FR2851384A1 - Procede de transmission de donnees radio, signal, systeme et dispositifs correspondant. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de transmission de données radio entre un émetteur (40, 31) et un récepteur (50, 32, 34, 33), mettant en oeuvre au moins un signal pilote à simple porteuse (805, CPICH) et au moins un signal (810, 811) de transmission de données émises selon une modulation à porteuses multiples, le procédé comprenant une estimation (60) de la réponse du canal de transmission du premier signal, l'estimation tenant compte du signal pilote à simple porteuse.L'invention concerne également des dispositifs d'émission et de réception ainsi qu'un signal correspondant.

Description

Procédé de transmission de données radio, signal, système et dispositifs

correspondant.

La présente invention se rapporte au domaine des télécommunications, et 5 en particulier, l'invention concerne la transmission et le traitement de données, notamment dans un réseau cellulaire, en particulier à des débits élevés.

Plus précisément, l'invention concerne une estimation de réponse de canal et l'utilisation de cette estimation pour égaliser des données dans un signal reçu.

Les systèmes de radiotéléphonie de troisième génération, et les suivants, 10 proposent ou permettent de nombreux services et applications supposant la transmission de données à des débits très élevés. Les ressources allouées aux transferts de données (par exemple des fichiers contenant du son et/ou des images fixes ou animées), notamment via le réseau Internet ou des réseaux similaires, représenteront une part prépondérante de la ressource disponible et seront 15 probablement supérieures, à terme, aux ressources allouées aux communications vocales, qui devraient rester sensiblement constantes.

Cependant, le débit total offert aux utilisateurs d'équipement de radiotéléphonie est limité notamment par la largeur de la bande fréquentielle disponible. Afin d'augmenter les ressources disponibles, on a traditionnellement 20 recours, notamment, à une densification des cellules sur un territoire donné. On crée ainsi une infrastructure de réseau divisée en " micro-cellules " qui sont des cellules de relativement petite taille. Un inconvénient de cette technique est qu'elle nécessite une multiplication des stations fixes (station de base ou BS de l'anglais " Base Station " appelé " Noeud B " de l'anglais " Node B " selon la 25 norme UMTS), qui sont des éléments relativement complexes et coteux. En outre, le débit de données, quoique élevé, n'est pas optimal. De plus, au niveau supérieur, il est clair que plus il y a de cellules, donc de stations fixes, plus la gestion est complexe.

Dans les systèmes de télécommunication radio, les signaux transmis sont 30 généralement soumis à des échos entraînant la présence de trajets multiples possédant des amplitudes et des retards différents. La combinaison de ces trajets peut entraîner des évanouissements (ou " fading " en anglais) au niveau du récepteur, pouvant perturber très fortement une réception. En outre, l'environnement et/ou le récepteur étant mobiles, le canal évolue dans le temps. Il 5 est donc nécessaire de prévoir dans de tels systèmes des moyens efficaces pour contrecarrer les perturbations sur les signaux et notamment d'estimer la réponse du canal et d'assurer une égalisation des données reçues en prenant en compte cette estimation. Cela suppose l'émission de données de références (pilotes notamment). Bien sr, ces données de références sont transmises au détriment des 10 données utiles, ce qui entraîne une diminution du débit utile. C'est notamment le cas dans les réseaux de troisième génération UMTS (de l'anglais " Universal Mobile Telecommunication System " ou " Système de Télécommunication Mobile Universel ").

Par ailleurs, les systèmes de troisième génération en cours de 15 développement reposent, comme les systèmes de radiotéléphonie existants, sur une structure symétrique. Ainsi, le standard UMTS défini au 3GPP (de l'anglais " Third Generation Partnerchip Project " ou " Projet de partenariat de troisième génération ") prévoit, pour le lien principal FDD (de l'anglais " Frequency Division Duplex " ou " duplex par répartition de fréquence "), une répartition 20 symétrique entre la voie descendante (station de base vers terminal) et la voie montante (terminal vers station de base). Il existe également un lien TDD (de l'anglais " Time Division Duplex " ou " duplex par répartition de temps ") permettant une certaine asymétrie. Cependant, l'asymétrie ainsi offerte est limitée face aux besoins des utilisateurs en services à haut débit de type Internet, avec ou 25 sans mobilité, sur la voie descendante.

Aussi, il est envisagé d'ajouter un lien descendant à haut débit (dit HSDPA) qui assure un débit supplémentaire afin de satisfaire des besoins accrus en termes de débit pour, notamment, des applications multimédia. Ce lien est basé sur une transmission de données en paquet utilisant: soit une modulation à simple porteuse (appelé également monoporteuse) de type à étalement de spectre (CDMA de l'anglais " Code Division Multiple Access " ou " accès Multiple à Répartition par Code " en français); - soit une modulation à porteuses (ou sous-porteuses) multiples (appelé aussi multiporteuses), par exemple de type OFDM (de l'anglais " Orthogonal Frequency Division Multiplex " ou " Multiplexage par division orthogonal des fréquences "). Dans le second cas, on utilisera donc conjointement un canal CDMA (pour 10 la liaison symétrique " de base ") et un canal OFDM (pour un lien de transmission de données supplémentaire), les deux canaux devant être traités (notamment démodulés et égalisés) séparément.

Afin de pouvoir décoder correctement les données reçues sur un canal OFDM, notamment dans un environnement bruité et engendrant des échos 15 multiples du signal radio, on met en oeuvre une estimation du canal à partir de pilotes insérés dans le signal OFDM afin de permettre une égalisation du signal reçu.

Le principe de 1'OFDM (illustré en regard des figures 1 et 2) consiste à diviser une bande fréquentielle en un nombre suffisamment grand de sousbandes 20 passantes de sorte qu'un canal soumis à des trajets multiples, et donc sélectif en fréquence devienne non sélectif dans chaque sousbande. Le canal devient alors multiplicatif sur chaque sous-bande ce qui facilite l'égalisation et lutte efficacement contre la sélectivité du canal de propagation.

La figure 1 présente un signal OFDM connu en soi dans un plan 25 temps/fréquence. Ce signal comprend une succession de symboles OFDM 1641 à 164p correspondant respectivement à des instants tl à tp. Chacun des symboles OFDM 1641 à 164p comprend plusieurs sous-porteuses symbolisées par des ellipses pleines ou non, associées chacune à une fréquence. Ainsi, le symbole 1641 comprend une première sous-porteuse 111 associée à la fréquence Fl, une 30 deuxième sous-porteuse associée à une fréquence F2 et ainsi de suite jusqu'à une 64èm sous-porteuse associée à une fréquence F64. Certaines fréquences (les sousporteuses correspondantes étant représentées sous forme d'ellipses pleines) sont réservées pour transmettre un pilote alors que d'autres sont réservées pour le transport de données (les sous-porteuses correspondantes étant représentées sous 5 forme d'ellipses vides). Ainsi, par exemple, les sous-porteuses 111, 112, i lp associées à la fréquence Fl permettent le transport de données alors que les sousporteuses 121, 122, 12p associées à la fréquence F2 correspondant à des pilotes.

La figure 2 illustre un traitement (connu en soi) d'un signal 20 comprenant des symboles OFDM 1641 à 164p présentés en regard de la figure 1.

Le signal 20 est d'abord présenté en bande de base à un démodulateur 21 qui est chargé de convertir le signal reçu en une succession d'échantillons qui seront traités par la suite. Le signal 20 OFDM comprend une somme de plusieurs symboles modulant chacun une sous- porteuse sur une durée correspondant à un symbole OFDM. Les sous- porteuses étant orthogonales entre elles, le 15 démodulateur 21 OFDM projette le signal reçu sur l'ensemble des sous-porteuses, permettant ainsi d'extraire des symboles d'informations.

Le démodulateur 20 alimente alors des moyens 22 d'extraction des symboles pilotes et un égaliseur 24.

Les moyens 22 extraient les symboles pilotes du signal OFDM démodulé 20 pour fournir des valeurs de canal aux positions temps/fréquences correspondant à des moyens d'interpolation 23.

Les moyens 23 d'interpolation estiment le canal dans tout le plan temps/fréquence à partir des valeurs de canal fournies par les moyens 22 et alimentent l'égaliseur 24 avec l'estimation de canal ainsi obtenue.

L'égaliseur 24 égalise les symboles d'informations transmis par le démodulateur 21 à partir de l'estimation de canal fournie par les moyens 23 en présentant en sortie une succession 25 d'informations égalisées.

Le traitement d'égalisation d'un signal CDMA est relativement différent de celui décrit ci-dessus pour un signal correspondant à une modulation à 30 porteuses multiples.

