FR2899417A1

FR2899417A1 - Methode et dispositif de demodulation

Info

Publication number: FR2899417A1
Application number: FR0602852A
Authority: FR
Inventors: Michel Gaeta; Frederic Coutant; Tarik Aouine
Original assignee: IMRA Europe SAS
Current assignee: IMRA Europe SAS
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2007-10-05
Anticipated expiration: 2026-03-31
Also published as: CN101052028B; JP4967757B2; US7482862B2; JP2007282217A; CN101052028A; FR2899417B1; US20070230624A1; DE102007000196A1

Abstract

Une technique de démodulation universelle est décrite pour démoduler des informations ASK et/ou FSK dans un signal de communication, par exemple, un signal de contrôle à distance sans fil pour une application dans un véhicule. La technique de démodulation universelle comprend la transformation du signal en une représentation modifiée du signal dans laquelle aussi bien les informations d'amplitude variable que les informations de fréquence variable sont converties dans une représentation uniforme. Dans une forme de réalisation, la technique comprend la représentation du signal dans une bande de base complexe, la définition d'un décalage de l'origine de référence dans la proximité d'une des composantes du signal, l'application d'un décalage à la représentation du signal lié au décalage de l'origine de référence, et le jugement de la proximité du signal courant avec la nouvelle origine de référence. Un seuil de proximité autour de la nouvelle origine de référence est calculé. Les valeurs se situant sous le seuil de proximité sont jugées comme étant l'une des valeurs de démodulation, et les valeurs se situant au delà du seuil de proximité sont jugées comme étant l'autre valeur de démodulation.

Description

METHODE ET DISPOSITIF DE DEMODULATION Domaine de l'Invention La présente

invention peut concerner une technique de démodulation capable de démoduler un signal à codage en fréquence (FSK) et/ou à codage en amplitude (ASK) dans un signal reçu. L'invention peut particulièrement être adaptée pour une utilisation de démodulation d'un signal de contrôle d'un véhicule ou d'un système de sécurité d'un véhicule, mais l'invention n'est pas limitée exclusivement à un environnement de véhicule, ni à celui de la sécurité.

Arrière-plan de l'invention

Les circuits conventionnels de démodulation capables de démoduler aussi bien des signaux reçus codés en FSK et ASK sont généralement de deux types. Le premier type de circuit inclut deux démodulateurs dédiés, un premier démodulateur dédié pour l'ASK et un second démodulateur dédié pour la FSK, avec un contrôleur de commutateur pour sélectionner laquelle des sorties des démodulateurs doit être utilisée. Des exemples de tels circuits de démodulation sont connus et présentés dans les brevets CA-A-2306846, EP-A-1589714, et US-A-2005/0063491.

Le second type de circuits de démodulation inclut un démodulateur FSK et un démodulateur ASK, et un circuit logique basé sur les sorties des deux démodulateurs pour décider de la démodulation valide ou un circuit logique pour décider si la seconde démodulation doit être exécutée en se basant sur le résultat de la première. Un exemple d'un tel circuit de démodulation est connu et présenté dans le brevet EPA-1187346.

De tels circuits, de façon inhérente, impliquent d'importantes ressources matérielles, occupent une surface importante pour leur réalisation dans un circuit intégré, et/ou présentent une charge de calcul importante pour la réalisation des deux types de démodulation en parallèle ou en série. 1 Les deux types de circuit de démodulation peuvent aboutir à des performances médiocres en cas de démodulation d'un signal de faible qualité ou pour un signal FSK endommagé pour lequel un des tons FSK peut être de faible amplitude, par exemple, proche du niveau de bruit. Un tel signal peut être difficile à décoder par une technique de démodulation FSK classique, et ne serait pas non plus reconnu en tant qu'un vrai signal ASK. Un tel signal FSK de faible qualité n'est pas rare pour une application de contrôle à distance, car l'émetteur est habituellement réalisé dans un circuit miniaturisé de faible coût, de faible complexité, ou à pauvres tolérances opérationnelles ou avec une faible puissance d'émission. Le problème peut être encore plus important quand le signal est transmis ou reçu dans un environnement bruité de transmission sans fil.

Bien que non orientés vers une capacité de démodulation combinée FSK/ASK, il peut être fait référence aux démodulateurs spécifiques pour la FSK décrits dans les brevets français publiés Nos. 2846814, 2846815, 2846825 et 2859336. Ces brevets sont orientés vers l'amélioration de la réception et de la démodulation d'un signal FSK de communication sans fil dans un environnement bruité, qui est aussi une application préférée de la présente invention.

La présente invention a été élaborée en tenant compte des problèmes mentionnés ci-dessus.

Résumé de l'invention D'une manière générale, un aspect de l'invention est une technique de démodulation universelle capable de démoduler une combinaison d'information à amplitude variable et à fréquence variable dans un signal reçu.

