WO2008007029A2 - Procedes d' emission et de reception d ' un signal multiporteuse de type oqam - Google Patents

Procedes d' emission et de reception d ' un signal multiporteuse de type oqam Download PDF

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WO2008007029A2
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Chrislin Lele
Jean-Philippe Javaudin
Rodolphe Legouable
Pierre Siohan
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France Telecom
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Definitions

  • the field of the invention is that of the transmission and broadcasting of digital information, especially at high speed, over a limited frequency band.
  • the invention relates to a technique for transmitting and receiving a multicarrier signal for improving, in reception, an estimate of the transmission channel, for example in a mobile radio environment.
  • the technique according to the invention is well suited to the transmission of multi-carrier signals having undergone modulation of the OFDM / OQAM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing / Offset Quadrature Amplitude Modulation) or BFDM / OQAM type.
  • OFDM / OQAM Orthogonal Frequency Division Multiplexing / Offset Quadrature Amplitude Modulation
  • BFDM / OQAM type BFDM / OQAM type.
  • Biorthogonal Frequency Division Multiplexing / OQAM for which the carriers are shaped by a prototype function.
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplex
  • Such a modulation technique provides an effective solution to the problem of broadcasting information, especially for multipath channels, wired or wireless.
  • the OFDM multicarrier modulation technique has been adopted in several standards and specifications for wired transmission applications, for example of the ADSL (English as “Asymmetric Digital Subscriber Line”) or PLC ("Powerline Communication") type. in English “powerline online”, or CPL), or wireless, for example DAB type (in English “Digital Audio Broadcasting"), DVB-T (in English “Digital Video Broadcasting - Terrestrial "), or WLAN (in English” Wireless Local Area
  • a proposed solution consists in replacing a Quadrature Amplitude Modulation (QAM) modulation, implemented on each of the carriers, by a shifting modulation of half a symbol time, the real and imaginary parts. complex symbols to be transmitted, for two successive carrier frequencies. This alternation leads to a multicarrier modulation of the type
  • the offset (time offset) introduced by the OQAM modulation makes it possible to relax the constraints of orthogonality, or more generally of biorthogonality.
  • This modulation family thus offers a wider choice of prototype functions than the simple rectangular prototype function of an OFDM modulation.
  • prototype functions appropriate to the types of distortions encountered.
  • OFDM / OQAM modulation is thus an alternative to conventional OFDM modulation, based on a judicious choice of the prototype function modulating each of the signal carriers, which must be well located in the time / frequency space.
  • FIG. 1 illustrates a time / frequency representation of real-valued data elements transmitted by OFDM / OQAM modulation and of complex value data elements transmitted by conventional OFDM modulation, without guard interval, an OFDM complex value symbol.
  • / QAM or OFDM / OQAM actual values consisting of a set of data items at a given instant t.
  • each time / frequency slot carries a carrier frequency, called sub-carrier or directly carrier in the following description.
  • the triangles at a given instant t represent the data elements with complex values of an OFDM / QAM symbol.
  • the circles and the stars at a given instant t represent the real-valued data elements of an OFDM / OQAM symbol.
  • the circles correspond to the real part and the stars to the imaginary part of a complex symbol coming from a QAM constellation that is to be transmitted using OFDM modulation. / OQAM.
  • V 0 the spacing between two adjacent carriers of the multiplex
  • T 0 the time spacing between two symbols with real values
  • the advantage of the BFDM / OQAM type modulation is to allow, for a given length of prototype filter, a reduction in the delay brought by the transmission system.
  • the BFDM / OQAM modulation technique like OFDM / OQAM, transmits valuable symbols at a rate twice that of which the OFDM transmits complex value symbols. Consequently, these two modulations have a priori the same spectral efficiency.
  • the BFDM / OQAM signal can be represented in baseband in the following form:
  • a mn the real data elements to be transmitted on a carrier m at time n; M the number of carrier frequencies (necessarily even); g the prototype function used by the modulator; ⁇ 0 the duration of a BFDM / OQAM symbol;
  • V 0 inter carrier spacing; ⁇ mn a chosen phase term so as to realize an alternation real part-imaginary part allowing the orthogonality, or more generally the biorthogonality.
  • the demodulation base on reception may be different from that of the transmission, and may be expressed in the following form:
  • the biorthogonality condition is expressed in the following form: where: (.,.) ⁇ denotes the real scalar product e signify the real part.
  • BFDM / OQAM or OFDM / OQAM modulation techniques
  • the biorthogonality (or orthogonality) condition is only realized for the actual values of symbols to be transmitted, which poses a problem. in the estimation of the transmission channel, insofar as the symbols received are complex.
  • IES inter-symbol interference
  • the delay spread is of the order of or less than a few microseconds.
  • the so-called Doppler effect also acts on each path, which results in a frequency offset of the received spectrum, proportional to the speed of movement of the mobile. .
  • the transmission band is of greater width than the coherence band of the channel (that is to say the band for which the frequency response of the channel can be considered as constant, over a given duration). Fading therefore appears in the band, that is to say that at a given moment, certain frequencies are strongly attenuated.
  • a guard interval during which no useful information is transmitted, so as to ensure that all the information received comes from the same symbol.
  • the distortion provided by the channel is then corrected by estimating its value at any point in the time / frequency network.
  • OFDM / OQAM and BFDM / OQAM modulation techniques do not require the introduction of a guard interval or a cyclic prefix, while having the same spectral efficiency as conventional OFDM modulation.
  • the following is a transmission channel estimation technique for real type modulations, for example OFDM / OQAM or BFDM / OQAM.
  • OFDM / OQAM OFDM / OQAM
  • BFDM / OQAM OFDM / OQAM
  • the fact of having an orthogonality of translatées in the real sense makes the channel estimation process more difficult.
  • Equation (5) reflects the fact that the complex projection of the signal perfectly transmitted is nevertheless tainted by an interference between symbols (IES) intrinsic to the OFDM / OQAM or BFDM / OQAM modulations, noted
  • this technique makes it possible to limit this interference by using a specific framing of the data on transmission.
  • this technique associates 3 x 3 areas of the network time / frequency, said first ring, or areas of larger size, a reference data element, called pilot, and a control data.
  • a disadvantage of this technique of the prior art is to require a matrix calculation on transmission and reception, with a matrix size increasing with the size of the ring.
  • the invention proposes a new solution that does not have all of these disadvantages of the prior art, in the form of a method of receiving a received signal corresponding to a multicarrier signal implementing a OQAM-type modulation transmitted by at least one transmitter via a transmission channel, said multicarrier signal being formed of a temporal succession of symbols consisting of a set of real-valued data elements comprising at least data elements each of said data elements modulating a carrier frequency of said signal, a carrier frequency modulated by one of said data elements being called a carrier, said receiving method comprising a step of first overall estimation of said transmission channel.
  • said receiving method comprises, for at least one of said regions neighborhood: a step of extracting at least two complex values, corresponding to each of said data elements forming said duplicate, after passing through said transmission channel; a step of locally refining said first estimate, taking into account said complex values, delivering a refined local estimate of said transmission channel for said neighborhood region.
  • the invention is based on a novel and inventive approach to estimating the transmission channel, in a transmission system implementing a multicarrier signal carrying real-valued data elements.
  • such a multicarrier signal is of the OFDM / OQAM type or
  • OQAM type modulation is understood to mean multi-carrier modulation of the OFDM / OQAM or BFDM / OQAM type.
  • this technique relies on implementation, side reception, of a first global estimate of the transmission channel, followed by a local refinement of this first estimate, at the level of the duplicates, making it possible to obtain a finer estimate of the transmission channel. This technique therefore makes it possible to improve the estimation of the channel at the time / frequency locations of the duplicates, and more broadly at the level of the neighborhood regions.
  • the transmission channel is divided into cells according to the time and frequency axes.
  • Each cell or location of the time / frequency space is assigned a dedicated carrier.
  • the information to be transported is thus distributed over all of these carriers, and a neighborhood region corresponds to a region in which the channel does not vary, or little, in time and / or frequency.
  • the transmission channel is divided into neighborhood regions, at least some neighborhood regions bearing a duplicate. These duplicates can be boosted.
  • global estimation is understood to mean an estimate of the transmission channel over a domain of the time / frequency network extending beyond a neighborhood region, as opposed to a "local” estimate bounded by a region of neighborhood.
  • this local refinement allows a correct estimation of the transmission channel at the duplicate level, without wasting the time / frequency resource, since informative data elements are carried by the duplicate. Moreover, these duplicates can be boosted. In addition, it is not necessary to impose a first corona relationship and therefore a constraint on the value of a data element in the vicinity of a driver to reduce intersymbol interference.
  • the technique according to the invention allows, in particular, compared to the techniques of the prior art, to optimize the time / frequency resource, since it does not require the use of a guard interval, during which no useful information is transmitted, nor a specific framing of the data, associating a real time pilot and a control data, requiring the reservation of two locations, in a 3 x 3 area of the time / frequency network (first ring) time / frequency.
  • the time / frequency resources reserved for duplicates are thus halved compared to the techniques of the prior art, and in particular the estimation technique distributed by drivers in conventional OFDM.
  • the multicarrier signal may also comprise, for at least some symbols, reference data elements called pilots whose value and the location at issue are known to at least one receiver intended to perform a reception of said multicarrier signal.
  • the first overall estimate may in particular be implemented by a conventional channel estimation technique, for example: a preamble estimate, particularly in the case of a transmission during which the channel varies slowly over time; an estimation by distributed pilots; an estimation by pairs of real pilots; a crown estimation, as described in particular in the aforementioned patent document WO 02/25884; a blind estimate, not based on the use of known reference data elements of the receiver; etc.
  • a conventional channel estimation technique for example: a preamble estimate, particularly in the case of a transmission during which the channel varies slowly over time; an estimation by distributed pilots; an estimation by pairs of real pilots; a crown estimation, as described in particular in the aforementioned patent document WO 02/25884; a blind estimate, not based on the use of known reference data elements of the receiver; etc.
  • the technique of estimating pairs of real pilots is based on taking into account, in a multi-carrier signal formed of a temporal succession of symbols consisting of a set of real-valued data elements comprising elements for informative data, and for at least some symbols, pilots, whose value and location at issue are known to at least one receiver, groups of pilots each located in a neighborhood region of the space time /frequency. More specifically, at least one group of at least two real-valued pilots located in a so-called neighborhood region in which the transmission channel is considered to be substantially constant is considered, so as to obtain an estimation of the transmission channel on this region. neighborhood.
  • this estimation technique comprises: a step of extracting at least two complex values corresponding to the pilots of the group of the neighborhood region considered, after passing through the transmission channel, a step of estimating the real and imaginary parts of the transmission channel in the neighborhood region considered from these complex values.
  • the local refining step implements a determination of a representative phase term of said transmission channel from the complex values, and a correction of said first estimate according to said term. phase.
  • a phase term of the transmission channel is determined.
  • a corrected estimation of the transmission channel for the neighborhood region is obtained.