En effet, pour égaliser un signal CDMA dans le cadre de la norme UMTS et plus généralement un signal à simple porteuse soumis à un canal à chemins multiples, on peut effectuer une autocorrélation d'un signal pilote dédié émis de façon continu (appelé canal CPICH). Un canal à chemins multiples comprend plusieurs trajets affectés chacun d'un retard et d'une atténuation.

Ainsi, après détermination des retards Si subis par le signal pilote transmis, on effectue une autocorrélation de ce signal. Le canal de transmission comprenant L trajets peut être modélisé sous la forme de la fonction h(t) de transfert suivante: L -1 h(t) = a,(t)ô(t--i) i= o o: ai(t) représente un coefficient du canal selon le jème trajet; - Si un retard associé ième trajet; - t le temps; et - ô la distribution de Dirac.

L'invention selon ses différents aspects a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur.

Plus précisément, un objectif de l'invention est de fournir un procédé et des dispositifs de transmission de données à travers un canal radio (et donc 20 susceptible d'être soumis à des trajets multiples) qui soient relativement simples techniquement à mettre en òuvre, et donc peu coteux, et adaptés à la réception de différents types de données (par exemple données vocales et multimédia à bas ou à haut débit).

Un autre objectif de l'invention est de proposer une telle technique de 25 transmission de données améliorant l'utilisation des ressources disponibles, et qui soit particulièrement adapté à la transmission de données à des bas ou hauts débits (par exemple de plusieurs Mbits/s).

L'invention a également pour objectif d'améliorer l'utilisation d'une bande de fréquence allouée tout en conservant une transmission de données fiable et 30 efficace.

Un objectif complémentaire de l'invention est de fournir une telle technique permettant la réception de données (notamment à haut débit), même dans des conditions de réceptions défavorables (vitesse de déplacement élevée et trajets multiples notamment).

Encore un autre objectif de l'invention est de fournir une telle technique, qui permette une allocation améliorée de la ressource de transmission, entre un ou plusieurs mobiles, à un instant donné. En particulier, un objectif de l'invention est de permettre le partage de la ressource de transmission à haut débit.

En outre, l'invention a pour objectif une amélioration de la robustesse vis10 à-vis des conditions de propagation radio-mobile et notamment une amélioration des performances de transmission de données et/ou de la mobilité des terminaux de communication.

Dans ce but, l'invention propose un procédé de transmission de données radio entre un émetteur et un récepteur, mettant en oeuvre au moins un signal 15 pilote à simple porteuse et au moins un premier signal de transmission de données émises selon une modulation à porteuses multiples, remarquable en ce qu'il comprend une étape d'estimation de la réponse du canal de transmission du premier signal de transmission de données émises selon une modulation à porteuses multiples, l'estimation tenant compte du signal pilote à simple porteuse. 20 Un signal pilote est notamment un signal prédéterminé dont des caractéristiques temporelles, fréquentielles et/ou d'amplitudes lors de l'émission sont connues du récepteur ce qui permet d'estimer un canal de transmission.

Selon une caractéristique particulière, le procédé est remarquable en ce que la bande de fréquence utilisée pour le signal pilote sur un canal de transmission 25 englobe la bande de fréquence utilisée pour le premier signal de transmission.

Ainsi, toute la bande de fréquence utilisée pour le premier signal de transmission basé sur une modulation à porteuses multiples, permettant, notamment, d'obtenir une estimation fine du canal sur la totalité de la bande, est prise en compte pour l'égalisation. En effet, si la bande de fréquence utilisée pour 30 ledit signal pilote sur un canal de transmission n'englobe pas complètement la bande de fréquence utilisée pour le premier signal de transmission, une extrapolation est nécessaire pour obtenir des informations sur la totalité de la bande correspondant au premier signal de transmission à porteuses multiples, cette extrapolation donnant des résultats moins fiables qu'une estimation sur la totalité de la bande.

Selon une caractéristique particulière, le procédé est remarquable en ce qu'il comprend une égalisation des données émises selon une modulation à porteuses multiples, l'égalisation tenant compte de l'estimation de la réponse du canal de transmission du premier signal de transmission.

Ainsi, la mise en oeuvre de l'égalisation du premier signal ne nécessite pas l'utilisation de pilotes insérés dans le signal à porteuses multiples ce qui permet d'économiser de la bande passante.

Selon une caractéristique particulière, le procédé est remarquable en ce que l'estimation prend en compte au moins une autocorrélation effectuée sur le signal 15 pilote.

Selon une caractéristique particulière, le procédé est remarquable en ce que chacune des autocorrélations est associée à un retard correspondant à un trajet sur le canal de transmission.

Selon une caractéristique particulière, le procédé est remarquable en ce que 20 les autocorrélations sont effectuées pour chacun des trajets entre l'émetteur et le récepteur sur le canal de transmission et correspondant à des retards inférieurs à une borne maximale déterminée.

Ainsi, la totalité du canal de transmission peut être estimée finement et une détermination des échos n'est pas nécessaire.

Selon une caractéristique particulière, le procédé est remarquable en ce qu'il comprend une étape de sélection de trajets entre l'émetteur et le récepteur sur le canal de transmission et en ce que les autocorrélations sont effectuées pour chacun des trajets sélectionnés lors de l'étape de sélection.

Ainsi, la mise en oeuvre du procédé est simplifiée, ce qui permet 30 notamment d'économiser des ressources matérielles (composants électroniques, surface de silicium ou temps CPU) et/ou de l'énergie (notamment fournie par batterie à autonomie limitée dans le cas de terminaux mobiles).

Une sélection de trajets basée sur la détermination d'échos est d'ailleurs généralement mise en oeuvre dans un système mobile à simple porteuse. Ainsi, cette étape ne consomme pas de ressource supplémentaire.

Selon une caractéristique particulière, le procédé est remarquable en ce qu'il comprend une étape de détermination d'une réponse fréquentielle tenant compte des autocorrélations.

Ainsi, une estimation de canal à la fois temporelle et fréquentielle peut être 10 fournie, ce qui est particulier bien adaptée à une égalisation de données transmises sur un signal à porteuses multiples.

Selon une caractéristique particulière, le procédé est remarquable en qu'il comprend une étape de transformée de Fourrier fournissant au moins un coefficient associé à chaque sous-porteuse d'un symbole du premier signal de 15 transmission de données émises selon une modulation à porteuses multiples.

Selon une caractéristique particulière, le procédé est remarquable en que le signal pilote est du type à étalement de spectre.

Ainsi, l'invention permet une compatibilité avec des systèmes à étalement de spectre (notamment de type UMTS), des éléments dédiés au traitement de 20 signaux à étalement de spectre pouvant avantageusement être utilisés pour l'égalisation de données transmis sur un canal à porteuses multiples.

En outre, la mise en oeuvre du procédé de transmission de données est simplifiée puisqu'il n'est pas nécessaire de gérer (insertion de pilotes, estimation de canal, ... ) deux canaux de transmission indépendants: seul le canal à simple 25 porteuse comprend des pilotes.

Selon une caractéristique particulière, le procédé est remarquable en ce que le premier signal de transmission de données émises selon une modulation à porteuses multiples ne comprend pas de symbole pilote.

Ainsi, le procédé permet une économie de bande passante et, en particulier, 30 une amélioration du taux de transmission (ou débit de données utiles) global.

Il permet également une amélioration de l'énergie allouée aux symboles d'information pour une puissance d'émission maximale donnée.

En outre, la fluctuation d'enveloppe du signal à porteuses multiples est diminuée.

Selon une caractéristique particulière, le procédé est remarquable en ce que le premier signal de transmission est du type OFDM.

Selon une caractéristique particulière, le procédé est remarquable en ce que le premier signal de transmission est du type IOTA.

L'utilisation du procédé lorsque le signal à porteuses multiples est de type 10 IOTA est particulièrement avantageuse puisque dans ce cas, un traitement dit de la première couronne visant à éliminer les interférences de pilotes dans le signal multi-porteuse IOTA n'est pas mis en oeuvre ici. Ainsi, l'invention permet de tirer partie des avantages de la modulation IOTA (notamment absence d'intervalle de garde permettant ainsi d'augmenter le débit de transmission de données) tout en 15 ayant une mise en oeuvre simple.

