FR2899745A1

FR2899745A1 - Procede de codage spatio-temporel pour systeme de communication multi-antenne de type uwb impulsionnel

Info

Publication number: FR2899745A1
Application number: FR0651257A
Authority: FR
Inventors: Rjeily Chadi Abou
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 2006-04-07
Filing date: 2006-04-07
Publication date: 2007-10-12
Anticipated expiration: 2026-04-07
Also published as: CN101051882B; CN101051882A; JP2007282242A; JP4971014B2; FR2899745B1; US7817715B2; US20070237209A1

Abstract

La présente invention concerne un procédé de codage et un dispositif de codage spatio-temporel pour système de transmission UWB comprenant trois ou quatre éléments radiatifs. Elle concerne également un procédé de transmission d'une pluralité de symboles d'information appartenant à une constellation de modulation PPM ou de modulation composite PPM-PAM utilisant ce codage spatio-temporel.

Description

PROCÉDÉ DE CODAGE SPATIO-TEMPOREL POUR SYSTÈME DE COMMUNICATION

MULTI-ANTENNE DE TYPE UWB IMPULSIONNEL

DESCRIPTION 5 DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne à la fois le domaine des télécommunications en ultra-large bande ou UWB (Ultra Wide Band) et celui des systèmes multiantenne à codage spatio-temporel ou STC (Space Time 10 Coding). ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Les systèmes de télécommunication sans fil de type multi-antenne sont bien connus de l'état de la technique. Ces systèmes utilisent une pluralité 15 d'antennes à l'émission et/ou à la réception et sont dénommés, selon le type de configuration adoptée, MIMO (Multiple Input Multiple Output), MISO (Multiple Input Single Output) ou SIMO (Single Input Multiple Output). Par la suite nous emploierons le même terme MIMO pour 20 couvrir les variantes MIMO et MISO précitées. L'exploitation de la diversité spatiale à l'émission et/ou à la réception permet à ces systèmes d'offrir des capacités de canal nettement supérieures à celles des systèmes mono-antenne classiques (ou SISO pour Single 25 Input Single Output). Cette diversité spatiale est généralement complétée par une diversité temporelle au moyen d'un codage spatio-temporel. Dans un tel codage, un symbole d'information à transmettre se trouve codé sur plusieurs antennes et plusieurs instants de 30 transmission. On connaît deux grandes catégories de systèmes MIMO à codage spatio-temporel : les systèmes à codage en treillis ou STTC (Space Time Trellis Coding) et les systèmes à codage par blocs ou STBC (Space Time Block Coding). Dans un système à codage en treillis, le

codeur spatio-temporel peut être vu comme une machine à états finis fournissant P symboles de transmission aux P antennes en fonction de l'état courant et du symbole d'information à coder. Le décodage à la réception est réalisé par un algorithme de Viterbi multidimensionnel

dont la complexité augmente de manière exponentielle en fonction du nombre d'états. Dans un système à codage par blocs, un bloc de symboles d'information à transmettre est codé en une matrice de symboles de transmission, une dimension de la matrice correspondant

au nombre d'antennes et l'autre correspondant aux instants consécutifs de transmission.

La Fig. 1 représente schématiquement un système de transmission MIMO 100 avec codage STBC. Un bloc de symboles d'information S=(al,...,ab) par exemple un mot binaire de b bits ou plus généralement de b symboles M-aires est codé en une matrice spatio-temporelle : C11 C12 C21 C22 C= CT,1 CT 2 CT,P où les coefficients etp, t=1,..,T;p=1,..,P du code sont en règle générale des coefficients complexes dépendant des symboles d'information, P est le nombre d'antennes utilisées à l'émission, T est un entier indiquant Cl P C2 P (1) l'extension temporelle du code, c'est-à-dire le nombre d'instants d'utilisation du canal ou PCUs (Per Channel Use). La fonction f qui à tout vecteur S de symboles d'information fait correspondre le mot de code spatio-temporel C est appelée fonction de codage. Si la fonction f est linéaire, on dit que le code spatio- temporel est linéaire. Si les coefficients ctp sont réels, le code spatio-temporel est dit réel.

Sur la Fig. 1, on a désigné par 110 un codeur spatio-temporel. A chaque instant d'utilisation de canal t, le codeur fournit au multiplexeur 120 le t-ème vecteur-ligne de la matrice C. Le multiplexeur transmet aux modulateurs 1301,430p les coefficients du vecteur ligne et les signaux modulés sont transmis par les antennes 1401,...,140p . Le code spatio-temporel est caractérisé par son débit, c'est-à-dire par le nombre de symboles d'information qu'il transmet par instant d'utilisation de canal (PCU). Le code est dit à plein débit s'il est P fois plus élevé que le débit relatif à une utilisation mono-antenne (SISO). Le code spatio-temporel est caractérisé en outre par sa diversité qui peut être définie comme le rang de la matrice C. On aura une diversité maximale si pour deux mots de code C1 et C2 quelconques correspondant à deux vecteurs S1 et S2, la matrice C1-C2 est de rang plein. Le code spatio-temporel est enfin caractérisé par son gain de codage qui traduit la distance minimale entre différents mots du code. On peut le définir comme : min det((CI -C2)H(CI -C2)) (2) c,≠c2 ou, de manière équivalente, pour un code linéaire : min det(CHC) c~o 10 où det(C) signifie le déterminant de C et CH est la matrice conjuguée transposée de C. Pour une énergie de transmission par symbole d'information, le gain de codage est borné. Un code spatio-temporel sera d'autant plus résistant à l'évanouissement que son gain de

15 codage sera élevé.

En règle générale, le gain de codage n'est pas fixe mais décroît avec l'ordre de modulation

d'information, ordre dont dépend l'efficacité spectrale. Dans certains cas, lorsque l'efficacité

20 spectrale augmente, le gain de codage ne tend pas vers zéro mais vers une valeur asymptotique non nulle. Un tel code est dit à déterminant sans anéantissement.

On veille enfin à ce que l'énergie moyenne transmise par le système soit uniformément répartie

25 entre antennes et instants de transmission.

On appelle code parfait un code à plein débit, à diversité maximale, à déterminant sans anéantissement et à énergie répartie au sens ci-dessus. (3) 30 0 = 2cos uq=1+j+Oq ; vq=(1+j8q+Oq 2(q +1)n 7 / ; Wq =1+20q+~Oq ; ( 27L1 pour q=0,1,2; j=exp ; i= 3 Des exemples de codes spatio-temporels parfaits pour un système MIMO à 2,3,4 ou 6 antennes de transmission ont été proposés dans l'article de Frédérique Oggier et al. intitulé Perfect space time block codes soumis à publication dans IEEE Transactions on Information Theory et disponible sous le site www.comelec.enst.fr/-belfiore.

