FR2938996A1

FR2938996A1 - Signal equalizing method for private wireless meshed data transport network, involves estimating response variation of transmission channel based on received signals, and equalizing received signals based on estimated variation

Info

Publication number: FR2938996A1
Application number: FR0858071A
Authority: FR
Inventors: Houerou Brice Le; Bars Philippe Le
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2008-11-27
Filing date: 2008-11-27
Publication date: 2010-05-28
Anticipated expiration: 2028-11-27
Also published as: FR2938996B1

Abstract

The method involves receiving two sets of signals representing useful data via a transmission channel, where the signals are modulated by orthogonal frequency division multiplexing (OFDM). A response variation of the transmission channel is estimated based on the received signals by selecting a symbol of received data for two times. The signals received via the transmission channel are equalized based on the estimated response variation of the transmission channel. An independent claim is also included for signal equalizing device comprising a receiving unit.

Description

La présente invention concerne un procédé et un dispositif d'égalisation de canal, notamment dans un noeud d'un réseau maillé sans fil utilisant des répétitions. L'invention est, notamment, destinée à être utilisée dans un réseau de transport de données. Ce réseau à la particularité d'utiliser des fréquences élevées, de l'ordre de 60 GHz. A ces fréquences, la bande passante disponible est très large et les signaux électromagnétiques transmis dans la même bande peuvent donc subir des évanouissements variables. De plus, dans le cadre d'un réseau sans fil privé, ce même canal est sensible à l'évolution de son environnement. Par exemple, les noeuds du dispositif peuvent être mobiles ou encore les liaisons radiofréquences entre les noeuds sont sensibles à la mobilité des êtres vivants présents dans la pièce. Dans ces conditions, pour obtenir un rapport signal à bruit suffisant au niveau du récepteur, on met en oeuvre des techniques d'égalisation des signaux reçus afin de lutter contre les perturbateurs affectant le canal, ainsi que des relais pour atteindre les récepteurs non accessibles. On note que l'utilisation de chemins multiples à travers des relais peut créer de la redondance au niveau d'un récepteur qui reçoit plusieurs copies d'un même paquet de données. Dans le cas de la modulation OFDM (acronyme de Orthogonal Frequency Division Multiplexing pour multiplexage orthogonal à division de fréquence), utilisée sur des canaux sans fil soumis à des perturbations sévères, avec des modulations plus denses afin d'obtenir un fort débit, l'utilisation d'un égaliseur est indispensable. L'utilisation de séquences connues du récepteur, dites d'entraînement ou d'apprentissage , pour obtenir une convergence rapide existait déjà pour des égaliseurs analogiques comme en témoigne le document US 3,283,063. Pour les égaliseurs numériques, le document US 3,723,911 définit une séquence d'entraînement indifférente à l'absence de synchronisation. Le domaine technique de la présente invention couvre celui de l'estimation de canal et de la correction des défauts de ce dernier. Ce problème est connu et des solutions plus ou moins complexes sont utilisées dans les systèmes de réception par communication filaire ou sans fil. Le problème est caractéristique des réseaux de communications multimédias à fort débit dont l'efficacité spectrale de la modulation est élevée. Du fait d'un rapport élevé du nombre de bits transmis par hertz, ces modulations sont très sensibles aux perturbations et nécessitent un mécanisme d'égalisation afin de maintenir un bon rapport signal sur bruit. La présente invention vise notamment à améliorer la capacité de transmission d'informations du lien radio, par exemple par une modulation OFDM. La transmission d'un paquet de données à travers un canal radio selon la technique OFDM nécessite, actuellement, l'ajout d'un préambule au début de chaque trame pour servir de séquence d'apprentissage et adapter les paramètres d'égalisation. Le préambule est, en général, une suite prédéfinie d'états physiques sur le médium. En modulation OFDM, c'est une suite d'états de modulation prédéfinie pour chaque sous porteuse. On rappelle que cette suite forme ce que l'on appelle un symbole OFDM, lequel est donc constitué de l'ensemble des états des sous porteuses. A réception en début de trame du préambule comme un symbole, le récepteur effectue l'analyse de ce symbole pour en déduire la réponse du canal. Ainsi, le dispositif effectue l'estimation du canal au début de la trame reçue. Soit, Se, le signal émis. Soit, Sr, le signal reçu. Soit, Pe, le symbole prédéfini utilisé en tant que préambule transmis en début de trame. The present invention relates to a method and a device for channel equalization, in particular in a node of a wireless mesh network using repetitions. The invention is, in particular, intended to be used in a data transport network. This network has the particularity of using high frequencies, of the order of 60 GHz. At these frequencies, the available bandwidth is very wide and the electromagnetic signals transmitted in the same band can therefore undergo variable fading. Moreover, in the context of a private wireless network, this same channel is sensitive to changes in its environment. For example, the nodes of the device may be mobile or the radio frequency links between the nodes are sensitive to the mobility of living beings present in the room. Under these conditions, in order to obtain a sufficient signal-to-noise ratio at the receiver, equalization techniques of the received signals are used in order to combat the disturbers affecting the channel, as well as relays for reaching the non-accessible receivers. It is noted that the use of multiple paths across relays can create redundancy at a receiver that receives multiple copies of the same data packet. In the case of OFDM (Acronym for Orthogonal Frequency Division Multiplexing) modulation, used on wireless channels subject to severe disturbances, with more dense modulation to achieve high throughput, the use of an equalizer is essential. The use of known sequences of the receiver, called training or learning, to obtain a fast convergence already existed for analog equalizers as evidenced by the document US 3,283,063. For digital equalizers, document US 3,723,911 defines a training sequence regardless of the absence of synchronization. The technical field of the present invention covers that of channel estimation and fault correction thereof. This problem is known and more or less complex solutions are used in reception systems by wired or wireless communication. The problem is characteristic of high-rate multimedia communication networks whose spectral efficiency of modulation is high. Due to a high ratio of the number of bits transmitted per hertz, these modulations are very sensitive to disturbances and require an equalization mechanism to maintain a good signal-to-noise ratio. The present invention aims in particular to improve the information transmission capacity of the radio link, for example by OFDM modulation. The transmission of a data packet through a radio channel according to the OFDM technique currently requires the addition of a preamble at the beginning of each frame to serve as a training sequence and to adapt the equalization parameters. The preamble is, in general, a predefined sequence of physical states on the medium. In OFDM modulation, it is a sequence of predefined modulation states for each subcarrier. It is recalled that this sequence forms what is called an OFDM symbol, which therefore consists of the set of subcarrier states. On reception at the beginning of the frame of the preamble as a symbol, the receiver performs the analysis of this symbol to deduce the response of the channel. Thus, the device performs channel estimation at the beginning of the received frame. Let Se be the emitted signal. Let Sr be the received signal. Let Pe be the predefined symbol used as a preamble transmitted at the beginning of the frame.

