FR2879865A1 - Procedes et dispositifs de codage et decodage spatial, produit programme d'ordinateur et moyen de stockage correspondants - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de codage spatial de Q flux de symboles source, Q étant un entier supérieur ou égal à 2, en vue de leur transmission par un système de transmission OFDM, ledit procédé permettant d'obtenir une diversité de transmission, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :- pour chaque i<ème> flux de symboles source, avec i compris entre 1 et Q, i<ème> codage spatial du i<ème> flux de symboles source, ledit i<ème> codage spatial étant effectué sur ni symboles source à la fois, lesdits ni symboles source générant, via ledit i<ème> codage spatial, mi symboles codés, avec mi = ki . ni, où ki est un ordre du i<ème> codage spatial et est égal à la diversité de transmission du i<ème> flux, lesdits mi symboles codés étant répartis sur Li i<èmes> sous-flux, le i<ème> codage spatial étant représenté par une i<ème> matrice de codage Ai, la i<ème> matrice de codage spatial étant orthogonale à chacune des autres matrices de codage ;- combinaison de l'ensemble des sous-flux de symboles codés de manière à obtenir L sous-flux combinés de symboles codés, tel que L est égal au plus grand des nombres Li, avec i compris entre 1 et Q, lesdits L sous-flux combinés de symboles codés étant destinés à être transmis simultanément, chacun via un canal de transmission, via le système OFDM.

Description

Procédés et dispositifs de codage et décodage spatial, produit programme

d'ordinateur et moyen de stockage correspondants.

1. Domaine de l'invention Le domaine de l'invention est celui des communications numériques via un canal à trajet multiple.

Plus précisément, l'invention concerne une technique de codage spatial mise en oeuvre dans une transmission numérique.

2. Solutions de l'art antérieur Dans le domaine des communications numériques via un canal à trajets multiples, la diversité est fonction du nombre d'observations indépendantes obtenues pour la même information transmise. Traditionnellement, cette diversité est obtenue en mettant plusieurs capteurs suffisamment éloignés à la réception. De ce fait, si un des canaux de transmission s'évanouit, l'observation obtenue à travers un autre canal peut compenser cet évanouissement, la probabilité que tous les canaux de transmission s'évanouissent en même temps est plus faible que la probabilité d'un seul évanouissement.

Les premières méthodes de diversité consistaient à mettre plusieurs capteurs à la réception. La répartition de ces capteurs devait être faite de sorte que les observations obtenues soient indépendantes. Cette technique est difficilement envisageable dans le domaine des communications grand public car elle est assez onéreuse.

Une technique alternative a donc été proposée il y a quelques années. Elle remplace la diversité de réception par une diversité de transmission, en multipliant le nombre des émetteurs et en gardant un nombre plus restreint de récepteurs.

Comme illustré sur la figure 1, le premier système à diversité de transmission proposé utilisait deux antennes 11, 12 à la transmission et un seul récepteur 13. Cette technique est appelée communément codage spatio-temporel car il met en oeuvre aussi bien l'espace (plusieurs émetteurs dans l'espace) que le temps (la même information est envoyée à deux instants différents).

Dans la figure 1, deux symboles source So et Si ainsi que leurs conjugués So* et Si* sont transmis depuis les antennes 11, 12 vers le récepteur 13, via deux canaux de transmission h et g.

Si l'on se place dans une représentation matricielle, un vecteur reçu 5 comprenant des symboles reçus par le récepteur 13 peut s'écrire: yo h g so = H.S (1) _ g * h* s; -- y- où H est une matrice de canal représentant les canaux de transmission h et g, et S un vecteur comprenant le symbole So ainsi que le symbole conjugué du symbole Si.

Le décodage se fait en multipliant à droite le vecteur reçu par une matrice trans-conjuguée de la matrice de canal H, ce qui donne: (zo h' g yo zi g* h, y* zo h* g\ h g so z, g h/ g h s, (zo* (1hr +Ig z 0 so Zl (zo* hIz + Ig + gz z, Iz Iz h - Après décodage, chaque symbole est multiplié 0 Ihz+g2 s, IhI2 + lge2 qui reflète la diversité d'ordre deux du système de codage. En effet, puisque les deux canaux de transmission h et g sont indépendants, lorsque l'un des deux s'évanouit, par exemple lorsque h tend vers 0, il est très peu probable que l'autre canal g s'évanouisse, ainsi la détection des symboles émis reste possible dans une très grande majorité des cas.

Le codage spatio-temporel précité peut être mis en oeuvre dans un système de transmission mettant en oeuvre, par exemple, l'UMTS ou l'OFDM. Pour cela, comme illustré en figure 2, on utilise deux modulateurs en bande de base 24, 25 qui génèrent des symboles à transmettre L,o, L,, L,* et Lo*. Deux émetteurs 21, par le facteur de gain 22 sont utilisés, le premier émetteur 21 transmet les données non codés (Lo et L1) dans un premier canal h2 alors que le deuxième émetteur 22 transmet les symboles codés (L1* et -Lo*) dans un second canal g2.

Un récepteur 23 et un démodulateur 26 délivrent deux informations Io et I, 5 vérifiant les relations suivantes: lo=h2Lo+ g2L1*etI1=h2L1 g2Lo* L'inconvénient de cette mise en oeuvre du codage spatio-temporel dans un tel système de transmission est qu'il faut doubler la partie radio à l'émission (du fait de la nécessité de deux émetteurs) ce qui complique la transmission et la rend coûteuse.

L'intérêt de la modulation OFDM réside dans sa capacité à découper la bande fréquentielle totale en une multitude de sous-bandes (chacune étant située autour d'une sous-porteuse) et de transformer le canal global convolutif (multitrajet) en une pluralité de canaux multiplicatifs, chacun situé dans une sous-bande.

L'égalisation se fait dans chaque sous-bande par une division (ou multiplication par le conjugué) par le canal correspondant. De ce fait, deux sous-porteuses séparées d'un intervalle fréquentiel supérieur à la bande de cohérence du canal de transmission se comportent comme deux canaux indépendants. Donc, en termes de diversité, deux telles sousporteuses sont équivalentes à deux antennes d'émission dans un système de transmission utilisant une technique de diversité.

Ainsi, dans un système de transmission OFDM, la diversité peut être obtenue en transmettant le même symbole d'une façon directe et d'une façon codée, selon un schéma de codage bien défini, sur au moins deux sous-porteuses suffisamment éloignées pour être indépendantes. Deux grandes familles de codage peuvent être distinguées: le codage de diversité spatial temporel et le codage de diversité spatial fréquentiel.

La technique de codage spatial de diversité consiste à ranger les symboles à transmettre dans un vecteur et à multiplier ce vecteur par une matrice dite de précodage ou de rotation . On obtient ainsi un autre vecteur. Les éléments de ce deuxième vecteur sont alors transmis sur des sous-porteuses bien séparées en fréquence afin que la diversité puisse être exploitée. La diversité maximale obtenue correspond à la dimension du vecteur choisi. Cette technique nécessite un décodage conjoint de la totalité du vecteur reçu ce qui présente une complexité élevée. Par contre, ce schéma de codage a l'avantage de ne pas réduire le débit total du système.

La technique du codage spatial (codage spatio-temporel, codage spatiofréquentiel ou une combinaison des deux) se fait classiquement au moyen de deux émetteurs comme illustré par la figure 2. Cependant, afin d'exploiter l'avantage de l'OFDM, le codage spatial peut être mis en oeuvre dans un système de transmission OFDM ne comprenant qu'un seul émetteur (tel que celui de la figure 3A décrite ci-après).

Dans ce cas, par exemple, un premier sous-flux de symboles non codés est envoyé sur un premier ensemble de sous-porteuses (associé à un premier canal de transmission h3) et un second sous-flux de symboles codés est envoyé sur un second ensemble de sous-porteuses (associé à un second canal de transmission g3) suffisamment éloigné du premier en fréquence. En d'autre terme, ceci revient à assimiler le couple d'ensembles de sous-porteuses au couple d'émetteurs 21, 22 de la figure 2 afin d'obtenir la diversité désirée. Le décodage se fait à la réception.

