FR3137515A1 - Système pour la génération d’un signal radiofréquences comprenant au moins un chirp et procédé de mise en œuvre d’un tel système. - Google Patents
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Abstract
Système pour la génération d’un signal radiofréquences comprenant au moins un chirp et procédé de mise en œuvre d’un tel système L’invention concerne un système comprenant un VCO et au moins un couple de sources de tensions. Plus particulièrement, le système est configuré pour que la tension délivrée par les sources de tension d’un couple donné, une fois appliquée à l’entrée de contrôle du VCO, permet de moduler la fréquence instantanée d’oscillation de ce dernier de sorte à générer soit la portion de signal d’un chirp non modulé, soit les deux portions d’un chirp modulé. FIGURE D’ABRÉGÉ : [Fig.3]
Description
Le domaine de l’invention est celui de la transmission de données via l’utilisation d’une forme d’onde dite « chirp ».
L’invention se rapporte plus particulièrement à un système permettant la génération d’une telle forme d’onde et à un procédé de mise en œuvre d’un tel système.
Une telle forme d’onde est utilisée pour la transmission de données via des liens de communication de différentes natures, e.g. acoustique, radiofréquences, etc. Par exemple la technologie LoRa® dédiée à la transmission basse consommation par les objets connectés via un lien radiofréquences utilise une telle forme d’onde. L’invention a ainsi des applications, notamment, mais non exclusivement, dans tous les domaines de la vie personnelle et professionnelle dans lesquels les objets connectés sont présents. Il s’agit par exemple des domaines de la santé, du sport, des applications domestiques (sécurité, électroménager, etc.), suivi d’objets, etc.
On s’attache plus particulièrement dans la suite de ce document à décrire une problématique existante dans le domaine des objets connectés à laquelle ont été confrontés les inventeurs de la présente demande de brevet. L’invention ne se limite bien sûr pas à ce domaine particulier d’application, mais présente un intérêt pour la génération de tout signal de communication basé sur l’utilisation d’une forme d’onde dite « chirp » pour la transmission de données.
Présentés comme la « troisième révolution de l’Internet », les objets connectés sont en train de s’imposer dans tous les domaines de la vie quotidienne et de l’entreprise. La plupart de ces objets sont destinés à produire des données grâce à leurs capteurs intégrés afin de fournir des services à valeur ajoutée pour leur propriétaire.
De par les applications visées, ces objets connectés sont pour la plupart nomades. En particulier, ils doivent pouvoir transmettre les données produites, régulièrement ou à la demande, à un utilisateur déporté.
L’aspect nomade de ces objets s’accompagne souvent d’un besoin en autonomie d’énergie. Face à la problématique de la consommation du lien radio pour de telles applications nomades, de nouvelles technologies radio basse consommation et bas débit dédiées spécifiquement aux réseaux « Internet des Objets », c’est-à-dire des technologies radio pour des réseaux dits LPWAN (pour « Low-Power Wide-Area Networks » en anglais), sont développées. En pratique, deux sortes de technologies peuvent être distinguées :
- d’un côté, il existe des technologies propriétaires comme par exemple la technologie de la société Sigfox®, ou bien la technologie LoRa®, ou encore la technologie de la société Qowisio®. Ces technologies non standardisées reposent toutes sur l’utilisation de la bande de fréquences « Industriel, Scientifique et Médical », dite ISM, et sur la réglementation associée à son utilisation. L’intérêt de ces technologies est qu’elles sont déjà disponibles et permettent le déploiement rapide de réseaux sur la base d’investissements limités. En outre, ils permettent le développement d’objets connectés très économes en énergie et à faible coût ;
- d’un autre côté, il existe plusieurs technologies promues par des organismes de normalisation. A titre d’exemple, on peut citer trois technologies standardisées auprès du 3GPP (pour « 3rd Generation Partnership Project » en anglais) : NB-IoT (pour « Narrow Band – Internet of Things » en anglais), LTE MTC (pour « Long Term Evolution - Machine Type Communication » en anglais) et EC-GSM-IoT (pour « Extended Coverage – GSM – Internet of Things » en anglais). De telles solutions reposent sur l’utilisation des bandes de fréquences licenciées, mais peuvent également être utilisées sur des bandes de fréquences non licenciées.
Certains opérateurs de télécommunications se sont déjà intéressés à la technologie LoRa® pour déployer leur réseau dédié aux objets connectés. Par exemple, le brevet EP 2 449 690 B1 décrit une technique de transmission de l’information, sur laquelle se base la technologie LoRa®.
Plus particulièrement, la forme d’onde chirp mise en œuvre dans la technologie LoRa® présente une haute efficacité énergétique, notamment grâce à l’ajustement possible de ses paramètres de modulation, tels que la bande passante, le taux de codage et le facteur d’étalement. Cependant, quand bien même la forme d’onde utilisée présente en elle-même une haute efficacité énergétique, le dispositif permettant de générer et/ou traiter une telle forme d’onde consomme nécessairement de l’énergie.
Par ailleurs, le déploiement nomade et déporté de certains objets connectés, embarquant e.g. des capteurs, s’accompagne d’un besoin de développer des objets sans batterie afin d’alléger la maintenance et/ou d’augmenter la durée de vie des objets en question. Dans cette perspective, il doit être envisagé de récupérer l’énergie ambiante, omniprésente et distribuée dans l’espace, qui est par définition renouvelable (e.g. le rayonnement solaire, l’énergie cinétique, l’énergie ambiante des signaux de radiocommunications, etc.) afin d’alimenter de tels objets. Malheureusement, le fonctionnement des récupérateurs d’énergie, notamment ceux avec lesquels l’efficacité de conversion d’énergie maximale est atteinte, produit une tension de sortie trop faible pour alimenter les circuits électroniques selon les normes actuelles de l’industrie. A titre d’exemple, les circuits intégrés LoRa® nécessitent une tension d’alimentation de l’ordre de 3 V pour fonctionner. Pour cette raison, des stratégies inefficaces sont couramment mises en œuvre afin d’alimenter les circuits électroniques du marché. A titre d’exemple on peut citer la mise en œuvre d’amplificateurs de tensions, de multiplicateurs de tensions, la mise en série de plusieurs récupérateurs d’énergie, etc. Cela entraîne une baisse significative de l’efficacité énergétique du capteur sans fil au final.
Il existe ainsi un besoin pour une technique permettant de générer une forme d’onde du type chirp avec une consommation énergétique maitrisée. Il existe en particulier un besoin pour une telle technique permettant une implémentation fonctionnant sous une faible tension d’alimentation.
Dans un mode de réalisation de l’invention, il est proposé un système pour la génération d’un signal radiofréquences comprenant au moins un chirp. Un tel système comprend :
- un oscillateur, dit VCO, contrôlé en tension via une tension, Vctrl, appliquée sur une entrée de contrôle du VCO ; et
- au moins un couple de sources de tensions comprenant :
- une première source de tension configurée pour délivrer, via une première sortie d’alimentation, une première tension variant sensiblement linéairement dans le temps à partir d’une première tension prédéterminée, V1sta, et sur une première plage de variation de tension lorsque la première sortie d’alimentation est électriquement connectée à l’entrée de contrôle du VCO pendant une durée pouvant aller au moins jusqu’à une durée T d’un chirp ;
- une deuxième source de tension configurée pour délivrer, via une deuxième sortie d’alimentation, une deuxième tension variant sensiblement linéairement dans le temps à partir d’une deuxième tension prédéterminée, Vbias, et sur une deuxième plage de variation de tension lorsque la deuxième sortie d’alimentation est électriquement connectée à l’entrée de contrôle du VCO pendant une durée pouvant aller au moins jusqu’à la durée T d’un chirp. Une pente de variation dans le temps de la deuxième tension est sensiblement égale à une pente de variation dans le temps de la première tension. La première tension prédéterminée V1sta est inférieure ou égale à la deuxième tension prédéterminée Vbias ; et
- des interrupteurs de connexion électrique configurés pour connecter ou isoler la première sortie d’alimentation ou la deuxième sortie d’alimentation à l’entrée de contrôle du VCO.