Soit, Pr, le signal reçu et correspondant au dit préambule. Sot, C, le vecteur correspondant aux perturbations du canal. Let Pr be the signal received and corresponding to the said preamble. Sot, C, the vector corresponding to the disturbances of the channel.

Soit, N, le bruit inhérent au système et correspondant à la qualité de la transmission. A l'instant t, le signal reçu est égal à : Sr(t) = Se(t) x C(t) + N(t) A l'instant to de la réception de Pr, le préambule reçu est égale à : Pr = Pe x C(to) + N(to) Ainsi, l'estimation du canal est effectué de manière ponctuelle à l'instant to en négligeant le bruit résiduel N(to). L'estimation du canal est : 00 PrI Pe De manière classique, l'inverse de l'estimation du canal est appliqué aux signaux reçus afin d'annuler les effets du canal. Le récepteur utilise la fonction suivante comme procédé d'égalisation du canal : S(t) = Sr(t) / Co S(t) = Sr(t) x Pe / Pr L'écart entre l'estimation du canal Co et le canal réel à l'instant t augmente progressivement depuis le début de trame jusqu'à atteindre un maximum en fin de trame. Ainsi, plus la trame a une durée longue, plus les données ont une probabilité élevée de subir une moins bonne correction par l'égaliseur. En conséquence, le taux d'erreur binaire augmente progressivement entre le début et la fin de la trame. Par conséquent, cette méthode donne une estimation statique de l'état du canal qui n'est réellement optimale qu'en début de la trame. 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 une faible proportion de 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. Dans ce cas, par exemple, des algorithmes d'interpolation sont mis en place. That is, N, the noise inherent in the system and corresponding to the quality of the transmission. At the instant t, the signal received is equal to: Sr (t) = Se (t) x C (t) + N (t) At the instant to receive Pr, the received preamble is equal to: Pr = Pe x C (to) + N (to) Thus, the estimation of the channel is carried out punctually at time to neglect the residual noise N (to). The channel estimate is: 00 PrI Pe Conventionally, the inverse of the channel estimate is applied to the received signals in order to cancel the effects of the channel. The receiver uses the following function as a channel equalization method: S (t) = Sr (t) / Co S (t) = Sr (t) x Pe / Pr The difference between the estimate of the channel Co and the actual channel at time t gradually increases from the start of the frame until reaching a maximum end of the frame. Thus, the longer the frame has, the more the data has a high probability of undergoing correction by the equalizer. As a result, the bit error rate gradually increases between the beginning and the end of the frame. Therefore, this method gives a static estimate of the state of the channel which is really optimal only at the beginning of the frame. To correct the errors related to the transmission, part of the subcarriers transmitted in the symbols containing the data are predefined. They make it possible mainly to correct the errors inherent to the differences in frequencies between the transmitting device and the receiving device. In a conventional manner, these subcarriers are called pilots and represent a small proportion of all the subcarriers. These drivers may, despite everything, contribute partially to the correction of the channel throughout the reception of the frame. In this case, for example, interpolation algorithms are set up.