La technique de démodulation universelle peut comprendre (i) une transformation d'un signal, qui peut contenir des composantes FSK et/ou ASK, dans une représentation modifiée du signal dans laquelle aussi bien les informations d'amplitude variable et les informations de fréquence variable sont converties dans une représentation uniforme ; et (ii) un traitement de la représentation modifiée du signal pour effectuer la démodulation basée sur la représentation uniforme. 2 Un telle technique peut éviter la nécessité de décider si le signal est codé en ASK ou FSK, et éviter la sélection d'un type de démodulation approprié dépendant du résultat de la décision. Au lieu de cela, le signal peut être démodulé en utilisant la technique de démodulation universelle sans connaître ou décider si le signal est un signal FSK ou un signal ASK.

En outre, une telle technique peut permettre un décodage fiable d'un signal FSK de faible qualité pour lequel un des tons FSK peut être de faible amplitude, car la technique de démodulation universelle est réactive aussi bien aux informations à amplitude variable et aux informations à fréquence variable dans le signal.

Dans une forme particulière, l'étape (i) peut comprendre une étape préliminaire de transformation du signal dans une représentation en bande de base complexe, si le signal n'est pas déjà dans une telle représentation. Le signal peut être représenté comme un point dans l'espace des coordonnées de la bande de base complexe. Les informations de fréquence et d'amplitude peuvent être représentées par des coordonnées polaires. L'information d'amplitude peut être représentée par la longueur d'un vecteur entre de l'origine du repère en bande de base complexe et le point représentant le signal. Des amplitudes différentes peuvent être représentées par des vecteurs de différentes longueurs. L'information de fréquence peut être représentée par un angle polaire du vecteur. Des fréquences différentes peuvent être représentées par des angles polaires différents. La transformation dans une représentation en bande de base complexe peut être réalisée par un décalage en fréquence du signal reçu. La transformation peut de plus inclure une étape de corrélation.

La transformation de l'étape (i) peut de plus inclure le calcul d'un décalage d'origine de la bande de base complexe, représentant un décalage de l'origine vers une nouvelle origine de référence qui peut bouger l'origine en fonction des caractéristiques de fréquence et/ou d'amplitude d'au moins une des composantes du signal. Avec cette représentation, une des composantes du signal est représentée en étant située à (ou relativement proche) de la nouvelle origine de référence. L'autre composante du signal peut être reconnue en n'étant pas (ou étant relativement loin) de la nouvelle origine de référence. Cette représentation uniforme est valide de manière similaire que 3 les deux composantes du signal soient d'amplitudes différentes (i.e. ASK), ou de fréquences différentes (i.e. FSK), ou les deux à la fois (i.e. FSK de faible qualité ou endommagé).

L'étape de traitement (ii) peut comprendre l'action de détecter si une composante du signal est substantiellement proche ou loin de la nouvelle origine de référence. Dans une forme particulière, une telle détection peut être réalisée par la mesure de la longueur d'un vecteur d'un signal par rapport à la nouvelle origine de référence, et par comparaison de la longueur de vecteur mesurée avec un seuil ( seuil d'énergie ).

Une petite longueur de vecteur (i.e. plus petite que le seuil) peut être indicative de la composante du signal correspondant à la nouvelle origine de référence. Une grande longueur de vecteur (i.e. plus grande que le seuil) peut être indicative de la composante du signal loin de la nouvelle origine de référence. La même technique est également valide aussi bien pour les composantes ASK et FSK.

D'une manière générale, un second aspect relativement proche de l'invention est de démoduler un signal reçu en traitant le signal dans une bande de base complexe, et d'obtenir du signal une variation en réponse à aussi bien des caractéristiques de variation d'amplitude que des caractéristiques de variation de fréquence du signal.

D'une manière générale, un troisième aspect relativement proche de l'invention fournit un récepteur pour recevoir et traiter un signal de communication, le récepteur comprenant un démodulateur qui génère un signal de sortie de démodulation, le démodulateur utilisant une technique de démodulation universelle qui répond à une combinaison d'information d'amplitude variable et d'information de fréquence variable dans le signal.

Vue sous un autre aspect relativement proche, l'invention peut fournir une technique de démodulation universelle pour les modulations ASK et/ou FSK, comprenant : la représentation du signal dans une bande de base complexe ; la définition d'un décalage de l'origine de référence qui est proche d'une des composantes du signal ; l'application d'une transformation par décalage pour décaler la représentation du signal en fonction du décalage de l'origine de référence, et pour juger de la proximité de la valeur du signal courant par rapport à la nouvelle origine de référence. Un seuil 4 de proximité autour de la nouvelle origine de référence peut être calculé. Les valeurs si situant sous le seuil de proximité peuvent être jugées comme étant une valeur de démodulation, et les valeurs se situant au delà du seuil proximité peuvent être jugées comme étant l'autre valeur de démodulation. 10

Description des figures

Un mode de réalisation non limitatif de l'invention est maintenant décrit, à titre 15 d'exemple simplement, avec référence aux figures jointes, dans lesquelles :