Afin de garantir que les deux ensembles de sous-porteuses sont suffisamment séparés, on peut mettre en oeuvre, par exemple, la méthode suivante, illustrée par la figure 3A. Chaque symbole OFDM 31, 32, émis sur N sous-porteuses, est découpé en deux parties de:longueur égale (N/2). Les deux parties du symbole OFDM constituent chacune un symbole non codé (So, S,) au sens précité, et elles sont donc envoyées successivement sur la première moitié des sous-porteuses. Les symboles codés sl* et so* sont quant à eux répartis sur la deuxième moitié des sous-porteuses.

Les figures 4A et 4B illustrent deux modes de réalisation du codage spatial de la figure 3A, le premier correspondant à un codage spatio-temporel sur deux symboles OFDM 301, 302 (figure 4A) et le second à un codage spatio-fréquentiel 30 sur un symbole OFDM 303 (figure 4B).

Dans le codage spatio-temporel de la figure 4A, deux symboles s10 et s compris dans un sous-flux 304 sont envoyés sur une sous-porteuse 311 d'une première moitié 310 des sous-porteuses OFDM, s10 étant rangé dans un premier symbole OFDM 302 et s étant rangé clans un second symbole OFDM 301 (consécutif au premier symbole OFDM 302). Les deux symboles codés correspondants s10* et s11*, compris dans un autre sous- flux 305, sont envoyés sur une sous-porteuse 321 d'une seconde moitié 320 des sous-porteuses OFDM, s11* étant rangé dans le premier symbole OFDM 302 et s10* étant rangé dans le second symbole OFDM 301.

Dans le codage spatio-fréquenciel de la figure 4B, deux symboles s20 et s21 compris dans un sous-flux 306 sont rangés dans un premier symbole OFDM 303, s20 étant envoyé sur une sous-porteuse 332 et s21 sur une autre sous-porteuse 331, les sous-porteuses 331 et 332 appartenant à une première moitié 330 des sous-porteuses OFDM. Les deux symboles codés correspondants s2o* et s21*, compris dans un autre sous-flux 307, sont rangés dans le symbole OFDM 303, -s20* étant envoyé sur une sous-porteuse 342 et s21* sur une sous-porteuse 341, les sous-porteuses 341 et 342 appartenant à une seconde moitié 340 des sous-porteuses OFDM.

Ainsi, dans le cas du codage spatio-temporel (figure 4A) comme dans celui du décodage spatio-fréquentiel (figure 4B), un symbole et le symbole codé correspondant sont sensiblement séparés par la moitié des sous-porteuses (la moitié de la bande fréquentielle totale). Ceci garantit un espacement suffisant entre les deux symboles, et donc deux canaux de propagation h3 et g3 décorrélés et indépendants.

Un inconvénient majeur de la technique actuelle précitée est qu'en n'utilisant qu'un seul émetteur (selon le schéma de codage précité), le débit total est divisé par l'ordre de diversité recherché (ici = 2) par rapport au cas, illustré par la figure 3B, où l'on ne met pas en oeuvre de codage. En effet, au lieu d'envoyer les deux symboles s0, s1 non codés sur un seul symbole OFDM 33 (cf. figure 3B) : dans le cas du codage spatio-temporel, on n'utilise pas plus de sous- porteuse mais on utilise deux fois plus de temps-symbole OFDM, puisqu'on envoie les deux symboles so, s, ainsi que leurs symboles codés correspondants s1* et so* sur deux symboles OFDM 301, 302 (cf. figure 4A) ; dans le cas du codage spatiofréquentiel, on n'utilise pas plus de temps 5 symbole OFDM mais on utilise deux fois plus de sous-porteuses.

3. Objectifs de l'invention L'invention a notamment pour objectif de pallier cet inconvénient majeur de l'art antérieur.

Plus précisément, un objectif de l'invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, est de fournir une technique de codage spatial pour un système de transmission OFDM qui permette à la fois d'obtenir de la diversité et de conserver le débit initial du système.

Un autre objectif de l'invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, est de mettre en oeuvre une telle technique qui ne nécessite pas de 15 modification du système de transmission OFDM.

L'invention, dans au moins un de ses modes de réalisation, a encore pour objectif de fournir un tel codage qui soit simple à mettre en oeuvre et pour un faible coût.

4. Caractéristiques essentielles de l'invention Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints à l'aide d'un procédé de codage spatial de Q flux de symboles source, Q étant un entier supérieur ou égal à 2, en vue de leur transmission par un système de transmission OFDM, ledit procédé permettant d'obtenir une diversité de transmission, ledit procédé comprenant les étapes suivantes: - pour chaque ième flux de symboles source, avec i compris entre 1 et Q, ième codage spatial du ième flux de symboles source, ledit ième codage spatial étant effectué sur n; symboles source à la fois, lesdits ni symboles source générant, via ledit ième codage spatial, m; symboles codés, avec m; = k1. n1, où k1 est un ordre du ième codage spatial et est égal à la diversité de transmission du ième flux, lesdits m, symboles codés étant répartis sur L1 lèmes sous-flux, le ième codage spatial étant représenté par une ième matrice de codage A;, la ième matrice de codage spatial étant orthogonale à chacune des autres matrices de codage; - combinaison de l'ensemble des sous-flux de symboles codés de manière à obtenir L sous- flux combinés de symboles codés, tel que L est égal au plus grand des nombres L;, avec i compris entre 1 et Q, lesdits L sous-flux combinés de symboles codés étant destinés à être transmis simultanément, chacun via un canal de transmission, via le système OFDM.

Le principe général de l'invention repose sur la combinaison de deux codes spatiaux orthogonaux qui profitent chacun de la diversité du canal, de manière à garder inchangé le débit du système de transmission OFDM.

Ainsi, selon le codage spatial de l'invention, lorsque l'ordre du codage est par exemple deux, on transmet deux fois plus de symboles issus du système du codage spatial que les techniques de codage spatial de l'art antérieur et on obtient ainsi un débit identique à celui d'un système de transmission sans codage spatial.

Selon un premier mode de mise en oeuvre avantageux de l'invention, chacun desdits sous-flux combinés est transmis sur une même sous-porteuse OFDM et sur p symboles OFDM successifs, p étant un entier supérieur ou égal à 2.

Selon un second mode de mise en oeuvre avantageux de l'invention, chacun desdits sous-flux combinés est transmis sur un même symbole OFDM et sur k sous-porteuses OFDM voisines, k étant un entier supérieur ou égal à 2.

Selon un troisième mode de mise en oeuvre avantageux de l'invention, chacun desdits sous-flux combinés est transmis sur un ensemble de k sousporteuses OFDM voisines et sur p symboles OFDM successifs, k et p étant des entiers supérieurs ou égaux à 2.

Avantageusement, la combinaison de l'ensemble des sous-flux est telle qu'un vecteur reçu y, correspondant à un signal reçu, après transmission via le système OFDM, et échantillonné au rythme symbole, vérifie l'équation: y= H(Al.si +A2.S2+A3.S3+...+AQ.SQ) =H /Aisi, où H est une matrice de canal i=l représentant les canaux de transmission et chacun des s;, avec i compris entre 1 et Q, est un ième vecteur source comprenant les symboles source du ième flux.

Préférentiellement, pour chaque ième et jème flux de symboles source, avec i et j compris entre 1 et Q, k; = k.

Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, pour chaque ième et jème flux de symboles source, avec i et j compris entre 1 et Q, ni = ni.

Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, pour chaque ième et jème flux de symboles source, avec i et j compris entre 1 et Q, L; = L. = L. Avantageusement, le nombre L de sous-flux combinés de symboles codés est une puissance de deux.

Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, au moins une ième matrice de codage spatial A;, avec i compris entre 1 et Q, est obtenue à partir de la matrice d'Hadamard de dimension L. Selon une première réalisation préférentielle de l'invention, ledit système de transmission OFDM comprenant L = 2 sous-flux combinés transmis via deux canaux de transmission distincts et ledit nombre Q de flux de symboles source étant égal à deux, la matrice de canal H peut s'écrire: /h 0 0 0 _ 0 g 0 0 H 0 0 h 0 \0 0 Og / Avantageusement, les première et seconde matrices de codage spatial A, et A2 appartiennent au groupe comprenant les matrices suivantes: /1 0\ /1 0\ /1 0\ /-1 0\ -1 0\ 0 1 0 -1 0 1 0 -1 0 1 0 1' 0 1' 0 -1' 0 1' 0 -1 -1 0/ \1 0/ \1 0/ \-1 0/ -1 0 Selon un mode de mise en oeuvre]préférentiel de l'invention, chacun des sous-flux combinés comprend deux symboles codés et l'ensemble des symboles codés appartenant à un même sous-flux est transmis sur une même sous-porteuse et sur deux symboles OFDM successifs.

