FR2816777A1 - Procede et dispositif pour la transmission de donnees hierarchisees - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un procédé de transmission de données, dans lequel lesdites données sont organisées à la source selon des blocs successifs de K = rq trames, où q est un entier strictement positif et r un entier supérieur à 1, les trames étant hiérarchisées dans chaque bloc, chacune desdites trames étant composée de N mots binaires d'au moins un bit, chacun de ces mots binaires étant associé à un nombre complexe, dit " symbole élémentaire ", conformément à un certain procédé de modulation d'amplitude-phase. Selon ce procédé, chacun des M = K.N symboles élémentaires par bloc module une sous-porteuse différente parmi une série de sous-porteuses formant une modulation OFDM, l'affectation de chaque symbole élémentaire à une sous-porteuse déterminée étant réalisée de manière à ce que l'on récupère, lors de la démodulation du signal OFDM après sa réception, un sous-ensemble choisi parmi lesdites K trames en ajustant de manière correspondante la taille de la Transformation de Fourier Discrète utilisée pour effectuer cette démodulation.Application à la transmission de données représentatives d'images comprimées selon la norme JPEG2000.

Description

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de transmission

de données numériques, conçus pour les situations o la source

émet des données représentant des informations de plusieurs types différents.

On connaît de nombreux procédés pour transmettre des données numériques. Par exemple, on peut utiliser un signal servant de " porteuse " dont on module la phase (en anglais, " Phase Shift Keying " ou " PSK "), ou bien la phase et l'amplitude en combinaison (en anglais, " Quadrature Amplitude Modulation " ou " QAM "); pour ce faire, on associe, selon une certaine bijection, à tout mot binaire constitué d'un nombre prédéterminé de bits à transmettre, un nombre complexe, appelé " symbole ", qui, après multiplication par la fonction périodique du temps associée à ladite porteuse, va

donner le " signal modulé ".

Mais les besoins modernes en matière de diffusion de l'information imposent le choix de procédés de transmission capables de faire face à des débits importants de données. En d'autres termes, les procédés de transmission utilisés, considérés à présent dans l'espace des fréquences, doivent offrir une large bande passante. Or, face à une demande croissante en débit de données, il devient rapidement impossible, dans le cas des procédés classiques exploitant un canal unique, de garantir que le canal présente des caractéristiques d'amplitude et de phase identiques sur tout le spectre de fréquences constituant la bande passante. Ces distorsions induisent des interférences entre les données transmises, qui doivent être combattues de

manière extrêmement complexe avec un dispositif d'égalisation.

Une possibilité pour résoudre ce problème est de répartir le signal à transmettre sur un grand nombre de sous-porteuses en parallèle, individuellement modulées par une fraction seulement des données à transmettre. Le débit étant bas pour chaque sous-porteuse individuelle, chaque bande passante associée est plus petite que la bande passante globale, et donc les caractéristiques d'amplitude et de phase risquent moins de varier sur le spectre de fréquences constituant chaque bande passante individuelle. On peut ainsi offrir une bonne qualité de transmission à haut débit, au prix

évidemment d'une multiplication des ressources employées.

Par ailleurs, il existe en pratique diverses situations techniques dans lesquelles les données à transmettre se prêtent naturellement à une classification selon des types différents. On rencontre, par exemple, une telle source lors de la transmission de données représentatives d'un message vocal, car on peut classer les informations correspondantes en plusieurs types adéquats (différentes parties du spectre audible, etc.) en fonction de leur importance relative quant à la reconstitution intelligible du message vocal. Un autre exemple est fourni par les techniques de compression d'images modernes comme JPEG2000, SPIHT ou EZW; dans ces techniques, I'utilisateur peut spécifier, avant que la compression ne soit effectuée, la taille de fichier que devra posséder chaque image comprimée; un module de codage incorporé se charge alors d'éliminer certaines des trames de données constituant l'image, de manière à ce que, d'une part, la taille totale du fichier obtenu soit égale à la valeur spécifiée, et d'autre part, les trames conservées permettent de reconstituer le plus fidèlement possible l'image originale en dépit

de la perte d'information résultant de l'élimination de certaines trames.

Si, de manière générale, l'on opère une telle classification au niveau d'une source de données, il en résultera que tel ou tel type d'informations présentera un intérêt plus ou moins grand pour un destinataire donné de la transmission. Ce destinataire pourrait alors choisir, en laissant de côté les données les moins importantes, d'obtenir un message décodé de qualité inférieure mais néanmoins acceptable, si en échange de cette perte de qualité ledit destinataire pouvait faire des économies au niveau du dispositif de réception du signal. Quant à l'émetteur de ces messages, il pourrait ainsi offrir à leurs destinataires une Qualité de Service ajustable selon les besoins de chacun. Dans ce but, les présents inventeurs se sont demandé si l'on ne

pourrait pas tirer parti des systèmes " multi-porteuses ", en modulant une sous-

porteuse différente pour chaque type de données, de manière à permettre à un destinataire quelconque de réaliser lesdites économies en ne démodulant pas les sous-porteuses véhiculant des informations de moindre importance à ses yeux. Mais pour ce faire, le destinataire doit être en mesure d'extraire du signal

les sous-porteuses " importantes " avant d'effectuer la démodulation du signal.

