FR3103335A1 - A method of processing a signal implemented by a receiving device of a first broadcast site to suppress an interfering signal, receiving device and corresponding computer program. - Google Patents

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Abstract

TITRE : Procédé de traitement d’un signal mis en œuvre par un dispositif de réception d’un premier site de diffusion pour supprimer un signal interférent, dispositif de réception et programme d’ordinateur correspondants. L’invention concerne un procédé de traitement d’un signal, mis en œuvre par un premier dispositif de réception d’un premier site de diffusion, comprenant : la réception (221) d’un signal combiné comprenant : - un signal interférent, correspondant à un premier signal émis par un premier dispositif d’émission dudit premier site de diffusion, via un transpondeur, et - au moins un signal désiré, correspondant à au moins un deuxième signal émis par un deuxième dispositif d’émission dudit au moins un deuxième site de diffusion, via ledit transpondeur, l’alignement (222) dudit premier signal sur ledit signal combiné, la soustraction (223) dudit premier signal aligné audit signal combiné. Selon l’invention, le procédé comprend une étape préalable de calibration comprenant : - la réception (211) d’un signal de référence émis par ledit deuxième dispositif d’émission, via ledit transpondeur, - la mesure (212) du bruit de phase associé à la transmission dudit signal de référence,ledit alignement (222) dudit premier signal sur ledit signal combiné tenant compte dudit bruit de phase. Figure pour l’abrégé : Figure 2TITLE: Signal processing method implemented by a receiving device of a first broadcast site to remove an interfering signal, corresponding receiving device and computer program. The invention relates to a method for processing a signal, implemented by a first device for receiving a first broadcast site, comprising: receiving (221) a combined signal comprising: - an interfering signal, corresponding to a first signal transmitted by a first transmission device of said first broadcasting site, via a transponder, and - at least one desired signal, corresponding to at least a second signal transmitted by a second transmission device of said at least a second site of broadcasting, via said transponder, alignment (222) of said first signal on said combined signal, subtraction (223) of said first signal aligned with said combined signal. According to the invention, the method comprises a preliminary calibration step comprising: - the reception (211) of a reference signal transmitted by said second transmission device, via said transponder, - the measurement (212) of the phase noise associated with the transmission of said reference signal, said alignment (222) of said first signal on said combined signal taking into account said phase noise. Figure for the abstract: Figure 2

Description

Procédé de traitement d’un signal mis en œuvre par un dispositif de réception d’un premier site de diffusion pour supprimer un signal interférent, dispositif de réception et programme d’ordinateur correspondants.Method of processing a signal implemented by a reception device of a first broadcast site to suppress an interfering signal, corresponding reception device and computer program.

1. Domaine de l’invention1. Field of the invention

Le domaine de l’invention est celui des communications numériques.The field of the invention is that of digital communications.

Plus précisément, l’invention concerne les transmissions entre plusieurs sites de diffusion, par l’intermédiaire d’un transpondeur.More specifically, the invention relates to transmissions between several broadcasting sites, via a transponder.

Encore plus précisément, l’invention propose une solution permettant d’annuler, ou à tout le moins de réduire, un signal interfèrent reçu au niveau d’un des sites de diffusion, correspondant à un signal émis par un émetteur du site de diffusion, reçu et retransmis par le transpondeur.Even more specifically, the invention proposes a solution making it possible to cancel, or at the very least to reduce, an interfering signal received at the level of one of the broadcasting sites, corresponding to a signal emitted by a transmitter of the broadcasting site, received and retransmitted by the transponder.

L’invention trouve des applications dans tout système de transmission mettant en œuvre un transpondeur, par exemple un satellite, notamment dans les réseaux de diffusion selon la norme DVB-S, DVB-S2, ou DVB-S2X (en anglais «Digital Video Broadcasting – Satellite», en français «radiodiffusion télévisuelle numérique – satellite»), ou d’autres normes existantes ou à venir.The invention finds applications in any transmission system implementing a transponder, for example a satellite, in particular in broadcasting networks according to the DVB-S, DVB-S2, or DVB-S2X standard (in English "Digital Video Broadcasting – Satellite”, in French “digital television broadcasting – satellite”), or other existing or future standards.

2. Art antérieur2. Prior Art

Afin d’optimiser l’efficacité spectrale pour les transmissions entre différents sites de diffusion, la technique «carrier-in-carrier»® (en français «porteuse sur porteuse») a été développée.In order to optimize spectral efficiency for transmissions between different broadcast sites, the “carrier-in-carrier”® technique has been developed.

Comme illustré en figure 1, une telle technique permet à un couple de modems (modulateur-démodulateur), communiquant par l’intermédiaire d’un transpondeur, d’émettre sur la même fréquence d’émission F1 et de recevoir sur la même fréquence de réception F2. Un tel mode de réalisation est encore appelé mode «point-à-point».As illustrated in Figure 1, such a technique allows a couple of modems (modulator-demodulator), communicating via a transponder, to transmit on the same transmission frequency F1 and to receive on the same transmission frequency. reception F2. Such an embodiment is also called “point-to-point” mode.

Selon l’exemple de la figure 1, on considère un premier dispositif d’émission, comprenant un modulateur, et un premier dispositif de réception, comprenant un démodulateur, localisés sur un premier site de diffusion 11. On considère également un deuxième dispositif d’émission, comprenant un modulateur, et un deuxième dispositif de réception, comprenant un démodulateur, localisés sur un deuxième site de diffusion 12. Les dispositifs d’émission et de réception du premier site de diffusion, respectivement du deuxième site de diffusion, peuvent être deux équipements distincts, ou bien former un seul équipement d’émission-réception. Les dispositifs d’émission et/ou réception de chaque site de diffusion communiquent par l’intermédiaire d’un transpondeur 13, par exemple un satellite.According to the example of FIG. 1, a first transmission device, comprising a modulator, and a first reception device, comprising a demodulator, located on a first broadcasting site 11 are considered. A second transmission device is also considered. transmission, comprising a modulator, and a second reception device, comprising a demodulator, located on a second broadcasting site 12. The transmission and reception devices of the first broadcasting site, respectively of the second broadcasting site, can be two separate equipment, or else form a single transceiver equipment. The transmission and/or reception devices of each broadcasting site communicate via a transponder 13, for example a satellite.

Un tel transpondeur 13 peut donc recevoir d’une part un premier signal S1 émis par le premier dispositif d’émission à la fréquence F1, et d’autre part un deuxième signal S2 émis par le deuxième dispositif d’émission à la fréquence F1.Such a transponder 13 can therefore receive on the one hand a first signal S1 transmitted by the first transmitting device at the frequency F1, and on the other hand a second signal S2 transmitted by the second transmitting device at the frequency F1.

Le transpondeur 13 peut amplifier la combinaison des signaux reçus, et retransmettre cette combinaison S1 + S2 vers les dispositifs de réception de chacun des sites de diffusion 11, 12 à la fréquence F2. On appelle par la suite ce signal un signal combiné.The transponder 13 can amplify the combination of signals received, and retransmit this combination S1+S2 to the reception devices of each of the broadcasting sites 11, 12 at the frequency F2. This signal is subsequently called a combined signal.

Afin de pouvoir démoduler le deuxième signal émis par le dispositif d’émission du deuxième site de diffusion 12, le dispositif de réception du premier site de diffusion 11 doit supprimer la composante du signal combiné reçu correspondant au premier signal émis par le dispositif d’émission du premier site de diffusion 11. De façon symétrique, afin de pouvoir démoduler le premier signal émis par le dispositif d’émission du premier site de diffusion 11, le dispositif de réception du deuxième site de diffusion 12 doit supprimer la composante du signal combiné reçu correspondant au deuxième signal émis par le dispositif d’émission du deuxième site de diffusion 12.In order to be able to demodulate the second signal transmitted by the transmitting device of the second broadcasting site 12, the receiving device of the first broadcasting site 11 must remove the component of the combined signal received corresponding to the first signal transmitted by the transmitting device of the first broadcast site 11. Symmetrically, in order to be able to demodulate the first signal emitted by the transmission device of the first broadcast site 11, the reception device of the second broadcast site 12 must remove the component of the combined signal received corresponding to the second signal transmitted by the transmission device of the second broadcasting site 12.

Pour ce faire, chaque site de diffusion 11, 12 met en œuvre une technique d’annulation d’écho (ou «anti-écho», en anglais «echo canceller»).To do this, each broadcasting site 11, 12 implements an echo cancellation technique (or “anti-echo”, in English “echo canceller”).

La figure 1B illustre un exemple d’une technique d’annulation d’écho mise en œuvre au niveau du premier site de diffusion 11.Figure 1B illustrates an example of an echo cancellation technique implemented at the first broadcast site 11.

Le premier dispositif d’émission comprend un modulateur 111 qui génère le premier signal bande de base S1. Ce premier signal est transposé sur la fréquence F1 («up-converter» 112) et transmis au transpondeur.The first transmission device comprises a modulator 111 which generates the first baseband signal S1. This first signal is transposed to the frequency F1 ("up-converter" 112) and transmitted to the transponder.

Le premier dispositif de réception reçoit le signal combiné sur la fréquence F2 en provenance du transpondeur et le transpose en bande de base («down-converter» 114). On note S1’+S2’ le signal combiné obtenu après passage dans le canal radiofréquence.The first receiving device receives the combined signal on the frequency F2 coming from the transponder and transposes it to baseband (“down-converter” 114). We denote S1'+S2' the combined signal obtained after passing through the radiofrequency channel.

Une estimation 113 du décalage apporté au premier signal S1 par le canal radiofréquence est également déterminée, de façon à obtenir une estimation du premier signal reçu S1’.An estimate 113 of the offset provided to the first signal S1 by the radio frequency channel is also determined, so as to obtain an estimate of the first received signal S1′.

Le terme décalage désigne ici, et dans toute la suite de document, les déformations en temps, fréquence, et/ou amplitude apportées au premier signal S1 par le canal radiofréquence, i.e. par l’ensemble des éléments de la chaine radiofréquence («up-converter» 112, canal montant, transpondeur 13, canal descendant et «down-converter» 114)The term offset designates here, and throughout the rest of the document, the deformations in time, frequency, and/or amplitude brought to the first signal S1 by the radiofrequency channel, i.e. by all the elements of the radiofrequency chain (“up- converter” 112, up-channel, transponder 13, down-channel and “down-converter” 114)

L’estimation du premier signal reçu S1’ est soustraite 115 du signal combiné S1’+S2’, de façon à annuler l’écho et obtenir une estimation du deuxième signal S2’ reçu par le premier dispositif de réception.The estimate of the first received signal S1' is subtracted 115 from the combined signal S1'+S2', so as to cancel the echo and obtain an estimate of the second signal S2' received by the first reception device.

Le deuxième signal S2’ peut alors être démodulé par le démodulateur 116 du premier dispositif de réception.The second signal S2' can then be demodulated by the demodulator 116 of the first reception device.

Toutefois, pour que l’annulation d’écho soit efficace, il est nécessaire que l’estimation du décalage apporté au premier signal S1 par le canal radiofréquence soit précise.However, for the echo cancellation to be effective, it is necessary that the estimation of the offset brought to the first signal S1 by the radio frequency channel be precise.

En particulier, afin d’estimer correctement le décalage apporté au premier signal S1 par le canal radiofréquence, il est important de connaitre les déformations statiques et dynamiques apportées par le canal radiofréquence. Il est donc nécessaire d’estimer correctement:In particular, in order to correctly estimate the shift brought to the first signal S1 by the radiofrequency channel, it is important to know the static and dynamic deformations brought by the radiofrequency channel. It is therefore necessary to correctly estimate:

  • l’erreur de phase et d’amplitude et les variations associées,phase and amplitude error and associated variations,
  • l’erreur de décalage en fréquence et les variations associées,the frequency offset error and the associated variations,
  • le décalage en temps et les variations associées.the time lag and the associated variations.

Or les techniques actuelles ne permettent pas d’estimer parfaitement le décalage apporté au premier signal S1 par le canal radiofréquence.However, current techniques do not make it possible to perfectly estimate the offset brought to the first signal S1 by the radiofrequency channel.

Il existe donc un besoin pour une nouvelle technique d’annulation d’écho qui soit simple à mettre en œuvre et efficace.There is therefore a need for a new echo cancellation technique that is simple to implement and effective.

3. Exposé de l’invention3. Disclosure of Invention

L’invention propose une solution permettant à au moins deux modems de communiquer par l’intermédiaire d’un transpondeur, sous la forme d’un procédé de traitement d’un signal, mis en œuvre par un dispositif de réception d’un premier site de diffusion, dit premier dispositif de réception, comprenant:The invention proposes a solution allowing at least two modems to communicate via a transponder, in the form of a signal processing method, implemented by a reception device of a first site broadcasting, said first reception device, comprising:

la réception d’un signal combiné comprenant:the reception of a combined signal comprising:

un signal interférent, correspondant à un premier signal émis par un dispositif d’émission du premier site de diffusion, dit premier dispositif d’émission, à destination d’au moins un dispositif de réception d’au moins un deuxième site de diffusion, dit deuxième dispositif de réception, via un transpondeur, etan interfering signal, corresponding to a first signal emitted by a transmission device of the first broadcasting site, said first transmission device, intended for at least one reception device of at least a second broadcasting site, said second receiving device, via a transponder, and

au moins un signal désiré, correspondant à au moins un deuxième signal émis par un dispositif d’émission dudit au moins un deuxième site de diffusion, dit deuxième dispositif d’émission, à destination du premier dispositif de réception, via le transpondeur,at least one desired signal, corresponding to at least a second signal emitted by a transmission device of said at least one second broadcasting site, said second transmission device, intended for the first reception device, via the transponder,

l’alignement du premier signal sur le signal combiné, délivrant un premier signal aligné,the alignment of the first signal on the combined signal, delivering a first aligned signal,

la soustraction du premier signal aligné au signal combiné, délivrant une estimation dudit au moins un signal désiré.subtracting the first aligned signal from the combined signal, providing an estimate of said at least one desired signal.