Le signal espéré est en général une séquence d'apprentissage connue à la fois de l'émetteur et du récepteur. Elle a pour inconvénient qu'elle occupe de la bande passante sans transporter d'information non connue du récepteur. Pour cette raison, cette séquence est en général très courte. Elle est placée en tête de trame. Le calcul des coefficients d'estimation du canal s'effectue donc pendant la réception de cette séquence. Comme la durée de réception est limitée, l'algorithme d'égalisation n'arrive qu'à une correction correspondant à un instant précis de l'état du canal. Mais, ce type d'égalisation ne permet pas de lutter contre les évanouissements sélectifs et de maintenir une erreur de l'estimation de canal faible dans le cas de trames longues. L'objet de la présente invention est de remédier à cet inconvénient. En particulier, elle vise à permettre d'estimer de façon précise l'état du canal pour l'ensemble des sous porteuses au cours de la réception de la trame dans le cas d'un réseau à transmission multiples. A cet effet, la présente invention vise, selon un premier aspect, un procédé d'égalisation de signaux, qui comporte : - une étape de réception de premiers signaux représentatifs de données utiles par l'intermédiaire d'un canal de transmission, - une étape de réception de deuxièmes signaux représentatifs de mêmes dites données utiles par l'intermédiaire dudit canal de transmission, - une étape d'estimation de variation de réponse du dit canal de transmission, en fonction des signaux reçus au cours des dites étapes de réception et - une étape d'égalisation des signaux reçus par l'intermédiaire dudit canal de transmission, en fonction du résultat de l'étape d'estimation. Grâce à ces dispositions, ce sont les données utiles, c'est-à-dire non connues du récepteur et/ou destinées à être transmises en sortie du récepteur, qui servent à déterminer l'égalisation à effectuer. Il n'est donc plus nécessaire d'utiliser des pilotes. De plus, les répétitions de données utiles pouvant avoir lieu à tout moment de la réception, les déterminations d'égalisation peuvent avoir lieu très souvent, en comparaison des pilotes connus dans l'art antérieur. De plus, la précision de l'estimation du canal est meilleure comparativement à une estimation effectuée sur une courte séquence d'apprentissage. Les messages non répétés des trames reçus après le premier message déjà reçu peuvent bénéficier d'une plus grande vitesse de transmission, supportée par un alphabet de symboles plus riche, du fait de la meilleure adaptation de l'égalisation à la réponse du canal. The expected signal is generally a known training sequence of both the transmitter and the receiver. It has the disadvantage that it occupies the bandwidth without carrying information not known to the receiver. For this reason, this sequence is usually very short. It is placed at the head of the frame. The calculation of the estimation coefficients of the channel is therefore done during the reception of this sequence. As the reception time is limited, the equalization algorithm only arrives at a correction corresponding to a precise moment of the channel state. However, this type of equalization does not make it possible to fight against selective fading and to maintain an error in the low channel estimation in the case of long frames. The object of the present invention is to overcome this disadvantage. In particular, it aims to allow accurate estimation of the channel state for all subcarriers during the reception of the frame in the case of a multi-transmission network. For this purpose, the present invention aims, according to a first aspect, a signal equalization method, which comprises: a step of receiving first signals representative of useful data via a transmission channel; step of receiving second signals representative of the same said useful data via said transmission channel; - a step of estimating the response variation of said transmission channel, as a function of the signals received during said reception and reception steps; a step of equalizing the signals received via said transmission channel, as a function of the result of the estimation step. Thanks to these provisions, it is the useful data, that is to say, not known to the receiver and / or intended to be transmitted at the output of the receiver, which serve to determine the equalization to be performed. It is no longer necessary to use drivers. In addition, the useful data repetitions can take place at any time of the reception, the equalization determinations can take place very often, in comparison with the pilots known in the prior art. In addition, the accuracy of channel estimation is better compared to an estimate made on a short training sequence. Unrepeated messages from frames received after the first message already received may benefit from a higher transmission rate, supported by a richer symbol alphabet, because of the better matching of the equalization to the response of the channel.

De plus, la mise en oeuvre de la présente invention permet de lutter contre des événements dynamiques dont les variances en temps sont faibles au regard de la durée de la trame, comme la compensation des déplacements. Ainsi, on calcule les coefficients d'égalisation lorsque cela est possible, c'est-à-dire dès la seconde réception d'un message non plus en utilisant une séquence d'apprentissage mais la séquence répétée. Ainsi, la durée de l'estimation est plus longue sans contraindre le système à consacrer un intervalle de temps plus important à cette seule fonction. En outre, la mise en oeuvre de la présente invention représente une solution simple pour améliorer la capacité de transmission de messages non redondants par analyse de messages redondants, les deux étant entrelacés dans une même trame. Selon des caractéristiques particulières, au cours de l'étape d'égalisation, on calcule des coefficients pour égaliseur en fonction de ladite variation de réponse fréquentielle. In addition, the implementation of the present invention makes it possible to combat dynamic events whose time variances are small compared with the duration of the frame, such as the compensation of displacements. Thus, the equalization coefficients are calculated where possible, that is to say from the second reception of a message no longer using a training sequence but the repeated sequence. Thus, the duration of the estimation is longer without forcing the system to devote a longer time interval to this single function. In addition, the implementation of the present invention represents a simple solution to improve the transmission capacity of non-redundant messages by redundant message analysis, both being interleaved in the same frame. According to particular features, during the equalization step, equalizer coefficients are calculated as a function of said frequency response variation.

Selon des caractéristiques particulières, l'étape d'estimation de variation de réponse du canal comporte une étape de sélection d'au moins un symbole de données reçue au moins deux fois. Selon des caractéristiques particulières, au cours de l'étape de sélection, pour au moins un symbole de données reçu au moins trois fois, on sélectionne la répétition dudit symbole dont la réception est la plus proche de la première réception dudit symbole. According to particular features, the channel response variation estimation step includes a step of selecting at least one data symbol received at least twice. According to particular characteristics, during the selection step, for at least one data symbol received at least three times, the repetition of said symbol whose reception is closest to the first reception of said symbol is selected.

Cette caractéristique particulière permet de corriger de manière optimale les perturbations rapides du canal en minimisant la durée entre l'estimation du canal et l'application de la correction. Selon des caractéristiques particulières, l'étape d'estimation comporte une étape de détermination de la réponse fréquentielle idéale du canal par modulation d'au moins un symbole de données sélectionné. Selon des caractéristiques particulières, l'étape d'estimation comporte une étape de détermination de la réponse fréquentielle réelle du canal à partir d'une nouvelle réception d'un symbole reçu au moins deux fois. This particular characteristic makes it possible to optimally correct the rapid disturbances of the channel by minimizing the time between the estimation of the channel and the application of the correction. According to particular features, the estimation step comprises a step of determining the ideal frequency response of the channel by modulation of at least one selected data symbol. According to particular features, the estimation step comprises a step of determining the real frequency response of the channel from a new reception of a symbol received at least twice.