La Figure 1 est un schéma synoptique d'un récepteur pour la réception d'un signal de communication sans;fl ;

20 Les Figures 2 (a), (b) et (c) sont des illustrations schématiques de signaux FSK, ASK et FSK de faible qualité, respectivement, dans l'espace de coordonnées de la bande de base complexe ;

Les Figures 3 (a), (b) et (c) sont des illustrations schématiques montrant l'utilisation 25 du décalage de l'origine de référence ( décalage de base ) pour représenter les composantes de signal des Figures 2 (a), (b) et (c) , respectivement dans une représentation uniforme ;

Les Figures 4 (a), (b) et (c) sont des illustrations schématiques montrant l'utilisation 30 d'un seuil ( seuil d'énergie ) pour discriminer les différentes composantes du signal en utilisant la représentation uniforme des Figures 3 (a), (b) et (c) respectivement ;

La Figure 5 est un schéma synoptique de la section d'initialisation du démodulateur utilisé dans le récepteur de la Figure 1 ; 5 La Figure 6 est une illustration schématique montrant une base sur laquelle la valeur initiale du seuil ( seuil d'énergie ) peut être calculée ; La Figure 7 est un schéma synoptique de la section de prise de décision du démodulateur utilisé dans le récepteur de la Figure 1 ; et

Les Figures 8 (a), (b) et (c) sont des illustrations schématiques montrant la génération des signaux de sortie de démodulation basés sur le seuil ( seuil d'énergie ) illustré sur les Figures 4 (a), (b) et (c) respectivement.

Description détaillée du mode de réalisation préféré

En se référant à la Figure 1, un récepteur 10 peut être illustré afin de recevoir et de démoduler un signal de communication sans fil. Le signal de communication sans fil peut, par exemple, être un signal FSK et/ou ASK. Bien que le récepteur 10 puisse avoir beaucoup d'applications différentes, le mode de réalisation présenté peut être particulièrement adapté pour une utilisation dans un véhicule afin de recevoir un signal de contrôle à distance transmis depuis, par exemple, une clé ou une carte- clé de contrôle à distance. D'autres applications peuvent inclure tout système de contrôle à distance, comme un système de sécurité de bâtiment, dans lequel il est désirable d'être capable de recevoir et de décoder un signal sans fil modulé en ASK ou FSK, ou un signal de faible qualité ou un signal FSK endommagé pour lequel une des composantes FSK peut avoir une amplitude faible conduisant à une démodulation difficile et non fiable par des techniques conventionnelles de démodulation.

Le récepteur 10 peut généralement comprendre un circuit analogique Radio Fréquence (RF) d'entrée 12 qui peut recevoir un signal d'entrée RF à partir d'une antenne 14. Le circuit RF d'entrée 12 peut en partie filtrer le signal reçu, et décaler le signal reçu à une fréquence intermédiaire (IF) adéquate pour la numérisation et le traitement du signal par le circuit de traitement 16.

Le circuit de traitement 16 peut être réalisé par un ou plusieurs circuits intégrés. Par exemple, le circuit de traitement 16 peut être réalisé par un seul ASIC (Application 6 Specific lntegrated Circuit). Le circuit de traitement 16 peut généralement comprendre : une section de numérisation et de conditionnement du signal 18 ; un corrélateur 20 ; un détecteur 22 ; et un démodulateur 24 . Le démodulateur 24 peut comprendre une section de conditionnement 26 et une section d'estimation du message 28. La section d'estimation du message 28 peut elle même comprendre une section d'initialisation 30 et une section de prise de décision 32, générant en sortie le code démodulé 34. Les différentes sections 18-32 peuvent être réalisées en tant que des circuits matériels respectifs, ou en tant que des circuits matériels configurables de manière sélective, ou en tant que logiciels (i.e. algorithmes de traitement) exécutés par un processeur (i.e. processeur de signal numérique (DSP)), ou en tant que quelconque combinaison de ces éléments. Dans le cas de la réalisation par logiciel, il sera considéré que les dessins schématiques peuvent représenter les modules de traitement et/ou les flux d'information à travers les étapes de traitement, mais sans aucune limitation quant au synchronisme d'exécution.

La section de numérisation et de conditionnement 18 peut réaliser une ou plusieurs des fonctions suivantes : (i) conversion analogique-numérique ; (ii) conversion en bande de base complexe ; (iii) filtrage numérique fixe ; et (iv) filtrage numérique adaptatif contrôlable. La fonction de filtrage peut consister en la suppression du bruit et des composantes cohérentes qui pourraient interférer avec la démodulation. Les détails d'une telle fonctionnalité sont connus des spécialistes, et sont illustrés, par exemple, dans les brevets français publiés et mentionnés au préalable Nos. 2846814, 2846815, 2846825 et 2859336.