Selon l’invention, un tel procédé comprend une étape préalable de calibration comprenant:According to the invention, such a method comprises a preliminary calibration step comprising:

la réception d’un signal de référence émis par le deuxième dispositif d’émission, via le transpondeur,the reception of a reference signal transmitted by the second transmitting device, via the transponder,

la mesure du bruit de phase associé à la transmission du signal de référence.measuring the phase noise associated with the transmission of the reference signal.

De plus, selon l’invention, l’alignement du premier signal sur le signal combiné tient compte du bruit de phase.Moreover, according to the invention, the alignment of the first signal on the combined signal takes phase noise into account.

Ainsi, la solution proposée permet d’améliorer l’estimation du décalage apporté par le canal radiofréquence à un des signaux émis en tenant compte du bruit de phase mesuré dans le système de transmission. L’«alignement» vise à corriger ce décalage, i.e. les déformations en temps, fréquence, et/ou amplitude apportées par le canal radiofréquence.Thus, the proposed solution makes it possible to improve the estimation of the shift brought by the radiofrequency channel to one of the transmitted signals by taking into account the phase noise measured in the transmission system. The "alignment" aims to correct this shift, i.e. the distortions in time, frequency, and/or amplitude brought by the radiofrequency channel.

De cette façon, on peut estimer plus précisément la composante «interférente» du signal combiné reçu, et la supprimer, ou à tout le moins la réduire, avant la démodulation.In this way, the "interfering" component of the received combined signal can be more accurately estimated, and suppressed, or at the very least reduced, before demodulation.

En effet, les inventeurs ont démontré que le bruit de phase a un impact sur les performances de l’annulation d’écho.Indeed, the inventors have demonstrated that phase noise has an impact on echo cancellation performance.

On rappelle que le bruit de phase est une instabilité à court terme, venant principalement des oscillateurs d’une chaîne radiofréquence, et correspond aux variations rapides (> 1 Hz) en fréquence. Le bruit de phase est en fait une légère modulation de fréquence de la porteuse.It is recalled that phase noise is a short-term instability, coming mainly from the oscillators of a radiofrequency chain, and corresponds to rapid variations (> 1 Hz) in frequency. Phase noise is actually a slight frequency modulation of the carrier.

Le bruit de phase variant peu au cours du temps, on peut considérer que la mesure initiale du bruit de phase, mise en œuvre par exemple lors de l’installation des dispositifs d’émission/réception, est représentative du bruit de phase de la chaine radiofréquence entre le premier site de diffusion et le deuxième site de diffusion, par l’intermédiaire du transpondeur. En effet, le bruit de phase est principalement lié à la qualité de la tête de réception (convertisseur LNB ou «Low Noise Block») du dispositif de réception et change peu au cours du fonctionnement.Since the phase noise varies little over time, it can be considered that the initial measurement of the phase noise, implemented for example during the installation of the transmission/reception devices, is representative of the phase noise of the chain. radio frequency between the first broadcast site and the second broadcast site, via the transponder. Indeed, the phase noise is mainly related to the quality of the reception head (LNB converter or "Low Noise Block") of the reception device and changes little during operation.

Selon un mode de réalisation particulier, la solution proposée permet à au moins deux modulateurs-démodulateurs d’émettre sur une même fréquence F1 et de recevoir sur une même fréquence F2, ce qui permet un gain en termes d’efficacité spectrale.According to a particular embodiment, the proposed solution allows at least two modulator-demodulators to transmit on the same frequency F1 and to receive on the same frequency F2, which allows a gain in terms of spectral efficiency.

Par ailleurs, on note qu’il peut être difficile d’extraire le bruit de phase du signal reçu, sachant que d’autres phénomènes physiques ajoutent des dégradations, tel que le bruit gaussien, les intermodulations liées aux non linéarités de la chaine radiofréquence, etc.In addition, we note that it can be difficult to extract the phase noise from the received signal, knowing that other physical phenomena add degradations, such as Gaussian noise, intermodulations linked to non-linearities of the radiofrequency chain, etc

Ainsi, selon un mode de réalisation particulier, le signal de référence est une sinusoïde.Thus, according to a particular embodiment, the reference signal is a sinusoid.

De cette façon, lorsque le premier dispositif d’émission émet un signal de référence de type sinusoïde (mode «sinus», ou CW, pour «continuous wave»), le deuxième dispositif de réception peut faire une mesure du bruit de phase de toute la chaine radiofréquence, et inversement.In this way, when the first transmitting device transmits a reference signal of the sinusoidal type (“sine” or CW mode, for “continuous wave”), the second receiving device can make a measurement of the phase noise of any the radiofrequency chain, and vice versa.

Un intérêt de ce mode est qu’il permet de faire ressortir le signal de référence du bruit gaussien de réception. De plus, ce mode n’est pas sensible aux non-linéarités du système.An advantage of this mode is that it makes it possible to highlight the reference signal from the Gaussian reception noise. Moreover, this mode is not sensitive to the non-linearities of the system.

L’invention propose donc une solution astucieuse pour la mesure du bruit de phase.The invention therefore proposes a clever solution for measuring phase noise.

Dans un autre mode de réalisation, l’invention concerne un dispositif de réception d’un site de réception correspondant.In another embodiment, the invention relates to a receiving device of a corresponding receiving site.

Un tel dispositif de réception d’un signal d’un premier site de diffusion, dit premier dispositif de réception, comprend:Such a device for receiving a signal from a first broadcasting site, called the first reception device, comprises:

des moyens de réception configurés pour recevoir un signal combiné comprenant:receiving means configured to receive a combined signal comprising:

un signal interférent, correspondant à un premier signal émis par un dispositif d’émission du premier site de diffusion, dit premier dispositif d’émission, à destination d’au moins un dispositif de réception d’au moins un deuxième site de diffusion, dit deuxième dispositif de réception, via un transpondeur, etan interfering signal, corresponding to a first signal emitted by a transmission device of the first broadcasting site, said first transmission device, intended for at least one reception device of at least a second broadcasting site, said second receiving device, via a transponder, and

au moins un signal désiré, correspondant à au moins un deuxième signal émis par un dispositif d’émission dudit au moins un deuxième site de diffusion, dit deuxième dispositif d’émission, à destination du premier dispositif de réception, via ledit transpondeur,at least one desired signal, corresponding to at least a second signal emitted by a transmission device of said at least one second broadcasting site, said second transmission device, intended for the first reception device, via said transponder,

des moyens d’alignement configurés pour aligner le premier signal sur le signal combiné, délivrant un premier signal aligné,alignment means configured to align the first signal with the combined signal, delivering an aligned first signal,

des moyens de soustraction configurés pour soustraire le premier signal aligné au signal combiné, délivrant une estimation dudit au moins un signal désiré.subtraction means configured to subtract the aligned first signal from the combined signal, delivering an estimate of said at least one desired signal.

Selon l’invention, les moyens de réception étant configurés pour recevoir au préalable un signal de référence émis par le deuxième dispositif d’émission, via le transpondeur, le premier dispositif de réception comprend également des moyens de mesure du bruit de phase configurés pour mesurer le bruit de phase associé à la transmission du signal de référence, et les moyens d’alignement sont configurés pour aligner le premier signal sur le signal combiné en tenant compte du bruit de phase.According to the invention, the reception means being configured to receive beforehand a reference signal transmitted by the second transmission device, via the transponder, the first reception device also comprises phase noise measurement means configured to measure the phase noise associated with the transmission of the reference signal, and the alignment means are configured to align the first signal with the combined signal taking into account the phase noise.

Un tel dispositif de réception est notamment adapté à mettre en œuvre le procédé de traitement d’un signal décrit précédemment. Il peut notamment être intégré dans un dispositif d’émission du site de diffusion. Ce dispositif de réception pourra bien sûr comporter les différentes caractéristiques relatives au procédé de traitement d’un signal selon l’invention, qui peuvent être combinées ou prises isolément.Such a reception device is in particular suitable for implementing the method for processing a signal described above. It can in particular be integrated into a transmission device of the distribution site. This reception device may of course include the different characteristics relating to the process for processing a signal according to the invention, which may be combined or taken separately.

En particulier, un tel dispositif comprend au moins un processeur, couplé de manière opérationnelle à une mémoire, configuré pour mettre en œuvre les différentes étapes du procédé de traitement d’un signal selon l’invention.In particular, such a device comprises at least one processor, operationally coupled to a memory, configured to implement the different steps of the signal processing method according to the invention.

L’invention concerne encore un ou plusieurs programmes d’ordinateur comportant des instructions pour la mise en œuvre d’un procédé de traitement d’un signal tel que décrit ci-dessus lorsque ce ou ces programmes sont exécutés par au moins un processeur.The invention also relates to one or more computer programs comprising instructions for the implementation of a signal processing method as described above when this or these programs are executed by at least one processor.

L’invention concerne aussi un support d’informations lisible par un ordinateur, et comportant des instructions d’un programme d’ordinateur tel que mentionné ci-dessus.The invention also relates to an information medium readable by a computer, and comprising instructions of a computer program as mentioned above.

4. Liste des figures4. List of Figures

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d’un mode de réalisation particulier, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels:Other characteristics and advantages of the invention will appear more clearly on reading the following description of a particular embodiment, given by way of a simple illustrative and non-limiting example, and the appended drawings, among which:

les figures 1A et 1B illustrent le principe général d’une technique d’annulation d’écho dans un mode point-à-point; Figures 1A and 1B illustrate the general principle of an echo cancellation technique in a point-to-point mode;

la figure 2 illustre les principales étapes mises en œuvre par un dispositif de réception d’un premier site de diffusion selon un mode de réalisation de l’invention; FIG. 2 illustrates the main steps implemented by a reception device of a first broadcast site according to one embodiment of the invention;

la figure 3 présente le principe général de l’étape d’alignement de la figure 2; Figure 3 shows the general principle of the alignment step of Figure 2;

la figure 4 présente un diagramme en blocs de la correction en fréquence selon un mode de réalisation de l’invention; FIG. 4 presents a block diagram of the frequency correction according to an embodiment of the invention;

la figure 5 présente un diagramme en blocs de la correction en temps, phase et/ou puissance selon un mode de réalisation de l’invention; FIG. 5 presents a block diagram of the correction in time, phase and/or power according to an embodiment of the invention;

la figure 6 illustre le gabarit du bruit de phase selon un mode de réalisation de l’invention; Figure 6 illustrates the phase noise mask according to one embodiment of the invention;

la figure 7 illustre un exemple d’implémentation d’un dispositif de réception sur un circuit programmable de type FPGA; FIG. 7 illustrates an example of implementation of a reception device on an FPGA-type programmable circuit;

la figure 8 illustre un exemple d’architecture pour la FIFO de la figure 7; Figure 8 illustrates an example architecture for the FIFO of Figure 7;

la figure 9 illustre un exemple d’architecture pour le NCO de la figure 7; Figure 9 illustrates an example architecture for the NCO of Figure 7;

la figure 10 illustre un exemple d’architecture pour le corrélateur de la figure 7; Figure 10 illustrates an example architecture for the correlator of Figure 7;

la figure 11 illustre un exemple d’architecture pour le module de correction en fréquence de la figure 7; Figure 11 illustrates an example architecture for the frequency correction module of Figure 7;

la figure 12 illustre un exemple d’architecture pour le module de correction en temps, phase et/ou amplitude de la figure 7; FIG. 12 illustrates an example of architecture for the time, phase and/or amplitude correction module of FIG. 7;

la figure 13 présente la structure simplifiée d’un dispositif de réception selon un mode de réalisation particulier; FIG. 13 presents the simplified structure of a reception device according to a particular embodiment;

la figure 14 illustre la mise en œuvre de l’invention dans un mode point-à-multipoints. FIG. 14 illustrates the implementation of the invention in a point-to-multipoint mode.

5.5. Description d’un mode de réalisation de l’inventionDescription of an embodiment of the invention

5.15.1 Principe généralGeneral principle

L’invention se place dans le contexte des communications entre au moins deux sites de diffusion, par l’intermédiaire d’un transpondeur.The invention is placed in the context of communications between at least two broadcasting sites, via a transponder.

Le principe général de l’invention repose sur la prise en compte du bruit de phase associé au canal radiofréquence («upconverter», canal montant, transpondeur, canal descendant, «downconverter»), pour optimiser les performances d’une technique d’annulation d’écho mise en œuvre au niveau d’au moins un des sites de diffusion.The general principle of the invention is based on taking into account the phase noise associated with the radio frequency channel ("upconverter", uplink channel, transponder, downlink channel, "downconverter"), to optimize the performance of a cancellation technique echo implemented at the level of at least one of the broadcast sites.