Une loi de variation de la fréquence instantanée du VCO en fonction de la tension appliquée sur l’entrée de contrôle est sensiblement linéaire sur la première plage de variation de tension et sur la deuxième plage de variation de tension.
Ainsi, l’invention propose une solution nouvelle et inventive pour générer un signal radiofréquences comprenant des chirps. Plus particulièrement, pour un chirp donné, le système est configuré pour que le VCO soit modulé directement par un couple de sources de tension présentant des caractéristiques permettant la génération soit de la portion de signal d’un chirp de base (ou chirp non modulé), soit des deux portions d’un chirp modulé. Ainsi, le système de génération d’un tel chirp implémente un nombre réduit de fonctionnalités, principalement analogiques, et présente ainsi une consommation énergétique maitrisée.
Dans certains modes de réalisation, la première source de tension comprend une première capacité et une résistance. La première tension est la tension aux bornes de la première capacité. La première source de tension est configurée pour fonctionner :
- dans un premier état dans lequel la résistance est isolée électriquement de la première capacité. La première capacité est déconnectée de la première sortie d’alimentation et est connectée à une alimentation électrique pour être chargée sous une tension égale à la deuxième tension prédéterminée Vbias ;
- si la première tension prédéterminée V1sta est inférieure à la deuxième tension prédéterminée Vbias, dans un deuxième état dans lequel, la première capacité étant déconnectée de la première sortie d’alimentation et de l’alimentation électrique, la résistance est mise en parallèle de la première capacité pendant une durée prédéterminée pour réduire la tension aux bornes de la première capacité depuis la deuxième tension prédéterminée Vbias jusqu’à la première tension prédéterminée V1sta ; et
- dans un troisième état dans lequel la résistance est isolée électriquement de la première capacité et dans lequel la première capacité est connectée à la première sortie d’alimentation pour fournir la première tension.
Ainsi, l’usage d’une capacité chargée permet d’obtenir simplement la variation sensiblement linéaire de la première tension lorsque la capacité en question se décharge dans l’impédance équivalente vue de l’entrée de contrôle du VCO (i.e. lorsque la première sortie d’alimentation est électriquement connectée à l’entrée de contrôle du VCO). La résistance permet quant à elle de régler simplement la valeur de la première tension aux bornes de la capacité. Un tel montage à base de composants analogiques passifs permet à la fois de réduire encore la consommation énergétique du système et un fonctionnement sous une faible tension d’alimentation.
Dans certains modes de réalisation, la deuxième source de tension comprend une deuxième capacité. La deuxième tension est la tension aux bornes de la deuxième capacité. La deuxième source de tension est configurée pour fonctionner :
- dans un premier état dans lequel la deuxième capacité est déconnectée de la deuxième sortie d’alimentation et est connectée à l’alimentation électrique pour être chargée sous une tension égale à la deuxième tension prédéterminée Vbias ; et
- dans un deuxième état dans lequel la deuxième capacité est déconnectée de l’alimentation électrique et est connectée à la deuxième sortie d’alimentation pour fournir la deuxième tension.
Pour la deuxième source également, l’usage d’une capacité chargée permet d’obtenir simplement la variation sensiblement linéaire de la tension fournie à l’entrée de contrôle du VCO lorsque la deuxième sortie d’alimentation est électriquement connectée à l’entrée de contrôle du VCO. Un tel montage à base de composants analogiques passifs permet à la fois de réduire encore la consommation énergétique du système et un fonctionnement sous une faible tension d’alimentation.
Dans certains modes de réalisation, la partie régénérative du VCO comprend une diode tunnel.
Ainsi, le VCO n’implémente pas de composant actif dans sa partie régénérative, permettant notamment d’alimenter le VCO sous une faible tension d’alimentation. Une telle approche permet à la fois de réduire encore la consommation énergétique du système et un fonctionnement sous une faible tension d’alimentation.
Dans certains modes de réalisation, le VCO ne comprend pas de composants actifs.
Dans certains modes de réalisation, la fréquence instantanée du VCO varie sensiblement linéairement lorsque la tension appliquée sur l’entrée de contrôle varie entre une tension minimale prédéterminée, Vmin, et la deuxième tension prédéterminée Vbias, la tension minimale prédéterminée Vmin étant inférieure à la deuxième tension prédéterminée Vbias. La première plage de variation de tension et la deuxième plage de variation de tension sont comprises entre la tension minimale prédéterminée Vmin et la deuxième tension prédéterminée Vbias.
Ainsi, deux portions de chirp présentant une même pente de variation de fréquence instantanée peuvent être générées. Ceci permet e.g. la génération d’un chirp modulé.
Dans certains modes de réalisation, la fréquence instantanée du VCO varie :
- sensiblement linéairement selon une première pente lorsque la tension appliquée sur l’entrée de contrôle varie entre la tension minimale prédéterminée Vmin et une première tension intermédiaire, Vi1, supérieure à la tension minimale prédéterminée Vmin ; et
- sensiblement linéairement selon une deuxième pente lorsque la tension appliquée sur l’entrée de contrôle varie entre une deuxième tension intermédiaire, Vi2, et la deuxième tension prédéterminée Vbias. La deuxième tension intermédiaire Vi2 est inférieure à la deuxième tension prédéterminée Vbias. La première tension intermédiaire Vi1 est inférieure à la deuxième tension intermédiaire Vi2. La première pente et la deuxième pente sont sensiblement de même amplitude et de signes opposés. La première plage de variation de tension est comprise entre la tension minimale prédéterminée Vmin et la première tension intermédiaire Vi1 ou entre la deuxième tension intermédiaire Vi2 et la deuxième tension prédéterminée Vbias. La deuxième plage de variation de tension est comprise entre la deuxième tension intermédiaire et la deuxième tension prédéterminée Vbias.
Ainsi, suivant que la première tension prédéterminée V1sta est comprise entre la tension minimale prédéterminée Vmin et la première tension intermédiaire Vi1 ou entre la deuxième tension intermédiaire Vi2 et la deuxième tension prédéterminée Vbias, des chirps de pentes opposées (i.e., d’une part, des chirps négatifs ou « down » chirps et, d’autre part, des chirps positifs ou « up » chirps) peuvent être obtenus.
Dans certains modes de réalisation, la première capacité et la deuxième capacité ont une valeur de capacité sensiblement égale. Le VCO présentant une impédance donnée vue de l’entrée de contrôle et le chirp ayant une fréquence instantanée variant entre une première fréquence instantanée et une deuxième fréquence instantanée pendant ladite durée T, la valeur de capacité est prédéterminée pour avoir la première, resp. la deuxième, tension d’alimentation qui varie entre la deuxième tension prédéterminée Vbias et une tension finale lorsque la première, resp. la deuxième, capacité, est mise en parallèle de l’impédance donnée du VCO pendant la durée T. La tension finale correspond à la première fréquence instantanée via la loi de variation de la fréquence instantanée du VCO. La deuxième tension prédéterminée Vbias correspond à la deuxième fréquence instantanée via la loi de variation de la fréquence instantanée du VCO.
Dans certains modes de réalisation, le système comprend une pluralité de couples de sources de tensions (selon l’un quelconque des modes de réalisation précités).
Ainsi, une pluralité de chirps successifs peut être générée simplement via différents couples de sources de tension mis en œuvre pour alimenter l’entrée de contrôle du VCO sur des portions temporelles de durée T successives.