Ainsi un code spatio-temporel parfait pour un 10 système MIMO à trois antennes de transmission est fourni par la matrice :

c= 1 15 avec : et où a1, i=1,...,9 sont les symboles d'information. 20 Des variantes de codes spatio-temporels parfaits ont été proposées pour un nombre quelconque d'antennes de transmission dans l'article de Petros Elia intitulé Perfect space-time codes with minimum and non-minimum 25 delay for any number of antennas publié dans IEEE Transactions on Information Theory le 6 Décembre 2005. u0a1+v0a2+w0a3 u0a4+v0a5+w0a6 u a +v a +W a j(ula7 +vies +Wla9 ) u1a1 +vlan + Wla3 j(u2a4 + v2a5 + W2a6 ) j(u2a7 + v2a8 + W2a9 ) 212ai + v2a2 + W2a3 / 0 7 0 8 0 9 ula4+via5+Wia6 (4) Un autre domaine des télécommunications fait actuellement l'objet de recherches considérables. Il s'agit des systèmes de télécommunication UWB, pressentis notamment pour le développement des futurs réseaux personnels sans fil (WPAN). Ces systèmes ont pour spécificité de travailler directement en bande de base avec des signaux très large bande. On entend généralement par signal UWB un signal conforme au masque spectral stipulé dans la réglementation du FCC du 14 Février 2002 et révisé en Mars 2005, c'est-à-dire pour l'essentiel un signal dans la bande spectrale 3.1 à 10. 6 GHz et présentant une largeur de bande d'au moins 500 MHz à -10dB. En pratique, on connaît deux types de signaux UWB, les signaux multi-bande OFDM (MB- OFDM) et les signaux UWB de type impulsionnel. Nous nous intéresserons par la suite uniquement à ces derniers.

Un signal UWB impulsionnel est constitué d'impulsions très courtes, typiquement de l'ordre de quelques centaines de picosecondes, réparties au sein d'une trame. Afin de réduire l'interférence multi-accès (MAI pour Multiple Access Interference), un code de sauts temporels (TH pour Time Hopping) distinct est affecté à chaque utilisateur. Le signal issu ou à destination d'un utilisateur k peut alors s'écrire sous la forme: NS -1 Sk (t) _ L W(t ù nTS ù Ck (n)Tc) (5) n=0 où w est la forme de l'impulsion élémentaire, T, est une durée bribe (ou chip), T3 est la durée d'un intervalle élémentaire avec NS = NcTT où N, est le nombre de chips dans un intervalle, la trame totale étant de durée Tf =NSTS où N3 est le nombre d'intervalles dans la trame. La durée de l'impulsion élémentaire est choisie inférieure à la durée chip, soit TN,<- Tc. La séquence ck(n) pour n=O,..,NS-1 définit le code de saut temporel de l'utilisateur k. Les séquences de sauts temporels sont choisies de manière à minimiser le nombre de collisions entre impulsions appartenant à des séquences de saut temporel d'utilisateurs différents.

On a représenté en Fig. 2A un signal TH-UWB associé à un utilisateur k. Afin de transmettre un symbole d'information donné en provenance ou à destination d'un utilisateur k, on module généralement le signal TH-UWB à l'aide d'une modulation de position (PPM pour Pulse Position Modulation), soit pour le signal modulé : N, -1 Sk (t) _ L W(t ù ni; -ck(n) T, ù dks ) (6) n=0 où E est un retard de modulation (dither) sensiblement inférieur à la durée chip T, et dk E {0,..,M -1} est la position M-aire PPM du symbole.

Alternativement, les symboles d'information peuvent être transmis au moyen d'une modulation d'amplitude (PAM). Dans ce cas, le signal modulé peut s'écrire : NS -1 Sk (t) _ L a (k) .w(t ù nTs ù Ck (n)Tc) (7) n=0 où a(k) =2m'-1-M' avec m'=l,..,M', est le symbole M'-aire de la modulation PAM. On peut par exemple utiliser une modulation BPSK (M'=2).

Les modulations PPM et PAM peuvent aussi être combinées en une modulation composite M.M'-aire. Le signal modulé a alors la forme générale suivante : Ns-1M-1 Sk (t) =E Lam k~ .w(t ù nTs ù Ck (n)T, ù me) (8) n=0 m=0 L'alphabet de cette modulation de cardinal M.M' a été représenté en Fig. 3. Pour chacune des M positions temporelles, M' amplitudes de modulation sont possibles. Un symbole (d,a) de l'alphabet peut être représenté par une séquence am, m = 0,..,M -1 avec am =8(m-d)a où d est une position de la modulation PPM, a une amplitude de la modulation PAM et 8(.) la 20 distribution de Dirac. Au lieu de séparer les différents utilisateurs au moyen de codes de sauts temporels, il est également possible de les séparer par des codes orthogonaux, par

25 exemple des codes de Hadamard, comme en DS-CDMA. On parle alors de DS-UWB (Direct Spread UWB). Dans ce cas on a pour l'expression du signal non modulé, correspondant à (5) .

Nsù1 Sk (t) = L bnk) w(t ù nTs ) ( 9 ) n=0 où bnk), n = 0,..,Ns ù1 est la séquence d'étalement de l'utilisateur k. On remarque que l'expression (9) est analogue à celle d'un signal DS-CDMA classique. Elle en diffère cependant par le fait que les chips n'occupent pas toute la trame mais sont répartis à la période Ts. On a représenté en Fig. 2B un signal DS-UWB associé à un utilisateur k.

Comme précédemment, les symboles d'information peuvent être transmis au moyen d'une modulation PPM, d'une modulation PAM ou d'une modulation composite PPMPAM. Le signal DS-UWB modulé en amplitude correspondant au signal TH-UWB (7) peut s'exprimer, en conservant les mêmes notations . NS -1 Sk(t) _ L a(k)bnk).w(tùnTs) (10) n=0 Enfin, il est connu de combiner codes de sauts temporels et codes d'étalement spectral pour offrir des accès multiples aux différents utilisateurs. On obtient ainsi un signal UWB impulsionnel TH-DS-UWB de forme générale : NS -1 Sk (t) _ L bnk) .w(t ù nTs ù Ck (n)T, ) (Il) n=0 On a représenté en Fig. 2C un signal TH-DS-UWB associé à un utilisateur k. Ce signal peut être modulé par une modulation composite PPM-PAM M.M'-aire. On obtient alors pour le signal modulé : NS -1Mù1 sk (t) = L L amk)bnk) .w(t - nTs - Ck (n)TC -me) (12) n=0 m=0 Il est connu de l'état de la technique d'utiliser des signaux UWB dans des systèmes MIMO. Dans ce cas,

10 chaque antenne transmet un signal UWB modulé en fonction d'un symbole d'information ou d'un bloc de tels symboles (STBC).

Les techniques de codage spatio-temporel initialement développées pour des signaux à bande

15 étroites ou pour le DS-CDMA s'appliquent mal aux signaux UWB impulsionnels. En effet, les codes spatio-temporels connus, comme les codes parfaits mentionnés plus haut sont généralement à coefficients complexes et portent par conséquent une information de phase. Or, il

20 est excessivement difficile de récupérer cette information de phase dans un signal à bande aussi large que celle des signaux UWB impulsionnels. Le support temporel très étroit des impulsions se prête beaucoup mieux à une modulation en position (PPM) ou en

25 amplitude (PAM).

Un codage spatio-temporel des signaux UWB a été proposé dans l'article de Chadi Abou-Rjeily et al. intitulé Space-Time coding for multiuser Ultra-Wideband communications soumis à publication dans5 IEEE Transactions on Communications, Sept. 2005 et disponible sous www.tsi.enst.fr .

