WO2009150187A1 - Procédé et dispositif de transmission d'un signal multiporteuse réduisant le rapport puissance crête à puissance moyenne, procédé et dispositif de réception, programmes et signal correspondants - Google Patents

Procédé et dispositif de transmission d'un signal multiporteuse réduisant le rapport puissance crête à puissance moyenne, procédé et dispositif de réception, programmes et signal correspondants Download PDF

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WO2009150187A1
WO2009150187A1 PCT/EP2009/057212 EP2009057212W WO2009150187A1 WO 2009150187 A1 WO2009150187 A1 WO 2009150187A1 EP 2009057212 W EP2009057212 W EP 2009057212W WO 2009150187 A1 WO2009150187 A1 WO 2009150187A1
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WO
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sequence
sequences
pattern
transmission method
complex sample
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Application number
PCT/EP2009/057212
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English (en)
Inventor
Ramesh Pyndiah
Original Assignee
Groupe Des Ecoles Des Telecommunications / Ecole Nationale Superieure Des Telecommunications De Bretagne
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Publication date
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2614—Peak power aspects
    • H04L27/2615—Reduction thereof using coding

Definitions

  • the field of the invention is that of the transmission of digital signals, in particular on the multipath transmission channels.
  • the invention relates to multicarrier modulation techniques, in particular of OFDM type (Orthogonal Frequency Division
  • OFDM modulation is increasingly used for digital transmission, especially on multipath transmission channels.
  • This multicarrier modulation technique notably makes it possible to overcome the inter-symbol interference generally observed when using a single-carrier modulation on a multipath channel.
  • FFT fast discrete Fourier transform
  • OFDM modulation is often associated with error correction code (ECC) to exploit frequency diversity. This is called C-OFDM.
  • ECC error correction code
  • Such modulation is particularly, but not exclusively, used in wireless local area networks (WiFI or WiMAX), digital terrestrial television (DTT) or ADSL.
  • WiFI wireless local area networks
  • DTT digital terrestrial television
  • ADSL ADSL
  • Such an OFDM 1000 emitter includes: a source coding block 11; a channel coding block 12; a modulation block, using, for example, a constellation of BPSK type 13; an OFDM multiplexing block 14;
  • the source coding block 11 delivers messages of length k (ai, ..., ak) 1001 which are independent and identically distributed, which are then coded by a systematic and linear code in the channel coding block.
  • code words (C 1 , ..., C n ) 1002, of length n, resulting from the channel coding 12 of the corresponding messages are obtained.
  • the bits of a code word modulate the phase of a carrier, for example according to the BPSK modulation function 13, which converts the code word 1002 of n bits into N symbols BPSK 1003 (X 1 , ..., X N ).
  • N n with N a power of 2.
  • Other modulation functions can of course be used.
  • the OFDM module 14 transforms the sequence 1003 of BPSK symbol symbols here into N complex samples 1004, in the time domain, which are transmitted to one or more receivers on the transmission channel after translation in frequency.
  • the OFDM multiplexer 14 may for example implement an IFFT (inverse FFT) of the TV sequence symbol BPSK 1003 with a value in ⁇ -1, +1 ⁇ weighted by (-I) 1 where i is the number of the subset. carrier as shown in Table 1 below.
  • IFFT inverse FFT
  • a large value of the PAPR leads to taking a step back from the compression point of the power amplifier (of the order of the PAPR) to avoid nonlinear distortions. This results in a reduction in the energy efficiency of the power amplifier (a few% instead of, typically, 70%) and therefore a significant increase in the consumption of the transmitter. This is a very strong constraint on the use of OFDM in mobile terminals knowing that the consumption of the power amplifier can represent more than 50% of the total consumption of a terminal.
  • a first method is the "clipping” technique, which consists of clipping the amplitude of the signal when it exceeds a predefined threshold. But this clipping is by nature non-linear and introduces a distortion of the emitted signal resulting not only in a degraded BER (Bit Error Rate) but also by a rise in the secondary lobes of the DSP (Power Spectral Density).
  • a second approach is the application of a constraint or coding on the data sequence transmitted to limit the PAPR.
  • This method involves building a code word game that minimizes the PAPR.
  • Several construction techniques for these codes have been proposed.
  • the advantage of this solution lies in the fact that it does not introduce distortion.
  • the spectral efficiency is penalized without even bringing a gain of coding.
  • its scope is limited to OFDM modulators with low numbers of N subcarriers.
  • a third method proposes to reserve certain sub-carriers of the OFDM multiplex, which do not carry information but optimized symbols on transmission to reduce the PAPR. Like the two previous methods, this solution does not distort the transmitted signal but reduces the spectral efficiency at the cost of additional complexity in the transmitter.
  • a fourth technique consists in applying to each symbol of the sequence to transmit a phase rotation.
  • phase rotation patterns can be defined. For each pattern applied to the sequence to be transmitted, operations are performed to obtain the OFDM signal and the one with the smaller PAPR is transmitted. Again this technique does not distort, but it requires to communicate to the receiver the rotation sequence used at the emission with a very high reliability, which leads to a reduction of the spectral efficiency and a significant increase in the complexity of the system to route the number of the pattern used via a dedicated channel. In addition, if this transmission is erroneous, the entire OFDM frame will be lost.
  • an objective of the invention is to propose a technique making it possible to reduce the PAPR while maintaining satisfactory performances in terms of distortion of the emitted signal, spectral efficiency, and TET. Frame Error) and / or BER (Bit Error Rate).
  • Another objective of the invention is to provide a technique that is simple to implement, both in transmission and reception.
  • the invention proposes a new solution which does not have all of these disadvantages of the prior art, in the form of a method of multicarrier transmission of a signal representative of a source signal, intended to be transmitted via a transmission channel, comprising the following steps: linear and systematic error correction coding of said source signal, delivering codewords; creating at least two distinct sequences representative of one of said codewords; modulating each of said sequences to provide at least two distinct complex sample vectors for each of said codewords; selecting one of said complex sample vectors according to a predetermined criterion, delivering a vector of complex samples to be emitted: transmission of said vector of complex samples to be transmitted.
  • said step of creating sequences comprises at least one step of linear combination of one of said code words with a predetermined bit pattern, delivering a corresponding sequence.
  • Said predetermined bit pattern is itself a codeword obtained using said linear and systematic error correction coding.
  • Each of said sequences comprises identification information of the bit pattern used.
  • the invention is based on a new and inventive approach to the transmission of a signal. Indeed, the invention proposes to produce several sequences, by linear combination of the original code word with predefined patterns (which are also code words obtained using said linear and systematic error correction coding).
  • the sequence can thus be obtained by bitwise summation of said pattern and a corresponding codeword.
  • the resulting sequences are therefore also code words by linearity.
  • linearity each bit of said resultant sequences was obtained using said linear and systematic error correcting code and is thus protected against transmission errors.
  • the information relating to the pattern used is directly contained or written in the sequence before the modulation and transmission step. In addition, this information is protected against transmission errors, as well as other data. This avoids the use of a signaling channel dedicated to the transmission of this pattern identification information. So just decode the sequence to know the pattern associated with it. Moreover, for a given code word, said modulation step is performed at least twice, on distinct sequences corresponding to linear combinations with distinct patterns and / or to said code word, so as to provide at least two vectors distinct complex samples for said code word.