Dans un mode de réalisation de l'invention, il est proposé un procédé de mise en œuvre d’un système tel que décrit précédemment (selon l’un quelconque des modes de réalisation précités) pour la génération d’un signal comprenant au moins un chirp parmi M chirps, un s-ème chirp parmi les M chirps étant associé à un symbole de modulation de rang s d’une constellation de M symboles, s étant un entier de 0 à M-1. Le s-ème chirp résulte d’une modulation d’un chirp de base dont une fréquence instantanée varie entre une première fréquence instantanée et une deuxième fréquence instantanée pendant un temps symbole T, la modulation correspondant, pour le symbole de modulation de rang s, à une permutation circulaire du motif de variation de la fréquence instantanée sur le temps symbole T, obtenue par un décalage temporel de s fois une durée temporelle élémentaire Tc, telle que M*Tc=T. Un tel procédé comprend, pour au moins un couple donné de sources de tensions :
- lorsque s est non nul, une connexion de la première sortie d’alimentation à l’entrée de contrôle du VCO pendant une première durée sensiblement égale à s fois la durée temporelle élémentaire Tc pour moduler la fréquence instantanée du VCO en fonction de la première tension pendant la première durée de sorte à générer une première portion d’un chirp ; et
- une connexion de la deuxième sortie d’alimentation à l’entrée de contrôle du VCO pendant une deuxième durée sensiblement égale à (M-1-s) fois la durée temporelle élémentaire Tc pour moduler la fréquence instantanée du VCO en fonction de la deuxième tension pendant la deuxième durée de sorte à générer une deuxième portion du chirp.
La première tension prédéterminée V1sta de la première source est configurée pour être sensiblement égale à la valeur de la deuxième tension, V2sto, à la fin de la deuxième durée.
Ainsi, la portion de signal d’un chirp de base (ou chirp non modulé), ou les deux portions d’un chirp modulé sont obtenues simplement par mise en œuvre du système selon l’invention.
Dans certains modes de réalisation précités dans lesquels la première source de tension comprend une première capacité et la deuxième source de tension comprend une deuxième capacité, le procédé comprend, selon certains modes de réalisation, préalablement audites connexions :
- lorsque s est non nul, une charge de la première capacité à la première tension prédéterminée V1sta ; et
- une charge de la deuxième capacité à la deuxième tension prédéterminée Vbias.
Dans certains modes de réalisation précités dans lesquels la fréquence instantanée du VCO varie :
- sensiblement linéairement selon une première pente lorsque la tension appliquée sur l’entrée de contrôle varie entre la tension minimale prédéterminée Vmin et une première tension intermédiaire, Vi1, supérieure à la tension minimale prédéterminée Vmin ; et
- sensiblement linéairement selon une deuxième pente lorsque la tension appliquée sur l’entrée de contrôle varie entre une deuxième tension intermédiaire, Vi2, et la deuxième tension prédéterminée Vbias,
selon certains modes de réalisation du procédé, lorsque s est égal à M-1, la première tension prédéterminée V1sta est dans la plage de tension comprise entre la tension minimale prédéterminée Vmin et la première tension intermédiaire Vi1.
Dans certains modes de réalisation précités dans lesquels le système comprend une pluralité de couples de sources de tensions, selon certains modes de réalisation du procédé, les couples de sources de tensions de la pluralité sont mis en œuvre successivement pour alimenter l’entrée de contrôle du VCO sur des portions temporelles de durée T successives afin de générer une pluralité de chirps correspondants.
Dans certains modes de réalisation précités dans lesquels le système comprend une pluralité de couples de sources de tensions dans lesquels la première source de tension comprend une première capacité et la deuxième source de tension comprend une deuxième capacité, selon certains modes de réalisation du procédé, deux couples de sources de tensions de la pluralité sont mis en œuvre successivement et périodiquement pour alimenter l’entrée de contrôle du VCO lors de portions temporelles de durée T successives afin de générer une pluralité de chirps correspondants. Les sources de tensions de l’un des deux couples de sources de tensions sont chargées pendant que les sources de tensions de l’autre des deux couples de sources de tensions sont connectées à l’entrée de contrôle du VCO.
L’invention concerne également un émetteur radiofréquences comprenant un système pour la génération d’un signal radiofréquences comprenant au moins un chirp tel que décrit précédemment (selon l’un quelconque des modes de réalisation précités).
D’autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre de simple exemple illustratif, et non limitatif, en relation avec les figures, parmi lesquelles :
Description détaillée de modes de réalisation de l’invention
Le principe général de l’invention repose sur la mise en œuvre d’un système comprenant un VCO et un (ou plusieurs) couple de sources de tensions. Plus particulièrement, le système est configuré pour que la tension délivrée par les sources de tension d’un couple donné, une fois appliquée à l’entrée de contrôle du VCO, permet de moduler la fréquence instantanée de ce dernier de sorte à générer soit la portion de signal d’un chirp de base (ou chirp non modulé), soit les deux portions d’un chirp modulé. Ainsi, le système selon la présente technique implémente un nombre réduit de fonctionnalités, principalement analogiques, et permet ainsi de générer des chirps avec une consommation énergétique maitrisée.
On présente désormais, en relation avec la , un objet 100 connecté à une station de base 110 d’un réseau de radiocommunications selon un mode de réalisation de l’invention.
Plus particulièrement, le réseau est un réseau de radiocommunications du type bas débit et basse consommation LoRa® dédié à la communication avec les objets connectés. Un tel réseau met en œuvre une forme d’onde chirp afin de véhiculer les données utiles comme détaillé ci-dessous en relation avec les , et .
Dans d’autres modes de réalisation, d’autres types de liaisons sans fil mettant en œuvre une forme d’onde chirp sont considérées, par exemple des liaisons point à point (e.g. des liaisons radiofréquences ou des liaisons acoustiques).
De retour à la , l’objet 100 comprend un récepteur 120 permettant de recevoir et démoduler les signaux reçus de la station de base 110. L’objet 100 comprend également un émetteur 130 afin de générer les signaux émis à destination de la station de base 110. Dans ce but, l’émetteur 130 comprend un système 140 permettant la génération de signaux radiofréquences comprenant au moins un chirp. Un tel système 140 est décrit plus avant ci-dessous en relation avec les , , , et .
Dans d’autres modes de réalisation, la station de base 110 comprend également un émetteur comprenant un (ou plusieurs) système 140 afin de générer les signaux chirps à destination d’un (ou plusieurs) terminaux.
On présente désormais, en relation avec les , et , la modulation d’un chirp de base via une permutation circulaire du motif de variation de sa fréquence instantanée.
Un tel chirp de base est défini comme le chirp à partir duquel sont obtenus les autres chirps utilisés pour la transmission de l’information suite au processus de modulation par les symboles de modulation.
Plus particulièrement, la phase instantanée(i.e. la phase de l’enveloppe complexe représentant le chirp considéré) du chirp de base s’exprime pour t dans l’intervallecommeavec :
- T : la durée symbole (également appelée intervalle de signalisation par exemple dans le standard LoRa®) ;
- B = 2 SF /T : la bande passante du signal, avecSFle facteur d’étalement ou nombre de bits par symbole. M = 2 SF est ainsi le nombre total de symboles dans la constellation de symboles de modulation.
Sur la base de ces notations, la fréquence instantanéedu chirp de base, qui correspond à la dérivée de la phase instantanée, s’exprime comme.
La fréquence instantanéeest ainsi liée à la vitesse de rotation angulaire dans le plan complexe du vecteur dont les coordonnées sont données par les signaux en phase et en quadrature représentant le signal modulant (i.e. les parties réelle et imaginaire de l’enveloppe complexe en pratique) destiné à moduler la porteuse radiofréquence de manière à transposer le signal chirp de base sur une fréquence porteuse.
La fréquence instantanéedu chirp de base illustrée sur la est linéaire dans le temps, i.e. varie linéairement entre une première fréquence instantanée, ici -B/2, et une deuxième fréquence instantanée, ici +B/2, pendant la durée T d’un symbole. Par exemple, un chirp présentant une fréquence instantanée linéaire est utilisé en tant que chirp de base (également appelé chirp « brut ») dans le standard LoRa®.