La figure 2 illustre les principales étapes mises en œuvre par un dispositif de réception d’un premier site de diffusion, dit premier dispositif de réception, dans un système de communication comprenant deux sites de diffusion, tel que celui illustré en figure 1A (mode point-à-point). On note que, de façon symétrique, les mêmes étapes peuvent être mises en œuvre par un dispositif de réception du deuxième site de diffusion. On peut également noter que la solution proposée peut s’appliquer au mode point-à-multipoints, comme décrit par la suite.FIG. 2 illustrates the main steps implemented by a reception device of a first broadcasting site, called first reception device, in a communication system comprising two broadcasting sites, such as that illustrated in FIG. 1A (point mode -medium rare). Note that, symmetrically, the same steps can be implemented by a reception device of the second broadcast site. It can also be noted that the proposed solution can be applied to the point-to-multipoint mode, as described below.

Comme illustré en figure 2, le premier dispositif de réception met tout d’abord en œuvre une étape de calibration 21, comprenant:As illustrated in FIG. 2, the first receiving device first implements a calibration step 21, comprising:

  • la réception 211 d’un signal de référence émis par un dispositif d’émission appartenant au deuxième site de diffusion, dit deuxième dispositif d’émission, via le transpondeur,the reception 211 of a reference signal transmitted by a transmission device belonging to the second broadcasting site, said second transmission device, via the transponder,
  • la mesure 212 du bruit de phase associé à la transmission du signal de référence.the measurement 212 of the phase noise associated with the transmission of the reference signal.

Cette étape de calibration peut être mise en œuvre une seule fois lors de l’installation des dispositifs d’émission/réception, ou bien répétée. Elle peut être mise en œuvre de façon périodique ou ponctuelle, par exemple suite à un changement dans le canal de propagation entre les deux sites de diffusion, via le transpondeur.This calibration step can be implemented once during the installation of the transmission/reception devices, or repeated. It can be implemented periodically or on an ad hoc basis, for example following a change in the propagation channel between the two broadcasting sites, via the transponder.

Une fois que le bruit de phase associé à la transmission du signal de référence est mesuré, le premier dispositif de réception peut traiter des signaux utiles.Once the phase noise associated with the transmission of the reference signal is measured, the first receiving device can process useful signals.

Ainsi, le premier dispositif de réception met en œuvre:Thus, the first receiving device implements:

  • la réception 221 d’un signal combiné comprenant:
    • un signal interférent, correspondant à un premier signal utile émis par un dispositif d’émission du premier site de diffusion, dit premier dispositif d’émission, à destination du dispositif de réception du deuxième site de diffusion, dit deuxième dispositif de réception, via un transpondeur, et
    • un signal désiré, correspondant à un deuxième signal émis par le deuxième dispositif d’émission, à destination du premier dispositif de réception, via le transpondeur,
    the reception 221 of a combined signal comprising:
    • an interfering signal, corresponding to a first useful signal emitted by a transmission device of the first broadcasting site, said first transmission device, intended for the reception device of the second broadcasting site, said second reception device, via a transponder, and
    • a desired signal, corresponding to a second signal transmitted by the second transmitting device, intended for the first receiving device, via the transponder,
  • l’alignement 222 du premier signal sur le signal combiné, délivrant un premier signal aligné, tenant compte du bruit de phase mesuré,the alignment 222 of the first signal on the combined signal, delivering a first aligned signal, taking into account the measured phase noise,
  • la soustraction 223 du premier signal aligné au signal combiné, délivrant une estimation du signal désiré.subtracting 223 the aligned first signal from the combined signal, yielding an estimate of the desired signal.

5.25.2 Exemple de mise en œuvreExample of implementation

On décrit ci-après, en relation avec la figure 3, le principe général de l’étape d’alignement 222 de la figure 2.The general principle of the alignment step 222 of FIG. 2 is described below, in relation to FIG.

Comme indiqué précédemment, le premier dispositif de réception reçoit (221) un signal combiné Sc comprenant un signal interférent et le signal désiré. Le premier dispositif de réception connaît également le premier signal utile S1 émis par le premier dispositif d’émission.As previously indicated, the first receiving device receives (221) a combined signal Sc comprising an interfering signal and the desired signal. The first receiving device also knows the first useful signal S1 transmitted by the first transmitting device.

Le premier dispositif de réception cherche alors à aligner (222) le premier signal S1 sur le signal combiné Sc. Le premier signal aligné S1’ peut alors être soustrait du signal combiné Sc, de façon à obtenir une estimation du signal désiré S2’.The first receiving device then seeks to align (222) the first signal S1 with the combined signal Sc. The first aligned signal S1' can then be subtracted from the combined signal Sc, so as to obtain an estimate of the desired signal S2'.

Selon au moins un mode de réalisation, l’alignement 222 met en œuvre une première étape de synchronisation 31, dite synchronisation grossière.According to at least one embodiment, the alignment 222 implements a first synchronization step 31, called coarse synchronization.

En particulier, une telle étape de synchronisation grossière met en œuvre:In particular, such a coarse synchronization step implements:

  • une corrélation entre le signal combiné Sc et le premier signal S1 décalé en temps et/ou en fréquence, pour au moins deux valeurs de décalage en temps et/ou en fréquence,a correlation between the combined signal Sc and the first signal S1 offset in time and/or in frequency, for at least two offset values in time and/or in frequency,
  • une détermination d’un pic de corrélation,a determination of a correlation peak,
  • une estimation d’un décalage grossier en temps et/ou en fréquence entre le signal combiné et le premier signal.an estimate of a rough shift in time and/or frequency between the combined signal and the first signal.

Par exemple, pour chaque décalage en temps et/ou en fréquence, la valeur de l’amplitude de la corrélation entre le signal combiné Sc et le premier signal S1 décalé en temps et/ou en fréquence est mémorisée dans une table. Ensuite la table des valeurs d’amplitude en fonction du temps et/ou de la fréquence est analysée afin de détecter la valeur maximale, correspondant à un pic de corrélation entre le signal combiné Sc et le premier signal S1. Les valeurs de temps et/ou de fréquence associées à ce pic de corrélation permettent de déterminer un décalage grossier en temps et/ou en fréquence entre le signal combiné et le premier signal.For example, for each offset in time and/or frequency, the value of the amplitude of the correlation between the combined signal Sc and the first signal S1 offset in time and/or frequency is stored in a table. Then the table of amplitude values as a function of time and/or frequency is analyzed in order to detect the maximum value, corresponding to a correlation peak between the combined signal Sc and the first signal S1. The time and/or frequency values associated with this correlation peak make it possible to determine a coarse offset in time and/or in frequency between the combined signal and the first signal.

La corrélation s’exprime par exemple sous la forme suivante:The correlation is expressed for example in the following form:

avec L correspondant à la longueur de la corrélation.with L corresponding to the length of the correlation.

A titre d’exemple, les paramètres suivants sont choisis pour la synchronisation grossière 31:As an example, the following parameters are chosen for coarse synchronization 31:

  • la longueur de la corrélation est choisie supérieure à 1000 échantillons, par exemple égale à 10000 pour avoir une meilleure précision,the length of the correlation is chosen to be greater than 1000 samples, for example equal to 10000 to have better precision,
  • le pas d’incrément du décalage en fréquence est égal à 10kHz,the frequency shift increment step is equal to 10 kHz,
  • la plage de test du décalage en fréquence est égale à +/- 1MHz,the frequency offset test range is +/- 1MHz,
  • le pas d’incrément du décalage en temps est égal à 10 ns (en fonction de la vitesse de transmission, en anglais « baudrate», ici pour une baudrate > 50MHz),the time shift increment step is equal to 10 ns (depending on the transmission speed, in English “baudrate”, here for a baudrate > 50MHz),
  • la plage de test du décalage en temps est égale à 5 ms.the time shift test range is 5ms.

Cette étape de synchronisation grossière 31 peut être mise en œuvre une fois lors du démarrage, ou bien répétée, par exemple suite à la détection d’une perte de synchronisation.This coarse synchronization step 31 can be implemented once during start-up, or else repeated, for example following the detection of a loss of synchronization.

Éventuellement, plusieurs itérations de l’algorithme de synchronisation grossière en temps et/ou en fréquence peuvent être mises en œuvre, en affinant la plage de recherche du décalage en temps et/ou en fréquence afin d’avoir un pas d’incrément du décalage en fréquence inférieur à 10kHz, par exemple de l’ordre de 100Hz.Optionally, several iterations of the coarse synchronization algorithm in time and/or frequency can be implemented, by refining the search range of the time and/or frequency offset in order to have an increment step of the offset in frequency less than 10 kHz, for example of the order of 100 Hz.

On note que, selon un mode de réalisation particulier, le premier signal portant un entête non obtenu à partir d’une séquence d’embrouillage (entête non «scramblé»), l’étape de corrélation est désactivée pendant la réception de l’entête du premier signal.It is noted that, according to a particular embodiment, the first signal carrying a header not obtained from a scrambling sequence (header not "scrambled"), the correlation step is deactivated during the reception of the header of the first signal.

Selon un autre mode de réalisation particulier, le premier signal est construit à partir d’une séquence d’embrouillage distincte de celle utilisée pour construire le deuxième signal.According to another particular embodiment, the first signal is constructed from a scrambling sequence distinct from that used to construct the second signal.

Ces deux variantes, qui peuvent être mises en œuvre indépendamment ou conjointement, permettent de limiter le risque de fausses détections, notamment lorsque les signaux S1 et S2 émis par chacun des dispositifs d’émission se ressemblent / sont corrélés.These two variants, which can be implemented independently or jointly, make it possible to limit the risk of false detections, in particular when the signals S1 and S2 emitted by each of the emission devices resemble each other / are correlated.

Par exemple, si l’on se place dans le contexte de la norme DVB-S2, un tel entête est de type «PLHEADER» et la séquence d’embrouillage de type «PL Scrambler».For example, if we place ourselves in the context of the DVB-S2 standard, such a header is of type “PLHEADER” and the scrambling sequence of type “PL Scrambler”.

Une fois le décalage grossier en temps et/ou en fréquence entre le signal combiné et le premier signal déterminés, des algorithmes de synchronisation fine basés sur un asservissement en fréquence à l’aide d’une boucle à verrouillage de phase numérique (DPLL) et/ou un filtre adaptatif récursif (FIR) peuvent être mis en œuvre pour suivre les variations du signal combiné et maintenir l’alignement du premier signal sur le signal combiné.Once the coarse shift in time and/or frequency between the combined signal and the first signal has been determined, fine synchronization algorithms based on frequency servoing using a digital phase-locked loop (DPLL) and /or a recursive adaptive filter (FIR) can be implemented to follow the variations of the combined signal and to maintain the alignment of the first signal on the combined signal.

Ainsi, selon au moins un mode de réalisation de l’invention, l’alignement 222 met également en œuvre:Thus, according to at least one embodiment of the invention, the alignment 222 also implements:

  • une correction en fréquence du premier signal, mettant en œuvre une boucle à verrouillage de phase 32,a frequency correction of the first signal, implementing a phase locked loop 32,
  • une correction en temps, phase et/ou gain (i.e. amplitude) du premier signal corrigé en fréquence, mettant en œuvre un filtrage adaptatif 33.a time, phase and/or gain (i.e. amplitude) correction of the first frequency-corrected signal, implementing adaptive filtering 33.

La figure 4 présente un diagramme en blocs de la correction en fréquence, utilisée pour affiner la synchronisation fréquentielle, et suivre et corriger les décalages en fréquence entre le premier signal et le signal combiné.Figure 4 shows a block diagram of the frequency correction, used to fine-tune frequency synchronization, and track and correct frequency offsets between the first signal and the combined signal.

Selon l’exemple illustré en figure 4, la correction en fréquence met en œuvre au moins une itération des étapes suivantes:According to the example illustrated in Figure 4, the frequency correction implements at least one iteration of the following steps:

  • décalage en fréquence 41 du premier signal S1 selon une consigne ,frequency shift 41 of the first signal S1 according to a setpoint ,
  • multiplication complexe conjuguée 42 du signal combiné Sc avec le premier signal S1 décalé en fréquence selon la consigne ,conjugate complex multiplication 42 of the combined signal Sc with the first signal S1 shifted in frequency according to the setpoint ,
  • filtrage passe-bas 43 du résultat de la multiplication,low-pass filtering 43 of the result of the multiplication,
  • estimation 44 du déphasage entre le signal combiné Sc et le premier signal décalé en fréquence à partir du signal obtenu en sortie du filtrage passe-bas,estimation 44 of the phase difference between the combined signal Sc and the first signal shifted in frequency from the signal obtained at the output of the low-pass filtering,
  • correction d’erreur 45 délivrant une consigne mise à jour.error correction 45 delivering a setpoint update.

En particulier, l’étape de décalage en fréquence est mise en œuvre par un oscillateur NCO (en anglais «numerically-controlled oscillator», en français «oscillateur contrôlé par entrée numérique»).In particular, the frequency shift step is implemented by an NCO oscillator (in English “numerically-controlled oscillator”, in French “oscillateur contré par entrée numérique”).

Pour la première itération (initialisation), la consigne correspond au décalage en fréquence obtenu en sortie de l’étape de synchronisation grossière 31. Pour les itérations suivantes, la consigne est celle obtenue en sortie de la correction d’erreur 45.For the first iteration (initialization), the setpoint corresponds to the frequency offset obtained at the output of the coarse synchronization step 31. For the following iterations, the setpoint is that obtained at the output of error correction 45.