On rappelle que la modulation de type IOTA (de l'anglais " Isotropic Orthogonal Transform Algorithm ") est définie dans le brevet FR-95 05455 déposé le 2 mai 1995. La modulation IOTA est notamment basée sur un signal multiporteuse destiné à être transmis vers un récepteur numérique, correspondant 20 au multiplexage en fréquence de plusieurs sous-porteuses élémentaires correspondant chacune à une série de symboles, deux symboles consécutifs étant séparés d'un temps symbole t0, l'espacement v0 entre deux sous-porteuses voisines étant égal à la moitié de l'inverse du temps symbole to, et chaque sousporteuse subissant un filtrage de mise en forme de son spectre présentant une 25 largeur de bande strictement supérieure à deux fois l'espacement entre sousporteuses v0, le filtrage étant choisi de façon que chaque symbole soit fortement concentré dans le domaine temporel et dans le domaine fréquentiel.

Selon une caractéristique particulière, le procédé est remarquable en ce que, en outre, l'émetteur transmet un second signal de transmission de données sur un canal à simple porteuse à destination du récepteur, le signal étant égalisé à partir d'une estimation de canal déterminée en fonction du signal pilote.

Ainsi, un canal à simple porteuse peut être utilisé pour la transmission de données d'information et/ou de signalisation, l'estimation de canal à partir du 5 signal pilote à simple porteuse permettant à la fois d'égaliser les données transmises sur un signal à simple porteuse et les données transmises sur un signal à porteuses multiples. L'invention permet donc une grande variété d'applications, notamment transmission de données, par exemple, à petit débit sur un canal à simple porteuse et à haut débit sur un canal à porteuses multiples, ainsi qu'une 10 compatibilité avec les normes existantes de communication radio (notamment la norme UMTS et plus généralement les normes de réseaux mobiles basées sur l'utilisation de canaux à simple porteuse).

Selon une caractéristique particulière, le procédé est remarquable en ce que l'émetteur et le récepteur appartiennent à un réseau de communication mobile.

Ainsi, le procédé est particulièrement bien adapté aux conditions de transmission vers des terminaux mobiles et/ou dans un environnement mobile. Il permet notamment de prendre en compte un canal instable avec des échos multiples.

Il est aussi particulièrement adapté à l'utilisation d'une communication 20 entre une station de base et un terminal. En particulier, une mise en oeuvre avantageuse comprend deux canaux descendants entre une station de base et un terminal, l'un des canaux étant de type à simple porteuse avec pilote et l'autre à porteuse multiple sans pilote.

Selon une caractéristique particulière, le procédé est remarquable en ce que 25 l'émetteur appartient à une station de base du réseau de communication mobile et le récepteur appartient à un terminal, la station de base émettant le signal pilote et le premier signal de transmission de données selon une modulation à porteuses multiples et à haut débit lorsque cela est nécessaire.

Ainsi, le procédé est particulièrement bien adapté à une transmission entre 30 une station de base et un terminal de réseau mobile et plus précisément, mais non il exclusivement, à une transmission à haut débit (notamment pour des transmissions de données à un débit supérieur à 1 Mbit/s) sur un canal descendant entre la station de base et le terminal en utilisant une modulation à porteuses multiples. Dans ce cadre, on peut prévoir une liaison bidirectionnelle entre la station de base et le terminal: - la station de base émettant des données sur un canal à porteuses multiples et un signal pilote et éventuellement des données de signalisation et/ou d'information à faible débit sur un canal à simple porteuse, - le terminal transmettant des données de signalisation et/ou d'informations vers la station de base sur un canal à simple porteuse.

Selon une caractéristique particulière, le procédé est remarquable en ce qu'il comprend une étape de génération d'une horloge de référence associée au 15 premier signal de transmission de données émises selon une modulation à porteuses multiples, la génération d'une horloge de référence tenant compte du signal pilote à simple porteuse, et l'horloge de référence alimentant l'estimation de la réponse du canal de transmission du premier signal de transmission de données émises selon une modulation à porteuses multiples.

Selon une caractéristique particulière, le procédé est remarquable en ce qu'il comprend une égalisation des données émises selon une modulation à porteuses multiples, le premier signal de transmission de données émises selon une modulation à porteuses multiples comprenant des symboles pilotes et l'horloge de référence alimentant l'égalisation.

Ainsi, lorsque, notamment, le canal de transmission est très bruité et/ou perturbé, il est inutile de réserver des symboles OFDM ne contenant que des pilotes. La bande passante utile correspondant à la modulation à porteuses multiples est donc optimisée, la détermination d'une horloge de référence et/ou l'asservissement en fréquence du récepteur sur l'émetteur étant effectués en tenant 30 compte du signal pilote à simple porteuse.

Selon une caractéristique particulière, le procédé est remarquable en ce qu'il met en oeuvre au moins deux modes de transmission de données émises selon une modulation à porteuses multiples, le premier signal de transmission de données émises selon une modulation à porteuses multiples comprenant des 5 symboles pilotes selon un premier mode et ne comprenant pas de symbole pilote selon un second mode.

Selon une caractéristique particulière, le procédé est remarquable en ce qu'il comprend une étape de basculement du premier mode au second mode et vice-versa en fonction de la qualité de réception du premier signal de transmission 10 de données émises selon une modulation à porteuses multiples.

Ainsi, l'utilisation de la bande passante et le débit utile associé à la communication sont optimisés tout en permettant une bonne qualité de transmission: un mode de communication sans pilote sur le signal à porteuses multiples est privilégié lorsque la qualité de réception est suffisante; en revanche, 15 un mode de communication avec pilote sur le signal à simple porteuse et sur le signal à porteuses multiples est mise en oeuvre si la qualité de réception sans pilote sur le signal à porteuses multiples est insuffisante et le nombre de pilote est augmenté ou réduit en fonction de la qualité de réception.

L'invention concerne également un dispositif de réception de données 20 radio mettant en oeuvre au moins un signal pilote à simple porteuse et au moins un signal de transmission de données émises selon une modulation à porteuses multiples, remarquable en ce que le dispositif comprend des moyens d'estimation de la réponse du canal de transmission du signal de transmission de données émises selon une modulation à porteuses multiples, l'estimation tenant compte du 25 signal pilote à simple porteuse.

L'invention concerne en outre un dispositif d'émission de données radio mettant en oeuvre au moins un signal pilote à simple porteuse et au moins un signal de transmission de données émises selon une modulation à porteuses multiples, remarquable en ce que le dispositif comprend des moyens de 30 modulation du signal de transmission sans pilote, le signal pilote étant destiné à permettre une estimation de la réponse du canal de transmission du signal de transmission de données émises selon une modulation à porteuses multiples, l'estimation tenant compte du signal pilote à simple porteuse.

De plus, l'invention concerne un signal de transmission de données radio 5 comprenant au moins un canal pilote à simple porteuse et un canal de transmission de données à porteuses multiples, remarquable en ce que le canal de transmission à porteuses multiples est sans pilote, le canal pilote à simple porteuse étant destiné à permettre une estimation de la réponse du canal de transmission de données émises selon une modulation à porteuses multiples, l'estimation tenant 10 compte du signal pilote à simple porteuse.

L'invention concerne aussi un système de télécommunication cellulaire du type mettant en oeuvre au moins un canal pilote à simple porteuse et un canal de transmission de données à porteuses multiples remarquable en ce que le canal de transmission à porteuses multiples est sans pilote, le canal pilote à simple porteuse 15 étant destiné à permettre une estimation de la réponse du canal de transmission de données émises selon une modulation à porteuses multiples, l'estimation tenant compte du signal pilote à simple porteuse.

Les avantages des dispositifs, du signal de transmission de données et du système sont les mêmes que ceux du procédé de transmission de données, ils ne 20 sont pas détaillés plus amplement.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels: - la figure 1 présente un exemple de signal OFDM connu en soi; - la figure 2 présente un synoptique d'égalisation du signal OFDM selon la figure 1; - la figure 3 illustre un réseau de communication mobile conforme à l'invention selon un mode particulier de 30 réalisation; - la figure 4 décrit un module d'émission-réception associé à une station fixe mis en oeuvre dans le réseau de la figure 3; - la figure 5 décrit un module d'émission-réception associé à un terminal mis en oeuvre dans le réseau de la figure 3; - la figure 6 illustre des moyens d'égalisation mis en oeuvre dans l'émetteur/récepteur de la figure 5; - la figure 7 illustre des moyensd'égalisation selon une variante de l'invention; - la figure 8 présente un protocole de communication dans le 10 réseau de communication mobile de la figure 3; et - la figure 9 illustre des moyens d'égalisation mis en oeuvre dans l'émetteur/récepteur de la figure 5 selon une variante de réalisation de l'invention.