Plus particulièrement, les chirps obtenus par modulation d’un tel chirp de base dont la fréquence instantanée linéaire présente une pente positive dans le temps sont dits chirps « positifs » ou « up » chirps. Alternativement, un chirp de base dont la fréquence instantanée varie linéairement dans le temps et présente une pente négative peut être considéré. Les chirps obtenus par modulation d’un chirp de base dont la fréquence instantanée présente une pente négative sont dits chirps « négatifs » ou « down » chirps.
De retour aux , et , la modulation d’un chirp correspond, pour un symbole de modulation ayant un rang s dans la constellation de symboles de modulation, à une permutation circulaire du motif de variation de la fréquence instantanée sur le temps symbole T, obtenue par un décalage temporel de s fois une durée temporelle élémentaire Tc, telle que M*Tc=T.
Plus particulièrement, on peut notercomme étant la fréquence instantanée du chirp transmis par l’objet 100 connecté sur l’intervalle de temps [pT-T/2, pT+T/2]. La fréquence instantanée du chirp en question est obtenue par décalage temporel d’une durée de=s p /B et permutation circulaire comme illustré sur les et . Ici,s p est une valeur entière entre 0 et M-1 qui représente le symbole de modulation véhiculé par le chirp transmis par l’objet 100 connecté sur l’intervalle de temps [pT-T/2, pT+T/2].
On présente désormais, en relation avec la , une implémentation du système 140 permettant la génération d’un signal radiofréquences comprenant au moins un chirp selon un mode de réalisation de l’invention.
Plus particulièrement, le système 140 comprend un VCO 300 contrôlé en tension via une tension Vctrl appliquée sur une entrée de contrôle du VCO 300. Le système 140 comprend également un couple de sources de tensions comprenant une première source de tension 310 et une deuxième source de tension 320.
Plus particulièrement, la première source de tension 310 est configurée pour délivrer, via une première sortie d’alimentation, une première tension V1 variant sensiblement linéairement dans le temps à partir d’une première tension prédéterminée et sur une première plage de variation de tension lorsque la première sortie d’alimentation est électriquement connectée à l’entrée de contrôle du VCO 300, e.g. via la fermeture de l’interrupteur 310s2. Par ailleurs, la première source de tension 310 est apte à délivrer une première tension V1 présentant de telles caractéristiques pendant une durée pouvant aller au moins jusqu’à la durée T d’un chirp. Ainsi, la première source de tension 310 est apte à délivrer à l’entrée de contrôle du VCO 300 une tension V1 variant sensiblement linéairement pendant une durée égale à la durée T d’un chirp afin de pouvoir générer un chirp complet (cas d’un chirp non modulé comme décrit ci-dessous en relation avec la ). Par voie de conséquence, la première source de tension 310 est également apte à délivrer à l’entrée de contrôle du VCO 300 une telle tension V1 variant sensiblement linéairement également pendant une durée inférieure à la durée T d’un chirp afin de pouvoir générer une portion d’un chirp modulé (cas d’un chirp modulé comme décrit ci-dessous en relation avec la ).
De retour à la , la deuxième source de tension 320 est configurée pour délivrer, via une deuxième sortie d’alimentation, une deuxième tension V2 variant sensiblement linéairement dans le temps à partir d’une deuxième tension prédéterminée Vbias et sur une deuxième plage de variation de tension lorsque la deuxième sortie d’alimentation est électriquement connectée à l’entrée de contrôle du VCO, e.g. via la fermeture de l’interrupteur 320s2. Par ailleurs, la deuxième source de tension 320 est apte à délivrer une deuxième tension V2 présentant de telles caractéristiques pendant une durée pouvant aller au moins jusqu’à la durée T d’un chirp. Ainsi, la deuxième source de tension 320 est apte à délivrer à l’entrée de contrôle du VCO 300 une tension V2 variant sensiblement linéairement pendant une durée égale à la durée T d’un chirp afin de pouvoir générer un chirp complet (cas d’un chirp non modulé comme décrit ci-dessous en relation avec la ). Par voie de conséquence, la deuxième source de tension 320 est également apte à délivrer à l’entrée de contrôle du VCO 300 une telle tension V2 variant sensiblement linéairement également pendant une durée inférieure à la durée T d’un chirp afin de pouvoir générer une portion d’un chirp modulé (cas d’un chirp modulé comme décrit ci-dessous en relation avec la ).
De retour à la , la pente de variation dans le temps de la deuxième tension V2 est prédéterminée et est sensiblement égale à la pente de variation dans le temps de la première tension V1. Par ailleurs, la première tension prédéterminée est inférieure ou égale à la deuxième tension prédéterminée Vbias. La loi de variation de la fréquence instantanée du VCO en fonction de la tension Vctrl appliquée sur l’entrée de contrôle est sensiblement linéaire sur la première plage de variation de tension et sur la deuxième plage de variation de tension (Une telle loi est définie en pratique par l’implémentation physique du VCO 300 comme illustré via les exemples décrits ci-dessous en relation avec les et ).
Ainsi, la première tension V1 et la deuxième tension V2 variant également linéairement dans le temps, une variation linéaire dans le temps de la fréquence instantanée délivrée par le VCO 300 est obtenue lorsque la première tension V1 ou la deuxième tension V2 est appliquée sur l’entrée de contrôle du VCO 300.
Plus particulièrement, selon le mode de réalisation de la , la première source de tension 310 comprend une première capacité C1 et une résistance Z. La première tension V1 est la tension aux bornes de première capacité C1. La première source de tension 310 est configurée pour fonctionner :
- dans un premier état dans lequel la résistance Z est isolée électriquement de la première capacité C1, e.g. via l’ouverture de l’interrupteur 310s3. La première capacité C1 est déconnectée de la première sortie d’alimentation, e.g. via l’ouverture de l’interrupteur 310s2, et est connectée électriquement à une alimentation électrique, e.g. via la fermeture de l’interrupteur 310s1, pour être chargée sous une tension égale à la deuxième tension prédéterminée Vbias ;
- si la première tension prédéterminée est inférieure à la deuxième tension prédéterminée Vbias, dans un deuxième état dans lequel la première capacité C1 est déconnectée de la première sortie d’alimentation, e.g. via l’ouverture de l’interrupteur 310s2, et est déconnectée de l’alimentation électrique, e.g. via l’ouverture de l’interrupteur 310s1. La résistance Z est mise en parallèle de la première capacité C1, e.g. via la fermeture de l’interrupteur 310s3, pendant une durée prédéterminée pour réduire la tension aux bornes de la première capacité C1 depuis la deuxième tension prédéterminée Vbias jusqu’à la première tension prédéterminée ; et
- dans un troisième état dans lequel la résistance Z est isolée électriquement de la première capacité C1, e.g. via l’ouverture de l’interrupteur 310s3, la première capacité C1 étant toujours déconnectée de l’alimentation électrique, e.g. via l’ouverture de l’interrupteur 310s1. La première capacité C1 est connectée électriquement à la première sortie d’alimentation, e.g. via la fermeture de l’interrupteur 310s2, pour fournir la première tension V1.
Ainsi, l’usage d’une capacité C1 chargée permet d’obtenir simplement la variation sensiblement linéaire de la première tension V1 lorsque la capacité en question se décharge dans l’impédance équivalente vue de l’entrée de contrôle du VCO 300 (i.e. lorsque la première sortie d’alimentation est électriquement connectée à l’entrée de contrôle du VCO 300). La résistance Z permet quant à elle de régler simplement la valeur de la première tension aux bornes de la capacité C1. Un tel montage à base de composants analogiques passifs permet à la fois de réduire la consommation énergétique du système 140 et un fonctionnement sous une faible tension d’alimentation.
Cependant, dans d’autres modes de réalisation, la première source de tension 310 est implémentée avec d’autres types de moyens permettant de générer la première tension V1 variant sensiblement linéairement comme décrit ci-dessus. Par exemple, la première source de tension 310 implémente un DAC (pour « Digital to Analog Converter » en anglais) permettant de générer une tension variant linéairement dans le temps.
