WO2002043289A1 - Dispositif destine a optimiser un emetteur selon les conditions de transmission, ainsi que emetteur et recepteur de reference pour utilisation dans ce dispositif - Google Patents

Dispositif destine a optimiser un emetteur selon les conditions de transmission, ainsi que emetteur et recepteur de reference pour utilisation dans ce dispositif Download PDF

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WO2002043289A1
WO2002043289A1 PCT/FR2001/003644 FR0103644W WO0243289A1 WO 2002043289 A1 WO2002043289 A1 WO 2002043289A1 FR 0103644 W FR0103644 W FR 0103644W WO 0243289 A1 WO0243289 A1 WO 0243289A1
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transmitter
parameters
signal
optimization device
parameter
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Pierre Vasseur
Bruno Le Breton
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Thales
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04H—BROADCAST COMMUNICATION
    • H04H20/00—Arrangements for broadcast or for distribution combined with broadcast
    • H04H20/12—Arrangements for observation, testing or troubleshooting

Definitions

  • the invention relates to the adaptation of a transmission chain to the 5 transmission conditions.
  • the broadcasters plan according to the time of the year, the time of day and the solar activity, when it is foreseeable, different frequencies in order to optimize the reception.
  • the present invention overcomes or, at the very least, reduces these drawbacks by optimizing various elements of the transmission chain to the propagation conditions, in particular by adapting the transmitter power and channel coding parameters. This guarantees the best possible quality of service at all times for a given frequency in a defined reception area. 25
  • the invention relates to a device intended to optimize a transmitter, characterized in that it comprises:
  • an additional object of the invention is a transmission system comprising at least one transmitter, at least one receiver, and an optimization device connected to a communication network, receiving at least one quality indicator from the receiver making it possible to deliver at least one optimized parameter and transmit it to the transmitter.
  • a variant of the invention is a transmission system comprising at least:
  • a transmitter receiving optimized parameters coming to adjust the parameters of at least one element of its transmission chain and transmitting a signal comprising at least one program and the configuration of its transmission chain,
  • a receiver for example a consumer receiver, receiving the signal transmitted by said transmitter and reproducing at least one program contained in said received signal
  • a reference receiver receiving the signal transmitted by said transmitter and delivering a signal containing at least one quality indicator
  • each receiver allowing the reproduction of the program received can also deliver at least one quality indicator
  • either the receiver and the reference receiver are two separate devices, the first allowing the reproduction of the received program and the second is a signal sensor capable of delivering at least one quality indicator.
  • FIG. 1 an example of a representation of the broadcasting system according to the invention
  • FIG. 2 an exemplary embodiment of the broadcasting system with optimization of the program according to the invention
  • FIG. 3 an exemplary embodiment of a reference receiver according to the invention
  • Figure 1 shows that broadcasters have target areas for broadcasting their programs. Indeed, the transmitter E of the broadcaster transmits in the direction of a predetermined target area. All the receivers (R ⁇ ... R m , Rfi ... R f n) in this zone receive the programs broadcast by the transmitter with more or less good quality. So-called reference receivers (Rfi ... Rf n ) are deployed in this area. They are able to analyze the received signal and the integrity of its content.
  • the reference receivers (R i ... Rf n ) transmit this pre-analysis to an optimization device A comprising at least one signal processing system.
  • This optimization device A can be located at a greater or lesser distance from the transmitter E, or even included in the transmitter E - this latter configuration is not shown in the figure -.
  • the optimization device A collects the information produced by the receiver (s) R f . Then, he draws up a summary of the measurements carried out. By applying set points, it remote controls the adjustment parameters of the transmitter E, in particular of the transmission chain.
  • the transmission of the measurements from the reference receivers R f to the optimization device A and, if necessary, the transmission of the optimized parameters from the optimization device A to the transmitter E can be carried out, for example, on a wired network. (telephone, ethemet ...) or wireless (telephone, satellite .).
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a reference receiver R f adapted to receive the broadcast signal, that is to say that it comprises at least the elements (for example, demodulator and / or decoder and / or interleaver ...) necessary to recover the program or programs transmitted in the broadcast signal.
  • the reference receiver Rf therefore makes it possible to demodulate the multicarrier constellation, to perform channel decoding, to demultiplex the beam (for example of the DRM, Digital Radio World type), to decode the audio and data beams and to perform a real-time analysis using appropriate means C (shown in dotted line in FIG. 3) delivering measurements M. During this analysis, various measurements can be made all along the reception chain.
  • the broadcast signal is received on the antenna R f 11 of the reception device R f 1 of the receiver R f .
  • the signal then passes through an R f 12 module called RF Front End (or HF head in French).
  • a first measurement M11 can be performed on the level of the received signal.
  • the signal then passes through a filter bringing it back to base band R f 13.
  • a second measurement M12 can be envisaged, such as, for example, on the frequency mask or a spectral analysis.
  • this chain comprises in series a demodulator R f 21, a descrambling R f 22, a deinterleaver R f 23, a channel decoder R f 24, a demultiplexer R f 25, a source decoder R f 26 optionally comprising an audio decoder R f 26a, and one or more program reproduction devices (such as for example a loudspeaker R f 27 for audio and / or data programs, and / or a screen not shown to display the data ).
