FR2938990A1 - Procede et dispositif de pointage d'antenne - Google Patents

Abstract

Le dispositif de pointage d'une antenne conformante (500) comporte un module (511) de calcul de coefficients de pointage d'antenne et un module (516, 517) de détection de répétition adapté à détecter la répétition d'une séquence de données utiles dans le signal reçu par ladite antenne. Le module de calcul de coefficients de pointage d'antenne étant adapté à calculer lesdits coefficients en fonction des signaux reçus par l'antenne lors de ladite répétition. Dans des modes de réalisation particuliers, le dispositif comporte, en outre, un récepteur (501 à 503) sans fil OFDM et le module de calcul de coefficients de pointage d'antenne met en oeuvre chaque sous porteuses du signal reçu par l'antenne.

Description

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de pointage d'antenne et, particulièrement, de réglage du faisceau d'antenne d'un noeud d'un réseau maillé. L'invention est, notamment, destinée à être utilisée dans un réseau de transport de données utilisant des fréquences élevées, typiquement de l'ordre de 60 GHz. A ces fréquences, les signaux électromagnétiques ont un comportement proche de la lumière, donc nécessitent une transmission directe dépourvue de réflexion, dite en ligne de mire . La propagation de ces ondes est marquée par une atténuation rapide de la puissance du signal. Pour obtenir un rapport signal à bruit suffisant au niveau du récepteur, il est envisagé des techniques d'antennes telles que la combinaison de multiples antennes réceptrices, ainsi que l'utilisation de relais pour atteindre les récepteurs trop éloignés. Le domaine technique de la présente invention couvre celui de la gestion des antennes, notamment pour des réseaux de communications multimédia à fort débit, dans lequel la capacité de transmission d'informations du réseau dépend du gain apporté par l'antenne. On rappelle ici que le gain d'une antenne est une définition relative à un élément émetteur isotrope. En effet, une antenne est en principe un élément passif, il ne peut donc être question ici d'amplifier un signal. Par contre, lorsque la radiation n'est plus isotrope, certaines zones de l'espace peuvent recevoir plus d'énergie que d'autres zones. Le gain d'une antenne est donc défini comme la puissance que reçoit la zone où est concentré le maximum d'énergie par rapport à l'énergie qu'aurait émis une antenne isotrope dans cette zone. Evidemment, si certaines zones de l'espace reçoivent plus d'énergie, il existe nécessairement des zones ne recevant qu'une faible énergie. Pour la réception, on considère la symétrie électromagnétique d'une antenne et les mêmes définitions s'appliquent. Plus une antenne est directive et plus le gain qu'elle apporte est grand. Corrélativement, plus le faisceau est étroit et plus le pointage doit être précis. Le rapport signal à bruit est plus grand lorsque le pointage est précis, et la qualité de la réception est donc améliorée. Un système de modulation avec un alphabet de symboles plus riche mais plus sensible au bruit peut alors être utilisé. On rappelle ici que, en modulation OFDM (acronyme de Orthogonal Frequency Division Multiplexing pour multiplexage orthogonal à division de fréquence), l'ensemble d'états de modulation des sous porteuses s'appelle un symbole OFDM . La modulation OFDM est une modulation de signaux numériques par répartition en fréquences orthogonales utilisé entre autres pour les systèmes de transmissions mobiles à haut débit de données. Avec la modulation OFDM, la répartition de l'énergie en de multiples sous porteuses rend le pointage encore plus compliqué. Un pointage qui améliore la réception des sous porteuses à fréquences basses peut contrarier la qualité des sous porteuses à fréquences hautes. Il faut trouver un compromis pour prendre l'ensemble des sous porteuses en compte pour le pointage. Les antennes conformantes sont bien connues de l'homme de l'art. Le principe de l'antenne conformante est d'utiliser un réseau d'antennes élémentaires (ou éléments d'antennes). Pour la conformation d'une antenne : - soit les antennes élémentaires sont pointées sur divers azimuts et on choisit la bonne antenne à l'aide de commutateurs, - soit le signal issu de chaque antenne élémentaire est démodulé, il faut alors faire varier amplitude et phase des signaux sortant de chaque élément à l'aide d'un signal opérant une multiplication avec le signal collecté par l'antenne, avant d'ajouter tous les signaux résultants, - soit on utile une combinaison des deux méthodes ci-dessus. Le document de J. Y. Park, Y. Wang, T. Itoh, "A 60 GHZ Integrated Antenna Array for High-Speed Digital Beamforming Applications", IEEE MTT-S International Microwave Symposium. Philadelphia, PA. 7-13 juin 2003, pages 1677 à 1680, indique comment on peut réaliser une telle antenne à 60 GHz.