  • the transmission method then also comprises a step of selecting one of said complex sample vectors, according to a predetermined criterion, delivering a vector of complex samples to be transmitted.
  • the invention makes it possible to simply optimize the PAPR, by emitting selected sample vectors whose characteristics are the most effective.
  • said predetermined criterion minimizes a ratio between the square of the amplitude of the complex sample of maximum amplitude in the sample vector considered and the average power thereof.
  • the method according to the invention implements a simple method that exploits the properties of the linear error correction code used and reduces the ratio between the square of the maximum amplitude of the complex samples considered and the average power thereof (hereinafter referred to as PAPR), or similar control information, while maintaining the performance of the modulation.
  • PAPR average power thereof
  • the property of a linear error correcting code establishes in particular that any linear combination of codewords is a codeword.
  • the method according to this embodiment proposes forming linear combinations of the code word to be transmitted with predefined patterns which are also codewords. The resulting sequences are also linear code words. For each sequence, the modulation operations are carried out and the sequence with the lowest PAPR is transmitted.
  • each of said patterns comprises at least one bit (and for example 2 or 3 bits) forming said identifying information of the pattern used.
  • 2 q patterns are used and the identification information of these patterns is coded on q bits.
  • q bits among the k information bits of the code word are used to transmit, or are associated with, information representative of the pattern used.
  • the transmitted signal includes information, indicating for example the number, or the identifier, of the pattern for each sample vector.
  • q bits of each code word (for example the first q) are systematically forced to 0, and the corresponding q bits of each pattern carries the identification information.
  • the identification information is kept in the corresponding sequence, since the q bits of the codeword are 0. It suffices to read the q bits of the sequence to know directly the identification of the pattern that allowed to get it.
  • one of said patterns is a pattern of zero weight, not modifying said code word.
  • one of the sequences is the unchanged code word.
  • each predetermined bit pattern itself being a codeword obtained using said linear and systematic error correcting coding.
  • Two signaling bits are then required to indicate the pattern number.
  • Two bits are then fixed in the code word (a, and ⁇ y ) to zero.
  • the two bits in position i and y are fixed to ⁇ (0,0), (0,1), (1,0), (1,1) ⁇ in the k-bit sequence used. to build the code words serving as patterns.
  • the first pattern is of zero weight and will have no effect on the codeword issued unlike the other three.
  • Simulations show that some patterns are more effective than others. It is therefore possible to provide, prior to the implementation of the transmission process, a search phase, for example by successive simulations, of the patterns to be used. Of course, we take the precaution of checking that the patterns are distinct.
  • up to eight patterns can be used on transmission, the number of the patterns being accordingly coded on three bits.
  • said selection step comprises the following steps: measurement of the PAPR; determination of the lowest PAPR.
  • the invention provides a selection step which makes it possible to determine the complex sample vector which minimizes the PAPR.
  • the PAPR is defined as the square of the peak amplitude divided by the power of the samples (sum of the square of the samples divided by the number of samples). The average power of the samples does not change and therefore the reduction of the PAPR is proportional to the reduction of the peak power. It is therefore sufficient to focus only on the amplitude of the amplitude sample in the vector of samples considered.
  • the PAPR measurement step evaluates the amplitude of the maximum amplitude sample.
  • the lowest PAPR determination step uses a comparison module that selects the lowest PAPR.
  • said modulation step comprises the following steps: modulation of said sequences by means of a modulation constellation, delivering symbols; transforming said symbols into complex samples.
  • the invention proposes, in a particular embodiment, to use a BPSK modulation of each of the sequences resulting from the sequence creation step as indicated above.
  • This sequence of N BPSK symbols is then transformed by an OFDM multicarrier module into N complex samples.
  • the invention also relates to a multicarrier transmission device of a signal representative of a source signal, intended to be transmitted via a transmission channel, comprising: linear and systematic error correction coding means of said source signal, delivering code words; means for creating at least two distinct sequences representative of one of said codewords; means for modulating each of said sequences so as to provide at least two distinct complex sample vectors for each of said codewords; means for selecting one of said complex sample vectors according to a predetermined criterion, delivering a vector of complex samples to be transmitted: means for transmitting said vector of complex samples to be transmitted.
  • said step of creating sequences comprises at least one step of linear combination of one of said code words with a predetermined bit pattern, delivering a corresponding sequence.
  • Said predetermined bit pattern is itself a codeword obtained using said linear and systematic error correction coding.
  • Each of said sequences comprises identification information of the bit pattern used.
  • Such a transmission device is particularly suitable for implementing the transmission method according to the invention as described above.
  • the invention also relates to a signal representative of a source signal transmitted according to the transmission method of the invention.
  • this signal at least one of said complex samples corresponds to a sequence obtained by linear combination of the corresponding code word with a predetermined bit pattern (being itself a codeword obtained using said linear and systematic error correction code ).
  • the transmitted signal directly carries, in a sequence, a pattern identification information used for the formation of the transmitted complex sample vector, allowing the receiver to perform the reverse processing.
  • the transmitted signal has improved characteristics, for example in terms of reduction of the PAPR, without greatly increasing the complexity of transmission and reception.
  • the information relating to the pattern used is contained in the codewords before OFDM modulation. After OFDM modulation, this information as the other bits are carried by the sample vector at the output of the OFDM modulator. After OFDM demodulation, and if necessary correction of errors, we can find the reason number (if any errors are corrected).
  • the loss in spectral efficiency is low because the signaling bits (two or three, for example) do not need a specific channel with additional protection because they are directly transmitted in the signal frame.
  • the invention also relates to a computer program product downloadable from a communication network and / or recorded on a computer readable medium and / or executable by a processor. According to the invention, said computer program product comprises program code instructions for implementing the transmission method described above, when executed on a computer.
  • the invention also relates to a method for receiving a signal transmitted according to the transmission method of the invention.
  • This reception method comprises in particular the following steps: reception of the vector of complex samples; demodulating said received complex sample vector, delivering a received sequence; decoding the received sequence; if necessary, correction of the errors in the demodulated sequence according to a decoding algorithm adapted to the error correction code used; determination of the pattern used on transmission from the bits in the q predefined positions; if necessary, association with said received sequence of a corresponding code word, depending on the pattern possibly used on transmission.
  • the complex samples received make it possible to recover the transmitted sequence by performing the standard operations in an OFDM receiver (demodulation and error correction), then the pattern used on transmission is determined from the signaling bits contained in the codeword. and by binary summation of the pattern used with the code word below, the useful information is found.
  • the reception decoding corrects the transmission errors
  • the value of the bits at the q signaling positions makes it possible to find the pattern used on transmission.
  • the degradation in terms of TET may be zero for a given signal to noise ratio, and it suffices to make the correction due to the loss in spectral efficiency 10log10 ((kq) / k) to measure the loss in Eb / NO.
  • Performance in terms of BER depends on the amplification of errors when the signaling bits have errors.
  • this reception method comprises the following steps: receiving a vector of complex samples; demodulating said received complex sample vector, delivering a received sequence; error correction decoding of the received sequence; obtaining said information representative of the pattern used to obtain said sequence; linear combination of said sequence and the pattern designated by said information, delivering said codeword.