On pourrait par exemple envisager d'affecter à chaque type de données une fréquence de sous-porteuse d'autant plus élevée que l'importance hiérarchique des données est plus grande; le destinataire pourrait alors extraire les sous-porteuses qu'il souhaite garder en utilisant un filtre passe-haut présentant une fréquence de coupure ajustée à la valeur adéquate. Mais un tel procédé présenterait de lourds inconvénients: en effet, comme il est bien connu, les filtres présentent une certaine pente en fréquence au lieu d'une coupure franche; il en résulterait soit une interférence entre les différents types

de données, soit la nécessité d'espacer largement les fréquences des sous-

porteuses dans la bande totale qui leur est allouée, ce qui réduirait le débit de

données possible.

Les inventeurs ont réalisé que l'on pouvait de fait atteindre le but visé à l'aide de sous-porteuses multiples, en mettant en oeuvre une sorte de " filtrage numérique " au lieu du filtrage " électrique " mentionné, et, plus

précisément, en exploitant certaines propriétés d'une modulation multi-

porteuses particulière connue sous le nom de " OFDM " (initiales des mots anglais " Orthogonal Frequency Division Multiplexing " signifiant " Multiplexage

à Division de Fréquences Orthogonale ").

Ainsi, I'invention concerne, selon un premier aspect, d'une part, un procédé de transmission de données, dans lequel lesdites données sont organisées à la source selon des blocs successifs de K = rq trames, o q est un entier strictement positif et r un entier supérieur à 1, les trames étant hiérarchisées dans chaque bloc, chacune desdites trames étant composée de N mots binaires d'au moins un bit, chacun de ces mots binaires étant associé à un nombre complexe, dit " symbole élémentaire ", conformément à un certain procédé de modulation d'amplitude-phase, ledit procédé étant remarquable en

ce que chacun des M = K.N symboles élémentaires par bloc module une sous-

porteuse différente parmi une série de sous-porteuses formant une modulation OFDM, I'affectation de chaque symbole élémentaire à une sousporteuse déterminée étant réalisée de manière à ce que l'on récupère, lors de la démodulation du signal OFDM après sa réception, un sous- ensemble choisi parmi lesdites K trames en ajustant de manière correspondante la taille de la

Transformation de Fourier Discrète utilisée pour effectuer cette démodulation.

D'autre part, selon ce premier aspect de l'invention, celle-ci concerne, corrélativement, un procédé de réception de données transmises comme décrit succinctement ci-dessus, ledit procédé étant remarquable en ce que l'on récupère, lors de ladite démodulation du signal OFDM après sa réception, les symboles élémentaires appartenant aux rP trames dont les rangs hiérarchiques sont les plus élevés, en utilisant pour effectuer ladite

démodulation une Transformation de Fourier Discrète de taille N. rp.

En effet, comme expliqué en détail dans la description ci-dessous, la

technique de l'OFDM utilise une Transformation de Fourier Discrète Inverse (TFDI) pour la modulation, et une Transformation de Fourier Discrète (TFD) pour la démodulation. Grâce à l'invention, chaque destinataire peut extraire les données qui l'intéressent, simplement en ajustant en conséquence la " taille "

de la TFD, c'est-à-dire le nombre de sous-porteuses ainsi sélectionnées.

De manière générale, on identifiera commodément le rang hiérarchique des trames au moyen d'un paramètre que nous appellerons " DS " (en anglais: " Data Significance "). Ainsi, la matrice TFD de plus petite taille, égale à N, permet, selon l'invention, de récupérer les symboles élémentaires contenus dans la trame d'importance maximale, associée à DS = 1. La matrice TFD de taille supérieure suivante permet de récupérer, outre la trame associée à DS = 1, un certain nombre de trames d'importance moindre associées à DS = 2. Les matrices TFD suivantes sont définies de façon analogue jusqu'à atteindre la matrice de taille maximale, égale à M, qui permet évidemment de récupérer tous les symboles élémentaires de chaque bloc de données. Le procédé selon l'invention sera particulièrement avantageux dans le cas o le nombre K de trames par bloc est une puissance de 2. En effet, la TFDI et/ou la TFD selon l'invention pourront dans ce cas être mises en oeuvre sous forme de " Transformations de Fourier Rapides ", qui, comme il est bien

connu de l'homme du métier, sont des techniques très efficaces.

On observera que le procédé selon l'invention requiert une affectation judicieuse des symboles élémentaires. En effet, chaque fois que l'on divise par r la taille de la TFD, on ne conserve, tout au long de la bande totale

allouée, que la premiere sous-porteuse de chaque groupe de r sousporteuses.

Les symboles élémentaires ne peuvent donc pas être affectés, d'après le rang hiérarchique.des trames, sur les différentes sous-porteuses selon les

fréquences successives, mais doivent être entrelacés de manière adéquate.