Selon des caractéristiques particulières, l'étape d'égalisation comporte une étape de détermination de différence entre la réponse fréquentielle idéale et la réponse fréquentielle réelle du même symbole reçu au moins deux fois. Selon des caractéristiques particulières, l'étape d'estimation comporte une étape de mise en mémoire tampon d'un signal reçu représentatif d'un symbole reçu au moins deux fois, une étape d'encodage dudit symbole, d'entrelacement des données codées et de modulation des données entrelacées. Selon des caractéristiques particulières, l'étape d'estimation comporte une étape de mise en oeuvre de séquences de synchronisation présentes dans un signal reçu pour déterminer si une séquence de données courante est une reconstruction d'un symbole reçu. Selon des caractéristiques particulières, au cours de chaque étape de réception, on met en oeuvre une réception de signaux modulés en OFDM. According to particular features, the equalization step comprises a step of determining the difference between the ideal frequency response and the actual frequency response of the same symbol received at least twice. According to particular features, the estimation step comprises a step of buffering a received signal representing a symbol received at least twice, a step of encoding said symbol, interleaving the coded data and modulation of interlaced data. According to particular features, the estimation step includes a step of implementing synchronization sequences present in a received signal to determine whether a current data sequence is a reconstruction of a received symbol. According to particular characteristics, during each reception step, a reception of OFDM modulated signals is implemented.

En effet, en OFDM, la mise en oeuvre de la présente invention assure une prise en compte de toutes les sous porteuses pour le calcul de l'estimation du canal à instant courant, d'une manière non prédictive. La présente invention vise, selon un deuxième aspect, un dispositif d'égalisation de signaux, qui comporte : - un moyen de réception de premiers signaux et de deuxièmes signaux, par l'intermédiaire d'un canal de transmission, lesdits premiers et deuxièmes signaux étant représentatifs de même données utiles, - un moyen d'estimation de variation de réponse du dit canal de transmission, en fonction des dits premiers et deuxièmes signaux reçus et - un moyen d'égalisation des signaux reçus par l'intermédiaire dudit canal de transmission, en fonction de la variation de réponse estimée par le moyen d'estimation. Les avantages, buts et caractéristiques particulières de ce dispositif, étant similaires à ceux du procédé 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, un égaliseur mettant en oeuvre un coefficient, - 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 illustre, schématiquement, un enchaînement logique d'informations sur un réseau et - la figure 5 représente, schématiquement, un mode de réalisation particulier du dispositif objet de la présente invention, Dans la description qui va suivre, on se place, en particulier, dans le cas d'un réseau maillé à répétitions, dans lequel des noeuds relais retransmettent un message ou une partie d'un message reçu. Le but de ces retransmissions 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 puissances trop faibles pour être exploitées. Le noeud destinataire peut donc recevoir 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. Indeed, in OFDM, the implementation of the present invention ensures that all the subcarriers are taken into account for calculating the estimate of the current-time channel, in a non-predictive manner. The present invention aims, according to a second aspect, a signal equalization device, which comprises: - means for receiving first signals and second signals, via a transmission channel, said first and second signals being representative of the same useful data, - means for estimating the response variation of said transmission channel, as a function of said first and second received signals and - means for equalizing the signals received via said transmission channel , depending on the response variation estimated by the estimating means. Since the advantages, aims and particular characteristics of this device are similar to those of the method that is the subject of the present invention, as succinctly set forth above, they are not recalled here. Other advantages, aims and particular features of the present invention will emerge from the description which follows, made for an explanatory and non-limiting purpose, with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 represents, schematically, a network FIG. 2 represents, schematically, an equalizer implementing a coefficient, FIG. 3 represents, in the form of a logic diagram, steps implemented in a particular embodiment. 4 schematically illustrates a logical sequence of information on a network and - Figure 5 shows schematically a particular embodiment of the device object of the present invention, in the description of the invention. which will follow, one places oneself, in particular, in the case of a mesh network with repetitions, in which relay nodes retransmit a message or part of a received message. The purpose of these retransmissions may be to combat the message losses that are caused by obstructions on the line of sight between transmitter and receiver. Indeed at 60 GHz the communication can be established beyond a certain distance in line of sight, with antennas with high gain, the reflections being of power too low to be exploited. The destination node can therefore receive directly from the source node and from one or more relay nodes. The goal may also be to reach a node that is too far from a source node to observe sufficient received signal power.