De retour à la , la deuxième source de tension 320 comprend une deuxième capacité C2, la deuxième tension étant la tension aux bornes de la deuxième capacité C2.
Plus particulièrement, la deuxième source de tension 320 est configurée pour fonctionner :
- dans un premier état dans lequel la deuxième capacité C2 est déconnectée de la deuxième sortie d’alimentation, e.g. via l’ouverture de l’interrupteur 320s2, et est connectée électriquement à l’alimentation électrique, e.g. via la fermeture de l’interrupteur 320s1, pour être chargée sous une tension égale à la deuxième tension prédéterminée Vbias ; et
- dans un deuxième état dans lequel la deuxième capacité C2 est déconnectée de l’alimentation électrique, e.g. via l’ouverture de l’interrupteur 320s1, et est connectée électriquement à la deuxième sortie d’alimentation, e.g. via la fermeture de l’interrupteur 320s2, pour fournir la deuxième tension V2.
Ainsi, pour la deuxième source de tension 320 également, l’usage d’une capacité C2 chargée permet d’obtenir simplement la variation sensiblement linéaire de la tension V2 fournie à l’entrée de contrôle du VCO lorsque la deuxième sortie d’alimentation est électriquement connectée à l’entrée de contrôle du VCO. Un tel montage à base de composants analogiques passifs permet à la fois de réduire encore la consommation énergétique du système et un fonctionnement sous une faible tension d’alimentation.
Cependant, dans d’autres modes de réalisation, la deuxième source de tension 320 est implémentée avec d’autres types de moyens permettant de générer la deuxième tension V2 variant sensiblement linéairement dans le temps comme décrit ci-dessus. Par exemple, la deuxième source de tension 320 implémente un DAC permettant de générer une tension variant linéairement dans le temps.
De retour à la , la première capacité C1 et la deuxième capacité C2 ont une valeur de capacité C sensiblement égale, ceci afin d’obtenir des pentes de variation dans le temps sensiblement égales pour la première tension V1 et pour la deuxième tension V2.
Par ailleurs, le VCO 300 présente une impédance Reqvue de l’entrée de contrôle, notamment lors de la décharge de la première capacité C1 ou de la deuxième capacité C2.
De la sorte, pour générer un chirp radiofréquences tels que décrit ci-dessus en relation avec les , et , le VCO 300 doit être contrôlé de sorte à avoir une fréquence instantanée variant entre la première fréquence instantanéef0-B/2 et la deuxième fréquence instantanéef0+B/2 pendant la durée T du chirp. La valeur de capacité C est ainsi prédéterminée pour avoir la première tension d’alimentation V1 (resp. la deuxième tension d’alimentation V2) qui varie e.g. entre la deuxième tension prédéterminée Vbias et une tension finale Vfinlorsque la première capacité C1 (resp. la deuxième capacité C2) est mise en parallèle de l’impédance donnée du VCO 300 pendant la durée T, la deuxième tension prédéterminée Vbias correspondant à la deuxième fréquence instantanéef0+B/2 via la loi de variation de la fréquence instantanée du VCO 300 et la tension finale Vfincorrespondant à la première fréquence instantanéef0-B/2 via la loi de variation de la fréquence instantanée du VCO 300.
Par ailleurs, la première capacité C1 (ou la deuxième capacité C2) se déchargeant dans l’impédance Reqpouvant être vue comme un circuit RC classique, l’évolution de la première tension d’alimentation V1 (ou la deuxième tension d’alimentation V2) est donnée par la loi exponentielle suivante :
Ainsi, la valeur C de la première capacité C1 (ou la deuxième capacité C2) est donnée par :
La valeur de capacité C est ainsi prédéterminée pour avoir le VCO qui génère un chirp avec une excursion en fréquence instantanée égale à la largeur de bande B sur une durée égale au temps symbole T.
Dans certains modes de réalisation, le système 140 comprend une pluralité de couples de sources de tensions 310, 320. Plus particulièrement, chaque couple de sources de tensions comprend une première source de tension 310 (selon l’un quelconque des modes de réalisation décrits précédemment) et une deuxième source de tension 320 (selon l’un quelconque des modes de réalisation décrits précédemment). Les différentes premières sources de tensions 310 sont connectées électriquement en parallèle entre elles à l’entrée de contrôle du VCO 300 via des interrupteurs 310s2 respectifs. Chaque interrupteur 310s2 permettant à la première source de tension 310 correspondante une connexion à (ou une déconnexion de) l’entrée de contrôle du VCO 300. Les différentes deuxièmes sources de tensions 320 sont connectées électriquement en parallèle entre elles à l’entrée de contrôle du VCO 300 via des interrupteurs 320s2 respectifs. Chaque interrupteur 320s2 permettant à la deuxième source de tension 320 correspondante une connexion à (ou une déconnexion de) l’entrée de contrôle du VCO 300.
Ainsi, comme décrit plus avant ci-dessous en relation avec la , une pluralité de chirps successifs peut être générée simplement via la mise en œuvre des différents couples de sources de tension pour alimenter l’entrée de contrôle du VCO 300 sur des portions temporelles de durée T successives.
Par ailleurs, suivant les implémentations, les différents interrupteurs précités peuvent être implémentés e.g. sous la forme de transistors du type MOS (pour « Metal Oxide Semiconductor » en anglais), FET (pour « Field Effect Transistor » en anglais) ou équivalent.
On présente désormais, en relation avec les et , un exemple de structure du VCO 300 ainsi que la forme de la fréquence instantanée d’oscillation obtenue en fonction de la tension de contrôle Vctrl selon un mode de réalisation de l’invention.
Plus particulièrement, selon le présent mode de réalisation, le VCO 300 comprend :
- une diode tunnel 400 ;
- une première partie 410 du VCO 300 composée d’une inductance L1 et d’un condensateur C3 permettant d’obtenir la fréquence de résonnance ainsi qu’une amplitude du signal de sortie maximale à cette fréquence de résonnance. Le rôle de ce bloc est, pour l’inductance L1, d’empêcher que le signal RF créé par la diode tunnel 400 ne se propage vers l’entrée de contrôle et, pour la capacité C3, d’empêcher que la tension de contrôle Vctrl ne se propage jusqu’à la sortie RF du VCO 300 ; et
- une deuxième partie 420 du VCO 300 composée de deux inductances en parallèle nommées L2 et L3 ainsi que d’un condensateur C4 en série permettant d’ajuster la fréquence d’oscillation.
Par exemple, afin d’obtenir un VCO oscillant autour d’une fréquence centrale de 433 MHz (fréquence utilisée dans le standard LoRa®), les valeurs d’inductances suivantes peuvent être utilisées : L1 = L2 = L3 = 2,7 nH, avec des valeurs de capacités suivantes : C3 = 7 pF, C4 = 4 pF et une diode tunnel de référence 3I306E.
Une telle structure de VCO 300 permet d’obtenir une loi de variation de la fréquence d’oscillation sensiblement linéaire dans la plage de tension de contrôle Vctrl d’intérêt. Plus particulièrement, comme illustré sur la , la fréquence instantanée du VCO 300 varie sensiblement linéairement lorsque la tension Vctrl appliquée sur l’entrée de contrôle varie entre une tension minimale prédéterminée Vmin et la deuxième tension prédéterminée Vbias (la tension minimale prédéterminée Vmin est inférieure à la deuxième tension prédéterminée Vbias). Par ailleurs, le système 140 est configuré pour que la première plage de variation de tension (i.e. la plage de variation de la première tension V1) et la deuxième plage de variation de tension (i.e. la plage de variation de la deuxième tension V2) soient comprises entre la tension minimale prédéterminée Vmin et la deuxième tension prédéterminée Vbias, e.g. sur la base du choix de la valeur C de la première capacité C1 et la deuxième capacité C2 comme décrit ci-dessus en relation avec les équations [Math.1] et [Math.2].
Ainsi, deux portions de chirp présentant une même pente de variation de fréquence instantanée peuvent être générées. Ceci permet e.g. la génération d’un chirp modulé.