On peut trouver des systèmes primitifs de réseau d'antennes sur les premiers dispositifs de Radio-Navigation vers 1937. MUSIC (acronyme de Multiple Signal classification pour classification de signaux multiples) en 1986 et ESPRIT (acronyme de Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques pour estimation de paramètres de signal par techniques invariantes rotationnelles) en 1989, sont des algorithmes bien connus de détermination de la direction d'un signal reçu qui, éventuellement, permettent de calculer le pointage de l'antenne. Pour le réglage d'une antenne dont on connaît à priori la direction d'arrivée du signal, un grand nombre de méthodes de réglage d'antenne conformante existent dans l'art antérieur. Leur classement dépend du critère utilisé. Ce critère peut-être, par exemple, l'un des suivants : - maximisation du rapport signal/interférences, - minimisation de la variance du signal reçu, - minimisation de l'erreur sur les moindres carrés, - maximum de vraisemblance, - maximisation du taux d'erreur par sous porteuse, - intérêt du signal et - compensation des déplacements de l'émetteur ou du récepteur. On trouve dans le document de F. Gross, "Smart Antennas for Wireless Communications", McGraw-Hill 2005, pages 212 à 231, des références pour chacun de ces procédés, non particulièrement adaptés à l'OFDM. Pour le problème spécifique de l'OFDM, le Brevet US6249250 de M. Namekata détermine les coefficients des antennes par une extrapolation fondée sur la distance fréquentielle entre sous porteuses à partir des résultats collectés sur une sous porteuse. Cette méthode a pour inconvénient qu'elle est prédictive pour certaines sous porteuses. En conséquence il peut arriver que les coefficients optimaux assurant une bonne réception de l'ensemble des sous porteuses ne soient pas obtenus. On connaît des méthodes de pointage qui se fondent sur un calcul faisant intervenir une différence entre le signal reçu et le signal espéré, en général, une séquence d'apprentissage connue à la fois de l'émetteur et du récepteur. Cette séquence a pour inconvénient qu'elle occupe de la bande passante sans transporter d'information. Pour cette raison, cette séquence est en général très courte. Elle est placée en tête de trame. Le calcul des coefficients de pointage de l'antenne s'effectue donc dans le temps de réception de cette séquence. Comme ce temps est limité, l'algorithme de pointage peut n'arriver qu'à un pointage grossier.

La présente invention vise à résoudre ce problème de manière avantageuse. A cet effet, la présente invention vise, selon un premier aspect, un dispositif de pointage d'une antenne conformante, comportant un module de calcul de coefficients de pointage d'antenne, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, un module de détection de répétition adapté à détecter la répétition d'une séquence de données utiles dans le signal reçu par ladite antenne, le module de calcul de coefficients de pointage d'antenne étant adapté à calculer lesdits coefficients en fonction des signaux reçus par l'antenne lors de ladite répétition.

On évite ainsi l'utilisation d'une séquence d'apprentissage et on augmente ainsi le débit de données utiles. La mise en oeuvre de la présente invention permet d'améliorer la capacité de transmission d'informations du lien radio par la précision du pointage des faisceaux d'antennes dans un réseau et par combinaison des signaux issus de la réception d'un même émetteur par plusieurs antennes émettrices. Comme la séquence répétée est généralement plus longue qu'une séquence d'apprentissage, la précision du pointage obtenu est meilleure que lorsque le pointage est effectué sur une séquence d'apprentissage.