Selon une seconde réalisation préférentielle de l'invention, ledit système de transmission OFDM transmettant L = 4 sous-flux combinés, via quatre canaux de transmission distincts, ledit nombre Q de flux de symboles source étant égal à 2 ou 3 ou 4, chacun des sous-flux combinés comprend deux symboles codés, et chaque ième matrice de codage spatial A; (4), avec i compris entre 1 et Q, est D1(2) D3(2) obtenue au moyen de la relation suivante: A;(4) = (D2(2) _D4(2) où D1(2), D2(2) D3(2) et D4(2) sont des matrices appartenant au groupe de matrices suivant: /1 0\ /1 0\ /1 0\ i 1 0' i 1 0" 0 1 0 -1 0 1 0 -1 0 1 0 1' 0 1 0 -1' 0 1' 0 -1 -1 0 1 0/ \1 0/ \ 1 0/ \ 1 0/ Selon une troisième réalisation préférentielle de l'invention, ledit système de transmission OFDM transmettant L = 2k+', avec k entier supérieur ou égal à 1, sous-flux combinés, via 2k+1 canaux de transmission distincts, chaque ième matrice de codage spatial A;(2k+'), avec i compris entre 1 et Q, est obtenue récursivement A1(2k) A3(2k) \A2(2k) -A4(2k) A3(2k) et A4(2k) sont des matrices de codage de calcul de la ième matrice de codage spatial A;(2k+) appartenant au groupe comprenant des matrices de codage d'un système de transmission OFDM comprenant L = 2k sous-flux combinés, lesdites matrices de codages A1(2k), A2(2k), A3(2k) et A4(2k) étant exclues du groupe comprenant des matrices de codage d'un système de transmission OFDM comprenant L = 2k sous-flux combinés pour un calcul d'une jème matrice de codage spatial Aj(2k+'), avec j compris entre 1 et Q et j i.

L'invention concerne également un procédé de décodage spatial d'un ensemble de symboles reçus pouvant être représenté sous la forme d'un vecteur de symboles reçu y vérifiant: au moyen de la relation suivante: A1(2k+i) _ où A1(2k), A2(2k),

Q

y= H(Al.sl +A2.s2+A3.s3+...+AQ.sQ)=HAisi i=1 où Q est un nombre de flux de symboles source, Q étant un entier supérieur ou égal à 2; - si, avec i compris entre 1 et Q, est un ième vecteur source comprenant des symboles source que l'on cherche à retrouver, les symboles source du ème vecteur source étant compris dans un ième flux de symboles source; - Ai, avec i compris entre 1 et Q, est une lème matrice de codage spatial représentant un ième codage spatial appliqué aux symboles source du ème vecteur source; - H est une matrice de canal représentant des canaux de transmission d'un système de transmission; ledit procédé de décodage comprenant, pour chaque ième vecteur source s; de symboles source, avec i compris entre 1 et Q, une étape d'obtention d'une 15 estimation du ième vecteur source estimé noté et vérifiant:

Q

si = A;T.H*y T. où : - A T, avec i compris entre 1 et Q, est une ième matrice transposée de la ième matrice de codage spatial A; ; - H* est une matrice conjuguée de la matrice de canal H; - Ti, avec i compris entre 1 et Q, est un ième terme d'interférence entre le ème vecteur source et chaque jème vecteur source, avec j compris entre 1 et Q et j i.

Avantageusement, ledit nombre Q de flux de symboles source étant égal à 25 2 et le système de transmission faisant intervenir deux canaux de transmission h et g, lesdits premier et second termes d'interférence Ti et T2 sont tels que: 2 ( Tl = /I hI2 _IgI2 A2T.H.J.y et là = Ihl _Igl2 A1T.H.J.y 2hg 2hg où g* est un conjugué du canal de transmission g, et Q est une matrice d'élimination qui est carrée et qui ne comprend que des 0 excepté sur la diagonale 5 sud-ouest-nord-est où elle comprend des 1.

Préférentiellement, l'étape d'obtention d'une estimation des vecteurs source est réalisée au moyen d'un algorithme itératif en parallèle ou en série comprenant une pluralité d'itérations, chacune des itérations comprenant, pour chaque ième vecteur source s;, avec i compris entre 1 et Q, une étape d'obtention d'une estimation du ième vecteur source et une étape d'estimation d'une interférence liée au ième vecteur source faisant intervenir le ième vecteur source estimé et la ième matrice de codage.

L'invention concerne également un produit programme d'ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l'exécution des étapes du procédé de codage spatial tel que décrit précédemment, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur.

L'invention concerne également un produit programme d'ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l'exécution des étapes du procédé de décodage spatial tel que décrit précédemment, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur.

L'invention concerne également un moyen de stockage d'informations, éventuellement totalement ou partiellement amovible, lisible par un système informatique, comprenant des instructions pour un programme informatique adaptées à mettre en oeuvre le procédé de codage spatial tel que décrit précédemment, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur.

L'invention concerne également un moyen de stockage d'informations, éventuellement totalement ou partiellement amovible, lisible par un système informatique, comprenant des instructions pour un programme informatique adaptées à mettre en oeuvre le procédé de décodage spatial tel que décrit précédemment, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur.

L'invention concerne également un dispositif de codage spatial de Q flux de symboles source, Q étant un entier supérieur ou égal à 2, en vue de leur transmission par un système de transmission OFDM, ledit dispositif permettant d'obtenir une diversité de transmission, ledit dispositif comprenant: pour chaque Me flux de symboles source, avec i compris entre 1 et Q, des moyens de mise en uvre d'un ième codage spatial du ième flux de symboles source, ledit ième codage spatial étant effectué sur n, symboles source à la fois, lesdits ni symboles source générant, via ledit ième codage spatial, m, symboles codés, avec m; = k; . ni, où k; est un ordre du ième codage spatial et est égal à la diversité de transmission du lème flux, lesdits m; symboles codés étant répartis sur L; ièmes sous-flux, le en' codage spatial étant représenté par une ième matrice de codage Ai, la ième matrice de codage spatial étant orthogonale à chacune des autres matrices de codage; - des moyens de combinaison de l'ensemble des sous-flux de symboles codés de manière à obtenir L sous-flux combinés de symboles codés, tel que L est égal au plus grand des nombres Li, avec i compris entre 1 et Q, lesdits L sous- flux combinés de symboles codés étant destinés à être transmis simultanément, chacun via un canal de transmission, via le système OFDM.

L'invention concerne également un dispositif décodage spatial d'un ensemble de symboles reçus pouvant être représenté sous la forme d'un vecteur de symboles reçu y vérifiant: y= H(Al.si +A2.s2 +A3.s3 +...+AQ. sQ) = HAisi i=1 où - Q est un nombre de flux de symboles source, Q étant un entier supérieur ou égal à 2; - si, avec i compris entre 1 et Q, est un ième vecteur source comprenant des symboles source que l'on cherche à retrouver, les symboles source du ième 2879865 13 vecteur source étant compris dans un ième flux de symboles source; - Ai, avec i compris entre 1 et Q, est une lème matrice de codage spatial représentant un ième codage spatial appliqué aux symboles source du ème vecteur source; - H est une matrice de canal représentant des canaux de transmission d'un système de transmission; ledit dispositif de décodage comprenant, pour chaque ième vecteur source si de symboles source, avec i compris entre 1 et Q, des moyens d'obtention d'une estimation du ième vecteur source estimé noté 'si et vérifiant:

Q

AiT.H*y-Ti où: - AT, avec i compris entre 1 et Q, est une ième matrice transposée de la ème matrice de codage spatial Ai; - H* est une matrice conjuguée de la matrice de canal H; - Ti, avec i compris entre 1 et Q, est un ième terme d'interférence entre le ème vecteur source et chaque jème vecteur source, avec j compris entre 1 et Q et j i.

