WO2010103246A1 - Dispositif et procede de modulation pour la mise en oeuvre d'au moins deux techniques de modulation distinctes, dispositif et procede de demodulation et programmes d'ordinateur correspondants - Google Patents

Dispositif et procede de modulation pour la mise en oeuvre d'au moins deux techniques de modulation distinctes, dispositif et procede de demodulation et programmes d'ordinateur correspondants Download PDF

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WO2010103246A1
WO2010103246A1 PCT/FR2010/050428 FR2010050428W WO2010103246A1 WO 2010103246 A1 WO2010103246 A1 WO 2010103246A1 FR 2010050428 W FR2010050428 W FR 2010050428W WO 2010103246 A1 WO2010103246 A1 WO 2010103246A1
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WO
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modulation
data
module
mathematical transformation
type
Prior art date
Application number
PCT/FR2010/050428
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Inventor
Pierre Siohan
Hao Lin
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France Telecom
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Publication date
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    • H04L1/0006—Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff by adapting the transmission format

Definitions

  • the field of the invention is that of digital communications.
  • the invention relates to modulation and demodulation of signals modulated according to a multi-carrier modulation, for example of OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) type.
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • the invention applies to wireless or wired communications, and in particular to online powerline communication (PLC), which makes it possible to use the wiring of an electrical network to transmit data. digital signals.
  • PLC online powerline communication
  • Multicarrier transmission techniques are used for wireless (DVB-T, DVB-T2, WiFi, WiMax, etc.) or wired (xDSL, PLC, etc.) communications. They make it possible in particular to improve the spectral efficiency in so-called frequency selective transmission channels. Indeed, with these techniques, the spectrum is divided into sub-channels and the signal is transmitted on several subcarriers. These techniques can in particular be combined with multiple access techniques, which increase the number of users who can access a resource at any time.
  • OFDM modulations are particularly well suited to counteract the effects of fading in multipath channels.
  • OFDM modulations notably include Hermitian-symmetric OFDM modulations, also called HS-OFDM ("Hermitian Symmetry-OFDM") or DMT ("Discrete MultiTone") for wired communications, OFDM / OQAM (Offset Quadrature Amplitude) modulations. Modulation ”) for which the carriers are shaped by a prototype function, or modulations” WOFDM "(" Wavelet OFDM ").
  • a disadvantage of the HS-OFDM or DMT modulations is that the maximum attenuation in the stopping band is only 13 dB.
  • the rectangular shaping of a signal produced by such modulations has the disadvantage of a poor frequency localization.
  • the signal of baseband transmission has real values.
  • a proposed solution is OFDM / OQAM type modulation, noted OQAM thereafter, conventionally used for radio frequency communications.
  • This modulation technique consists of replacing a Quadrature Amplitude Modulation (QAM) modulation implemented on each of the subcarriers (which may be called carriers later on) by a shifting modulation of half a symbol time. real and imaginary parts of the complex symbols to be transmitted, for two successive carrier frequencies.
  • QAM Quadrature Amplitude Modulation
  • 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.
  • the OQAM baseband transmission signal has complex values.
  • the modulation obtained is then denoted HS-OQAM, and the baseband HS-OQAM transmission signal has real values.
  • CMFB cosine modulated filter bank
  • the baseband transmission signal has real values.
  • CMFB cosine modulated filter bank
  • Each of these modulations also requires a particular implementation, and therefore a particular "physical layer". For example, a first component is associated with DMT modulations, a second component is associated with OQAM modulations, and a third component is associated with WOFDM modulations.
  • Such components are presented for example in the form of microprocessors, FPGAs, ASICs, etc.
  • a disadvantage of the techniques of the prior art is related to the complexity of managing these different physical layers, especially for operators. Indeed, a specific component is assigned to each type of modulation, which considerably increases the number of components and the complexity of the modulation and demodulation processes.
  • the invention proposes a new solution which does not have all of these drawbacks of the prior art, in the form of a source data modulation device, delivering a multicarrier signal.
  • such a device comprises:
  • a pre-processing stage receiving the source data and delivering pre-processed data, comprising at least two preprocessing modules each adapted to process the source data according to a distinct type of multicarrier modulation;
  • a mathematical transformation stage receiving the pre-processed data and delivering transformed data, comprising at least one mathematical transformation module;
  • a post-processing stage receiving the transformed data and delivering modulated data, comprising at least two post-processing modules each capable of processing the transformed data according to a different type of multicarrier modulation;
  • D means for selecting one of the preprocessing modules and one of the corresponding post-processing modules, as a function of a type of multicarrier modulation to be implemented.
  • the pre-processing modules deliver "universal” or “standard” pre-processed data, so that the pre-processed data delivered by at least two separate preprocessing modules can be processed by one and the same mathematical transformation module.
  • the post-processing modules receive "universal” or “standard” transformed data, so that the transformed data delivered by a mathematical transformation module can be processed by two separate postprocessing modules.
  • the invention thus rests on a "pooling" of the resources used for the implementation of the different types of modulation, especially at the level of the mathematical transformation stage.
  • Such mutualization makes it possible to simplify the implementation of the different types of modulation compared to the solutions of the prior art, and to reduce the associated congestion.
  • the invention provides a solution for "enclosing" existing physical layers, using a device having a common core for implementing different types of multicarrier modulation.
  • the mathematical transformation stage comprises a mathematical transformation module implementing at least one sinus transform and / or a cosine transform.
  • the mathematical transformation stage comprises a single mathematical transformation module implementing a fast sinus transform (FST) and a fast cosine transform (FCT).
  • FST fast sinus transform
  • FCT fast cosine transform
  • the mathematical transformation stage comprises a mathematical transformation module implementing at least one Fourier transform.
  • this mathematical transformation module implements an inverse Fourier transform (IFFT) modulation side, and direct (FFT) demodulation side.
  • this mathematical transformation module implements a direct Fourier transform (FFT) on the modulation side and inverse (IFFT) on the demodulation side.
  • FFT direct Fourier transform
  • Such transforms have in particular good properties for wireless communications (radiofrequency).
  • the mathematical transformation stage comprises at least two modules of mathematical transformation, and means of selecting one of the mathematical transformation modules according to a predetermined criterion.
  • one of the mathematical transformation modules implements at least one fast sine transform and / or one fast cosine transform, and another implements a fast inverse Fourier transform.
  • the selection means then make it possible to select the type of transformation implemented.
  • the predetermined criterion belongs to the group comprising: said type of multicarrier modulation to be implemented; D a transmission medium,
  • the selection means of the preprocessing and postprocessing modules, and the selection means of a mathematical transformation module are dissociated.