Le filtrage passe-bas 43 met par exemple en œuvre un filtre passe-bas de fréquence de coupure réglable. En particulier, un tel filtre passe-bas permet de filtrer le bruit de phase en laissant passer les fréquences inférieures à une fréquence de coupure déterminée au cours de l’étape de calibration. Comme expliqué par la suite, une telle fréquence de coupure est déterminée à partir du bruit de phase de la chaine radiofréquence.The low-pass filtering 43 for example implements a low-pass filter with an adjustable cut-off frequency. In particular, such a low-pass filter makes it possible to filter the phase noise by allowing frequencies below a cut-off frequency determined during the calibration step to pass. As explained below, such a cutoff frequency is determined from the phase noise of the radiofrequency chain.

La multiplication complexe conjuguée 42, associée au filtrage passe-bas 43, permet notamment de réaliser une corrélation entre le signal combiné et le premier signal émis retardé, puis corrigé en fréquence.The conjugate complex multiplication 42, associated with the low-pass filtering 43, makes it possible in particular to carry out a correlation between the combined signal and the first transmitted signal delayed, then corrected in frequency.

Selon l’exemple illustré en figure 4, l’estimation 44 du déphasage entre le signal combiné Sc et le premier signal décalé en fréquence met en œuvre un calcul d’arctangente, et la correction d’erreur 45 met en œuvre un correcteur de type «Proportionnel, Intégral, Dérivé» (PID) afin de mettre à jour la consigne Δf. Selon un mode de réalisation particulier, les coefficients du correcteur PID dépendent également de la fréquence de coupure déterminée au cours de l’étape de calibration.According to the example illustrated in FIG. 4, the estimate 44 of the phase difference between the combined signal Sc and the first frequency-shifted signal implements an arctangent calculation, and the error correction 45 implements a corrector of the type "Proportional, Integral, Derivative" (PID) in order to update the setpoint Δf. According to a particular embodiment, the coefficients of the PID corrector also depend on the cutoff frequency determined during the calibration step.

A titre d’exemple, cherchant à obtenir une erreur résiduelle de l’ordre de 1Hz lorsque l’algorithme d’asservissement en fréquence a convergé, les paramètres suivants sont choisis pour la boucle à verrouillage de phase 32:By way of example, seeking to obtain a residual error of the order of 1 Hz when the frequency locking algorithm has converged, the following parameters are chosen for the phase-locked loop 32:

  • gain proportionnel du PID: ,PID proportional gain: ,
  • gain intégral du PID: ,PID integral gain: ,
  • gain dérivé du PID: .gain derived from PID: .

En particulier, les inventeurs ont constaté que le bruit résiduel de la boucle à verrouillage de phase dégradait les performances du filtre adaptatif. On cherche donc, selon au moins un mode de réalisation, à optimiser les coefficients de la boucle à verrouillage de phase pour diminuer ce niveau de bruit résiduel.In particular, the inventors have observed that the residual noise of the phase-locked loop degrades the performance of the adaptive filter. It is therefore sought, according to at least one embodiment, to optimize the coefficients of the phase-locked loop in order to reduce this level of residual noise.

Après la correction en fréquence, ou simultanément à la correction en fréquence, une correction en temps, phase et/ou gain (amplitude) du premier signal est mise en œuvre.After the frequency correction, or simultaneously with the frequency correction, a correction in time, phase and/or gain (amplitude) of the first signal is implemented.

La figure 5 présente un diagramme en blocs de la correction en temps, phase et/ou puissance du premier signal, mettant en œuvre un filtrage adaptatif 33. Un tel filtrage adaptatif permet de suivre de près les variations en temps, en phase et/ou en puissance.FIG. 5 presents a block diagram of the correction in time, phase and/or power of the first signal, implementing an adaptive filtering 33. Such an adaptive filtering makes it possible to closely follow the variations in time, in phase and/or in power.

Par exemple, un tel filtrage adaptatif 33 met en œuvre un algorithme appartenant au groupe comprenant:For example, such an adaptive filtering 33 implements an algorithm belonging to the group comprising:

  • un algorithme de type LMS (en anglais «Least Mean Square Error», en français algorithme de minimisation de l’erreur quadratique moyenne),an LMS type algorithm (in English “Least Mean Square Error”, in French algorithm for minimizing the mean square error),
  • un algorithme de type NLMS (en anglais «Normalized Least Mean Square Error», en français algorithme de minimisation de l’erreur quadratique moyenne normalisé»),an NLMS type algorithm (in English “Normalized Least Mean Square Error”, in French algorithm for minimizing the normalized mean square error”),
  • un algorithme de type RLS (en anglais «Recursive Least Square», en français algorithme des moindres carrés récursif).an RLS type algorithm (in English “Recursive Least Square”, in French recursive least squares algorithm).

Selon l’exemple illustré en figure 5, la correction en temps, phase et/ou gain met en œuvre un algorithme de type minimisation de l’erreur quadratique moyenne, mettant en œuvre au moins une itération des étapes suivantes:According to the example illustrated in figure 5, the correction in time, phase and/or gain implements a mean square error minimization type algorithm, implementing at least one iteration of the following steps:

  • filtrage adaptatif du premier signal corrigé en fréquence, mettant en œuvre un filtre adaptatif 51 à réponse impulsionnelle finie, délivrant ledit premier signal aligné,adaptive filtering of the first frequency-corrected signal, implementing an adaptive filter 51 with finite impulse response, delivering said first aligned signal,
  • mise à jour 52 des coefficients du filtre adaptatif,update 52 of the coefficients of the adaptive filter,

la mise à jour des coefficients étant mise en œuvre après l’étape de soustraction 223 du premier signal aligné au signal combiné, délivrant une estimation du signal désiré (E= S2’), et multiplication de l’estimation du signal désiré par un paramètre de convergence .the updating of the coefficients being implemented after the step 223 of subtracting the first aligned signal from the combined signal, delivering an estimate of the desired signal (E=S2'), and multiplying the estimate of the desired signal by a parameter convergence .

En notant:Noting:

S1 le premier signal émis par le premier dispositif d’émission (signal interférent à supprimer par le premier dispositif de réception),S1 the first signal transmitted by the first transmitting device (interfering signal to be suppressed by the first receiving device),

S2 le signal émis par le deuxième dispositif d’émission (signal désiré à démoduler par le premier dispositif de réception,S2 the signal transmitted by the second transmitting device (desired signal to be demodulated by the first receiving device,

Sc le signal combiné reçu par le premier dispositif de réception, portant le premier signal S1 et le deuxième signal S2 déformés par le canal de propagation (comprenant notamment le transpondeur),Sc the combined signal received by the first reception device, carrying the first signal S1 and the second signal S2 deformed by the propagation channel (including in particular the transponder),

Y le signal en sortie du filtre adaptatif 51;Y the signal at the output of the adaptive filter 51;

E le signal d’erreur, correspondant au signal S2’ désiré,E the error signal, corresponding to the desired signal S2',

on a:we have:

, avec b un bruit blanc gaussien et H correspondant à la réponse temporelle du canal de propagation, , with b a Gaussian white noise and H corresponding to the time response of the propagation channel,

, avec W correspondant aux coefficients du filtre adaptatif 51, , with W corresponding to the coefficients of the adaptive filter 51,

Si l'on considère un algorithme de type LMS ou NLMS, les coefficients du filtre adaptatif 51 peuvent s’exprimer sous la forme suivante:If we consider an algorithm of the LMS or NLMS type, the coefficients of the adaptive filter 51 can be expressed in the following form:

, avec μ correspondant au pas d’adaptation, encore appelé paramètre de convergence. , with μ corresponding to the adaptation step, also called convergence parameter.

Si l'on considère un algorithme de type RLS, les coefficients du filtre adaptatif 51 peuvent s’exprimer sous la forme suivante:If we consider an RLS type algorithm, the coefficients of the adaptive filter 51 can be expressed in the following form:

avecwith

, ,

correspondant au pas d’adaptation. corresponding to the adaptation step.

A titre d’exemple, on peut choisir les valeurs suivantes pour le pas d’adaptation:By way of example, the following values can be chosen for the adaptation step:

  • pour l’algorithme LMS: ;for the LMS algorithm: ;
  • pour l’algorithme NLMS: ;for the NLMS algorithm: ;
  • pour l’algorithme RLS, .for the RLS algorithm, .

En particulier, un algorithme de type RLS peut être privilégié pour une longueur faible du filtre adaptatif, par exemple inférieure à 100 coefficients.In particular, an algorithm of the RLS type can be favored for a short length of the adaptive filter, for example less than 100 coefficients.

Selon un mode de réalisation particulier, le paramètre de convergence est déterminé à partir du bruit de phase résiduel obtenu au cours de l’étape de calibration, comme décrit par la suite.According to a particular embodiment, the convergence parameter is determined from the residual phase noise obtained during the calibration step, as described below.

5.5. 33 Calibrationcalibration

On décrit ci-après, en relation avec la figure 6, la mesure du bruit de phase mise en œuvre lors de l’étape de calibration 21, et son utilisation. En effet, comme indiqué précédemment, l’étape de calibration 21 permet de déterminer une fréquence de coupure pour le filtrage passe-bas 43 et pour la correction d’erreur 45, utilisés pour l’asservissement en fréquence, ainsi qu’un bruit de phase résiduel utilisé pour déterminer le paramètre de convergence du filtre adaptatif.A description is given below, in relation to FIG. 6, of the measurement of the phase noise implemented during the calibration step 21, and its use. Indeed, as indicated previously, the calibration step 21 makes it possible to determine a cut-off frequency for the low-pass filtering 43 and for the error correction 45, used for the frequency slaving, as well as a noise of residual phase used to determine the convergence parameter of the adaptive filter.

  1. Détermination du bruit de phaseDetermination of phase noise

On considère par exemple que le signal de référence S2refémis par le deuxième dispositif d’émission au cours de l’étape de calibration est une sinusoïde.It is considered for example that the reference signal S2 ref emitted by the second emission device during the calibration step is a sinusoid.

Dans ce cas, le bruit de phase φ(t) peut s’exprimer de la manière suivante:In this case, the phase noise φ(t) can be expressed as:

avec:with:

V0 l’amplitude de la sinusoïde,V0 the amplitude of the sinusoid,

F2 la fréquence de la sinusoïdeF2 the frequency of the sinusoid

φ(t) la variation instantanée de la phase, appelée également bruit de phaseφ(t) the instantaneous phase variation, also called phase noise

Le spectre d’un tel signal doit donc faire apparaître une raie à la fréquence F2, d’amplitude V0. La dispersion autour de cette raie représente le gabarit du bruit de phase.The spectrum of such a signal must therefore show a line at frequency F2, with amplitude V0. The dispersion around this line represents the phase noise template.

A réception du signal de référence, le premier dispositif de réception peut déterminer un gabarit 61 du bruit de phase, centré sur la fréquence porteuse utilisée par le transpondeur en voie descendante. On rappelle en effet que, comme le signal de référence transite par le transpondeur, il est émis sur une fréquence F1 par le deuxième dispositif d’émission, mais reçu sur une fréquence F2 par le premier dispositif de réception.On reception of the reference signal, the first reception device can determine a mask 61 of the phase noise, centered on the carrier frequency used by the downlink transponder. It is recalled that, as the reference signal passes through the transponder, it is transmitted on a frequency F1 by the second transmitting device, but received on a frequency F2 by the first receiving device.

Par exemple, la détermination d’un gabarit de bruit de phase met en œuvre la mesure de la puissance du signal de référence reçu sur au moins une fréquence appartenant à une bande de fréquence étroite (i.e. de l’ordre de quelques kilohertz) centrée sur la fréquence porteuse utilisée par le transpondeur en voie descendante. En d’autres termes, on effectue différentes mesures de la puissance du signal de référence reçu par le premier dispositif de réception (611, 612, 613, etc) pour différentes fréquences proches de la fréquence F2.For example, the determination of a phase noise mask implements the measurement of the power of the reference signal received on at least one frequency belonging to a narrow frequency band (i.e. of the order of a few kilohertz) centered on the carrier frequency used by the downlink transponder. In other words, different measurements of the power of the reference signal received by the first reception device (611, 612, 613, etc.) are carried out for different frequencies close to the frequency F2.

On constate sur la figure 6 que le gabarit 61 permet de décomposer la bande de fréquence étroite en deux parties:It can be seen in Figure 6 that the template 61 makes it possible to break down the narrow frequency band into two parts:

  • une première partie 62 correspondant à la bande de fréquence située autour de la fréquence centrale F2, correspondant à une puissance plus importante du signal reçu. Il s’agit des variations assez lentes qui peuvent être compensées;a first part 62 corresponding to the frequency band situated around the central frequency F2, corresponding to a higher power of the received signal. These are fairly slow variations that can be compensated;
  • une deuxième partie 63, éloignée de la fréquence centrale F2, correspondant au bruit de phase résiduel. Cette deuxième partie correspond au bruit de phase qu’un filtre adaptatif, utilisé pour compenser les variations en temps, phase et/ou amplitude du signal reçu, peut compenser. Ces variations instantanées ont un impact sur la réactivité de l’algorithme récursif.a second part 63, remote from the central frequency F2, corresponding to the residual phase noise. This second part corresponds to the phase noise that an adaptive filter, used to compensate for variations in time, phase and/or amplitude of the received signal, can compensate. These instantaneous variations have an impact on the responsiveness of the recursive algorithm.