  • a demodulator R f 21 a descrambling R f 22, a deinterleaver R f 23, a channel decoder R f 24, a demultiplexer R f 25, a source decoder R f 26 optionally comprising an audio decoder R f 26a, and one or more program reproduction devices (such as for example a loudspeaker R f 27 for audio and / or data programs, and / or a screen not shown to display the data .
  • the R f 21 demodulator and / or the R f 22 descrambling measurements on the constellation M21, on the SNR signal-to-noise ratio M22, statistics (average and or distribution on the constellations, the SNR, the paths, by example) M23, and / or measurements on the paths (numbers, amplitudes, positions ...) M24 can be carried out.
  • the error rates M25 such as the MER (Mean error rate or average error rate in French) and or the rate of bit errors error BER (bit error rate, BER) M26 can be measured.
  • the analysis can deliver a measurement of the audio quality M27 if it is an audio program or data quality more generally ...
  • the reference receiver R f has one or more of the following functions: - the indication of the received signal level,
  • the various possible uses of the reference receiver R f are, for example: - listening and / or displaying the received signal, locally or remotely (monitoring in English),
  • the optimization device A receives the measurements M carried out by the various reference receivers of the target area of the transmitter E to which it is associated. It performs a synthesis of these results, for example, by comparing the values received with minimum and / or maximum thresholds fixed by the radio broadcaster according to the desired minimum reception quality. For example, when the minimum threshold is exceeded, the optimization device A can react by increasing the channel coding. When one or more minimum thresholds are crossed, the channel coding is then reduced.
  • the different thresholds (set points) can be either predefined or set by the operator of the transmission network).
  • the measurements received can, for example, be one or more of the following measurements:
  • the signal-to-noise ratio at several levels of the reception chain (means, distribution, etc.)
  • the impulse response of the channel (amplitudes, position, number of paths, Doppler effect, etc.)
  • FIG. 4 presents, by way of example, a flow diagram implementing the optimization method of the optimization device A.
  • one of the measurements received by the optimization device A here the audio quality , is examined first.
  • the optimization device can, for example:
  • the different parameters can have different weights, which allows the optimization device to examine them in the order of their weight. For example, if the transmitted power parameter P1 has a weight greater than that of the channel coding P2, the optimization device first checks whether the transmitted power P1 is at its default value. If this is not the case, it modifies the transmitted power parameter P1. And, if the power emitted is the default, it examines the following parameter P2 ... It can be envisaged to examine several parameters to which an identical weight is assigned together.
  • the optimization device envisages a certain number of hypotheses as to the origin of the degradation of the audio quality. For example, it will examine the behavior of a number of measures in a dependent or independent manner. The order of examination of the different measures can be given by assigning, here again, a weight to each measure. In the case presented in the flow diagram of FIG. 4, it examines the behavior of a first measurement with respect to a threshold fixed by the broadcaster. For example, the level of the signal received M11 with respect to a minimum threshold. In case 1, i.e.
  • the parameter concerning the transmitted power is increased and / or the direction of emission (the azimuth, the orientation of the transmitting antenna ) is changed.
  • a second measurement is examined. For example, the bit error rate M25 is compared to a maximum threshold.
  • the parameter P2 concerning the channel coding is modified so that a more powerful channel coding is used.
  • the optimization of the settings by the optimization device A can, for example, be such that: - the loss of audio quality results in the modification of the channel coding and / or of the modulation and / or of the multiplexing (by example, suppression of certain programs) used with interaction on the source coding because of the useful bit rate, - the degradation observed on the impulse response or on the signal to noise ratio leads to the modification of the channel coding and / or of the mode (Ground , SKYWAVE, Robust) used with interaction on the source coding because of the useful bit rate.
  • the optimization device can make it possible to optimize the adjustment of the parameters of transmitted power, transmission frequency and direction of the transmission antenna ...
  • the optimization device A includes at least one means of synchronizing all the measurements received from the different reference receivers Rf.
  • the modification of certain parameters can generate the obligation to adapt other parameters of the transmitter E.
  • the modification of parameter causes the change of the useful bit rate, when the signals are extremely protected
  • the optimization device To whom the slave E transmits also acts on the adjustment of the audio coder (s) in order to adapt the bit rate delivered to the useful bit rate available at this instant.
  • the useful bit rate is of the order of 25 kbits / s with 64 QAM modulation. If the propagation conditions deteriorate: reduction in the signal to noise ratio and / or increase in the bit error rate, the transmission mode can be changed to better protect the useful content, switching from Ground mode to SKYWAVE mode (These are modes defining the structure OFDM - Orthogonal Frequency Division Multiplexing, ie Multiplexing with orthogonal frequency division - specific to DRM). The useful speed is then reduced to 19 kbits / s. The source coding is reparametered to change the bit rate from 25 to 19 kbits / s. Optimization device A sends the optimized parameters to the transmission chain which will apply them to the source coder, the channel coder and the modulator.
  • optimization device will control the switch to 16QAM without a Reed Solomon (RS) encoder.
  • the useful bit rate is then around 18 kbits / s and the source coder will be optimized accordingly.
  • Optimization device A can also control the transition to robust mode with a useful bit rate of 16kbits / s, etc.
  • the source encoder is reparametered in order to provide the useful bit rate adapted to the protection obtained by optimizing the parameters of the transmission chain thanks to the optimization device A.
  • the parameters thus optimized are transmitted to the transmitter E to adjust the various adjustable parameters, in particular the parameters of the transmission chain but also, if necessary, the parameters of the transmission device as shown in FIG. 5.