5. Liste des figures 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 schéma du premier système à diversité de transmission proposé selon l'art antérieur, mettant en oeuvre un codage 25 spatio-temporel; la figure 2 illustre la mise en oeuvre du codage spatio-temporel de l'art antérieur illustré par la figure 1 dans un système de transmission; si = - les figures 3A et 3B illustrent deux systèmes de transmission OFDM à émetteur unique selon l'art antérieur, le premier mettant en oeuvre un codage spatial (figure 3A) et le second ne mettant pas en oeuvre de codage spatial (figure 3B) ; - les figures 4A et 4B présentent deux modes de réalisation du codage spatial selon l'art antérieur pour le système de transmission OFDM de la figure 3A, le premier correspondant à un codage spatio-temporel (figure 4A) et le second à un codage spatio-fréquentiel (figure 4B) ; la figure 5 présente un système de transmission OFDM mettant en oeuvre une technique de codage spatio-temporel, sur deux symboles OFDM et deux sous-porteuses associées à deux canaux de transmission, selon l'art antérieur; la figure 6 présente un système de transmission OFDM mettant en oeuvre une technique de codage spatio-temporel, sur deux symboles OFDM et deux sous-porteuses associées à deux canaux de transmission, selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention; les figures 7A et 7B illustrent chacune une étape d'itération comprise dans un mode de réalisation particulier du procédé de décodage spatial selon l'invention, du type itératif en série (figure 7A) et en parallèle (figure 7B) ; - les figures 8A à 8C présentent chacune deux courbes de l'évolution simulée du TEB (pour taux d'erreur binaire ) en fonction du rapport Eb/No (l'une avec et l'autre sans la mise en oeuvre du codage spatio-temporel de la figure 6), chaque figure correspondant à un canal de propagation distinct.

6. Description d'un mode de réalisation de l'invention Dans la suite de la description, on notera A, la matrice A, précitée, B, la matrice A2 précitée ainsi que s le premier vecteur source s, et x le second vecteur source s2 par soucis de simplification.

On a vu en relation avec la figure 1, qu'avec la technique classique de 30 codage spatio-temporel appliquée à un système comprenant deux émetteurs et un récepteur, chaque symbole reçu contient la somme des deux symboles transmis, chacun pondéré par son canal respectif, ce qui donne deux équations à deux inconnues (voir relation (1) ci-dessus), en supposant connus les canaux de transmission.

On présente maintenant, en relation avec la figure 5, un système de transmission OFDM 40 comprenant un modulateur 44, deux canaux de transmission h4 et g4 et un démodulateur 46, et mettant en oeuvre une technique de codage spatio-temporel sur deux symboles OFDM et deux sousporteuses. Chaque sous-porteuse est associée à un canal de transmission (tel qu'illustré par la figure 4A) dans le cadre de la transmission d'un premier flux comprenant notamment un couple de symboles source s4o et 541.

Mathématiquement, le vecteur reçu après démodulation y4 peut s'écrire: /Y40 /h4. 0 0 0 /s Y4 = Y41 = 0 g4* 0 0 s40 Y42 0 0 h4 0 s42 * \-s43, 0'43/ \ 0 0 0 g4 /h4 0 0 0 vil 0 _ 0 g4* 0 0 01 p1 (s4s41 Y4 0 0 h4 0 0 1 J * -1 0 \0 0 0g41 où H4 = Y4 = H4.A.S4 h4 0 0 0 0 g4* 0 0 0 0 h4 0,A= 0 0 0 g4, s40 S4 = (S41 ' S43 = S40, S42 = s41 et où H4 est une matrice de canal représentant les canaux de transmission h4 et g4, A est une première matrice de codage spatial représentant le codage spatial appliqué sur les symboles source s40 et s41, s4 est un vecteur source comprenant les symboles source s40 et s44.

Ainsi, dans le cadre d'un système de transmission OFDM tel que le système40, un symbole reçu après démodulation (par exemple, le symbole y40) contient la contribution d'un seul symbole transmis pondéré par le canal de transmission (par exemple h4.s40) et ceci est valable qu'il y aie ou non codage spatial temporel appliqué à l'émission.

Donc, pour la transmission des deux symboles source ainsi que des deux symboles codés correspondants (s40, 541, S41*, -s40*), on a quatre observations distinctes, donc un système à quatre équations et deux inconnus (s4o, s41). L'invention, selon un mode de réalisation préférentiel propose donc de coder un second flux de deux symboles source (x41), x4L) à transmettre et de l'ajouter au premier flux avant transmission. Et ceci à deux conditions: les codes spatiaux doivent rester orthogonaux; le décodage doit rester simple et profiter de la diversité du canal.

Ainsi, avant de transmettre le deuxième couple de symboles (x40, x41), on 10 met en oeuvre une seconde matrice de codage spatial B qui doit être orthogonale à la première matrice de codage A (correspondant au premier flux de symboles source s40 et S41).

En conséquence, l'une des matrice suivantes peut constituer une seconde matrice de codage B: i1 0 \ 0 \ -1 01 -1 0 0 -1 0 1 0 -1 0 1 0 1 ou 0 -1 ou 0 1 ou 0 -1 \1 0) \1 01 -1 0 -1 0/ 0) 0 1 Par exemple, on choisit B = 0 -1, la première matrice de codage A est \1 0) bien orthogonale à la seconde matrice de codage B. La figure 6 présente un système de transmission OFDM 50 comprenant un modulateur, deux canaux de transmission h5 et g5 et un démodulateur, et mettant en oeuvre un codage spatio-temporel (sur deux symboles OFDM et sur deux sous-porteuses), selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, au moyen des première et seconde matrices de codage A et B, sur quatre symboles source s5o, s51, x5o et x51 avant de les transmettre.

La première matrice de codage spatial A est appliquée sur un premier flux 25 de deux symboles source (s5o, s51) et la seconde matrice de codage spatial B est appliquée sur un second flux de symboles source (x5o, x51).

Des symboles reçus après démodulation y50, Y51, Y52, Y53 peuvent s'écrire Y50 = h5.(S50 + x50), Y51 = g5É(s51* - x51*), Y52 = h5É(s51 + x51) et Y53 = g5.(-s50* + x50*).

Ainsi, un vecteur reçu y5 comprenant les symboles reçus y5o, y51, y52, y53 peut s'écrire: y5 = H5.(A.s5 + B.x5) /h5 0* 0 0 0 g5* 0 0 0 0 h5 0* 0 0 0 g5 où H5 est une matrice de canal représentant les canaux de transmission h5 et g5, s5 est un premier vecteur source comprenant les symboles source s5o et s51 et x5 est un second vecteur source comprenant les symboles source x5o et x51.

En conséquence, grâce au codage spatial temporel, selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, mis en oeuvre dans le système de transmission OFDM illustré par la figure 6, on obtient une diversité d'ordre deux pour les quatre symboles source s5o, s51, x5o, x51 transmis.

On détaille ci-après un procédé d'obtention des première et seconde matrices de codage spatial A, B qui met en oeuvre la matrice d'Hadamard de dimension deux H2. Cette dernière s'écrit: où H5 = S50 x50 's5= (S51) ,x5= (x51 et H2 1 -11 1 Pour ce faire, la première matrice de codage spatial A est obtenue: - en insérant deux zéros entre les deux premiers éléments de la première colonne de la matrice d'Hadamard H2; et - en plaçant deux zéros comme premier et dernier élément de la deuxième 20 colonne de la matrice d'Hadamard H2.

On obtient ainsi la première matrice de codage spatial A qui vérifie: 1 0\ 0 1 A 0 1 \ 1 0) Afin de satisfaire le critère d'orthogonalité, les colonnes de la seconde matrice de codage spatial B doivent être orthogonales entre elles et orthogonales à 25 chacune des colonnes de la première matrice de codage spatial A. Ceci peut être obtenu facilement en reprenant la matrice d'Hadamard à deux dimensions H2 et en inversant le procédé appliqué pour obtenir la première matrice de codage spatial A. Pour ce faire: on insère deux zéros comme premier et dernier élément de la première 5 colonne de la matrice d'Hadamard H2; on insère deux zéros entre les deux premiers éléments de la deuxième colonne de la matrice d'Hadamard; et on permute les première et seconde colonnes de la matrice ainsi obtenue.