  • this local refinement step may take into account an ambiguity function of a prototype function associated with the modulation, for example OFDM / OQAM or BFDM / OQAM.
  • the reception method comprises a doublon estimation step, taking into account said refined local estimate and said proportion, delivering an estimate of said real values carried by each of said data elements of data. one of said duplicates, said estimated duplicate values, and a second step overall estimate of said transmission channel from said estimated duplicate values of at least one of said duplicates.
  • the doublet estimation step takes into account an average of said estimated doublet values weighted by said proportion. More precisely, from the local refinement of the first estimate at the level of a duplicate (or more generally at the level of the neighborhood region comprising the duplicate, since the channel is considered substantially constant over this region of space time / frequency), an estimate of the actual values carried by the data elements of a duplicate is determined.
  • these estimates can be improved on the basis of an average of the different estimates weighted by the relationship of proportionality. For example, if a duplicate contains two pieces of informational data with the same value, then the value of the first data item, then the value of the second piece of data, is estimated, and an average of these two estimated duplicate values is averaged. since the receiver knows that these two values must be identical. This estimated doubling value, obtained by averaging the signals received at the level of the duplicates, makes it possible to obtain a 3dB gain with respect to the other data elements, in terms of signal-to-noise ratio.
  • the refined local estimate is assigned at least one confidence information. This provides a higher degree of confidence in estimating the transmission channel in a doublon neighborhood region.
  • the steps of estimating doublon and second global estimation are repeated at least once, a second current estimation step taking into account the result of a preceding second estimation step. It is thus possible to improve the turbo-estimation loop, by inserting duplicates into neighboring regions of the time / frequency space on the transmission side, and knowing a proportionality relation between the elements of informative data forming a duplicate on the receiving side.
  • the current second global estimate step takes into account the confidence information.
  • the invention relates to a device for receiving a received signal corresponding to a multicarrier signal implementing an OQAM type modulation, as described above, the reception device comprising means for first overall estimation. said transmission channel.
  • duplicates each formed of at least two pieces of informational data being each localized in a neighborhood region in the time / frequency space, and a proportion between said actual values carried by each of said informative data elements forming the same duplicate being known from said receiving device said receiving device comprises, for at least one of said neighborhood regions: means for extracting at least two complex values, corresponding to each of said data elements forming said duplicate, after passing through said transmission channel; local refinement means of said first estimate, taking into account said complex values, delivering a refined local estimate of said transmission channel for said neighborhood region.
  • Such a reception device is particularly adapted to implement the reception method described above.
  • such a receiving device corresponds to or is included in a terminal (radiotelephone, laptop, PDA, etc.) or in a base station.
  • the invention in another embodiment, relates to a method for transmitting a multicarrier signal implementing a type modulation.
  • OQAM formed of a temporal succession of symbols consisting of a set of real-valued data elements comprising at least data elements, each of said data elements modulating a carrier frequency of said signal, a carrier frequency modulated by a said data elements being called carrier, at least some of said data elements forming a first set for determining a first global estimate of a transmission channel between a transmitter for transmitting said multicarrier signal and a receiver.
  • such a transmission method implements duplicates each formed of at least two informative data elements, each located in a so-called neighborhood region in the time / frequency space, a neighborhood region being a region in which said transmission channel is considered substantially constant, said actual values carried by each of said data elements forming the same duplicate being identical in absolute value, said receiver knowing the ratio between said real values of the same duplicate, and said duplicates for local refinement of said first estimate.
  • this technique is based on the implementation, on the transmission side, of a duplicate in a neighborhood region, that is to say a group of at least two pieces of informative data, each carrying a value actual transmission, these actual values being related by a known proportionality relationship of the receiver, and a first set of data elements for determining a first overall estimate.
  • the first set comprises informative data elements and / or reference data elements called pilots whose value and location on transmission are known to at least one receiver intended to perform a reception of said multicarrier signal. .
  • Another aspect of the invention relates to a device for transmitting a multicarrier signal implementing an OFDM / OQAM type modulation as described above, in which at least some of said data elements form a first game making it possible to determine a first global estimate of a transmission channel between a transmitter for transmitting said multicarrier signal and a receiver.
  • such a device comprises means for implementing duplicates each formed of at least two informative data elements, each localized in a so-called neighborhood region in the time / frequency space, said real values carried by each of said pieces of information data forming the same duplicate being identical in absolute value, said receiver knowing the ratio between said real values of the same duplicate, said duplicates allowing a local refinement of said first estimate.
  • Such an emission device is particularly suitable for implementing the transmission method described above.
  • such a transmission device corresponds to or is included in a terminal (radiotelephone, laptop, PDA, etc.) or in a base station.
  • Yet another aspect of the invention relates to a computer program product downloadable from a communication network and / or recorded on a computer-readable and / or executable medium by a processor, including program code instructions for the implementation of a computer program product. of the reception method described above, and / or a computer program product downloadable from a communication network and / or recorded on a computer-readable and / or executable medium by a processor, comprising program code instructions for the implementation of the transmission method described above.
  • another aspect of the invention relates to a multicarrier signal implementing an OQAM type modulation, formed of a temporal succession of symbols consisting of a set of real-valued data elements comprising at least data elements. informative, each of said data elements modulating a carrier frequency of said signal, a carrier frequency modulated by one of said data elements being called carrier, at least some of said data elements forming a first set to determine a first overall estimate of a channel transmission between a transmitter for transmitting said multicarrier signal and a receiver.
  • such a signal comprises duplicates each formed of at least two informative data elements, each localized in a so-called neighborhood region in the time / frequency space, a neighborhood region being a region in which said channel of transmission is considered substantially constant, said actual values carried by each of said data elements forming the same duplicate being identical in absolute value, said receiver knowing the ratio between said real values of the same duplicate, and said duplicates allowing refinement local of said first estimate.
  • Such a signal may in particular represent a multicarrier signal emitted according to the transmission method described above. It can also be received according to the reception method described above. 4. List of figures
  • FIG. 1 already commented on in relation to the prior art, is a time / frequency representation of the complex-valued symbols transmitted according to conventional OFDM modulation and real-valued symbols transmitted according to an OFDM / OQAM modulation of the prior art;
  • FIG. 2 illustrates the structure of a multicarrier signal according to one embodiment of the invention;
  • FIG. 3 presents the main steps of the reception method according to one embodiment of the invention;
  • FIGS. 4A and 4B respectively illustrate a conventional turbo-estimation scheme, implemented for a type modulation
  • FIGS. 5A and 5B respectively show the structure of a transmitting device and a receiving device, according to a particular embodiment of the invention. 5.
  • DESCRIPTION OF AN EMBODIMENT OF THE INVENTION The general principle of the invention rests on the taking into account of duplicates, formed of informative data elements carrying real values linked by a relationship of proportionality (known to the receiver ) within a same doublet, in a multicarrier signal implementing real-valued data elements, so as to locally improve an estimate of the transmission channel between a transmitter and a receiver.
  • a duplicate is formed of two or more pieces of informative data, which are not directly known to the receiver, and are located at time / frequency locations over which the transmission channel does not vary, or little, forming a region. neighborhood.
  • the invention is based, according to a particular embodiment, on the determination of a first estimate of the transmission channel, implemented from a first channel estimation technique, for example of the type estimation by preamble, by distributed pilots, by pairs of real pilots, by crown, blind, etc., followed by a local refinement of this first estimate, at the level of the different duplicates, and on the implementation of a second estimate of channel, from an estimate of the values carried by the duplicates, said estimated duplicate values.
  • a first channel estimation technique for example of the type estimation by preamble, by distributed pilots, by pairs of real pilots, by crown, blind, etc.
  • a duplicate corresponds to a single piece of real data unknown to the receiver, but transmitted over two locations of a neighborhood region of the time / frequency network in which the channel is considered invariant.
  • the receiver knows the relationship between the real values of the same duplicate, that is to say, it knows that it is the same data element that is transmitted on two locations, but it does not know its value.
  • the "doubled" information data elements are elements bearing essential information, for example of signaling type.
  • a multi-carrier signal formed of a temporal succession of symbols 21, 22 j , 22 2 ,..., 22 N , consisting of a set of data elements is considered.
  • real-valued system comprising: informative data elements corresponding to empty blanks; and for at least some of said symbols, reference data elements referred to as pilots, corresponding to the white circles annotated with the letter P, whose value and the location at the time of transmission are known to at least one receiver intended to perform a reception of the multicarrier signal.
  • the white circles annotated with the letter P are inserted in the multicarrier signal so as to allow a first estimation of the transmission channel, in reception.
  • Pl to P8 is inserted into the multicarrier signal at the beginning of the frame, a frame being formed of a set of at least one reference symbol called preamble and a set of useful symbols 22 j to 22 N , so as to allow, in reception, a first estimate by preamble.
  • the actual pilot pairs P2n and P2n + 1, for example the pair 25, are added in the multicarrier signal, in place of the preamble 21 or together with the preamble 21, so as to allow, in reception, a first estimate in pairs of real drivers.
  • the hatched blanks annotated with the letter D correspond to informative data elements, and more precisely to duplicates, inserted into the data frame.
  • the duplicate 23 comprising the informative data elements 23 j and 23 2 is located in the neighborhood region 24 j .
  • These informative data elements 23 j and 23 2 are transmitted at the same time on two consecutive frequencies, in a neighborhood region in which the channel is considered constant over two consecutive times and three consecutive frequencies.
  • Another example of a neighborhood region is illustrated as 24 2 , in the case where the transmission channel does not vary, or little, in time.
  • a duplicate is thus formed of two, three, or more pieces of informative data, not necessarily carried by carriers directly adjacent in time and / or frequency, in a neighborhood region in which the transmission channel is substantially constant.
  • a duplicate is inserted so as to allow a local refinement of the first estimate of the transmission channel, in a neighborhood region.
  • the transmission method implements at least two sets of data elements, a first set for determining a first estimate of the transmission channel, comprising a preamble and / or actual pilot pairs. according to this embodiment, and a second set for locally improving the first estimate, including duplicates according to this embodiment.
  • a first estimation 31 of the transmission channel is carried out on the basis of the received signal y (t), for example by implementing a preamble estimate, or distributed pilots followed by an interpolation. This provides a prior knowledge of the transmission channel.
  • a next step 32 for at least one neighborhood region, at least two complex values, corresponding to the information data elements forming the duplicate after passing through the transmission channel, are extracted and a phase term of the transmission channel from the complex values of the duplicate located in this region, and the proportion between these values, known to the receiver.
  • This phase is then combined, during a step 33, with the prior knowledge of the transmission channel, to obtain a new estimate of the transmission channel at the level of the duplicate, and consequently at the level of the neighborhood region comprising this doublon, since the channel is substantially constant over the whole region, also called refined local estimate.
  • the received signal is then equalized at the time / frequency locations carrying the duplicates, so as to estimate the actual values carried by each of the information elements of a duplicate in transmission, called estimated duplicate values, from the refined local estimation and knowledge of a proportion between these values.
  • the received signal can be equalized from the second global estimate of the transmission channel, de-interleaved, and decoded.