  • the means for selecting a preprocessing module and a corresponding postprocessing module also make it possible to select a mathematical transformation module as a function of the type of multicarrier modulation to be implemented.
  • a modulation device is capable of implementing at least three types of modulation, including DMT modulation, HS-OQAM modulation and WOFDM modulation.
  • D if the type of multicarrier modulation to be implemented is the DMT modulation: D the selected preprocessing module implements a separation of the real and imaginary components of the source data,
  • the mathematical transformation module implements a fast cosine transform of the real components of the source data and a transformation into fast sinus of the imaginary components of the source data
  • D the selected post-processing module implements a subtraction of transformed data from fast sinus transform to transformed data resulting from fast cosine transform; D if the type of multi-carrier modulation to be implemented is HS-OQAM modulation:
  • D the selected preprocessing module implements a separation of the real and imaginary components of the source data multiplied by a first complex parameter
  • D the mathematical transformation module implements a fast cosine transform of the real components of the source data multiplied by the first complex parameter and a fast sine transform of the imaginary components of the source data multiplied by the first complex parameter
  • the selected post-processing module implements a subtraction of the transformed data from the fast sine transform to the transformed data resulting from the fast cosine transform
  • the selected preprocessing module implements a separation of the real and imaginary components of the source data multiplied by a second complex parameter
  • the mathematical transformation module implements a fast cosine transform of the real components of the source data multiplied by the second complex parameter and a fast sinus transform of the imaginary components of the source data multiplied by the second complex parameter, and
  • the selected post-processing module implements a subtraction of the transformed data from the fast sine transform to the transformed data resulting from the fast cosine transform.
  • the mathematical transformation module always implements the same operations of sine and cosine transformations.
  • the modulation device comprises a polyphase filtering module respectively implementing a function G (z 2) for HS-OQAM type modulation and G (Dz 2) for type modulation
  • the invention relates to a method of modulating source data, delivering a multicarrier signal.
  • such a method implements: D a selection step, as a function of a type of multicarrier modulation to be implemented: D of a pre-processing module among at least two preprocessing modules , each able to process the source data according to a different type of multicarrier modulation,
  • a preprocessing step receiving the source data and delivering pre-processed data, implementing the selected preprocessing module;
  • a mathematical transformation step receiving the pre-processed data and delivering the transformed data, implementing at least one mathematical transformation module;
  • a post-processing step receiving the transformed data and delivering modulated data, implementing the selected post-processing module.
  • Such a method is particularly suitable for being implemented by a modulation device as described above. This method may of course include the various characteristics relating to the modulation device according to the invention.
  • Such a modulation method can be implemented in various ways, in particular in hard-wired form or in software form.
  • the invention also relates to a computer program comprising instructions for implementing the modulation method described above, when this program is executed by a processor.
  • the invention also extends to a device for demodulating a multicarrier signal, delivering demodulated data, also called reconstructed data.
  • such a device comprises:
  • a preprocessing stage receiving received data representative of the multicarrier signal and delivering pre-processed data, comprising at least two preprocessing modules, each capable of processing the received data according to a type of multicarrier modulation; distinct;
  • a mathematical transformation stage receiving the pre-processed data and delivering transformed data, comprising at least one mathematical transformation module
  • a post-processing stage receiving the transformed data and delivering reconstructed data, comprising at least two post-processing modules each adapted to process the transformed data according to a different type of multicarrier modulation; D means for selecting one of the preprocessing modules and one of the corresponding post-processing modules, as a function of the type of modulation of the multicarrier signal.
  • Such a demodulation device is able to demodulate a multi-carrier signal modulated by the modulation device described above.
  • the characteristics and advantages of this demodulation device are the same as those of the modulation device. Therefore, they are not detailed further. Indeed, it is noted that the modulator and the demodulator operate symmetrically, to allow a perfect reconstruction of the source data.
  • the preprocessing, transformation, and post-processing modules used in demodulation implement inverse processing to the post-processing, transformation and pre-processing modules used in modulation, respectively.
  • the modulation and demodulation devices according to the invention can, according to a particular embodiment, be implanted in the same component, by "pooling": D the pre-processing modules used in modulation and postprocessing modules used in demodulation; D transformation modules used in modulation and demodulation; D the post-processing modules used in modulation and the pre-processing modules used in demodulation.
  • the invention relates to a method for demodulating a multicarrier signal, delivering reconstructed data.
  • such a method comprises: D a selection step, as a function of the type of modulation of the multicarrier signal: D of a pre-processing module among at least two preprocessing modules, each capable of processing received data representative of the multicarrier signal according to a different type of multicarrier modulation,
  • a preprocessing step receiving the received data and delivering pre-processed data, implementing the selected preprocessing module;
  • a mathematical transformation step receiving the pre-processed data and delivering transformed data, implementing at least one mathematical transformation module;
  • a post-processing step receiving the transformed data and delivering reconstructed data implementing the selected post-processing module.
  • Such a demodulation method can be implemented in various ways, in particular in hard-wired form or in software form.
  • FIGS. 1 and 2 show a modulation and / or demodulation device according to FIG. invention
  • FIGS. 3A to 3C illustrate the implementation of DMT modulation or demodulation in a device according to FIGS. 1 or 2
  • FIG. 4 represents a conventional transmultiplexer structure for OQAM type modulation
  • FIGS. 1 and 2 show a modulation and / or demodulation device according to FIG. invention
  • FIGS. 3A to 3C illustrate the implementation of DMT modulation or demodulation in a device according to FIGS. 1 or 2
  • FIG. 4 represents a conventional transmultiplexer structure for OQAM type modulation
  • FIGS. 1 and 2 show a modulation and / or demodulation device according to FIG. invention
  • FIGS. 3A to 3C illustrate the implementation of DMT modulation or demodulation in a device according to FIGS. 1 or 2
  • FIG. 4 represents a conventional transmultiplexer structure for OQAM type modulation
  • FIGS. 1 and 2 show a modulation
  • FIGS. 5A to 5C illustrate the implementation of an HS-OQAM modulation or demodulation in a device according to FIGS. 1 or 2;
  • FIG. 6 illustrates an exemplary implementation of a parallel / serial conversion module;
  • Fig. 7 shows a conventional transmultiplexer structure for WOFDM modulation;
  • FIGS. 8A to 8C illustrate the implementation of a modulation or demodulation of the WOFDM type in a device according to FIGS. 1 or 2;
  • FIGS. 9A and 9B describe an exemplary implementation of a type III fast cosine or sinus transform using a type I fast cosine or sinus transform;
  • FIGS. 12 and 13 illustrate the main steps of a modulation method and a corresponding demodulation method. 5. Description of an embodiment of the invention 5.1 General principle
  • the general principle of the invention is based on a modulation and / or demodulation device for implementing several types of modulation and / or demodulation alternately, that is to say non-simultaneous. In this way, a single component is used for modulation and / or demodulation, encompassing the different
  • such a modulation and / or demodulation device 11 receives input data 111 and delivers output data 112.