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 ( Time Division Multiple Access ou TDMA). Lorsque les conditions sont optimales, dans un réseau maillé le noeud récepteur va donc recevoir un certain nombre de répétitions de la même séquence de 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. A titre non limitatif, l'exemple donné dans la description utilise une modulation OFDM qui est aujourd'hui une technique assez connue. La méthode d'égalisation à un coefficient est décrite ci après, à titre de rappel, en regard de la figure 2, dans le cas d'un égaliseur à un coefficient. Dans le cadre d'une modulation OFDM, il est avantageux, de par la nature orthogonale de ce multiplexage fréquentiel, de réaliser l'égalisation de manière indépendante pour chacune des sous porteuses. Pour cela, on utilise un égaliseur à un coefficient 200 que l'on met en oeuvre dans le domaine fréquentiel, c'est-à-dire après transformation de Fourier rapide ( FFT ) du signal. Un circuit 203 réalise la multiplication complexe 203 d'un coefficient c 201 avec le signal reçu 202. Pour chaque sous porteuse en sortie de transformée de Fourier rapide, on utilise cet égaliseur qui permet d'obtenir la sous porteuse corrigée des imperfections du canal 204. Le coefficient c 201 correspond au résultat obtenu par une unité chargée de déterminer le coefficient à appliquer. Cette opération est en bande de base, les coefficients sont complexes et représentent phase et amplitude résultant de la démodulation du signal physique (signal analytique). Comme illustré en figure 3, dans un mode de réalisation particulier du procédé objet de la présente invention mis en oeuvre dans un récepteur, au cours d'une étape 301 le récepteur est en attente de synchronisation par la réception d'une nouvelle trame de données. Dès la synchronisation effectuée, au cours d'une étape 302, le récepteur positionne le mode d'égalisation comme celui basé sur l'analyse du préambule. Une variable Mode vaut 0 dans le cas d'une égalisation basée sur le préambule et elle vaut 1 dans le cas d'une égalisation basée sur des données répétitives. Dès lors qu'il connaît la trame en réception indiqué dans le champ de numéro de trame, et puisque le temps d'accès est strictement défini (condition obtenue dans un TDM, acronyme de time division multiplex pour multiplexage à division temporelle, par exemple), il est possible au récepteur d'évaluer si le résultat de la démodulation peut être parfaitement connu de par les données précédemment reçues. Au cours d'une étape 303, le récepteur démodule un symbole et estime si celui-ci a été en parallèle correctement reconstruit. Si oui, au cours d'une étape 304, le récepteur détermine les coefficients de l'égalisation à utiliser par l'estimation de canal sur réception des données répétitives. Le dispositif fonctionne dorénavant en mode implémentant le procédé objet de la présente invention et pour l'ensemble de la trame en réception en mode 1 . Si le résultat de l'étape 303 est négatif, au cours d'une étape 305, le récepteur détermine l'égalisation à appliquer en fonction du mode. Si le mode est égal à 0 , l'égalisation par les coefficients fournis par l'analyse de préambule est appliquée au cours d'une étape 306. Si le mode est égal à 1 , Au cours d'une étape 307, on détermine des coefficients par analyse des données répétitives. Au cours d'une étape 308, on effectue l'égalisation par application des coefficients fournis par l'analyse des données répétitives. Au cours d'une étape 309, le récepteur détermine s'il s'agit de la fin de trame et qu'il n'y a plus de symboles à démoduler. Dans le cas de la fin de trame, le dispositif mémorise, au cours d'une étape 310, les données qui peuvent correspondre à de futures répétitions et présentent donc un intérêt pour la détermination de coefficient d'égalisation. Dans le cas contraire, le dispositif retourne à l'étape 303 afin de démoduler de nouveaux symboles contenus dans la trame en cours de répétition. Dans le cas d'un système OFDM, le procédé est appliqué à chaque sous porteuse. Dans ce cas, chaque sous porteuse dispose de sa propre variable mode et son traitement est indépendant des variables mode des autres sous porteuses. A relay will restore communication. To allow good reception, a medium access mode is defined, such as a Time Division Multiple Access (TDMA). When the conditions are optimal, in a mesh network the receiving node will therefore receive a certain number of repetitions of the same message sequence, these repetitions coming from different relay nodes therefore from several directions. Figure 1 illustrates this effect. The central node S 101 transmits, at time t1, a signal that does not reach the node D1 102, because there is an obstacle 105 on the path, nor the node D2 103, because it is out of range (the range of the central node 101 is represented by a circle 104 in broken lines). At time t2, the node R1 106 relays the signal. At time t3, the node R2 107 relays the signal. The node D1 102 then receives two messages, the node D2 103 receives one and the node D3 108 receives three. By way of non-limiting example, the example given in the description uses an OFDM modulation which is today a fairly well known technique. The method of equalization with a coefficient is described below, as a reminder, with reference to FIG. 2, in the case of an equalizer with a coefficient. In the context of OFDM modulation, it is advantageous, by virtue of the orthogonal nature of this frequency multiplexing, to carry out the equalization independently for each of the subcarriers. For this, an equalizer is used at a coefficient 200 that is implemented in the frequency domain, that is to say after fast Fourier transform (FFT) of the signal. A circuit 203 carries out the complex multiplication 203 of a coefficient c 201 with the received signal 202. For each subcarrier at the output of the fast Fourier transform, this equalizer is used which makes it possible to obtain the subcarrier corrected for the imperfections of the channel 204. The coefficient c 201 corresponds to the result obtained by a unit responsible for determining the coefficient to be applied. This operation is in baseband, the coefficients are complex and represent phase and amplitude resulting from the demodulation of the physical signal (analytical signal). As illustrated in FIG. 3, in a particular embodiment of the method that is the subject of the present invention implemented in a receiver, during a step 301 the receiver is waiting for synchronization by receiving a new data frame. . Upon synchronization performed, during a step 302, the receiver sets the equalization mode as that based on the analysis of the preamble. A Mode variable is 0 in the case of a preamble-based equalization and it is 1 in the case of an equalization based on repetitive data. As soon as it knows the reception frame indicated in the frame number field, and since the access time is strictly defined (condition obtained in a TDM, acronym of time division multiplex for time division multiplexing, for example) it is possible for the receiver to evaluate whether the result of the demodulation can be perfectly known from the previously received data. During a step 303, the receiver demodulates a symbol and estimates whether it has been in parallel correctly reconstructed. If so, during a step 304, the receiver determines the coefficients of the equalization to be used by the channel estimation on reception of the repetitive data. The device now operates in mode implementing the method that is the subject of the present invention and for the whole of the frame in mode 1 reception. If the result of step 303 is negative, during a step 305, the receiver determines the equalization to be applied depending on the mode. If the mode is equal to 0, the equalization by the coefficients provided by the preamble analysis is applied during a step 306. If the mode is equal to 1, during a step 307, it determines coefficients by repetitive data analysis. During a step 308, the equalization is performed by applying the coefficients provided by the analysis of the repetitive data. During a step 309, the receiver determines whether it is the end of the frame and that there are no more symbols to demodulate. In the case of the end of the frame, the device stores, during a step 310, the data which may correspond to future repetitions and are therefore of interest for the determination of equalization coefficient. In the opposite case, the device returns to step 303 in order to demodulate new symbols contained in the frame being rehearsed. In the case of an OFDM system, the method is applied to each subcarrier. In this case, each subcarrier has its own mode variable and its processing is independent of the mode variables of the other subcarriers.