  • the received signal y (t) can be written in the form: with the complex coefficients representative of the transmission channel at each time / frequency location, with m the frequency index and n the time index, and b (t) the noise component.
  • the transmitted signal and the transmitted channel modeled in baseband by complex numbers, the coefficien to estimate in reception for each location of the network time / frequency is also a number complex.
  • the received signal on the carrier m 0 at time n 0 is estimated by:
  • Equation (7) is then written: ave a real e a pure imagination.
  • the received signal at any location (m, n) of the time / frequency network, can be interpreted as the result of the product of a complex channel by a complex coefficient, that is to say: - J m i ) ' n are real values (the exponent (r) indicating the real part of a complex value, and the exponent (i) the imaginary part).
  • the duplicate 23 of the neighborhood region 24 j comprises two pieces of information data bearing the same value.
  • the transmission of the same piece of real information data at two positions in the time / frequency space is repeated, in a neighborhood region where the channel is assumed to be constant. So we have data elements informative, unknown to the receiver. On the other hand, the receiver knows the relationship of proportionality between these two values, ie here a As indicated above, a first global estimate of the transmission channel is made during a step 31. This gives a first estimate of the channel at the localized duplicate e .
  • the representative coefficient of the transmission channel is the location (m, n), derived from the first global estimate, and coefficient representative of the transmission channel at the location (m, n) after local refinement.
  • a phase term of the transmission channel is determined in the form (l + Cj), where C is a real. More precisely, within a neighborhood region, the real and imaginary part decomposition of the equations describing the transmission channel is written:
  • variable C is therefore perfectly known at the level of a duplicate.
  • this phase is combined with prior knowledge of the transmission channel, as previously indicated, to obtain a new estimate of the transmission channel at the doublon level, also called refined local estimation.
  • the real value of the coefficient representative of the transmission channel at the location (mQ, "o), denoted by H ⁇ OT 0 1 W" 0, is determined .
  • step 34 the received signal, from the first estimate of the transmission channel.
  • n equalizes the signal received at the time / frequency locations carrying the duplicates, so as to obtain the estimated duplicate values:
  • the local refinement and global second estimation step are repeated at least twice.
  • FIGS. 4A and 4B respectively illustrate a conventional turbo-estimation scheme, implemented for an OFDM type modulation, and turbo-estimation according to a particular embodiment of the invention, implemented for an OFDM / OQAM or BFDM / OQAM type modulation.
  • IFFT Fourier inverse transform
  • guard interval 44 A is added .
  • OQAM type modulation it implements a step of inserting duplicate, followed by a 44 B OQAM modulation.
  • the multicarrier signal is then transmitted in a transmission channel 45.
  • a Fourier transform FFT
  • a suppression of the guard interval 46 A On the reception side, as part of a conventional OFDM type modulation, a Fourier transform (FFT) is first performed, followed by a suppression of the guard interval 46 A.
  • FFT Fourier transform
  • the conventional steps of estimation of the channel 31, of the equalization of the received signal 36, and of the de-interlacing and decoding of the equalized signal 47, making it possible to take a hard decision 471, are then carried out.
  • the decoded equalized signal is again encoded 48 A, 49 A re-interlaced, and again equalized 36, so as to refine the decision step 471.
  • OQAM demodulation 46 B is first performed .
  • the first estimation step of the channel 31 is then carried out. This provides a prior knowledge of the transmission channel.
  • the complex values corresponding to the reception of a duplicate during step 32 are extracted from the received signal in order to determine a phase term and to locally refine the channel estimation. of transmission 33 at neighborhood level bearing duplicates.
  • the received signal is then equalized at the time / frequency locations carrying the duplicates.
  • a second global estimate of the transmission channel is thus determined during a step 35.
  • this second estimate of the transmission channel can be followed by a step of equalizing the received signal 36, and deinterleaving and decoding of the equalized signal 47, making it possible to take a hard decision 471.
  • the decoded equalized signal is again encoded 48 B , re-interleaved 49 B , and is involved in a new global estimate of the transmission channel, implemented during a step 50. It is thus possible to improve the estimation of the values carried by the data elements by an iterative process.
  • such a transmission device comprises a memory 51, a processing unit 52, equipped for example with a microprocessor ⁇ P, and driven by the computer program 53, implementing the transmission method according to the invention.
  • the code instructions of the computer program 53 are for example loaded into a RAM memory before being executed by the processor of the processing unit 52.
  • the processing unit 52 receives as input data to be transmitted in the form of informative data elements.
  • the microprocessor of the processing unit 52 implements the steps of the transmission method described above, so as to construct a multicarrier signal comprising at least a first set of data elements making it possible to determining a first estimate of the transmission channel, and at least one duplicate located in a neighborhood region in the time / frequency space, allowing a local refinement of the first estimate.
  • the transmission device comprises means for implementing the first set of data elements and duplicates. These means are controlled by the microprocessor of the processing unit 52.
  • the processing unit 52 outputs the above multicarrier signal.
  • a receiving device as illustrated in FIG. 5B comprises a memory 54, a processing unit 55, equipped for example with a microprocessor ⁇ P, and driven by the computer program 56, implementing the reception method according to the invention .
  • the code instructions of the computer program 56 are for example loaded into a RAM memory before being executed by the processor of the processing unit 55.
  • the processing unit 55 receives as input the signal multicarrier received y (t).
  • the microprocessor of the processing unit 55 implements the steps of the reception method described above, according to the instructions of the computer program 56, for estimating the transmission channel and decoding the received data.
  • the reception device comprises means for first estimation of the transmission channel, and for at least one neighborhood region, means for extracting at least two complex values, corresponding to each of the data elements forming the duplicate , after passing through the transmission channel, and local refinement means of the first estimate, taking into account said complex values, delivering a refined local estimate of the transmission channel for the neighborhood region. These means are controlled by the microprocessor of the processing unit 55.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de réception d'un signal reçu correspondant à un signal multiporteuse formé d'une succession temporelle de symboles constitués d'un ensemble d'éléments de données à valeurs réelles comprenant au moins des éléments de données informatifs, ledit procédé de réception comprenant une étape de première estimation globale dudit canal de transmission. Selon l'invention, des doublons (23) formés chacun d'au moins deux éléments de données informatifs (23l 5 232) étant localisés chacun dans une région de voisinage (2A1), et une proportion entre lesdites valeurs réelles d'un même doublon (23) étant connue d'un récepteur, ledit procédé de réception comprend, pour au moins une desdites régions de voisinage : une étape d'extraction (32) d'au moins deux valeurs complexes; une étape de raffinement local (33) de ladite première estimation, tenant compte desdites valeurs complexes. La modulation considérée est une modulation OQAM pour OFDM.

Description

Procédés d'émission et de réception d'un signal multiporteuse comprenant des doublons de données, dispositifs et produits programme d'ordinateur correspondants.
1. Domaine de l'invention Le domaine de l'invention est celui de la transmission et de la diffusion d'informations numériques, notamment à haut débit, sur une bande de fréquence limitée.
Plus précisément, l'invention concerne une technique d'émission et de réception d'un signal à porteuses multiples permettant d'améliorer, en réception, une estimation du canal de transmission, par exemple en environnement radiomobile.
Notamment, la technique selon l'invention est bien adaptée à la transmission de signaux à porteuses multiples ayant subi une modulation de type OFDM/OQAM (en anglais « Orthogonal Frequency Division Multiplexing / Offset Quadrature Amplitude Modulation ») ou BFDM/OQAM (en anglais « Biorthogonal Frequency Division Multiplexing / OQAM »), pour lesquelles les porteuses sont mises en forme par une fonction prototype.
2. Art antérieur
2.1 Les modulations multiporteuses 2.1.1 Les modulations OFDM
On connaît à ce jour les modulations à porteuses multiples de type OFDM (en anglais « Orthogonally Frequency Division Multiplex »). Une telle technique de modulation apporte une solution efficace au problème de la diffusion d'informations, en particulier pour des canaux multi-trajets, filaires ou sans fil. De ce fait, la technique de modulation multiporteuse OFDM a été retenue dans plusieurs normes et spécifications pour des applications en transmission filaires, par exemple de type ADSL (en anglais « Asymmetric Digital Subscriber Line ») ou PLC (en anglais « Powerline Communication », en français « courant porteur en ligne », ou CPL), ou sans fil, par exemple de type DAB (en anglais « Digital Audio Broadcasting »), DVB-T (en anglais « Digital Video Broadcasting - Terrestrial »), ou WLAN (en anglais « Wireless Local Area
Network »).
Toutefois, la mise en forme rectangulaire d'un signal réalisée par un modulateur OFDM présente l'inconvénient d'une mauvaise localisation fréquentielle.
Par conséquent, des solutions alternatives ont été proposées, aboutissant à des systèmes de modulation à porteuses multiples dans lesquelles le signal est mis en forme par des fonctions dites prototypes, permettant d'obtenir une meilleure localisation fréquentielle. En effet, l'ensemble des porteuses d'une modulation multiporteuse forme un multiplex, et chacune des porteuses de ce multiplex peut être mise en forme à l'aide d'une même fonction prototype, notée g(t), qui caractérise la modulation multiporteuse.
2.1.2 Les modulations OFDMIOQAM Ainsi, une solution proposée consiste à remplacer une modulation en quadrature QAM (« Quadrature Amplitude Modulation »), mise en œuvre sur chacune des porteuses, par une modulation décalant d'un demi temps symbole les parties réelles et imaginaires des symboles complexes à transmettre, pour deux fréquences porteuses successives. Cette alternance conduit à une modulation multiporteuse de type
OFDM/OQAM. Cette approche permet notamment de réaliser les conditions d'orthogonalité désirées avec des filtres prototypes qui ne sont pas nécessairement de forme rectangulaire.
En effet, le décalage (offset temporel) introduit par la modulation OQAM permet de relâcher les contraintes d'orthogonalité, ou plus généralement de biorthogonalité. Cette famille de modulation offre ainsi un choix de fonctions prototypes plus large que la simple fonction prototype rectangulaire d'une modulation OFDM.
Ainsi, suivant le type de canal de transmission considéré pour une application donnée, comme par exemple le canal radiomobile ou le canal à courant porteur en ligne (CPL), on peut effectuer un choix de fonctions prototypes appropriées aux types de distorsions rencontrées. En particulier, il est préférable de retenir des fonctions prototypes présentant une meilleure sélectivité fréquentielle que le sinus cardinal utilisé en modulation OFDM, notamment en canal radiomobile pour lutter contre la dispersion fréquentielle due à l'effet Doppler, ou en canal CPL pour mieux résister aux brouilleurs à bande étroite, et de manière générale pour satisfaire plus aisément les spécifications fréquentielles des masques d'émission.
La modulation OFDM/OQAM est donc une alternative à la modulation OFDM classique, reposant sur un choix judicieux de la fonction prototype modulant chacune des porteuses du signal, qui doit être bien localisée dans l'espace temps/fréquence.