  • the input data 111 are source data c mn
  • the output data 112 are modulated data, corresponding to a discretized multicore signal u [k].
  • the input data 111 is received data representative of the discretized multicarrier signal u [k]
  • the output data 112 is reconstructed data C m ⁇ 1 .
  • the multicarrier signal may be of the DMT, OQAM, WOFDM, etc. type.
  • the device 11 comprises selection means, enabling "to activate” the corresponding modules according to a type of modulation 113 to implement for the modulation or demodulation of the multicarrier signal.
  • Such a device or component is for example in the form of a microprocessor, FPGA, ASIC, etc.
  • component 11 has a unified structure comprising at least three stages, including a pre-processing stage 21, a mathematical transformation stage 22, and a post-processing stage 23.
  • the preprocessing stages 21 and postprocessing stages 23 respectively comprise at least two preprocessing modules (211 to 213) and at least two corresponding postprocessing modules (231 to 233), each capable of processing data according to a different type of multicarrier modulation.
  • the mathematical transformation stage 22 is common to the various types of multicarrier modulation.
  • each preprocessing module 211 to 213 delivers "universal” or “standard” data, so that the data delivered by at least two separate preprocessing modules can be processed by one and the same mathematical transformation module.
  • the post-processing modules receive "universal” or “standard” data, so that the data delivered by a mathematical transformation module can be processed by two separate postprocessing modules.
  • the resources used for the mathematical transformation, according to the invention are thus “pooled” according to the invention, whatever the type of modulation or demodulation implemented.
  • the mathematical transformation stage 22 comprises for example a mathematical transformation module 221 implementing at least one transform in and / or in cosine and / or a mathematical transformation module 222 implementing at least one Fourier transform (inverse modulation side or direct demodulation side).
  • the invention thus applies in particular to power line communications in line.
  • FC ⁇ A n C ⁇ S ⁇ & ⁇ ft + - ⁇ ⁇
  • N is the size of the transformation (half the number of carriers, for example).
  • Appendix B which is also an integral part of the present description, provides an example of implementation of type III fast cosine and sinus transforms. These transformations are used subsequently to express the OFDM signal according to the type of modulation associated with it.
  • DMT modulation is widely used in wired transmissions, in particular PLC or ADSL type.
  • the multicarrier signal obtained, in its discrete form, can be expressed in the following form:
  • x m r n and x m ⁇ n correspond respectively to the real and imaginary parts of the complex symbol c m ⁇ n .
  • the DMT modulation as expressed in equation (3) can be implemented from the sine and / or cosine transforms, taking into account the nuclei of matrices representative of the cosine and sine transforms of type I, noted FCT / FST-I.
  • the selected pre-processing module is the module "PRP DMT"
  • the selected post-processing module is the "POP DMT " 231 M module.
  • FIG. 3B illustrates a "developed" view of the implementation of the HS-OQAM modulation in a component 11 according to FIG. 2.
  • the pretreatment and post-processing modules implemented on the demodulation side then implement an inverse processing to the processing implemented on the modulation side. More precisely, in order to reuse the existing resources as much as possible, we try to express the reconstructed data as a function of sine and cosine transforms.
  • FIG. 3C illustrates the implementation of the DMT demodulation in a component 11 according to FIG. 2, comprising at least: D a preprocessing module 211 D implementing an inverse processing at processing implemented by the post-processing module 231 M used modulation side,
  • a mathematical transformation module 221 D implementing a fast cosine transform FCT and a fast sinus transform FST, identical to the mathematical transformation module 221 M used modulation side, and
  • the classic OQAM modulation is particularly well suited to radio transmissions.
  • the multicarrier signal obtained in baseband, in its discrete form can be expressed in the following form:
  • the multi-carrier signal u [k] according to the expression (8), after a simple mathematical operation, can be expressed in the following form:
  • the analysis filters are obtained by symmetry from the synthesis filters:
  • F m (z) is the Z transform of f m [k]
  • [.] DM is the expansion operator with a factor M.
  • OQAM modulation is possible for wired communications, in a PLC transmission context for example, by using the constraints of Hermitian symmetries to generate a base-modulated signal with real values:
  • the selected pre-processing module is the module "PRP OH _ O Q AM >> 212 M. It receives as input source data, in the form of real symbols ⁇ OT ⁇ , and multiplies these source data by a first complex parameter, which corresponds to
  • the pre-processing module 212 M also implements a separation of the real components X m r ( z) and imaginary X] n (z) data X m (z).
  • the real and imaginary components are then "mapped" on the inputs of the mathematical transformation module 221 M , so that the real components correspond to the inputs of a fast cosine transformation of type I (FCT 1 ) to M points and the components imaginary correspond to the inputs of a fast sinus transformation of type I (FST 1 ) to M points.
  • the post-processing module selected is the module "POP jj s.
  • the post-processing module 232 M also determines the remaining M points (to obtain a total of 2M points), by using the symmetry properties of the equations (4) to (7).
  • T is the column vector DT 0 (z),..., T 2MD i ( ⁇ ) D> ⁇ r I e column vector , X 1 - the column vector Px '( ⁇ ), ... X (ztf, C M the transformed matrix of the nucleus HCfV H and S M the transformed matrix of the nucleus P, both of MDM size.
  • a square matrix Q 2M of size 2M D 2M is also defined, of which: D the first rank is formed of a vector whose first element is equal to 1 and the other elements equal to 0,
  • the following 1-rank MDs are equivalent to the MDs in the higher ranks of a Toeplitz matrix whose first rank is [0,1,0, ..., D 1,0, ...], where the coefficients equal to 1 and -1 are respectively positioned in second position and (M + 2) th position;
  • the last M D l ranks have the same structure as the upper ranks M D l, replacing -1 by 1.
  • JMD I is a size anti-identity matrix (MD l) D (MD l);
  • the polyphase filter module PF 51 can then be represented by a diagonal matrix G ⁇ a Jz), such that:
  • G diag (z) diag [G 0 (z), ...., G 2 MD1 ( ⁇ )] •
  • the filtered data is serialized in a parallel / serial conversion module 52, which outputs the multicarrier multicarrier signal u [k].