Il est alors commode, selon des caractéristiques particulières de l'invention, dans son premier aspect, de définir cette affectation des symboles élémentaires sur ladite série de sous-porteuses, au moyen des étapes successives suivantes: - la première étape consiste à affecter les symboles élémentaires de la trame de rang hiérarchique maximal, et chaque nouvelle étape est associée à un entier p prenant successivement les valeurs 1 à q, et consiste à affecter les symboles élémentaires de (Pr - rP) nouvelles trames dont le rang hiérarchique est inférieur au rang des trames affectées à l'étape précédente, chaque étape consistant à: - affecter les symboles élémentaires desdites nouvelles trames sur les sous-porteuses dont les numéros de série sont des multiples de rqp en commençant par la première sous-porteuse, qui porte le numéro de série zéro, à l'exclusion des sous-porteuses non disponibles, c'est-à-dire celles sur lesquelles on a déjà affecté un symbole élémentaire lors d'une étape précédente, - affecter tous les symboles élémentaires de chaque trame avant d'affecter les symboles élémentaires d'une autre trame, et

- affecter le premier symbole élémentaire de chaque trame sur la sous-

porteuse ayant le numéro de série le plus bas parmi celles qui sont disponibles.

Selon des caractéristiques particulières supplémentaires, les

symboles élémentaires successifs de chaque trame sont affectés à des sous-

porteuses pour lesquelles la différence des numéros de série est un multiple de K. Selon d'autres caractéristiques particulières supplémentaires, l'affectation des trames successives respecte, au sein de chaque rang

hiérarchique, l'ordre des trames à la source.

On notera qu'après réception et extraction des sous-porteuses souhaitées, il est encore nécessaire de procéder à un désentrelacement des symboles élémentaires afin de reconstituer chaque trame extraite telle qu'elle se présentait à la source. En effet, comme on le verra aisément à la lecture des exemples proposés ci-dessous, les symboles élémentaires obtenus conformément à l'invention ne se présentent pas dans l'ordre o ils se trouvaient avant leur entrelacement (sauf dans le cas o l'on extrait une seule trame). Selon un deuxième de ses aspects, I'invention concerne divers dispositifs prenant en compte l'entrelacement et le désentrelacement impliqués

par le procédé de transmission selon l'invention.

Celle-ci concerne ainsi, premièrement, un dispositif d'entrelacement de données destinées à être transmises au moyen d'un procédé tel que décrit succinctement ci-dessus, ledit dispositif étant remarquable en ce qu'il comporte: - des moyens pour mémoriser ou calculer la permutation conduisant audit entrelacement des M symboles élémentaires par bloc, et des moyens pour affecter, conformément à cette permutation, chaque

symbole élémentaire à la sous-porteuse correspondante pour la moduler.

Corrélativement, I'invention concerne, deuxièmement, un dispositif de désentrelacement de données qui ont été reçues au moyen d'un procédé tel que décrit succinctement ci-dessus, ledit dispositif étant remarquable en ce qu'il comporte: - des moyens pour mémoriser ou calculer la permutation requise pour remettre les symboles élémentaires issus de ladite démodulation dans l'ordre o ils se trouvaient, à la source, dans leurs trames respectives, et - des moyens pour récupérer, conformément à cette permutation, lesdits symboles élémentaires à partir des sous-porteuses lors de ladite démodulation. L'invention concerne, troisièmement, un dispositif de modulation de signal, ledit dispositif étant remarquable en ce qu'il comporte: - au moins un dispositif d'entrelacement de données tel que décrit succinctement ci-dessus, et - au moins un modulateur OFDM. Corrélativement, I'invention concerne, quatrièmement, un dispositif de démodulation de signal, ledit dispositif étant remarquable en ce qu'il comporte: - au moins un démodulateur OFDM, et - au moins un dispositif de désentrelacement de données tel que décrit

succinctement ci-dessus.

La présente invention vise également: - un appareil d'émission de signaux modulés comportant un dispositif de modulation de signal tel que décrit succinctement ci-dessus, et des moyens pour émettre ledit signal, - un appareil de réception de signaux modulés comportant un dispositif de démodulation de signal tel que décrit succinctement ci-dessus, et des moyens pour recevoir ledit signal, - un réseau de télécommunications comportant au moins un appareil tel que décrit succinctement ci-dessus, un moyen de stockage de données lisible par un ordinateur ou un microprocesseur conservant des instructions d'un programme informatique,

permettant la mise en oeuvre de l'un des procédés succinctement exposés ci-

dessus, - un moyen de stockage de données amovibles, partiellement ou totalement, lisible par un ordinateur et/ou un microprocesseur conservant des instructions d'un programme informatique, permettant la mise en oeuvre de l'un des procédés succinctement exposés ci-dessus, et - un programme d'ordinateur, contenant des instructions telles que, lorsque ledit programme commande un dispositif de traitement de données programmable, lesdites instructions font que ledit dispositif de traitement de

données met en oeuvre l'un des procédés succinctement exposés ci-dessus.

Les avantages offerts par ces appareils, réseaux de télécommunications, moyens de stockage de données et programmes d'ordinateur sont essentiellement les mêmes que ceux offerts par les procédés

et dispositifs selon l'invention.