On obtient la seconde matrice de codage spatial B qui vérifie: /1 0\ 0 1 0 -1 \1 0 Beaucoup d'autres matrices peuvent jouer le rôle des première et seconde matrice de codage. Il faut cependant qu'elles soient orthogonales à la première matrice de codage, qu'elles permettent d'obtenir de la diversité et qu'elles permettent un décodage facile des symboles transmis.

Dans l'exemple illustré par la figure 6, un mode de réalisation préférentiel de la technique de codage spatial temporel selon l'invention est mis en oeuvre sur deux symboles OFDM et sur deux sous-porteuses, chacune associée à un canal de transmission h5, g5.

Bien entendu, d'autres techniques de codage spatio-temporel selon d'autres modes de réalisation de l'invention peuvent être mises en oeuvre sur d'autres nombres de symboles OFDM, et sur d'autres nombres de sousporteuses, chacune associée à un canal de transmission d'un système OFDM.

On a considéré ci-dessus, à titre d'exemple, uniquement le cas de la mise en oeuvre d'une technique de codage spatio-temporel selon l'invention. Cependant l'invention s'applique également à toute technique de codage spatial. En effet, au lieu d'appliquer le codage spatial sur les symboles OFDM temporellement adjacents (c'est-à-dire sur la même sous- porteuse) comme dans le codage spatio- temporel, il peut être fait sur les symboles fréquentiellement adjacents (le même symbole OFDM) dans le cadre d'un codage spatial fréquenciel.

Par exemple, l'Homme du Métier peut aisément adapter la mise en oeuvre du codage spatio-temporel de la figure 6 à la mise en oeuvre codage spatiofréquentiel, selon un autre mode de réalisation de l'invention, sur un symbole OFDM et sur quatre sous-porteuses associées aux canaux h3 et g3 (deux sous-porteuses associées à h3 et les deux autres à g3).

L'invention s'applique également à tout codage spatial à la fois temporel et fréquentiel (codage sur plusieurs symboles OFDM et sur un nombre de sous- porteuses supérieur au nombre de canaux de transmission, à condition que chaque sous-flux soit transmis sur des sous-porteuses dont les canaux de transmission correspondants sont les plus semblables possibles).

La technique de construction des première et seconde matrices de codage spatial précitée peut être mise en oeuvre pour tout codage spatial dont l'ordre est un multiple de deux. L'ordre d'un codage est l'ordre de la diversité du codage qui est égal au nombre de canaux de transmission du système de transmission OFDM dans lequel est mis en oeuvre le codage.

Par exemple, afin de mettre en oeuvre une technique de codage spatial (d'ordre 4) de huit symboles source, selon un mode de mise en oeuvre de 20 l'invention, sur: - un symbole OFDM et sur huit sous- porteuses (codage spatio-fréquentiel) destinée à la transmission, par un système OFDM à quatre canaux de transmission; ou deux symboles OFDM et sur quatre sous-porteuses (codage spatio-25 temporel) destinée à la transmission, par un système OFDM à quatre canaux de transmission; on a besoin de matrices de codage de dimensions (8,4). Afin d'obtenir ces matrices de codage de dimensions (8,4), on peut généraliser le procédé précité d'obtention des première A et seconde B matrices de codage.

Les matrices d'Hadamard de dimension N sont connues lorsque N est une puissance de 2. Les matrices d'Hadamard de dimensions supérieures à deux sont obtenues à partir de la matrice d'Hadamard de dimension deux H2 en appliquant la méthode récursive suivante: l l H(,k+11 - H k) H(2k / + ll H k) -H(2k)) où k est un entier naturel non nul, H(2k+1) est la matrice d'Hadamard de dimension 2k+1 et H(2k) est la matrice d'Hadamard de dimension 2k.

Par exemple, pour obtenir des première A2 et seconde B2 matrices de codage spatial de dimensions (8,4), on peut partir de la matrice d'Hadamard de dimension 4 et appliquer le procédé d'obtention précité (mis en oeuvre pour obtenir les première et seconde matrice de codage A et B) sur chaque quart de la matrice qui est obtenue à partir de la matrice d'Hadamard de dimension deux H2.

La matrice d'Hadamard de dimension 4 est donnée par l'expression: /1 1 1 1 1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 -1 1 On peut, grâce à cette matrice d'Hadamard de dimension 4, obtenir les première A2 et seconde B2 matrices de codage de dimension (8,4) qui vérifient: /1 0 1 0 \ /0 1 0 1 0 1 0 -1 1 0 1 0 0 -1 0 -1 1 0 1 0 1 0 1 0 0-1 0 -1 A2 1 0 -1 0' B2 0 1 0 -1 0 1 0 -1 1 0 -1 0 0 -1 0 1 1 0 -1 0 \1 0 -1 0, \0 -1 0 1 L'intérêt majeur des techniques de codage spatial selon l'invention réside dans leur capacité d'exploiter la diversité tout en permettant un décodage de 20 complexité réduite.

On présente ci-après des techniques de décodage spatial appliquées aux symboles reçus rangés dans le vecteur reçu y5 provenant de la transmission des symboles source rangés dans les premier et second vecteurs source s5 et x5 (ayant préalablement subi le codage spatial temporel selon l'invention mis en oeuvre au H4 moyen des première et seconde matrices de codage A, B) dans le système de transmission de la figure 6.

On rappelle que le vecteur reçu y5 peut s'écrire: y5 = H5.(A.s5 + B.x5).

Une technique classique de décodage spatial mise en oeuvre dans une phase d'égalisation et est appelée forçage à zero (ou Zero Forcing ). Il s'agit de multiplier le vecteur reçu y5 par une matrice (H5)-' inverse de la matrice de canal H5, qui est donnée par l'expression: -- 0 0 0 h5 0 * 0 0 g5 0 0 1 0 ( H5)-1 = 0 0 h5 0 S5 On a ainsi la relation suivante: H5.(H5)-'=I, où I est la matrice identité de 10 dimension 4. On obtient ainsi les relations suivantes: (H5)-1Y5 = (H5)-1H5(A.s5 +B.x5) z1 = (A s5 +B.x5) où zl est un premier vecteur intermédiaire.

Pour retrouver les premier et second vecteurs source s5 et x5, il suffit alors de multiplier le premier vecteur intermédiaire z, par une première matrice transposée AT de la première matrice de codage A pour obtenir le premier vecteur source s5 et par une seconde matrice transposée BT de la seconde matrice de codage B pour obtenir le second vecteur source x5 car les première et seconde matrices de codage A, B sont orthonormales par construction. On obtient les expressions suivantes: s5 = AT (A.s5 +B.x5) = 2I.s5 = s5 x5 = BT (A.s5 +B.x5) = 21.x5 = x5 Cependant, cette méthode de forçage à zéro ne permet pas de bénéficier de la diversité. On retrouve alors les performances du système OFDM classique sans codage spatial.

Afin d'exploiter le gain de la diversité spatiale introduite par le codage spatial selon l'invention, un algorithme de décodage selon un mode de mise en oeuvre préférentiel de l'invention peut être utilisé lors d'une phase d'égalisation.

On présente ci-après la mise en oeuvre de cet algorithme de décodage, selon un mode de mise en oeuvre préférentiel de l'invention, sur les symboles reçus y5o, y5,, Y52, Y53 dans le système de transmission de la figure 6.

Il s'agit de multiplier le vecteur reçu y5 par une matrice conjuguée (H5*) de la matrice de canal H5, on obtient ainsi un second vecteur intermédiaire z5. Ceci est illustré par les expressions suivantes: (H5* )y5 = (Hs*)HS(A.sS +B.x 5) h5* 0 0 0 \'h5 0* 0 0 0 g5 0* 0 0 g5* 0 0 (A.s +B.x) Z5 0 0 h5* 0 0 0 h5 0 \ 0 0 0 g5j\ 0 0 0 g5*1 1h512 0 0 0 0 Ig512 0 0 0 0 1h512 0 0 0 0 1g512, Tel qu'illustré par les expressions suivantes, en multipliant le second vecteur intermédiaire z5 par la première matrice transposée AT (respectivement par la seconde matrice transposée BT), on obtient un premier vecteur décodé intermédiaire S, (respectivement un second vecteur décodé intermédiaire X) comprenant deux coefficients S0, si (respectivement x0, xi), chacun des coefficients comprenant la somme de deux éléments: - un premier élément dont un premier facteur est un gain de diversité (Ih512 + Ig512) ; et un second élément appelé premier terme d'interférence T, entre les premier et second vecteurs source s, x (respectivement un second terme d'interférence T2) dont un facteur est (Ih512 - Ig512), ci-après appelé premier coefficient d'interférence (respectivement second coefficient d'interférence). Z5

(A.s5 +B.x5) = IH52 (A.ss +B.x5) Ce second élément s'explique par le fait que le produit matriciel AT.IH512.B (respectivement BT.IH512.A) n'est pas nul.