  • This parallel / series conversion module 52 is more precisely illustrated in FIG. 6. It comprises means of oversampling by a factor M if there is overlapping of symbols ("overlapped”) or 2M if there is no symbol overlap ("critical”), as well as offset means (z) of each of the outputs of the filter module 51, and adding these offsets.
  • FIG. 5B illustrates a "developed" view of the implementation of HS-OQAM modulation in component 11 of FIG. 5A.
  • the pretreatment and post-processing modules implemented on the demodulation side then implement an inverse processing to the processing implemented on the modulation side.
  • D s a demodulated symbol (also called a reconstructed symbol);
  • DQ 'a matrix of size M ⁇ 2M including:
  • the first rank includes only zeros
  • the ranks 2 to M are equivalent to the MD ranks of a Toeplitz matrix whose first rank is [ ⁇ , 2, O, ..., 2j, O, ...], where the coefficients equal to 2 and 2j are respectively positioned in second position and (M + 2) position:
  • OQAM in component 11 comprising at least:
  • a preprocessing module 212 D implementing a treatment inverse to the processing implemented by the post-processing module 232 M used modulation side D
  • a mathematical transformation module 221 D implementing a fast inverse cosine transform IFCT and IFST inverse fast sinus transform
  • a post-processing module 232 D implementing a treatment inverse to the processing implemented by the pre-processing module 212 M used modulation side.
  • the transformation matrices FCT-I and IFCT-I are identical. Consequently, the mathematical transformation module 221 can be used both on the modulation side and the demodulation side.
  • CMFB modulated cosine filter bank
  • Figure 7 illustrates such a transmultiplexer structure.
  • the number M of carriers is equal to the expansion or decimation factor
  • the constellation of the WOFDM modulation uses multi-level (“Puise Amplitude Modulation”) PAM symbols, and then the PAM symbols are mapped to individual carriers.
  • a WOFDM multi-carrier signal can be expressed using sine and / or cosine transforms.
  • the WOFDM baseband multicore signal in its discrete form, can be expressed in the following form:
  • the WOFDM multi-carrier signal can thus be expressed using the FCT / FST-III sine and / or cosine transforms according to equation (28).
  • the selected pre-processing module is the module "PRP WOFDM " 213 M. It receives as input source data, in the form of real symbols to mn , and multiplies these source data by a second complex parameter, which
  • the pre-processing module 213 M also sets a separation of the real components X m r (z) and imaginary X m ⁇ (z) from X m (z).
  • the real and imaginary components are then "mapped" on the inputs of the transformations FCT / FST-III 81, so that the real components correspond to the inputs of a type III fast cosine transformation (FCT 111 ) and the imaginary components correspond to at the inputs of a type III fast sinus transformation
  • the data modulated at the output of the post-processing module 233 M are filtered in the polyphase filter module PF 51.
  • G j (Dz) has a single coefficient.
  • the multiphase filter module PF 51 can then be represented by a diagonal matrix such that:
  • G d i ag (D ⁇ ) diag [G 0 (D ⁇ ), ...., G 2MD 1 (D ⁇ )].
  • G diag (D ⁇ ) is identical to G diag ( ⁇ ) which corresponds to the polyphase matrix of the HS-OQAM modulation.
  • the same resources can therefore be used for the polyphase filter module of the HS-OQAM and WOFDM modulations.
  • the polyphase filtering implemented for the HS-OQAM modulation is G (z) and the polyphase filtering implemented for the WOFDM modulation is G (D z), but these two modulations can share the same function prototype since they have the same conditions of perfect reconstruction, as described in the document "Analysis and Design of OFDM / OQAM Systems based onfilterbank theory" above.
  • the filtered data are put in series in the parallel / serial conversion module 52 described above in connection with FIG. 6, which delivers the multicarrier multicarrier signal u [k].
  • Figure 8B illustrates a "developed" view of the implementation of the WOFDM modulation in component 11 of Figure 8A.
  • sine and cosine transformations used are of type III. It is however possible to use sine and cosine transformations of type I, in order to be able to use the mathematical transformation module 221 M
  • Appendix C which is an integral part of the present description, presents an example of implementation of FCT / FST-III transformations from FCT / FST-I transformations.
  • a FCT-III transformation with M points can be performed from a FCT-I transformation, as illustrated in FIG. 9A, and that an M-point FST-III transformation can be performed from an FST-I transformation, as illustrated in FIG. 9B.
  • the preprocessing module 213 M of FIGS. 8A and 8B can implement the processes occurring before the inputs of the transforms FCT 1 and FST 1 of FIGS. 9A and 9B.
  • the postprocessing module 233 M of FIGS. 8A and 8B can implement the processing occurring after the outputs of the transforms FCT 1 and FST 1 of FIGS. 9A and 9B.
  • the FCT / FST-III transformation block 81 can then be replaced by the mathematical transformation module 221 M defined previously, implementing FCT / FST-I transformations.
  • the pretreatment and post-processing modules implemented on the demodulation side then implement an inverse processing to the processing implemented on the modulation side. More precisely, in order to reuse the existing resources as much as possible, we try to express the reconstructed data as a function of sine and cosine transforms.
  • H ' m (z) U Po (k) W ⁇ m + O5 ⁇ W ⁇ m + O ⁇ k e ⁇ z ⁇ k
  • the demodulated symbol ffm (z) can then be written in the following form:
  • WOFDM demodulation in component 11 comprising at least:
  • OQAM and WOFM presented, and other types of multicarrier modulation can also be implemented using these transforms, such as (HS) FMT (Filtered MultiTone), (HS) EMFB TMUX modulations (ie using a dual transmultiplexer of the bank). Exponentially Modulated Filter Bank), etc.
  • FIG. 10 illustrates a unified transmission scheme according to the invention, according to which the mathematical transformation stage implements only a single module implementing sinus and / or cosine-based transforms.
  • the mathematical transformation stage can also implement several modules, and in particular a module implementing a Fourier transform.
  • the parallel / serial conversion module 24 can operate in two modes: D an overlapped mode 241 if there is overlapping symbols;
  • a "critical" mode 242 if there is no symbol overlap
  • the parallel / series conversion module 24 implements oversampling means by a factor M (if there is a symbol overlap) or 2M (if it is not possible). there is no symbol overlap).
  • the modulation and demodulation operations can be implemented by the same component, or by two separate components.
  • a component takes for example the form of a microprocessor, an ASIC, an FPGA, etc.
  • the invention is not limited to the three types of DMT modulation, (HS) - OQAM and WOFDM presented, and other types of demodulation can also be implemented using these transforms, such as (HS) -FMT (Filtered MultiTone), (HS) -EMFB TMUX, etc. demodulations.