La figure 4 représente un enchaînement logique d'informations sur un réseau en accès TDM. Une trame 400 contient un en-tête 401, un numéro de trame 402, qui indique sa position dans la super trame, ainsi que des données 403. Chaque trame est émise par un noeud à un instant prédéterminé. Le récepteur connaît donc l'instant auquel les données se présentent, dès qu'il est synchronisé. L'en-tête 401 contient les informations nécessaires à la synchronisation. Par exemple, pour le cas de l'OFDM, une séquence temporelle à forte auto corrélation permet de créer un signal de synchronisation au niveau du 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. 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 nouvelles ou font partie d'une répétition. Le dispositif illustré en figure 5 est un récepteur OFDM de type connu muni de moyens supplémentaires nécessaires à la réalisation du procédé de l'invention. Les ondes sont reçues par un module radio 501 et sont converties en signal analogique compatible par des convertisseurs analogiques 502, qui réalisent une démodulation pour descendre en fréquence et créer les signaux 1 (acronyme de in phase pour en phase) et Q (pour en quadrature de phase) nécessaires à la reconstruction du signal analytique de bande de base. Les signaux I et Q sont représentés sous leur forme complexe. Des filtres et des circuits de contrôle de gain sont nécessaires conformément à l'art. Les flots I et Q peuvent ensuite être filtrés, voire décimés, par un circuit 503. En sortie du circuit 503, 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. L'erreur de fréquence qui provient des différences entre sous porteuse modulante de l'émetteur et sous porteuse démodulante du récepteur est estimée par un circuit 505 et éliminée par un circuit 506. Le préfixe cyclique redondant qui permet une transition entre symboles OFDM limitant les interférences (entre symboles) est supprimé par un circuit 507. Un circuit 508 effectue une Transformée de Fourier rapide qui permet de retrouver, sous porteuse par sous porteuse, les signaux de bande de base. Chacun de ces signaux est égalisé par un égaliseur 510, à partir du résultat de l'analyse du préambule par la transformée de Fourier rapide, résultat qui est inversé et mémorisé par un circuit 509. Cette dernière action est le mode par défaut hors du cadre de l'invention : la sélection d'estimation de canal provient de l'analyse du préambule, un module 511 transmet le résultat de 509 à l'égaliseur 510. Ensuite, la phase des signaux reçus est corrigée par un circuit 512, par analyse des pilotes par un circuit 513, puis démodulés par un circuit 514. Un décodeur 515, par exemple de Viterbi décodant un code convolutif, permet la correction de certaines erreurs. Un désentrelaceur (en anglais deinterleaver) 516 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 dont la suite de données modulantes est connue du récepteur, permet d'évaluer les déviations introduites par les différences entre le dispositif émetteur et le dispositif récepteur. Ces éléments forment un décodeur classique OFDM. Les traitements du signal décrits ci-dessus se réalisent sur un processeur, sur un processeur de signal numérique (en anglais Digital Signal Processor ) ou sur un matériel dédié de type FPGA (acronyme de Field Programmable Gate Array pour réseau de portes programmables in-situ) ou ASIC (acronyme de Application Specific integrated Circuit pour circuit intégré pour application spécifique), suivant les objectifs de débits, de coût ou de bande passante. Pour réaliser l'invention les éléments suivants sont rajoutés au récepteur décrit ci-dessus. Une mémoire tampon 517 mémorise les derniers messages reçus dont on peut attendre des répétitions dans les prochaines trames à venir. Un module de reconstruction de trame 518 reconstruit la trame qui est cours de réception, sur information de la détection d'une trame en provenance du détecteur de préambule 504. Par définition, le dispositif est en mesure de connaître la structure de la trame en cours de réception et donc de savoir, pour chaque message contenu dans la trame, s'il a déjà été reçu ou non. Dans le cas où un message, contenu dans la trame, a déjà été reçu et mémorisé dans la mémoire tampon 517, le module de reconstruction de trame 518 fournit ce message à un module 519. Dans le cas contraire, si le message n'a jamais été reçu, le module de construction de trame 518 fournit un message quelconque ou nul au module 519 mais de taille identique à celui attendu. Figure 4 shows a logical sequence of information on a TDM access network. A frame 400 contains a header 401, a frame number 402, which indicates its position in the super