  • the invention also relates to a device for receiving a signal transmitted according to the transmission method of the invention. This device comprises: means for receiving a received complex sample vector; means for demodulating said received complex sample vector, delivering a received sequence which comprise: decoding means (error corrector) of the received sequence
  • means for obtaining said information representative of the pattern used to obtain said sequence means for linear combination of said sequence and the pattern designated by said information, delivering said code word.
  • Such a reception device is particularly suitable for implementing the reception method according to the invention as described above.
  • the invention imposes a modification of the conventional reception device, it is then easily identifiable in a system.
  • the invention further relates to a computer program product downloadable from a communication network and / or recorded on a computer readable medium and / or executable by a processor.
  • said computer program product comprises program code instructions for implementing the reception method according to the invention, when it is executed on a computer.
  • FIG. commented in relation to the prior art, illustrates a conventional block diagram of the OFDM transmitter;
  • Figure 2 is a block diagram of an example transmitter according to the invention;
  • FIG. 3 is a block diagram of an exemplary receiver according to the invention;
  • FIG. 4 shows, by way of example, five histograms of the amplitude of the complex sample of maximum amplitude at the output of the modulator
  • FIG. 5 shows, by way of example, five histograms of the amplitude of the complex sample of maximum amplitude at the output of the modulator.
  • the invention is therefore based on the construction of several (at least two) sequences from the same codeword delivered by the channel coding. These sequences are obtained by linear combination of the code word with predefined patterns. The sequence having the most efficient characteristics (for example the lowest PAPR) is chosen after OFDM modulation and multiplexing, and only the selected sequence is transmitted. These predefined patterns are also codewords encoded by the code linear and systematic error corrector implemented by the channel coding, as well as the resulting sequences, by linearity.
  • an OFDM multicarrier modulation is used, associated with an error correction code (ECC) to exploit the frequency diversity.
  • ECC error correction code
  • This code is here a systematic and linear error correction code, which has a low complexity in decoding.
  • sequences are therefore linear combinations of code words. This approach can especially apply to any type of linear and systematic code (blocks or convolutional).
  • the invention proposes to introduce a step of creating sequences comprising at least one step of linear combination of the code word to be transmitted with predefined patterns which are also codewords.
  • FIG. 2 a block diagram of a transmitter 2000 according to the invention is presented.
  • the OFDM transmitter 2000 comprises: a source coding block 11; a channel coding block 12 implementing a linear and systematic error correction coding; a sequence creation block 2001 to 2004, here comprising 4 distinct linear combinations of the codeword 1002 with one of the four distinct predetermined patterns, each predetermined pattern being itself a code word obtained using said systematic and linear error correction code; a modulation block of each sequence, for example using a BPSK type constellation 22, which delivers 4 distinct symbol vectors 2005 to 2008; an OFDM multiplexer 23 which transforms the symbols from 2005 to 2008 into distinct complex samples from 2009 to 2012; and a selection block 24 selecting the sample vector to be transmitted 2013 so as to minimize the PAPR.
  • two signaling bits are needed to indicate the number of the selected pattern.
  • each predetermined bit pattern is itself a code word obtained using said linear and systematic error correction coding.
  • the first reason here is of zero weight and will have no effect on the codeword issued unlike the other three.
  • the first sequence corresponds to the code word delivered by the channel coding of the message.
  • Each codeword containing the message is written [OOxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx], where x is 0 or 1 depending on the information to be transmitted. It is therefore clear that the combination of this code word with a pattern, to form a sequence in the sense of the invention, comprises in these first two bits the first two bits of the pattern, that is to say the information identifying it: (0,0), (0,1), (1,0), or (1,1).
  • Each sequence is linearly a code word, combining the code word containing the message and the pattern (being itself a codeword obtained using said linear error correction coding), thus the identification information of the pattern used to obtain said sequence, has protection against transmission errors.
  • FIG. 3 a block diagram of a receiver 3000 according to the invention is presented.
  • the OFDM receiver 3000 comprises: a reception block 31; a demodulation block 32; a decoding block 33; an error correction block 34; a pattern determination block used on transmission 35; a restitution block of the original codeword 36; a decoding block of this code word 37.
  • the reception block 31 thus receives the modulated signal carrying the emitted complex sample vectors, possibly modified by the transmission channel.
  • the decoding block 32 decodes, using a Fast Fourier Transform (FFT) 33, each complex sample vector received in one sequence. received, which corresponds to the transmitted sequence, subject to errors introduced by the transmission channel.
  • FFT Fast Fourier Transform
  • the error correction block 34 corrects these possible errors, according to a conventional technique in itself, depending on the coding used on transmission. If the correction can not be performed, for example because the number of errors is too large, the receiver requires the re-transmission of the vector.
  • the pattern determination block reads the identification information of the pattern contained in the received and optionally corrected sequence. In the embodiment presented above, it is a question of reading the first two bits of the sequence.
  • the corresponding pattern is selected, which is combined (by addition) with the sequence to obtain the original code word.
  • conventional source decoding means 37 decodes this codeword to provide the source data.
  • FIG. 4 illustrates the gain provided according to a first exemplary implementation, in the case of a BCH type error correction code (32, 26, 4) with 4 patterns such as those listed above.
  • the signaling bits occupy the positions 1 and 2.
  • the first four histograms 41 to 44 give the distribution of the amplitude of the complex sample of maximum amplitude and correspond to the four patterns (MO, M1, M2 and M3) and have a similar look.
  • the fifth histogram (45) gives the amplitude of the complex sample of maximum amplitude after selecting the best candidate among the four above. It is observed that the maximum sample distribution has a lower dispersion and that the maximum value is 14 instead of 24 in the previous cases. This leads to a reduction of more than 4.5 dB in the PAPR.
  • FIG. 5 illustrates a second exemplary implementation, in the case of a BCH type error correction code (128, 26, 4), the first four histograms 51 to 54 correspond to the four patterns used (different from those previously used, and have a similar look.
  • the fifth histogram 55 gives the amplitude of the complex sample of maximum amplitude after selecting the best candidate among the four above. It is observed that the distribution of the maximum samples has a lower dispersion and that the maximum value is 30 instead of 50 in the previous cases. This leads to a reduction of more than 4.4 dB of the PAPR.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)

Abstract

L'invention concerne un procédé de transmission comprenant les étapes suivantes : codage correcteur d'erreurs (12), délivrant des mots de code (1002); création d'au moins deux séquences distinctes (2001, 2002, 2003, 2004) représentatives d'un desdits mots de codes (1002); - modulation (22, 23) de chacune desdites séquences (2001, 2002, 2003, 2004) fournissant au moins deux vecteurs d'échantillons complexes distincts (2009, 2010, 2011, 2012) pour chacun desdits mots de code; sélection (24) et émission d'un desdits vecteurs d'échantillons complexes (2009, 2010, 2011, 2012) selon un critère prédéterminé, délivrant un vecteur d'échantillons complexes à émettre (2013); Ladite étape de création de séquences (21) comprend au moins une étape de combinaison linéaire d'un desdits mots de code correspondant avec un motif binaire prédéterminé, délivrant une séquence correspondante, ledit motif étant lui même un mot de code obtenu à l'aide dudit codage correcteur d'erreurs, et chacune desdites séquences comprend une information d'identification du motif binaire utilisé.