  • FIG. 11 illustrates a unified reception scheme according to the invention, according to which the mathematical transformation stage implements only a single module implementing sinus and / or cosine based transforms.
  • the mathematical transformation stage can also implement several modules, and in particular a module implementing a Fourier transform.
  • the serial / parallel conversion module 25 can operate in two modes:
  • An overlapped mode 251 if there is overlap of symbols;
  • a "critical" mode 252 if there is no symbol overlap;
  • the parallel / series conversion module 25 implements oversampling means by a factor M (if there is a symbol overlap) or 2M (if it is not there is no symbol overlap).
  • the module 26 finally makes it possible to recover the real part of the reconstructed symbols.
  • Figs. 12 and 13 finally illustrate examples of corresponding modulation and demodulation methods.
  • a source data modulation method c m ⁇ n implements:
  • a selection step 121 as a function of a type of multicarrier modulation to be implemented (DMT, (HS) -OQAM, WOFDM, (HS) -FMT, (HS) -
  • a mathematical transformation step 123 receiving the pre-processed data and delivering the transformed data, implementing at least one mathematical transformation module (direct or inverse Fourier transform, transformed into sine and direct or inverse cosine, etc.) ;
  • a post-processing step 124 receiving the transformed data and delivering modulated data, implementing the selected POP x post-processing module.
  • the modulated data can then be filtered and parallel / serial transformed, delivering the multi-carrier signal u [k].
  • a method for demodulating a multi-carrier signal u [k] implements: D a selection step 131, as a function of the type of modulation of the multicarrier signal (DMT, (HS) -OQAM, WOFDM, (HS) -FMT, (HS) -EMFB TMUX, etc.):
  • a preprocessing module PRPx from at least two pre-processing modules (PRP DMT PRPHS OQAM '• • •)> each capable of processing received data representative dusignal multicarrier according to a type of multiple carrier modulation distinct ,
  • a preprocessing step 132 receiving the data received and delivering pre-processed data, implementing the preprocessing module PRP x selected;
  • a mathematical transformation step 133 receiving the pre-processed data and delivering transformed data, implementing at least one mathematical transformation module
  • a post-processing step 134 receiving the transformed data and delivering reconstructed data cw ⁇ , n implementing the post processing module POP x selected.
  • FCT 1 (Z) S (Z) + --h ⁇ ).
  • type III fast transforms can be implemented directly or from Type I transforms as described in Appendix C.
  • this transform is decomposed into type III inverse fast cosine transforms at M 12 points:
  • MMDDll 1 o " . ⁇ ,, MMDDll, _ a , _, _ ⁇ _, _, _,
  • FIG. 9C illustrates an exemplary implementation of this relationship, that is to say the implementation of M-type inverse-type cosine and fast-inverse sinus transforms (IFCT / IFST-III), by means of transformations into cosine and fast sinus type I (FCT / FST-I) at M points.
  • IFCT / IFST-III M-type inverse-type cosine and fast-inverse sinus transforms
  • s ⁇ M S TM M , which corresponds to the core of a type I sinus transform (FST-I) with M points.
  • An M-point FST-III transformation can therefore be performed from an FST-I transformation.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de modulation de données source, délivrant un signal à porteuses multiples. Selon l'invention, un tel dispositif comprend : - un étage de pré-traitement (21), comprenant au moins deux modules de pré- traitement (211, 212, 213) aptes chacun à traiter lesdites données source selon un type de modulation à porteuses multiples distinct; - un étage de transformation mathématique (22) comprenant au moins un module de transformation mathématique (221, 222); - un étage de post-traitement (23), comprenant au moins deux modules de post- traitement (231, 232, 233) aptes chacun à traiter lesdites données transformées selon un type de modulation à porteuses multiples distinct; - des moyens de sélection (113) d'un desdits modules de pré-traitement et d'un desdits modules de post-traitement correspondant, en fonction d'un type de modulation à porteuses multiples à mettre en oeuvre.

Description

Dispositif et procédé de modulation pour la mise en œuvre d'au moins deux techniques de modulation distinctes, dispositif et procédé de démodulation et programmes d'ordinateur correspondants.
1. Domaine de l'invention Le domaine de l'invention est celui des communications numériques.
Plus précisément, l'invention concerne la modulation et la démodulation de signaux modulés selon une modulation à porteuses multiples, par exemple de type OFDM (« Orthogonal Frequency Division Multiplexing »).
L'invention s'applique aux communications sans fil ou filaire, et en particulier aux communications par courants porteurs en ligne (en anglais « PLC » pour « Powerline communication »), permettant d'utiliser le câblage d'un réseau électrique pour transmettre des signaux numériques.
2. Art antérieur
Les techniques de transmission multiporteuses sont utilisées pour les communications sans fil (DVB-T, DVB-T2, WiFi, WiMax, etc) ou filaires (xDSL, PLC, etc). Elles permettent notamment d'améliorer l'efficacité spectrale dans des canaux de transmission dits sélectifs en fréquence. En effet, avec ces techniques, le spectre est divisé en sous-canaux et le signal est transmis sur plusieurs sous-porteuses. Ces techniques peuvent notamment être combinées à des techniques d'accès multiple, qui permettent d'accroître le nombre d'usagers pouvant accéder à une ressource à n'importe quel instant.
Parmi les modulations multiporteuses, les modulations de type OFDM sont particulièrement bien adaptées pour contrer les effets des évanouissements dans les canaux à trajets multiples. Ces modulations OFDM regroupent notamment les modulations OFDM à symétrie hermitienne, encore appelées HS-OFDM (« Hermitian Symmetry-OFDM ») ou DMT (« Discrète MultiTone ») pour les communications filaires, les modulations OFDM/OQAM (« OFDM / Offset Quadrature Amplitude Modulation ») pour lesquelles les porteuses sont mises en forme par une fonction prototype, ou encore les modulations « WOFDM » (« Wavelet OFDM »).
Chacune de ces modulations présente des avantages et des inconvénients spécifiques. Ainsi, un inconvénient des modulations HS-OFDM ou DMT est que l'atténuation maximale dans la bande d'arrêt n'est que de 13 dB. De plus, la mise en forme rectangulaire d'un signal réalisée par de telles modulations présente l'inconvénient d'une mauvaise localisation fréquentielle. On note toutefois que selon ces techniques, le signal de transmission en bande de base présente des valeurs réelles.
Des solutions alternatives ont été proposées, aboutissant à des techniques de modulation à porteuses multiples dans lesquelles le signal est mis en forme par des fonctions dites prototypes, permettant d'obtenir une meilleure localisation dans le domaine temps/fréquence, et/ou une meilleure sélectivité en fréquence.