Cependant, grâce à l'emplacement relatif des zéros dans les colonnes des première et seconde matrices de codage A et B, les produit matriciel AT.IH512.B et BT.IH512.A sont diagonaux et donc, chacun des quatre symboles source s50, s51, x50, x51 interfère avec un seul symbole source, par exemple s50, avec x50, s51 avec x51, x50, avec s50,et X51 avec s51.

ATIH5I2B=(0?? 0) BTIH5I2A = (o 1 0) l'Ih512 0 0 0 0 1S512 0 0 0 1/1512 0 0 0 0 1g512, /1h512 0 0 0 \ 0 Ig512 0 0 0 0 1h512 0 0 1g5I20 _ 1/1512 -1g512 01 = 0 / 0 /1/1512 Igs12 0 0 1/1512 _18512 o 1/1512 _ Ig512 -1 0 0 0 et AT IHS I2 (A.ss + B.x5) ).S50 (Ih5 + Ig512 / \(1h512 + Ig512).551 \ BT 1H512 (A.s5 + B.x5) (1h5 I 2 +Ig512).x50 \ (Ih512 + 1g512) .xs l / \ où S et x sont des second et troisième vecteurs intermédiaires.

Le choix des première et seconde matrices de codage A et B permet d'obtenir des premier et second coefficients d'interférence (Ih512 -Ig512) identiques pour les premier et second termes d'interférence T1, T2.

Il est à noter que pour d'autres choix des première et seconde matrices de codage spatial A et B, les termes d'interférence gardent la même structure si ce s X = + 2 -1g512 2 -1g512 É551 n'est que les premier et second coefficients d'interférence peuvent être différents, par exemple (Ih512 Ig512) ou (Ig512 - Ih512).

Afin d'obtenir des symboles décodés (Ih512 + Ig512).s50, (Ih512 + Ig512).s51, (Ih512 + Ig512).x50, (Ih512 + Ig512).x51, chacun étant égal au facteur de gain multiplié par un symbole source, il suffit donc de retrancher aux premier et seconds vecteurs décodés intermédiaires la contribution des symboles interférant, c'est-à-dire, respectivement les premier et second terme d'interférence T1, T2.

Pour ce faire, on introduit une matrice de permutation J qui est une matrice de dimension 4 et dont les éléments sont nuls sauf sur le diagonal sud-ouest/nord- est. La matrice de décodage J s'écrit: /0 0 0 1\ 0 0 1 0 0 1 0 0 \1 0 0 0/ Afin d'obtenir chacun des symboles source (par exemple le symbole s50), il suffit de multiplier le vecteur reçu y5 par une colonne transposée de la colonne de la matrice de codage spatial qui correspond au symbole concerné (par exemple une colonne transposée de la première colonne de la première matrice de codage A) mise en ligne puis par la matrice de canal H5 puis par la matrice de décodage J. Les expressions suivantes illustrent ces opérations: 1h5 0* 0 0 'fo 0 0 1\/Y50' (1 0 0 -1) o g5* 0 0 0 0 1 0 Y51 8, 2h5g5 S50 0 0 h5 0 1 0 1 0 0 0Y*2 0 0 0 g 5 i \Y53 / h5 "f 1\iY0\ * (0 1 1 0) g5 1 Y51 = 2h5g5*s51 h5 1 3'52 g5 /\1 /\Y53/ /h5 \/ 1\'Y50 * (1 0 0 1) g5 1 Y51 = 2h5g5*x50 h5 1 Y52 * g5,\1 /0/53/ h5 i 1\fY50\ * * g5 1 Y51 (0-110) h5 1 3'52 * 1 g5!' 1\Y53 J= = 2h5hg5*x51 Finalement des premiers et second x vecteurs décodés de dimensions (2,1) dont les coefficients sont les symboles décodés, respectivement (Ih512 + Ig5I2).s50, (Ih512 + Ig512).s51 et (Ih512 + Ig5I2).x50., (Ih512 + Ig512).x51, peuvent être obtenus au moyen des expressions suivantes: AT.HS* 1h512 Ig* I2 BT.H5.J 2h5 g5 /h 2 2 x = BT.HS* Il -Ig*I AT.H5.J Y5 2h5S5 Ainsi, les premier et second vecteurs décodés sont égaux aux premier et second vecteurs source à un facteur (Ih512 + Ig512) près.

On peut réécrire les expressions précédentes en faisant intervenir les premier et second termes d'interférence, on obtient: s = (AT.HS*. YS_Tl) x = (BT,H5*.Y5_T2) Les canaux de transmission h5 et g5 étant estimés par des mesures de transmission, on n'obtient que des estimations des symboles décodés (ou des symboles source retrouvés).

Pour le décodage de code spatiaux d'ordre supérieur à deux, un algorithme 15 de décodage similaire à l'algorithme précité peut être appliquée, les coefficients d'interférences peuvent cependant varier selon les codes choisis.

Optionnellement, du fait que l'estimation de ces symboles décodés peut ne pas être très fiable, un traitement itératif peut être envisagé en pondérant cette estimation par un coefficient lié à la fiabilité de l'estimation. Ainsi, à chaque itération, la fiabilité de l'estimation des symboles décodés augmente, ce qui peut améliorer les performances finales.

On peut ainsi mettre en oeuvre un procédé de décodage itératif en parallèle ou en série qui consiste à décoder, à chaque itération, les vecteurs de symboles source préalablement codés et transmis via le système de transmission OFDM afin d'obtenir une estimation ou une décision sur les symboles décodés. s= Y5 \

On se place dans la suite dans le cas d'un décodage spatial d'un ensemble de symboles reçus pouvant être représenté sous la forme d'un vecteur de symboles reçu y vérifiant:

Q

y= H(AI.si +A2.s2 +A3.s3 +...+AQ.sQ)=HAIS i i=1 où - Q est un nombre de flux de symboles source, Q étant un entier supérieur ou égal à 2; - si, avec i compris entre 1 et Q, est un ième vecteur source comprenant des symboles source que l'on cherche à retrouver, les symboles source du ième vecteur source étant compris dans un ième flux de symboles source; - Ai, avec i compris entre 1 et Q, est une ième matrice de codage spatial représentant un ième codage spatial appliqué aux symboles source du ième vecteur source; et - H est une matrice de canal représentant des canaux de transmission d'un 15 système de transmission OFDM.

La première itération du décodage est réalisée en présence d'interférences entre les symboles des vecteurs source transmis, ceci est dû au fait que les matrices de codage Al pour i compris entre 1 et Q ne sont plus orthogonales en présence du canal de transmission H car A1THAi e 0, pour i et j compris entre 1 et Q. Lors d'une itération, pour un ième vecteur source à obtenir, correspondant à un ième flux, i compris entre 1 et Q, l'estimation ou la décision s; est utilisée pour calculer une première interférence HAsi, correspondant au premier flux, au moyen de la matrice de codage Ai. La première interférence HAisi est ensuite retranchée à un signal d'entrée (au début de la première itération, le signal d'entrée est égal au signal reçu y) avant de passer au décodage du i+lème vecteur source s;+1. Ainsi, l'interférence des symboles diminue au fur et à mesure des itérations.

Ainsi, le décodage itératif consiste à décoder chaque vecteur source (correspondant à un flux de symboles source), à calculer une estimation ou une décision correspondante, à calculer une interférence correspondant au flux de symboles source au moyen de la matrice de codage correspondante et de retrancher l'interférence obtenue au signal d'entrée résultant (signal d'entrée courant auquel on a déjà retranché certaines interférences).

Pour ce faire, on peut mettre en ceuvre deux techniques. Une première technique illustrée par la figure 7A est le décodage itératif en série qui consiste, lors d'une itération donnée et pour un flux de symbole donné, à retrancher au signal d'entrée résultant l'interférence calculé du vecteur source correspondant décodé avant de procéder au décodage du vecteur source suivant. Une itération est terminée lorsque tous les vecteurs source sont décodés, chacun leur tour, une seule fois.