Le corrélateur 20 peut appliquer une fonction de corrélation pour filtrer davantage le bruit dans le signal, et pour estimer le signal dans la bande de base complexe. Dans la bande de base complexe, chaque composante de la modulation ASK ou FSK peut être représentée par un point dans un système de coordonnées représenté par les axes des parties réelles et imaginaires. L'information d'amplitude et l'information de fréquence peuvent être représentées par des coordonnées polaires en relation avec les axes de coordonnées réelles et imaginaires. L'information d'amplitude peut être représentée par la longueur d'un vecteur à partir de l'origine. L'information de fréquence peur être représentée par un angle polaire du vecteur. Par exemple, en se référant à la Figure 2(a) ; les tons haut et bas FH et FL, respectivement, d'un signal FSK peuvent 7 être représentés par des points ayant des angles différents. En supposant que les amplitudes des tons FH et FL peuvent être approximativement égales, les distances à l'origine vont être approximativement égales. La relation angulaire spécifique entre les tons FH et FL dans la bande de base complexe a été précédemment utilisée dans les brevets français publiés et cités ci-dessus pour permettre la détection des tons FSK et démoduler en tant que signal FSK.

En se référant à la Figure 2(b), les composantes de forte et faible amplitudes AH et AL, respectivement, d'un signal ASK peuvent être représentées par des points ayant le même angle polaire, mais des distances différentes (longueurs de vecteur) par rapport à l'origine. Dans un tel cas, la technique des brevets français mentionnés ci-dessus ne permet pas de démoduler les composantes ASK, car il n'y a pas de différence angulaire entre les composantes du signal.

La Figure 2(c) peut représenter un signal FSK de faible qualité ou endommagé pour lequel un des tons (i.e. FH) a une amplitude nettement plus faible que l'autre (FL). Dans un tel cas, les deux points représentant les tons ont des angles polaires différents et des longueurs de vecteur différentes, rendant les points difficilement associables aussi bien à une modulation ASK que FSK. Dans certains cas, le ton d'amplitude la plus faible peut être si faible qu'il s'approche de la limite de bruit.

Une caractéristique du mode de réalisation présenté peut être de transformer la représentation en bande de base complexe de sorte qu'aussi bien les informations variables en fréquence et que les informations variables en amplitude puissent être représentées d'une manière uniforme. La représentation uniforme peut ensuite être traitée par une technique universelle unique pour démoduler le signal basé sur toute information de fréquence ou d'amplitude qui peut varier dans le signal, ou une combinaison des informations de fréquence et d'amplitude si les deux peuvent varier.

En se référant aux Figures 3(a)-(c), la transformation peut être de définir un décalage de l'origine, ou une nouvelle origine de référence 40, qui coïncide pratiquement avec, ou est très proche de, l'une des composantes du signal 42 dans l'espace des coordonnées de la bande de base complexe. La différence entre l'origine initiale et l'origine décalée (nouvelle origine de référence) peut être définie par un décalage 8 relatif ou décalage de base de valeur complexe 36. Les deux composantes 42 et 44 peuvent ensuite être discriminées sur la base de leur proximité relative à la nouvelle origine de référence 40, de manière indépendante au fait que les composantes du signal soient en réalité séparées en fréquence et/ou en amplitude. Comme on peut le voir sur l'ensemble des Figures 3(a)-(c), la composante du signal 42 qui est utilisée pour calculer la nouvelle origine de référence 40 peut toujours être sur, ou proche de, la nouvelle origine de référence 40, alors que l'autre composante du signal 44 peut toujours être plus éloignée de la nouvelle origine de référence 40. Dans les Figures 3(a)-(c), la nouvelle origine de référence 40 peut être définie pour coïncider avec une, i.e. la première reçue, composante du signal 42.

En se référant aux Figures 4(a)-(c), la seconde composante du signal 44 peut être discriminée de la première composante du signal 42 en fonction de la longueur du vecteur, ou amplitude, 46 de la composante du signal par rapport à la nouvelle origine de référence 40. La proximité par rapport à la nouvelle origine de référence 40 peut être jugée en utilisant un seuil de proximité (< seuil d'énergie ) 38 autour de la nouvelle origine de référence 40. Les valeurs d'amplitude (par rapport à la nouvelle origine de référence 40) se situant à l'intérieur du cercle défini par le seuil d'énergie 38 peuvent être discriminées comme la valeur de signal proche de la nouvelle origine de référence 40. Les valeurs se situant à l'extérieur du cercle défini par le seuil d'énergie 38 peuvent être discriminées comme étant l'autre valeur du signal. Il est considéré que la valeur du seuil d'énergie 38 peut varier en fonction des différents types de modulation, et en fonction des espacements d'amplitude et/ou de fréquence des deux composantes du signal. Cependant, la technique peut être universelle pour la discrimination d'informations variables en fréquence et d'informations variables en amplitude, ou une combinaison des deux.