D'autres aspects et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture

de la description détaillée qui suit de modes particuliers de réalisation, donnés à

titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins qui

l'accompagnent, dans lesquels: - la figure 1 représente une hiérarchie particulière de données à transmettre, dans laquelle le nombre de trames par bloc est égal à 4, - la figure 2 représente l'affectation des symboles élémentaires de la figure 1 sur les sous-porteuses constituant le symbole OFDM, conformément à un entrelacement selon l'invention, - la figure 3 représente la récupération des symboles élémentaires de la figure 2 en fonction de la taille de la TFD, - la figure 4 est un organigramme représentant les étapes successives principales d'un entrelacement, selon l'invention, des symboles élémentaires de chaque bloc de données, - la figure 5 est un organigramme représentant les étapes successives principales de la construction de la matrice A figurant dans l'organigramme de la figure 4, dans le cas particulier o le nombre de trames par bloc est une puissance de 2, - la figure 6 est un schéma synoptique d'un appareil d'émission de signaux modulés selon l'invention, - la figure 7 représente un mode de réalisation préféré de l'appareil de la figure 6, - la figure 8 est un schéma synoptique d'un appareil de réception de signaux modulés selon l'invention, - la figure 9 représente un mode de réalisation préféré de l'appareil de la figure 8, et - la figure 10 représente, de façon schématique, un réseau de

télécommunications sans fil susceptible de mettre en oeuvre l'invention.

On va d'abord rappeler brièvement en quoi consiste la modulation OFDM. Les données à transmettre sont d'abord exprimées sous forme de " symboles élémentaires ", c'est-à-dire de nombres complexes di conformément à un certain procédé de modulation d'amplitude-phase, comme expliqué en introduction. Ces symboles élémentaires sont traités par blocs de M symboles élémentaires, qui vont chacun moduler une " sous-porteuse " parmi un ensemble de M sous-porteuses dont les fréquences successives sont espacées d'une quantité (I/T) prédéterminée. On construit alors, à partir de chaque bloc de symboles élémentaires di, i = 0,..., (M-1), associé à un intervalle de temps t de durée T: kT < t < (k + 1)T, o k est un entier, un " symbole OFDM " Dk(t) défini par l'expression M-i Dk(t) = d exp j2n (t-kT) (1) i=0]

dans ledit intervalle de temps, et nul en dehors de cet intervalle.

Mathématiquement parlant, I'expression (1) n'est autre qu'une transformation de Fourier discrète. En inversant cette transformation de Fourier après réception du signal modulé, on peut calculer chacun des symboles élémentaires individuels d'un bloc donné à partir du symbole OFDM associé à

ce bloc.

Pour plus de détails, on pourra se référer au livre de R. van Nee et R. Prasad intitulé " OFDM for Wireless Multimedia Communications " (Artech House, Boston et Londres, 2000), ou à la thèse de F. Tufvesson intitulée " Design of Wireless Communication Systems - Issues on Synchronization, Channel Estimation and Multi-Carrier Systems " (Département d'Electronique

Appliquée, Université de Lund, Suède, août 2000).

La figure 1 représente une hiérarchie particulière de données à transmettre, par exemple des données représentatives d'images comprimées à la sortie d'un codeur JPEG2000, dans laquelle le nombre K de trames par bloc est égal à 22 = 4. Les trames constituant les blocs d'un message donné comprennent toutes le même nombre prédéterminé N (entier strictement positif)

de symboles élémentaires.

La première trame porte une valeur de DS égale à 1, la deuxième trame une valeur de DS égale à 2, et les deux dernières trames portent toutes

deux une valeur de DS égale à 3.

La figure 2 représente l'affectation des symboles élémentaires de la figure 1 sur les sous-porteuses constituant le symbole OFDM conformément à l'entrelacement selon l'invention, qui sera décrit en détail en référence aux

figures 4 et 5.

La ligne supérieure sur la figure 2 indique le numéro du symbole élémentaire dans le bloc considéré. Les accolades au bas de la figure se réfèrent aux sous-porteuses, qui sont groupées ici 4 à 4: en effet, dans cet entrelacement conforme à un mode de réalisation préféré de l'invention, les

symboles élémentaires successifs de chaque trame sont affectés à des sous-

porteuses dont les numéros de série diffèrent de K, qui vaut 4 en l'espèce.

La figure 3 représente la récupération des symboles élémentaires de la figure 2 en fonction de la taille de la TFD, après réception du signal modulé par OFDM. Cette figure fait comprendre clairement pour quelles raisons les symboles élémentaires ont été entrelacés, avant émission du signal modulé

par OFDM, de la façon illustrée sur la figure 2.

En effet, en utilisant une matrice de TFD de taille M14, le destinataire peut, s'il le souhaite, ne récupérer que la trame de rang hiérarchique maximal

(DS = 1).

En utilisant une matrice de TFD de taille M12, le destinataire peut, s'il le souhaite, ne récupérer que la trame de rang hiérarchique maximal (DS = 1)

et la trame de rang hiérarchique immédiatement inférieur (DS = 2).