Une seconde technique illustrée par la figure 7B est le décodage itératif en parallèle qui consiste, lors d'une itération donnée, à calculer les interférences de tous les vecteurs source et à retrancher au signal d'entrée résultant ces interférences simultanément. Une itération est terminée lorsque tous les vecteurs source sont décodés, simultanément, une seule fois.

Pour les première et seconde techniques, une fois une itération effectuée, le signal d'entrée résultant (signal d'entrée courant auquel on a retranché les interférences de chacun des flux) est utilisé comme nouveau signal d'entrée lors de l'itération suivante. On obtient ainsi une estimation de plus en plus précise pour chacun des vecteurs source.

On présente désormais, en relation avec les figures 8A à 8C, des courbes 25 de l'évolution simulée du TEB (pour taux d'erreur binaire ) en fonction du rapport Eb/No (rapport énergie par bit Eb sur la densité spectrale de bruit No) pour trois types de canaux de propagation: Output to Input A à 3 Km/h (figure 8A) ; - Output to Input B à 3 Km/h (figure 8B) ; et - Vehicular A à 50 Km/h (figure 8C), mettant en oeuvre (respectivement courbes 701, 711, 721) ou sans (respectivement courbes 702, 712, 722) le codage spatio-temporel d'ordre 2 décrit en relation avec la figure 6.

Les courbes 701, 702, 711, 712, 721, 722 montrent clairement qu'on arrive 5 à bénéficier de la diversité d'ordre 2 due au codage tout en assurant un débit total équivalent au débit obtenu sans codage.

On s'est placé dans le cas d'un système de transmission OFDM permettant de transmettre sur deux canaux de transmission (chacun associé à une sous-porteuse) deux flux de deux symboles source chacun, préalablement codés respectivement au moyen d'un premier et d'un second codages spatio-temporels sur deux symboles OFDM, représentés par des première et seconde matrices de codage A et B. Pour chaque flux, le codage spatial permet d'obtenir quatre symboles codés (une diversité de deux est obtenue) qui sont répartis sur deux sous-flux. Les symboles codés des deux sous-flux de chaque flux sont ensuite combinés, par addition d'un symbole codé (ou de son opposé) issu du premier flux avec un symbole codé (ou de son opposé) issu du second flux, de manière à obtenir deux sous-flux combinés de symboles codés.

Les deux sous flux combinés de symboles codés sont ensuite répartis sur 2 20 symboles OFDM et sur les deux sous-porteuses avant d'être transmis via les canaux de transmission puis décodés.

La présente invention concerne également tout codage spatio- temporel (ou spatio-fréquentiel, ou mixte spatio-temporel et spatio- fréquenciel) d'un nombre Q quelconque de flux de n (n entier quelconque) symboles source en vue de la transmission des symboles codés via un système de transmission OFDM sur un nombre L quelconque de canaux de transmission.

Pour chaque flux, dans ce cas, le codage spatial permet d'obtenir m symboles codés (pour une diversité de m/n) qui sont répartis sur L sousflux.

Ce codage spatial peut être mis en oeuvre au moyen de Q codages spatiaux représentés par Q matrices de codage spatial A,, A2, ... AQ afin d'obtenir Q ensembles de L sous-flux de symboles codés.

Les symboles codés des L sous-flux de chaque flux peuvent ensuite être combinés, par addition d'un symbole codé (ou de son opposé) issu de chacun des Q flux, de manière à obtenir L sous-flux combinés de symboles codés.

Les L sous-flux combinés de symboles codés peuvent ensuite être répartis sur p symboles OFDM et sur les k sous-porteuse avant d'être transmis via les canaux de transmission puis décodés.

L'invention concerne également un codage spatial qui permet d'obtenir des diversités qui diffèrent selon les flux. D'autre part, selon les flux de symboles source, les symboles codés résultants peuvent être répartis sur des ensembles de sous-flux comprenant différents nombre de sous-flux.

Le procédé de codage selon l'invention peut également s'appliquer dans le 15 cas de Q flux de symboles sources qui comprennent des nombres distincts de symboles source.

Claims (24)

REVENDICATIONS

1. Procédé de codage spatial de Q flux de symboles source, Q étant un entier supérieur ou égal à 2, en vue de leur transmission par un système de transmission OFDM, ledit procédé permettant d'obtenir une diversité de transmission, ledit procédé comprenant les étapes suivantes: pour chaque ième flux de symboles source, avec i compris entre 1 et Q, ième codage spatial du ième flux de symboles source, ledit ième codage spatial étant effectué sur ni symboles source à la fois, lesdits n, symboles source générant, via ledit ième codage spatial, m; symboles codés, avec m; = k; . n;, où k; est un ordre du ième codage spatial et est égal à la diversité de transmission du ième flux, lesdits m; symboles codés étant répartis sur L, ièmes sous-flux, le ième codage spatial étant représenté par une ième matrice de codage A;, la ième matrice de codage spatial étant orthogonale à chacune des autres matrices de codage; - combinaison de l'ensemble des sous-flux de symboles codés de manière à obtenir L sous-flux combinés de symboles codés, tel que L est égal au plus grand des nombres L;, avec i compris entre 1 et Q, lesdits L sous- flux combinés de symboles codés étant destinés à être transmis simultanément, chacun via un canal de transmission, via le système OFDM.

2. Procédé de codage spatial selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun desdits sous-flux combinés est transmis sur une même sous-porteuse OFDM et sur p symboles OFDM successifs, p étant un entier supérieur ou égal à 2.

3. Procédé de codage spatial selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun desdits sous-flux combinés est transmis sur un même symbole OFDM et sur k sous-porteuses OFDM voisines, k étant un entier supérieur ou égal à 2.

4. Procédé de codage spatial selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun desdits sous-flux combinés est transmis sur un ensemble de k sous-porteuses OFDM voisines et sur p symboles OFDM successifs, k et p étant des entiers supérieurs ou égaux à 2.

5. Procédé de codage spatial selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la combinaison de l'ensemble des sous-flux est telle qu'un vecteur reçu y, correspondant à un signal reçu, après transmission via le système OFDM, et échantillonné au rythme symbole, vérifie l'équation: y= H(Al.si +A2.s2+A3.s3+...+AQ.SQ) =HA;si, où H est une matrice de canal i=t représentant les canaux de transmission et chacun des s;, avec i compris entre 1 et Q, est un ième vecteur source comprenant les symboles source du ième flux.

6. Procédé de codage spatial selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, pour chaque ième et jème flux de symboles source, avec i et j compris entre 1 et Q, k; = kj.

7. Procédé de codage spatial selon la revendication 6, caractérisé en ce que, pour chaque ème et jème flux de symboles source, avec i et j compris entre 1 et Q, ni = nj.

8. Procédé de codage spatial selon la revendication 7, caractérisé en ce que, pour chaque ème et jème flux de symboles source, avec i et j compris entre 1 et Q, L; =L.=L.

9. Procédé de codage spatial selon la revendication 8, caractérisé en ce que le nombre L de sous-flux combinés de symboles codés est une puissance de deux.

10. Procédé de codage spatial selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'au moins une ième matrice de codage spatial A;, avec i compris entre 1 et Q, est obtenue à partir de la matrice d'Hadamard de dimension L.

11. Procédé de codage spatial selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, ledit système de transmission OFDM comprenant L = 2 sous-flux combinés transmis via deux canaux de transmission distincts et ledit nombre Q de flux de symboles source étant égal à deux, caractérisé en ce que la matrice de canal H peut s'écrire /h 0 0 0 0 g 0 0 0 0 h O * \0 0 Og

12. Procédé de codage spatial selon la revendication 11, caractérisé en ce que les première et seconde matrices de codage spatial Al et A2 appartiennent au groupe comprenant les matrices suivantes: 1 0\ /1 0 i1 0\ 1 0\ 1 1 0 0 1 0 -1 0 1 0 -1 0 1 0 1 0 1 0 -1 I) 1 0 -1 \ 1 0/ \1 0 \1 0 j \-1 0 / \ 1 0

13. Procédé de codage spatial selon l'une quelconque de revendications 11 et 12, caractérisé en ce que chacun des sous-flux combinés comprend deux symboles codés et en ce que l'ensemble des symboles codés appartenant à un même sous-flux est transmis sur une même sous-porteuse et sur deux symboles OFDM successifs.