Description

Procédé et dispositif de transmission d'un signal multiporteuse réduisant le rapport puissance crête à puissance moyenne, procédé et dispositif de réception, programmes et signal correspondants.
1. Domaine de l'invention Le domaine de l'invention est celui de la transmission de signaux numériques, notamment sur les canaux de transmission à trajets multiples.
Plus précisément, l'invention concerne les techniques de modulation multiporteuse, notamment de type OFDM (« Orthogonal Frequency Division
Multiplex » en anglais, pour « multiplexage par répartition orthogonale en fréquence »). La modulation OFDM est de plus en plus utilisée pour la transmission numérique, en particulier sur les canaux de transmission à trajets multiples. Cette technique de modulation multiporteuse permet notamment de s'affranchir de l'interférence entre symboles généralement observée lorsqu'on utilise une modulation monoporteuse sur un canal à trajets multiples. Par ailleurs, grâce à des algorithmes de faible complexité pour leur mise en œuvre, utilisant en particulier la transformée de Fourier discrète rapide (FFT :
« Fast Fourier Transform » en anglais), la modulation et la démodulation OFDM présentent généralement un excellent compromis entre complexité et performance.
La modulation OFDM est souvent associée à un code correcteur d'erreurs (CCE) pour exploiter la diversité fréquentielle. On parle alors de C-OFDM. Une telle modulation est notamment, mais non exclusivement, utilisée dans les réseaux locaux sans-fil (WiFI ou WiMAX), la télévision numérique terrestre (TNT) ou encore l'ADSL
2. Art antérieur 2.1 Présentation générale de l'émetteur d'une OFDM codée
On présente, en relation avec la figure 1, un schéma classique d'un émetteur « OFDM » 1 000 d e typ e c o nnu . Un t e l ém e tt e ur O F D M 1 000 comprend notamment : un bloc de codage source 11 ; - un bloc de codage de canal 12 ; un bloc de modulation, à l'aide par exemple d'une constellation de type BPSK 13 ; un bloc de multiplexage OFDM 14 ;
Généralement, le bloc de codage source 11 délivre des messages de longueur k (ai, ..., ak) 1001 indépendants et identiquement distribués qui sont ensuite codés par un code systématique et linéaire dans le bloc de codage de canal
12. On obtient ainsi des mots de code (C1, ..., Cn) 1002, de longueur n, résultant du codage de canal 12 des messages correspondants.
Les éléments binaires d'un mot de code module la phase d'une porteuse, par exemple selon la fonction de modulation BPSK 13, qui transforme le mot de code 1002 de n bits en N symboles BPSK 1003 (X1 , ..., XN). Dans l'exemple illustré, N=n avec N une puissance de 2. D'autres fonctions de modulation peuvent bien sûr être utilisées.
Ensuite le module OFDM 14 transforme la séquence 1003 de TV symboles BPSK ici en N échantillons complexes 1004, dans le domaine temporel, qui sont transmis vers un ou plusieurs récepteurs sur le canal de transmission après translation en fréquence.
Le multiplex OFDM 14 peut par exemple mettre en œuvre une IFFT (FFT inverse) de la séquence de TV symboles BPSK 1003 à valeur dans {-1, +1} pondéré par (-I)1 où i est le numéro de la sous-porteuse comme illustré dans le tableau 1 ci- dessous.
Figure imgf000004_0001
avec : xi=(2*ci-l) ; Y=iFFT(z) ; zi=xi*(-l)' 2.2 Inconvénients de la modulation OFDM
Un des principaux inconvénients de l'OFDM à ce jour reste que le rapport puissance crête à puissance moyenne (PAPR, pour « Peak to Average Power Ratio » en anglais) des signaux émis est généralement très élevé et qu'il augmente avec N.
Une grande valeur du PAPR conduit à prendre un recul par rapport au point de compression de l'amplificateur de puissance (de l'ordre du PAPR) pour éviter les distorsions non linéaires. Ceci aboutit à une diminution du rendement énergétique de l ' amplificateur de puissance (quelques % au lieu de, classiquement, 70%) et donc une augmentation importante de la consommation de l'émetteur. Ce qui est une contrainte très forte quant à l'utilisation de l'OFDM dans les terminaux mobiles sachant que la consommation de l'amplificateur de puissance peut représenter plus de 50% de la consommation totale d'un terminal.
2.3 Méthodes de l'art antérieur pour la réduction du PAPR On connaît déjà plusieurs méthodes établies pour réduire la puissance crête du signal OFDM.
Une première méthode est la technique de « clipping », ou limiteur, qui consiste à écrêter l'amplitude du signal lorsqu'il dépasse un seuil prédéfini. Mais cet écrêtage est par nature non linéaire et introduit une distorsion du signal émis se traduisant non seulement par un TEB (Taux d'Erreur Binaire) dégradé mais également par une remontée des lobes secondaires de la DSP (Densité Spectrale de Puissance).
Une deuxième approche est l'application d'une contrainte ou codage sur la séquence de données émise pour limiter le PAPR. Cette méthode consiste à construire un jeu de mots de code qui minimise le PAPR. Plusieurs techniques de construction de ces codes ont été proposées. L'avantage de cette solution réside dans le fait qu'elle n'introduit pas de distorsion. En revanche l'efficacité spectrale est pénalisée sans même pour autant apporter un gain de codage. De plus, à ce jour, son champ d'application est limité aux modulateurs OFDM à faibles nombres de sous-porteuses N. Une troisième méthode propose de réserver certaines sous-porteuses du multiplex OFDM, qui ne transportent pas d'informations mais des symboles optimisés à l'émission pour réduire le PAPR. Tout comme les deux précédentes méthodes, cette solution n'apporte pas de distorsion au signal émis mais en réduit l'efficacité spectrale au prix d'une complexité supplémentaire dans l'émetteur.
Une quatrième technique, appelée « Selected Mapping », consiste à appliquer à chaque symbole de la séquence à transmettre une rotation de phase. Plusieurs motifs de rotation de phase peuvent être définis. Pour chaque motif appliqué à la séquence à transmettre on effectue les opérations pour obtenir le signal OFDM et on transmet celui avec le plus petit PAPR. De nouveau cette technique n'apporte pas de distorsion, mais elle nécessite de communiquer au récepteur la séquence de rotation utilisée à l'émission avec une très grande fiabilité, ce qui conduit à une réduction de l'efficacité spectrale et une augmentation significative de la complexité du système pour acheminer le numéro du motif utilisé via un canal dédié. En outre, si cette transmission est erronée, toute la trame OFDM sera perdue.
3. Objectifs de l'invention
L'invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur. Plus précisément, un objectif de l'invention, selon au moins un mode de réalisation, est de proposer une technique permettant de réduire le PAPR en conservant des performances satisfaisantes en termes de distorsion du signal émis, d'efficacité spectrale, de TET (Taux d'Erreur Trame) et/ou de TEB (Taux d'Erreur Binaire). Un autre objectif de l'invention, selon au moins un mode de réalisation, est de fournir une technique qui soit simple à mettre en œuvre, aussi bien à l'émission qu'à la réception.