En conséquence, pour une transmission OFDM, les parties non répétées des messages reçus après le premier message bénéficient d'une plus grande vitesse de transmission, supportée par un alphabet de symbole plus riche. L'invention tire aussi, notamment, parti d'une propriété du réseau maillé à répétitions. Dans ce réseau particulier, des noeuds relais retransmettent un message ou une partie d'un message reçu. Le but peut être de lutter contre les pertes de message qui sont provoquées par les obstructions sur la ligne de mire entre émetteur et récepteur. En effet à 60 GHz la communication ne peut s'établir au delà d'une certaine distance qu'en ligne de mire, avec des antennes à fort gain, les réflexions étant de puissance trop faible pour être exploitées. Le noeud destinataire peut donc recevoir des signaux directement du noeud source et d'un ou plusieurs noeuds relais. Le but peut être aussi d'atteindre un noeud qui est trop loin d'un noeud source pour observer une puissance de signal reçu suffisante. Un relais permettra de rétablir la communication. Pour permettre la bonne réception, un mode d'accès au médium est défini, comme par exemple un accès à temps partagé, ou TDM (acronyme de Time Division Multiplex pour multiplexage à division temporelle). La particularité du réseau maillé est qu'un message peut être relayé, soit pour atteindre un noeud qui est trop loin pour recevoir le message depuis le noeud source, soit pour des raisons de protections contre les pertes de paquets.

Les noeuds qui sont près du noeud source comme du noeud relais vont alors recevoir des répétitions de message. Dans un accès TDM, l'ordre de prise de parole des noeuds est défini, donc un récepteur dès qu'il est synchronisé peut déterminer si les données qu'il reçoit instantanément sont des éléments nouveaux, ou font partie d'une répétition.

Lorsque les conditions sont optimales, dans un réseau maillé, le noeud récepteur reçoit donc un certain nombre de répétitions du même message, ces répétitions provenant de différents noeuds relais, donc de plusieurs directions. La figure 1 illustre cet effet. Le noeud central S 101 transmet, à l'instant t1, un signal qui n'atteint ni le noeud Dl 102, car il y a un obstacle 105 sur le chemin, ni le noeud D2 103, car il est hors de portée (la portée du noeud central 101 est représentée par un cercle 104 en traits discontinus). A l'instant t2, le noeud R1 106 relaie le signal. A l'instant t3, le noeud R2 107 relaie le signal. Le noeud D1 102 reçoit alors deux messages, le noeud D2 103 en reçoit un et le noeud D3 108 en reçoit trois.

Le noeud récepteur devra régler son antenne successivement dans chaque direction, et obtenir le meilleur gain d'antenne possible dans chaque direction. L'invention propose un système qui exploite la redondance du message pour régler le gain et la directivité de l'antenne. Selon des caractéristiques particulières, le dispositif objet de la présente invention, tel que succinctement exposé ci-dessus comporte, en outre, un récepteur sans fil mettant en oeuvre un multiplexage orthogonal à division de fréquence permettant d'avoir une pluralité de sous porteuses. On note que, pour le cas de l'OFDM, une séquence temporelle à forte auto corrélation permet de créer un signal de synchronisation au récepteur, même en présence d'une puissance de bruit importante.