14. Procédé de codage selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, ledit système de transmission OFDM transmettant L = 4 sous-flux combinés, via quatre canaux de transmission distincts, ledit nombre Q de flux de symboles source étant égal à 2 ou 3 ou 4, caractérisé en ce que chacun des sous-flux combinés comprend deux symboles codés, et en ce que chaque ième matrice de codage spatial A;(4), avec i compris entre 1 et Q, est obtenue au moyen de la relation suivante: (D1(2) D3(2) A,(4) = D2(2) - D4(2) où D1(2), D2(2) D3(2) et D4(2) sont des matrices appartenant au groupe de matrices suivant: i1 0 /1 0 i1 0 i--1 0 -1 0 0 1 0 -1 0 1 0 -1 0 1 0 1 0 1' 0 -1 0 1' 0 -1 -1 0 \1 0 1 0 \--1 0 -1 0

15. Procédé de codage selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, ledit système de transmission OFDM transmettant L = 2k+1, avec k entier supérieur ou égal à 1, sous-flux combinés, via 2k+1 canaux de transmission distincts, caractérisé

H

en ce que chaque ième matrice de codage spatial A;(2k+1), avec i compris entre 1 et Q, est obtenue récursivement au moyen de la relation suivante: \A2(2k) -A4(2k) 33 A1(2k) A3(2k A1(2k+1) = où A 1(2k), A2(2k), A3(2k) et A4(2k) sont des matrices de codage de calcul de la ième matrice de codage spatial A;(2k+1) appartenant au groupe comprenant des matrices de codage d'un système de transmission OFDM comprenant L = 2k sous-flux combinés, lesdites matrices de codages A1(2k), A2(2k), A3(2k) et A4(2k) étant exclues du groupe comprenant des matrices de codage d'un système de transmission OFDM comprenant L = 2k sous-flux combinés pour un calcul d'une jème matrice de codage spatial Aj(2k+1), avec j compris entre 1 et Q et j e i.

16. Procédé de décodage spatial d'un ensemble de symboles reçus pouvant être représenté sous la forme d'un vecteur cle symboles reçu y vérifiant: y= H(Al.s1 +A2.s2+A3.s3+...+AQ.sQ)=HA;si i=1 où - Q est un nombre de flux de symboles source, Q étant un entier supérieur ou égal à 2; - s;, avec i compris entre 1 et Q, est un ième vecteur source comprenant des symboles source que l'on cherche à retrouver, les symboles source du ième vecteur source étant compris dans un ième flux de symboles source; - A;, avec i compris entre 1 et Q, est une ième matrice de codage spatial représentant un ième codage spatial appliqué aux symboles source du ième vecteur source; - H est une matrice de canal représentant des canaux de transmission d'un système de transmission; caractérisé en ce qu'il comprend, pour chaque ième vecteur source s; de symboles source, avec i compris entre 1 et Q, une étape d'obtention d'une estimation du ième vecteur source estimé noté s; et vérifiant:

Q

si = AlT.H*y-Tj j=1 où : A;T, avec i compris entre 1 et Q, est une ième matrice transposée de la ième matrice de codage spatial A; ; -H* est une matrice conjuguée de la matrice de canal H; - T1, avec i compris entre 1 et Q, est un ième terme d'interférence entre le ième vecteur source et chaque jème vecteur source, avec j compris entre 1 et Q et j i.

17. Procédé de décodage spatial selon la revendication 16, ledit nombre Q de 10 flux de symboles source étant égal à 2 et le système de transmission faisant intervenir deux canaux de transmission h et: g, caractérisé en ce que lesdits premier et second termes d'interférence Ti et T2 sont tels que: Tj = I hI2 -IgI2 A2T.H.J.y et T2 = IhI2 -Igl2 JAIT.H. J.Y 2hg 2hg où g* est un conjugué du canal de transmission g, et Q est une matrice d'élimination qui est carrée et qui ne comprend que des 0 excepté sur la diagonale sud-ouest-nord-est où elle comprend des 1.

18. Procédé de décodage spatial selon l'une quelconque des revendications 16 et 17, caractérisé en ce que l'étape d'obtention d'une estimation des vecteurs source est réalisée au moyen d'un algorithme itératif en parallèle ou en série comprenant une pluralité d'itérations, chacune des itérations comprenant, pour chaque ième vecteur source si, avec i compris entre 1 et Q, une étape d'obtention d'une estimation du ième vecteur source et une étape d'estimation d'une interférence liée au ième vecteur source faisant intervenir le ième vecteur source estimé et la ième matrice de codage.

19. Produit programme d'ordinateur caractérisé en ce qu'il comprend des i instructions de code de programme pour l'exécution des étapes du procédé de codage spatial selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur.

20. Produit programme d'ordinateur caractérisé en ce qu'il comprend des instructions de code de programme pour l'exécution des étapes du procédé de décodage spatial selon l'une quelconque des revendications 16 à 18, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur.

21. Moyen de stockage d'informations, éventuellement totalement ou partiellement amovible, lisible par un système informatique, caractérisé en ce qu'il comprend des instructions pour un programme informatique adaptées à mettre en oeuvre le procédé de codage spatial selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur.

22. Moyen de stockage d'informations, éventuellement totalement ou partiellement amovible, lisible par un système informatique, caractérisé en ce qu'il comprend des instructions pour un programme informatique adaptées à mettre en oeuvre le procédé de décodage spatial selon l'une quelconque des revendications 16 à 18, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur.

23. Dispositif de codage spatial de Q flux de symboles source, Q étant un entier supérieur ou égal à 2, en vue de leur transmission par un système de transmission OFDM, ledit dispositif permettant d'obtenir une diversité de transmission, ledit dispositif comprenant: pour chaque ième flux de symboles source, avec i compris entre 1 et Q, des moyens de mise en oeuvre d'un ième codage spatial du ième flux de symboles source, ledit ième codage spatial étant effectué sur n; symboles source à la fois, lesdits ni symboles source générant, via ledit ième codage spatial, m; symboles codés, avec mi = k; . ni, où k, est un ordre du ième codage spatial et est égal à la diversité de transmission du ième flux, lesdits mi symboles codés étant répartis sur Li sèmes sous-flux, le ième codage spatial étant représenté par une ième matrice de codage Ai, la ième matrice de codage spatial étant orthogonale à chacune des autres matrices de codage; des moyens de combinaison de l'ensemble des sous-flux de symboles codés de manière à obtenir L sous-flux combinés de symboles codés, tel que L est égal au plus grand des nombres Li, avec i compris entre 1 et Q, lesdits L sous-flux combinés de symboles codés étant destinés à être transmis simultanément, chacun via un canal de transmission, via le système OFDM.

24. Dispositif de décodage spatial d'un ensemble de symboles reçus pouvant être représenté sous la forme d'un vecteur de symboles reçu y vérifiant: y= H(Al.si +A2.s2+A3.s3+...+AQ.sQ)=HAisi i=1 10 où - Q est un nombre de flux de symboles source, Q étant un entier supérieur ou égal à 2; - si, avec i compris entre 1 et Q, est un ième vecteur source comprenant des symboles source que l'on cherche à retrouver, les symboles source du ième vecteur source étant compris dans un ième flux de symboles source; - Ai, avec i compris entre 1 et Q, est une ième matrice de codage spatial représentant un ième codage spatial appliqué aux symboles source du ième vecteur source; - H est une matrice de canal représentant des canaux de transmission d'un système de transmission; caractérisé en ce qu'il comprend, pour chaque ième vecteur source s; de symboles source, avec i compris entre 1 et Q, des moyens d'obtention d'une estimation du ième vecteur source estimé noté et vérifiant: AiT.H*y Ti où : - AiT, avec i compris entre 1 et Q, est une ième matrice transposée de la ième matrice de codage spatial A; ; - H* est une matrice conjuguée de la rnatrice de canal H; - Ti, avec i compris entre 1 et Q, est un ième terme d'interférence entre le ième vecteur source et chaque jème vecteur source, avec j compris entre 1 et Q et 5 j i.