4. 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 transmission multiporteuse d'un signal représentatif d'un signal source, destiné à être transmis via un canal de transmission, comprenant les étapes suivantes : codage correcteur d'erreurs linéaire et systématique dudit signal source, délivrant des mots de code ; - création d'au moins deux séquences distinctes représentatives d'un desdits mots de codes ; modulation de chacune desdites séquences de façon à fournir au moins deux vecteurs d'échantillons complexes distincts pour chacun desdits mots de code ; - sélection d'un desdits vecteurs d'échantillons complexes selon un critère prédéterminé, délivrant un vecteur d'échantillons complexes à émettre : émission dudit vecteur d'échantillons complexes à émettre.
Selon l'invention, ladite étape de création de séquences comprend au moins une étape de combinaison linéaire d'un desdits mots de code avec un motif binaire prédéterminé, délivrant une séquence correspondante. Ledit motif binaire prédéterminé est lui même un mot de code obtenu à l'aide dudit codage correcteur d'erreurs linéaire et systématique. Chacune desdites séquences comprend une information d'identification du motif binaire utilisé.
Ainsi, l'invention repose sur une approche nouvelle et inventive de la transmission d'un signal. En effet, l'invention propose de produire plusieurs séquences, par combinaison linéaire du mot de code original avec des motifs prédéfinis (qui sont également des mots de code obtenu à l'aide dudit codage correcteur d'erreurs linéaire et systématique).
La séquence peut ainsi être obtenue par sommation bit à bit dudit motif et d'un mot de code correspondant. Les séquences résultantes sont donc également des mots de code par linéarité. Par linéarité, chaque bit desdites séquences résultantes a été obtenu à l'aide dudit code correcteur d'erreurs linéaire et systématique et est ainsi protégé contre les erreurs de transmission. Selon l'invention, on dispose donc de plusieurs séquences pour un mot de code délivré par le codage correcteur d'erreurs, et on pourra par exemple sélectionner et émettre celle qui présente le meilleur PAPR.
L'information relative au motif utilisé est directement contenue, ou inscrite, dans la séquence avant l'étape de modulation et de transmission. En outre, cette information bénéficie d'une protection contre les erreurs de transmission, de même que les autres données. On évite ainsi l'utilisation d'un canal de signalisation dédié à la transmission de cette information d'identification du motif. Il suffit donc de décoder la séquence pour connaître le motif qui lui est associé. Par ailleurs, pour un mot de code donné, ladite étape de modulation est effectuée au moins deux fois, sur des séquences distinctes correspondant à des combinaisons linéaires avec des motifs distincts et/ou audit mot de code, de façon à fournir au moins deux vecteurs d'échantillons complexes distincts pour ledit mot de code. Le procédé de transmission comprend alors également une étape de sélection d'un desdits vecteurs d'échantillons complexes, selon un critère prédéterminé, délivrant un vecteur d'échantillons complexes à émettre.
Ainsi, l'invention permet d'optimiser simplement le PAPR, en émettant des vecteurs d'échantillons sélectionnés dont les caractéristiques sont les plus efficaces. Avantageusement, ledit critère prédéterminé minimise un rapport entre le carré de l'amplitude de l'échantillon complexe d'amplitude maximale dans le vecteur d'échantillons considéré et la puissance moyenne de ceux-ci.
Ainsi, contrairement aux techniques connues de l'homme du métier pour réduire la puissance crête du signal source, le procédé selon l'invention met en œuvre une méthode simple qui exploite les propriétés du code correcteur d'erreur linéaire utilisé et permet de réduire le rapport entre le carré de l'amplitude maximale des échantillons complexes considérés et la puissance moyenne de ceux-ci (appelé par la suite PAPR), ou une information de contrôle similaire, tout en conservant les performances de la modulation. La propriété d'un code correcteur d'erreur linéaire établit notamment que toute combinaison linéaire de mots de code est un mot de code. Ainsi, pour réduire le PAPR, le procédé selon ce mode de réalisation propose de former des combinaisons linéaires du mot de code à transmettre avec des motifs prédéfinis qui sont également des mots de code. Les séquences résultantes sont également des mots de code par linéarité. Pour chaque séquence, on effectue les opérations de modulation et on transmet la séquence ayant le PAPR le plus faible.
De façon avantageuse, chacun desdits motifs comprend au moins un bit (et par exemple 2 ou 3 bits) formant ladite information d'identification du motif utilisé. Dans un mode de réalisation particulier, 2q motifs sont utilisés et l'information d'identification de ces motifs est codée sur q bits.
Par exemple, deux bits sont utilisés pour quatre motifs possibles, ou trois bits pour huit motifs. On constate donc que la perte en bits de données est très faible. De plus, au moins un bit correspondant (en d'autres termes, à la même position que dans le motif) dudit mot de code est forcé à zéro, de façon que la séquence résultante dudit motif avec ledit mot de code, porte ladite information d'identification.
En d'autres termes, q bits parmi les k bits d'information du mot de code sont utilisés pour transmettre, ou sont associés à, une information représentative du motif utilisé.
Ainsi, le signal émis comporte une information, indiquant par exemple le numéro, ou l'identifiant, du motif pour chaque vecteur d'échantillons.
Selon un mode de réalisation particulier, q bits de chaque mot de code (par exemple les q premiers) sont forcés systématiquement à 0, et les q bits correspondants de chaque motif porte l'information d'identification. Lors de la combinaison linéaire, l'information d'identification est conservée dans la séquence correspondante, puisque les q bits du mot de code valent 0. Il suffit dont de lire les q bits de la séquence pour connaître directement l'identification du motif qui a permis de l'obtenir. Avantageusement, un desdits motifs est un motif de poids nul, ne modifiant pas ledit mot de code.
En d'autres termes, l'une des séquences est le mot de code inchangé.
Considérons, par exemple, le cas où on utilise quatre motifs prédéfinis, chaque motif binaire prédéterminé étant lui même un mot de code obtenu à l'aide dudit codage correcteur d'erreurs linéaire et systématique. On a alors besoin de deux bits de signalisation pour indiquer le numéro du motif. On fixe alors deux bits dans le mot de code (a, et αy) à zéro. Lors de la construction des motifs, on fixe les deux bits en position i et y à {(0,0), (0,1), (1,0), (1,1)} dans la séquence de k bits utilisée pour construire les mots de code servant de motifs. Le premier motif est de poids nul et n'aura aucun effet sur le mot de code émis contrairement aux trois autres. Pour les (k-2) autres bits d'un motif on peut les générer de manière aléatoire et ensuite générer les mots de code servant de motif.
Des simulations montrent que certains motifs sont plus efficaces que d'autres. On peut donc prévoir, préalablement à la mise en œuvre du procédé d'émission, une phase de recherche, par exemple par simulations successives, des motifs à utiliser. Bien sûr, on prend la précaution de vérifier que les motifs sont distincts.
Dans un autre mode de réalisation, on peut utiliser jusqu'à huit motifs à l'émission, le numéro des motifs étant en conséquence codé sur trois bits.
Avantageusement, ladite étape de sélection comprend les étapes suivantes : mesure du PAPR ; détermination du PAPR le plus faible.
Ainsi l'invention propose une étape de sélection qui permet de déterminer le vecteur d'échantillons complexes qui minimise le PAPR.
Le PAPR est défini comme le carré de l'amplitude crête divisé par la puissance des échantillons (somme du carré des échantillons divisé par le nombre d'échantillons). La puissance moyenne des échantillons ne change pas et donc la réduction du PAPR est proportionnelle à la réduction de la puissance crête. Il suffit donc de s'intéresser uniquement à l'amplitude de l'échantillon d'amplitude maximale dans le vecteur d'échantillons considérés.