Ainsi, une solution proposée est la modulation de type OFDM/OQAM, notée OQAM par la suite, classiquement utilisée pour les communications radiofréquence. Cette technique de modulation consiste à remplacer une modulation en quadrature QAM (« Quadrature Amplitude Modulation »), mise en œuvre sur chacune des sous-porteuses (indifféremment appelées porteuses par la suite), par une modulation décalant d'un demi-temps symbole les parties réelles et imaginaires des symboles complexes à transmettre, pour deux fréquences porteuses successives. De cette façon, l'efficacité spectrale de l'OQAM est identique à celle de l'OFDM classique sans intervalle de garde.
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. Classiquement, le signal de transmission OQAM en bande de base présente des valeurs complexes. Toutefois, il est possible d'adapter ce signal pour les communications filaires, dans un contexte de transmission PLC par exemple, en utilisant les symétries hermitiennes comme proposé par H. Lin et al. dans le document "OFDM/OQAM with hermitian symmetry: Design and performance for baseband communication" . La modulation obtenue est alors notée HS-OQAM, et le signal de transmission HS-OQAM en bande de base présente des valeurs réelles.
Une autre solution est la modulation de type WOFDM. Une telle modulation est basée sur un banc de filtres modulés en cosinus (CMFB). Selon cette modulation, le signal de transmission en bande de base présente des valeurs réelles. Chacune de ces modulations nécessite également une implémentation particulière, et donc une « couche physique » particulière. Par exemple, un premier composant est associé aux modulations DMT, un deuxième composant est associé aux modulations OQAM, et un troisième composant est associé aux modulations WOFDM. De tels composants se présentent par exemple sous la forme de microprocesseurs, FPGA, ASICs, etc.
Ainsi, un inconvénient des techniques de l'art antérieur est lié à la complexité à gérer ces différentes couches physiques, notamment pour les opérateurs. En effet, un composant spécifique est affecté à chaque type de modulation, ce qui augmente considérablement le nombre de composants et la complexité des traitements de modulation et de démodulation.
Il a alors été proposé d'utiliser un même composant pour mettre en œuvre des types de modulation distincts.
Malheureusement, de tels composants sont particulièrement encombrants, puisqu'ils consistent en une simple « juxtaposition » de deux composants existants mettant en œuvre des types de modulation distincts, sur un même composant.
Il existe donc un besoin pour une nouvelle technique de modulation et/ou démodulation permettant de remédier à ces inconvénients, et notamment de simplifier les traitements pour la mise en œuvre de plusieurs types de modulation et/ou démodulation.
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 dispositif de modulation de données source, délivrant un signal à porteuses multiples.
Selon l'invention, un tel dispositif comprend :
D un étage de pré-traitement, recevant les données source et délivrant des données pré- traitées, comprenant au moins deux modules de pré- traitement aptes chacun à traiter les données source selon un type de modulation à porteuses multiples distinct ; D un étage de transformation mathématique, recevant les données pré-traitées et délivrant des données transformées, comprenant au moins un module de transformation mathématique ; D un étage de post-traitement, recevant les données transformées et délivrant des données modulées, comprenant au moins deux modules de post- traitement aptes chacun à traiter les données transformées selon un type de modulation à porteuses multiples distinct ;
D des moyens de sélection d'un des modules de pré-traitement et d'un des modules de post-traitement correspondant, en fonction d'un type de modulation à porteuses multiples à mettre en œuvre.
On note ainsi que selon l'invention, les modules de pré- traitement délivrent des données pré-traitées « universelles » ou « standards », de façon que les données pré-traitées délivrées par au moins deux modules de pré-traitement distincts puissent être traitées par un même module de transformation mathématique.
De la même façon, les modules de post- traitement reçoivent des données transformées « universelles » ou « standards », de façon que les données transformées délivrées par un module de transformation mathématique puissent être traitées par deux modules de posttraitement distincts.
L'invention repose ainsi sur une « mutualisation » des ressources utilisées pour la mise en œuvre des différents types de modulation, au niveau de l'étage de transformation mathématique notamment. Une telle mutualisation permet de simplifier la mise en œuvre des différents types de modulation par rapport aux solutions de l'art antérieur, et de réduire l'encombrement associé.
De plus, l'invention propose une solution permettant « d'englober » les couches physiques existantes, en utilisant un dispositif présentant un noyau commun pour la mise en œuvre de différents types de modulation à porteuses multiples. Selon un aspect particulier de l'invention, l'étage de transformation mathématique comprend un module de transformation mathématique mettant en œuvre au moins une transformée en sinus et/ou une transformée en cosinus.
De telles transformées présentent notamment de bonnes propriétés pour les communications filaires, notamment par courants porteurs en ligne. Par exemple, selon un premier mode de réalisation, l'étage de transformation mathématique comprend un unique module de transformation mathématique mettant en œuvre une transformée en sinus rapide (FST) et une transformée en cosinus rapide (FCT).
Selon un autre aspect de l'invention, l'étage de transformation mathématique comprend un module de transformation mathématique mettant en œuvre au moins une transformée de Fourier. Classiquement, ce module de transformation mathématique met en œuvre une transformée de Fourier inverse (IFFT) côté modulation, et directe (FFT) côté démodulation. Selon une variante, ce module de transformation mathématique met en œuvre une transformée de Fourier directe (FFT) côté modulation, et inverse (IFFT) côté démodulation. De telles transformées présentent notamment de bonnes propriétés pour les communications sans-fil (radiofréquence).
Selon un deuxième mode de réalisation, l'étage de transformation mathématique comprend au moins deux modules de transformation mathématique, et des moyens de sélection d'un des modules de transformation mathématique en fonction d'un critère prédéterminé.
Par exemple, un des modules de transformation mathématique met en œuvre au moins une transformée en sinus rapide et/ou une transformée en cosinus rapide, et un autre met en œuvre une transformée de Fourier inverse rapide.
Les moyens de sélection permettent alors de sélectionner le type de transformation mis en œuvre.
En particulier, le critère prédéterminé appartient au groupe comprenant : D ledit type de modulation à porteuses multiples à mettre en œuvre ; D un médium de transmission,
D une réutilisation de modules existants.
Par exemple, on privilégiera les transformées en cosinus et/ou en sinus pour des communications filaires, tandis qu'on privilégiera les transformées de Fourier pour des communications sans fil. Selon cet exemple, les moyens de sélection des modules de pré-traitement et de posttraitement, et les moyens de sélection d'un module de transformation mathématique sont dissociés.
Selon une variante, les moyens de sélection d'un module de pré-traitement et d'un module de post-traitement correspondant permettent également de sélectionner un module de transformation mathématique en fonction dudit type de modulation à porteuses multiples à mettre en œuvre.