On présente désormais, en relation avec les et , un exemple de structure du VCO 300 ainsi que la forme de la fréquence instantanée d’oscillation obtenue en fonction de la tension de contrôle Vctrl selon un autre mode de réalisation de l’invention.
Par rapport au mode de réalisation de la , une capacité C5 est ajoutée entre la diode tunnel 400 et la première partie 410 du VCO 300 décrite ci-dessus. Comme illustré sur la , une telle structure de VCO 300 permet d’obtenir une loi de variation de la fréquence d’oscillation du VCO 300 en fonction de la tension de contrôle Vctrl qui présente les caractéristiques suivantes :
- la fréquence instantanée du VCO 300 varie sensiblement linéairement en fonction de la tension de contrôle Vctrl selon une première pente lorsque la tension appliquée sur l’entrée de contrôle varie entre la tension minimale prédéterminée Vmin et une première tension intermédiaire Vi1 supérieure à la tension minimale prédéterminée Vmin ; et
- la fréquence instantanée du VCO 300 varie sensiblement linéairement en fonction de la tension de contrôle Vctrl selon une deuxième pente lorsque la tension appliquée sur l’entrée de contrôle varie entre une deuxième tension intermédiaire Vi2 et la deuxième tension prédéterminée Vbias. Plus particulièrement, la deuxième tension intermédiaire Vi2 est inférieure à la deuxième tension prédéterminée Vbias et la première tension intermédiaire Vi1 est inférieure à la deuxième tension intermédiaire Vi2. La première pente et la deuxième pente sont sensiblement de même amplitude et de signes opposés. Par ailleurs, le système 140 est configuré pour que la première plage de variation de tension (i.e. la plage de variation de la première tension V1) soit comprise entre la tension minimale prédéterminée Vmin et la première tension intermédiaire Vi1 ou entre la deuxième tension intermédiaire Vi2 et la deuxième tension prédéterminée Vbias. De même, le système 140 est configuré pour que la deuxième plage de variation de tension (i.e. la plage de variation de la deuxième tension V2) soit comprise entre la deuxième tension intermédiaire Vi2 et la deuxième tension prédéterminée Vbias, e.g. sur la base du choix de la valeur C de la première capacité C1 et la deuxième capacité C2 comme décrit ci-dessus en relation avec les équations [Math.1] et [Math.2].
Ainsi, suivant que la première tension prédéterminée est comprise entre la tension minimale prédéterminée Vmin et la première tension intermédiaire Vi1 ou entre la deuxième tension intermédiaire Vi2 et la deuxième tension prédéterminée Vbias, des chirps de pentes opposées (i.e., d’une part, des chirps négatifs ou « down » chirps et, d’autre part, des chirps positifs ou « up » chirps) peuvent être obtenus.
Dans certains modes de réalisation, comme c’est le cas par exemple dans les modes de réalisation des et , la partie régénérative du VCO 300 comprend une diode tunnel 400. Une telle diode présente en effet une résistance équivalente négative dans certaines zones de fonctionnement, même lorsqu’elle est polarisée sous une faible tension, e.g. sous 0,3 V. De la sorte, le VCO 300 peut être implémenté sans composants actifs dans sa partie régénérative. Une telle approche permet à la fois de réduire encore la consommation énergétique du système 140 et un fonctionnement sous une faible tension d’alimentation. Cette approche est encore renforcée lorsque le VCO 300 ne comprend pas de composants actifs du tout.
On présente désormais, en relation avec la les étapes d’un procédé de mise en œuvre du système 140 (selon l’un quelconque des modes de réalisation décrit ci-dessus) pour la génération d’un signal radiofréquences comprenant au moins un chirp selon un mode de réalisation de l’invention. Un exemple de tension de contrôle Vctrl du VCO 300 et de fréquence instantanée du VCO 300 correspondante telles qu’obtenues par mise en œuvre du procédé en question sont plus particulièrement présentées en relation avec les et .
Plus particulièrement, dans un tel procédé, le système 140 est mis en œuvre pour la génération d’un signal comprenant au moins un chirp parmi M chirps, un s-ème chirp parmi lesdits M chirps étant associé à un symbole de modulation de rang s d’une constellation de M symboles, s étant un entier de 0 à M-1. Le s-ème chirp résulte d’une modulation d’un chirp de base dont une fréquence instantanée varie entre une première fréquence instantanée et une deuxième fréquence instantanée pendant un temps symbole T, comme décrit ci-dessus en relation avec les , et . La modulation correspond ainsi, pour le symbole de modulation de rang s, à une permutation circulaire du motif de variation de la fréquence instantanée sur le temps symbole T, obtenue par un décalage temporel de s fois une durée temporelle élémentaire Tc, telle que M*Tc=T.
Plus particulièrement encore, le mode de réalisation de la correspond à la mise en œuvre du système 140 selon le mode de réalisation représenté sur la .
Ainsi, lors d’uneétape E600, la première capacité C1 de la première source 310 est chargée à la première tension prédéterminée V1sta (cas de la ). Par exemple :
- dans un premier temps, la résistance Z est isolée électriquement de la première capacité C1, e.g. via l’ouverture de l’interrupteur 310s3. La première capacité C1 est déconnectée de la première sortie d’alimentation, e.g. via l’ouverture de l’interrupteur 310s2, et est connectée électriquement à l’alimentation électrique, e.g. via la fermeture de l’interrupteur 310s1, pour être chargée sous une tension égale à la deuxième tension prédéterminée Vbias ; puis
- dans un deuxième temps, si la première tension prédéterminée V1sta est inférieure à la deuxième tension prédéterminée Vbias (cas de la ), la première capacité C1 est déconnectée de la première sortie d’alimentation, e.g. via l’ouverture de l’interrupteur 310s2, et est déconnectée de l’alimentation électrique, e.g. via l’ouverture de l’interrupteur 310s1. La résistance Z est mise en parallèle de la première capacité C1, e.g. via la fermeture de l’interrupteur 310s3, pendant une durée prédéterminée pour réduire la tension aux bornes de la première capacité C1 depuis la deuxième tension prédéterminée Vbias jusqu’à la première tension prédéterminée V1sta ; puis
- dans un troisième temps, la résistance Z est isolée électriquement de la première capacité C1, e.g. via l’ouverture de l’interrupteur 310s3, la première capacité C1 étant toujours déconnectée de l’alimentation électrique, e.g. via l’ouverture de l’interrupteur 310s1.
De retour à la , lors d’uneétape E610, la première sortie d’alimentation de la première source de tension 310 est connectée à l’entrée de contrôle du VCO 300 pendant une première durée sensiblement égale à s fois la durée temporelle élémentaire Tc pour moduler la fréquence instantanée du VCO 300 en fonction de la première tension V1. Par exemple, la première capacité C1 est connectée électriquement à la première sortie d’alimentation, e.g. via la fermeture de l’interrupteur 310s2, pour fournir la première tension V1 à l’entrée de contrôle du VCO 300 pendant la durée s*Tc. Plus particulièrement, la première tension V1 décroit sensiblement linéairement depuis la première tension prédéterminée V1sta jusqu’à une première tension finale V1sto pendant la durée s*Tc (cas de la ). Ainsi, une première portion d’un chirp est générée pendant la durée s*Tc ( ).
A contrario, selon certaines implémentations, lorsque s est nul, l’étape E610 n’est pas mise en œuvre. De même, selon certaines implémentations, lorsque s est nul, l’étape E600 n’est pas mise en œuvre non plus.
De retour à la , lors d’uneétape E620, la deuxième capacité C2 de la deuxième source 320 est chargée à la deuxième tension prédéterminée Vbias (cas de la ). Par exemple, la deuxième capacité C2 est déconnectée de la deuxième sortie d’alimentation, e.g. via l’ouverture de l’interrupteur 320s2, et est connectée à l’alimentation électrique, e.g. via la fermeture de l’interrupteur 320s1, pour être chargée sous une tension égale à la deuxième tension prédéterminée Vbias.