Enfin, en utilisant une matrice de TFD de taille M, le destinataire peut, s'il le souhaite, récupérer le bloc de données tout entier (DS = 1 à 3). On voit que, bien que les sous-porteuses réservées aux deux dernières trames (de DS égal à 3) soient bien déterminées, I'affectation particulière des symboles élémentaires de ces deux dernières trames sur ces sous-porteuses importe peu, et peut donner lieu, par convention entre l'émetteur et les destinataires du

message, à différents entrelacements au sein de la présente invention.

On voit également que, à l'exception du cas o le destinataire ne récupère qu'une seule trame, il lui faudra désentrelacer les symboles

élémentaires pour reconstituer le message original (au niveau de qualité choisi).

Sur la base de cet exemple, on comprend comment généraliser le procédé selon l'invention aux valeurs de K égales à rq, o q est un entier strictement positif et r un entier supérieur à 1 quelconques. Le but de l'entrelacement est de pouvoir choisir, à la réception du signal modulé par OFDM, entre (l+q) matrices TFD différentes de taille Nir , o p est compris entre 0 et q. Chacune de ces TFD permet d'extraire du signal reçu des trames complètes dont les valeurs de DS vont de 1 jusqu'à une valeur maximale égale

à (p+l).

Si le destinataire estime que les trames de DS supérieur à (p+l), o p est inférieur à (M-1), ne lui sont pas indispensables pour obtenir un message intelligible, ou, plus généralement, de qualité suffisante selon des critères qui lui sont propres, il pourra se dispenser de démoduler M porteuses, comme il devrait le faire avec les procédés de transmission classiques. Il pourra ainsi,

grâce à l'invention, réaliser des économies de temps et/ou de matériel.

On a déjà décrit succinctement ci-dessus une série d'étapes permettant de parvenir à un entrelacement adéquat des symboles élémentaires

de chaque bloc de données dans le cas général (K = dq).

La figure 4 illustre les étapes principales d'un procédé matriciel particulièrement commode pour parvenir au même résultat. A l'étape El, on arrange les K trames de N symboles élémentaires dans une matrice

V=.... N10

v ' V

VOK-1 VN-1K-1

de taille (K,N) dans l'ordre d'importance hiérarchique. La trame la plus importante est sur la première ligne, la trame la moins importante est sur la

dernière (Kème) ligne.

A l'étape E2, on lit la matrice V par colonne, de la première ligne à la dernière, pour obtenir N vecteurs,, o n varie de 0 à N-1, ayant chacun K éléments: Vn = [VnO " Vn,K-1]T

o []T veut dire transposition.

A l'étape E3, on multiplie chaque vecteur 9n par la matrice d'entrelacement A de taille (K,K), dont le calcul est décrit en référence à la figure 5, pour obtenir les vecteurs un, o n varie de 0 à N-1, contenant chacun K éléments: AVn =Un aOO... a01K-1 Vno fUnO aK-1.o aK-1,K1.Vn,K-1 'Un,K-1

Ou an = [Un,0 Un,K-1]T.

A l'étape E4, on range les vecteurs un par colonne dans une matrice U de taille (K,N) en mettant la première composante un,0 de chaque vecteur sur la première ligne, et la dernière (<ème) composante unK_ sur la dernière ligne (inverse de l'étape E2):

U.. UN-1,0

UOK-1 ' " U N-1,K-1

A l'étape E5, on lit la matrice U de taille (K,N) par ligne, pour obtenir un vecteur ligne de longueur KN = M dont les composantes complexes vont

moduler les M sous-porteuses d'un symbole OFDM.

La figure 5 indique les étapes successives principales de la construction de la matrice A utilisée dans l'étape E3 ci-dessus, dans le cas

particulier o le nombre de trames par bloc est une puissance de 2: K 2q.

Dans cet algorithme, le terme a,j représente l'élément de la matrice

A à l'intersection de la ieme ligne et de lajeme colonne, i etj variant de 0 à (K-1).

L'étape E6 est une étape d'initialisation. On lit la valeur de K qui indique le nombre d'éléments des vecteurs colonne de la matrice V, et on initialise la matrice A avec la matrice identiquement nulle de taille (K, K). La valeur de q détermine le nombre d'itérations requis pour le calcul de A. L'étape E7 exprime que l'on ne modifie pas l'ordre de la trame la plus importante qui reste toujours sur la première ligne des matrices Vet U. A l'étape E8, on initialise l'indice p à 1, et l'on débute une boucle sur

cet indice, qui va se poursuivre jusqu'à ce que p atteigne la valeur q.

A l'étape E9, on initialise l'indice de calcul i à 0; cet indice permet d'identifier les indices des lignes et des colonnes de la matrice A. On débute alors une boucle sur cet indice conditionnée par l'étape E10. Si cette condition n'est pas vérifiée, on incrémente p de 1, et l'on revient à l'étape E9 après avoir vérifié que p ne dépasse pas q. Si cette dernière condition n'est pas non plus vérifiée, cela signifie que K éléments de la matrice A ont reçu la valeur 1 et que

le calcul de A est terminé.

A l'étape El 1, on calcule grâce aux indices p et i les indices i etj du seul élément de la matrice A qui soit mis à 1 pour un p et un i donnés. Cette étape incrémente ensuite t pour mettre à 1 un nouvel élément de A, tant que la

condition entre ú, q et p est vérifiée.