On peut ensuite estimer une fréquence de coupure Fc associée à la première partie 62 du gabarit 61 que l’on peut appliquer à un filtre passe-bas pour filtrer le bruit de phase et pour optimiser les performances du système. En effet, cette première partie correspond au bruit de phase que l’algorithme d’asservissement en fréquence, utilisé pour compenser les variations en fréquence du signal reçu, peut compenser.It is then possible to estimate a cutoff frequency Fc associated with the first part 62 of the template 61 which can be applied to a low-pass filter to filter the phase noise and to optimize the performance of the system. Indeed, this first part corresponds to the phase noise that the frequency slaving algorithm, used to compensate for the frequency variations of the received signal, can compensate.

Par exemple, la fréquence de coupure est estimée à partir de l’écart-type associé aux mesures de la puissance du signal de référence reçu sur ladite bande étroite. En effet, même si le gabarit du bruit de phase ne correspond pas exactement à une distribution gaussienne, les inventeurs ont montré qu’un calcul de l’écart type permet d’obtenir une estimation correcte de la fréquence de coupure Fc.For example, the cutoff frequency is estimated from the standard deviation associated with measurements of the power of the reference signal received on said narrow band. Indeed, even if the phase noise template does not correspond exactly to a Gaussian distribution, the inventors have shown that a calculation of the standard deviation makes it possible to obtain a correct estimate of the cutoff frequency Fc.

La fréquence de coupure ainsi déterminée, par exemple de l’ordre de quelques centaines de hertz, peut ensuite être utilisée par l’algorithme d’asservissement en fréquence permettant de compenser les variations en fréquence du signal reçu.The cut-off frequency thus determined, for example of the order of a few hundred hertz, can then be used by the frequency slaving algorithm making it possible to compensate for the variations in frequency of the signal received.

On peut également estimer le bruit de phase résiduel associé à la deuxième partie 63 du gabarit 61, associé au signal de référence reçu en dehors de la bande de fréquence définie par la fréquence porteuse utilisée par ledit transpondeur en voie descendante plus ou moins la fréquence de coupure (+/- Fc et +/- 1MHz de la fréquence centrale F2).It is also possible to estimate the residual phase noise associated with the second part 63 of the template 61, associated with the reference signal received outside the frequency band defined by the carrier frequency used by said downlink transponder plus or minus the frequency of cut (+/- Fc and +/- 1MHz of the center frequency F2).

Par exemple, la mesure résiduelle du bruit de phase (residual_PN, en dB) est effectuée en mesurant la puissance de la porteuse à la fréquence F2, notée Power_CW, et en la comparant avec la puissance du signal dans la bande étroite autour de la fréquence F2, , notée Power_residual:For example, the residual phase noise measurement (residual_PN, in dB) is performed by measuring the power of the carrier at frequency F2, denoted Power_CW, and comparing it with the power of the signal in the narrow band around the frequency F2, , denoted Power_residual:

Residual_PN = 10*log10(Power_CW / Power_Residual)Residual_PN = 10*log10(Power_CW / Power_Residual)

Le bruit de phase résiduel ainsi déterminé, par exemple de l’ordre de -30dB à -50dB, peut ensuite être utilisé pour ajuster les paramètres du filtre adaptatif utilisé pour compenser les variations en temps, phase, et/ou amplitude du signal reçu.The residual phase noise thus determined, for example of the order of -30dB to -50dB, can then be used to adjust the parameters of the adaptive filter used to compensate for variations in time, phase, and/or amplitude of the received signal.

  1. Utilisation du bruit de phaseUse of phase noise

Une fois la fréquence de coupure et le bruit de phase résiduel déterminés, il est possible d’utiliser ces paramètres pour régler l’asservissement en fréquence mis en œuvre par la boucle à verrouillage de phase 32 et pour régler les coefficients du filtre adaptatif 51 décrits précédemment.Once the cutoff frequency and the residual phase noise have been determined, it is possible to use these parameters to adjust the frequency servoing implemented by the phase-locked loop 32 and to adjust the coefficients of the adaptive filter 51 described previously.

Plus précisément, les inventeurs ont démontré que l’algorithme qui permet de réaliser l’asservissement en fréquence doit être plus ou moins rapide en fonction du bruit de phase.More specifically, the inventors have demonstrated that the algorithm which makes it possible to perform frequency slaving must be more or less fast depending on the phase noise.

Ainsi, selon au moins un mode de réalisation, l’algorithme proposé est capable de suivre les variations lentes du bruit de phase et de filtrer les variations instantanées pour optimiser l’asservissement en fréquence.Thus, according to at least one embodiment, the proposed algorithm is able to follow the slow variations of the phase noise and to filter the instantaneous variations to optimize the frequency control.

Pour ce faire, on détermine une fréquence de coupure associé à la première partie 62 du gabarit 61, comme expliqué ci-dessus, et on règle le filtre passe-bas 43 (i.e. filtre de phase) de la boucle à verrouillage de phase 222 avec cette valeur de fréquence de coupure.To do this, a cutoff frequency associated with the first part 62 of the template 61 is determined, as explained above, and the low-pass filter 43 (i.e. phase filter) of the phase-locked loop 222 is adjusted with this cutoff frequency value.

On rappelle que le filtre de phase est une fonction de moyenne pondérée exponentielle exprimée sous la forme:Recall that the phase filter is an exponential weighted average function expressed as:

où:Or:

est un paramètre de filtrage ( ) par exemple ; is a filter parameter ( ) For example ;

est le produit complexe conjugué du signal combiné avec le signal émis retardé puis corrigé en fréquence. is the complex conjugate product of the combined signal with the transmitted signal delayed and then corrected in frequency.

Pour un système continu, la transformée de Laplace d’une telle fonction de transfert s’écrit:For a continuous system, the Laplace transform of such a transfer function is written:

En exprimant le paramètre de filtrage sous la forme , où est la constante de filtrage maximal (<<1) et k est un paramètre d’ajustement compris dans l’intervalle , on peut montrer que, connaissant la fréquence de coupure du filtre de phase, le paramètre d’ajustement k peut s’écrire:By expressing the filter parameter as , Or is the maximum filtering constant (<<1) and k is an adjustment parameter included in the interval , it can be shown that, knowing the cutoff frequency of the phase filter, the adjustment parameter k can be written:

avec:with:

où Fc est la fréquence de coupure du filtre de phase et est la fréquence d’échantillonnage.where Fc is the cutoff frequency of the phase filter and is the sampling frequency.

Ainsi, la détermination de la fréquence de coupure Fc à partir du bruit de phase permet de déterminer le paramètre d’ajustement k lui-même utilisé pour déterminer le paramètre de filtrage du filtre passe-bas 43.Thus, the determination of the cutoff frequency Fc from the phase noise makes it possible to determine the adjustment parameter k itself used to determine the filter parameter of the low-pass filter 43.

Également pour optimiser l’asservissement en fréquence, les coefficients du correcteur d’erreur PID 45 peuvent être déterminés en fonction de la fréquence de coupure.Also to optimize the frequency control, the coefficients of the PID error corrector 45 can be determined according to the cut-off frequency.

On considère à titre d’exemple que les coefficients , et sont initialisés à des valeurs , et , réglées pour une fréquence de coupure nominale de 300 Hz.By way of example, we consider that the coefficients , And are initialized to values , And , set for a nominal cut-off frequency of 300 Hz.

Pour conserver le réglage du correcteur d’erreur PID quelle que soit la fréquence de coupure du filtre de phase, les coefficients , et sont modifiés selon un facteur de bande β tel que:To maintain the PID error corrector setting regardless of the phase filter cutoff frequency, the coefficients , And are modified according to a band factor β such that:

avec: with:

Les inventeurs ont également démontré que l’algorithme récursif basé sur un filtre adaptatif peut être optimisé en tenant compte du bruit de phase.The inventors have also demonstrated that the recursive algorithm based on an adaptive filter can be optimized by taking phase noise into account.

En effet, comme indiqué précédemment, si l’on considère un algorithme de type LMS ou NLMS, les coefficients du filtre adaptatif 51 peuvent s’exprimer sous la forme suivante:Indeed, as indicated above, if we consider an algorithm of the LMS or NLMS type, the coefficients of the adaptive filter 51 can be expressed in the following form:

, avec correspondant au pas d’adaptation. , with corresponding to the adaptation step.

Plus ce pas d’adaptation est grand, plus l’algorithme est rapide pour converger mais plus important est le bruit résiduel. Afin d’obtenir de meilleures performances de l’algorithme de filtrage adaptatif, la valeur de bruit de phase peut entrer dans le calcul du paramètre de convergence selon la formule suivante:The larger this adaptation step, the faster the algorithm is to converge but the greater the residual noise. In order to get better performance from the adaptive filtering algorithm, the phase noise value can enter into the calculation of the convergence parameter according to the following formula:

, ,

avec M une constante permettant de pondérer la mesure du bruit de phase sur le paramètre de convergence . Par exemple, la constante M est de l’ordre de 0,8.with M a constant allowing to weight the measurement of the phase noise on the convergence parameter . For example, the constant M is of the order of 0.8.

Il est également possible d’exprimer le paramètre en fonction du bruit de phase si l’on considère un algorithme de type RLS.It is also possible to express the parameter as a function of the phase noise if an RLS type algorithm is considered.

5.45.4 Exemple d’implémentationExample implementation

On présente ci-après, en relation avec la figure 7, un exemple d’implémentation d’un dispositif de réception selon au moins un mode de réalisation de l’invention, selon lequel la technique d’annulation d’écho est implémentée sur un circuit programmable de type FPGA (en anglais «Field Programmable Gate Arrays»).Presented below, in relation to FIG. 7, is an example of implementation of a reception device according to at least one embodiment of the invention, according to which the echo cancellation technique is implemented on a programmable circuit of the FPGA type (in English “Field Programmable Gate Arrays”).

Par souci de simplification de la description, on se place toujours dans le contexte d’un système de communication comprenant deux sites de diffusion, tel que celui illustré en figure 1A, et plus précisément au niveau du dispositif de réception du premier site de diffusion.For the sake of simplifying the description, we always place ourselves in the context of a communication system comprising two broadcasting sites, such as that illustrated in FIG. 1A, and more precisely at the level of the reception device of the first broadcasting site.

Les échantillons complexes correspondant au signal combiné reçu Sc (issus du convertisseur analogique numérique 71) et les échantillons complexes correspondant au premier signal S1 issu du modulateur sont tout d’abord interpolés (filtres de décimation 721, 722) à deux fois la fréquence d’échantillonnage ( ). On note par exemple IQ_COMBINE les échantillons complexes interpolés correspondant au signal combiné reçu Sc et IQ_INTF les échantillons complexes correspondant au premier signal S1.The complex samples corresponding to the combined signal received Sc (coming from the analog-digital converter 71) and the complex samples corresponding to the first signal S1 coming from the modulator are first of all interpolated (decimation filters 721, 722) at twice the frequency of sampling ( ). For example, IQ_COMBINE denotes the interpolated complex samples corresponding to the received combined signal Sc and IQ_INTF the complex samples corresponding to the first signal S1.

On cherche alors à supprimer le signal interférent (S1 reçu) du signal combiné Sc.It is then sought to remove the interfering signal (S1 received) from the combined signal Sc.

La suppression du signal interférent du signal combiné Sc met en œuvre selon cet exemple deux chaines de traitement:The suppression of the interfering signal from the combined signal Sc implements according to this example two processing chains:

  • une chaine 73 de traitement du flux de données, à la fréquence , fonctionnant en temps réel,a chain 73 for processing the data stream, at the frequency , operating in real time,
  • une chaine 74 de recherche des corrections en fréquence, temps, phase et/ou amplitude, pouvant fonctionner par bloc de données.a chain 74 for searching for corrections in frequency, time, phase and/or amplitude, which can operate by block of data.

Selon l’exemple illustré en figure 7, la chaine 74 de recherche des corrections comprend un contrôleur 741 permettant de gérer l’enchainement des algorithmes de synchronisation grossière, d’asservissement en fréquence et de filtrage adaptatif, et de vérifier leurs convergences.According to the example illustrated in FIG. 7, the correction search chain 74 comprises a controller 741 making it possible to manage the sequence of coarse synchronization, frequency slaving and adaptive filtering algorithms, and to check their convergence.

A l’issue de la suppression du signal interférent du signal combiné Sc, on obtient une estimation du deuxième signal S’2, à la fréquence . Le signal S’2 obtenu peut être interpolé (filtre d’interpolation 75) à la fréquence , avant d’être converti en signal analogique dans un module de conversion numérique analogique 76 et transmis au démodulateur 77 du premier dispositif de réception. Selon cette implémentation, la fonction de démodulation n’est donc pas implémentée dans le FPGA. Le deuxième signal estimé S2’ est ainsi reconverti en signal radiofréquence avant d’entrer sur le démodulateur.At the end of the suppression of the interfering signal from the combined signal Sc, an estimate of the second signal S'2 is obtained, at the frequency . The signal S'2 obtained can be interpolated (interpolation filter 75) at the frequency , before being converted into an analog signal in an analog-digital conversion module 76 and transmitted to the demodulator 77 of the first reception device. According to this implementation, the demodulation function is therefore not implemented in the FPGA. The second estimated signal S2' is thus reconverted into a radiofrequency signal before entering the demodulator.