Le mode de réalisation présenté peut raffiner davantage la technique ci-dessus en considérant les éléments suivants : (a) Puisque les composantes du signal peuvent varier avec le temps, par exemple, à cause du bruit ou de dérive, même pendant un message, ou à cause d'erreurs de filtrage ou d'échantillonnage dans le récepteur, la position de la nouvelle origine de référence 40 dans l'espace de la bande de base complexe, et/ou la valeur du 9 seuil d'énergie 38, peuvent être mises à jour, de sorte que l'un des paramètres ou les deux puissent suivre les changements affectant les composantes du signal.

(b) Pour que la technique ci-dessus puisse fonctionner de manière fiable même au début du message, i.e. quand seulement une des composantes du signal a été reçue, des valeurs initiales pour le décalage de l'origine de référence 40 et pour le seuil d'énergie 38 peuvent être calculées par la section d'initialisation 30. Ces valeurs initiales peuvent ensuite être mises à jour dynamiquement pour s'adapter aux composantes du signal quand les composantes du signal sont reçues. En d'autres termes, des techniques différentes peuvent être utilisées (i) pour calculer les valeurs initiales pour permettre à la technique d'être appliquée immédiatement quand le message commence, et (ii) pour adapter les valeurs pour suivre les composantes réelles du signal.

En se référant à la Figure 5, la section d'initialisation 30 peut comprendre une section de moyenne 50, une section de calcul de module 52, et un multiplicateur 54 pour multiplier le résultat de la section de calcul du module 52 par une valeur constante 56. La fonction de moyenne 50 peut être destinée à estimer la valeur du point du signal dans l'espace de bande de base complexe, quand un nouveau message commence. La section de moyenne peut considérer les premiers N échantillons de la valeur du signal. Une valeur de N peut être entre 3 et 10, et typiquement 5. La section de moyenne 50 peut opérer de manière continue, ou elle peut être activée quand un nouveau message (ou un signal d'intérêt) est détecté par le détecteur 22. En estimant la valeur du point du signal, un décalage initial est déduit pour la nouvelle origine de référence (plus précisément, le décalage pour déplacer l'origine pour coïncider avec la valeur du signal). La valeur initiale peut être fournie à la section de prise de décision 32 comme valeur initiale du signal de décalage de base 58.

La valeur initiale pour le seuil d'énergie peut être calculée sur la base de la distance entre l'origine normale de l'espace de la bande de base complexe, et le décalage de l'origine de référence définie par le décalage de base. La valeur initiale peut représenter un intervalle de séparation attendu médian ou un seuil intermédiaire entre les deux composantes du signal, bien qu'au début du message, seule la première des deux composantes du signal peut être connue. La valeur initiale pour le seuil 10 d'énergie peut néanmoins être calculée en fonction des paramètres de la modulation attendue. Par exemple, dans le cas de la modulation FSK avec FH et FL séparés par une déviation de fréquence Af au dessus et en dessous d'une fréquence centrale, la valeur initiale du seuil d'énergie 60 peut être calculée comme suit : Seuil d'énergie = sin (7r * 4f / bande) * (module (décalage de base)). Où bande peut être la moitié de la fréquence d'échantillonnage.

Ce calcul peut être déduit à partir des spécifications FSK. Af et la fréquence 10 d'échantillonnage peuvent effectivement permettre de définir une distance minimale (longueur de vecteur) entre les tons FSK. En de référant à la Figure 6, l'angle polaire entre les deux fréquences FH et FL dans l'espace de bande de base complexe peut être représenté, en radians, comme 2rrAf/bande. La valeur A correspond à l'amplitude des tons (supposé égale pour les deux). La distance entre les deux tons est définie par 15 le double du sinus de la moitié de l'angle, multiplié par A. Le seuil à mi-distance, entre les deux fréquences, peut correspondre à la moitié de la distance soit A*sin (7E4f/bande).

La valeur de A peut être représentée par le module du signal de décalage de base 20 58. Comme il n'est pas essentiel de calculer le module de façon très précise, une estimation du premier ordre du module peut être calculée par la section du calcul du module 52 comme la somme des valeurs absolues des parties réelle et imaginaire du signal de décalage de base 58. L'estimation du premier ordre peut permettre d'éviter le calcul de carrés et de racines carrées normalement nécessaires pour calculer le 25 module, et ainsi de réduire la charge de calcul numérique. La valeur du signal de seuil d'énergie 60 peut ainsi être générée par le multiplicateur 54, où la constante 56 correspond à la valeur sin (n4f/bande). Cette valeur peut être déterminée à l'avance comme une constante en fonction des paramètres du signal pour lequel le démodulateur est destiné. 30 La Figure 7 peut illustrer la section de prise de décision 32 du démodulateur 24 plus en détail. La section de prise de décision 32 peut recevoir en entrée la valeur initiale du signal de décalage de base 58, la valeur initiale du signal de seuil d'énergie 60, et 11 le signal de corrélation complexe 62 généré par le corrélateur 20 après passage dans la section de conditionnement 26 du démodulateur 24. Bien que non montré en détail, la section de conditionnement 26 peut typiquement filtrer et décimer le signal de corrélation pour s'ajuster aux caractéristiques du message attendu, comme la durée (Tchip) d'une composante stable du signal FSK ou ASK attendu. Le but d'un tel conditionnement peut être d'améliorer le rapport signal à bruit en excluant les composantes du signal présentant des fréquences largement supérieures à 1/Tchip.