Conformément aux contraintes posées plus haut, le code spatio-temporel proposé est réel. Ainsi, pour une configuration à trois antennes en émission, il peut s'écrire : 1 2 ual+va2+wa3 23(ua4+va5 +wa6) 23(ua7 +vag+wag) 2 1 23(wa7 +uag+vag) wal+ua2+va3 23 (wa 4 + ua5 + va6 ) (13) 1 2 23(Va4+wa5+ua6) 23(va7+wa8 +ua9 ) Val+wag+ua3 avec u=ù2+200+360 ; v=ù2+201+3012 ; w=ù2+202+30z où les valeurs 00,01,02 ont été définies précédemment et où S=(al,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8,a9) est un vecteur de symboles d'information PAM, à savoir ai E {ùM'+1,..,M'ù1} . 15

Dans ce même article, on propose de généraliser ce code spatio-temporel au codage d'un bloc de symboles d'information appartenant à un alphabet PPM-PAM. Pour une configuration à trois antennes d'émission, ce code

20 peut s'exprimer par la matrice de taille 3Mx3: c=1 710 ua10 +va20 +wa30 23(ua40 +vaso +wa6,0) 2 23(wa70 +ua80 +va90) wa10 +ua20 + va30 23,o +ua50 +va6,0) 2 23(ua70+va80+wa90) 1,M-1 +Va2 M-1 +Wa3,M_1 2 + va5,M+ wa 6,M_1 ) 1 C=ù 7 2 2 3 (wa7 M+ ua8 M+ va9 M-1) wa 1 M+ ua2 M+ va3 M23(w 1 + ua5,M-1 +Va6,M-1 ) 2 23(va40 +wa50 +ua60) 23(val0 +wa80 +ua90) va10 +Wa20+ua30 2 23 (Va4 M1 + Wa 5 M+ ua6 M-1) 2 3 (Va7 M_1 + Wa 8 M_1 + ua9 M-1) Val M+ Wa 2 M+ ua3 M_1 / (14) Chaque symbole d'information ai est ici un vecteur représentant un élément de l'alphabet PPMPAM avec aZm =ai8(mùdi) où ai est un élément de l'alphabet PAM et di de l'alphabet PPM. Le bloc de symboles d'information codés par le code C n'est autre que S = (aoa2,a3,a4,a5,a6,a7,a8, Plus précisément, le bloc de symboles d'information S donne lieu à la génération des signaux UWB selon les expressions données ci-après. On a supposé, pour simplifier les notations, une utilisation mono utilisateur (pas d'indexation par k, ni de séquence d'étalement).

L'antenne 1 transmet pendant la durée de la première trame Tf le signal: N -1M-1 s1(t)=LL(ualm+va2m+wa3m)w(tûni;ûc(n)TTûme) (15) n=0 m=020 signal qui correspond au premier vecteur colonne des M premières lignes du code (14). L'antenne 2 transmet simultanément pendant la durée de la première trame Tf le signal : 1 N,ù1Mù1 s2(t)= 23LL(uagm+va5 m+wa6m)w(tùnTsùc(n)TTùmE) (16) n=0 m=0 signal qui correspond au second vecteur colonne des M premières lignes du code. 10 Enfin, l'antenne 3 transmet simultanément pendant la durée de la première trame Tf le signal : 2 N,,ù1Mù1 s3(t) 23 LL(ua7m+vagin+wa9m)w(tùnTs ùc(n)TTùmE) (17) n=0 m=0 15 signal qui correspond au troisième vecteur colonne des M premières lignes du code. L'antenne 1 transmet ensuite pendant la durée de la seconde trame, en prenant à nouveau l'origine des 20 temps au début de la trame : 2 N,,ù1Mù1 sl(t)=23LL(wa7m+uagm+va9m)w(tùnTsùc(n)TTùmE) (18) n=0 m=0 25 signal qui correspond au premier vecteur colonne des M secondes lignes du code.

L'antenne 2 transmet simultanément pendant la durée de la seconde trame le signal:5 N, -1Mù1 s2(t)=LL(walm+uazm+va3m)w(tùnTsùc(n)TTùme) (19) n=0 m=0 signal qui correspond au second vecteur colonne des M secondes lignes du code.

Enfin, l'antenne 3 transmet simultanément pendant la durée de la seconde trame le signal: 1 N,ù1Mù1 s3(t) 23LL(wa4m+ua5m+va6m)w(tùnTsùc(n)TTùme) (20) n=0 m=0 signal qui correspond au troisième vecteur colonne des M secondes lignes du code.

De même pendant la durée de la troisième trame, les signaux transmis par les trois antennes sont donnés respectivement par : 1 N, ù1Mù1 si(t) 23LL(va4m+wasm+ua6m)w(tùnTsùc(n)TTùme) (21) n=0 m=0 2 N,,ù1Mù1 s2(t)=23 LL(va7m+wa8m+ua9m)w(tùnTs ùc(n)TTùme) (22) n=0 m=0 Neù1Mù1 s3(t)=LL(valm+wa2 m+ua3m)w(tùnTsùc(n)TTùme) (23) n=0 m=0 correspondant respectivement au premier, second et troisième vecteurs colonne des M dernières lignes du 25 code.20 Le code spatio-temporel défini ci-dessus présente de très bonnes performances en terme de diversité. Toutefois son gain de codage est inférieur à celui du code parfait défini par (4). En outre, les termes 1 2 scalaires 23,23 apparaissant dans la matrice (14) créent, à chaque trame, un déséquilibre énergétique entre les antennes. Le but de la présente invention est de proposer un code spatio-temporel réel pour un système MIMO à signaux UWB impulsionnels qui possède un gain de codage supérieur à ceux des codes connus pour de tels systèmes, en particulier le code défini par (14). En outre, le but de la présente invention est de prévoir un code spatio-temporel présentant à chaque trame une distribution d'énergie équilibrée entre les antennes. EXPOSÉ DE L'INVENTION La présente invention est définie par un procédé de codage spatio-temporel pour système de transmission UWB comprenant trois éléments radiatifs, dans lequel un bloc de neuf symboles d'information (S = (al,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8,a9)) appartenant à une constellation de modulation PPM ou de modulation composite PPM-PAM, présentant un nombre de positions temporelles égal à 3 ou bien supérieur ou égal à 5 est codé en neuf vecteurs (c ,cz,c3, c~,cz,c3, c~,cz,c3), les composantes d'un vecteur étant destinées à moduler un signal UWB impulsionnel pour un élément radiatif dudit système et pour un intervalle de transmission donné (Tf), chaque vecteur étant obtenu à partir d'une combinaison linéaire distincte de trois desdits symboles d'information, une permutation des composantes étant appliquée à un sous-ensemble desdits vecteurs (ci,ci,cz) avant de moduler ledit signal UWB impulsionnel. L'invention concerne aussi un dispositif de codage spatio-temporel pour mettre en oeuvre le procédé ci-dessus, le dispositif comprenant : - trois modules élémentaires, chaque module élémentaire étant adapté à recevoir trois symboles d'information, chaque symbole d'information (ai) étant constitué de M composantes avec M=3 ou M >_ 5 , chaque composante pouvant prendre M' valeurs où M'>_1 , chaque module élémentaire comprenant au moins un module de combinaison linéaire, chaque module de combinaison linéaire étant adapté à effectuer trois combinaisons linéaires distinctes des composantes de même rang desdits trois symboles pour générer trois composantes respectives de même rang de trois vecteurs intermédiaires; - une pluralité de modules de permutation, chaque module de permutation étant adapté à effectuer une permutation sur les composantes desdits vecteurs intermédiaires ; - des moyens de démultiplexage recevant les composantes desdits vecteurs intermédiaires ou les composantes de ces vecteurs permutées par les modules de permutation pour fournir lesdits neuf vecteurs par groupe de trois en trois instants consécutifs.