L'avantage de cette façon de calculer la matrice A est la rapidité, on ne calcule pas K.K éléments de matrice, mais seulement K. Par exemple, pour K=4, la matrice A est la suivante: 01

A= O O O,

01 01 0

0 0 1

et pour K=8:

1 0 0 0 0 0 00

0 0 0 0 1 0 0 0

0 0 1 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 1 0 0

0 1 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 1 0

0 0 0 1 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 1

La figure 6 montre, de façon très schématique, un appareil

d'émission de signaux modulés 22 selon l'invention.

La source 20 de données est par exemple une base de données, ou un périphérique informatique de traitement de données tel qu'une caméra numérique, un télécopieur, un scanner, ou un appareil photographique numérique. Avant d'entrer dans l'appareil 22, ces données ont fait l'objet d'un traitement particulier, par exemple une compression d'images selon la norme

JPEG2000, qui leur confère une structure hiérarchique.

L'appareil d'émission de signaux modulés 22 comprend, d'une part, un dispositif de modulation de signal 24 selon l'invention, et d'autre part un bloc d'émission 38 classique comprenant, dans ce mode de réalisation adapté à une transmission non-filaire, un module radio comportant un émetteur, un ou plusieurs mélangeurs, un ou plusieurs amplificateurs, des filtres divers et une

antenne radio.

Le dispositif de modulation de signal 24 comprend, d'une part, un modulateur OFDM classique 18, et d'autre part, un dispositif d'entrelacement dedonnées 16 selon l'invention.

Ce dispositif d'entrelacement de données 16 comprend une unité 14 chargée de recevoir les mots binaires issus de la source 20, de transformer ces mots binaires en symboles élémentaires conformément à un procédé de modulation d'amplitude-phase prédéterminé, et d'affecter ces symboles élémentaires sur les sous-porteuses de la modulation OFDM en étant guidé par

l'unité 12.

Cette unité 12 alimente l'unité 14 sur la base d'une permutation selon l'invention, telle que celle illustrée sur la figure 4, en associant à chaque numéro de symbole élémentaire, compris entre 0 et (M-1), par bloc, un numéro de série de sous-porteuse, également compris entre 0 et (M-1). Cette correspondance entre numéros peut éventuellement être calculée en cours d'exécution du procédé de transmission de données selon l'invention, mais l'on pourra, avantageusement, la calculer avant le début de la transmission et la mémoriser dans une table (" Look-Up Table " en anglais) située dans l'unité 12, ou à

laquelle l'unité 12 a accès.

La figure 7 représente un mode de réalisation préféré de l'appareil

de la figure 6.

Le dispositif de modulation de signal 24 comprend, dans ce mode de réalisation, des moyens de stockage temporaire de données tels qu'une mémoire vive (RAM) 28, des moyens de stockage permanent de données telle qu'une mémoire morte (ROM) 30, des moyens 32 de saisie de caractères, par exemple un clavier, des moyens 34 d'affichage de données, par exemple un écran, des moyens 36 d'entrée/sortie de données, et une unité centrale de

traitement (CPU) 26, par exemple un microprocesseur.

La mémoire RAM 28 contient notamment: - une zone mémoire " datalin " dans laquelle on mémorise temporairement les données d'entrée fournies par la source 20, et - une zone mémoire " datal_out" dans laquelle on mémorise temporairement les symboles OFDM construits selon l'invention, avant de les

communiquer au bloc d'émission 38.

La mémoire ROM 30 comporte: - une zone mémoire " P1 " dans laquelle est enregistré un programme mettant en oeuvre un procédé de transmission de données selon l'invention, et - une zone mémoire " LUT1 " dans laquelle est enregistrée la table de consultation, mentionnée ci-dessus, associée à un entrelacement des symboles

élémentaires selon l'invention.

Le schéma synoptique de la figure 8 montre, de façon très

schématique, un appareil de réception de signaux modulés 21 selon l'invention.

L'appareil de réception de signaux modulés 21 comprend, d'une part, un dispositif de démodulation de signal 23 selon l'invention, et d'autre part un bloc de réception 72 classique comprenant, dans ce mode de réalisation adapté à une transmission non-filaire, un module radio comportant un récepteur, un ou plusieurs mélangeurs, un ou plusieurs amplificateurs, des filtres divers et une

antenne radio.

Le dispositif de démodulation de signal 23 comprend, d'une part, un démodulateur OFDM classique 17, et d'autre part, un dispositif de désentrelacement de données 15 selon l'invention. Un utilisateur peut, de manière connue, ajuster la taille de la TFD sur le démodulateur OFDM 17. Il extrait ainsi N r sous-porteuses du signal qui a été produit avec une

modulation OFDM prenant en compte un entrelacement selon l'invention.

Le dispositif de désentrelacement de données 15 comprend une

unité 13 chargée de récupérer les symboles élémentaires à partir de ces sous-

porteuses dans un certain ordre, en étant guidé par l'unité 11, et de mettre en oeuvre la démodulation, c'est-à-dire de transformer ces symboles élémentaires en mots binaires en inversant ladite modulation d'amplitude-phase predeterminee. L'unité 11 alimente l'unité 13 sur la base d'une permutation selon I'invention, agissant sur les sous-porteuses extraites de manière à pouvoir insérer les symboles élémentaires à leur juste place dans le flux émis par l'unité 13, et reconstituer ainsi des trames de données complètes dans l'ordre o ces données se trouvaient avant leur émission. On notera que cette permutation

dépend de la taille de la TFD choisie, selon l'invention, par l'utilisateur.

