 19) et on supprime la configuration de fréquences (en 22;47), d'une manière spécifique aux postes d'abonnés,

qu'on extrait les données de référence, qui sont néces-

saires pour l'estimation des canaux, à partir des données transmettant les informations, et que l'on convertit selon une conversion parallèle / série les données transmettant les informations.

22. Procédé selon la revendication 21, caracté-

risé en ce que lors de l'estimation des canaux (en 44), les données de référence reçues pour chaque sous-porteuse devant être détectée sont filtrées dans le temps et qu'à

partir de là l'information d'état de canaux, qui est néces-

saire pour la détection des données et le décodage des canaux, est déterminée pour les données transmettant les informations.

23. Procédé selon la revendication 21, caracté-

risé en ce que, dans la mesure o les sous-porteuses asso-

ciées à un poste d'abonné ne sont pas réparties, côté émis-

sion, sur toute la largeur de la bande des fréquences de

transmission, mais que des groupes ou un groupe de sous-

porteuses disposées côte-à-côte dans la bande de transmis-

sion sont formés en cet endroit, lors de l'estimation des canaux dans le récepteur (en 44) les données de référence reçues pour chaque sousporteuse devant être détectée sont filtrées dans le temps et en outre également dans le domaine des fréquences et que l'information d'état de canaux, qui est nécessaire pour la détection des données et le décodage des canaux, est déterminée à partir de là pour

les données transmettant les informations.

24. Procédé selon l'une des revendications 22 ou

23, caractérisé en ce que lors de l'estimation des canaux, on utilise pour le filtrage ce qu'on appelle un filtrage de Wiener.

25. Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 21 à 24, caractérisé en ce que les données reçues, qui transmettent les informations, sont détectées dans le récepteur après la démodulation à porteuses multiples et la suppression de configuration des fréquences, d'une manière

spécifique aux abonnés, et éventuellement après un désem-

brouillage dans une unité de remise dans l'ordre initial du point de vue des fréquences et du temps, dans le cas o un brouillage correspondant est prévu côté émission.

26. Procédé selon la revendication 25, caracté-

risé en ce que pour la détection de données on utilise ce qu'on appelle une estimation de séquences à probabilité maximale, qui détermine les séquences les plus probables parmi toutes les séquences émises possibles, et délivre des

données associées sous la forme de décisions logicielles.

27. Procédé selon la revendication 26, caracté-

risé en ce que l'estimation de séquences à probabilité maximale est exécutée séparément dans les composantes I et Q des signaux, par exemple lors de la présence de symboles

de données modulés selon la modulation QPSK.

28. Procédé selon la revendication 25, caracté-

risé en ce que pour la détection de données on utilise un

procédé de détection classique qui détecte, après une cor-

rection de distorsions au moyen d'une suppression de l'étalement, tous les symboles de données d'un poste

d'abonné et délivre des décisions logicielles.

29. Procédé selon la revendication 28, caracté-

risé en ce que dans le cas de l'utilisation d'un procédé classique de détection de données, ce dernier est également utilisé de façon itérative pour l'obtention d'une réduction des interférences dans le cas de séquences d'étalement superposées.

30. Procédé selon l'une des revendications 25 à

29, caractérisé en ce que les données numériques transmet-

tant les informations sont obtenues dans le récepteur à partir des symboles de données détectés d'un poste d'abonné, après une suppression éventuellement exécutée de

la configuration de symboles de données, après un désem-

brouillage éventuellement présent des bits de code dans une unité de mise dans l'ordre initial et éventuellement après

un codage des canaux, dans la mesure o de telles disposi-

tions correspondantes sont présentes côté émission.

31. Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 30, caractérisé en ce que les paramètres du sys- tème sont conçus de telle sorte que dans chaque canal de

transmission peut être transmis un nombre de données nette-

ment plus important que ce qui est nécessaire pour la pure transmission de signaux vocaux (9,6 kbits/s), et qu'alors, dans le cas d'une transmission de signaux vocaux, pour chaque canal participant, on utilise le procédé d'accès TDMA (c'est-à-dire procédé d'accès à multiplexage temporel) pour loger plusieurs canaux de signaux vocaux

dans un canal de transmission.

32. Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 31, caractérisé par une affectation souple du nombre de sousporteuses à un poste d'abonné (T1,T2...TK) mobile en fonction de la capacité nécessaire ou disponible,

indépendamment de la longueur choisie du code d'étalement.

33. Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 32, caractérisé par une utilisation aussi bien dans le sens montant, qui va du poste d'abonné (T1,T2...TK) à la station de base (B), que dans le sens descendant qui

va de la station de base au poste d'abonné.

34. Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 33, caractérisé par une utilisation dans le

domaine des radiocommunications mobiles.

35. Procédé selon la revendication 34, caracté-

risé par son utilisation dans le domaine des radiocommuni-

cations mobiles cellulaires.

36. Procédé selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 34, caractérisé par son utilisation dans le cas

d'un téléphone sans fil.