frame, as well as data 403. Each frame is transmitted by a node at a predetermined time. The receiver therefore knows the moment at which the data are presented, as soon as it is synchronized. Header 401 contains the information necessary for synchronization. For example, in the case of OFDM, a time sequence with high autocorrelation makes it possible to create a synchronization signal at the receiver, even in the presence of a large noise power. The particularity of the mesh network is that a message can be relayed, either to reach a node that is too far to receive the message from the source node, or for reasons of protection against packet loss. Nodes that are near the source node as the relay node will then receive message repetitions. In a TDM access, the speaking order of the nodes is defined, so a receiver as soon as it is synchronized can determine if the data it receives instantaneously is new or part of a repetition. The device illustrated in FIG. 5 is an OFDM receiver of known type provided with additional means necessary for carrying out the method of the invention. The waves are received by a radio module 501 and are converted into a compatible analog signal by analog converters 502, which perform a demodulation to go down in frequency and create the signals 1 (in-phase acronym for phase) and Q (for quadrature phase) necessary for the reconstruction of the baseband analytical signal. The I and Q signals are represented in their complex form. Filters and gain control circuits are required according to art. The streams I and Q can then be filtered or decimated by a circuit 503. At the output of the circuit 503, each sample corresponds to an amplitude state of the OFDM signal. A synchronization detector 504 extracts a synchronization signal from the information of the frame header. The frequency error resulting from the differences between the modulating subcarrier of the transmitter and the demodulating subcarrier of the receiver is estimated by a circuit 505 and eliminated by a circuit 506. The redundant cyclic prefix which allows a transition between OFDM symbols limiting the interference (Between symbols) is suppressed by a circuit 507. A circuit 508 performs a fast Fourier Transform which makes it possible to find, under carrier by sub-carrier, the baseband signals. Each of these signals is equalized by an equalizer 510, from the result of the analysis of the preamble by the fast Fourier transform, a result which is inverted and stored by a circuit 509. This last action is the default mode outside the frame. of the invention: the channel estimation selection comes from the preamble analysis, a module 511 transmits the result of 509 to the equalizer 510. Next, the phase of the received signals is corrected by a circuit 512, by analysis pilots by a circuit 513, then demodulated by a circuit 514. A decoder 515, for example of Viterbi decoding a convolutional code, allows the correction of certain errors. A deinterleaver 516 makes it possible to restore the original stream of data to the upper layers of the node. The analysis, by the circuit 512, of the drivers which are subcarriers whose modulating data sequence is known to the receiver, makes it possible to evaluate the deviations introduced by the differences between the transmitting device and the receiving device. These elements form a classic OFDM decoder. The signal processing described above is performed on a processor, on a digital signal processor (DSP) or on a dedicated hardware type FPGA (acronym for Field Programmable Gate Array for in-situ programmable gate network ) or ASIC (acronym for Application Specific Integrated Circuit for a specific application), depending on the objectives of bit rates, cost or bandwidth. To achieve the invention, the following elements are added to the receiver described above. A buffer memory 517 stores the last received messages which can be expected repetitions in the next coming frames. A frame reconstruction module 518 reconstructs the frame which is being received, on information of the detection of a frame coming from the preamble detector 504. By definition, the device is able to know the structure of the current frame reception and therefore to know, for each message contained in the frame, whether it has already been received or not. In the case where a message, contained in the frame, has already been received and stored in the buffer memory 517, the frame reconstruction module 518 provides this message to a module 519. Otherwise, if the message does not has never been received, the frame construction module 518 provides any or all message to the module 519 but the same size as expected.