Par exemple, dans le cas, illustré sur la figure 3, o K est égal à 4, et la taille de la TFD vaut M12, on obtiendra le symbole élémentaire numéro i, o i est compris entre 0 et (N-1), en démodulant la sous-porteuse qui portait à l'origine le numéro de série 4i, et porte à présent (parmi les sous-porteuses extraites) le numéro de série 2i; et l'on obtiendra le symbole élémentaire numéro i, o i est compris entre N et (2N-1), en démodulant la sous-porteuse qui portait à l'origine le numéro de série (4(i-N)+2), et porte à présent (parmi les

sous-porteuses extraites) le numéro de série (2(i-N)+1).

Cette correspondance entre chaque numéro de symbole élémentaire, compris entre 0 et (N rP-1), par bloc, et un numéro de série de sous-porteuse, peut éventuellement être calculée en cours d'exécution du procédé de réception de données selon l'invention, mais l'on pourra, avantageusement, la calculer avant le début de la transmission et la mémoriser dans une table de consultation située dans l'unité 11, ou à laquelle l'unité 11 a accès. La figure 9 représente un mode de réalisation préféré de l'appareil

de la figure 8.

Le dispositif de démodulation de signal 23 comprend, dans ce mode de réalisation, des moyens de stockage temporaire de données tels qu'une mémoire vive (RAM) 27, des moyens de stockage permanent de données telle qu'une mémoire morte (ROM) 29, des moyens 31 de saisie de caractères, par exemple un clavier, des moyens 33 d'affichage de données, par exemple un écran, des moyens 35 d'entrée/sortie de données, et une unité centrale de

traitement (CPU) 25, par exemple un microprocesseur.

La mémoire RAM 27 contient notamment: - une zone mémoire " data2_in " dans laquelle on mémorise temporairement les données d'entrée fournies par le bloc de réception 72, et - une zone mémoire " data2_out " dans laquelle on mémorise temporairement les mots binaires des trames sélectionnées et reconstituées selon l'invention, avant de les communiquer à l'utilisateur en vue d'un traitement

approprié (par exemple, une décompression d'image selon la norme JPEG200).

En variante, on peut mémoriser ces trames de données sur un disque dur (non représenté) contenu dans le dispositif 23, pour ne les utiliser

que plus tard selon les besoins.

La mémoire ROM 29 comporte: - une zone mémoire " P2 " dans laquelle est enregistré un programme mettant en oeuvre un procédé de réception de données selon l'invention, et - une zone mémoire " LUT2 " dans laquelle est enregistrée la table de consultation, mentionnée ci-dessus, associée à un désentrelacement des

symboles élémentaires selon l'invention.

On notera que, dans certaines applications, il sera commode d'utiliser le même dispositif informatique (fonctionnant en mode " dual ") pour l'émission et la réception de signaux selon l'invention; dans ce cas, les

appareils 21 et 22 seront physiquement identiques.

Les procédés selon l'invention peuvent être mis en oeuvre au sein d'un réseau de télécommunications, comme le montre la figure 10. Le réseau représenté, qui peut par exemple être constitué par un des futurs réseaux de communication tels que les réseaux HIPERLAN2, est constitué d'une station dite " station de base " SB désignée par la référence 64, et de plusieurs stations " périphériques " SPi (i = 1,..., n, o n est un entier supérieur ou égal à 1), respectivement désignées par les références 661, 662,..., 66n. Les stations périphériques 661, 662,..., 66n sont éloignées de la station de base SB, reliées chacune par une liaison radio avec la station de base SB et susceptibles de se déplacer par rapport à cette dernière. La station de base SB et chaque station périphérique SPi peuvent comprendre un appareil d'émission de signaux modulés 22 et/ou un appareil de

réception de signaux modulés 21 selon l'invention.

La station de base SB et les stations périphériques SPi peuvent comprendre de surcroît, selon les besoins, une caméra numérique, un ordinateur, une imprimante, un serveur, un télécopieur, un scanner ou un

appareil photographique numérique.

Claims (17)

REVENDICATIONS

1. Procédé de transmission de données, dans lequel lesdites données sont organisées à la source selon des blocs successifs de K= = trames, o q est un entier strictement positif et r un entier supérieur à 1, les trames étant hiérarchisées dans chaque bloc, chacune desdites trames étant composée de N mots binaires d'au moins un bit, chacun de ces mots binaires étant associé à un nombre complexe, dit " symbole élémentaire ", conformément à un certain procédé de modulation d'amplitude-phase, caractérisé en ce que chacun des M = KN symboles élémentaires par bloc module une sous-porteuse différente parmi une série de sous-porteuses formant une modulation OFDM, I'affectation de chaque symbole élémentaire à une sous-porteuse déterminée étant réalisée de manière à ce que l'on

récupère, lors de la démodulation du signal OFDM après sa réception, un sous-

ensemble choisi parmi lesdites K trames en ajustant de manière correspondante la taille de la Transformation de Fourier Discrète utilisée pour

effectuer cette démodulation.