En particulier, une mémoire externe 78, par exemple de type DDR («Double Data Rate»), peut être ajoutée. Un driver DDR 79 ainsi que des FIFOs internes au FPGA au niveau de l’écriture et de la lecture peuvent être associés à cette mémoire.In particular, an external memory 78, for example of the DDR (“Double Data Rate”) type, can be added. A DDR 79 driver as well as FIFOs internal to the FPGA at the write and read level can be associated with this memory.

On décrit ci-après plus en détails les deux chaines de traitement 73 et 74.The two processing chains 73 and 74 are described below in more detail.

La chaine 73 de traitement du flux de données permet de déterminer le décalage à apporter au premier signal émis par le dispositif d’émission du premier site de diffusion pour pouvoir l’aligner sur le signal combiné puis le soustraire du signal combiné.The data stream processing chain 73 makes it possible to determine the offset to be applied to the first signal emitted by the transmission device of the first broadcasting site in order to be able to align it with the combined signal and then subtract it from the combined signal.

Selon l’exemple illustré en figure 7, le premier signal S1 est traité par différents modules:According to the example illustrated in figure 7, the first signal S1 is processed by different modules:

  • une FIFO 731, permettant de retarder les échantillons complexes du signal S1, par exemple jusqu’à 280ms. On note par exemple IQ_delay les échantillons complexes en sortie de la FIFO 731;a FIFO 731, allowing to delay the complex samples of the signal S1, for example up to 280ms. We note for example IQ_delay the complex samples at the output of the FIFO 731;
  • un NCO 732, permettant d’apporter une correction en fréquence aux échantillons complexes retardés. On note par exemple IQ_NCO les échantillons complexes en sortie du NCO 732;an NCO 732, to provide frequency correction to delayed complex samples. We denote for example IQ_NCO the complex samples at the output of the NCO 732;
  • un filtre complexe 733, permettant d’apporter une correction en phase et/ou en amplitude aux échantillons complexes retardés et corrigés en fréquence. On note par exemple IQ_FIR les échantillons complexes en sortie du filtre 733;a complex filter 733, making it possible to provide phase and/or amplitude correction to the delayed and frequency-corrected complex samples. We denote for example IQ_FIR the complex samples at the output of the filter 733;
  • un soustracteur 734 permettant de soustraire le premier signal aligné (échantillons IQ_FIR) du signal combiné (échantillons IQ_COMBINE). On note par exemple IQ_DES les échantillons complexes en sortie du soustracteur 734.a subtractor 734 making it possible to subtract the first aligned signal (IQ_FIR samples) from the combined signal (IQ_COMBINE samples). We note for example IQ_DES the complex samples at the output of the subtractor 734.

La figure 8 illustre un exemple d’architecture pour la FIFO 731.Figure 8 illustrates an example architecture for FIFO 731.

Une telle FIFO 731 comprend par exemple des moyens permettant de décaler les échantillons complexes d’une valeur entière, ainsi que des moyens permettant de décaler les échantillons complexes d’une valeur fractionnaire, afin de suivre précisément les variations en temps.Such a FIFO 731 comprises for example means making it possible to shift the complex samples by an integer value, as well as means making it possible to shift the complex samples by a fractional value, in order to precisely follow the variations in time.

Par exemple, les moyens permettant de décaler les échantillons complexes d’une valeur entière mettent en œuvre une mémoire 7311 (FIFO IN, FIFO OUT). Les moyens permettant de décaler les échantillons complexes d’une valeur fractionnaire mettent en œuvre un filtre d’interpolation, par exemple de type Lagrange du 5è meordre minimum.For example, the means making it possible to shift the complex samples by an integer value implement a memory 7311 (FIFO IN, FIFO OUT). The means making it possible to shift the complex samples by a fractional value implement an interpolation filter, for example of the Lagrange type of the 5th minimum order.

On note que le décalage entier mis en œuvre par la mémoire 7311 et le décalage fractionnaire, mis en œuvre par le filtre de Lagrange 7312 doivent être synchronisés.Note that the integer shift implemented by memory 7311 and the fractional shift implemented by Lagrange filter 7312 must be synchronized.

La figure 9 illustre un exemple d’architecture pour le NCO 732.Figure 9 illustrates an example architecture for the NCO 732.

Un tel NCO 732 comprend par exemple un accumulateur de phase 91, une conversion phase vers sinus/cosinus 92, puis une multiplication complexe 93 pour le décalage en fréquence.Such an NCO 732 comprises for example a phase accumulator 91, a phase to sine/cosine conversion 92, then a complex multiplication 93 for the frequency shift.

Par exemple, la conversion phase vers sinus/cosinus 92 met en œuvre une mémoire (table LUT) ou un Cordic (en anglais «COordinate Rotation DIgital Computer», en français «calcul numérique par rotation de coordonnées»).For example, phase to sine/cosine conversion 92 implements a memory (LUT table) or a Cordic (in English “COordinate Rotation DIgital Computer”, in French “numerical calculation by rotation of coordinates”).

Le filtre complexe 733 est par exemple un filtre à réponse impulsionnelle finie d’au moins 15 coefficients, permettant de corriger l’amplitude, la phase et/ou l’erreur résiduelle en temps. Les coefficients peuvent être mis à jour de façon quasi-instantanée afin de suivre les variations rapides du signal combiné.The complex filter 733 is for example a finite impulse response filter with at least 15 coefficients, making it possible to correct the amplitude, the phase and/or the residual error in time. The coefficients can be updated almost instantaneously in order to follow the rapid variations of the combined signal.

Le soustracteur 734 permet quant à lui une soustraction des échantillons complexes. Il n’utilise pas les ressources du FPGA en termes de DSP (en anglais «Digital Signal Processing») et de BRAM (en anglais «Block Random Access Memory»).The subtractor 734 allows for its part a subtraction of complex samples. It does not use the resources of the FPGA in terms of DSP (in English “Digital Signal Processing”) and BRAM (in English “Block Random Access Memory”).

La chaine 74 de recherche des corrections en fréquence, temps, phase et/ou amplitude permet d’estimer les décalages à apporter au signal S1 pour l’aligner avec le signal combiné Sc.The chain 74 for searching for corrections in frequency, time, phase and/or amplitude makes it possible to estimate the shifts to be made to the signal S1 to align it with the combined signal Sc.

Selon l’exemple illustré en figure 7, la chaine de traitement 74 met en œuvre trois modules différents:According to the example illustrated in FIG. 7, the processing chain 74 implements three different modules:

  • un corrélateur 741, permettant d’estimer un décalage grossier en temps et/ou en fréquence;a correlator 741, making it possible to estimate a coarse offset in time and/or in frequency;
  • un module de correction en fréquence 742, permettant de suivre les variations en fréquence;a frequency correction module 742, making it possible to follow the variations in frequency;
  • un module de correction en temps, phase et/ou amplitude 743, permettant d’ajuster les coefficients du filtre 733 pour suivre rapidement les variations en temps, phase et/ou amplitude.a time, phase and/or amplitude correction module 743, making it possible to adjust the coefficients of the filter 733 to quickly follow the variations in time, phase and/or amplitude.

Les algorithmes mis en œuvre par ces différents modules peuvent être gérés par un contrôleur 744, mettant par exemple en œuvre une machine d’état permettant de cadencer les enchainements et de vérifier l’accrochage et la convergence des algorithmes.The algorithms implemented by these different modules can be managed by a 744 controller, implementing for example a state machine making it possible to clock the sequences and to check the attachment and convergence of the algorithms.

La figure 10 illustre un exemple d’architecture pour le corrélateur 741.Figure 10 illustrates an example architecture for the 741 correlator.

Un tel corrélateur 741 prend en entrée les échantillons complexes du signal combiné (IQ_COMBINE), ainsi que les échantillons complexes du premier signal S1 après passage dans la FIFO 731 et le NCO 732 (IQ_NCO).Such a correlator 741 takes as input the complex samples of the combined signal (IQ_COMBINE), as well as the complex samples of the first signal S1 after passing through the FIFO 731 and the NCO 732 (IQ_NCO).

L’objectif est de synchroniser en temps et/ou en fréquence ces deux signaux, pour pouvoir par la suite suivre les variations liées notamment au déplacement du transpondeur de type satellite.The objective is to synchronize these two signals in time and/or frequency, in order to be able to follow the variations linked in particular to the movement of the satellite-type transponder.

Le corrélateur 741 met en œuvre une première étape de synchronisation grossière en temps et/ou en fréquence (référence 31 en relation avec la figure 3), permettant de décaler en temps et/ou en fréquence le premier signal grâce à la détection d’un pic de corrélation. Cette première étape de synchronisation est basée sur une corrélation centrale 101c, i.e. comparant un échantillon complexe du signal combiné à l’instant t (IQ_COMBINE(t)) avec un échantillon complexe du premier signal S1 après passage dans la FIFO 731 et le NCO 732 au même instant t (IQ_NCO(t)). Le résultat de la corrélation centrale peut être stocké dans une mémoire 102c.The correlator 741 implements a first step of coarse synchronization in time and/or in frequency (reference 31 in relation to FIG. 3), making it possible to shift in time and/or in frequency the first signal thanks to the detection of a correlation peak. This first synchronization step is based on a central correlation 101c, i.e. comparing a complex sample of the combined signal at time t (IQ_COMBINE(t)) with a complex sample of the first signal S1 after passing through the FIFO 731 and the NCO 732 at the same time t (IQ_NCO(t)). The result of the central correlation can be stored in a memory 102c.

Éventuellement, le corrélateur 742 peut mettre en œuvre une deuxième étape de synchronisation, dite synchronisation fine.Optionally, the correlator 742 can implement a second synchronization step, called fine synchronization.

Cette deuxième étape de synchronisation est basée d’une part sur une corrélation «avant» 101u (ou corrélation «under»), i.e. comparant un échantillon complexe du signal combiné à la l’instant t -1 (IQ_COMBINE(t-1)) avec un échantillon complexe du premier signal S1 après passage dans la FIFO 731 et le NCO 732 à l’instant t (IQ_NCO(t)), et d’autre part sur une corrélation «après» 101o (ou corrélation «over»), i.e. comparant un échantillon complexe du signal combiné à l’instant t +1 (IQ_COMBINE(t+1)) avec un échantillon complexe du premier signal S1 après passage dans la FIFO 731 et le NCO 732 à la l’instant t (IQ_NCO(t)).This second synchronization step is based firstly on a "before" correlation 101u (or "under" correlation), i.e. comparing a complex sample of the combined signal at time t -1 (IQ_COMBINE(t-1)) with a complex sample of the first signal S1 after passing through FIFO 731 and NCO 732 at time t (IQ_NCO(t)), and on the other hand on an “after” correlation 101o (or “over” correlation), i.e. comparing a complex sample of the combined signal at time t+1 (IQ_COMBINE(t+1)) with a complex sample of the first signal S1 after passing through FIFO 731 and NCO 732 at time t (IQ_NCO( t)).

Le résultat de la corrélation «avant» peut être stocké dans une mémoire 102u et le résultat de la corrélation «après» peut être stocké dans une mémoire 102o.The "before" correlation result may be stored in a memory 102u and the "after" correlation result may be stored in a memory 102o.

La différence obtenue entre la corrélation «avant» et la corrélation «après» est transmise au contrôleur 744, qui peut ainsi mettre à jour les valeurs entière et fractionnaire de retard temporel et les fournir la FIFO 731. Cette différence permet donc d’ajuster le décalage fin et de régler le filtre de Lagrange.The difference obtained between the "before" correlation and the "after" correlation is transmitted to the controller 744, which can thus update the integer and fractional values of the time delay and supply them to the FIFO 731. This difference therefore makes it possible to adjust the fine shift and adjust the Lagrange filter.

Le contrôleur 744 peut également fournir au NCO 732 la consigne mise à jour.Controller 744 can also provide NCO 732 with the setpoint update.

Au cours de la deuxième étape de synchronisation, la corrélation centrale permet de vérifier que l’algorithme est toujours verrouillé sur le pic de corrélation détecté au cours de la première étape de synchronisation.During the second synchronization step, the central correlation makes it possible to verify that the algorithm is still locked on the correlation peak detected during the first synchronization step.

La figure 11 illustre un exemple d’architecture pour le module de correction en fréquence 742.Figure 11 illustrates an example architecture for the 742 frequency correction module.

La correction fréquentielle fine, ainsi que le suivi de la variation de la fréquence, est basée sur une PLL numérique comprenant quatre modules en plus du NCO 732. Ces modules mettent en œuvre les étapes de la figure 4. On utilise donc les mêmes références que celles de la figure 4:The fine frequency correction, as well as the monitoring of the variation of the frequency, is based on a digital PLL comprising four modules in addition to the NCO 732. These modules implement the steps of figure 4. The same references are therefore used as those of figure 4:

  • une multiplication complexe conjuguée 42 entre les échantillons complexes du signal combiné (IQ_COMBINE) et les échantillons complexes du premier signal S1 après passage dans la FIFO 731 et le NCO 732 (IQ_NCO);a conjugate complex multiplication 42 between the complex samples of the combined signal (IQ_COMBINE) and the complex samples of the first signal S1 after passing through the FIFO 731 and the NCO 732 (IQ_NCO);
  • un module de filtrage 43 basse fréquence du résultat de la multiplication, permettant de limiter le bruit global de calcul. Par exemple, la fréquence de coupure est comprise entre 100Hz et 10kHz, avec une valeur nominale à 300Hz);a module 43 for low frequency filtering of the result of the multiplication, making it possible to limit the overall calculation noise. For example, the cutoff frequency is between 100Hz and 10kHz, with a nominal value at 300Hz);
  • un calcul d’arctangente 44 du résultat du filtrage, permettant d’estimer le déphasage entre le signal combiné et le premier signal S1 après passage dans la FIFO 731 et le NCO 732;an arctangent calculation 44 of the result of the filtering, making it possible to estimate the phase difference between the combined signal and the first signal S1 after passing through the FIFO 731 and the NCO 732;
  • un module de correction d’erreur 45 de type PID permettant de corriger le déphasage et de mettre à jour la consigne .a PID type error correction module 45 making it possible to correct the phase shift and to update the setpoint .