Ainsi, selon un mode de réalisation, l'étape de mesure du PAPR évalue l'amplitude de l'échantillon d'amplitude maximale. L'étape de détermination de PAPR le plus faible utilise un module de comparaison qui sélectionne le PAPR le plus faible.
De façon préférentielle, ladite étape de modulation comprend les étapes suivantes : modulation desdites séquences à l'aide d'une constellation de modulation, délivrant des symboles ; - transformation desdits symboles en échantillons complexes.
L'invention propose, dans un mode de réalisation particulier, d'utiliser une modulation BPSK de chacune des séquences issues de l'étape de création de séquence comme indiquée précédemment. Ainsi chacune desdites séquence de n bits est transformée en N symboles BPSK (dans le cas où N= n). Cette séquence de N symboles BPSK est ensuite transformée par un module multiporteuse OFDM en N échantillons complexes.
L'invention concerne également un dispositif de transmission multiporteuse d'un signal représentatif d'un signal source, destiné à être transmis via un canal de transmission, comprenant : - des moyens de codage correcteur d'erreurs linéaire et systématique dudit signal source, délivrant des mots de code ; des moyens de création d'au moins deux séquences distinctes représentatives d'un desdits mots de codes ; des moyens de modulation de chacune desdites séquences de façon à fournir au moins deux vecteurs d'échantillons complexes distincts pour chacun desdits mots de code ; des moyens de sélection d'un desdits vecteurs d'échantillons complexes selon un critère prédéterminé, délivrant un vecteur d'échantillons complexes à émettre : - des moyens d'émission dudit vecteur d'échantillons complexes à émettre. Selon l'invention, ladite étape de création de séquences comprend au moins une étape de combinaison linéaire d'un desdits mots de code avec un motif binaire prédéterminé, délivrant une séquence correspondante. Ledit motif binaire prédéterminé est lui même un mot de code obtenu à l'aide dudit codage correcteur d'erreurs linéaire et systématique. Chacune desdites séquences comprend une information d'identification du motif binaire utilisé.
Un tel dispositif de transmission est notamment apte à mettre en œuvre le procédé de transmission selon l'invention tel que décrit précédemment.
L'invention concerne également un signal représentatif d'un signal source transmis selon le procédé de transmission de l'invention. Dans ce signal, au moins un desdits échantillons complexes correspond à une séquence obtenue par combinaison linéaire du mot de code correspondant avec un motif binaire prédéterminé (étant lui même un mot de code obtenu à l'aide dudit code correcteur d'erreur linéaire et systématique). En outre, le signal émis porte directement, dans une séquence, une information d'identification du motif utilisé pour la formation du vecteur d'échantillons complexes transmis, permettant au récepteur d'effectuer le traitement inverse.
Ainsi, le signal émis présente des caractéristiques améliorées, par exemple en termes de réduction du PAPR, sans augmenter fortement la complexité à l'émission et à la réception.
L'information relative au motif utilisé est contenue dans les mots de code avant modulation OFDM. Après modulation OFDM, cette information comme les autres bits sont portés par le vecteur d'échantillons à la sortie du modulateur OFDM. Après démodulation OFDM, et le cas échéant correction d'erreurs, on peut donc retrouver le numéro de motif (si les éventuelles erreurs sont corrigées). La perte en efficacité spectrale est faible car les bits de signalisation (au nombre de deux ou trois par exemple) n'ont pas besoin de canal spécifique avec une protection supplémentaire, car ils sont directement transmis dans la trame du signal. L'invention concerne encore 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. Selon l'invention, ledit produit programme d'ordinateur comprend des instructions de code de programme pour la mise en œuvre du procédé de transmission décrit ci-dessus, lorsqu'il est exécuté sur un ordinateur.
L'invention concerne également un procédé de réception d'un signal transmis selon le procédé de transmission de l'invention. Ce procédé de réception comprend notamment les étapes suivantes : - réception du vecteur d'échantillons complexes; démodulation dudit vecteur d'échantillons complexes reçu, délivrant une séquence reçue ; décodage de la séquence reçue ; le cas échéant, correction des erreurs dans la séquence démodulée suivant un algorithme de décodage adapté au code correcteur d'erreur utilisé ; détermination du motif utilisé à l'émission à partir des bits dans les q positions prédéfinies ; le cas échéant, association à ladite séquence reçue d'un mot de code correspondant, en fonction du motif éventuellement utilisé à l'émission. Les échantillons complexes reçus permettent de récupérer la séquence transmise en effectuant les opérations classiques dans un récepteur OFDM (démodulation et correction des erreurs), puis, on détermine le motif utilisé à l'émission à partir des bits de signalisation contenus dans le mot de code et par sommation binaire du motif utilisé avec le mot de code ci-dessous on retrouve l'information utile. Dans le cas où le décodage en réception corrige les erreurs de transmission, la valeur des bits aux q positions de signalisation permet de retrouver le motif utilisé à l'émission.
Ainsi la dégradation en termes de TET (Taux d'Erreur Trame) peut être nulle pour un rapport signal à bruit donné, et il suffit d'apporter la correction due à la perte en efficacité spectrale 10loglO((k-q)/k) pour mesurer la perte en Eb/NO. Les performances en termes de TEB (Taux d'Erreur Binaire) dépendent de l'amplification des erreurs lorsque les bits de signalisation présentent des erreurs.
On note que dans les systèmes actuels on s'intéresse plutôt au TET. En effet si une trame contient des bits faux, la trame est perdue et on demande la retransmission de toute la trame.
Préférentiellement ce procédé de réception comprend les étapes suivantes : réception d'un vecteur d'échantillons complexes ; démodulation dudit vecteur d'échantillons complexes reçu, délivrant une séquence reçue ; - décodage correcteur d'erreurs de la séquence reçue ; obtention de ladite information représentative du motif utilisé pour obtenir ladite séquence ; combinaison linéaire de ladite séquence et du motif désigné par ladite information, délivrant ledit mot de code. L'invention concerne également un dispositif de réception d'un signal transmis selon le procédé de transmission de l'invention. Ce dispositif comprend : des moyens de réception d'un vecteur d'échantillons complexes reçu ; des moyens de démodulation dudit vecteur d'échantillons complexes reçu, délivrant une séquence reçue qui comprennent : - des moyens de décodage (correcteur d'erreurs) de la séquence reçue
des moyens d'obtention de ladite information représentative du motif utilisé pour obtenir ladite séquence ; des moyens de combinaison linéaire de ladite séquence et du motif désigné par ladite information, délivrant ledit mot de code.
Un tel dispositif de réception est notamment apte à mettre en œuvre le procédé de réception selon l'invention tel que décrit précédemment. En outre, l'invention impose une modification du dispositif de réception classique, il est alors facilement identifiable dans un système. L'invention concerne encore 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. Selon l'invention, ledit produit programme d'ordinateur comprend des instructions de code de programme pour la mise en œuvre du procédé de réception selon l'invention, lorsqu'il est exécuté sur un ordinateur.