  • a source encoding E11 of the audio and / or data programs is carried out, comprising at least one compression E11b of the digital signal.
  • the source encoder used E11 is determined by the parameters transmitted by the optimization device A.
  • the different programs are multiplexed E12 according to the multiplexing parameter also determined by the optimization device A.
  • the signal obtained is subjected E13 channel coding, E14 interleaving, E15 packetization and E16 modulation.
  • Each of these functions is configured by the optimized parameters delivered by the optimization device A.
  • the parameters of the transmission device E2 are adjusted by parameters also optimized by the optimization device A. This makes it possible to modify the synthesizer E21 used (transmission frequency ), the power transmitted thanks to the device E22 and / or the direction of the transmitting antenna E23.
  • the modulations envisaged may, for example, be a QAM (Quadrature Amplitude Modulation) modulation in French, 8, 16, 64 state amplitude to quadrature modulation or a QPSK (Quadrature Phase Shift Keing) modulation, in French phase shift modulation in quadrature).
  • the channel coding envisaged can, for example, be an MLC coding (Multi Level Coding or coding at multiple level in French) and / or a Reed Solomon (RS) coding.
  • the audio source coding envisaged may be, for example, MPEG-4 AAC (Advanced Audio Coding, in French advanced audio coding) or MPEG-4 AAC and SBR (Spectral Band Replication, in French reproduction of spectral band) or MPEG-4 AAC and PAT (Perceptual Audio Transposition, in French perceptual audio transposition) or G729 (CCETT) or CELP or MPEG 2 layer 3.
  • MPEG-4 AAC Advanced Audio Coding, in French advanced audio coding
  • MPEG-4 AAC and SBR Spectral Band Replication, in French reproduction of spectral band
  • MPEG-4 AAC and PAT Perceptual Audio Transposition, in French perceptual audio transposition
  • G729 CETT
  • CELP MPEG 2 layer 3.
  • the receiver R f receives information on the setting of the transmitter in the received broadcast signal and adapts automatically.
  • the signal comprises one or more audio programs and / or one or more data programs.
  • the signal can also comprise, alone or in addition to one or more of the preceding programs, one or more programs containing still images.
  • This system can be used within the framework of broadcasting according to the DRM standard, as well as more generally within the framework of broadcasting according to the standard UIT217-1 / 10 / Union Internationale des Telecommunications).
  • the use of this transmission system or at least one of the devices composing it must not be limited to the AM bands but can also be, for example, used for the FM bands ...
  • the optimization device A receives one or more signals, each comprising one or more measurements indicating the quality of the signal received in a broadcasting system and coming from one or more several R receptors.
  • These R receptors can be specific receptors, called Rf reference receptors.
  • the signals comprising the measurements or quality indicators are transmitted either via a wired network (telephone or ethernet network, etc.) or via a wireless network (mobile telephone network, satellite, etc.). These signals can, for example, be transmitted on request from the optimization device A or periodically at times defined for each reference receiver R f .
  • the optimization device A can consider one or more measures to modify one or more parameters. It thus allows the maintenance of a fixed reception quality when the transmission conditions deteriorate and the use by the transmitter E of less powerful device (lower transmitted power, less powerful channel coding ...) when the transmission conditions are satisfactory.
  • the parameters of the transmitter E thus optimized by the optimization device A adjust the various elements of the transmitter E, in particular of the transmission chain so that they adapt to the transmission conditions.
  • the device A can carry out an analysis either on an event generated by a reference receiver, or on the basis of cyclic analysis whose periodicity can be predetermined or fixed by the operator.
  • the device A thus makes it possible to control the adjustment either only of the elements of the emission chain E1, or only of the elements of the emission device E2, or jointly of the elements of the emission chain E1 and of the emission device E2 .
  • the setting of the transmitter E is transmitted with the programs in the broadcast signal.
  • the receivers are able to reparameter their devices (OFDM modes, demodulator, demultiplexer, channel decoder, source decoder ...) accordingly.

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Abstract

L'invention concerne l'adaptation d'une chaîne d'émission aux conditions de transmission. Un dispositif destiné à optimiser un émetteur comporte au moins un élément permettant d'évaluer, en fonction du ou des indicateurs de qualité reçus, l'optimisation à apporter à au moins un paramètre dudit émetteur, en particulier d'au moins un élément de sa chaîne d'émission. En outre, le système de diffusion comporte au moins: un émetteur recevant des paramètres optimisés venant régler les paramètres d'un moins un élément de sa chaîne d'émission et émettant un signal comportant au moins un programme audio et le paramétrage de sa chaîne d'émission, un récepteur de référence recevant le signal émis par ledit émetteur et délivrant un signal contenant au moins un indicateur de qualité, et un dispositif d'optimisation recevant ledit signal avec indicateur de qualité et délivrant les paramètres de réglage audit émetteur.

Description

DISPOSITIF DESTINE A OPTIMISER UN EMETTEUR SELON LES CONDITIONS DE TRANSMISSION , AINSI QUE EMETTEUR ET RECEPTEUR DE REFERENCE POUR UTILISATION DANS CE DISPOSITIF
L'invention concerne l'adaptation d'une chaîne d'émission aux 5 conditions de transmission.
Par exemple, lors de la transmission d'émission radio dans les bandes AM et, en particulier, en ondes courtes, les conditions de propagation du signal varient à chaque instant. De ce fait, la réception est perturbée, voire 10 inexistante.