Le contrôleur 744 peut mettre à jour le paramètre de lissage du filtre passe-bas 43 et les coefficients du PID 45, et fournir au NCO 732 la consigne ainsi mise à jour.The controller 744 can update the smoothing parameter of the low-pass filter 43 and the coefficients of the PID 45, and supply the NCO 732 with the setpoint thus updated.

La figure 12 illustre un exemple d’architecture pour le module de correction en temps, phase et/ou amplitude 743, basé sur un algorithme de type LMS.FIG. 12 illustrates an example of architecture for the time, phase and/or amplitude correction module 743, based on an LMS type algorithm.

L’algorithme LMS est basé sur un calcul des coefficients du filtre 733 à partir d’une minimisation de l’erreur quadratique. Un tel algorithme prend en entrée les échantillons complexes du premier signal S1 après passage dans la FIFO 731 et le NCO 732 (IQ_NCO) et les échantillons complexes obtenus après soustraction du premier signal aligné du signal combiné (IQ_DES), correspondant à l’estimation du signal désiré.The LMS algorithm is based on a calculation of the coefficients of the filter 733 from a minimization of the quadratic error. Such an algorithm takes as input the complex samples of the first signal S1 after passing through the FIFO 731 and the NCO 732 (IQ_NCO) and the complex samples obtained after subtracting the first aligned signal from the combined signal (IQ_DES), corresponding to the estimation of the desired signal.

Les échantillons complexes de l’estimation du signal désiré IQ_DES (correspondant pour l’algorithme à l’erreur) sont multipliés 121 par le paramètre de convergence . Le résultat est alors multiplié par les échantillons IQ_NCO du premier signal S1 corrigé en temps et en fréquence pour pouvoir mettre à jour les coefficients W du filtre 733.The complex samples of the estimate of the desired signal IQ_DES (corresponding for the algorithm to the error) are multiplied 121 by the convergence parameter . The result is then multiplied by the samples IQ_NCO of the first signal S1 corrected in time and frequency to be able to update the coefficients W of the filter 733.

En revenant à la figure 7, on décrit ci-après les filtres de décimation 721, 722 et d’interpolation 75.Returning to FIG. 7, the decimation 721, 722 and interpolation 75 filters are described below.

Le premier filtre de décimation 721, qui permet de transformer les échantillons complexes du signal combiné venant de l’ADC 71 d’une fréquence fixe à une fréquence à dépendant de la vitesse de transmission («baudrate») peut être choisi suffisamment sélectif pour éviter le repliement du bruit dans la bande utile.The first decimation filter 721, which makes it possible to transform the complex samples of the combined signal coming from the ADC 71 from a fixed frequency to a frequency at dependent on the baud rate can be chosen sufficiently selective to avoid noise aliasing in the useful band.

Le deuxième filtre de décimation 722 qui prend les échantillons complexes du premier dispositif d’émission (modulateur interne) nécessite peu de contrainte car le signal est beaucoup plus propre (puisque le premier dispositif d’émission et de réception sont localisés sur le même site de diffusion, et appartiennent éventuellement au même équipement). Il peut se contenter d’un ordre plus faible par rapport au premier filtre de décimation 721.The second decimation filter 722 which takes the complex samples from the first transmitting device (internal modulator) requires little constraint because the signal is much cleaner (since the first transmitting and receiving device are located on the same site of broadcast, and possibly belong to the same equipment). It can settle for a lower order compared to the first decimation filter 721.

Enfin, le filtre d’interpolation 75 de vers la fréquence fixe du DAC 76 a peu de contrainte car le signal sortant du DAC 76 peut être directement démodulé par le démodulateur 77, par exemple un chip de démodulation S2X.Finally, the interpolation filter 75 of to the fixed frequency of the DAC 76 has little constraint because the signal leaving the DAC 76 can be directly demodulated by the demodulator 77, for example an S2X demodulation chip.

Selon au moins un mode de réalisation, mis par exemple en œuvre dans le dispositif de réception illustré en figure 7, les principales étapes de synchronisation, correction fréquentielle et filtrage adaptatif, mettent en œuvre les spécificités suivantes:According to at least one embodiment, implemented for example in the reception device illustrated in FIG. 7, the main synchronization, frequency correction and adaptive filtering steps implement the following specificities:

pour la synchronisation:for synchronization:

  • utilisation de séquences d’embrouillage distinctes pour les différents modems;use of separate scrambling sequences for different modems;
  • désactivation de la corrélation pendant l’entête du premier signal (signal interférent);disabling correlation during the header of the first signal (interfering signal);
  • minimisation du nombre de corrélations en adaptant le pas de réglage temps/fréquence;minimizing the number of correlations by adapting the time/frequency adjustment step;
  • une fois la synchronisation grossière réalisée, la corrélation peut servir à suivre les variations lentes du transpondeur en comparant la corrélation «avant» à l’instant t-1 et la corrélation «après» à l’instant t+1;once the coarse synchronization has been achieved, the correlation can be used to follow the slow variations of the transponder by comparing the “before” correlation at time t-1 and the “after” correlation at time t+1;
  • un système de gestion de décalage dans la mémoire externe DDR est prévu afin que l’écho soit toujours entre t-1 et t+1. La gestion du décalage dans la mémoire peut se faire en même temps qu’un décalage des coefficients du corrélateur;an offset management system in the external DDR memory is provided so that the echo is always between t-1 and t+1. The management of the shift in the memory can be done at the same time as a shift of the coefficients of the correlator;

pour la correction fréquentielle:for frequency correction:

  • utilisation d’un filtre passe bas avant la fonction arctangente afin de limiter les artefacts de cette fonction;use of a low pass filter before the arctangent function in order to limit the artefacts of this function;
  • ajustement des paramètres de la boucle à verrouillage de phase en fonction de la fréquence de coupure du filtre passe bas déterminée à partir de la mesure du bruit de phase;adjusting the parameters of the phase locked loop according to the cutoff frequency of the low pass filter determined from the measurement of the phase noise;

pour le filtrage adaptatif:for adaptive filtering:

  • utilisation d’un filtre à réponse impulsionnelle finie;use of a finite impulse response filter;
  • utilisation d’un algorithme LMS avec une longueur de filtre limitée (par exemple 15 coefficients);use of an LMS algorithm with a limited filter length (e.g. 15 coefficients);
  • l’algorithme LMS peut fonctionner par blocs afin de limiter les ressources nécessaires pour tous les calculs parallèles. On peut réduire la taille du bloc afin de rendre l’algorithme plus réactif. Il s’agit ici d’un compromis temps de réponse / ressources FPGA.the LMS algorithm can work in blocks in order to limit the resources needed for all parallel calculations. The block size can be reduced to make the algorithm more responsive. This is a trade-off between response time and FPGA resources.

5.5. 55 Dispositif de réceptionReceiving device

On a décrit ci-dessus un exemple d’implémentation de l’invention avec un FPGA.An exemplary implementation of the invention with an FPGA has been described above.

La figure 13 illustre plus généralement la structure simplifiée d’un dispositif de réception selon un mode de réalisation de l’invention.FIG. 13 more generally illustrates the simplified structure of a reception device according to one embodiment of the invention.

Comme illustré en figure 13, un premier dispositif de réception d’un premier site de diffusion comprend une mémoire 131 (comprenant par exemple une mémoire tampon) et une unité de traitement 132 (équipée par exemple d’au moins un processeur, FPGA, ou DSP), pilotée ou pré-programmée par une application ou un programme d’ordinateur 133 mettant en œuvre le procédé de traitement d’un signal selon un mode de réalisation de l’invention.As illustrated in FIG. 13, a first reception device of a first broadcasting site comprises a memory 131 (comprising for example a buffer memory) and a processing unit 132 (equipped for example with at least one processor, FPGA, or DSP), controlled or pre-programmed by an application or a computer program 133 implementing the signal processing method according to one embodiment of the invention.

A l’initialisation, les instructions de code du programme d’ordinateur 133 sont par exemple chargées dans une mémoire RAM avant d’être exécutées par l’unité de traitement 132. L’unité de traitement 132 met en œuvre les étapes du procédé de traitement décrit précédemment, selon les instructions du programme d’ordinateur 133.On initialization, the code instructions of the computer program 133 are for example loaded into a RAM memory before being executed by the processing unit 132. The processing unit 132 implements the steps of the method of processing described above, according to the instructions of the computer program 133.

Pour ce faire, selon un mode de réalisation, l’unité de traitement 132 est configurée pour:To do this, according to one embodiment, the processing unit 132 is configured to:

recevoir au moins un signal de référence émis par au moins un deuxième dispositif d’émission d’un deuxième site de diffusion, via le transpondeur,receive at least one reference signal emitted by at least one second emission device from a second broadcasting site, via the transponder,

mesurer le bruit de phase associé à la transmission du signal de référence,measure the phase noise associated with the transmission of the reference signal,

recevoir un signal combiné comprenant:receive a combined signal comprising:

un signal interférent, correspondant à un premier signal émis par un premier dispositif d’émission du premier site de diffusion, dit premier dispositif d’émission, à destination d’au moins un dispositif de réception du deuxième site de diffusion, dit deuxième dispositif de réception, via le transpondeur, etan interfering signal, corresponding to a first signal transmitted by a first transmitting device of the first broadcasting site, said first transmitting device, intended for at least one receiving device of the second broadcasting site, said second transmitting device reception, via the transponder, and

au moins un signal désiré, correspondant à un deuxième signal émis par le deuxième dispositif d’émission, à destination du premier dispositif de réception, via le transpondeur,at least one desired signal, corresponding to a second signal transmitted by the second transmitting device, intended for the first receiving device, via the transponder,

aligner le premier signal sur le signal combiné en tenant compte du bruit de phase, délivrant un premier signal aligné,align the first signal on the combined signal taking into account the phase noise, delivering a first aligned signal,

soustraire le premier signal aligné au signal combiné, délivrant une estimation dudit au moins un signal désiré.subtracting the aligned first signal from the combined signal, providing an estimate of said at least one desired signal.

5.65.6 VariantesVariants

On a décrit ci-dessus un mode point-à-point mettant en œuvre deux sites de diffusion, comprenant chacun un dispositif d’émission et un dispositif de réception. En particulier, chaque site de diffusion met en œuvre un dispositif de réception tel que décrit ci-dessus. Il s’agit donc d’un système de transmission «full-duplex» symétrique, où les deux modems, qui reçoivent la combinaison des deux signaux (S1 émis par le premier dispositif d’émission et S2 émis par le deuxième dispositif d’émission), extraient le signal qu’ils veulent démoduler (S2 pour le premier dispositif de réception et S1 pour le deuxième dispositif de réception) en soustrayant le signal émis (S1 pour le premier dispositif d’émission et S2 pour le deuxième dispositif d’émission).A point-to-point mode has been described above implementing two broadcasting sites, each comprising a transmitting device and a receiving device. In particular, each broadcast site implements a reception device as described above. It is therefore a symmetrical "full-duplex" transmission system, where the two modems, which receive the combination of the two signals (S1 transmitted by the first transmission device and S2 transmitted by the second transmission device ), extract the signal they want to demodulate (S2 for the first receiving device and S1 for the second receiving device) by subtracting the transmitted signal (S1 for the first transmitting device and S2 for the second transmitting device ).

Si la suppression est parfaite et si les deux modems émettent exactement sur la même bande, 50% de la bande spectrale peut être utilisée pour d’autres applications.If the suppression is perfect and if the two modems transmit on exactly the same band, 50% of the spectral band can be used for other applications.

En variante, la solution proposée peut s’appliquer en mode point-à-multipoints.Alternatively, the proposed solution can be applied in point-to-multipoint mode.

Dans le cas du mode point-à-multipoint, un modem principal (encore appelé «Hub»), localisé sur un site de diffusion principal, alimente une multitude de modems secondaires (encore appelés «end-user»). La transmission reste une transmission «full duplex», mais dissymétrique.In the point-to-multipoint mode, a main modem (also called “Hub”), located on a main broadcast site, supplies a multitude of secondary modems (also called “end-user”). The transmission remains a “full duplex” transmission, but asymmetrical.

Comme pour le mode point-à-point, il est possible de gagner en efficacité spectrale en utilisant les mêmes fréquences d’émission pour les différents dispositifs d’émission et les mêmes fréquences de réception pour les différents dispositifs de réception.As for the point-to-point mode, it is possible to gain in spectral efficiency by using the same transmission frequencies for the different transmitting devices and the same receiving frequencies for the different receiving devices.

La figure 14 illustre l’architecture d’un tel mode point-à-multipoints en le simplifiant à un modem principal 141 communiquant avec trois modems secondaires 142, 143, 144 par l’intermédiaire d’un transpondeur 145. Le cas d’application classique est de l’ordre de quelques dizaines à quelques centaines de modems.FIG. 14 illustrates the architecture of such a point-to-multipoint mode by simplifying it to a main modem 141 communicating with three secondary modems 142, 143, 144 via a transponder 145. The application case typical is of the order of a few tens to a few hundred modems.