5. 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, illustre un schéma synoptique classique de l'émetteur OFDM ; la figure 2 est un schéma synoptique d'un exemple d'émetteur selon l'invention ; - la figure 3 est un schéma synoptique d'un exemple de récepteur selon l'invention ; la figure 4 présente à titre d'exemple, cinq histogrammes de l'amplitude de l'échantillon complexe d'amplitude maximum en sortie du modulateur
OFDM de la figure 2, dans le cas n=32 ; - la figure 5 présente, à titre d'exemple, cinq histogrammes de l'amplitude de l'échantillon complexe d'amplitude maximum en sortie du modulateur
OFDM de la figure 2, dans le cas n=128.
6. Description détaillée d'un mode de réalisation de l'invention L'invention repose donc sur la construction de plusieurs séquences (au moins deux) à partir d'un même mot de code délivré par le codage de canal. Ces séquences sont obtenues par combinaison linéaire du mot de code avec des motifs prédéfinis. On choisit, après modulation et multiplexage OFDM, la séquence qui présente les caractéristiques les plus efficaces (par exemple le PAPR le plus faible), et on transmet uniquement la séquence sélectionnée. Ces motifs prédéfinis sont également des mots de code codés par le code correcteur d'erreurs linéaire et systématique mis en œuvre par le codage de canal, de même que les séquences résultantes, par linéarité.
Dans ce mode de réalisation particulier de l'invention, on utilise une modulation multiporteuse OFDM, associée à un code correcteur d'erreur (CCE) pour exploiter la diversité fréquentielle.
Ce code est ici un code correcteur d'erreur systématique et linéaire, qui présente une faible complexité au décodage.
Les séquences sont donc des combinaisons linéaires de mots codes. Cette approche peut notamment s'appliquer à tout type de code linéaire et systématique (blocs ou convolutifs).
Ainsi, on peut exploiter la linéarité du code correcteur d'erreur (CCE) pour diminuer le rapport entre le carré de l'amplitude de l'échantillon complexe à amplitude maximale considérée et la puissance moyenne des échantillons aussi connu sous le terme PAPR. En effet, l'invention propose d'introduire une étape de création de séquences comprenant au moins une étape de combinaison linéaire du mot de code à transmettre avec des motifs prédéfinis qui sont également des mots de code.
On présente ci-après, en relation avec la figure 2, un schéma synoptique d'un émetteur 2000 selon l'invention.
Sur toutes les figures du présent document, les éléments identiques sont désignés par une même référence numérique.
Comme illustré, l'émetteur OFDM 2000 comprend : un bloc de codage source 11 ; - un bloc de codage de canal 12 mettant en œuvre un codage correcteur d'erreurs linéaire et systématique ; un bloc de création de séquences 2001 à 2004, comprenant ici 4 combinaisons linéaires distinctes du mot de code 1002 avec l'un des 4 motifs prédéterminés distincts, chaque motif prédéterminé étant lui même un mot de code obtenu à l'aide dudit code correcteur d'erreurs systématique et linéaire ; un bloc de modulation de chaque séquence, à l'aide par exemple d'une constellation de type BPSK 22, qui délivre 4 vecteurs de symboles distincts 2005 à 2008 ; un multiplexeur OFDM 23 qui transforme les symboles précédents 2005 à 2008 en échantillons complexes distincts 2009 à 2012 ; et un bloc de sélection 24 sélectionnant le vecteur d'échantillon à transmettre 2013 de façon à minimiser le PAPR. Dans ce mode de réalisation particulier, on a donc besoin de deux bits de signalisation pour indiquer le numéro du motif sélectionné.
Selon un mode de construction des motifs, on fixe alors deux bits {at et αy) de chaque mot de code, par exemple les deux premiers, à zéro. On fixe par ailleurs les deux bits aux mêmes positions i et j des différents motifs respectivement à {(0,0), (0,1), (1,0), (1,1)} dans la séquence de k bits utilisée pour construire les mots de code servant de motifs. En outre, chaque motif binaire prédéterminé est lui même un mot de code obtenu à l'aide dudit codage correcteur d'erreurs linéaire et systématique.
Le premier motif est ici de poids nul et n'aura aucun effet sur le mot de code émis contrairement aux trois autres. En d'autres termes, la première séquence correspond au mot de code délivré par le codage canal du message.
Pour les (k-2) autres bits des motifs, on peut par exemple les générer de manière aléatoire et ensuite générer les mots de code servant de motif. Ces mots de codes sont ensuite connus de l'émetteur et du récepteur. Dans le cas où le décodage en réception corrige les erreurs de transmission, la valeur des bits en position i et y permet de retrouver le motif utilisé à l'émission.
Ainsi, selon un mode de réalisation particulier, le procédé de transmission met en œuvre quatre motifs, qui sont par exemple définis à partir des séquences binaires suivantes : - MO = [00000000000000000000000000] ; Ml = [01011110011110010111001111] ;
M2 = [10110000110101011110100111] ;
M3 = [11100101111010011000111011].
Chaque mot de code contenant le message s'écrit [OOxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx], où x vaut 0 ou 1 en fonction des informations à transmettre. On constate donc bien que la combinaison de ce mot de code avec un motif, pour former une séquence au sens de l'invention, comprend dans ces deux premiers bits les deux premiers bits du motif, c'est-à-dire l'information d'identification de celui-ci : (0,0), (0,1), (1,0), ou (1,1). Chaque séquence est par linéarité un mot code, combinant le mot de code contenant le message et le motif (étant lui même un mot de code obtenu à l'aide dudit codage correcteur d'erreur linéaires), Ainsi l'information d'identification du motif utilisé pour obtenir ladite séquence, bénéficie d'une protection contre les erreurs de transmission. On présente ci-après, en relation avec la figure 3, un schéma synoptique d'un récepteur 3000 selon l'invention.
Comme illustré, le récepteur OFDM 3000 comprend : un bloc de réception 31 ; un bloc de démodulation 32 ; - un bloc de décodage 33 ; un bloc de correction d'erreurs 34 ; un bloc de détermination du motif utilisé à l'émission 35 ; un bloc de restitution du mot de code d'origine 36 ; un bloc de décodage de ce mot de code 37. Le bloc de réception 31 reçoit donc le signal modulé portant les vecteurs d'échantillons complexes émis, le cas échéant modifiés par le canal de transmission.
Le bloc de décodage 32 décode, à l'aide d'une transformée de Fourier rapide (FFT) 33, chaque vecteur d'échantillons complexes reçu en une séquence reçue, qui correspond à la séquence émise, sous réserve d'erreurs introduites par le canal de transmission.
Le bloc de correction d'erreurs 34 corrige ces éventuelles erreurs, selon une technique classique en soi fonction du codage utilisé à l'émission. Si la correction ne peut pas être effectuée, par exemple parce que le nombre d'erreurs est trop important, le récepteur requiert la ré-émission du vecteur.
Le bloc de détermination du motif lit l'information d'identification du motif contenu dans la séquence reçue et le cas échéant corrigée. Dans le mode de réalisation présenté ci-dessus, il s'agit de lire les deux premiers bits de la séquence.
En fonction de cette information, on sélectionne le motif correspondant, que l'on combine (par addition) 36 à la séquence pour obtenir le mot de code d'origine.
Enfin, des moyens 37 de décodage source classique décode ce mot de code, pour fournir les données source.