Les radiodiffuseurs prévoient en fonction de la période de l'année, de l'heure du jour et de l'activité solaire, quand elle est prévisible, des fréquences différentes afin d'optimiser la réception.
Ce phénomène existe en radio analogique mais il est plus perturbant 15 en radio numérique. En effet, si les codes correcteurs (codage canal) corrigent un certain nombre d'erreurs de transmission, au-delà d'un seuil d'erreurs le décodage devient inopérant et le signal audio disparaît.
La présente invention permet de palier ou, pour le moins, de réduire 20 ces inconvénients en optimisant différents éléments de la chaîne d'émission aux conditions de propagation, en particulier en adaptant les paramètres de puissance de l'émetteur et de codage de canal. Cela permet de garantir la meilleure qualité de service possible à chaque instant pour une fréquence donnée dans une zone de réception définie. 25 L'invention a pour objet un dispositif destiné à optimiser un émetteur, caractérisé en ce qu'il comporte :
• au moins une entrée connectée à un réseau de communication recevant un signal comportant au moins un paramètre indicateur de la qualité en réception d'un signal émis par ledit émetteur;
30 • au moins un élément permettant d'évaluer, en fonction du ou des indicateurs de qualité reçus, l'optimisation à apporter à au moins un paramètre dudit émetteur, en particulier d'au moins un élément de sa chaîne d'émission;
• au moins une sortie connectée de manière directe ou indirecte au dit 35 émetteur, sur laquelle le ou les paramètres optimisés sont délivrés. En outre, un objet supplémentaire de l'invention est un système de transmission comportant au moins un émetteur, au moins un récepteur, et un dispositif d'optimisation connecté à un réseau de communication, recevant au moins un indicateur de qualité du récepteur permettant de délivrer au moins un paramètre optimisé et de le transmettre à l'émetteur.
Une variante de l'invention est un système de transmission comportant au moins :
• un émetteur recevant des paramètres optimisés venant régler les paramètres d'un moins un élément de sa chaîne d'émission et émettant un signal comportant au moins un programme et le paramétrage de sa chaîne d'émission,
• un récepteur, par exemple un récepteur grand public, recevant le signal émis par ledit émetteur et reproduisant au moins un programme contenu dans ledit signal reçu, • un récepteur de référence recevant le signal émis par ledit émetteur et délivrant un signal contenant au moins un indicateur de qualité, et
• un dispositif d'optimisation recevant ledit signal avec indicateur de qualité et délivrant les paramètres de réglage audit émetteur.
Dans ce dernier système de transmission, il peut être envisagé que : • soit chaque récepteur permettant la reproduction du programme reçu puisse aussi délivrer au moins un indicateur de qualité,
• soit le récepteur et le récepteur de référence sont deux dispositifs distincts, le premier permettant la reproduction du programme reçu et le second est un capteur de signal capable de délivrer au moins un indicateur de qualité.
Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description, faite à titre d'exemple, et des figures s'y rapportant qui représentent :
- Figure 1 , un exemple de représentation du système de diffusion selon l'invention,
- Figure 2, un exemple de réalisation du système de diffusion avec optimisation de l'émission selon l'invention, - Figure 3, un exemple de réalisation de récepteur de référence selon l'invention,
- Figure 4, un exemple de fonctionnement du dispositif d'optimisation selon l'invention, - Figure 5, un exemple de réalisation d'un émetteur optimisable selon l'invention.
Dans la suite de la description, le système selon l'invention sera présenté dans le cadre de la diffusion de programmes radio dans les bandes AM. Ce système peut être envisagé pour la diffusion radio quelle que soit la bande de fréquence utilisée.
La figure 1 montre que les radiodiffuseurs ont des zones cibles pour diffuser leurs programmes. En effet, l'émetteur E du radiodiffuseur émet en direction d'une zone cible prédéterminée. Tous les récepteurs (Rι...Rm, Rfi... Rfn) de cette zone captent les programmes diffusés par l'émetteur avec une qualité plus ou moins bonnes. Des récepteurs dits de références (Rfi... Rfn) sont déployés sur cette zone. Ils sont capables d'analyser le signal reçu et l'intégrité de son contenu.
Sur la figure 2, les récepteurs de références (R i... Rfn) transmettent cette pré-analyse à un dispositif d'optimisation A comportant au moins un système de traitement du signal. Ce dispositif d'optimisation A peut être situé à plus ou moins grande distance de l'émetteur E, voire compris dans l'émetteur E - cette dernière configuration n'est pas représentée sur la figure -. Le dispositif d'optimisation A fait la collecte des informations élaborées par le ou les récepteurs Rf. Puis, il élabore une synthèse des mesures réalisées. En appliquant des points de consigne, il télécommande les paramètres de réglage de l'émetteur E, en particulier de la chaîne d'émission. La transmission des mesures des récepteurs de référence Rf vers le dispositif d'optimisation A et, le cas échéant, la transmission des paramètres optimisés du dispositif d'optimisation A vers l'émetteur E peuvent être effectuées, par exemple, sur un réseau filaire (téléphone, ethemet ...) ou sans fil (téléphone, satellite....).