La technique connue en soi et illustrée en regard de la figure 1 consistant à 15 démodulés et égaliser séparément un canal à simple porteuse et un canal multiporteuse présente plusieurs inconvénients.

En particulier, le taux de transmission (ou débit de données utiles) global n'est pas optimisé.

Cette technique entraîne également une réduction de l'énergie allouée aux 20 symboles d'information pour une puissance d'émission maximale donnée.

En outre, elle est relativement complexe à mettre en oeuvre aussi bien en émission qu'en réception puisqu'il est nécessaire de gérer notamment deux canaux indépendants.

De plus, dans le cadre d'une modulation OFDM, une fluctuation 25 supplémentaire d'enveloppe est générée due notamment au fait que l'énergie des symboles pilotes est plus élevée que celle des autres symboles OFDM et que les symboles pilotes sont répartis d'une manière discontinue dans le plan temps/fréquence, ce qui engendre une augmentation d'énergie des symboles OFDM contenant des symboles pilotes.

Un autre inconvénient de l'art antérieur est que, dans le cas d'une utilisation de certains autres types de modulation (notamment OFDM/OQAM), un traitement supplémentaire est demandé. En effet, dans ce cas, le canal introduit des interférences entre les sous-porteuses et une estimation du canal ne peut être obtenue directement.

En revanche, le principe général de l'invention repose sur la transmission d'un signal pilote à simple porteuse (par exemple de type CPICH tel qu'utilisé dans le cadre de 'UMTS) associé à la transmission de données sur un canal à porteuses multiples (par exemple de type OFDM). Afin d'égaliser le canal à 10 porteuses multiples, on utilise l'estimation du canal fournie par le signal pilote.

Préférentiellement, le signal pilote subit une auto-corrélation sur une longueur correspondant à celle d'un symbole OFDM puis on transpose cette estimation dans le domaine fréquentiel en lui appliquant, par exemple, une transformée de Fourrier (discrète ou rapide) afin d'alimenter une égalisation du signal OFDM 15 démodulé.

Selon une variante de l'invention, on traite le signal pilote de manière simplifiée en ne considérant que les retards les plus pertinents.

On présente, en relation avec la figure 3, un synoptique de réseau de radiotéléphonie mobile mettant en oeuvre l'invention.

Le réseau est par exemple un réseau en partie compatible avec la norme UMTS(" Universal Mobile Telecommunication System ") définie par le comité 3GPP.

Le réseau comprend une cellule 30 qui est gérée par une station de base 31 (BS).

La cellule 30 comprend elle-même la station de base 31 et des terminaux (UE) 32, 33 et 34.

Les terminaux 32, 33 et 34 peuvent échanger des données (pour une couche de type application) et/ou de signalisation avec la station de base 31 via des canaux montants et descendants. Ainsi, le terminal 32 et la station de base 31 30 sont reliés en communication par: - un canal descendant 310 à simple porteuse permettant le transport de données de signalisation et/ou de contrôle de la communication avec le terminal 32 ainsi que la transmission d'un signal pilote; - un canal montant 311 à simple porteuse permettant également le transport de données de signalisation et/ou de contrôle de la communication; et - un canal descendant 312 à porteuses multiples sans pilote, par exemple de type OFDM, permettant le transfert de données à 10 haut débit de la station de base 31 vers le terminal 32.

Par défaut, les terminaux sont en mode veille, c'est-à-dire dans un mode o ils ne sont pas en mode communication mais présents et disponibles pour une communication. Dans un premier mode de communication, ces terminaux sont notamment à l'écoute de signaux émis par la station de base 31 sur un canal 15 descendant utilisant une modulation simple porteuse. Ces signaux sont émis sur: - des canaux de transport communs correspondant aux services offerts vers les couches hautes du protocole de communication, notamment sur des canaux BCH ( ou " canal de diffusion " de l'anglais " Broadcast CHannel ") et PCH (ou " canal de 20 recherche de mobile " de l'anglais " Paging CHannel ") ; et - des canaux de transport communs correspondants à la couche physique du protocole de communication, notamment sur des canaux CPICH (ou " canal commun pilote " de l'anglais " Common PIlot CHannel ").

Les canaux à simple porteuse utilisés par les réseaux mobiles de troisième génération (ou 3G) sont bien connus de l'homme du métier des réseaux mobiles et sont notamment spécifiés dans la norme " 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Physical Channels and mapping of transport channels onto physical channels (FDD) release 1999 " de référence 3GPP TS25.211 et diffusée par le bureau des publications de 3GPP. Ces canaux ne seront donc pas décrits plus amplement.

La figure 4 illustre un module d'émission-réception 40 appartenant à la station de base 31 mise en oeuvre dans le réseau 30.

Le module 40 comprend notamment: - une antenne 43 simple ou multiple; - un duplexeur 47; - une chaîne de réception 41; et - une chaîne d'émission 42. 10 L'antenne 43 est connectée à chacune des chaînes de réception 41 et d'émission 42 via le duplexeur 47.

La chaîne de réception 41 est adaptée à traiter le canal montant 311 à simple porteuse et fournit sur une sortie 44 des données décodées reçues par l'antenne 43. Cette chaîne 41 dont la mise en oeuvre est bien connue de l'homme 15 du métier ne sera pas décrite plus avant.

La chaîne d'émission 42 est adaptée à transmettre - un signal pilote 4211 ainsi que des données de signalisation et/ou de contrôle d'une communication sur le canal descendant 310 à simple porteuse; et 20 - des données 46 à bas ou à haut débit sur le canal descendant à porteuses multiples 312.

La chaîne d'émission 42 comprend: - un modulateur 429 adapté à générer un signal pilote CPICH 4211 à partir d'un code de référence 45; 25 - un modulateur 4210 adapté à moduler des données 46 selon une modulation à porteuses multiples OFDM; - un processeur de traitement du signal (ou DSP de l'anglais " Digital Signal Processor ") 428; - un convertisseur numérique analogique 426, 427 sur chacune 30 des voies I (voie en phase) et Q (voie en quadrature de phase); - un modulateur 424 en fréquence intermédiaire contrôlé par un synthétiseur 427; - un filtre passe bande 423 - un mélangeur 421 et un synthétiseur agile 422 permettant de 5 transposer les signaux en fréquence intermédiaire dans la bande d'émission; et - un amplificateur de puissance 420. Le DSP 428 est associé à un accélérateur " hardware " (matériel) pour la combinaison: - des signaux à simple porteuse à émettre (dont le canal pilote CPICH 4211 et éventuellement des signaux transportant des données de contrôle, de signalisation et/ou des informations utiles à transmettre sur un canal à simple porteuse) ; et - des signaux à porteuses multiples 4212 de type OFDM 15 représentatifs des informations utiles 46 à transmettre.

Contrairement à la trame illustrée en regard de la figure 1, le canal OFDM transporte ici que des données d'informations utiles et ne comprend pas de sousporteuses associées à des pilotes.

Par ailleurs, préférentiellement, le canal pilote 4211 et les signaux à 20 porteuses multiples 4212 sont combinés de manière synchrone (les symboles OFDM concidant avec les symboles de code CPICH). Selon une variante, le canal pilote 4211 et les signaux à porteuses multiples 4212 sont combinés de manière asynchrone.

La figure 5 illustre un module d'émission-réception 50 appartenant à l'un 25 des terminaux 32 à 34 mis en oeuvre dans le réseau 30. Le module 50 est adapté à communiquer avec le module 40 illustré en regard de la figure 4.

Le module 50 comprend notamment: - une antenne 53 simple ou multiple; - un duplexeur 57; - une chaîne de réception 51; et - une chaîne d'émission 52.

L'antenne 53 est connectée à chacune des chaînes de réception 51 et d'émission 52 via le duplexeur 57.

La chaîne d'émission 52 est adaptée à traiter le canal montant 311 à simple 5 porteuse. Elle fournit un signal modulé en simple porteuse à l'antenne 53 pour une transmission sur le canal montant 311 à partir des données présentées sur une entrée 54. Cette chaîne 52 dont la mise en oeuvre est bien connue de l'homme du métier ne sera pas décrite plus avant.

La chaîne de réception 51 est adaptée à recevoir: - un signal pilote ainsi que des données de signalisation et/ou de contrôle d'une communication sur le canal descendant 310 à simple porteuse; et - des données à haut débit sur le canal descendant à porteuses multiples 312.