Selon des caractéristiques particulières, le module de calcul de coefficients de pointage d'antenne prend en compte chaque sous porteuses du signal reçu par l'antenne. Selon des caractéristiques particulières, le module de calcul de coefficients de pointage d'antenne, détermine une transformée de Fourier inverse, sous forme d'un vecteur d(kT), des coefficients de pointage courant formant un vecteur C(kT) et détermine un signal d'erreur e(kT) selon la formule vectorielle : e(kT) = d(kT) - CH(kT)X(kT) où CH(kT) indique la transposée hilbertienne du vecteur C(kT) Selon des caractéristiques particulières, le module de calcul de coefficients de pointage d'antenne met en oeuvre une méthode de gradient ou des moindres carrés pour déterminer de nouvelles valeurs de coefficients de pointage. Selon des caractéristiques particulières, le module de calcul de coefficients de pointage d'antenne effectue un calcul matriciel : C(kT+T) = C(kT) + 8.e (kT)*.X(kT) formule dans laquelle la valeur de 8 dépend des valeurs propres de la matrice d'auto corrélation du signal reçu et est inférieure à l'inverse du double de la plus grande valeur propre.

Selon des caractéristiques particulières, le module de calcul de coefficients de pointage d'antenne comporte une mémoire tampon, adaptée à conserver des données reçues, et un moyen de synchronisation de données lues dans ladite mémoire tampon et de données répétées reçues par ladite antenne. Selon des caractéristiques particulières, ladite mémoire tampon est adaptée à conserver des données non débrassées. On leur conserve, ainsi leurs caractéristiques spectrales. Selon des caractéristiques particulières, le module de calcul de coefficients de pointage d'antenne comporte un encodeur correspondant à un décodeur adapté à décoder les données reçues dans les signaux reçus par ladite antenne.

Selon des caractéristiques particulières, le module de détection de répétition met en oeuvre un identifiant de trame pour détecter une répétition d'une trame. Selon des caractéristiques particulières, l'antenne est adaptée à accéder à un réseau de communication en accès TDM (acronyme de time division multiplex pour multiplexage à division temporelle). Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un procédé de pointage d'une antenne conformante, caractérisé en ce qu'il comporte : - une première étape de réception d'une séquence utile, - une deuxième étape de réception de ladite séquence utile, - une étape de détection de répétition de réception de ladite séquence utile et - une étape de détermination de coefficients de pointage en fonction des signaux reçus au cours des première et deuxième étapes de réception de ladite séquence utile.

Les avantages, buts et caractéristiques particulières de ce procédé étant similaires à ceux du dispositif objet de la présente invention, tel que succinctement exposé ci-dessus, ils ne sont pas rappelés ici. D'autres avantages, buts et caractéristiques particulières de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite, dans un but explicatif et nullement limitatif, en regard des dessins annexes, dans lesquels : - la figure 1 représente, schématiquement, un réseau maillé auquel la présente invention peut s'appliquer, - la figure 2 représente, schématiquement, une antenne conformante, - la figure 3 représente, sous forme d'un logigramme, des étapes mises en oeuvre dans un mode de réalisation particulier du procédé objet de la présente invention, - la figure 4 est un diagramme d'accès au médium et de signaux de module de synchronisation et - la figure 5 représente, schématiquement, un mode de réalisation particulier du dispositif objet de la présente invention. Dans la description qui va suivre, à titre non limitatif, le mode de réalisation particulier du procédé et du dispositif objets de la présente invention met en oeuvre une modulation OFDM. Le lecteur pourra se reporter au document de J. Heiskala, J. Terry "OFDM wireless Lans: A theoretical and Practical guide" SAMS Publishing 2002 pour mieux connaître ce type de modulation.

La figure 1 a déjà été décrite lors de la discussion de l'état de l'art. La méthode de pointage est décrite en regard de la figure 2, à titre de rappel, avec le choix d'une méthode de pointage fondée sur un algorithme de gradient ou de minimisation des moindres carrés. Dans une antenne conformante 200, des éléments rayonnants 202, ou éléments d'antenne, sont disposés avec un écart spatial. Chaque circuit 201, associé à un élément 202, réalise la multiplication complexe d'un coefficient complexe dit de pointage avec le signal reçu. Les divers signaux d'antennes, modulés en phase comme en amplitude par cette multiplication complexe, sont additionnés par un additionneur 203 avant d'être exploités.