En particulier, la figure 1 illustre une représentation temps/fréquence des éléments de données à valeurs réelles transmis par modulation OFDM/OQAM et des éléments de données à valeurs complexes transmis par modulation OFDM classique, sans intervalle de garde, un symbole à valeurs complexes OFDM/QAM ou à valeurs réelles OFDM/OQAM étant constitué d'un ensemble d'éléments de données à un instant t donné. De plus, chaque emplacement temps/fréquence porte une fréquence porteuse, appelée sous-porteuse ou directement porteuse dans la suite de la description.
Sur cette figure 1, les triangles à un instant t donné représentent les éléments de données à valeurs complexes d'un symbole OFDM/QAM. Les ronds et les étoiles à un instant t donné représentent quant à eux les éléments de données à valeurs réelles d'un symbole OFDM/OQAM. Par exemple, pour deux symboles OFDM/OQAM successifs à valeurs réelles, les ronds correspondent à la partie réelle et les étoiles à la partie imaginaire d'un symbole complexe issu d'une constellation QAM que l'on souhaite transmettre en utilisant une modulation OFDM/OQAM.
En effet, pour une modulation OFDM classique de type complexe, les parties réelle et imaginaire d'un complexe issu de la constellation QAM sont transmises simultanément, tous les temps symbole T11 ; dans le cadre d'une modulation OFDM/OQAM de type réel, en revanche, les parties réelle et imaginaire sont transmises avec un décalage temporel d'un demi temps symbole complexe (Tu/2). On constate sur cette figure 1 que l'efficacité spectrale de l' OFDM/OQAM est identique à celle de l'OFDM classique sans intervalle de garde. En effet, en notant V0 l'espacement entre deux porteuses adjacentes du multiplex, et T0 l'espacement temporel entre deux symboles à valeurs réelles, on transmet pour un même espacement inter-porteuses V0 : - en OFDM/OQAM, une valeur réelle par porteuse tous les intervalles de temps T0 ; en OFDM classique sans intervalle de garde, une valeur complexe (i.e. deux valeurs réelles) tous le
Figure imgf000006_0002
t dit, l'efficacité spectrale de l' OFDM/OQAM est fois supérieure à celle de l'OFDM classique avec un intervalle de
Figure imgf000006_0001
garde de durée Tg.
2.1.3 Les modulations BFOMIOQAM
De plus, si l'on choisit d'avoir côté réception des fonctions de démodulation qui ne sont pas nécessairement les fonctions conjuguées des fonctions prototypes utilisées en émission, on peut, en utilisant la propriété de biorthogonalité, généraliser l' OFDM/OQAM à la technique de modulation
BFDM/OQAM.
Le principe d'offset, lié à la famille OQAM, est strictement identique dans le cadre d'une modulation de type BFDM/OQAM. Par conséquent, la figure 1 s'applique également aux modulations de type BFDM/OQAM.
Plus précisément, l'intérêt de la modulation de type BFDM/OQAM est de permettre, pour une longueur donnée de filtre prototype, une réduction du retard apporté par le système de transmission.
Comme indiqué précédemment, la technique de modulation BFDM/OQAM, tout comme l'OFDM/OQAM, transmet des symboles à valeur réelle à une cadence double de celle à laquelle l'OFDM transmet des symboles à valeur complexe. Par conséquent, ces deux modulations ont a priori la même efficacité spectrale.
Plus précisément, le signal BFDM/OQAM peut se représenter en bande de base sous la forme suivante :
Figure imgf000007_0002
avec : am n les éléments de données réels à transmettre sur une porteuse m à l'instant n ; M le nombre de fréquences porteuses (nécessairement pair) ; g la fonction prototype utilisée par le modulateur ; τ0 la durée d'un symbole BFDM/OQAM ;
V0 l'espacement inter porteuses ; φm n un terme de phase choisi de manière à réaliser une alternance partie réelle-partie imaginaire permettant l'orthogonalité, ou plus généralement la biorthogonalité.
En effet, dans le cas biorthogonal, la base de démodulation à la réception peut être différente de celle de l'émission, et peut s'exprimer sous la forme suivante :
Figure imgf000007_0001
La condition de biorthogonalité s'exprime alors sous la forme suivante :
Figure imgf000007_0003
où : (.,.)π désigne le produit scalaire réel e
Figure imgf000007_0004
ésigne la partie réelle.
Cependant un inconvénient des techniques de modulation de type BFDM/OQAM (ou OFDM/OQAM), est que la condition de biorthogonalité (ou d'orthogonalité) n'est réalisée que pour les valeurs réelles de symboles à transmettre, ce qui pose un problème d'estimation en réception, et notamment d'estimation du canal de transmission, dans la mesure où les symboles reçus sont complexes.
2.2 Le canal de transmission
On décrit donc succinctement ci-après les caractéristiques d'un canal de transmission, notamment en environnement radiomobile, et les techniques d'estimation d'un tel canal. On rappelle en effet que le procédé de mise en forme d'un signal électrique à partir de l'information à transmettre dépend des conditions dans lesquelles un tel signal est transmis.
2.2.1 Caractéristiques du canal de transmission
En environnement radiomobile, l'onde émise subit, lors de son parcours, de multiples réflexions, et le récepteur reçoit donc une somme de versions retardées du signal émis. Chacune de ces versions est atténuée et déphasée de façon aléatoire. Ce phénomène, connu sous le nom d'étalement des retards (en anglais « delay spread »), génère de l'interférence entre symboles (IES). On entend notamment par IES une interférence entre symboles temporels et/ou entre porteuses. Par exemple, dans un environnement de type urbain, l'étalement des retards est de l'ordre de ou inférieur à quelques microsecondes.
Le récepteur (par exemple un radiotéléphone mobile d'un automobiliste) étant supposé en mouvement, l'effet dit Doppler agit également sur chaque trajet, ce qui se traduit par un décalage en fréquence du spectre reçu, proportionnel à la vitesse de déplacement du mobile.
La conjugaison de ces effets se traduit par un canal non stationnaire présentant des évanouissements profonds à certaines fréquences. Un tel canal est notamment qualifié de canal sélectif en fréquence. Pour certaines applications, particulièrement intéressantes dans le cadre de la présente invention, la bande de transmission est de largeur supérieure à la bande de cohérence du canal (c'est-à- dire à la bande pour laquelle la réponse fréquentielle du canal peut être considérée comme constante, sur une durée donnée). Des évanouissements apparaissent donc dans la bande, c'est-à-dire qu'à un instant donné, certaines fréquences sont fortement atténuées. Pour combattre ces différents phénomènes (dus à l'IES et à l'effet Doppler), on a envisagé dans les systèmes de type OFDM d'ajouter un intervalle de garde, pendant lequel on ne transmet pas d'informations utiles, de manière à garantir que toutes les informations reçues proviennent d'un même symbole. Dans le cas d'une démodulation cohérente des sous-porteuses, on corrige alors la distorsion apportée par le canal en estimant sa valeur en tout point du réseau temps/fréquence.
L'introduction d'un tel intervalle de garde permet ainsi de réduire les phénomènes liés à l'interférence entre symboles.
Toutefois, un inconvénient majeur de cette technique est qu'elle est d'efficacité spectrale réduite, aucune information utile n'étant transmise pendant la durée de l'intervalle de garde.
En revanche, les techniques de modulation de type OFDM/OQAM et BFDM/OQAM, ne nécessitent pas l'introduction d'un intervalle de garde ou d'un préfixe cyclique, tout en présentant la même efficacité spectrale qu'une modulation OFDM classique.
2.2.2 Estimation du canal de transmission
Les caractéristiques distinctes des modulations multiporteuses de type réel d'une part, et de type complexe d'autre part, induisent des traitements différents lors de la mise en œuvre d'une estimation du canal de transmission. On détaille ci-après une technique d'estimation du canal de transmission pour des modulations de type réel, par exemple OFDM/OQAM ou BFDM/OQAM. En effet, dans le cas d'une modulation multiporteuse de type réel, le fait de disposer d'une orthogonalité des translatées au sens réel rend le processus d'estimation de canal plus délicat. En effet, pour estimer le gain complexe du canal sur une sous-porteuse donnée, il convient de réaliser la projection complexe du signal reçu sur la sous- porteuse considérée. Or, l' orthogonalité des translatées au sens réel et le fait que les fonctions prototypes, même choisies localisées au mieux en temps et en fréquence, sont de support infini sur au moins un des deux axes temporel ou fréquentiel, impliquent que, même sur un canal idéal, de l'interférence (intrinsèque) entre porteuses est générée.
En effet, la partie imaginaire de la projection du signal reçu sur la base des translatées de la fonction prototype n'est pas nulle. Il apparaît alors un terme perturbateur qui vient s'ajouter au signal démodulé, et qu'il faut corriger avant de faire l'estimation du canal. Il est donc nécessaire de concevoir des méthodes permettant de compenser cette perte d'orthogonalité complexe, et palliant ainsi au moins certains inconvénients de cette technique de l'art antérieur pour les modulations de type OFDM/OQAM ou BFDM/OQAM.
Considérons par exemple y(t) le signal reçu. On suppose notamment que le choix des paramètres de la modulation multiporteuse assure que le canal peut être considéré comme plat sur chacune des sous-porteuses pour chaque symbole OFDM/OQAM. Le canal est alors modélisable par un coefficient complexe par sous-porteuse, noté Hm n , où m est l'indice de la sous-porteuse et n celui du symbole OFDM/OQAM. On utilise alors la projection complexe du signal multiporteuse au point
(mo,fto ) de l'espace temps/fréquence pour estimer le canal de transmission Hn^ w à cet emplacement.
Ainsi, si on émet
Figure imgf000010_0002
à cet emplacement, on a :
Figure imgf000010_0003
En supposant que le canal est idéal (y(t) = s(tj) , étant donné que les modulations OFDM/OQAM et BFDM/OQAM ont seulement une orthogonalité réelle (équation (3)), on ne peut pas avoi
Figure imgf000010_0004
.
Donc, considérant >πo (t)dt , et supposant
Figure imgf000010_0001
que le canal est idéal on a :
Figure imgf000010_0005
où (;-)c désigne le produit scalaire en complexe.
L'équation (5) traduit le fait que la projection complexe du signal parfaitement transmis est néanmoins entachée d'une interférence entre symboles (IES) intrinsèque aux modulations OFDM/OQAM ou BFDM/OQAM, notée
En particulier, l'existence de cette interférence entre symboles perturbe fortement l'estimation du canal de transmission, et, par conséquent, l'estimation des symboles.
Une solution à ce problème a notamment été proposée dans le document de brevet WO 02/25884 publié le 28 mars 2002.
Plus précisément, la technique proposée dans ce document permet de limiter cette interférence en utilisant une mise en trame spécifique des données à l'émission. Ainsi, cette technique associe à des zones 3 x 3 du réseau temps/fréquence, dite première couronne, ou zones de taille supérieure, un élément de donnée de référence, appelé pilote, ainsi qu'une donnée de contrôle.
Un inconvénient de cette technique de l'art antérieur est de nécessiter un calcul matriciel à l'émission et à la réception, avec une taille de matrice augmentant avec la taille de la couronne.