La chaîne de réception 51 comprend: - un amplificateur à faible bruit 510 - un mélangeur 511 et un synthétiseur agile 512 permettant de transposer le signal reçu dans la bande d'émission en un signal en fréquence intermédiaire; - un filtre passe bande 423 centrée autour de la fréquence intermédiaire et d'une largeur de bande correspondant à largeur utilisée pour la transmission du signal; - un convertisseur I/Q 514 en bande de base contrôlé par un synthétiseur 515; - un convertisseur numérique analogique 516, 517 sur chacune des voies I (voie en phase) et Q (voie en quadrature de phase); - un processeur de traitement du signal (ou DSP) 518 permettant de séparer des signaux à simple porteuse et des signaux à porteuses multiples; et - des moyens d'égalisation 519 adaptés à démoduler et à égaliser les signaux à simple porteuse et à porteuses multiples fournis par le DSP 518.

La figure 6 illustre les moyens d'égalisation 519 qui comprennent: - une entrée CPICH acceptant des signaux en bande de base modulés en simple porteuse et fournis par le DSP 518; - une entrée OFDM acceptant des signaux en bande de base modulés en porteuses multiples (de type OFDM) et fournis par le DSP 518.

L'entrée CPICH comprend notamment un signal de type CPICH permettant d'estimer le canal de transmission.

Les moyens d'égalisation 519 comprennent, en outre: - des moyens d'estimations 60 adaptés à estimer un canal à partir d'un signal pilote à porteuse simple; 15 - des moyens 64 de démodulation OFDM; et - une unité 66 d'égalisation OFDM. Les moyens 60 acceptent en entrée un signal de type CPICH en simple porteuse et comprend notamment: - des moyens d'auto-corrélation 600; et 20 - des moyens de transformée de Fourrier 602.

Les moyens d'auto-corrélation 600 effectuent une estimation du canal en fonction du signal CPICH et plus précisément une autocorrélation du signal CPICH pour chacun des retards -r] à rn, r] correspondant au trajet direct, -V2 à un second trajet et Tn au trajet le plus long (chacun des trajets retenus correspondant 25 à un trajet direct ou à un écho pertinent). n autocorrélations sont ainsi calculées.

D'une manière générale, rk est égal au produit d'un facteur k par la période chip Tc du code CPICH (égale à 1/3840000 s soit environ 0,26 [ts dans le cadre de la norme UMTS), k étant préférentiellement un entier ou un multiple de 0,5.

Le coefficient du canal correspondant à un retard -rk est obtenu selon 30 l'équation d'autocorrélation suivante: h(rk) = h(kTc) = f CPICH(r). CPICH(t-kTc)dt Si on considère une longueur de code CDMA égale à 256, le signal étant préférentiellement traité numériquement, la version échantillonnée de l'équation d'autocorrélation précédente s'écrit: h(k) = -2 215CPICH(i).CPICH(n -i) 256 i-0 Selon un mode préféré de l'invention, les symboles OFDM sont transmis de manière synchrone avec les symboles CPICH. Dans ce cas, la fonction d'autocorrélation est mise en ceuvre sur une fenêtre correspondant à un symbole de code CPICH (ou de manière équivalente dans le cas d'une synchronisation 10 entre les différents signaux, à un symbole OFDM).

Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les symboles OFDM et les symboles de code CPICH sont transmis de manière asynchrone. Dans ce cas, plusieurs variante peuvent être mises en oeuvre: - selon une première variante, on calcule des autocorrélations du 15 symbole CPICH le plus proche temporellement du symbole OFDM considéré (ce qui permet une grande simplificité de mise en oeuvre, cette autocorrélation étant généralement nécessaire pour d'autres utilisation dans le cadre d'un réseau en partie CDMA); - selon une seconde variante, on calcule des autocorrélations sur des symboles CPICH qui recoupent au moins en partie le symbole OFDM considéré et on effectue une interpolation des autocorrélations obtenues pour alimenter une opération d'estimation fréquentielle du canal; 25 selon une troisième variante (qui permet l'estimation de canal la plus fiable pour un symbole OFDM considéré), on calcule les autocorrélations sur la fin d'un premier code CPICH et le début d'un second code CPICH, les autocorrélations retenues concidant de manière synchrone avec le symbole OFDM considéré.

Dans tous les cas, la durée des corrélations proposées est la même que celle du symbole OFDM considéré.

Les moyens d'auto-corrélation 600 transmettent aux moyens 602, sur n sorties 601, les n résultats d'autocorrélations effectuées, chacun des n résultats étant associé à l'une des sorties 601.

Ensuite, les moyens 602 effectuent une transformée de Fourrier de longueur n sur l'ensemble des n résultats d'autocorrélation permettant ainsi 10 d'obtenir la réponse fréquentielle correspondante. n est choisi pour être supérieur ou égal au nombre de sous-porteuses utilisées dans le canal OFDM. Ainsi, si chaque sous-porteuse du canal OFDM utilise une bande de 3,75 kHz, et si chaque symbole OFDM est modulé sur 1024 sous- porteuses, on obtient une bande utile de 3,84 MHz. Dans ce cas, les moyens 602 mettent en oeuvre une transformée de 15 Fourrier rapide (ou FFT de l'anglais " Fast Fourrier Transform ") de longueur 1024 qui permet d'obtenir 1024 coefficients de canal sur la bande considérée de 3,84 MHz.

En variante, si le nombre de sous-porteuses OFDM n'est pas une puissance de 2, les moyens 602 mettent en oeuvre préférentiellement une transformée de 20 Fourrier discrète (ou DFT de l'anglais " Discrete Fourrier Transform ") de longueur adaptée. Ainsi, si chaque sous-porteuse du canal OFDM a une largeur de bande égale à 3,75 kHz, et si chaque symbole OFDM est modulé sur 600 sousporteuses, on obtient une bande utile de l'ordre de 2 MHz et les moyens 602 mettent en oeuvre une DFT de longueur 600 fournissant 600 coefficients.

On obtient ainsi une estimation du canal en fréquence qui peut être utilisée pour l'égalisation OFDM. Selon un mode préféré de réalisation, la corrélation du signal CPICH est faite sur la durée d'un symbole OFDM correspondant. Une nouvelle corrélation (et donc une nouvelle estimation de canal) est ainsi faite pour chaque symbole OFDM. Selon une variante, notamment lorsque le récepteur 30 estime que le canal est suffisament stable, une seule estimation peut être considérée comme étant valable pour plusieurs symboles OFDM (ce qui permet notamment d'économiser des ressources (temps CPU, batteries, ..) du terminal récepteur).

En parallèle, les moyens 64 démodulent le signal OFDM en entrée et fournissent des symboles OFDM démodulés à l'unité 66 d'égalisation OFDM.

Recevant en parallèle l'estimation du canal et des symboles OFDM démodulés communiqués respectivement par les moyens 602 et par les moyens 64, l'unité d'égalisation égalise les symboles OFDM en fonction de l'estimation du canal et fournir en sortie les données d'information correspondant aux 10 symboles OFDM traités. L'égalisation peut être effectuée selon différentes méthodes prenant en compte une estimation de canal. Une première méthode d'égalisation relativement simple comprend une multiplication des symboles OFDM reçus par le conjugué du canal (ce qui permet une correction de phase).

Selon une autre méthode d'égalisation, les symboles OFDM sont divisés par le 15 canal. Selon encore une autre méthode, l'égalisation des données issues des symboles OFDM est de type MMSE (de l'anglais " Minimum Mean Square Error " ou " Erreur à variance minimale ").

La figure 7 illustre des moyens d'égalisation 79 selon une variante de l'invention permettant de simplifier leur mise en oeuvre.

La différence essentielle entre les moyens d'égalisation 79 et 519 (illustrés en regard de la figure 6) repose sur la détermination des trajets associées à une détermination d'autocorrélation. Les éléments communs aux moyens d'égalisation 79 et 519 portent les mêmes références et ne seront pas décrits davantage.

En effet, selon cette variante, le récepteur met en oeuvre une détection 25 d'échos et une estimation de r retards -c à Tr correspondant (par exemple à partir d'un canal primaire de synchronisation (" Primary SCH " selon la norme UMTS)).

Les moyens d'égalisation 79 comprennent: - des moyens d'estimations 70 adaptés à estimer un canal à partir 30 d'un signal pilote à porteuse simple; - des moyens 64 de démodulation OFDM; et - une unité 66 d'égalisation OFDM. Les moyens d'estimation 70 acceptent en entrée un signal de type CPICH en simple porteuse, ainsi qu'une liste des r retards -r] à rr à prendre en compte et comprend notamment: - des moyens d'auto-corrélation 700; et - des moyens de transformée de Fourrier 602. Les moyens d'auto- corrélation 700 effectuent une estimation du canal en fonction du signal CPICH et plus précisément une autocorrélation du signal 10 CPICH pour chacun des retards ri à -rr à prendre en compte (selon un procédé ou des variantes similaires à ceux mis en oeuvre dans les moyens d'auto- corrélation 600).