L'invention est également définie par un procédé de codage spatio-temporel pour système de transmission UWB comprenant quatre éléments radiatifs, dans lequel un bloc de seize symboles d'information (S = (a1,...,a16)) appartenant à une constellation de modulation PPM ou de modulation composite PPM-PAM, présentant un nombre de positions temporelles égal à 3 ou 5 ou bien supérieur ou égal à 7, est codé en seize vecteurs (cp; p =1,..4;q = 0,..,3) , les composantes d'un vecteur étant destinées à moduler un signal UWB impulsionnel pour un élément radiatif dudit système et 10 pour un intervalle de transmission donné (Tf), chaque vecteur étant obtenu à partir d'une combinaison linéaire distincte de quatre desdits symboles d'information , une permutation des composantes étant appliquée à un sous-ensemble desdits vecteurs 15 ( c~,c~,cz,c~,cz, c3 ) avant de moduler ledit signal UWB impulsionnel. L'invention concerne enfin un dispositif de codage spatio-temporel pour mettre en oeuvre le procédéci-dessus, le dispositif comprenant: 20 - quatre modules élémentaires, chaque module élémentaire étant adapté à recevoir quatre symboles d'information, chaque symbole d'information (ai) étant constitué de M composantes avec N I=3 ou N I=5 ou NI7, chaque composante pouvant prendre M' 25 valeurs où M'>_1 , chaque module élémentaire comprenant au moyen un module de combinaison linéaire, chaque module de combinaison linéaire étant adapté à effectuer quatre combinaisons linéaires distinctes des composantes de même rang desdits quatre symboles pour générer quatre composantes respectives de même rang de quatre vecteurs intermédiaires; -une pluralité de modules de permutation, chaque module de permutation étant adapté à effectuer une permutation des composantes desdits vecteurs intermédiaires ; - des moyens de démultiplexage recevant les composantes desdits vecteurs intermédiaires ou les composantes de ces vecteurs permutées par les modules de permutation pour fournir lesdits seize vecteurs par groupe de quatre en quatre instants consécutifs. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention fait en référence aux figures jointes parmi lesquelles : la Fig. 1 représente schématiquement un système de transmission MIMO avec codage STBC connu de l'état de la technique ; les Fig. 2A à 2C représentent les formes respectives de signaux TH-UWB, DSUWB et TH-DS-UWB ; la Fig. 3 représente un exemple de constellation d'une modulation PPM-PAM ; la Fig. 4 représente schématiquement un système de transmission MIMO utilisant un premier codage spatio-temporel selon l'invention ; la Fig. 5 représente schématiquement la 30 structure d'un premier codeur spatio-temporel selon mode de réalisation de l'invention ; la Fig. 6 représente schématiquement la structure d'un module élémentaire utile à la réalisation du codeur spatio-temporel de la Fig.5 ; la Fig. 7 représente schématiquement la structure d'un module de permutation utile à la réalisation du codeur spatio-temporel de la Fig.5 ; la Fig. 8 représente schématiquement un système de transmission MIMO utilisant un second codage spatio-temporel selon l'invention ; la Fig. 9 représente schématiquement la structure d'un second codeur spatio-temporel selon un mode de réalisation de l'invention ; la Fig. 10 représente schématiquement la structure d'un module élémentaire utile à la réalisation du codeur spatio-temporel de la Fig. 9 . EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS L'idée à la base de l'invention est de créer un code spatio-temporel s'affranchissant à la fois des valeurs complexes figurant dans le code parfait (4), incompatibles comme on l'a dit avec l'utilisation de signaux UWB impulsionnels, et des valeurs scalaires 1 2 23,23 figurant dans les codes (13) et (14), à l'origine d'une distribution déséquilibrée de l'énergie sur les antennes. Le code spatio-temporel proposé s'applique aux systèmes MIMO à trois ou quatre antennes de transmission utilisant des signaux UWB impulsionnels dans lesquels les symboles d'information sont modulés à l'aide d'une modulation PPM-PAM avec certaines 10

restrictions sur le cardinal M de la modulation PPM. Il est clair pour l'homme du métier que ce type de modulation inclut en particulier les modulations uniquement PPM sous réserve des mêmes restrictions.

Nous en envisagerons successivement le cas à 3 antennes et le cas à 4 antennes de transmission.

Pour un système à 3 antennes, le code proposé peut être représenté par la matrice de dimension 3M x3 ua1 + va2 + wa3 ua4 + vas + wa6 \SL(va4 + wa5 + ua6 ) il(va, + wa8 + uag ) ua,+vag+wa9 wa4 + ua5 + va6 (24) val + wa2 + ua3 / C= ~ il(wa, + uag + vag ) wax + uag + va3 notation que pour ai = (agi o,...,a~ M 1) i =l,..,9 et il est une matrice Par exemple, il est un avec les mêmes conventions de l'expression (13). Les vecteurs 15 sont les symboles d'information de permutation de dimension MxM. simple décalage circulaire : (0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 (25) 1 0M-1x1 / SZ = 20 où IM 1>< 1 est la matrice identité de taille M-1, 01xM-1 la matrice C est 25 réelle et ne présente pas de pondération dissymétrique est le vecteur ligne nul de taille M-1, vecteur colonne nul de taille M-1. Comme on peut le constater, 0M-bd est le selon les antennes. Elle peut s'écrire de manière plus explicite, par exemple pour l'expression de il donnée en (25) : ua10 + vat 0 + wa3,0 ua1 1 +vat 1 + wa3,1

ual,M-1 + vat M-1 + wa3,M-1 wax M-1 + ua8 M-1 + va9 M-1 wa7 0 + ua8 0 + va9,0

wax M_2 + ua8 M_2 + va9 M_2 Va4,M-1 + waS,M-1 + ua6,M-1 va40 + wa50 + ua60 + va5 0 + wa6,0 + va51 + wa6,1

1 + vas M-1 + wa 6 M-1 wa1 0 + ua2 0 + va3,0 wa1 1 + ua2 1 + va3,1

wal,M-1 + ua2 M-1 + va3,M-1 val M-1 + wa8 M-1 + ua9 M-1 val 0 + wa8 0 + ua9,0 ua7 M + va8 M + wa9 M-1 wa40 + ua50 + va60 wa4 1 + ua5 1 + va6 1 + uaS,M + va6,M val 0 + wa2 0 + ua3,0 val 1 + wa2 1 + ua3,1 M-2 + wa5 M_2 + ua6 M2 vas M_2 + wa8 M-2 + val,M + wa 2 M + ua3,M-1 / (26) M-2 1 C=ù7 D'après (26), on voit que l'effet de la multiplication par la matrice il se traduit par une permutation sur le premier vecteur colonne des M secondes lignes et M dernières lignes ainsi que sur colonne des M dernières lignes de que pendant la première trame (M C), l'ordre chronologique des identique pour les trois antennes, seconde trame (M secondes lignes le second vecteur la matrice C. Alors premières lignes de positions PPM est en revanche pour la de C) et pour la troisième trame (M dernières lignes de C) les positions PPM relatives aux symboles a,,a8,a9 , d'une part et celles relatives aux symboles a4,a5,a6,a,,a8,a9, d'autre part, subissent une permutation par rapport aux positions PPM des symboles al,a2,a3. Dans l'exemple ci- dessus, la permutation est un simple décalage circulaire. En d'autres termes, dans ce cas précis, tout se passe comme si pendant la seconde trame la

constellation PPM-PAM des symboles a,,ag,a9 et dans la troisième trame la constellation PPM-PAM des symboles a4,a5,a6,a,,ag,a9 (telle qu'illustrée en Fig. 3) avait fait

l'objet d'une rotation cyclique d'une position vers la droite.