De retour à la , lors d’uneétape E630, la deuxième sortie d’alimentation de la deuxième source de tension 320 est déconnectée de l’alimentation électrique, e.g. via l’ouverture de l’interrupteur 320s1, et est connectée électriquement à l’entrée de contrôle du VCO 300 pendant une deuxième durée sensiblement égale à (M-1-s) fois la durée temporelle élémentaire Tc pour moduler la fréquence instantanée du VCO 300 en fonction de la deuxième tension. Par exemple, la deuxième capacité C2 est connectée à la deuxième sortie d’alimentation, e.g. via la fermeture de l’interrupteur 320s2, pour fournir la deuxième tension V2 à l’entrée de contrôle du VCO 300 pendant la durée (M-1-s)*Tc. Plus particulièrement, la deuxième tension V2 décroit sensiblement linéairement depuis la tension V2sta, égale à la deuxième tension prédéterminée Vbias, jusqu’à la deuxième tension finale V2sto pendant la durée (M-1-s)*Tc (cas de la ). Ainsi, une deuxième portion du chirp est générée pendant la durée (M-1-s)*Tc ( ).
Par ailleurs, la première tension prédéterminée V1sta de la première source est configurée pour être sensiblement égale à la valeur de la deuxième tension V2sto à la fin de la deuxième durée (M-1-s)*Tc. De la sorte, la fréquence instantanée à la fin du chirp est effectivement identique à celle au début du chirp ( ).
Dans certains modes de réalisation discutés ci-dessus en relation avec la dans lesquels la première source de tension 310 et/ou la deuxième source de tension 320 sont implémentées avec d’autres types de moyens que des capacités C1, C2 (e.g. par mise en œuvre de DAC), les étapes respectives E600 et/ou E620 de charge desdites capacités ne sont pas mises en œuvre.
Par ailleurs, dans certains modes de réalisation, la fréquence instantanée du VCO 300 varie sensiblement linéairement selon une première pente et selon une deuxième pente sur deux plages de tensions de commandes disjointes. Il s’agit par exemple du mode de réalisation des et . Dans ce cas, lorsque s est égal à M-1, la première tension prédéterminée V1sta peut être choisie soit dans la plage de tension comprise entre la tension minimale prédéterminée Vbias et la première tension intermédiaire Vi1, soit dans la plage de tension comprise entre deuxième tension intermédiaire Vi2 et la deuxième tension prédéterminée Vbias. Ainsi, des chirps de base (ou chirps bruts) présentant des pentes de fréquences instantanées opposées peuvent être obtenus.
Dans certains modes de réalisation évoqués ci-dessus en relation avec la , le système 140 comprend une pluralité de couples de sources de tensions 310, 320. Plus particulièrement, chaque couple de sources de tensions comprend une première source de tension 310 (selon l’un quelconque des modes de réalisation décrits précédemment) et une deuxième source de tension 320 (selon l’un quelconque des modes de réalisation décrits précédemment). Dans certains de ces modes de réalisation, les couples de sources de tensions 310, 320 de la pluralité sont mis en œuvre successivement pour alimenter l’entrée de contrôle du VCO 300 sur des portions temporelles de durée T successives afin de générer une pluralité de chirps correspondants.
Alternativement, deux couples de sources de tensions 310, 320 de la pluralité peuvent être mis en œuvre successivement et périodiquement pour alimenter l’entrée de contrôle du VCO 300 lors de portions temporelles de durée T successives afin de générer une pluralité de chirps correspondants. Par exemple, lorsque les couples de sources de tensions 310, 320 implémentent des sources de tensions correspondant au mode de réalisation de la , les sources de tensions 310, 320 d’un premier couple peuvent être chargées (étapes E600 et E620) pendant que les sources de tensions 310, 320 d’un deuxième couple sont connectées à l’entrée de contrôle du VCO 300 (étapes E610 et E630). En alternant charge et connexion des sources de tensions des deux couples, on peut ainsi générer des chirps sur des portions temporelles de durée T successives.
Claims (14)
- Système (140) pour la génération d’un signal radiofréquences comprenant au moins un chirp, le système comprenant :
- un oscillateur (300) contrôlé en tension, dit VCO, via une tension (Vctrl) appliquée sur une entrée de contrôle du VCO ; et
- au moins un couple de sources de tensions (310, 320) comprenant :- une première source de tension (310) configurée pour délivrer, via une première sortie d’alimentation, une première tension (V1) variant sensiblement linéairement dans le temps à partir d’une première tension prédéterminée (V1sta) et sur une première plage de variation de tension lorsque la première sortie d’alimentation est électriquement connectée à l’entrée de contrôle du VCO pendant une durée pouvant aller au moins jusqu’à une durée T d’un chirp ;
- une deuxième source de tension (320) configurée pour délivrer, via une deuxième sortie d’alimentation, une deuxième tension (V2) variant sensiblement linéairement dans le temps à partir d’une deuxième tension prédéterminée (Vbias) et sur une deuxième plage de variation de tension lorsque la deuxième sortie d’alimentation est électriquement connectée à l’entrée de contrôle du VCO pendant une durée pouvant aller au moins jusqu’à la durée T d’un chirp, une pente de variation dans le temps de la deuxième tension étant sensiblement égale à une pente de variation dans le temps de la première tension, la première tension prédéterminée étant inférieure ou égale à la deuxième tension prédéterminée ; et
- des interrupteurs (310s2, 320s2) de connexion électrique configurés pour connecter ou isoler la première sortie d’alimentation ou la deuxième sortie d’alimentation à l’entrée de contrôle du VCO,
- Système selon la revendication 1, dans lequel ladite première source de tension comprend une première capacité et une résistance, la première tension étant la tension aux bornes de la première capacité, la première source de tension étant configurée pour fonctionner :
- dans un premier état dans lequel la résistance est isolée électriquement de la première capacité, la première capacité étant déconnectée de la première sortie d’alimentation et étant connectée à une alimentation électrique pour être chargée sous une tension égale à la deuxième tension prédéterminée ;
- si la première tension prédéterminée est inférieure à la deuxième tension prédéterminée, dans un deuxième état dans lequel, la première capacité étant déconnectée de la première sortie d’alimentation et de l’alimentation électrique, la résistance est mise en parallèle de la première capacité pendant une durée prédéterminée pour réduire la tension aux bornes de la première capacité depuis la deuxième tension prédéterminée jusqu’à la première tension prédéterminée ; et
- dans un troisième état dans lequel la résistance est isolée électriquement de la première capacité et dans lequel la première capacité est connectée à la première sortie d’alimentation pour fournir la première tension.
- Système selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ladite deuxième source de tension comprend une deuxième capacité, la deuxième tension étant la tension aux bornes de la deuxième capacité, la deuxième source de tension étant configurée pour fonctionner :
- dans un premier état dans lequel la deuxième capacité est déconnectée de la deuxième sortie d’alimentation et est connectée à l’alimentation électrique pour être chargée sous une tension égale à la deuxième tension prédéterminée ; et
- dans un deuxième état dans lequel la deuxième capacité est déconnectée de l’alimentation électrique et est connectée à la deuxième sortie d’alimentation pour fournir la deuxième tension.
- Système selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la partie régénérative du VCO comprend une diode tunnel.
- Système selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la fréquence instantanée du VCO varie sensiblement linéairement lorsque la tension appliquée sur l’entrée de contrôle varie entre une tension minimale prédéterminée (Vmin) et la deuxième tension prédéterminée (Vbias), la tension minimale prédéterminée étant inférieure à la deuxième tension prédéterminée,
ladite première plage de variation de tension et ladite deuxième plage de variation de tension étant comprises entre la tension minimale prédéterminée et la deuxième tension prédéterminée.