Les moyens d'auto-corrélation 700 transmettent aux moyens de transformée de Fourrier 602, sur n sorties 601: - les r résultats d'autocorrélations effectuées correspondant aux retards -c à Tr; et - (n-r) valeurs nulles d'autocorrélations correspondant aux (n-r) retards non retenus.

chacune des n valeurs transmises étant associée à l'une des sorties 601.

Selon une variante, les moyens d'auto-corrélation 700 effectuent une estimation du canal en fonction du signal CPICH et plus précisément une autocorrélation du signal CPICH pour chacun des retards ri à -cm égaux ou proches des retards -r] à -rr. Selon cette variante, un retard est proche d'un retard -i, s'il diffère d'au plus P périodes chips Tc du retard -i considéré, P valant 25 préférentiellement 2 (mais pouvant prendre d'autres valeurs, par exemple 1 ou 3).

Ainsi, si le retard -i correspond à un écho identifié, une autocorrélation sera préférentiellement effectuée par les moyens 700 pour les retards ri-2Tc,viTc,vi,Ti+Tc et-i+2Tc. Plus la valeur de P est grande, plus fine sera l'estimation.

En revanche, plus la valeur de P est petite, plus la mise en oeuvre des moyens 30 d'autocorrélation 700 est simple.

Selon d'autres variantes, les retards pris en compte et obtenus, par exemple, par interpolation du signal CPICH sont des multiples non entiers du temps chip Tc.

La figure 8 illustre un protocole de communication entre la station de base 5 31 et le terminal 32 lors d'une communication mettant en oeuvre les canaux 310 à 312. Ce protocole comprend deux phases: une phase 80 d'établissement de communication comprenant essentiellement des échanges de données de signalisation et une phase 81 de communication mettant en oeuvre une transmission de données à haut débit utilisant un canal OFDM et un canal CPICH 10 pour l'estimation du canal de transmission.

Lors de la phase 80 d'établissement d'une communication, la station de base 31 émet un signal 800 sur le canal descendant SCH à destination des terminaux présents dans la cellule 30 et notamment du terminal 32. Ainsi, le terminal 32 est synchronisé sur le canal SCH de la station de base 31.

On note que ce signal SCH est émis régulièrement par la station de base 31 et que dès que la synchronisation du terminal 32 se dégrade au delà d'un certain seuil prédéterminé, il se synchronise à nouveau sur la station de base 31.

La station de base 31 émet également un signal 801 sur le canal BCH. Ce signal descendant indique au terminal 32 quel canal PCH il doit écouter. Ainsi, 20 après réception de ce signal, le terminal 32 se met en écoute du canal PCH indiqué par le signal 802.

Puis, la station de base 31 émet un signal à destination du terminal 32 sur le canal PCH indiqué par le signal 801, ce signal permettant de détecter un appel entrant.

Ensuite, en supposant que le terminal 32 désire initialiser une communication, il émet un signal 803 sur le canal RACH (de l'anglais " Random Access CHannel " qui est un canal commun correspondant à un service de couche haute d'accès au canal), ce signal 803 indiquant à la station de base 31 que le terminal 32 demande l'établissement d'une communication.

Puis, la station de base 31 émet un signal 804 d'allocation de canal de communication sur le canal FACH (de l'anglais " Fast Access CHannel " qui est également un canal commun correspondant à un service de couche haute) selon le premier mode de communication (à porteuse unique).

Les signaux correspondant au premier mode de communication sont compatibles avec les deux premières couches (physique et liaison) définies par la norme UMTS. Selon l'invention, au niveau 3, la station de base indique o, quand et comment écouter l'OFDM.

Puis, le terminal 32 se met en écoute du canal pilote 805 CPICH qui, selon 10 l'invention, permet notamment d'estimer le canal de transmission. Le canal pilote 805 CPICH est émis de manière continue par la station de base 31.

Ensuite, la communication s'établit entre le terminal 32 et la station de base 3 1.

Le mobile envoie une requête par l'intermédiaire du canal montant 15 PRACH 806 (canal physique correspondant au canal RACH) tout en écoutant le canal FACH 804, pour avoir la réponse du réseau, comme prévu par la norme UMTS FDD actuelle. Si le réseau décide que les informations à transmettre au mobile sont de taille importante, en particulier si le débit offert par le canal FACH ne suffit pas, la station de base 31 indique au terminal 32 par le biais du canal 20 FACH 804 correspondant au premier mode de communication d'écouter le canal OFDM associé pour la transmission des données.

Ainsi, selon l'invention, l'utilisation d'un canal commun, dit canal OFDM, utilisant une modulation OFDM est couplée avec les canaux communs RACH/FACH (c'est-à-dire le terminal émet une requête RACH et la station de 25 base répond avec une trame FACH qui indique au terminal 32 que la transmission de données entre la station de base 31 et le terminal 32 est effectuée selon un second mode de communication à porteuses multiples) sans changer les caractéristiques physiques de transmission du RACH (canal montant) et du FACH (canal descendant).

Le canal FACH transporte les informations de signalisation permettant au mobile d'écouter correctement le canal OFDM. Le FACH indique quand (c'estàdire à quel instant débute et se termine le bloc destiné au terminal), o (dans la bande de fréquence, la transmission n'utilise pas nécessairement toute la bande 5 fréquentielle disponible) et comment (format de codage, entrelacement, ...) écouter le canal OFDM pour recevoir le bloc de données concerné. Par défaut, la station de base utilise une modulation OFDM avec des caractéristiques (temps symboles, espacements entre les sous-porteuses et répartition des symboles de référence ou symboles pilotes) prédéterminées. Selon une variante, ces 10 caractéristiques seront optimisées dynamiquement par la station de base et adaptées en fonction des caractéristiques du canal de propagation.

Ainsi, la communication entre la station de base 31 et le terminal 32 bascule dans un second mode de communication (phase 81) qui utilise une modulation à porteuses multiples sans pilote, la transmission d'un canal pilote 15 CPICH à simple porteuse étant préférentiellement maintenue. Ainsi, la station de base 31 transmet des données sur le canal commun OFDM par l'intermédiaire des signaux successifs 810, 811 et suivants, le signal pilote CPICH à simple porteuse étant transmis par la station de base 31 de façon continue permettant au terminal 32 d'estimer correctement le canal de transmission.

Des acquittements de niveau 2 peuvent alors être envoyés par le terminal 32 sur le canal RACH.

En fin de communication, le terminal 32 et/ou la station de base 31 indiquent par l'intermédiaire du canal FACH que la communication se termine.

La figure 9 illustre des moyens d'égalisation 90 mis en oeuvre dans le 25 terminal 32 selon une variante de réalisation de l'invention particulièrement bien adaptée lorsque le canal de transmission est très bruité et/ou perturbé (par exemple par un fort effet de type Doppler ou un environnement à nombreux échos qui entraînent des évanouissements du signal, difficiles à traiter lorsque le signal OFDM ne possède pas de symbole pilote selon certains modes de réalisation de 30 l'invention).

Pour un tel canal, selon l'état de l'art, l'homme du métier insère dans le signal OFDM non seulement des symboles comprenant par exemple 10% de sousporteuses associées à des pilotes (tel que représenté en figure 1) mais également une séquence d'apprentissage qui ne comprend que des sousporteuses de type 5 pilote. Ces derniers symboles ne contenant pas de données représentent plusieurs pour cents (par exemple 10%) des symboles OFDM et diminuent corollairement la bande passante utilisable pour les données.

Selon la variante de l'invention illustrée en regard de la figure 9, un émetteur transmet un signal CPICH de manière continue et des données selon une 10 modulation OFDM vers un récepteur mettant en oeuvre les moyens d'égalisation 90. Selon cette variante, certains symboles OFDM comprennent des pilotes permettant d'effectuer une estimation de fréquence. Les moyens d'égalisation 90 effectuent d'une part une estimation de fréquence à partir du canal CPICH permettant de caler la fréquence de l'horloge de référence (horloge à 13 MHz 15 aussi appelée VTCXO et conforme notamment aux normes GSM et UMTS (en particulier la norme référencée TS 25.101) définies par le comité de normalisation 3GPP (ou " 3rd Generation Project Partnership ") du récepteur sur l'émetteur. En effet, l'horloge de référence du récepteur est différente de celle de l'émetteur. En outre, il y a des dérives dans la fréquence de cette horloge, dues généralement à un 20 effet Doppler ou à une dérive des horloges de référence (en général celles des terminaux mobiles). D'autre part, les moyens d'égalisation 90 démodulent le signal OFDM et l'égalisent en tenant compte de l'estimation de fréquence effectuée à partir du canal CPICH.