De manière générale, la matrice il est une matrice de permutation d'ordre M. Les expressions (15) à (23), donnant les signaux UWB générés par les trois antennes pendant les trois trames consécutives, sont alors à remplacer par les expressions (27) à (35) suivantes, en

faisant abstraction du facteur de normalisation 1V7: première trame : N, -1Mù1 s1(t)=LL(ualm+va2m+wa3m)w(tùnTsùc(n)TTùms) (27) n=0 m=0 N - 1Mù1 s2(t)= LE(ua4m+va5m+wa6m)w(tùnTs ùc(n)TTùms) (28) n=0 m=0 N eù1Mù1 s3(t)=LL(ua7m+vagin+wa9m)w(tùnTsùc(n)TTùmE) (29) n=0 m=0 seconde trame : N , -1Mù1 s1(t)=LL(wa76(m) +uag6(m) +va96(m w(tùnTsùc(n)TTùmE) (30) n=0 m=0 N, -1Mù1 25 s2(t)=LL(walm+ua2 m+va3m)w(tùnTsùc(n)TTùms) (31) n=0 m=020 Neù1Mù1 s3(t)=LL(wa4m+uasm+va6m)w(tùnTsùc(n)TTùms) (32) n=0 m=0 troisième trame : N -1Mù1 si (t) =E L (va4,6 (m) + wa s,6 (m) + ua6,6 (m w(t ù nTs ù c(n)TT ù ms) (33) n=0 m=0 N, -1Mù1 s2(t)=LL(va-,6(m) +wag6(m) +ua96(m w(tùnTsùc(n)TTùms) (34) n=0 m=0 N , -1Mù1 s3(t)=LE(valet+wa2m+ua3m)w(tùnTsùc(n)TTùmE) (35) n=0 m=0 où 6 est une permutation de l'ensemble {0,1,..,M -1} . 10

La matrice il du code proposé peut être encore une matrice de permutation (circulaire ou non) associée à un changement de signe d'un quelconque ou d'une pluralité de ses éléments. Dans le cas de l'exemple 15 donné en (25), les matrices : il= 0 (36) avec xi= l, peuvent également

être employées dans le 20 code C selon l'invention. On notera qu'une permutation associée à une inversion de signe revient à effectuer dans la constellation PPM-PAM (cf. Fig. 3) un brassage des positions PPM et une symétrie par rapport à l'axe d'amplitude nulle de la constellation PAM pour les positions concernées par cette inversion. En outre toute permutation de lignes et/ou de colonnes de la matrice (24) du code spatio-temporel revient à effectuer une simple permutation sur les intervalles de transmission et/ou les antennes et conduit également à un code spatio-temporel au sens de l'invention. En outre, il est important de noter que quelle que soit la forme du code envisagée une permutation quelconque sur les indices des symboles ai est encore un code spatio-temporel au sens de l'invention, puisqu'une telle permutation est équivalente à un simple réarrangement temporel au sein du bloc S.

Les coefficients u,v,w de la matrice (24) ont été définis par u=û2+200+300 , v=û2+201+302, w=û2+202+3022. Toutefois des valeurs proportionnelles à ces coefficients conduisent à des performances identiques du code. Il est possible de s'écarter de cette contrainte de proportionnalité au prix d'une dégradation du gain de codage. Il importe toutefois que les rapports entre les coefficients u,v,w soient des nombre non rationnels, c'est-à-dire : u,v,wE RûQ . On a pu montrer qu'un écart 10% à la proportionnalité n'altérait pas significativement les performances du code spatio-temporel, autrement dit si : u=x,0(û2+200+300), v=x(û2+20,+30x2), w=X2(û2+202+302 X. ùX avec 0.9≤ ` <-1.1 pour i,i'E {0,1,2} . Cette tolérance permet x Z notamment d'opérer sur des coefficients quantifiés, par exemple des octets.

Quelle que soit la forme du code envisagée, celui- ci est réel. Il permet en outre de transmettre neuf symboles d'information sur trois antennes pour trois utilisations du canal et, par conséquent, est à plein débit. On peut également montrer que le code est à diversité maximale pour N I=3 ou Af5 et ce VM'>_1.

Enfin, son gain de codage est plus élevé que celui du code défini par les expressions (13) et (14).

La Fig. 4 illustre un exemple de système de transmission utilisant le codage spatio-temporel selon l'invention. Le système 400 reçoit des symboles d'informations par bloc S=(a1,a2,a3,a4,a5,a6,aäa8,a9) où les ai sont des symboles d'une constellation PPM-PAM. Alternativement, les symboles d'information peuvent provenir d'une autre constellation M.M'-aire à condition de subir préalablement un transcodage (mapping) dans la constellation PPM-PAM. Bien entendu, les symboles d'information peuvent être issus d'une ou d'une pluralité d'opérations bien connues de l'homme du métier telles que codage source, codage canal de type convolutionnel, par bloc ou bien encore turbocodage série ou parallèle, entrelacement, etc. Le bloc de symboles d'information subit une opération de codage dans le codeur spatio-temporel 410.

Plus précisément, le module 410 calcule les coefficients de la matrice C selon (24) ou selon les variantes envisagées plus haut. Les trois vecteurs colonne c,c2,c3 constitués des M premières lignes de C sont transmis respectivement aux modulateurs UWB 420,425,427 pour la première trame, puis les trois vecteurs colonne ci,c2,c3 constitués des M lignes suivantes de C, pour la seconde trame et enfin trois vecteurs colonne c2 i,c2,c3 constitués des M dernières lignes de C, pour la troisième trame. L'indice supérieur désigne ici la trame et l'indice inférieur l'élément radiatif 430, 435 ou 437. Le modulateur UWB 420 génère à partir des vecteurs c ,cl,ci les signaux UWB impulsionnels modulés correspondants. De même, les modulateurs UWB 425 et 427 génèrent respectivement à partir des vecteurs c2,c2,c2 et c3,c3,c3 les signaux UWB impulsionnels modulés correspondants. Par exemple, si l'on utilise la matrice de codage spatio-temporel (24) comme indiqué sur la figure, le modulateur UWB 420 fournit successivement les signaux (27),(30) et (33), alors que le modulateur UWB 425 fournit successivement les signaux (28),(31) et (34) et le modulateur UWB 427, les signaux (29) , (32) et (35). De manière générale, les signaux UWB impulsionnels servant de support à la modulation peuvent être du type TH-UWB, DS-UWB ou THDS-UWB. Les signaux UWB impulsionnels ainsi modulés sont transmis ensuite aux éléments radiatifs 430, 435 et 437. Ces éléments radiatifs peuvent être des antennes UWB ou bien des diodes laser ou des DELs, fonctionnant par exemple dans le domaine infrarouge, associées à des modulateurs électro-optiques. Le système de transmission proposé peut alors être utilisé dans le domaine des télécommunications optiques sans fil. La Fig. 5 illustre un mode de réalisation avantageux du codeur spatio-temporel 410 de la Fig. 4.