En parallèle, pour chaque donnée de message reconstruit, le module de reconstruction de trame 518 indique au module 520 s'il s'agit d'un message reconstruit ou non. Le module de reconstruction de trame 518 indique aussi au module 520, par une valeur binaire qu'il transmet au module 519 une donnée déjà reçue ou non. Lorsque cette valeur binaire représente une répétition (ou redondance), le module 520 reproduit de l'encodage convolutionnel des données du module 519 appliqué aux valeurs binaires déjà reçues. Le module 520 fournit ce résultat à un module 526 qui effectue le changement de rythme comme le produit l'encodeur convolutif. In parallel, for each reconstructed message data, the frame reconstruction module 518 indicates to the module 520 whether it is a reconstructed message or not. The frame reconstruction module 518 also indicates to the module 520, by a binary value that it transmits to the module 519 data already received or not. When this binary value represents a repetition (or redundancy), the module 520 reproduces the convolutional encoding of the data of the module 519 applied to the binary values already received. The module 520 provides this result to a module 526 that performs the change of rhythm as the product convolutional encoder.

Le module 526 ajoute au flux des valeurs binaires un nombre de données binaires de longueur équivalente au changement de débit provoqué par l'encodeur 521. Ces données ajoutées valent 1 Si l'ensemble des données à l'entrée valent 1 . Sinon, les données ajoutées sont égales à 0 . Un module 527 indique si le symbole issu de la modulation 522 est connu ou non. A partir des valeurs binaires reçues, il effectue une réduction de n bits vers un correspondant à la conversion de la modulation de n bits vers 1 symbole. Si les n bits valent 1 , le module 527 fournit la valeur 1 au module 528. Sinon il fournit la valeur 0 . Par le mécanisme de la chaîne de contrôle constituée des modules 520, 526 et 527, le dispositif est en mesure d'estimer s'il est possible de reconstruire parfaitement ou non le symbole OFDM qui est issu de la sortie du module de transformation de Fourier rapide 508 à partir de données reçues dans des trames précédentes sur indication de la sortie du module 527. L'estimation de canal basée sur des messages précédemment reçus est calculée par le module 509 en inversant le résultat fourni par le module 527 et en le multipliant par le résultat en sortie du module de transformation de Fourier rapide 508. On choisit alors la méthode d'estimation du canal en fonction de l'existence d'une reconstruction d'au moins un symbole OFDM en cours de réception. The module 526 adds to the flow of the binary values a number of binary data of length equivalent to the change of bit rate caused by the encoder 521. This added data is equal to 1 If the set of data at the input is equal to 1. Otherwise, the added data is 0. A module 527 indicates whether the symbol resulting from the modulation 522 is known or not. From the binary values received, it performs a reduction of n bits to one corresponding to the conversion of the modulation from n bits to 1 symbol. If the n bits are 1, the module 527 supplies the value 1 to the module 528. Otherwise, it supplies the value 0. By the mechanism of the control chain consisting of the modules 520, 526 and 527, the device is able to estimate whether it is possible to reconstruct perfectly or not the OFDM symbol which is derived from the output of the Fourier transform module. fast 508 from data received in previous frames on indication of the output of the module 527. The channel estimate based on previously received messages is calculated by the module 509 by inverting the result provided by the module 527 and multiplying it by the result at the output of the Fast Fourier Transform module 508. The method for estimating the channel is then chosen as a function of the existence of a reconstruction of at least one OFDM symbol being received.

Le module 509 effectue une estimation de canal par défaut basé sur le préambule. Le module 525 effectue une estimation de canal basé sur les messages précédemment reçus. Le choix du module d'estimation 509 ou 525 mis en oeuvre est 25 commandé par la consigne issue du module 529 : - si la consigne vaut 0 , l'estimation de canal de 509 est utilisé et - si la consigne vaut 1 , l'estimation de canal de 525 est utilisé. Le module de reconstruction de trame 518 tient compte des durées de traversée des modules, qui sont constantes, et connaît le début des trames 30 par le signal issu du détecteur 504, ce qui permet de synchroniser, à l'entrée du module 525 : - les symboles OFDM issus de la transformée de Fourier rapide 508 et - les symboles issus du module 527. Les données générées par le module de reconstruction de trame 518 sont entrelacées par le module 519 et transmises à l'encodeur convolutif 521. Les données en sortie de l'encodeur 521 sont modulées par le module 522, puis transmises au module 525. On note que ces derniers éléments sont présents dans un émetteur OFDM de type connu. Leur implémentation pour la mise en oeuvre de la présente invention n'est donc pas coûteuse si le dispositif de base est adapté à fonctionner en mode semi duplex, dans lequel le dispositif émet et reçoit alternativement. Module 509 performs a default channel estimate based on the preamble. The module 525 performs channel estimation based on previously received messages. The choice of the estimation module 509 or 525 implemented is controlled by the instruction from module 529: if the setpoint is 0, the channel estimate of 509 is used and if the setpoint is 1, the channel estimate of 525 is used. The frame reconstruction module 518 takes into account the crossing durations of the modules, which are constant, and knows the beginning of the frames 30 by the signal coming from the detector 504, which makes it possible to synchronize, at the input of the module 525: the OFDM symbols from the fast Fourier transform 508 and the symbols from the module 527. The data generated by the frame reconstruction module 518 is interleaved by the module 519 and transmitted to the convolutional encoder 521. The output data Encoder 521 is modulated by module 522 and then transmitted to module 525. It is noted that these latter elements are present in an OFDM transmitter of known type. Their implementation for the implementation of the present invention is therefore not expensive if the basic device is adapted to operate in half duplex mode, in which the device transmits and receives alternately.

Claims

REVENDICATIONS1. Signal equalization method, characterized in that it comprises: - a step (301) for receiving first signals representative of useful data via a transmission channel, - a receiving step (301) second signals representative of the same said useful data via said transmission channel; a step (307) for estimating the response variation of said transmission channel, as a function of the signals received during said reception steps; and a step (308) of equalizing the signals received via said transmission channel, as a function of the result of the estimation step.

2. Method according to claim 1, characterized in that, during the step (308) of equalization, equalizer coefficients are calculated according to said frequency response variation. 20

3. Method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the step (307) for estimating the response variation of the channel comprises a step of selecting at least one data symbol received at least two times.

4. Method according to claim 3, characterized in that, during the selection step, for at least one data symbol received at least three times, the repetition of said symbol whose reception is closest to the first reception of said symbol.

5. Method according to any one of claims 3 or 4, characterized in that the estimation step (307) comprises a step of determining the ideal frequency response of the channel by modulation of at least one data symbol. selected.

6. Method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the estimation step (307) comprises a step of determining the actual frequency response of the channel from a new receipt of a symbol. received at least twice.

7. Method according to claims 5 and 6, characterized in that the equalization step (308) comprises a step of determining the difference between the ideal frequency response and the actual frequency response of the same symbol received at least twice.

8. Method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the estimation step (307) comprises a step of buffering a received signal representative of a symbol received at least twice. , a step of encoding said symbol, interleaving of the coded data and modulation of the interleaved data.

9. Method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the estimation step (307) comprises a step of implementing synchronization sequences present in a received signal to determine if a data sequence. current is a reconstruction of a received symbol.

10. Method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that, during each step (301) of reception, it implements a reception of OFDM modulated signals.

11. A signal equalization device, characterized in that it comprises: - means (501 to 508) for receiving first signals and said signals, via a transmission channel, said first and second signals being representative of the same useful data; means (517 to 518, 525 to 527) for estimating the response variation of said transmission channel, as a function of said first and second received signals and means (510 ) equalizing the signals received through said transmission channel, according to the response variation estimated by the estimating means.