Les moyens d'égalisation 90 comprennent: - une entrée CPICH acceptant des signaux en bande de base modulés en simple porteuse et fournis par le DSP 518; - une entrée OFDM acceptant des signaux en bande de base modulés en porteuses multiples (de type OFDM) et fournis par le DSP 518.

L'entrée CPICH comprend notamment un signal de type CPICH permettant d'estimer la fréquence de référence.

Les moyens d'égalisation 90 comprennent, en outre: - des moyens d'estimation de fréquence 91 adaptés à estimer la 5 fréquence des correspondant aux signaux reçus à partir d'un signal pilote à porteusesimple; - un oscillateur 97; - un synthétiseur de fréquence 98 - des moyens d'estimation de canal 96; 10 - des moyens 93 de démodulation OFDM; et - une unité 95 d'égalisation OFDM. Les moyens 91 acceptent en entrée un signal de type CPICH en simple porteuse. Ils effectuent une démodulation non cohérente du signal CPICH comprenant notamment une autocorrélation du signal CPICH (" descrambling " 15 en anglais) fournissant une estimation temporelle des symboles du CPICH à partir desquelles est calculée la phase entre deux symboles successifs du signal CPICH (mettant en oeuvre notamment un récepteur rake, une somme pondérée et une intégration avec un filtre du premier ordre pour corriger les fluctuations trop fortes). Les moyens 91 permettent ainsi de fournir un signal permettant de piloter 20 l'asservissement de l'oscillateur 97 qui génère une horloge de référence à 13 MHz associée aux signaux reçus dans tout le récepteur.

Le synthétiseur 98 de fréquence génère une horloge numérique 92 CLK dérivée de l'horloge de référence et transmet cette horloge 92 aux différentes parties des moyens d'égalisation 90.

Selon la variante illustrée en figure 9, il n'est pas nécessaire que les symboles OFDM soient transmis de manière synchrone avec les symboles CPICH. Seules les fréquences de transmission des signaux OFDM et CPICH dérivent de la même horloge de référence (les porteuses RF n'étant pas nécessairement les mêmes).

On obtient ainsi une fréquence ou horloge de référence CLK 92 qui est utilisée pour l'égalisation OFDM et est fournie par les moyens 90 aux autres parties de l'émetteur/récepteur, notamment les moyens d'estimation de fréquence 91, les moyens 96 d'estimation de canal, les moyens 93 de démodulation OFDM 5 et l'unité 95 d'égalisation OFDM. On obtient ainsi un asservissement en boucle fermée.

Les moyens 93 démodulent le signal OFDM en entrée en utilisant l'horloge de référence 92 et fournissent des symboles OFDM démodulés à l'unité d'égalisation OFDM.

Les moyens 96 d'estimation de canal prennent en compte des symboles démodulés par les moyens 93 et l'horloge de référence 92 pour fournir des corrections en amplitude et en phase pour les moyens d'égalisation 95, déterminées à partir du signal OFDM.

L'unité d'égalisation 95 reçoit en parallèle l'horloge 92, une estimation de 15 canal et des symboles OFDM 94 démodulés, communiqués respectivement par les moyens 91, 96 et 93. L'unité 95 égalise les symboles OFDM à partir de l'horloge de référence 92 et en fonction d'une estimation temporelle du canal associée aux symboles OFDM puis fournit les données d'information correspondant aux symboles OFDM traités sur la sortie 55.

Dans le récepteur, les moyens d'égalisation 90 sont mis en oeuvre dans le module d'émission-réception 50: - soit à la place des moyens d'égalisation 519 illustrés précédemment pour cette mise en oeuvre relativement simple particulièrement bien adaptée à tout type de canal (fortement ou 25 peu bruité); ou - soit combinés avec les moyens 519.

Un récepteur combinant les moyens 90 et les moyens 519 est particulièrement bien adapté à une optimisation de la bande passante utile quelles que soient les perturbations du canal. Un tel récepteur et l'émetteur correspondant 30 mettent en oeuvre préférentiellement une gestion dynamique de basculement de traitement du signal OFDM avec ou sans pilotes: lorsque le canal est fortement bruité, le signal OFDM comprend des pilotes et le récepteur utilise le canal CPICH pour une estimation de la fréquence de référence et le canal OFDM pour une estimation temporelle du canal avec mise en oeuvre de moyens similaires aux 5 moyens 90; en revanche, lorsque le canal est peu bruité, l'émetteur émet un signal OFDM sans pilote et le récepteur mettant en oeuvre des moyens similaires aux moyens 519 estime le canal à partir du signal CPICH pour égaliser le signal OFDM. L'émetteur et/ou le récepteur comprennent alors des moyens pour identifier une bonne ou une mauvaise réception lorsque le signal OFDM ne 10 possède pas de pilote ou plus généralement des moyens pour identifier le mode de transmission le mieux adapté au canal en prenant éventuellement en compte une qualité de service requise (par exemple besoins en bande passante: la meilleure bande passante étant offerte lorsqu'il n'y a pas de pilote, le mode sans pilote sera favorisé lorsque le besoin en bande passante sera élevé). L'émetteur et le 15 récepteur s'accordent sur le mode de transmission via, par exemple, les canaux RACH et FACH d'une manière similaire à celle décrite précédemment en regard de la figure 8 et l'émetteur et le récepteur mettent en oeuvre des moyens permettant de traiter différents modes de communication (sans pilote OFDM ou avec plus ou moins de pilotes OFDM).

Par défaut, la station de base utilise préférentiellement une modulation OFDM sans pilote selon un premier mode de communication. Si la qualité de réception est insuffisante pour permettre au terminal 32 de démoduler et d'égaliser le signal OFDM avec une estimation de canal basée sur le canal CPICH, la station de base bascule dans un second mode de communication. Dans le second mode de 25 communication, certains symboles OFDM comprennent des pilotes permettant d'effectuer une estimation de fréquence et les moyens d'égalisation 90 effectuent d'une part une estimation de fréquence à partir du canal CPICH permettant de caler la fréquence de l'horloge de référence comme indiqué précédemment en regard de la figure 9. Bien entendu, si la qualité de réception s'améliore (grâce 30 notamment à une diminution du bruit ou une augmentation de la puissance du signal reçu permettant de réduire le rapport signal à bruit), la station de base bascule dans le premier mode de communication afin d'optimiser le débit utile.

Dans un réseau o une station de base (émetteur) communique avec plusieurs terminaux (récepteurs), deux cas peuvent être envisagés: - selon un premier cas, les communications sont multiplexées temporellement (par exemple selon un protocole TDMA de l'anglais " Time Division Multiple Access "); à un instant donné, un seul lien radio est actif et les données sont transmises selon une modulation OFDM dans le premier ou le second mode en fonction du récepteur 10 correspondant; - selon un second cas, les communications sont multiplexées fréquentiellement (par exemple selon un protocole FDMA de l'anglais " Frequency Division Multiple Access ") et, éventuellement, temporellement; plusieurs liens radio peuvent alors être actifs 15 simultanément; à un instant donné, les pilotes OFDM utilisant toute la bande de fréquence allouée selon le second mode, toutes les communications OFDM utilisent le même mode avec (second mode) ou sans pilote (premier mode); pour chaque intervalle de temps alloué à un ou plusieurs récepteurs, la station de base détermine le mode de 20 communication le plus approprié selon un critère quelconque (par exemple, la qualité de réception d'au moins n terminaux est insuffisante pour leur permettre de démoduler et d'égaliser le signal OFDM reçu avec une estimation de canal basée sur le canal CPICH; n est un paramètre de seuil, et vaut, par exemple, un ou toute autre valeur 25 prédéterminée ou mise à jour dynamiquement (en fonction du nombre de terminaux notamment)).

Par ailleurs, le réseau selon l'invention qui, en particulier, met en oeuvre le premier et le second modes (ou l'un des deux) est adapté à cohabiter avec un réseau qui ne met pas en oeuvre un canal de type CPICH et notamment avec une 30 station de base adaptée à communiquer dans un troisième mode o les symboles OFDM contiennent plus de pilotes (par exemple, selon le troisième mode de communication, on met en oeuvre une modulation connue de l'état de l'art o 90% des symboles OFDM comprennent 10% de sous-porteuses associées à des pilotes et, en outre, une séquence d'apprentissage ne comprenant des sous-porteuses de type pilote).