Le codeur utilise des modules élémentaires 510,515,517 à trois entrées et trois sorties, des modules de permutation 520 et un démultiplexeur 530 à 9 entrées et trois sorties. Chaque module élémentaire 510,515,517 a la structure indiquée en Fig. 6. Ce module élémentaire comprend trois convertisseurs série-parallèle 610, trois convertisseurs parallèle-série 630 et M modules de combinaison linéaire 620. Selon un mode de réalisation, ces modules 620 effectuent chacun l'opération linéaire suivante: X =ux+vy+wz Y=wx+uy+vy (37) Z=vx+wy+uz

où toutes les valeurs sont scalaires ; x,y,z sont les valeurs d'entrée ; X,Y,Z sont les valeurs de sortie.

Les modules 620 peuvent être constitués de multiplicateurs et d'additionneurs câblés ou bien être réalisés au moyen d'opérations microséquencées. Les convertisseurs série-parallèle 610 convertissent une séquence de M symboles PAM successifs en un vecteur de dimension M. Inversement, les convertisseurs parallèle-série 630 convertissent un vecteur de dimension M (symbole PPM-PAM) en une séquence de M symboles PAM successifs.

Les modules de permutation 520 de la Fig. 5 ont la structure représentée en Fig. 7. Chaque module de permutation possède une entrée et une sortie. Un convertisseur série-parallèle transforme une séquence de M symboles PAM d'entrée en un mot constitué de M symboles, représentant un symbole PPM-PAM. Inversement, en sortie, après que les symboles du mot ont été permutés dans le module 720, le convertisseur parallèle-série transforme le mot en une séquence de M symboles PAM successifs. Le démultiplexeur 530 de la Fig. 5 reçoit les symboles PPM-PAM du code spatio-temporel (plus précisément les séquences de symboles PAM correspondantes) issus des modules élémentaires 510,515,517, le cas échéant après permutation dans les modules 520 (ainsi, les symboles cci, cz sont obtenus après permutation) et les transmet aux modulateurs UWB à l'instant de transmission requis. Pour ce faire, le démultiplexeur 530 pourra comprendre des buffers FIFO pour retarder les composantes des symboles à transmettre pendant les seconde et troisième trames. Si des inversions de signe sont présentes dans la matrice SZ, celles-ci peuvent être prises en compte en changeant le (s) signe (s) des coefficients u,v, w au sein des modules 515 et 517, relatifs à la ou aux composantes concernées. Plus précisément, le changement de signe sera effectué dans les modules de combinaison linéaire 620 des modules 515 et 517. Le mode de réalisation représenté en Figs. 5-7 30 utilise une sérialisation des composantes des symboles PPM-PAM entre les différents modules, notamment entre les modules 515,517 et 520 d'une part et entre les modules 520 et 530 d'autre part. Cependant, il est clair pour l'homme du métier que de nombreuses variantes architecturales sont envisageables selon le degré de parallélisme souhaité. Par exemple, les échanges entre les différents modules peuvent être effectués symbole par symbole, auquel cas les convertisseurs série-parallèle et parallèle-série peuvent être supprimés en tout ou partie. On peut aussi utiliser un seul module de combinaison linéaire 620 dans les modules élémentaires en multiplexant les entrées et démultiplexant les sorties à un rythme correspondant au triple du débit des composantes.

Le cas d'un codage spatio-temporel pour système MIMO à quatre antennes de transmission est envisagé ci-après. Le code spatio-temporel proposé est défini par la matrice de dimension 4Mx4 : I C2 C2 2 2 C3 C4 3 3 3 3 \C1 C2 C3 C4 / C2 C3 / o o o o\ C1 C2 C3 C4 1 1 C= (38) avec : c = uoal + voa2 + w0a3 + toa4 et = SL(u1a13 + v1a13 + w1a15 + tlal6 ) c i = il(u2a9 + v2alo + w2a11 + t2a12 ) c i = SZ(u3a5 + v3a6 + w3a7 + t3a8 ) c2 = uoa5 + voa6 + woa, + toag cz =ula1 +v1a2 +wla3 +tla4 c2 = il(uza13 + vza13 + w2a15 + tza16 ) c 2 = SZ(u3a9 + v3a10 + w3a11 + t3a12 )25

c = uoa9 + v0a10 + woa11 +t oa12 c4 = uoa13 + v0a13 + woa15 + toa16 C3 = ula5 + V1a6 + W1a7 + t1a8 cq = ula9 + v1alo + wiall + t1a12 c3 = uzal + v2a2 + wza3 + tzaq cq = u2a5 + v2a6 + w2a, + t2a8 C3 =1-1(u3a13+v3a13+w3a15+t3a16) cq =u3a1+v3a2+w3a3+t3aq uq=1; Vq=ù1ù30q+~q+0q : Wq=ù1ù20q; tq=ù1+30qù~q ~q = 2cos/2`g151 pour q = 0,.., 3 , indice désignant la trame i de transmission. Les vecteurs al=(ao,...,ai,M_i) i=1,..,16 sont les symboles d'information de S et il est une matrice de permutation de dimension MxM. Les variantes envisagées pour le code spatio-temporel à trois antennes de transmission s'appliquent comme précédemment, à savoir inversion de signe de coefficient(s) dans la matrice SZ, permutation de lignes et de colonnes dans C, permutation des indices des symboles d'information ai. En outre, il est possible de choisir des coefficients proportionnels aux valeurs uq,vq,wq,tq ci-dessus ou sensiblement proportionnels à ces valeurs avec une marge de tolérance de 10% sans dégradation sensible des performances du code. Quelle que soit la forme du code envisagée, celui- ci est réel. Il permet en outre de transmettre seize symboles d'information sur quatre antennes pour quatre utilisations du canal et, par conséquent, est à plein débit. On peut également montrer que le code est à diversité maximale pour M=3, M=5 ou M=7 et ce Enfin, son gain de codage est plus élevé que celui connu de l'état de la technique.

La Fig. 8 illustre un exemple de système de transmission utilisant le codage spatio-temporel à quatre antennes selon l'invention.

Le système 800 reçoit des symboles d'informations par bloc S de 16 symboles. Le bloc de symboles d'information subit une opération de codage dans le codeur spatio-temporel 810. Plus précisément, le module 810 calcule les coefficients de la matrice C selon (38) ou selon les variantes envisagées plus haut. Les quatre vecteurs colonnes c ,c2,c3,c4 constitués des M premières lignes de C sont transmis respectivement aux modulateurs UWB 820,823,825,827 pour la première trame, puis les quatre vecteurs colonne ci,c2,c3,c4 constitués des M lignes suivantes de C, pour la seconde trame, puis les quatre vecteurs colonne c2 i,c2,c3,c4 constitués des M lignes suivantes de C, pour la troisième trame et enfin les quatre vecteurs colonne c3 i,c2,c3,c4 constitué des M dernières lignes de C, pour la quatrième trame.