Un autre inconvénient de cette technique de l'art antérieur apparaît dans le cas d'une transmission pour laquelle la ressource temps/fréquence est répartie entre plusieurs utilisateurs. Dans ce cas, la relation de couronne impose que tous les éléments de données d'une même couronne soient affectés au même utilisateur. Cette contrainte pose notamment des problèmes de granularité et d'affectation des ressources, le nombre de pilotes émis étant généralement situé entre 2 et 5%.
Il existe donc un besoin pour une technique permettant d'obtenir une meilleure estimation du canal de transmission, et conduisant à une estimation plus précise des éléments de données informatifs portés par le signal multiporteuse. 3. Exposé de l'invention
L'invention propose une solution nouvelle qui ne présente pas l'ensemble de ces inconvénients de l'art antérieur, sous la forme d'un procédé de réception d'un signal reçu correspondant à un signal multiporteuse mettant en œuvre une modulation de type OQAM, émis par au moins un émetteur via un canal de transmission, ledit signal multiporteuse étant formé d'une succession temporelle de symboles constitués d'un ensemble d'éléments de données à valeurs réelles comprenant au moins des éléments de données informatifs, chacun desdits éléments de données modulant une fréquence porteuse dudit signal, une fréquence porteuse modulée par un desdits éléments de données étant appelée porteuse, ledit procédé de réception comprenant une étape de première estimation globale dudit canal de transmission.
Selon l'invention, des doublons formés chacun d'au moins deux éléments de données informatifs étant localisés chacun dans une région dite de voisinage dans l'espace temps/fréquence, une région de voisinage étant une région dans laquelle ledit canal de transmission est considéré comme sensiblement constant, et une proportion entre les valeurs réelles portées par chacun desdits éléments de données informatifs formant un même doublon étant connue d'un récepteur destiné à effectuer une réception dudit signal multiporteuse, ledit procédé de réception comprend, pour au moins une desdites régions de voisinage : une étape d'extraction d'au moins deux valeurs complexes, correspondant à chacun desdits éléments de données informatifs formant ledit doublon, après passage dans ledit canal de transmission ; - une étape de raffinement local de ladite première estimation, tenant compte desdites valeurs complexes, délivrant une estimation locale raffinée dudit canal de transmission pour ladite région de voisinage.
Ainsi, l'invention repose sur une approche nouvelle et inventive de l'estimation du canal de transmission, dans un système de transmission mettant en œuvre un signal multiporteuse portant des éléments de données à valeurs réelles.
En particulier, un tel signal multiporteuse est du type OFDM/OQAM ou
BFDM/OQAM.
On entend notamment par « modulation de type OQAM » une modulation à porteuses multiples de type OFDM/OQAM ou BFDM/OQAM. Plus précisément, cette technique repose sur la mise en œuvre, côté réception, d'une première estimation globale du canal de transmission, suivie d'un raffinement local de cette première estimation, au niveau des doublons, permettant d'obtenir une estimation plus fine du canal de transmission. Cette technique permet donc d'améliorer l'estimation du canal aux emplacements temps/fréquence des doublons, et de manière plus large au niveau des régions de voisinage.
On rappelle que le canal de transmission est découpé en cellules selon les axes temporel et fréquentiel. A chaque cellule ou emplacement de l'espace temps/fréquence est attribuée une porteuse dédiée. On répartit donc l'information à transporter sur l'ensemble de ces porteuses, et une région de voisinage correspond à une région dans laquelle le canal ne varie pas, ou peu, en temps et/ou en fréquence.
De plus, on entend notamment par doublon un groupe d'au moins deux éléments de données informatifs portant chacun une valeur réelle, liées par une relation de proportionnalité connue du récepteur. En particulier, le canal de transmission est découpé en régions de voisinage, au moins certaines régions de voisinage portant un doublon. Ces doublons peuvent notamment être boostés.
Finalement, on entend notamment par estimation « globale » une estimation du canal de transmission sur un domaine du réseau temps/fréquence s'étendant au-delà d'une région de voisinage, par opposition à une estimation « locale » bornée par une région de voisinage.
Ainsi, pour au moins une région de voisinage, ce raffinement local permet une estimation correcte du canal de transmission au niveau du doublon, sans gaspiller la ressource temps/fréquence, puisque des éléments de données informatifs sont portés par le doublon. De plus, ces doublons peuvent être boostés. De plus, il n'est pas nécessaire d'imposer de relation de première couronne et donc de contrainte sur la valeur d'un élément de données au voisinage d'un pilote pour réduire l'interférence entre symboles.
En effet, la technique selon l'invention permet notamment, par rapport aux techniques de l'art antérieur, d'optimiser la ressource temps/fréquence, puisqu'elle ne nécessite pas l'utilisation d'un intervalle de garde, pendant lequel aucune information utile n'est transmise, ni une mise en trame spécifique des données, associant à une zone 3 x 3 du réseau temps/fréquence (première couronne) un pilote réel ainsi qu'une donnée de contrôle, nécessitant la réservation de deux emplacements temps/fréquence. Les ressources temps/fréquence réservées aux doublons sont donc diminuées de moitié par rapport aux techniques de l'art antérieur, et notamment la technique d'estimation par pilotes répartis en OFDM classique.
Le signal multiporteuse peut également comprendre, pour au moins certains symboles, des éléments de données de référence appelés pilotes dont la valeur et l'emplacement à l'émission sont connus d'au moins un récepteur destiné à effectuer une réception dudit signal multiporteuse.
La première estimation globale peut notamment être mise en œuvre par une technique classique d'estimation de canal, comme par exemple : une estimation par préambule, notamment dans le cas d'une transmission au cours de laquelle le canal varie lentement dans le temps ; une estimation par pilotes répartis ; une estimation par paires de pilotes réels ; une estimation par couronne, telle que décrite notamment dans le document de brevet WO 02/25884 précité ; une estimation en aveugle, ne reposant pas sur l'utilisation d'éléments de données de référence connus du récepteur ; etc.
En particulier, la technique d'estimation par paires de pilotes réels repose sur la prise en compte, dans un signal à porteuses multiples formé d'une succession temporelle de symboles constitués d'un ensemble d'éléments de données à valeurs réelles comprenant des éléments de données informatifs, et pour au moins certains symboles, des pilotes, dont la valeur et l'emplacement à l'émission sont connus d'au moins un récepteur, de groupes de pilotes localisés chacun dans une région de voisinage de l'espace temps/fréquence. Plus précisément, on considère au moins un groupe d'au moins deux pilotes à valeurs réelles localisé dans une région dite de voisinage dans laquelle le canal de transmission est considéré comme sensiblement constant, de façon à obtenir une estimation du canal de transmission sur cette région de voisinage. Ainsi, pour au moins une des régions de voisinage, cette technique d'estimation comprend : une étape d'extraction d'au moins deux valeurs complexes correspondant aux pilotes du groupe de la région de voisinage considérée, après passage dans le canal de transmission, - une étape d'estimation des parties réelle et imaginaire du canal de transmission dans la région de voisinage considérée à partir de ces valeurs complexes.
Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, l'étape de raffinement local met en œuvre une détermination d'un terme de phase représentatif dudit canal de transmission à partir des valeurs complexes, et une correction de ladite première estimation en fonction dudit terme de phase.
On détermine ainsi, à partir d'un doublon d'une région de voisinage, un terme de phase du canal de transmission, considéré comme exact pour cette région de voisinage. En combinant cette « phase exacte » du canal de transmission avec la connaissance a priori du canal, obtenue lors de la première estimation, on obtient une estimation corrigée du canal de transmission pour la région de voisinage.
En particulier, cette étape de raffinement local peut tenir compte d'une fonction d'ambiguïté d'une fonction prototype associée à la modulation, par exemple OFDM/OQAM ou BFDM/OQAM.
Selon une caractéristique particulière de l'invention, le procédé de réception comprend une étape d'estimation de doublon, tenant compte de ladite estimation locale raffinée et de ladite proportion, délivrant une estimation desdites valeurs réelles portées par chacun desdits éléments de données informatifs d'un desdits doublons, dites valeurs de doublon estimées, et une étape de deuxième estimation globale dudit canal de transmission, à partir desdites valeurs de doublon estimées d'au moins un desdits doublons.
En particulier, l'étape d'estimation de doublon prend en compte une moyenne desdites valeurs de doublon estimées pondérées par ladite proportion. Plus précisément, à partir du raffinement local de la première estimation au niveau d'un doublon (ou de manière plus générale au niveau de la région de voisinage comprenant le doublon, puisque le canal est considéré comme sensiblement constant sur cette région de l'espace temps/fréquence), on détermine une estimation des valeurs réelles portées par les éléments de données d'un doublon.
Plus précisément, ces différentes valeurs étant liées par au moins une relation de proportionnalité, connue du récepteur, on peut améliorer ces estimations à partir d'une moyenne des différentes estimations pondérées par la relation de proportionnalité. Par exemple, si un doublon comprend deux éléments de données informatifs portant une même valeur, on estime en réception la valeur du premier élément de données, puis la valeur du deuxième élément de données, et on effectue une moyenne de ces deux valeurs de doublons estimées, puisque le récepteur sait que ces deux valeurs doivent être identiques. Cette valeur de doublons estimée, obtenue en moyennant les signaux reçus au niveau des doublons, permet d'obtenir un gain de 3dB par rapport aux autres éléments de données, en terme de rapport signal à bruit.
Selon une variante de réalisation, l'estimation locale raffinée est affectée d'au moins une information de confiance. On accorde ainsi un degré de confiance plus important à l'estimation du canal de transmission dans une région de voisinage portant un doublon.
Selon un autre aspect de l'invention les étapes d'estimation de doublon et de deuxième estimation globale sont réitérées au moins une fois, une étape de deuxième estimation courante tenant compte du résultat d'une étape de deuxième estimation précédente. II est ainsi possible d'améliorer la boucle de turbo-estimation, grâce à l'insertion de doublons dans des régions de voisinage de l'espace temps/fréquence côté émission, et à la connaissance d'une relation de proportionnalité entre les éléments de données informatifs formant un doublon côté réception. En particulier, l'étape de deuxième estimation globale courante tient compte de l'information de confiance.
Selon un autre aspect, l'invention concerne un dispositif de réception d'un signal reçu correspondant à un signal multiporteuse mettant en œuvre une modulation de type OQAM, tel que décrit ci-dessus, le dispositif de réception comprenant des moyens de première estimation globale dudit canal de transmission.
Selon l'invention, des doublons formés chacun d'au moins deux éléments de données informatifs étant localisés chacun dans une région de voisinage dans l'espace temps/fréquence, et une proportion entre lesdites valeurs réelles portées par chacun desdits éléments de données informatifs formant un même doublon étant connue dudit dispositif de réception, ledit dispositif de réception comprend, pour au moins une desdites régions de voisinage : des moyens d'extraction d'au moins deux valeurs complexes, correspondant à chacun desdits éléments de données formant ledit doublon, après passage dans ledit canal de transmission ; des moyens de raffinement local de ladite première estimation, tenant compte desdites valeurs complexes, délivrant une estimation locale raffinée dudit canal de transmission pour ladite région de voisinage.