Ainsi, les moyens de sélection des modules de pré-traitement et de post- traitement et les moyens de sélection d'un module de transformation mathématique peuvent être communs, et sélectionner les différents modules en fonction d'un type de modulation à mettre en œuvre. Par exemple, un dispositif de modulation selon l'invention est apte à mettre en œuvre au moins trois types de modulation, dont une modulation DMT, une modulation HS-OQAM et une modulation WOFDM.
Selon cet exemple :
D si le type de modulation à porteuses multiples à mettre en œuvre est la modulation DMT : D le module de pré-traitement sélectionné met en œuvre une séparation des composantes réelles et imaginaires des données source,
D le module de transformation mathématique met en œuvre une transformée en cosinus rapide des composantes réelles des données source et une transformée en sinus rapide des composantes imaginaires des données source, et
D le module de post-traitement sélectionné met en œuvre une soustraction des données transformées issues de transformée en sinus rapide aux données transformées issues de transformée en cosinus rapide ; D si le type de modulation à porteuses multiples à mettre en œuvre est la modulation HS- OQAM :
D le module de pré-traitement sélectionné met en œuvre une séparation des composantes réelles et imaginaires des données source multipliées par un premier paramètre complexe, D le module de transformation mathématique met en œuvre une transformée en cosinus rapide des composantes réelles des données source multipliées par le premier paramètre complexe et une transformée en sinus rapide des composantes imaginaires des données source multipliées par le premier paramètre complexe,
D le module de post-traitement sélectionné met en œuvre une soustraction des données transformées issues de la transformée en sinus rapide aux données transformées issues de la transformée en cosinus rapide ;
D si le type de modulation à porteuses multiples à mettre en œuvre est la modulation WOFDM :
D le module de pré-traitement sélectionné met en œuvre une séparation des composantes réelles et imaginaires des données source multipliées par un deuxième paramètre complexe,
D le module de transformation mathématique met en œuvre une transformée en cosinus rapide des composantes réelles des données source multipliées par le deuxième paramètre complexe et une transformée en sinus rapide des composantes imaginaires des données source multipliées par le deuxième paramètre complexe, et
D le module de post-traitement sélectionné met en œuvre une soustraction des données transformées issues de la transformée en sinus rapide aux données transformées issues de la transformée en cosinus rapide.
Quelque soit le type de modulation envisagé, on constate que le module de transformation mathématique met toujours en œuvre les mêmes opérations de transformations en sinus et en cosinus.
Selon une caractéristique particulière de l'invention, le dispositif de modulation comprend un module de filtrage polyphasé mettant respectivement en œuvre une fonction G(z 2 ) pour une modulation de type HS-OQAM et G(Dz 2 ) pour une modulation de type
WOFDM.
De nouveau, il est ainsi possible de réutiliser les modules existants, ce qui permet de limiter l'encombrement et de simplifier les traitements mis en œuvre pour la modulation. Dans un autre mode de réalisation, l'invention concerne un procédé de modulation de données source, délivrant un signal à porteuses multiples.
Selon l'invention, un tel procédé met en œuvre : D une étape de sélection, en fonction d'un type de modulation à porteuses multiples à mettre en œuvre : D d'un module de pré-traitement parmi au moins deux modules de prétraitement, aptes chacun à traiter les données source selon un type de modulation à porteuses multiples distinct,
D d'un module de post-traitement correspondant parmi au moins deux modules de post-traitement, aptes chacun à traiter des données transformées selon un type de modulation à porteuses multiples distinct ;
D une étape de pré-traitement, recevant les données source et délivrant des données pré-traitées, mettant en œuvre le module de pré- traitement sélectionné ; D une étape de transformation mathématique, recevant les données pré-traitées et délivrant les données transformées, mettant en œuvre au moins un module de transformation mathématique ;
D une étape de post-traitement, recevant les données transformées et délivrant des données modulées, mettant en œuvre le module de post- traitement sélectionné. Un tel procédé est notamment apte à être mis en œuvre par un dispositif de modulation tel que décrit précédemment. Ce procédé pourra bien sûr comporter les différentes caractéristiques relatives au dispositif de modulation selon l'invention.
Ainsi, les caractéristiques et avantages de ce procédé de modulation sont les mêmes que ceux du dispositif de modulation. Par conséquent, ils ne sont pas détaillés plus amplement.
En particulier, on note qu'un tel procédé de modulation peut être mis en œuvre de diverses manières, notamment sous forme câblée ou sous forme logicielle.
Ainsi, l'invention concerne également un programme d'ordinateur comportant des instructions pour la mise en œuvre du procédé de modulation décrit précédemment, lorsque ce programme est exécuté par un processeur. L'invention s'étend également à un dispositif de démodulation d'un signal à porteuses multiples, délivrant des données démodulées, encore appelées données reconstruites.
Selon l'invention, un tel dispositif comprend :
D un étage de pré-traitement, recevant des données reçues représentatives du signal à porteuses multiples et délivrant des données pré- traitées, comprenant au moins deux modules de pré-traitement aptes chacun à traiter les données reçues selon un type de modulation à porteuses multiples distinct ;
D un étage de transformation mathématique, recevant les données pré-traitées et délivrant des données transformées, comprenant au moins un module de transformation mathématique ;
D un étage de post-traitement, recevant les données transformées et délivrant des données reconstruites, comprenant au moins deux modules de post- traitement aptes chacun à traiter les données transformées selon un type de modulation à porteuses multiples distinct ; D des moyens de sélection d'un des modules de pré-traitement et d'un des modules de post-traitement correspondant, en fonction du type de modulation du signal à porteuses multiples.
Un tel dispositif de démodulation est apte à démoduler un signal à porteuses multiples modulé par le dispositif de modulation décrit précédemment. Les caractéristiques et avantages de ce dispositif de démodulation sont les mêmes que ceux du dispositif de modulation. Par conséquent, ils ne sont pas détaillés plus amplement. En effet, on note que le modulateur et le démodulateur fonctionnent de manière symétrique, afin de permettre une reconstruction parfaite des données sources. Ainsi, les modules de prétraitement, de transformation, et de post-traitement utilisés en démodulation mettent en œuvre un traitement inverse aux modules de post-traitement, de transformation et de pré-traitement utilisés en modulation, respectivement.
Du fait de ce fonctionnement symétrique, les dispositifs de modulation et de démodulation selon l'invention peuvent, selon un mode de réalisation particulier, être implantés dans un même composant, en « mutualisant » : D les modules de pré-traitement utilisés en modulation et les modules de posttraitement utilisés en démodulation ; D les modules de transformation utilisés en modulation et en démodulation ; D les modules de post-traitement utilisés en modulation et les modules de prétraitement utilisés en démodulation.