L'indice supérieur désigne ici la trame et l'indice inférieur l'élément radiatif 830, 833, 835 ou 837. Le modulateur UWB 820 génère à partir des vecteurs lli les signaux UWB impulsionnels modulés correspondants. De même, les modulateurs UWB 823, 825 et 827 génèrent respectivement à partir des vecteurs c et c2 c3 c et c2 c3 t c et c2 c3 les signaux , 3,3,3,3 et UWB impulsionnels modulés correspondants. Les signaux UWB impulsionnels servant de support à la modulation peuvent être là aussi type TH-UWB, DS-UWB ou TH-DS-UWB.

Les signaux UWB impulsionnels ainsi modulés sont 32 transmis ensuite aux éléments radiatifs 830,833,835 et 837. La Fig. 9 illustre un mode de réalisation avantageux du codeur spatio-temporel 810 de la Fig. 8.

Le codeur utilise des modules élémentaires 910,913,915,917 à quatre entrées et quatre sorties, des modules de permutation 920 et un démultiplexeur 930 à seize entrées et quatre sorties. Chaque module élémentaire 910,913,915,917 a la structure indiquée en Fig. 10. Ce module élémentaire comprend quatre convertisseurs série-parallèle 1010, quatre convertisseurs parallèle-série 1030 et M modules de combinaison linéaire 1020. Selon un mode de réalisation, ces modules 1020 effectuent chacun l'opération linéaire suivante: A=uoa+vob+woc+tod B=usa+v1b+wIc+tid C = uza + vzb + wzc + tzd D =u3a+v3b+w3c+t3d où toutes les valeurs sont scalaires ; a,b,c,d sont les valeurs d'entrée ; A,B,C,D sont les valeurs de sortie. Comme précédemment, les modules 1020 peuvent être constitués de multiplicateurs et d'additionneurs câblés ou bien être réalisés au moyen d'opérations microséquencées.

Les convertisseurs série-parallèle 1010 convertissent une séquence de M symboles PAM successifs en un vecteur de dimension M. Inversement, les convertisseurs parallèle-série 1030 convertissent un (39) vecteur de dimension M (symbole PPM-PAM) en une séquence de M symboles PAM successifs. Les modules de permutation 930 de la Fig. 9 ont la structure représentée en Fig. 5 et ne seront donc pas davantage détaillés. Le démultiplexeur 930 de la Fig. 9 reçoit les symboles PPM-PAM du code spatio-temporel (plus précisément les séquences de symboles PAM correspondantes) issus des modules élémentaires 910,913,915,917, le cas échéant après permutation dans les modules 920 (pour les symboles c~,c~,cz,c~,cz,c3 ) et les transmet aux modulateurs UWB à l'instant de transmission requis. Pour ce faire, le démultiplexeur 930 pourra comprendre des buffers FIFO pour retarder les composantes des symboles à transmettre pendant les seconde, troisième et quatrième trames. Si des inversions de signe sont présentes dans la matrice SZ, celles-ci peuvent être prises en compte en changeant le (s) signe (s) des coefficients uk,vk,Wk,tk au sein des modules 913,915 et 917, relatifs à la ou aux composantes concernées. Plus précisément, le changement de signe sera effectué dans les modules de combinaison linéaire 1020 de ces derniers. Bien entendu, là aussi, selon le degré de parallélisme souhaité, les convertisseurs série-parallèle et parallèle-série peuvent être supprimés en tout ou partie. On peut également utiliser un seul module de combinaison linéaire par module élémentaire en effectuant un multiplexage des composantes en entrée et un démultiplexage en sortie de 1020 à un rythme correspondant à quatre fois le débit de ces composantes. Les signaux UWB transmis par le système illustré en Fig. 4 ou Fig. 8 peuvent être traités par un récepteur multi-antenne de manière classique. Le récepteur pourra par exemple comprendre un étage de corrélation de type Rake suivi d'un étage de décision, utilisant par exemple un décodeur par sphère connu de l'homme du métier.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de codage spatio-temporel pour système de transmission UWB comprenant trois éléments radiatifs, caractérisé en ce qu'un bloc de neuf symboles d' information (S = (al,a2,a3,a4,a5,a6,a7,a8,a9) ) appartenant à une constellation de modulation PPM ou de modulation composite PPM-PAM, présentant un nombre de positions temporelles égal à 3 ou bien supérieur ou égal à 5 est codé en neuf vecteurs (cl,c2,c3 , ci,c2,c3 , cl,c2,c3) , les composantes d'un vecteur étant destinées à moduler un signal UWB impulsionnel pour un élément radiatif dudit système et pour un intervalle de transmission donné (Tf), chaque vecteur étant obtenu à partir d'une combinaison linéaire distincte de trois desdits symboles d'information et que l'on applique une permutation des composantes à un sous-ensemble desdits vecteurs (ci,ci,cz) avant de moduler ledit signal UWB impulsionnel.

2. Procédé de codage spatio-temporel selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits vecteurs ayant subi ladite permutation sont soumis à une inversion d'une ou d'une pluralité de ses composantes avant de moduler ledit signal UWB impulsionnel.

3. Procédé de codage spatio-temporel selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits vecteurs sont définis par les composantes blocs Mx1 de la matrice de dimension 3Mx3: ua1 + vat + wa3 ua4 + vas + wa6 il(wa, + ua8 + vag ) wa1 + ua2 + va3 ~SL(va4 + wa5 + ua6) il(va, + wa8 + uag ) ua7 + va8 + wa9 wa4 + ua5 + va6 val + wa2 + ua3 i à une permutation des lignes et/ou des colonnes près et dans lesquels a1,a2,a3,a4,a5,a6,a,,a8,a9 sont lesdits symboles d'information, M est l'ordre de la modulation PPM, SZ est une matrice MxM de permutation des composantes desdits vecteurs, ayant subi ou non une inversion de signe de l'un ou d'une pluralité de ses coefficients (X1) et les coefficients u,v, w sont tels que leurs rapports respectifs sont des nombres non rationnels.

4. Procédé de codage spatio-temporel selon la revendication 3, caractérisé en ce que les coefficients u,v,w sont proportionnels à 10% près aux valeurs respectives -2+200+300 , -2+201+3012, -2+202+302 2(q +1) n pour q= 0,1,2 .

5. Procédé de transmission d'une pluralité de symboles d'information appartenant à une constellation de modulation PPM ou de modulation composite PPM-PAM présentant un nombre de positions temporelles égal à 3 ou bien supérieur ou égal à 5 , dans lequel lesdits symboles d'information sont codés au moyen du codage spatio-temporel selon l'une des où 0q = 2cos 7 irevendications précédentes pour lesdits neuf vecteurs, les composantes de chacun de ces neuf vecteurs modulant la position ou bien la position et l'amplitude des impulsions composant un signal UWB impulsionnel pour obtenir neuf signaux UWB impulsionnels modulés, ces neuf signaux étant respectivement transmis par ledits trois éléments radiatifs pendant trois intervalles de transmission consécutifs.