La section de prise de décision 32 peut généralement comprendre une ou plusieurs des sections suivantes : une première section de mise à jour 64 pour mettre à jour la valeur du paramètre décalage de base ; une seconde section de mise à jour 66 pour mettre à jour la valeur du paramètre seuil d'énergie ; une section de transformation 68 pour appliquer la transformation de décalage de base au signal 62, pour décaler le signal en fonction de la nouvelle origine de référence, afin d'obtenir sa nouvelle représentation ; et une section de traitement pour traiter la représentation transformée. La section de traitement peut comprendre une section de calcul de module 70 pour calculer la longueur du vecteur du point de signal à partir de la nouvelle origine de référence ; et un comparateur 72 pour comparer le résultat de la section de calcul du module 70 avec le paramètre de seuil d'énergie mis à jour provenant de la second section de mise à jour 66 et afin de générer le résultat numérique 34.

La première section de mise à jour 64 peut être contrôlée par un signal de retour 74 provenant de la sortie 34. Le signal de retour 74 peut contrôler deux commutateurs 76 et 78 dans la première section de mise à jour. Le premier commutateur 76 peut contrôler si la première section de mise à jour 64 est active ou non active pour effectuer la mise à jour. La mise à jour peut être effectuée pour l'une des composantes du signal, i.e. la première composante reçue 42, pour que la nouvelle origine de référence suive les changements de la première composante, de sorte que la nouvelle origine de référence 40 corresponde à la première composante du signal. La mise à jour peut être désactivée quand l'autre (la seconde) composante du signal 44 est reçue, pour éviter que la seconde composante influe sur la valeur du paramètre de décalage de base. Le premier commutateur 76 peut contrôler la mise à jour en sélectionnant soit zéro, ou une valeur constante cst pour utiliser un facteur d'oubli la 1 dans l'équation de mise à jour pour le décalage de base A(t) = (1-0 )*A(t. 1)+ t1*X(t), où 12 X(t) représente F(t) , le signal de corrélation complexe 62 ou la valeur initiale du signal de décalage de base 58 en fonction de la réponse du second commutateur 78 détaillé ci-dessous. En raison duconditionnement effectué dans la section de conditionnement 26 (filtrage passe-bas et décimation), une composante stable du signal peut ne pas fournir une valeur stable de ['(t) pendant une période Tchip. La valeur obtenue par le paramètre de décalage de base peut être sous-estimée. Un facteur de correction constant K peut être appliqué par un multiplicateur 80 pour corriger une telle distorsion. Typiquement, la valeur de K peut être environ 5/4.

La première section de mise à jour 64 et la section de moyenne 50 peuvent ensemble représenter une section de calcul du décalage de base pour calculer le paramètre de décalage de base.

Le second commutateur 78 peut être contrôlé par le premier changement de code du message du signal, détecté par le détecteur de premier changement 78a. Le second commutateur 78 peut sélectionner si la première section de mise à jour 64 effectue le calcul de mise à jour sur la base de la valeur initiale du signal du paramètre de décalage de base 58, ou sur la base de la valeur courante du signal de corrélation complexe 62. A l'état initial, le signal initial de décalage de base 58 peut être utilisé ; après le premier changement, le signal de corrélation complexe 62 peut être utilisé.

La seconde section de mise à jour 66 peut appliquer une fonction d'amortissement au paramètre de seuil d'énergie 38, de sorte que le seuil puisse s'adapter à la première et à la seconde composante du signal quand elles sont reçues. La fonction d'amortissement peut être représentée généralement sous la forme E(t) = (1- 2)*E(t-1) + 2*Y(t) où E(t) peut être le paramètre de seuil d'énergie, 2 peut être un facteur d'oubli, et Y(t) peut être le module du vecteur du signal par rapport à la nouvelle origine de référence (plus précisément le résultat de la section de calcul du module 70). La seconde section de mise à jour 66 peut effectuer la mise à jour généralement de manière continue, de sorte que toutes les composantes du signal puissent influencer la valeur du paramètre de seuil d'énergie 38. 13 De manière similaire à la section du calcul du module 52 de la section d'initialisation 30, la section de calcul du module 70 de la section de prise de décision 32 peut calculer une approximation du premier ordre du module, comme la somme des valeurs absolues des parties réelle et imaginaire du signal complexe, pour réduire la charge de calcul numérique.