- Système selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la fréquence instantanée du VCO varie :
- sensiblement linéairement selon une première pente lorsque la tension appliquée sur l’entrée de contrôle varie entre la tension minimale prédéterminée (Vmin) et une première tension intermédiaire (Vi1) supérieure à la tension minimale prédéterminée ; et
- sensiblement linéairement selon une deuxième pente lorsque la tension appliquée sur l’entrée de contrôle varie entre une deuxième tension intermédiaire (Vi2) et la deuxième tension prédéterminée (Vbias), la deuxième tension intermédiaire étant inférieure à la deuxième tension prédéterminée,
la première tension intermédiaire étant inférieure à la deuxième tension intermédiaire,
la première pente et la deuxième pente étant sensiblement de même amplitude et de signes opposés,
ladite première plage de variation de tension étant comprise entre la tension minimale prédéterminée et la première tension intermédiaire ou entre la deuxième tension intermédiaire et la deuxième tension prédéterminée,
ladite deuxième plage de variation de tension étant comprise entre la deuxième tension intermédiaire et la deuxième tension prédéterminée.
- Système selon la revendication 3 en ce qu’elle dépend de la 2 ou selon l’une quelconque des revendications 4 à 6 en ce qu’elle dépend des revendications 3 et 2,
dans lequel la première capacité et la deuxième capacité ont une valeur de capacité sensiblement égale,
dans lequel le VCO présente une impédance donnée vue de l’entrée de contrôle,
et dans lequel, ledit chirp ayant une fréquence instantanée variant entre une première fréquence instantanée et une deuxième fréquence instantanée pendant ladite durée T, ladite valeur de capacité est prédéterminée pour avoir la première, resp. la deuxième, tension d’alimentation qui varie entre ladite deuxième tension prédéterminée et une tension finale lorsque la première, resp. la deuxième, capacité, est mise en parallèle de l’impédance donnée du VCO pendant la durée T,
la tension finale correspondant à la première fréquence instantanée via ladite loi de variation de la fréquence instantanée du VCO,
la deuxième tension prédéterminée correspondant à la deuxième fréquence instantanée via ladite loi de variation de la fréquence instantanée du VCO.
- Système selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant une pluralité de couples de sources de tensions.
- Procédé de mise en œuvre d’un système (140) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 pour la génération d’un signal comprenant au moins un chirp parmi M chirps, un s-ème chirp parmi lesdits M chirps étant associé à un symbole de modulation de rang s d’une constellation de M symboles, s étant un entier de 0 à M-1, ledit s-ème chirp résultant d’une modulation d’un chirp de base dont une fréquence instantanée varie entre une première fréquence instantanée et une deuxième fréquence instantanée pendant un temps symbole T, ladite modulation correspondant, pour ledit symbole de modulation de rang s, à une permutation circulaire du motif de variation de ladite fréquence instantanée sur ledit temps symbole T, obtenue par un décalage temporel de s fois une durée temporelle élémentaire Tc, telle que M*Tc=T,
caractérisé en ce qu’il comprend, pour au moins un couple donné de sources de tensions (310, 320) :
- lorsque s est non nul, uneconnexion(E610) de la première sortie d’alimentation à l’entrée de contrôle du VCO pendant une première durée sensiblement égale à s fois la durée temporelle élémentaire Tc pour moduler la fréquence instantanée du VCO en fonction de la première tension pendant ladite première durée de sorte à générer une première portion d’un chirp ; et
- uneconnexion(E630) de la deuxième sortie d’alimentation à l’entrée de contrôle du VCO pendant une deuxième durée sensiblement égale à (M-1-s) fois la durée temporelle élémentaire Tc pour moduler la fréquence instantanée du VCO en fonction de la deuxième tension pendant ladite deuxième durée de sorte à générer une deuxième portion du chirp,
la première tension prédéterminée (V1sta) de la première source étant configurée pour être sensiblement égale à la valeur de la deuxième tension (V2sto) à la fin de la deuxième durée.
- Procédé selon la revendication 9, dans lequel le système est selon la revendication 3 en ce qu’elle dépend de la revendication 2 ou selon l’une quelconque des revendications 4 à 8 en ce qu’elle dépend des revendications 3 et 2, comprenant, préalablement audites connexions :
- lorsque s est non nul, unecharge(E600) de ladite première capacité à ladite première tension prédéterminée (V1sta) ; et
- unecharge(E620) de ladite deuxième capacité à ladite deuxième tension prédéterminée (Vbias).
- Procédé selon la revendication 9 ou 10, dans lequel le système est selon la revendication 6 ou selon l’une des revendications 7 et 8 en ce qu’elle dépend de la 6,
et dans lequel, lorsque s est égal à M-1, ladite première tension prédéterminée (V1sta) est dans la plage de tension comprise entre la tension minimale prédéterminée (Vmin) et la première tension intermédiaire (Vi1).
- Procédé selon l’une quelconque des revendications 9 à 11, dans lequel le système est selon la revendication 8,
et dans lequel les couples de sources de tensions de la pluralité sont mis en œuvre successivement pour alimenter l’entrée de contrôle du VCO sur des portions temporelles de durée T successives afin de générer une pluralité de chirps correspondants.
- Procédé selon la revendication 10, dans lequel le système est selon la revendication 8 en ce qu’elle dépend des revendications 3 et 2,
et dans lequel deux couples de sources de tensions de la pluralité sont mis en œuvre successivement et périodiquement pour alimenter l’entrée de contrôle du VCO lors de portions temporelles de durée T successives afin de générer une pluralité de chirps correspondants,
les sources de tensions d’un des deux couples de sources de tensions étant chargées pendant que les sources de tensions de l’autre des deux couples de sources de tensions sont connectées à l’entrée de contrôle du VCO.
- Emetteur (130) radiofréquences comprenant un système selon l’une quelconque des revendications 1 à 8.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2206550A FR3137515A1 (fr) | 2022-06-29 | 2022-06-29 | Système pour la génération d’un signal radiofréquences comprenant au moins un chirp et procédé de mise en œuvre d’un tel système. |
| PCT/EP2023/067391 WO2024003009A1 (fr) | 2022-06-29 | 2023-06-27 | Systeme pour la generation d'un signal radiofrequences comprenant au moins un chirp et procede de mise en oeuvre d'un tel systeme |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2206550 | 2022-06-29 | ||
| FR2206550A FR3137515A1 (fr) | 2022-06-29 | 2022-06-29 | Système pour la génération d’un signal radiofréquences comprenant au moins un chirp et procédé de mise en œuvre d’un tel système. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3137515A1 true FR3137515A1 (fr) | 2024-01-05 |
Family
ID=83900295
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| FR2206550A Pending FR3137515A1 (fr) | 2022-06-29 | 2022-06-29 | Système pour la génération d’un signal radiofréquences comprenant au moins un chirp et procédé de mise en œuvre d’un tel système. |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3137515A1 (fr) |
| WO (1) | WO2024003009A1 (fr) |
Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| US20060240787A1 (en) * | 2005-04-22 | 2006-10-26 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Data transmitter and data transceiver incorporating SAW filter |
| EP2449690B1 (fr) | 2009-07-02 | 2016-01-06 | Nanoscale Labs | Système de communications |
| EP3917021A1 (fr) * | 2020-05-25 | 2021-12-01 | Semtech Corporation | Émetteur, récepteur, et procédé pour des signaux balayés en fréquence |
-
2022
- 2022-06-29 FR FR2206550A patent/FR3137515A1/fr active Pending
-
2023
- 2023-06-27 WO PCT/EP2023/067391 patent/WO2024003009A1/fr unknown
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060240787A1 (en) * | 2005-04-22 | 2006-10-26 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Data transmitter and data transceiver incorporating SAW filter |
| EP2449690B1 (fr) | 2009-07-02 | 2016-01-06 | Nanoscale Labs | Système de communications |
| EP3917021A1 (fr) * | 2020-05-25 | 2021-12-01 | Semtech Corporation | Émetteur, récepteur, et procédé pour des signaux balayés en fréquence |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2024003009A1 (fr) | 2024-01-04 |
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