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation mentionnés ci-dessus.

En particulier, l'homme du métier pourra apporter toute variante dans la définition des modulations à simple porteuse ou à porteuses multiples utilisées. La 10 modulation à simple porteuse pourra notamment être de type à modulation de phase (par exemple de type PSK (ou " Phase Shift Keying "), GMSK (ou " Gaussian Minimum Shift Keying ")) ou d'amplitude (notamment de type FSK (ou Frequency Shift Keying), QAM (ou " Quadrature Amplitude Modulation ")) De même, l'homme du métier pourra apporter toute variante dans type de 15 modulation à porteuses multiples utilisée. Ainsi, la modulation pourra être par exemple de type OFDM telle que décrite notamment dans le brevet FR-98 04883 déposé le 10 avril 1998 par la société Wavecom ou une modulation de type IOTA définie dans le brevet FR95 05455 déposé le 2 mai 1995 et inclus ici par référence.

L'invention ne se limite pas aux réseaux UMTS ou 3G, mais s'étend aux communications entre un émetteur fixe ou mobile et récepteur fixe ou mobile, (correspondant par exemple à deux terminaux, à une station d'infrastructure de réseau et un terminal ou encore à deux stations d'infrastructure de réseaux) notamment lorsqu'une haute efficacité spectrale et/ou une économie de bande 25 passante sont souhaitées. Ainsi, les supports possibles de l'invention sont, par exemple, des systèmes de radiodiffusion numérique terrestre qu'il s'agisse d'image, de sons et/ou de données ou des systèmes de communication numérique vers des mobiles à haut débit (dans des réseaux mobiles, des réseaux locaux radio ou pour des transmissions vers ou en provenance de satellites) ou encore pour des 30 transmissions sous-marines utilisant un canal de transmission acoustique.

Les applications de l'invention sont variées et permettent notamment des services à haut débit de type internet (dans le cas de l'application de l'invention à UMTS, le débit faible du canal RACH, quoique beaucoup plus fort qu'en GSM couplé au débit très élevé du canal OFDM, correspond bien aux besoins de tels services).

Outre l'estimation du canal, l'invention permet une utilisation du canal à simple porteuse pour réaliser des traitements propres au canal OFDM, notamment: une synchronisation initiale et le suivi de la synchronisation en temps ou en fréquence, la mesure de la qualité du canal et de l'adaptation de la 10 modulation,...

Claims (24)

REVENDICATIONS

1. Procédé de transmission de données radio entre un émetteur (40, 31) et un récepteur (50, 32, 34, 33), mettant en oeuvre au moins un signal pilote à simple 5 porteuse (805, CPICH) et au moins un premier signal (810, 811) de transmission de données émises selon une modulation à porteuses multiples, caractérisé en ce que ledit procédé comprend une étape d'estimation (60) de la réponse du canal de transmission dudit premier signal de transmission de données émises selon une modulation à porteuses multiples, ladite estimation tenant 10 compte dudit signal pilote à simple porteuse.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bande de fréquence utilisée pour ledit signal pilote sur un canal de transmission englobe la bande de fréquence utilisée pour ledit premier signal de transmission.

3. Procédé selon l'une quelconque des revendication 1 et 2, caractérisé en ce 15 qu'il comprend une égalisation (66) desdites données émises selon une modulation à porteuses multiples, ladite égalisation tenant compte de ladite estimation de la réponse du canal de transmission dudit premier signal de transmission.

4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce 20 que ladite estimation prend en compte au moins une autocorrélation (600) effectuée sur ledit signal pilote.

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que chacune desdites autocorrélations est associée à un retard (-Il, -T2,..) correspondant à un trajet sur ledit canal de transmission.

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdites autocorrélations sont effectuées pour chacun des trajets entre ledit émetteur et ledit récepteur sur ledit canal de transmission et correspondant à des retards inférieurs à une borne maximale (-cn) déterminée.

7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend une 30 étape de sélection de trajets (-rl, .. -rr) entre ledit émetteur et ledit récepteur sur ledit canal de transmission et en ce que lesdites autocorrélations sont effectuées pour chacun des trajets sélectionnés lors de ladite étape de sélection.

8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de détermination d'une réponse fréquentielle tenant compte desdites autocorrélations.

9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de transformée de Fourrier (602) fournissant au moins un coefficient associé à chaque sous-porteuse d'un symbole dudit premier signal de transmission de données émises selon une modulation à porteuses multiples.

10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit signal pilote est du type à étalement de spectre (CDMA).

11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que ledit premier signal de transmission est du type OFDM.

12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en 15 ce que ledit premier signal de transmission est du type IOTA.

13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que, en outre, ledit émetteur transmet un second signal de transmission de données sur un canal à simple porteuse à destination dudit récepteur, ledit signal étant égalisé à partir d'une estimation de canal déterminée en fonction dudit signal 20 pilote.

14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que ledit émetteur et ledit récepteur appartiennent à un réseau de communication mobile.

15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que ledit émetteur 25 appartient à une station de base dudit réseau de communication mobile et ledit récepteur appartient à un terminal, ladite station de base émettant ledit signal pilote et ledit premier signal de transmission de données selon une modulation à porteuses multiples et à haut débit lorsque cela est nécessaire.

16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que ledit premier signal de transmission de données émises selon une modulation à porteuses multiples ne comprend pas de symbole pilote.

17. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce 5 qu'il comprend une étape de génération (98) d'une horloge de référence associée audit premier signal de transmission de données émises selon une modulation à porteuses multiples, ladite génération d'une horloge de référence tenant compte dudit signal pilote à simple porteuse, et ladite horloge de référence alimentant ladite estimation de la réponse du canal de transmission dudit premier signal de 10 transmission de données émises selon une modulation à porteuses multiples.

18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'il comprend une égalisation (95) desdites données émises selon une modulation à porteuses multiples, ledit premier signal de transmission de données émises selon une modulation à porteuses multiples comprenant des symboles pilotes et ladite 15 horloge de référence alimentant ladite égalisation.

19. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé en ce qu'il met en oeuvre au moins deux modes de transmission de données émises selon une modulation à porteuses multiples, ledit premier signal de transmission de données émises selon une modulation à porteuses multiples comprenant des 20 symboles pilotes selon un premier mode et ne comprenant pas de symbole pilote selon un second mode.

20. Procédé selon la revendication 19, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de basculement dudit premier mode audit second mode et viceversa en fonction de la qualité de réception dudit premier signal de transmission de données émises 25 selon une modulation à porteuses multiples.

21. Dispositif (50, 32, 33, 34)de réception de données radio mettant en oeuvre au moins un signal pilote à simple porteuse (805) et au moins un signal de transmission (810, 811) de données émises selon une modulation à porteuses multiples, caractérisé en ce que ledit dispositif comprend des moyens d'estimation (60) de la réponse du canal de transmission dudit signal de transmission de données émises selon une modulation à porteuses multiples, ladite estimation tenant compte dudit signal pilote à simple porteuse.

22. Dispositif (42, 31) d'émission de données radio mettant en oeuvre au moins un signal pilote à simple porteuse (805) et au moins un signal de transmission (810; 811) de données émises selon une modulation à porteuses multiples, caractérisé en ce que ledit dispositif comprend des moyens de modulation (42) 10 dudit signal de transmission sans pilote, ledit signal pilote étant destiné à permettre une estimation de la réponse du canal de transmission dudit signal de transmission de données émises selon une modulation à porteuses multiples, ladite estimation tenant compte dudit signal pilote à simple porteuse.

23. Signal de transmission de données radio comprenant au moins un canal 15 pilote à simple porteuse (311) et un canal de transmission de données à porteuses multiples (312), caractérisé en ce que ledit canal de transmission à porteuses multiples est sans pilote, ledit canal pilote à simple porteuse étant destiné à permettre une estimation (60) de la réponse du canal de transmission de données émises selon une modulation à porteuses multiples, ladite estimation tenant 20 compte dudit signal pilote à simple porteuse.

24. Système de télécommunication cellulaire du type mettant en oeuvre au moins un canal pilote à simple porteuse (311) et un canal de transmission de données à porteuses multiples (312), caractérisé en ce que ledit canal de transmission à porteuses multiples est sans pilote, ledit canal pilote à simple 25 porteuse étant destiné à permettre une estimation (60) de la réponse du canal de transmission de données émises selon une modulation à porteuses multiples, ladite estimation tenant compte dudit signal pilote à simple porteuse.