Le comparateur 72 peut générer un signal de sortie 34 en comparant le résultat du module Y(t) avec le paramètre de seuil d'énergie E(t). Comme expliqué précédemment, le signal de module Y(t) peut représenter la longueur du vecteur du signal courant par rapport à la nouvelle origine de référence 40, et la paramètre de seuil d'énergie E(t) 38 peut représenter une valeur seuil pour déterminer si la valeur courante Y(t) est suffisamment proche de la nouvelle origine de référence pour représenter une des composante du signal, ou si elle est suffisamment éloignée de la nouvelle origine de référence pour représenter l'autre composante du signal.

Les Figures 8(a)-(c) peuvent illustrer les valeurs Y(t), E(t) et le signal de sortie 34 pour chacun des signaux des Figures 2, 3 et 4. Comme on peut le voir sur les Figures 8, la valeur de E(t) 38 peut varier légèrement en fonction de la valeur courante de Y(t) pour chaque composante du signal. La description suivante de l'algorithme peut représenter les étapes exécutables pour la réalisation du démodulateur 24 en utilisant un processeur de calcul numérique. Algorithm de démodulation Entrée 25 T : Corrélation après le module de conditionnement Af : Déviation de fréquence minimale de la modulation FSK Bande: Bande après la section de numérisation et de conditionnement : Facteur d'oubli pour la mise à jour du décalage de base 112: Facteur d'oubli pour la mise à jour du seuil d'énergie 30 k : constante multiplicatrice pour le décalage de base Sortie Data : Code démodulé Variables internes 14 20 25 30 Décalage-base : Nombre complexe pour le décalage d'origine Seuil d'énergie : Valeur de comparaison pour la prise de décision Constante : sin(nAf/bande) Notation de fonction module (X) = Ireal(X)J + Iimag(X)j

sin : Fonction sinus N mean : Opérateur de moyenne : mean(X )= 1 X (t ) N ,_ Begin quand un signal est détecté (détection = ON) Initialisation

begin

Calcul décalage-base

Durant un temps limité

do

Calcul moyenne corrélation :

A(t) = mean(real(F(t))) +j mean(Imag(]P(t))) enddo

Calcul seuil d'énergie

E(t) = sin(IrAf/bande) * module(A(t))*k Initialisation sortie

Data =+1;

end

Jusqu'à ce que la détection commute vers OFF do

Calcul nouvelle corrélation

B(t) = I'(t)- A(t) * k; Y(t)=module(B(t));

Mise à jour du code

Data(t) = sign(E(t) ùY(t));

Après premier changement

do Mise à jour décalage-base15 if data=+1 A(t)= (1-p.1) A(t)+ 1 * ['(t); endif Mise à jour du seuil E(t) = (1-1,2) E(t) + * Y(t); enddo enddo End Il peut être apprécié que la présente invention, particulièrement comme illustrée dans le mode de réalisation préféré, peut fournir une technique de démodulation universelle pour démoduler des signaux FSK et ASK sans nécessiter aucune décision active concernant quel type de démodulation est à appliquer. La technique de démodulation universelle peut fournir une réponse pour aussi bien des informations variables en amplitude que pour des informations variables en fréquence dans le signal, et peut ainsi être capable de démoduler précisément des signaux de faible qualité ou des signaux FSK endommagés pour lesquels un des tons de FSK peut avoir une amplitude substantiellement réduite, par exemple, même au niveau de la limite de bruit. La technique de démodulation universelle peut être extrêmement robuste, et peut être capable de démoduler des signaux de faible tolérance, même quand les caractéristiques du signal peuvent varier durant la durée du message. La technique de démodulation universelle peut aussi être très efficace en terme de charge de calcul, et peut être éminemment adaptée pour une réalisation en circuit à faible coût.

La description précédente est une simple illustration de la forme préférée de l'invention. De nombreuses modifications, développements et équivalences peuvent être utilisés sans que cela ne sorte du cadre de l'invention. 16

Claims

Revendications

1. Un circuit démodulateur pour démoduler des informations à codage par saut de fréquence et/ou par saut d'amplitude dans un signal reçu, le circuit démodulateur étant caractérisé par ce qu'il comprend : (i) une section de transformation (68) pour transformer le signal en une représentation modifiée du signal dans laquelle aussi bien les informations d'amplitude variable que les informations de fréquence variable sont converties dans une représentation uniforme ; et (ii) une section de traitement (70, 72) pour traiter la représentation modifiée du signal pour effectuer la démodulation basée sur la représentation uniforme.

2. Le circuit démodulateur selon la revendication 1, dans lequel le signal comprend une représentation en bande de base complexe du signal, et la section de transformation (68) est configurée pour appliquer une transformation de telle sorte que les informations d'amplitude variable et les informations de fréquence variable soient converties dans une représentation uniforme dans l'espace de bande de base complexe.

3. Le circuit démodulateur selon la revendication 2, dans lequel la transformation comprend une transformation de décalage pour décaler la valeur du signal en fonction d'un décalage de l'origine initiale.