2. Procédé de transmission de données selon la revendication 1, dans lequel r est égal à 2, caractérisé en ce que la modulation OFDM utilise

une Transformation de Fourier Inverse Rapide.

3. Procédé de transmission de données selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que ladite affectation des symboles élémentaires sur ladite série de sous-porteuses peut être définie au moyen des étapes successives suivantes: - la première étape consiste à affecter les symboles élémentaires de la trame de rang hiérarchique maximal, et chaque nouvelle étape est associée à un entier p prenant successivement les valeurs 1 à q, et consiste à affecter les symboles élémentaires de (rP - rP-1) nouvelles trames dont le rang hiérarchique est inférieur au rang des trames affectées a l'étape précédente, chaque étape consistant à: affecter les symboles élémentaires desdites nouvelles trames sur les sous-porteuses dont les numéros de série sont des multiples de rq'p en commençant par la première sous-porteuse, qui porte le numéro de série zéro, à l'exclusion des sous-porteuses non disponibles, c'est-à-dire celles sur lesquelles on a déjà affecté un symbole élémentaire lors d'une étape précédente, - affecter tous les symboles élémentaires de chaque trame avant d'affecter les symboles élémentaires d'une autre trame, et

- affecter le premier symbole élémentaire de chaque trame sur la sous-

porteuse ayant le numéro de série le plus bas parmi celles qui sont disponibles.

4. Procédé de transmission de données selon la revendication 3, caractérisé en ce que les symboles élémentaires successifs de chaque trame sont affectés à des sous-porteuses pour lesquelles la différence des numéros de série est un multiple de K.

5. Procédé de transmission de données selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que l'affectation des trames successives

respecte, au sein de chaque rang hiérarchique, l'ordre des trames à la source.

6. Procédé de réception de données qui ont été transmises selon

l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on

récupère, lors de ladite démodulation du signal OFDM après sa réception, les symboles élémentaires appartenant aux r trames dont les rangs hiérarchiques sont les plus élevés, en utilisant pour effectuer ladite démodulation une

Transformation de Fourier Discrète de taille N r .

7. Procédé de réception de données selon la revendication 6, dans lequel r est égal à 2, caractérisé en ce que la démodulation OFDM utilise une

Transformation de Fourier Rapide.

8. Dispositif d'entrelacement (16) de données destinées à être

transmises au moyen d'un procédé selon l'une quelconque des revendications

1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte: - des moyens (12) pour mémoriser ou calculer la permutation conduisant audit entrelacement des M symboles élémentaires par bloc, et - des moyens (14) pour affecter, conformément à cette permutation, chaque symbole élémentaire à la sous-porteuse correspondante pour la moduler.

9. Dispositif de désentrelacement (15) de données qui ont été reçues au moyen d'un procédé selon la revendication 6 ou la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte: - des moyens (11) pour mémoriser ou calculer la permutation requise pour remettre les symboles élémentaires issus de ladite démodulation dans l'ordre o ils se trouvaient, à la source, dans leurs trames respectives, et - des moyens (13) pour récupérer, conformément à cette permutation, lesdits symboles élémentaires à partir des sous-porteuses lors de ladite démodulation.

10. Dispositif de modulation de signal (24), caractérisé en ce qu'il comporte: - au moins un dispositif d'entrelacement de données selon la revendication 8, et

- au moins un modulateur OFDM (18).

11. Dispositif de démodulation de signal (23), caractérisé en ce qu'il comporte: - au moins un démodulateur OFDM (17), et - au moins un dispositif de désentrelacement de données selon la

revendication 9.

12. Appareil d'émission de signaux modulés (22), caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de modulation de signal selon la revendication 10, et

en ce qu'il comporte des moyens (38) pour émettre ledit signal.

13. Appareil de réception de signaux modulés (21), caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de démodulation de signal selon la revendication 11,

et en ce qu'il comporte des moyens (72) pour recevoir ledit signal.

14. Réseau de télécommunications, caractérisé en ce qu'il comporte

au moins un appareil selon la revendication 12 ou la revendication 13.

15. Moyen de stockage permanent de données, caractérisé en ce qu'il comporte des instructions de code de programme informatique pour I'exécution des étapes d'un procédé de transmission de données selon l'une

quelconque des revendications 1 à 5 ou d'un procédé de réception de données

données selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7.

16. Moyen de stockage de données amovibles, partiellement ou totalement, caractérisé en ce qu'il comporte des instructions de code de programme informatique pour l'exécution des étapes d'un procédé de

transmission de données selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 ou

d'un procédé de réception de données données selon l'une quelconque des

revendications 6 ou 7.

17. Programme d'ordinateur, contenant des instructions telles que, lorsque ledit programme commande un dispositif de traitement de données programmable, lesdites instructions font que ledit dispositif de traitement de données met en oeuvre un procédé de transmission de données selon l'une

quelconque des revendications 1 à 5 ou un procédé de réception de données

données selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7.