La figure 3 montre un exemple de réalisation d'un récepteur de référence Rf adapté pour recevoir le signal diffusé, c'est à dire qu'il comporte au moins les éléments (par exemple, démodulateur et/ou décodeur et/ou desentrelaceur...) nécessaires pour récupérer le ou les programmes transmis dans le signal diffusé. Le récepteur de référence Rf permet donc de démoduler la constellation multiporteuse, d'effectuer le décodage de canal, de démultiplexer le faisceau (par exemple de type DRM, Digitale Radio Mondiale), de décoder les faisceaux audio et de données et d'effectuer une analyse temps réel à l'aide de moyens appropriés C (représentés sur la figure 3 en pointillés) délivrant des mesures M. Lors de cette analyse, diverses mesures peuvent être effectuées tout au long de la chaîne de réception. Par exemple, le signal diffusé est reçu sur l'antenne Rf11 du dispositif de réception Rf1 du récepteur Rf. Le signal traverse alors un module Rf12 appelé RF Front End (ou tête HF en français). A ce niveau, une première mesure M11 peut être effectuée sur le niveau du signal reçu. Le signal passe ensuite dans un filtre le ramenant en bande de base Rf13. A ce niveau, une deuxième mesure M12 peut être envisagée comme, par exemple, sur le masque de fréquence ou une analyse spectrale.
Le signal est ensuite traité par la chaîne de réception Rf2. Par exemple, cette chaîne comporte en série un démodulateur Rf21 , un Détramage Rf22, un desentrelaceur Rf23, un décodeur de canal Rf24, un démultiplexeur Rf25, un décodeur source Rf26 comportant éventuellement un décodeur audio Rf26a, et un ou plusieurs dispositif de reproduction du programme (tel que par exemple un haut-parleur Rf27 pour les programmes audio et/ou de données, et/ou un écran non représenté pour afficher les données...). Au niveau du démodulateur Rf21 et/ou du Détramage Rf22, des mesures sur la constellation M21 , sur le rapport signal à bruit SNR M22, des statistiques (moyenne et ou distribution sur les constellations, le SNR, les trajets, par exemple) M23, et/ou des mesures sur les trajets (nombres, amplitudes, positions...) M24 peuvent être effectuées. Au niveau du desentrelaceur Rf23, du décodeur de canal Rf24 et/ou du démultiplexeur R25, les taux d'erreurs M25 comme le MER (Mean error rate ou taux d'erreurs moyen en français) et ou le taux d'erreurs binaires TEB (BER, bit error rate, en anglais) M26 peuvent être mesurés. Au niveau du décodeur de source Rf26, l'analyse peut délivrée une mesure de la qualité audio M27 s'il s'agit d'un programme audio ou de la qualité des données de manière plus générale ...
Pour résumé, le récepteur de référence Rf a une ou plusieurs des fonctions suivantes : - l'indication du niveau de signal reçu,
- la mesure du BER,
- les signaux d'entrée bande de base I et Q (niveaux IQ),
- le spectre d'entrée,
- la réponse impulsionnelle du canal et gain du canal sur fréquence, - la constellation démodulée avec le rapport signal à bruit symbole associé,
- les sorties audio,
- le rapport signal à bruit sur des fréquences de référence,
- la possibilité d'effectuer un enregistrement des données et de les répéter, cela à différents niveaux de la chaîne de réception, - la fonction de répétition des fichiers mémorisés,
- la fonction logbook complètement automatique,
- la fonction histogramme sur les paramètres techniques principaux enregistrés,
- les outils graphiques d'analyse visuelle des paramètres de transmission, - l'analyse statistique des paramètres principaux,
- la reconfiguration automatique en ligne ou au travers d'un plan programmable interne.
Les différentes utilisations possibles du récepteur de référence Rf sont, à titre d'exemple: - l'écoute et/ou l'affichage du signal reçu, localement ou à distance (monitoring en anglo-saxon),
- l'affichage temps réel, les mesures et l'analyse en ligne des paramètres techniques du signal reçu,
- l'enregistrement de l'information, par exemple sur un disque dur, pour une analyse plus en profondeur par la suite soit par le dispositif d'optimisation
A,
- comme outils de formation pour le personnel pour préparer la transition de l'analogique vers le numérique.
Le dispositif d'optimisation A reçoit les mesures M effectuées par les différents récepteurs de référence de la zone cible de l'émetteur E auquel il est associé. Il effectue une synthèse, de ces résultats, par exemple, en comparant les valeurs reçues à des seuils minima et/ou maxima fixés par le radio diffuseur suivant la qualité de réception minimale souhaitée. Par exemple, lorsque le seuil minimum est dépassé, le dispositif d'optimisation A peut réagir en augmentant le codage de canal. Lorsqu'un ou plusieurs seuils minima sont franchis, le codage de canal est, alors, réduit. Les différents seuils (points de consigne) peuvent être soit prédéfini, soit fixés par l'exploitant du réseau de transmission).
Les mesures reçues peuvent, par exemple, être une ou plusieurs des mesures suivantes:
- la qualité audio (échelle...)
- le niveau de champ reçu (distribution, moyenne...)
- le rapport signal à bruit à plusieurs niveaux de la chaîne de réception (moyen, distribution...) - la réponse impulsionnelle du canal (amplitudes, position, nombre de trajets, effet Doppler...)
La figure 4 présente, à titre d'exemple, un organigramme mettant en œuvre le procédé d'optimisation du dispositif d'optimisation A. Dans ce cas, l'une des mesures reçues par le dispositif d'optimisation A, ici la qualité audio, est examinée en premier.