Dans le mode point-à-multipoints, il est en général possible pour les modems secondaires de démoduler directement le signal émis par le modem principal, car sa porteuse Cm a une puissance supérieure à toutes les autres porteuses.In the point-to-multipoint mode, it is generally possible for the secondary modems to directly demodulate the signal transmitted by the main modem, because its carrier Cm has a higher power than all the other carriers.

Ainsi le dispositif de réception selon au moins un mode de réalisation peut n’être mis en œuvre qu’au niveau du site de diffusion principal pour ce mode point-à-multipoints, sans être mis en œuvre au niveau des sites de diffusion secondaires.Thus the reception device according to at least one embodiment can only be implemented at the level of the main broadcast site for this point-to-multipoint mode, without being implemented at the level of the secondary broadcast sites.

Selon d’autres variantes, afin d’améliorer le fonctionnement de la technique d’annulation d’échos, il est également possible:According to other variants, in order to improve the operation of the echo cancellation technique, it is also possible:

  • d’ajouter un amplificateur de gain (AGC) en entrée du dispositif de réception pour limiter les fausses détections, et/outo add a gain amplifier (AGC) at the input of the reception device to limit false detections, and/or
  • de limiter la différence de puissance entre les porteuses des signaux émis dans le mode point-à-point, et/outo limit the power difference between the carriers of the signals transmitted in the point-to-point mode, and/or
  • de limiter la différence de bande passante entre les porteuses des signaux émis et/outo limit the bandwidth difference between the carriers of the transmitted signals and/or
  • de fonctionner dans la zone linéaire de l’amplificateur du transpondeur.to operate in the linear range of the transponder amplifier.

Claims (16)

Procédé de traitement d’un signal, mis en œuvre par un dispositif de réception d’un premier site de diffusion, dit premier dispositif de réception, comprenant:
la réception (221) d’un signal combiné comprenant:
- un signal interférent, correspondant à un premier signal émis par un dispositif d’émission dudit premier site de diffusion, dit premier dispositif d’émission, à destination d’au moins un dispositif de réception d’au moins un deuxième site de diffusion, dit deuxième dispositif de réception, via un transpondeur, et
- au moins un signal désiré, correspondant à au moins un deuxième signal émis par un dispositif d’émission dudit au moins un deuxième site de diffusion, dit deuxième dispositif d’émission, à destination dudit premier dispositif de réception, via ledit transpondeur,
l’alignement (222) dudit premier signal sur ledit signal combiné, délivrant un premier signal aligné,
la soustraction (223) dudit premier signal aligné audit signal combiné, délivrant une estimation dudit au moins un signal désiré,
caractérisé en ce que ledit procédé comprend une étape préalable de calibration comprenant:
- la réception (211) d’un signal de référence émis par ledit deuxième dispositif d’émission, via ledit transpondeur,
- la mesure (212) du bruit de phase associé à la transmission dudit signal de référence,
et en ce que ledit alignement (222) dudit premier signal sur ledit signal combiné tient compte dudit bruit de phase.
Process for processing a signal, implemented by a reception device of a first broadcasting site, said first reception device, comprising:
receiving (221) a combined signal comprising:
- an interfering signal, corresponding to a first signal transmitted by a transmitting device of said first broadcasting site, said first transmitting device, intended for at least one receiving device of at least one second broadcasting site, said second receiving device, via a transponder, and
- at least one desired signal, corresponding to at least a second signal transmitted by a transmitting device of said at least one second broadcasting site, said second transmitting device, to said first receiving device, via said transponder,
aligning (222) said first signal with said combined signal, providing an aligned first signal,
subtracting (223) said aligned first signal from said combined signal, yielding an estimate of said at least one desired signal,
characterized in that said method comprises a prior calibration step comprising:
- the reception (211) of a reference signal transmitted by said second transmitting device, via said transponder,
- the measurement (212) of the phase noise associated with the transmission of said reference signal,
and in that said alignment (222) of said first signal to said combined signal accounts for said phase noise.
Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite mesure du bruit de phase met en œuvre:
- la détermination d’un gabarit de bruit de phase, centré sur la fréquence porteuse utilisée par ledit transpondeur en voie descendante,
- l’estimation d’une fréquence de coupure associée audit gabarit.
Method according to Claim 1, characterized in that the said measurement of the phase noise implements:
- the determination of a phase noise template, centered on the carrier frequency used by said downlink transponder,
- estimating a cutoff frequency associated with said template.
Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la détermination d’un gabarit de bruit de phase met en œuvre la mesure de la puissance du signal de référence reçu sur au moins une fréquence appartenant à une bande de fréquence étroite centrée sur la fréquence porteuse utilisée par ledit transpondeur en voie descendante.Method according to Claim 2, characterized in that the determination of a phase noise mask implements the measurement of the power of the reference signal received on at least one frequency belonging to a narrow frequency band centered on the carrier frequency used by said downlink transponder. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite fréquence de coupure est estimée à partir de l’écart-type associé auxdites mesures de la puissance du signal de référence reçu sur ladite bande étroite.Method according to claim 3, characterized in that said cut-off frequency is estimated from the standard deviation associated with said measurements of the power of the reference signal received on said narrow band. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que ladite mesure du bruit de phase met également en œuvre l’estimation d’un bruit de phase résiduel, associé audit signal de référence reçu en dehors de la bande de fréquence définie par la fréquence porteuse utilisée par ledit transpondeur en voie descendante plus ou moins la fréquence de coupure.Method according to any one of Claims 2 to 4, characterized in that the said measurement of the phase noise also implements the estimation of a residual phase noise, associated with the said reference signal received outside the frequency band defined by the carrier frequency used by said downlink transponder plus or minus the cutoff frequency. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit alignement met en œuvre une première étape de synchronisation, dite synchronisation grossière, comprenant:
- une corrélation entre le signal combiné et le premier signal décalé en temps et/ou en fréquence, pour au moins deux valeurs de décalage en temps et/ou en fréquence,
- une détermination d’un pic de corrélation,
- une estimation d’un décalage grossier en temps et/ou en fréquence entre le signal combiné et le premier signal.
Method according to any one of Claims 1 to 5, characterized in that the said alignment implements a first synchronization step, called coarse synchronization, comprising:
- a correlation between the combined signal and the first time-shifted and/or frequency-shifted signal, for at least two time-shifted and/or frequency-shifted values,
- a determination of a correlation peak,
- an estimate of a rough offset in time and/or in frequency between the combined signal and the first signal.
Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que, ledit premier signal portant un entête non obtenu à partir d’une séquence d’embrouillage, ladite corrélation est désactivée pendant la réception dudit entête.Method according to claim 6, characterized in that, said first signal carrying a header not obtained from a scrambling sequence, said correlation is deactivated during reception of said header. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit premier signal est construit à partir d’une séquence d’embrouillage distincte de celle utilisée pour construire ledit au moins un deuxième signal.Method according to any one of Claims 1 to 7, characterized in that the said first signal is constructed from a scrambling sequence distinct from that used to construct the said at least one second signal. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ledit alignement met également en œuvre:
- une correction en fréquence dudit premier signal, mettant en œuvre une boucle à verrouillage de phase (32),
- une correction en temps, phase et/ou gain dudit premier signal corrigé en fréquence, mettant en œuvre un filtrage adaptatif (33).
Method according to any one of Claims 1 to 8, characterized in that the said alignment also implements:
- a frequency correction of said first signal, implementing a phase-locked loop (32),
- a time, phase and/or gain correction of said first frequency-corrected signal, implementing adaptive filtering (33).
Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite correction en fréquence met en œuvre au moins une itération des étapes suivantes:
- décalage en fréquence (41) du premier signal selon une consigne ,
- multiplication complexe conjuguée (42) dudit signal combiné avec le premier signal décalé en fréquence selon la consigne ,
- filtrage passe-bas (43) du résultat de la multiplication,
- estimation du déphasage (44) entre ledit signal combiné et le premier signal décalé en fréquence à partir du signal obtenu en sortie du filtrage passe-bas,
- correction d’erreur (45) délivrant une consigne mise à jour.
Method according to claim 9, characterized in that said frequency correction implements at least one iteration of the following steps:
- frequency shift (41) of the first signal according to a setpoint ,
- conjugate complex multiplication (42) of said combined signal with the first signal shifted in frequency according to the instruction ,
- low-pass filtering (43) of the result of the multiplication,
- estimation of the phase shift (44) between said combined signal and the first signal shifted in frequency from the signal obtained at the output of the low-pass filtering,
- error correction (45) delivering an instruction update.
Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit filtrage passe-bas met en œuvre un filtre passe-bas laissant passer les fréquences inférieures à ladite fréquence de coupure selon l'une quelconque des revendications 2 à 4.Method according to Claim 10, characterized in that the said low-pass filtering implements a low-pass filter allowing frequencies below the said cut-off frequency to pass according to any one of Claims 2 to 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 et 11, caractérisé en ce que ladite correction d’erreur met en œuvre un correcteur de type «Proportionnel, Intégral, Dérivé» (PID) dont les coefficients dépendent de la fréquence de coupure selon l'une quelconque des revendications 2 à 4.Method according to either of Claims 10 and 11, characterized in that the said error correction implements a corrector of the "Proportional, Integral, Derivative" (PID) type, the coefficients of which depend on the cut-off frequency according to the any of claims 2 to 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que ladite correction en temps, phase et/ou gain met en œuvre un algorithme de type minimisation de l’erreur quadratique, mettant en œuvre au moins une itération des étapes suivantes:
- filtrage adaptatif du premier signal corrigé en fréquence, mettant en œuvre un filtre adaptatif, délivrant ledit premier signal aligné,
- mise à jour des coefficients dudit filtre adaptatif,
ladite mise à jour desdits coefficients étant mise en œuvre après ladite étape de soustraction dudit premier signal aligné audit signal combiné, et multiplication de ladite estimation dudit au moins un signal désiré par un paramètre de convergence .
Method according to any one of Claims 9 to 12, characterized in that the said correction in time, phase and/or gain implements an algorithm of the minimization of the quadratic error type, implementing at least one iteration of the following steps :
- adaptive filtering of the first frequency-corrected signal, implementing an adaptive filter, delivering said first aligned signal,
- updating of the coefficients of said adaptive filter,
said updating of said coefficients being implemented after said step of subtracting said first aligned signal from said combined signal, and multiplying said estimate of said at least one desired signal by a convergence parameter .
Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que ledit paramètre de convergence est déterminé à partir dudit bruit de phase résiduel selon la revendication 5.Method according to Claim 13, characterized in that the said convergence parameter is determined from the said residual phase noise according to Claim 5. Programme d’ordinateur comportant des instructions pour la mise en œuvre d’un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14 lorsque ce programme est exécuté par un processeur.Computer program comprising instructions for implementing a method according to any one of Claims 1 to 14 when this program is executed by a processor. Dispositif de réception d’un signal d’un premier site de diffusion, dit premier dispositif de réception, comprenant:
des moyens de réception configurés pour recevoir un signal combiné comprenant:
- un signal interférent, correspondant à un premier signal émis par un dispositif d’émission dudit premier site de diffusion, dit premier dispositif d’émission, à destination d’au moins un dispositif de réception d’au moins un deuxième site de diffusion, dit deuxième dispositif de réception, via un transpondeur, et
- au moins un signal désiré, correspondant à au moins un deuxième signal émis par un dispositif d’émission dudit au moins un deuxième site de diffusion, dit deuxième dispositif d’émission, à destination dudit premier dispositif de réception, via ledit transpondeur,
des moyens d’alignement configurés pour aligner ledit premier signal sur ledit signal combiné, délivrant un premier signal aligné,
des moyens de soustraction configurés pour soustraire ledit premier signal aligné audit signal combiné, délivrant une estimation dudit au moins un signal désiré,
caractérisé en ce que, lesdits moyens de réception étant configurés pour recevoir au préalable un signal de référence émis par ledit deuxième dispositif d’émission, via ledit transpondeur, ledit premier dispositif de réception comprend également des moyens de mesure du bruit de phase configurés pour mesurer le bruit de phase associé à la transmission dudit signal de référence,
et en ce que lesdits moyens d’alignement sont configurés pour aligner ledit premier signal sur ledit signal combiné en tenant compte dudit bruit de phase.
Device for receiving a signal from a first broadcasting site, said first reception device, comprising:
receiving means configured to receive a combined signal comprising:
- an interfering signal, corresponding to a first signal transmitted by a transmitting device of said first broadcasting site, said first transmitting device, intended for at least one receiving device of at least one second broadcasting site, said second receiving device, via a transponder, and
- at least one desired signal, corresponding to at least a second signal transmitted by a transmitting device of said at least one second broadcasting site, said second transmitting device, to said first receiving device, via said transponder,
alignment means configured to align said first signal with said combined signal, delivering a first aligned signal,
subtraction means configured to subtract said first aligned signal from said combined signal, delivering an estimate of said at least one desired signal,
characterized in that, said receiving means being configured to receive beforehand a reference signal transmitted by said second transmitting device, via said transponder, said first receiving device also comprises phase noise measuring means configured to measure the phase noise associated with the transmission of said reference signal,
and in that said means for aligning is configured to align said first signal with said combined signal taking into account said phase noise.
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