On comprend aisément qu'un signal venant d'une direction différente de la normale arrive avec un décalage temporel ainsi qu'avec une atténuation différente sur chaque élément d'antenne. Le bon choix de coefficients de pointage permet de réaligner, c'est-à-dire de remettre en phase, les divers signaux et donc d'obtenir une plus grande énergie à la sortie de l'additionneur 203. Inversement, un choix de coefficients de pointage judicieux permet d'atténuer, voire d'annuler, l'énergie qui viendrait de sources parasites ou de réflexions. Comme le processus est linéaire, on peut améliorer le rapport signal sur interférence pour une direction choisie. Par analogie, on considère que l'on conforme le faisceau pour obtenir le meilleur gain d'antenne, bien que les éléments d'antenne 202 ne soient que des éléments passifs. On note qu'il y a plusieurs manières de réaliser de telles antennes conformantes 200. Dans certaines, on utilise des circuits déphaseurs et des commutateurs à la fréquence des antennes. Dans d'autres, on effectue une ou plusieurs descentes en fréquence (démodulation de sous porteuse) et on réalise les retards par des atténuateurs indépendants sur les parties en phase et en quadrature de phase. Encore dans d'autres manières, on numérise chaque signal issu d'un élément d'antenne et on réalise les multiplications complexes sur les signaux numérisés. Ces techniques peuvent être combinées. La figure 3 représente un organigramme d'étapes d'un mode de réalisation particulier du procédé, mises en oeuvre au niveau du récepteur. Dans cet organigramme, on suppose que les répétitions de trame ont lieu dans la même super-trame. La présente invention ne se limite pas à ce cas mais s'étend, bien au contraire, à tous les cas de répétitions de message. Initialement, le récepteur est en attente de synchronisation. Cette synchronisation est obtenue au cours d'une étape 301. Puis, le début d'une première réception de trame est détecté au cours d'une étape 302. Au cours d'une étape 303, le récepteur utilise l'angle de pointage connu et les éléments de synchronisation pour affiner le pointage de l'antenne vers un émetteur prédéterminé. Cet émetteur est, notamment, connu en fonction de la répartition des intervalles d'émission entre les émetteurs dans le cas de l'accès TDM. Les angles de pointage initiaux sont connus des récepteurs. A titre non limitatif, le processus de détermination des angles de pointage initiaux est le suivant : la topologie du réseau est relevée par l'utilisateur et l'utilisateur renseigne ces données, avant la mise en communication, dans chaque noeud à l'aide d'une interface homme machine (non représentée). On remarque que le récepteur n'est pas obligé de recevoir la trame 0 pour se synchroniser. Il lui suffit de recevoir plusieurs fois une ou plusieurs trames. Dès lors qu'il connait leurs ordres d'émission indiqués dans le champ numéro de trame, puisque le temps d'accès est strictement défini (condition obtenue avec un accès TDM, par exemple), le récepteur peut évaluer le moment où la super trame débute. Au cours d'une étape 304, le récepteur détermine s'il a détecté une fin de super trame. De la même façon que précédemment, cette détection se déduit de la synchronisation. En cas de détection de fin de super trame, on retourne à l'étape 301. Sinon, au cours d'une étape 305, on détermine si une nouvelle trame reçue est une répétition d'une trame déjà reçue précédemment. A cet effet, il met, par exemple, en oeuvre un identifiant de trame, par exemple un numéro de trame. Si le résultat de l'étape 305 est négatif, on retourne à l'étape 304. Si oui, au cours d'une étape 306, le récepteur utilise l'angle de pointage prédéterminé (c'est-à-dire les coefficients de pointage courants) et la séquence de données répétée pour ajuster les coefficients de pointage de l'antenne comme décrit plus loin, par exemple en mettant en oeuvre une méthode de gradient ou de minimisation des moindres carrés. La figure 4 représente l'enchainement logique des informations sur le réseau. A titre non limitatif, le réseau est ici en accès TDM. Une trame 400 contient un en-tête 401, un numéro de trame 402 qui indique la position de la trame dans la super trame et le