Si elle est supérieure à un seuil fixé par le radio diffuseur, elle est dite "excellente". Dans ce cas, l'ensemble des paramètres est examiné pour vérifier s'ils correspondent à leurs valeurs par défaut. Sinon, ils sont :
- soit directement ramené à leurs valeurs par défaut un à un comme le montre l'organigramme ou tous ensemble,
- soit, si cela est possible, placés à une valeur intermédiaire, là encore un à un ou tous ensemble.
Par exemple, si la puissance émise est supérieure à la valeur par défaut, le codage de canal utilisé est très puissant, et que la qualité audio est excellente, le dispositif d'optimisation peut, par exemple :
- soit remettre la puissance émise à sa valeur par défaut et attendre de voir comment la qualité audio évolue,
- soit diminuer la puissance émise d'un incrément fixé vers sa valeur par défaut et attendre de voir comment la qualité audio évolue, - soit commander l'utilisation du codage de canal par défaut et attendre de voir comment la qualité audio évolue,
- soit commander l'utilisation d'un codage de canal moins puissant mais toujours plus puissant que le codage de canal par défaut et attendre de voir comment la qualité audio évolue,
- soit d'influer à la fois sur la puissance émise et le codage de canal. Comme cela est présenté sur la figure 4, dans le cas où les paramètres sont optimisés séparément, les différents paramètres peuvent avoir des poids différents, ce qui permet au dispositif d'optimisation de les examiner dans l'ordre de leur poids. Par exemple, si le paramètre puissance émise P1 a un poids supérieur à celui du codage de canal P2, le dispositif d'optimisation vérifie d'abord si la puissance émise P1 est à sa valeur par défaut. Si telle n'est pas le cas, il modifie le paramètre de puissance émise P1. Et, si la puissance émise est celle par défaut, il examine le paramètre suivant P2... Il peut être envisagé d'examiner plusieurs paramètres auxquels est attribués un poids identiques ensemble.
Dans le cas où la qualité audio est jugée "insuffisante", le dispositif d'optimisation envisage un certain nombre d'hypothèse quant à l'origine de la dégradation de la qualité audio. Par exemple, Il va examiner le comportement d'un certain nombre de mesures de manière dépendante ou indépendante. L'ordre d'examen des différentes mesures peut être donné en attribuant, là encore, un poids à chaque mesure. Dans le cas présenté sur l'organigramme de la figure 4, il examine le comportement d'une première mesure par rapport à un seuil fixé par le radiodiffuseur. Par exemple, le niveau du signal reçu M11 par rapport à un seuil minimum. Dans le cas 1, c'est à dire ici si le niveau est inférieur au seuil, le paramètre concernant la puissance émise est augmenté et/ou la direction d'émission (l'azimut, l'orientation de l'antenne d'émission) est modifiée. Dans le cas 2, c'est à dire ici si le niveau du signal reçu est supérieur au seuil, une seconde mesure est examinée. Par exemple, le taux d'erreur binaire M25 est comparé à un seuil maximum. Dans le cas 1 , c'est à dire ici si le taux d'erreur est supérieur au seuil, le paramètre P2 concernant le codage de canal est modifié afin qu'un codage de canal plus puissant soit utilisé. Au lieu de modifier les paramètres un à un, il peut être envisagé de modifier de manière plus ou moins forte un ou plusieurs paramètres (pondération du réglage suivant les mesures) en fonction de la comparaison d'une ou plusieurs mesures obtenues par rapport à leurs seuils respectifs.
La réalisation de l'optimisation des paramétrage par le dispositif d'optimisation A peut, par exemple, être tel que : - la perte de qualité audio entraîne la modification du codage de canal et/ou de la modulation et/ou du multiplexage (par exemple, suppression de certains programmes) utilisés avec interaction sur le codage de source à cause du débit utile, - la dégradation observée sur la réponse impulsionnelle ou sur le rapport signal à bruit entraîne la modification du codage de canal et/ou du mode (Ground, SKYWAVE, Robust) utilisés avec interaction sur le codage de source à cause du débit utile.
En complément à ces réglages sur la chaîne d'émission E1 de l'émetteur E, il peut être envisagé d'effectuer des réglages sur le dispositif d'émission E2. En particulier, le dispositif d'optimisation peut permettre d'optimiser le réglage des paramètres de puissance émise, de fréquence d'émission et de direction de l'antenne d'émission...
Afin de réduire le débit des mesures transmises au dispositif d'optimisation, il peut être envisagé de n'effectuer qu'une analyse périodique de ces mesures. Le dispositif d'optimisation A comporte au moins un moyen de synchroniser l'ensemble des mesures reçues des différents récepteurs de référence Rf.
La modification de certains paramètres peut engendrés l'obligation d'adaptation d'autres paramètres de l'émetteur E. Par exemple, si la modification de paramètre entraîne le changement du débit utile, lorsque les signaux sont extrêmement protégés, le dispositif d'optimisation A qui asservi l'émetteur E agit également sur le réglage du ou des codeurs audio afin d'adapter le débit délivré au débit utile disponible à cet instant.