Un tel dispositif de réception est notamment adapté à mettre en œuvre le procédé de réception décrit précédemment.
Par exemple, un tel dispositif de réception correspond ou est compris dans un terminal (radiotéléphone, ordinateur portable, PDA ...) ou dans une station de base.
Dans un autre mode de réalisation, l'invention concerne un procédé d'émission d'un signal multiporteuse mettant en œuvre une modulation de type OQAM, formé d'une succession temporelle de symboles constitués d'un ensemble d'éléments de données à valeurs réelles comprenant au moins des éléments de données informatifs, chacun desdits éléments de données modulant une fréquence porteuse dudit signal, une fréquence porteuse modulée par un desdits éléments de données étant appelée porteuse, au moins certains desdits éléments de données formant un premier jeu permettant de déterminer une première estimation globale d'un canal de transmission entre un émetteur destiné à émettre ledit signal multiporteuse et un récepteur. Selon l'invention, un tel procédé d'émission met en œuvre des doublons formés chacun d'au moins deux éléments de données informatifs, localisés chacun dans une région dite de voisinage dans l'espace temps/fréquence, une région de voisinage étant une région dans laquelle ledit canal de transmission est considéré comme sensiblement constant, lesdites valeurs réelles portées par chacun desdits éléments de données informatifs formant un même doublon étant identiques en valeur absolue, ledit récepteur connaissant le rapport entre lesdites valeurs réelles d'un même doublon, et lesdits doublons permettant un raffinement local de ladite première estimation.
Plus précisément, cette technique repose sur la mise en œuvre, côté émission, d'un doublon dans une région de voisinage, c'est-à-dire d'un groupe d'au moins deux éléments de données informatifs, portant chacun une valeur réelle en émission, ces valeurs réelles étant liées par une relation de proportionnalité connue du récepteur, et d'un premier jeu d'éléments de données permettant de déterminer une première estimation globale. En particulier, le premier jeu comprend des éléments de données informatifs et/ou des éléments de données de référence appelés pilotes dont la valeur et l'emplacement à l'émission sont connus d'au moins un récepteur destiné à effectuer une réception dudit signal multiporteuse.
Côté réception, on peut ainsi réaliser une première estimation du canal de transmission à partir du premier jeu d'éléments de données, suivie d'un raffinement local de cette première estimation, au niveau d'au moins une région de voisinage, à partir d'un doublon localisé dans cette région.
Un autre aspect de l'invention concerne un dispositif d'émission d'un signal multiporteuse mettant en œuvre une modulation de type OFDM/OQAM tel que décrit précédemment, dans lequel au moins certains desdits éléments de données forment un premier jeu permettant de déterminer une première estimation globale d'un canal de transmission entre un émetteur destiné à émettre ledit signal multiporteuse et un récepteur.
Selon l'invention, un tel dispositif comprend des moyens de mise en œuvre de doublons formés chacun d'au moins deux éléments de données informatifs, localisés chacun dans une région dite de voisinage dans l'espace temps/fréquence, lesdites valeurs réelles portées par chacun desdits éléments de données informatifs formant un même doublon étant identiques en valeur absolue, ledit récepteur connaissant le rapport entre lesdites valeurs réelles d'un même doublon, lesdits doublons permettant un raffinement local de ladite première estimation.
Un tel dispositif d'émission est notamment adapté à mettre en œuvre le procédé d'émission décrit précédemment.
En particulier, il est adapté à émettre un tel signal multiporteuse à destination du dispositif de réception décrit ci-dessus. Par exemple, un tel dispositif d'émission correspond ou est compris dans un terminal (radiotéléphone, ordinateur portable, PDA ...) ou dans une station de base.
Encore un autre aspect de l'invention concerne un produit programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou enregistré sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un processeur, comprenant des instructions de code de programme pour la mise en œuvre du procédé de réception décrit précédemment, et/ou un produit programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou enregistré sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un processeur, comprenant des instructions de code de programme pour la mise en œuvre du procédé d'émission décrit ci-dessus.
Finalement, un autre aspect de l'invention concerne un signal multiporteuse mettant en œuvre une modulation de type OQAM, formé d'une succession temporelle de symboles constitués d'un ensemble d'éléments de données à valeurs réelles comprenant au moins des éléments de données informatifs, chacun desdits éléments de données modulant une fréquence porteuse dudit signal, une fréquence porteuse modulée par un desdits éléments de données étant appelée porteuse, au moins certains desdits éléments de données formant un premier jeu permettant de déterminer une première estimation globale d'un canal de transmission entre un émetteur destiné à émettre ledit signal multiporteuse et un récepteur.
Selon l'invention, un tel signal comprend des doublons formés chacun d'au moins deux éléments de données informatifs, localisés chacun dans une région dite de voisinage dans l'espace temps/fréquence, une région de voisinage étant une région dans laquelle ledit canal de transmission est considéré comme sensiblement constant, lesdites valeurs réelles portées par chacun desdits éléments de données informatifs formant un même doublon étant identiques en valeur absolue, ledit récepteur connaissant le rapport entre lesdites valeurs réelles d'un même doublon, et lesdits doublons permettant un raffinement local de ladite première estimation.
Un tel signal peut notamment représenter un signal multiporteuse émis selon le procédé d'émission décrit ci-dessus. Il peut également être reçu selon le procédé de réception décrit précédemment. 4. Liste des figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1, déjà commentée en relation avec l'art antérieur, est une représentation temps/fréquence des symboles à valeurs complexes transmis selon une modulation OFDM classique et des symboles à valeurs réelles transmis selon une modulation OFDM/OQAM de l'art antérieur ; - la figure 2 illustre la structure d'un signal à porteuses multiples selon un mode de réalisation de l'invention ; la figure 3 présente les principales étapes du procédé de réception selon un mode de réalisation de l'invention ; les figures 4A et 4B illustrent respectivement un schéma de turbo- estimation classique, mis en œuvre pour une modulation de type
OFDM, et de turbo-estimation selon un mode de réalisation de l'invention, mis en œuvre pour une modulation de type OFDM/OQAM ou BFDM/OQAM ; les figures 5A et 5B présentent respectivement la structure d'un dispositif d'émission et d'un dispositif de réception, selon un mode de réalisation particulier de l'invention. 5. Description d'un mode de réalisation de l'invention Le principe général de l'invention repose sur la prise en compte de doublons, formés d'éléments de données informatifs portant des valeurs réelles liées par une relation de proportionnalité (connue du récepteur) au sein d'un même doublon, dans un signal à porteuses multiples mettant en œuvre des éléments de données à valeurs réelles, de façon à améliorer localement une estimation du canal de transmission entre un émetteur et un récepteur.
Plus précisément, un doublon est formé de deux ou plus éléments de données informatifs, qui ne sont pas directement connus du récepteur, et sont localisés à des emplacements temps/fréquence sur lesquels le canal de transmission ne varie pas, ou peu, formant une région de voisinage.
Ainsi, l'invention repose, selon un mode de réalisation particulier, sur la détermination d'une première estimation du canal de transmission, mise en œuvre à partir d'une première technique d'estimation de canal, par exemple de type estimation par préambule, par pilotes répartis, par paires de pilotes réels, par couronne, en aveugle, etc, suivie d'un raffinement local de cette première estimation, au niveau des différents doublons, et sur la mise en œuvre d'une deuxième estimation de canal, à partir d'une estimation des valeurs portées par les doublons, dites valeurs de doublons estimées.
On décrit ci-après un mode de réalisation particulier de l'invention, mis en œuvre dans le cadre d'une modulation multiporteuse de type OFDM/OQAM.
Côté émission, on détermine au moins une région de voisinage, et on insère dans le signal multiporteuse un doublon. Par exemple, un doublon correspond à un seul élément de données réel inconnu du récepteur, mais transmis sur deux emplacements d'une région de voisinage du réseau temps/fréquence dans laquelle le canal est considéré comme invariant. Le récepteur connaît le rapport entre les valeurs réelles d'un même doublon, c'est-à-dire qu'il sait que c'est le même élément de données qui est transmis sur deux emplacements, mais il ne connaît pas sa valeur.
En particulier, les éléments de données informatifs « doublonnés » sont des éléments portant des informations essentielles, par exemple de type signalisation.
Plus précisément, comme illustré en relation avec la figure 2, on considère un signal multiporteuse formé d'une succession temporelle de symboles 21, 22j, 222, ..., 22N, constitués d'un ensemble d'éléments de données à valeurs réelles comprenant : des éléments de données informatifs, correspondant aux ronds blancs vides ; et - pour au moins certains desdits symboles, des éléments de données de référence appelés pilotes, correspondant aux ronds blancs annotés avec la lettre P, dont la valeur et l'emplacement à l'émission sont connus d'au moins un récepteur destiné à effectuer une réception du signal multiporteuse. Plus précisément, les ronds blancs annotés avec la lettre P sont insérés dans le signal multiporteuse de façon à permettre une première estimation du canal de transmission, en réception.
Par exemple, au moins un symbole de référence 21, comprenant les pilotes
Pl à P8, est inséré dans le signal multiporteuse en début de trame, une trame étant formée d'un ensemble d'au moins un symbole de référence appelé préambule et d'un ensemble de symboles utiles 22 j à 22N, de façon à permettre, en réception, une première estimation par préambule.
Selon une variante de réalisation, les paires de pilotes réels P2n et P2n+1, par exemple la paire 25, sont ajoutées dans le signal multiporteuse, à la place du préambule 21 ou conjointement au préambule 21, de façon à permettre, en réception, une première estimation par paires de pilotes réels.
Les ronds blancs hachurés annotés avec la lettre D correspondent à des éléments de données informatifs, et plus précisément à des doublons, insérés dans la trame de données. Par exemple, par définition, le doublon 23 comprenant les éléments de données informatifs 23 j et 232 est localisé dans la région de voisinage 24j. Ces éléments de données informatifs 23 j et 232 sont transmis à un même instant sur deux fréquences consécutives, dans une région de voisinage dans laquelle le canal est considéré constant sur deux temps consécutifs et sur trois fréquences consécutives. Un autre exemple de région de voisinage est illustré sous la référence 242, dans le cas où le canal de transmission ne varie pas, ou peu, en temps.
Un doublon est ainsi formé de deux, trois, ou plus éléments de données informatifs, non nécessairement portés par des porteuses directement voisines en temps et/ou en fréquence, dans une région de voisinage dans laquelle le canal de transmission est sensiblement constant.
Un doublon est ainsi inséré de façon à permettre un raffinement local de la première estimation du canal de transmission, dans une région de voisinage.
Ainsi, le procédé d'émission met en œuvre au moins deux jeux d'éléments de données, un premier jeu permettant de déterminer une première estimation du canal de transmission, comprenant un préambule et/ou des paires de pilotes réels selon ce mode de réalisation, et un deuxième jeu permettant d'améliorer localement la première estimation, comprenant des doublons selon ce mode de réalisation.