noeud du réseau d'où elle provient, ainsi que des données 403. Chaque trame est émise par un noeud à un instant prédéterminé. Dans cet exemple non limitatif, les noeuds 0 et 1 ont déjà reçu un même message et le retransmettent dans la même super trame, ce qui explique la valeur des champs 402. Dans un autre mode de réalisation, la retransmission pourrait par exemple s'effectuer alternativement dans une super trame postérieure à la super trame de transmission. Le récepteur synchronisé connait donc le moment où les données se présentent. L'en-tête 401 contient les informations nécessaires à la synchronisation effectuée au cours des étapes 302 et 305. Par exemple pour le cas de l'OFDM, une séquence temporelle à forte auto corrélation permet de créer un signal de synchronisation au récepteur, même en présence d'une puissance de bruit importante. La particularité du réseau maillé est qu'un message peut être relayé, soit pour atteindre un noeud qui est trop loin pour recevoir le message depuis le noeud source, soit pour des raisons de protections contre les pertes de paquets, comme exposé en regard de la figure 1. Les noeuds qui sont proches du noeud source comme du noeud relais reçoivent des répétitions de messages. Dans un accès TDM, l'ordre de prise de parole des noeuds est défini, donc un récepteur, dès qu'il est synchronisé, peut déterminer si les données qu'il reçoit instantanément sont des éléments nouveaux, ou font partie d'une répétition. Le dispositif de pointage d'antenne décrit en figure 5 est un récepteur OFDM à antenne conformante 200 décrite en regard de la figure 2, muni de moyens supplémentaires pour mettre en oeuvre un mode de réalisation du procédé de pointage d'antenne objet de la présente invention. Les ondes arrivent sur l'antenne 500. Un module 511 de calcul des coefficients de l'antenne 500 détermine la configuration de l'antenne 500. La sortie de l'antenne 500 entre dans un module radio 501 qui met le signal analogique en une forme qui peut être acceptée par des convertisseurs analogiques 502 et 503. Plus particulièrement, le module radio 501 effectue une démodulation pour descendre en fréquence et créer les signaux I (pour in phase ou en phase) et Q (pour en quadrature de phase ) pour la reconstruction du signal analytique de bande de base. Filtrages et contrôle de gain (non représentés) sont réalisés conformément à l'art. Les flots I et Q peuvent ensuite être filtrés, voire décimés, par le circuit 505. En sortie du circuit 505, chaque échantillon correspond à un état d'amplitude du signal OFDM. Un détecteur de synchronisation 504 extrait un signal de synchronisation des informations de l'en-tête de trame. Un signal RSSI 508 est issu du module radio 501 et indique la présence d'énergie. Un préfixe cyclique redondant qui permet une transition entre symboles OFDM limitant les interférences entre symboles est supprimé du signal issu du circuit 505, par le circuit 506. L'erreur de fréquence qui provient des différences entre sous porteuses modulantes de transposition de l'émetteur et sous porteuses démodulantes de transposition du récepteur est ensuite éliminée par un circuit 507. Une Transformée de Fourier rapide, effectuée par un circuit 510, permet de retrouver, sous porteuse par sous porteuse, les signaux de bande de base. Ces signaux de bande de base sont égalisés par un circuit 513, puis démodulés par un circuit 514. Un décodeur 515, ici un décodeur de Viterbi décodant un code convolutionnel, permet la correction de certaines erreurs. Un débrasseur (en anglais descrambler ) 522 permet de restituer le flot original de données aux couches supérieures du noeud. L'analyse, par le circuit 512, des pilotes, qui sont des sous porteuses modulées par une séquence temporelle de données connue du récepteur, permet d'évaluer les déviations introduites par le canal, comme égales à la déviation de fréquence. Cette déviation de fréquence est corrigée par le circuit 507. On rappelle ici que, pour corriger les erreurs liées à la transmission, une partie des sous porteuses transmises dans les symboles contenant les données sont prédéfinies. Elles permettent de corriger principalement les erreurs inhérentes aux différences de fréquences entre