6. Procédé de codage spatio-temporel pour système de transmission UWB comprenant quatre éléments radiatifs, caractérisé en ce qu'un bloc de seize symboles d'information (S = (a1,...,a16)) appartenant à une constellation de modulation PPM ou de modulation composite PPM-PAM, présentant un nombre de positions temporelles égal à 3 ou 5 ou bien supérieur ou égal à 7, est codé en seize vecteurs (cp; p =1,..4;q = 0,..,3) , les composantes d'un vecteur étant destinées à moduler un signal UWB impulsionnel pour un élément radiatif dudit système et pour un intervalle de transmission donné (Tf), chaque vecteur étant obtenu à partir d'une combinaison linéaire distincte de quatre desdits symboles d'information , et que l'on applique une permutation des composantes à un sous-ensemble desdits vecteurs ( ci,cc2,ci,c2,c3 ) avant de moduler ledit signal UWB impulsionnel.

7. Procédé de codage spatio-temporel selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits vecteurs ayant subi ladite permutation sont soumis à une inversion d'une ou d'une pluralité de ses composantes avant de moduler ledit signal UWB impulsionnel.

8. Procédé de codage spatio-temporel selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits vecteurs sont définis par les composantes blocs Mx1 de la matrice de dimension 4Mx4: / o o o o\ et C2 C3 C4 1 1 1 1 C1 c2 c3 c4 2 2 2 2 c1 c2 c3 c4 3 3 3 3 \C1 C2 C3 C4 / C= où c = uoal + voa2 + w0a3 + toa4 ci = 11(u1a13 +v1a13 +w1a15 +t1a16) C2 = SL(u2a9 + v2alo + w2a11 + t2a12 ) ci = SZ(u3a5 + v3a6 + w3a7 + t3a8 ) c2 = uoa5 + voa6 + woa, + toag et = ula1 + v1a2 + wla3 + tla4 c2 = il(u2a13 + v2a13 + w2a15 + t2a16 ) c2 = SZ(u3a9 + v3a10 + w3a11 + t3a12 ) c3 = uoa9 + voalo + woa11 + toa12 c4 = uoa13 + voa13 + woa15 + toa16 c3 =ula5+vla6+wla,+tlag cq =ula9+vlalo+wia11+t1a12 c3 = u2al + v2a2 + w2a3 + t2a4 cq =u2a5 +v2a6 +w2a7 + tzag c3 =II(u3a13+v3a13+w3a15+t3a16) cq =u3a1+v3a2+w3a3+t3a4 à une permutation des lignes et/ou des colonnes près et dans lesquels a1,..., a16 sont lesdits symboles d'information, M est l'ordre de la modulation PPM, SZ est une matrice MxM de permutation des composantes desdits vecteurs, ayant subi ou non une inversion de signe de l'un ou d'une pluralité de ses coefficients (xi) et les coefficients uq,vq,wq,tq sont proportionnels à 10% près aux valeurs respectives 1; -1- 20q +02 q +0q ; -1+30q -03 avec 4q = 2cos -1-30q+ + ; '2(q+1)z 15 ~ pour q = 0,..,3 .

9. Procédé de transmission d'une pluralité de symboles d'information appartenant à une constellation de modulation PPM ou de modulation composite PPM-PAM présentant un nombre de positions temporelles égal à 3 ou 5 ou bien supérieur ou égal à 7, dans lequel lesdits symboles d'information sont codés au moyen du codage spatio-temporel selon l'une des revendications 6 à 8 pour obtenir lesdits seize vecteurs, les composantes de chacun de ces seize vecteurs modulant la position ou bien la position et l'amplitude des impulsions composant un signal UWB impulsionnel pour obtenir seize signaux UWB impulsionnels modulés, ces seize signaux étant respectivement transmis par lesdits quatre éléments radiatifs pendant quatre intervalles de transmission consécutifs.

10. Procédé de transmission selon la revendication 5 ou 9, caractérisé en ce que les éléments radiatifs sont des antennes UWB.

11. Procédé de transmission selon la revendication 5 ou 9, caractérisé en ce que les éléments radiatifs sont des diodes laser ou des diodes électro-luminescentes. 30

12. Procédé selon l'une des revendications 5,9,10,11, caractérisé en ce que ledit signal impulsionnel est un signal TH-UWB.

13. Procédé selon l'un des revendications 5,9,10,11, caractérisé en ce que ledit signal impulsionnel est un signal DS-UWB.

14. Procédé selon l'une des revendications 5,9,10,11, caractérisé en ce que ledit signal impulsionnel est un signal TH-DS-UWB.

15. Dispositif de codage spatio-temporel pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend : -trois modules élémentaires (510,515,517), chaque module élémentaire étant adapté à recevoir trois symboles d'information, chaque symbole d'information (ai) étant constitué de M composantes avec N I=3 ou NI5, chaque composante pouvant prendre M' valeurs où M'>_1 , chaque module élémentaire comprenant au moins un module de combinaison linéaire (620), chaque module de combinaison linéaire étant adapté à effectuer trois combinaisons linéaires distinctes des composantes de même rang desdits trois symboles pour générer trois composantes respectives de même rang de trois vecteurs intermédiaires; - une pluralité de modules de permutation (520), chaque module de permutation étant adapté àeffectuer une permutation sur les composantes desdits vecteurs intermédiaires - des moyens de démultiplexage (530) recevant les composantes desdits vecteurs intermédiaires ou les composantes de ces vecteurs permutées par les modules de permutation (520) pour fournir lesdits neuf vecteurs par groupe de trois en trois instants consécutifs.

16. Dispositif de codage spatio-temporel pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une des revendications 5 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend : quatre modules élémentaires (910,913,915,917), chaque module élémentaire étant adapté à recevoir quatre symboles d'information, chaque symbole d'information (ai) étant constitué de M composantes avec M=3 ou M=5 ou M >_ 7 , chaque composante pouvant prendre M' valeurs où M'>_1 , chaque module élémentaire comprenant au moyen un module de combinaison linéaire (920), chaque module de combinaison linéaire étant adapté à effectuer quatre combinaisons linéaires distinctes des composantes de même rang desdits quatre symboles pour générer quatre composantes respectives de même rang de quatre vecteurs intermédiaires; une pluralité de modules de permutation (920), chaque module de permutation étant adapté à effectuer une permutation des composantes desdits vecteurs intermédiaires ;- des moyens de démultiplexage (930) recevant les composantes desdits vecteurs intermédiaires ou les composantes de ces vecteurs permutées par les modules de permutation (920) pour fournir lesdits seize vecteurs par groupe de quatre en quatre instants consécutifs.

17. Dispositif de codage selon la revendication 15 ou 16, caractérisé en ce que chaque module élémentaire et chaque module de permutation comportent en entrée des moyens de conversion série-parallèle (610,710,1010) pour convertir une séquence de M composantes en un mot de M constitué par ces M composantes et en sortie des moyens de conversion parallèle-série (630,730,1030) pour effectuer l'opération inverse.

18. Dispositif de codage selon la revendication 15 ou 16, caractérisé en ce que chaque module de permutation comprend un buffer pour stocker au moins un vecteur intermédiaire et des moyens pour brasser les adresses d'écriture ou de lecture dudit buffer.