Côté réception, comme illustré en relation avec la figure 3, on effectue une première estimation 31 du canal de transmission à partir du signal reçu y(t) , en mettant par exemple en œuvre une estimation par préambule, ou par pilotes répartis suivie d'une interpolation. On dispose ainsi d'une connaissance a priori du canal de transmission.
Au cours d'une étape 32 suivante, pour au moins une région de voisinage, on extrait au moins deux valeurs complexes, correspondant aux éléments de données informatif formant le doublon après passage dans le canal de transmission, et on détermine un terme de phase du canal de transmission à partir des valeurs complexes du doublon localisé dans cette région, et de la proportion entre ces valeurs, connue du récepteur. On combine alors, au cours d'une étape 33, cette phase avec la connaissance a priori du canal de transmission, pour obtenir une nouvelle estimation du canal de transmission au niveau du doublon, et par conséquent au niveau de la région de voisinage comprenant ce doublon, puisque le canal est sensiblement constant sur toute cette région, encore appelée estimation locale raffinée.
On égalise 34 ensuite le signal reçu au niveau des emplacements temps/fréquence portant les doublons, de façon à estimer les valeurs réelles portées par chacun des éléments de données informatifs d'un doublon en émission, dites valeurs de doublons estimées, à partir de l'estimation locale raffinée et de la connaissance d'une proportion entre ces valeurs.
En particulier, on considère que ces valeurs de doublon estimées sont fiables. Les éléments de données informatifs formant un doublon peuvent donc être considérés comme des pilotes.
Ainsi, grâce à ce nombre élevé de pseudo-pilotes, on peut déterminer une deuxième estimation globale du canal de transmission, au cours d'une étape 35. Au cours d'une étape suivante 36, on peut égaliser le signal reçu à partir de la deuxième estimation globale du canal de transmission, le désentrelacer, et le décoder.
On décrit ci-après un exemple de mise en œuvre de la technique de réception selon ce mode de réalisation particulier de l'invention, dans le cadre d'une modulation de type BFDM/OQAM.
Plus précisément, le signal reçu y(t) peut s'écrire sous la forme :
Figure imgf000025_0003
avec
Figure imgf000025_0001
les coefficients complexes représentatifs du canal de transmission à chaque emplacement temps/fréquence, avec m l'indice fréquentiel et n l'indice temporel, et b(t) la composante de bruit.
Comme déjà précisé pour les modulations de type OFDM/OQAM, le signal émis et le canal de transmis modélisés en bande de base par des
Figure imgf000025_0005
nombres complexes, le coefficien à estimer en réception pour chaque emplacement du réseau temps/fréquence est également un nombre
Figure imgf000025_0004
complexe.
En supposant également que le canal est approximativement constant sur une région donnée de l'espace temps/fréquence, du fait de la biorthogonalité de la paire de fonctions (f,g) décrite en relation avec l'équation (3), le signal reçu sur la porteuse m0 à l'instant n0 est estimé par :
Figure imgf000025_0002
(7) Dans cette expression, le term t lié à l'interférence créée dans la
Figure imgf000025_0006
région où le canal de transmission est supposé constant, et le term est
Figure imgf000025_0007
associé à l'interférence créée dans les régions où le canal de transmission n'est plus supposé constant. Dans la suite de la description, on omet la composante de bruit b, et on néglige le terme D1n „ de façon à simplifier les équations.
L'équation (7) s'écrit alors :
Figure imgf000026_0002
ave
Figure imgf000026_0003
un réel e
Figure imgf000026_0004
un imaginaire pur.
On considère ainsi que le signal reçu, en tout emplacement (m,n) du réseau temps/fréquence, peut s'interpréter comme le résultat du produit d'un canal complexe par un coefficient complexe, c'est-à-dire :
Figure imgf000026_0005
œ Jmi)'n sont des valeurs réelles (l'exposant (r) indiquant la partie réelle d'une valeur complexe, et l'exposant (i) la partie imaginaire).
On considère à titre d'exemple que le doublon 23 de la région de voisinage 24j comprend deux éléments de données informatifs portant une même valeur.
Autrement dit, on répète la transmission d'un même élément de données informatif réel à deux position dans l'espace temps/fréquence,
Figure imgf000026_0006
dans une région de voisinage où le canal est supposé constant. On a donc sont des éléments de données
Figure imgf000026_0007
informatifs, non connus du récepteur. En revanche, le récepteur sait la relation de proportionnalité entre ces deux valeurs, soit ici a
Figure imgf000026_0001
Comme indiqué précédemment, une première estimation globale du canal de transmission est réalisée au cours d'une étape 31. On obtient ainsi une première estimation du canal au niveau du doublon localisé e
Figure imgf000026_0010
.
On note le coefficient représentatif du canal de transmission à
Figure imgf000026_0008
l'emplacement (m,n) , issu de la première estimation globale, et
Figure imgf000026_0009
coefficient représentatif du canal de transmission à l'emplacement (m,n) après raffinement local.
A partir de l'extraction (32) des valeurs complexes reçues aux emplacements (mQ,«o ) et (m^n^) , on détermine un terme de phase du canal de transmission sous la forme (l + Cj) , où C est un réel. Plus précisément, au sein d'une région de voisinage, la décomposition en parties réelle et imaginaire des équations décrivant le canal de transmission s'écrit :
Figure imgf000027_0001
Com s équations du système (8)
Figure imgf000027_0003
peuvent s'écrire
Figure imgf000027_0005
obtient
(10)
d'où
Figure imgf000027_0002
Le rapport de ces deux équations donne alors :
(H)
Figure imgf000027_0004
La valeur de la variable C est donc parfaitement connue au niveau d'un doublon. De plus, les coefficients représentatifs du canal de transmission pouvant s'écrire W OTc 0' ,WQ = W OTr 0' ,WQ ( Vl + C Ji) > ,•> le canal de transmission p feut être rep fhasé au niveau de l'emplacement (mQ,«o ) , ainsi qu'au niveau de toute la région de voisinage. Au cours de l'étape 33, on combine comme indiqué précédemment cette phase avec la connaissance a priori du canal de transmission, pour obtenir une nouvelle estimation du canal de transmission au niveau du doublon, encore appelée estimation locale raffinée.
Plus précisément, on détermine au cours de cette étape 33 la valeur réelle du coefficient représentatif du canal de transmission à l'emplacement (mQ,«o ) , notée H^ OT0 1W „0 .
Pour ce faire, on considère :
Figure imgf000028_0005
d'où
Figure imgf000028_0001
Ainsi, en sommant les deux équations, on obtient
Figure imgf000028_0002
d'où :
Figure imgf000028_0003
Pour déterminer la valeur réelle à l'emplacement (mQ,«o ) , on
Figure imgf000028_0006
égalise au cours de l'étape 34 le signal reçu, à partir de la première estimation du canal de transmission.
On pose par exemple , ou encore
Figure imgf000028_0004
on fait une moyenne des deux. Après avoir déterminé le coefficient complex n égalise le signal reçu au niveau des emplacements temps/fréquence portant les doublons, de façon à obtenir les valeurs de doublons estimées :
Figure imgf000029_0001
Sachant que, selon cet exemple, on lors une meilleure
Figure imgf000029_0003
estimation de la valeur réelle portée par les éléments de données informatifs du doublon est obtenue par moyennage tel que :
Figure imgf000029_0002
La détermination de cette moyenne permet notamment un gain de 3dB en rapport signal à bruit.
Ainsi, par une simple quantification de la valeur estimée moyenné on obtient une estimation dite dure (en anglais « hard ») du coefficient réel
Figure imgf000029_0005
transmis.
Ces « doublons estimés » étant dorénavant considérés comme des éléments de données connus du récepteur, on peut réaliser une deuxième estimation globale du canal de transmission à partir de ces éléments, qui jouent alors le rôle de pilotes.
Une autre possibilité est de conserver la valeur exacte de l'estimée et de l'améliorer par itérations successives basées sur l'équation (12). Selon une variante de réalisation, on peut exprimer la valeur du canal sous sa forme complexe en polaire et ainsi ne pas utiliser explicitement la constante C. Ceci permet aussi d'obtenir directement le déphasage produit par le canal.
Selon une autre variante de réalisation illustrée en relation avec la figure 4B, l'étape de raffinement local et de deuxième estimation globale sont réitérées au moins deux fois.
Plus précisément, les figures 4A et 4B illustrent respectivement un schéma de turbo-estimation classique, mis en œuvre pour une modulation de type OFDM, et de turbo-estimation selon un mode particulier de réalisation de l'invention, mis en œuvre pour une modulation de type OFDM/OQAM ou BFDM/OQAM.
Côté émission, on constate que les étapes de codage des données 41, entrelacement 42, et insertion de préambule 43 sont identiques, selon ce mode de réalisation particulier de l'invention.
Dans le cadre d'une modulation classique de type OFDM, on met ensuite en œuvre une transformée inverse de Fourier (IFFT) et on ajoute un intervalle de garde 44A. En revanche, dans le cadre d'une modulation de type OQAM selon ce mode de réalisation de l'invention, on met en œuvre une étape d'insertion de doublons, suivie d'une modulation OQAM 44B.
Le signal multiporteuse est alors émis dans un canal de transmission 45.
Côté réception, dans le cadre d'une modulation classique de type OFDM, on réalise d'abord une transformation de Fourier (FFT), suivie d'une suppression de l'intervalle de garde 46 A. On réalise ensuite les étapes classiques d'estimation du canal 31, d'égalisation du signal reçu 36, et de désentrelacement et décodage du signal égalisé 47, permettant de prendre une décision dure 471.
Dans le cadre d'une turbo estimation, le signal égalisé décodé est de nouveau encodé 48 A, ré-entrelacé 49 A, et de nouveau égalisé 36, de manière à affiner l'étape de décision 471. Dans le cadre d'une modulation de type OFDM/OQAM ou
BFDM/OQAM, on réalise d'abord une démodulation OQAM 46B. On réalise ensuite l'étape de première estimation du canal 31. On dispose ainsi d'une connaissance a priori du canal de transmission.
Comme décrit précédemment en relation avec la figure 3, on extrait du signal reçu les valeurs complexes correspondant à la réception d'un doublon au cours de l'étape 32, afin de déterminer un terme de phase et de raffiner localement l'estimation du canal de transmission 33 au niveau des régions de voisinage portant des doublons.
On égalise 34 ensuite le signal reçu au niveau des emplacements temps/fréquence portant les doublons. On détermine ainsi une deuxième estimation globale du canal de transmission, au cours d'une étape 35.
En particulier, cette deuxième estimation du canal de transmission peut être suivie d'une étape d'égalisation du signal reçu 36, et de désentrelacement et décodage du signal égalisé 47, permettant de prendre une décision dure 471.
On peut notamment déterminer une estimation améliorée du canal de transmission à partir de ces estimations locales raffinées et/ou de la deuxième estimation, en accordant éventuellement une information de confiance à l'estimation du canal correspondant aux emplacements temps/fréquence des pilotes.