le dispositif émetteur et le dispositif récepteur. De manière classique, ces sous porteuses sont nommées pilotes et représentent un faible pourcentage sur l'ensemble des sous porteuses. Ces pilotes peuvent malgré tout contribuer partiellement à la correction du canal tout au long de la réception de la trame. Les éléments décrits ci-dessus forment un décodeur classique OFDM. Pour la mise en oeuvre de la présente invention, les éléments suivants sont prévus complémentairement. Une mémoire tampon 516 mémorise la dernière trame reçue. On note que la séquence n'est pas, en mémoire tampon 516, débrassée, afin de lui conserver ses caractéristiques spectrales. Cette mémoire tampon 516 se réalise par exemple avec un registre à décalage. Un module de synchronisation 517 autorise le décalage des données mémorisées vers un encodeur convolutionnel 518 correspondant au décodeur 515. Les données décalées arrivent lorsque les données présentes à la sortie du module de synchronisation 507 correspondent à la séquence précédemment reçue. Les données reconstruites sont présentées au module de pointage lorsque les données présentes à la sortie du module de synchronisation 507 correspondent à une séquence précédemment reçue. Dans la trame 400, l'en-tête 401 contient les informations nécessaires à la détection par le module 504. A la réception de cette synchronisation, il faut tenir compte de la propagation du signal reçu dans les modules 506, 507 et 511 ainsi que de la propagation du signal reconstruit dans les modules 518, 520, 519, et 511. Donc le module de synchronisation 517 tient compte des temps de traversée des modules (qui sont constants) et connait le début des trames par le signal qu'il reçoit du détecteur 504. Le module 517 connait aussi l'ordre de réception (dans un système TDM, l'ordre de présentation des données peut être prédéfini et connu de tous les noeuds) et est donc à même de déterminer si la donnée reçue est une répétition. Les sorties de l'encodeur 518 sont modulés par un circuit de modulation 520, puis converties en bande transposée par la transformée de Fourier inverse, par un circuit 519. Il est remarquable que ces derniers éléments sont, en fait, présents dans un émetteur OFDM. Leur implémentation n'est donc aucunement couteuse si le mode de fonctionnement choisi est serni duplex. La sortie de la transformée de Fourier inverse du circuit 519 est l'entrée du module de pointage d'antenne 511. En ce qui concerne le calcul de pointage d'antenne, soit C(kT) le vecteur de pointage de l'antenne à l'instant kT. C(kT) = (C0(kT),C1(kT)...CN(kT)) si l'antenne à N+1 éléments, CI(kT) étant les coefficients complexes appliqués aux signaux des antennes. Soit d(kT) le vecteur signal issu de la Transformée de Fourier Inverse à l'instant kT. Soit X(kT) le vecteur représentant le signal arrivant sur les éléments d'antenne. Un vecteur signal d'erreur e(kT) est alors construit e(kT) = d(kT) - CH(kT)X(kT) formule dans laquelle le signe H indique la transposée hilbertienne du vecteur. La méthode du gradient, ou de minimisation des moindres carrés, permet de calculer C(kT+T). De manière équivalente, on effectue un calcul matriciel : C(kT+T) = C(kT) + 8.e (kT)*.X(kT) dans lequel la valeur de 8 dépend des valeurs propres de la matrice d'auto corrélation du signal reçu et est inférieure à l'inverse du double de la plus grande valeur propre. Le choix de 8 est un compromis entre vitesse de convergence et précision de la convergence. Lors de la répétition d'une longue séquence, on peut choisir une petite valeur de 8. En ce qui concerne le calcul de pointage d'antenne initial, on utilise, par exemple, la méthode de Godara décrite dans le document de F. Gross, "Smart Antennas for Wireless Communications", McGraw-Hill 2005, pages 212 à 231. Si on définit le vecteur A comme étant le vecteur du réseau d'antennes élémentaires, on cherche à obtenir la condition CH.A=U ; où U est un vecteur privilégiant une direction et essayant d'annuler les autres directions. On sait qu'un réseau d'antennes constitué de N antennes ne peut présenter plus de N lobes nuls. Alors C"=U".A".(A.A"+61)-1 ; où 6 est la moyenne d'un vecteur de bruit ajouté car l'inversion de A.AH est singulière.