A titre d'exemple, pour une transmission dans un canal HF avec une bande passante radio fréquence de 9kHz, lorsque les conditions sont "idéales", le débit utile est de l'ordre de 25kbits/s avec une modulation 64 QAM. Si les conditions de propagation se détériorent : réduction du rapport signal sur bruit et/ou augmentation du taux d'erreurs binaires, le mode de transmission peut être changer pour mieux protéger le contenu utile, passage du mode Ground au mode SKYWAVE (Ce sont des modes définissant la structure OFDM - Orthogonal Frequency Division Multiplexing, c'est à dire Multiplexage à division de fréquence orthogonale- propre à la DRM) . Le débit utile se réduit alors à 19 kbits/s. Le codage source est reparamètrer pour changer le débit de 25 à 19 kbits/s. Le dispositif d'optimisation A envoie les paramètres optimisés à la chaîne d'émission qui va les appliquer au codeur source, au codeur de canal et au modulateur.
Si les conditions empirent, le dispositif d'optimisation va commander le passage en 16QAM sans codeur Reed Solomon (RS). Le débit utile est alors de l'ordre de 18 kbits/s et le codeur source sera optimisé en conséquence. Le dispositif d'optimisation A peut aussi commander le passage en mode robuste avec un débit utile de 16kbits/s, etc....
Le tableau ci-dessous précise, à titre d'exemple, les débits utiles en
Figure imgf000011_0001
Le codeur source est reparamétré afin de fournir le débit utile adapté à la protection obtenue par l'optimisation des paramètres de la chaîne d'émission grâce au dispositif d'optimisation A.
Les paramètres ainsi optimisés sont transmis à l'émetteur E pour régler les différents paramètres réglables, en particulier les paramètres de la chaîne d'émission mais aussi, le cas échéant, les paramètres du dispositif d'émission comme le montre la figure 5.
Un codage de source E11 des programmes audio et/ou de données est effectué, comprenant au moins une compression E11b du signal numérique. Le codeur de source utilisé E11 est déterminé par les paramètres transmis par le dispositif d'optimisation A. Puis, les différents programmes sont multiplexes E12 suivant le paramètre de multiplexage déterminé, lui aussi, par le dispositif d'optimisation A. Le signal obtenu subit un codage de canal E13, un entrelacement E14, une mise sous la forme de paquet E15 et une modulation E16. Chacune des ces fonctions est paramétrée par les paramètres optimisés délivrés par le dispositif d'optimisation A. Eventuellement, les paramètres du dispositif d'émission E2 sont réglés par des paramètres optimisés eux aussi par le dispositif d'optimisation A. Cela permet de modifier le synthétiseur E21 utilisé (fréquence d'émission), la puissance émise grâce au dispositif E22 et/ou la direction de l'antenne d'émission E23.
Les modulations envisagées peuvent, par exemple, être une modulation QAM (Quadrature Amplitude Modulation, en français modulation d'amplitude à quadrature) à 8, 16, 64 états ou une modulation QPSK (Quadrature Phase Shift Keing, en français modulation à décalage de phase en quadrature). Le codage de canal envisagé peut, par exemple, être un codage MLC (Multi Level Coding ou codage à niveau multiple en français) et/ou un codage Reed Solomon (RS). Le codage source audio envisagé peut être, par exemple, MPEG-4 AAC (Advanced Audio Coding, en français codage audio avancé) ou MPEG-4 AAC et SBR (Spectral Band Replication, en français reproduction de bande spectrale) ou MPEG-4 AAC et PAT (Perceptual Audio Transposition, en français transposition audio perceptuelle) ou G729 (CCETT) ou CELP ou MPEG 2 layer 3.
Ce procédé peut fonctionner en temps quasi réel afin de garantir une qualité optimale à chaque instant. Le récepteur Rf reçoit les informations sur le réglage de l'émetteur dans le signal diffusé reçu et s'adapte automatiquement.
Dans les exemples précédents, le signal comporte un ou plusieurs programmes audio et/ou une ou plusieurs programmes de données. Le signal peut aussi comporter seul ou en complément d'un ou plusieurs des programmes précédents un ou plusieurs programmes contenant des images fixes. Ce système peut être utilisé dans le cadre de diffusion selon la norme DRM, ainsi que plus généralement dans le cadre de diffusion selon le standard UIT217-1/10/Union Internationale des Télécommunications). De plus, l'utilisation de ce système de transmission ou d'au moins l'un des dispositifs le composant ne doit pas être limité aux bandes AM mais peut aussi être, par exemple, utilisé pour les bandes FM...
De manière générale, le dispositif d'optimisation A reçoit un ou plusieurs signaux comportant chacun une ou plusieurs mesures indiquant la qualité du signal reçu dans un système de diffusion et provenant d'un ou plusieurs récepteurs R. Ces récepteurs R peuvent être des récepteurs spécifiques, appelés récepteurs de référence Rf. Les signaux comportant les mesures ou indicateurs de qualité sont transmis soit via un réseau filaire (réseau téléphonique ou ethernet...) soit via un réseau sans fil (réseau de téléphonie mobile, satellite...). Ces signaux peuvent, par exemple, être transmis sur requête du dispositif d'optimisation A ou de manière périodique à des instants définis pour chaque récepteur de référence Rf.
Le dispositif d'optimisation A peut considérer une ou plusieurs mesures pour modifier un ou plusieurs paramètres. Il permet ainsi le maintien d'une qualité réception fixée lorsque les conditions de transmission se dégradent et l'utilisation par l'émetteur E de dispositif moins puissant (puissance émise inférieure, codage de canal moins puissant...) lorsque les conditions de transmission sont satisfaisantes. Les paramètres de l'émetteur E ainsi optimisés par le dispositif d'optimisation A viennent régler les différents éléments de l'émetteur E, en particulier de la chaîne d'émission afin qu'ils s'adaptent aux conditions de transmission.