En particulier, dans le cadre d'une turbo estimation, le signal égalisé décodé est de nouveau encodé 48B, ré-entrelacé 49B, et intervient dans une nouvelle estimation globale du canal de transmission, mise en œuvre au cours d'une étape 50. II est ainsi possible d'améliorer l'estimation des valeurs portées par les éléments de données informatifs grâce à un processus itératif.
On présente désormais, en relation avec les figures 5A et 5B, les structures simplifiées d'un dispositif d'émission et d'un dispositif de réception selon le mode de réalisation particulier décrit ci-dessus. Comme illustré en figure 5A, un tel dispositif d'émission comprend une mémoire 51, une unité de traitement 52, équipée par exemple d'un microprocesseur μP, et pilotée par le programme d'ordinateur 53, mettant en œuvre le procédé d'émission selon l'invention.
A l'initialisation, les instructions de code du programme d'ordinateur 53 sont par exemple chargées dans une mémoire RAM avant d'être exécutées par le processeur de l'unité de traitement 52. L'unité de traitement 52 reçoit en entrée des données à transmettre, sous la forme d'éléments de données informatifs. Le microprocesseur de l'unité de traitement 52 met en œuvre les étapes du procédé d'émission décrit précédemment, de façon à construire un signal multiporteuse comprenant au moins un premier jeu d'éléments de données permettant de déterminer une première estimation du canal de transmission, et au moins un doublon localisé dans une région de voisinage dans l'espace temps/fréquence, permettant un raffinement local de la première estimation. Pour cela, le dispositif d'émission comprend des moyens de mise en œuvre du premier jeu d'éléments de données et de doublons. Ces moyens sont pilotés par le microprocesseur de l'unité de traitement 52.
L'unité de traitement 52 délivre en sortie le signal multiporteuse précité.
Un dispositif de réception comme illustré en figure 5B comprend une mémoire 54, une unité de traitement 55, équipée par exemple d'un microprocesseur μP, et pilotée par le programme d'ordinateur 56, mettant en œuvre le procédé de réception selon l'invention.
A l'initialisation, les instructions de code du programme d'ordinateur 56 sont par exemple chargées dans une mémoire RAM avant d'être exécutées par le processeur de l'unité de traitement 55. L'unité de traitement 55 reçoit en entrée le signal multiporteuse reçu y(t) . Le microprocesseur de l'unité de traitement 55 met en œuvre les étapes du procédé de réception décrit précédemment, selon les instructions du programme d'ordinateur 56, pour estimer le canal de transmission et décoder les données reçues. Pour cela, le dispositif de réception comprend des moyens de première estimation du canal de transmission, et pour au moins une région de voisinage, des moyens d'extraction d'au moins deux valeurs complexes, correspondant à chacun des éléments de données formant le doublon, après passage dans le canal de transmission, et des moyens de raffinement local de la première estimation, tenant compte desdites valeurs complexes, délivrant une estimation locale raffinée du canal de transmission pour la région de voisinage. Ces moyens sont pilotés par le microprocesseur de l'unité de traitement 55.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de réception d'un signal reçu correspondant à un signal multiporteuse mettant en œuvre une modulation de type OQAM, émis par au moins un émetteur via un canal de transmission, ledit signal multiporteuse étant formé d'une succession temporelle de symboles constitués d'un ensemble d'éléments de données à valeurs réelles comprenant au moins des éléments de données informatifs, chacun desdits éléments de données modulant une fréquence porteuse dudit signal, une fréquence porteuse modulée par un desdits éléments de données étant appelée porteuse, ledit procédé de réception comprenant une étape de première estimation globale (31) dudit canal de transmission, caractérisé en ce que, des doublons (23) formés chacun d'au moins deux éléments de données informatifs (23 j, 232) étant localisés chacun dans une région dite de voisinage (24j) dans l'espace temps/fréquence, une région de voisinage étant une région dans laquelle ledit canal de transmission est considéré comme sensiblement constant, une proportion entre lesdites valeurs réelles portées par chacun desdits éléments de données informatifs formant un même doublon (23) étant connue d'un récepteur destiné à effectuer une réception dudit signal multiporteuse, ledit procédé de réception comprend, pour au moins une desdites régions de voisinage : une étape d'extraction (32) d'au moins deux valeurs complexes, correspondant à chacun desdits éléments de données informatifs formant ledit doublon, après passage dans ledit canal de transmission ; une étape de raffinement local (33) de ladite première estimation, tenant compte desdites valeurs complexes, délivrant une estimation locale raffinée dudit canal de transmission pour ladite région de voisinage.
2. Procédé de réception selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite étape de raffinement local met en œuvre une détermination d'un terme de phase représentatif dudit canal de transmission à partir desdites valeurs complexes, et une correction de ladite première estimation en fonction dudit terme de phase.
3. Procédé de réception selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'estimation de doublon, tenant compte de ladite estimation locale raffinée et de ladite proportion, délivrant une estimation desdites valeurs réelles portées par chacun desdits éléments de données informatifs d'un desdits doublons, dites valeurs de doublon estimées, et une étape de deuxième estimation globale (35) dudit canal de transmission, à partir desdites valeurs de doublon estimées d'au moins un desdits doublons.
4. Procédé de réception selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite étape d'estimation de doublon prend en compte une moyenne desdites valeurs de doublon estimées pondérées par ladite proportion.
5. Procédé de réception selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite estimation locale raffinée est affectée d'au moins une information de confiance.
6. Procédé de réception selon la revendication 3 et l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdites étapes d'estimation de doublon et de deuxième estimation globale sont réitérées au moins une fois, une étape de deuxième estimation courante tenant compte du résultat d'une étape de deuxième estimation précédente.
7. Procédé de réception selon la revendication 5 et la revendication 6, caractérisé en ce que ladite étape de deuxième estimation globale courante tient également compte de ladite information de confiance.
8. Dispositif de réception d'un signal reçu correspondant à un signal multiporteuse mettant en œuvre une modulation de type OQAM, émis par au moins un émetteur via un canal de transmission, ledit signal multiporteuse étant formé d'une succession temporelle de symboles constitués d'un ensemble d'éléments de données à valeurs réelles comprenant au moins des éléments de données informatifs, chacun desdits éléments de données modulant une fréquence porteuse dudit signal, une fréquence porteuse modulée par un desdits éléments de données étant appelée porteuse, ledit dispositif de réception comprenant des moyens de première estimation globale (31) dudit canal de transmission, caractérisé en ce que, des doublons (23) formés chacun d'au moins deux éléments de données informatifs (23 j, 232) étant localisés chacun dans une région dite de voisinage (24j) dans l'espace temps/fréquence, une région de voisinage étant une région dans laquelle ledit canal de transmission est considéré comme sensiblement constant, une proportion entre lesdites valeurs réelles portées par chacun desdits éléments de données informatifs formant un même doublon (23) étant connue dudit dispositif de réception, ledit dispositif de réception comprend, pour au moins une desdites régions de voisinage : - des moyens d'extraction (32) d'au moins deux valeurs complexes, correspondant à chacun desdits éléments de données formant ledit doublon, après passage dans ledit canal de transmission ; des moyens de raffinement local (33) de ladite première estimation, tenant compte desdites valeurs complexes, délivrant une estimation locale raffinée dudit canal de transmission pour ladite région de voisinage.
9. Produit programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou enregistré sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un processeur, caractérisé en ce qu'il comprend des instructions de code de programme pour la mise en œuvre du procédé de réception selon l'une au moins des revendications 1 à 7.
10. Procédé d'émission d'un signal multiporteuse mettant en œuvre une modulation de type OQAM, formé d'une succession temporelle de symboles constitués d'un ensemble d'éléments de données à valeurs réelles comprenant au moins des éléments de données informatifs, chacun desdits éléments de données modulant une fréquence porteuse dudit signal, une fréquence porteuse modulée par un desdits éléments de données étant appelée porteuse, au moins certains desdits éléments de données formant un premier jeu permettant de déterminer une première estimation globale d'un canal de transmission entre un émetteur destiné à émettre ledit signal multiporteuse et un récepteur, caractérisé en ce qu'il met en œuvre des doublons (23) formés chacun d'au moins deux éléments de données informatifs (23 j, 232), localisés chacun dans une région dite de voisinage (24j) dans l'espace temps/fréquence, une région de voisinage étant une région dans laquelle ledit canal de transmission est considéré comme sensiblement constant, lesdites valeurs réelles portées par chacun desdits éléments de données informatifs formant un même doublon (23) étant identiques en valeur absolue, ledit récepteur connaissant le rapport entre lesdites valeurs réelles d'un même doublon, lesdits doublons permettant un raffinement local de ladite première estimation.
11. Dispositif d'émission d'un signal multiporteuse mettant en œuvre une modulation de type OQAM, formé d'une succession temporelle de symboles constitués d'un ensemble d'éléments de données à valeurs réelles comprenant au moins des éléments de données informatifs, chacun desdits éléments de données modulant une fréquence porteuse dudit signal, une fréquence porteuse modulée par un desdits éléments de données étant appelée porteuse, au moins certains desdits éléments de données formant un premier jeu permettant de déterminer une première estimation globale d'un canal de transmission entre un émetteur destiné à émettre ledit signal multiporteuse et un récepteur, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de mise en œuvre de doublons (23) formés chacun d'au moins deux éléments de données informatifs (23j, 232), localisés chacun dans une région dite de voisinage (24j) dans l'espace temps/fréquence, une région de voisinage étant une région dans laquelle ledit canal de transmission est considéré comme sensiblement constant, lesdites valeurs réelles portées par chacun desdits éléments de données informatifs formant un même doublon (23) étant identiques en valeur absolue, ledit récepteur connaissant le rapport entre lesdites valeurs réelles d'un même doublon, lesdits doublons permettant un raffinement local de ladite première estimation.
12. Produit programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou enregistré sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un processeur, caractérisé en ce qu'il comprend des instructions de code de programme pour la mise en œuvre du procédé d'émission selon la revendication 10.
13. Signal multiporteuse mettant en œuvre une modulation de type OQAM, formé d'une succession temporelle de symboles constitués d'un ensemble d'éléments de données à valeurs réelles comprenant au moins des éléments de données informatifs, chacun desdits éléments de données modulant une fréquence porteuse dudit signal, une fréquence porteuse modulée par un desdits éléments de données étant appelée porteuse, au moins certains desdits éléments de données formant un premier jeu permettant de déterminer une première estimation globale d'un canal de transmission entre un émetteur destiné à émettre ledit signal multiporteuse et un récepteur, caractérisé en ce qu'il comprend des doublons (23) formés chacun d'au moins deux éléments de données informatifs (23 j, 232), localisés chacun dans une région dite de voisinage (24j) dans l'espace temps/fréquence, une région de voisinage étant une région dans laquelle ledit canal de transmission est considéré comme sensiblement constant, lesdites valeurs réelles portées par chacun desdits éléments de données informatifs formant un même doublon étant identiques en valeur absolue, ledit récepteur connaissant le rapport entre lesdites valeurs réelles d'un même doublon, lesdits doublons permettant un raffinement local de ladite première estimation.
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