La figure 4 illustre le gain apporté suivant un premier exemple de mise en œuvre, dans le cas d'un code correcteur d'erreur de type BCH (32, 26, 4) avec 4 motifs tels que ceux listés ci-dessus. Les bits de signalisation occupent les positions 1 et 2. Sur cette figure 3, les quatre premiers histogrammes 41 à 44 donnent la répartition de l'amplitude de l'échantillon complexe d'amplitude maximum et correspondent aux quatre motifs (MO, Ml, M2 et M3) et ont une allure similaire. Le cinquième histogramme (45) donne l'amplitude de l'échantillon complexe d'amplitude maximum après sélection du meilleur candidat parmi les quatre ci-dessus. On observe que la répartition des échantillons maximum présente une dispersion plus faible et que la valeur maximale est de 14 au lieu de 24 dans les cas précédents. Ceci conduit à une réduction de plus de 4,5 dB du PAPR.
La figure 5 illustre un deuxième exemple de mise en œuvre, dans le cas d'un code correcteur d'erreur de type BCH (128, 26, 4), Les quatre premiers histogrammes 51 à 54 correspondent aux quatre motifs utilisés (différents de ceux utilisés précédemment, et ont une allure similaire. Le cinquième histogramme 55 donne l'amplitude de l'échantillon complexe d'amplitude maximum après sélection du meilleur candidat parmi les quatre ci-dessus. On observe que la répartition des échantillons maximums présente une dispersion plus faible et que la valeur maximale est de 30 au lieu de 50 dans les cas précédents. Ceci conduit à une réduction de plus de 4,4 dB du PAPR.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de transmission multiporteuse d'un signal représentatif d'un signal source, destiné à être transmis via un canal de transmission, comprenant les étapes suivantes : codage correcteur d'erreurs linéaire et systématique (12) dudit signal source, délivrant des mots de code (1002) ; création d'au moins deux séquences distinctes (2001, 2002, 2003, 2004) représentatives d'un desdits mots de code (1002) ; - modulation (22, 23) de chacune desdites séquences (2001, 2002, 2003,
2004) de façon à fournir au moins deux vecteurs d'échantillons complexes distincts (2009, 2010, 2011, 2012) pour chacun desdits mots de code ; sélection (24) d'un desdits vecteurs d'échantillons complexes (2009, 2010, 2011, 2012) selon un critère prédéterminé, délivrant un vecteur d'échantillons complexe à émettre (2013) ; émission dudit vecteur d'échantillons complexes à émettre (2013) ; caractérisé en ce que ladite étape de création de séquences (21) comprend au moins une étape de combinaison linéaire d'un desdits mots de code avec un motif binaire prédéterminé, délivrant une séquence correspondante, ledit motif binaire prédéterminé étant lui même un mot de code obtenu à l'aide dudit codage correcteur d'erreurs linéaire et systématique, et en ce que chacune desdites séquences comprend ladite information d'identification du motif binaire utilisé.
2. Procédé de transmission selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit critère prédéterminé minimise un rapport entre le carré de l'amplitude de l'échantillon complexe d'amplitude maximale considéré et la puissance moyenne de ceux-ci.
3. Procédé de transmission selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun desdits motifs comprend au moins un bit formant ladite information d'identification, et en ce qu'au moins un bit correspondant dudit mot de code est forcé à zéro, de façon que ladite séquence porte de façon explicite ladite information d'identification.
4. Procédé de transmission selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il met en œuvre 2q motifs et que l'information d'identification de ces motifs est codée sur q bits.
5. Procédé de transmission selon la revendication 4, caractérisé en ce que q bits de chaque mot de code sont forcés systématiquement à 0, et en ce que les q bits correspondants de chaque motif porte ladite information d'identification.
6. Procédé de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'un desdits motifs est un motif de poids nul, ne modifiant pas ledit mot de code.
7. Procédé de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que ladite étape de sélection (24) comprend les étapes suivantes : mesure du PAPR ; - détermination du PAPR le plus faible.
8. Procédé de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite étape de modulation comprend les étapes suivantes : modulation (22) desdites séquences à l'aide d'une constellation de modulation, délivrant des symboles (2005, 2006, 2007, 2008) ; - transformation (23) desdits symboles en échantillons complexes (2009,
2010, 2011, 2012).
9. Dispositif de transmission multiporteuse d'un signal représentatif d'un signal source, destiné à être transmis via un canal de transmission, comprenant : des moyens de codage correcteur d'erreurs linéaire et systématique (12) dudit signal source, délivrant des mots de code (1002); des moyens de création d'au moins deux séquences distinctes (2001, 2002, 2003, 2004) représentatives d'un desdits mots de codes (1002) ; des moyens de modulation (22, 23) de chacune desdites séquences (2001, 2002, 2003, 2004) de façon à fournir au moins deux vecteurs d'échantillons complexes distincts (2009, 2010, 2011, 2012) pour chacun desdits mots de code ; des moyens de sélection (24) d'un desdits vecteurs d'échantillons complexes (2009, 2010, 2011, 2012) selon un critère prédéterminé, délivrant un vecteur d'échantillons complexes à émettre (2013) : - des moyens d'émission dudit vecteur d'échantillons complexes à émettre
(2013) ; caractérisé en ce que ladite étape de création de séquences (21) comprend au moins une étape de combinaison linéaire d'un desdits mots de code avec un motif binaire prédéterminé, délivrant une séquence correspondante, ledit motif binaire prédéterminé étant lui même un mot de code obtenu à l'aide dudit codage correcteur d'erreurs linéaire et systématique, et en ce que chacune desdites séquences comprend une information d'identification du motif binaire utilisé.
10. Signal représentatif d'un signal source transmis selon le procédé de transmission de l'une quelconque des revendications 1 à 8, constitué d'échantillons complexes, caractérisé en ce que chacun desdits vecteurs d'échantillons complexes (2009, 2010, 2011, 2012) correspond à une séquence obtenue par combinaison linéaire du mot de code correspondant par un motif binaire prédéterminé, et en ce que ledit vecteur d'échantillons complexes (2013) à émettre porte, ou est associé à, une information représentative du motif utilisé.
11. 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 transmission selon l'une au moins des revendications 1 à 8, lorsqu'il est exécuté sur un ordinateur.
12. Procédé de réception d'un signal transmis selon le procédé de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - réception d'un vecteur d'échantillons complexes (31); démodulation (32) dudit vecteur d'échantillons complexes reçu, délivrant une séquence reçue ; décodage correcteur d'erreurs (33, 34) de la séquence reçue ; obtention d'une ladite information représentative du motif utilisé pour obtenir ladite séquence (35) ; combinaison linéaire (36, 37) de ladite séquence et du motif désigné par ladite information, délivrant ledit mot de code.
13. Dispositif de réception d'un signal transmis selon le procédé de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend : des moyens de réception (31) d'un vecteur d'échantillons complexes reçu; des moyens de démodulation (32) dudit vecteur d'échantillons complexes reçu, délivrant une séquence reçue ; des moyens de décodage correcteur d'erreurs (33, 34) de la séquence reçue ; des moyens d'obtention d'une information représentative du motif utilisé pour obtenir ladite séquence (35) ; des moyens de combinaison linéaire (36, 37) de ladite séquence et du motif désigné par ladite information, délivrant ledit mot de code.
14. 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 la revendication 12, lorsqu'il est exécuté sur un ordinateur.
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