Le dispositif A peut procéder à une analyse soit sur un événement généré par un récepteur de référence, soit sur la base d'analyse cyclique dont la périodicité peut être prédéterminée ou fixée par l'opérateur. Le dispositif A permet ainsi de commander le réglage soit uniquement des éléments de la chaîne d'émission E1 , soit uniquement des éléments du dispositif d'émission E2, soit conjointement des éléments de la chaîne d'émission E1 et du dispositif d'émission E2.
Le paramétrage de l'émetteur E est transmis avec les programmes dans le signal diffusé. Ainsi, les récepteurs sont capables de reparameter leurs dispositifs (modes OFDM, démodulateur, démultiplexeur, décodeur de canal, décodeur de source...) en conséquence.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif destiné à optimiser le fonctionnement d'un émetteur (E), caractérisé en ce qu'il comporte :
• au moins une entrée connectée à un réseau de communication (N) recevant un signal comportant au moins un paramètre (P) indicateur de la qualité en réception d'un signal émis par ledit émetteur (E);
• au moins un élément permettant d'évaluer, en fonction du ou des indicateurs de qualité reçus, le ou les paramètres optimisés correspondant à l'optimisation à apporter à au moins un paramètre dudit émetteur (E), en particulier d'au moins un élément de sa chaîne d'émission (E1);
• au moins une sortie connectée de manière directe ou indirecte au dit émetteur (E), sur laquelle le ou les paramètres optimisés sont délivrés.
2. Dispositif d'optimisation caractérisé en ce que les indicateurs de qualité proviennent d'au moins une partie des récepteurs, appelés récepteurs de référence (Rf), via un réseau (N).
3. Dispositif d'optimisation selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le ou les indicateurs de qualité sont un ou plusieurs des paramètres suivants : rapport signal à bruit moyen de la constellation, distribution du rapport signal à bruit de la constellation, amplitude du champ reçu, qualité audio, • nombre de trajets, amplitudes et positions d'un, plusieurs ou de la totalité des trajets, effet Doppler.
4. Dispositif d'optimisation selon l'un des revendications précédentes caractérisées en ce que le ou les paramètres optimisés sont un ou plusieurs des paramètres suivants :
• le type de modulation,
• le paramétrage OFDM,
• le mode DRM,
• le type de codeur détecteur et/ou correcteur d'erreurs, • la puissance émise,
• la direction d'émission.
5. Emetteur comportant:
• une chaîne d'émission (E1) comportant plusieurs éléments dont au moins :
- un codeur source (E11) recevant au moins un programme audio ou un programme de données, et
- un modulateur (E16), et
• un dispositif d'émission (E2) comportant au moins une antenne (E23), caractérisé en ce qu'au moins l'un de ses paramètres, dits paramètres réglables, peut être modifié.
6. Emetteur selon la revendication précédente caractérisé en ce que le ou les paramètres modifiés sont au moins un paramètre d'au moins un élément de sa chaîne d'émission (E1).
7. Emetteur selon l'une des revendications 5 ou 6 caractérisé en ce qu'il comporte au moins une entrée connectée à un réseau de communication (N) relié à un dispositif d'optimisation (A) délivrant des paramètres optimisés venant modifiés lesdits paramètres réglables.
8. Emetteur selon la revendication précédente caractérisé en ce que ledit dispositif d'optimisation (A) est un dispositif d'optimisation selon l'une des revendications 1 ou 2.
9. Emetteur selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif d'optimisation (A) selon l'une des revendications 1 ou 2 délivrant des paramètres optimisés venant modifiés lesdits paramètres réglables.
10. Récepteur caractérisé en ce qu'il reçoit le signal émis par l'émetteur (E) selon l'une des revendications 5 à 9.
11. Récepteur selon la revendication précédente caractérisé en ce qu'il comporte au moins un moyen d'analyse (C) de la qualité du signal reçu capable de délivré un ou plusieurs indicateurs de qualité.
12. Système de transmission comportant au moins un émetteur (E) et au moins un récepteur (R), caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'optimisation (A) connecté à un réseau de communication (N), recevant au moins un indicateur de qualité du récepteur (R) permettant de délivrer au moins un paramètre optimisé et de le transmettre à l'émetteur (E).
13. Système de transmission comportant au moins :
• un émetteur (E) selon l'une des revendications 5 à 9 recevant des paramètres optimisés venant régler les paramètres d'un moins un élément de sa chaîne d'émission (E1) et émettant un signal comportant au moins un programme et le paramétrage de sa chaîne d'émission,
• un récepteur de référence (Rf) selon la revendication 11 recevant le signal émis par ledit émetteur (E) et délivrant un signal contenant au moins un indicateur de qualité, et « un dispositif d'optimisation (A) selon l'une des revendications 1 à 4 recevant ledit signal avec indicateur de qualité et délivrant les paramètres de réglage audit émetteur (E).
14. Système de transmission selon la revendication précédente comportant au moins un récepteur (R) selon la revendication 10 recevant le signal émis par ledit émetteur (E) et reproduisant au moins un programme contenu dans ledit signal reçu.
15. Utilisation du système de transmission selon l'une des revendications 12 ou 14 pour la radiodiffusion AM.
16. Utilisation du système de transmission selon l'une des revendications 12 ou 14 pour la diffusion selon la norme DRM ou une diffusion selon le standard UIT217-1/10.
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