4. Le circuit démodulateur selon la revendication 3, comprenant en outre une section de calcul de décalage de base (50, 64) pour calculer le paramètre de décalage de base représentant la transformation de décalage de l'origine initiale à la nouvelle origine de référence.

5. Le circuit démodulateur selon la revendication 4, dans lequel le paramètre de décalage de base est un vecteur de décalage dans l'espace de bande de base complexe.

6. Le circuit démodulateur selon les revendications 4 ou 5, dans lequel la section de calcul de décalage de base (50, 64) est configurée pour calculer le paramètre de 17décalage de base de sorte que la nouvelle origine de référence soit proche de l'une des composantes du signal reçu.

7. Le circuit démodulateur selon la revendication 6, dans lequel la nouvelle origine de référence est déterminée pour pratiquement coïncider avec une desdites composantes du signal dans le signal reçu.

8. Le circuit démodulateur selon les revendications 6 ou 7, dans lequel une desdites composantes du signal est la première composante du signal pour un message représenté par une série de changements alternatifs des composantes du signal.

9. Le circuit démodulateur selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, dans lequel la section de calcul de décalage de base (50, 64) est configurée pour mettre à jour le paramètre de décalage de base pour suivre les changements d'une desdites composantes du signal, et pour suspendre la mise à jour quand une autre composante du signal est présente.

10. Le circuit démodulateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une section de conditionnement de signal (18) en amont de la section de transformation (68), pour convertir un signal dans une représentation en bande de base complexe.

11. Le circuit démodulateur selon la revendication 3 ou toutes revendications dépendantes, dans lequel la section de traitement (70, 72) est configurée pour discriminer les composantes du signal en fonction de leur proximité relative à la nouvelle origine de référence.

12. Le circuit démodulateur selon la revendication 11, dans lequel la section de traitement comprend : une section de calcul de module (70) pour calculer une longueur de vecteur de la valeur du signal par rapport à la nouvelle origine de référence dans l'espace de bande de base complexe ; et une section comparateur (72) pour comparer la longueur du vecteur à un seuil de proximité. 18. Le circuit démodulateur selon la revendication 12, comprenant en outre une section de calcul du seuil de proximité (66) pour un calcul adaptatif du seuil de proximité sur la base d'une fonction de moyenne pondérée des valeurs des composantes du signal. 14. Le circuit démodulateur selon la revendication 13, comprenant en outre une section de calcul de valeur initiale (30) pour calculer une valeur initiale d'au moins le seuil de proximité. 10 15. Le circuit démodulateur selon la revendication 14, dans lequel la section de calcul de valeur initial (30) est configurée pour calculer la valeur initiale du seuil de proximité selon l'équation sin (7r * M/ bande) * (module (décalage de base)) où Af représente une déviation de fréquence des composantes FSK de part et 15 d'autre de la fréquence porteuse, et bande est un paramètre basé sur la fréquence d'échantillonnage. 16. Un circuit démodulateur pour démoduler des informations à codage par saut de fréquence et/ou par saut d'amplitude dans un signal reçu, le circuit démodulateur 20 étant caractérisé par ce qu'il comprend : (i) une section de traitement en bande de base complexe (18, 20) pour traiter le signal dans une représentation en bande de base complexe ; et (ii) une section de discrimination (24) pour traiter la représentation en bande de base complexe du signal pour discriminer les composantes du signal en 25 fonction d'une combinaison de variation d'amplitude et de fréquence. 17. Le circuit démodulateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le circuit démodulateur est réalisé par un processeur de signal numérique exécutant un algorithme de démodulation. 18. Un récepteur (10) pour recevoir un signal de communication et comprenant un circuit démodulateur comme défini dans l'une quelconque des revendications précédentes. 30 19. Le récepteur selon la revendication 18, dans lequel le récepteur (10) est un récepteur embarqué dans un véhicule pour recevoir un signal de communication à distance. 20. Une méthode pour démoduler des informations à codage par saut de fréquence et/ou par saut d'amplitude dans un signal reçu, caractérisée par les étapes de : (i) transformation du signal en une représentation modifiée du signal dans laquelle aussi bien les informations d'amplitude variable que les informations de fréquence variable sont converties dans une représentation uniforme ; et (ii) traitement pour traiter la représentation modifiée du signal pour effectuer la démodulation basée sur la représentation uniforme. 21. Une méthode pour démoduler des informations à codage par saut de fréquence 15 et/ou par saut d'amplitude dans un signal reçu, caractérisée par les étapes de : (i) traitement du signal en une représentation en bande de base complexe ; et (ii) traitement de la représentation en bande de base complexe du signal pour discriminer les composantes du signal en fonction d'une combinaison de variation d'amplitude et de fréquence. 20 22. Unité de stockage lisible contenant un algorithme exécutable, qui lorsqu'exécuté sur un processeur, configure le processeur pour réaliser une méthode comme définie dans les revendications 20 ou 21. 25 23. Unité de stockage lisible selon la revendication 22, dans laquelle le stockage comprend une mémoire semi-conducteur. 20