A la lumière de la description, on comprend que le dispositif adaptatif décrit est avantageux. Le choix de la direction initiale souffre de la symétrie du problème, et si l'angle d'arrivée est connu, les angles de réflexions ne le sont pas nécessairement car l'environnement peut les modifier. Le calcul initial ne permet pas d'ajuster les annulations de lobe. Le dispositif décrit prend en compte les apports d'énergies parasites et crée un lobe d'antenne optimum pour la direction souhaitée en annulant les directions non souhaitées.

Claims (12)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif de pointage d'une antenne conformante (200, 500), comportant un module (511) de calcul de coefficients de pointage d'antenne, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, un module (516, 517) de détection de répétition adapté à détecter la répétition d'une séquence de données utiles dans le signal reçu par ladite antenne, le module de calcul de coefficients de pointage d'antenne étant adapté à calculer lesdits coefficients en fonction des signaux reçus par l'antenne lors de ladite répétition.
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, un récepteur (501 à 503) sans fil mettant en oeuvre un multiplexage orthogonal à division de fréquence permettant d'avoir une pluralité de sous porteuses.
3. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le module (511) de calcul de coefficients de pointage d'antenne prend en compte chaque sous porteuses du signal reçu par l'antenne.
4. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le module (511, 519) de calcul de coefficients de pointage d'antenne, détermine une transformée de Fourier inverse, sous forme d'un vecteur d(kT), des coefficients de pointage courant formant un vecteur C(kT) et détermine un signal d'erreur e(kT) selon la formule vectorielle : e(kT) = d(kT) - CH(kT)X(kT) où CH(kT) indique la transposée hilbertienne du vecteur C(kT) et X(kT) est le vecteur représentant le signal arrivant sur les éléments d'antenne.
5. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le module (511) de calcul de coefficients de pointage d'antenne met en oeuvre une méthode de gradient ou des moindres carrés pour déterminer de nouvelles valeurs de coefficients de pointage.
6. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le module (511) de calcul de coefficients de pointage d'antenne effectue un calcul matriciel : C(kT+T) = C(kT) + 8.e (kT)*.X(kT) dans lequel la valeur de 8 dépend des valeurs propres de la matrice d'auto corrélation du signal reçu et est inférieure à l'inverse du double de la plus grande valeur propre.
7. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le module (511) de calcul de coefficients de pointage d'antenne comporte une mémoire tampon (516), adaptée à conserver des données reçues, et un moyen (517) de synchronisation de données lues dans ladite mémoire tampon et de données répétées reçues par ladite antenne (500).
8. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite mémoire tampon (516) est adaptée à conserver des données non débrassées.
9. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le module (511) de calcul de coefficients de pointage d'antenne comporte un encodeur (518) correspondant à un décodeur (515) adapté à décoder les données reçues dans les signaux reçus par ladite antenne.
10. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le module (516, 517) de détection de répétition met en oeuvre un identifiant de trame pour détecter une répétition d'une trame.
11. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'antenne (500) est adaptée à accéder à un réseau de communication en accès TDM (acronyme de time division multiplex pour multiplexage à division temporelle).
12. 12. Procédé de pointage d'une antenne conformante, caractérisé en ce qu'il comporte : - une première étape (301, 302) de réception d'une séquence utile, - une deuxième étape (301, 302) de réception de ladite séquence utile, - une étape (302) de détection de répétition de réception de ladite séquence utile et- une étape (303) de détermination de coefficients de pointage en fonction des signaux reçus au cours des première et deuxième étapes de réception de ladite séquence utile.