Des modules supplémentaires de conversion parallèle/série et de série/parallèle, et des modules de filtrage polyphasé, peuvent également être implantés dans le même composant. Dans une autre mode de réalisation, l'invention concerne un procédé de démodulation d'un signal à porteuses multiples, délivrant des données reconstruites.
Selon l'invention, un tel procédé comprend : D une étape de sélection, en fonction du type de modulation du signal à porteuses multiple : D d'un module de pré-traitement parmi au moins deux modules de prétraitement, aptes chacun à traiter des données reçues représentatives du signal à porteuses multiples selon un type de modulation à porteuses multiples distinct,
D d'un module de post-traitement correspondant parmi au moins deux modules de post- traitement, aptes chacun à traiter des données transformées selon un type de modulation à porteuses multiples distinct ; D une étape de pré-traitement, recevant les données reçues et délivrant des données pré-traitées, mettant en œuvre le module de pré- traitement sélectionné ; D une étape de transformation mathématique, recevant les données pré-traitées et délivrant des données transformées, mettant en œuvre au moins un module de transformation mathématique ; D une étape de post-traitement, recevant les données transformées et délivrant des données reconstruites mettant en œuvre le module de post- traitement sélectionné. Un tel procédé est notamment apte à être mis en œuvre par un dispositif de démodulation tel que décrit précédemment. Ce procédé pourra bien sûr comporter les différentes caractéristiques relatives au dispositif de démodulation selon l'invention.
En particulier, on note qu'un tel procédé de démodulation peut être mis en œuvre de diverses manières, notamment sous forme câblée ou sous forme logicielle.
Ainsi, l'invention concerne également un programme d'ordinateur comportant des instructions pour la mise en œuvre du procédé de démodulation décrit précédemment, lorsque ce programme est exécuté par un processeur. 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 : les figures 1 et 2 présentent un dispositif de modulation et/ou de démodulation selon l'invention ; - les figures 3A à 3C illustrent la mise en œuvre d'une modulation ou démodulation de type DMT dans un dispositif selon les figures 1 ou 2 ; la figure 4 représente une structure classique de transmultiplexeur pour une modulation de type OQAM ; les figures 5 A à 5C illustrent la mise en œuvre d'une modulation ou démodulation de type HS-OQAM dans un dispositif selon les figures 1 ou 2 ; la figure 6 illustre un exemple de mise en œuvre d'un module de conversion parallèle/série ; la figure 7 représente une structure classique de transmultiplexeur pour une modulation de type WOFDM ; - les figures 8 A à 8C illustrent la mise en œuvre d'une modulation ou démodulation de type WOFDM dans un dispositif selon les figures 1 ou 2 ; les figures 9A et 9B décrivent un exemple d'implémentation d'une transformée en cosinus ou sinus rapide de type III au moyen d'une transformée en cosinus ou sinus rapide de type I ; - la figure 9C illustre un exemple d'implémentation de transformées en cosinus et sinus rapide inverse de type III au moyen de transformées en cosinus et sinus rapide de type i ; les figures 10 et 11 présentent des structures unifiées de dispositif de modulation et de dispositif de démodulation selon un mode de réalisation particulier de l'invention ; - les figures 12 et 13 illustrent les principales étapes d'un procédé de modulation et d'un procédé de démodulation correspondants. 5. Description d'un mode de réalisation de l'invention 5.1 Principe général
Le principe général de l'invention repose sur un dispositif de modulation et/ou de démodulation permettant de mettre en œuvre plusieurs types de modulation et/ou de démodulation de façon alternée, c'est-à-dire non simultanée. De cette façon, on utilise un composant unique pour la modulation et/ou la démodulation, englobant les différentes
« couches physiques » existantes. Comme illustré en figure 1 , un tel dispositif de modulation et/ou de démodulation 11 reçoit des données d'entrée 111 et délivre des données de sortie 112. Par exemple, si le dispositif 11 est utilisé comme modulateur, les données d'entrée 111 sont des données source cm n , et les données de sortie 112 sont des données modulées, correspondant à un signal à porteuses multiples discrétisé u[k] . Si le dispositif 11 est utilisé comme démodulateur, les données d'entrée 111 sont des données reçues représentatives du signal à porteuses multiples discrétisé u [k] , et les données de sortie 112 sont des données reconstruites Cm^1 . Le signal à porteuses multiples peut être de type DMT, OQAM, WOFDM, etc.
Pour ce faire, le dispositif 11 comprend des moyens de sélection, permettant « d'activer » les modules correspondants en fonction d'un type de modulation 113 à mettre en œuvre pour la modulation ou la démodulation du signal multiporteuse.
Un tel dispositif ou composant se présente par exemple sous la forme d'un microprocesseur, FPGA, ASIC, etc.
Plus précisément, comme illustré en figure 2, le composant 11 présente une structure unifiée comprenant au moins trois étages, dont un étage de pré-traitement 21, un étage de transformation mathématique 22, et un étage de post- traitement 23.
Les étages de pré-traitement 21 et de post- traitement 23 comprennent respectivement au moins deux modules de pré-traitement (211 à 213) et au moins deux modules de posttraitement correspondant (231 à 233), aptes chacun à traiter des données selon un type de modulation à porteuses multiples distinct.
L'étage de transformation mathématique 22 est en revanche commun aux différents types de modulation à porteuses multiples.
En effet, chaque module de pré-traitement 211 à 213 délivre des données « universelles » ou « standards », de façon que les données délivrées par au moins deux modules de pré-traitement distincts puissent être traitées par un même module de transformation mathématique. De la même façon, les modules de post- traitement reçoivent des données « universelles » ou « standards », de façon que les données délivrées par un module de transformation mathématique puissent être traitées par deux modules de posttraitement distincts. On « mutualise » ainsi selon l'invention les ressources utilisées pour la transformation mathématique, quelque soit le type de modulation ou de démodulation mis en œuvre.
L'étage de transformation mathématique 22 comprend par exemple un module de transformation mathématique 221 mettant en œuvre au moins une transformée en et/ou en cosinus et/ou un module de transformation mathématique 222 mettant en œuvre au moins une transformée de Fourier (inverse côté modulation ou directe côté démodulation).
En particulier, on note que l'utilisation de transformées de Fourier est bien adaptée aux communications radiofréquence, tandis que l'utilisation de transformées en sinus et/ou en cosinus est bien adaptée aux communications filaires, notamment par courants porteurs en ligne.
L'invention s'applique ainsi notamment aux communications par courants porteurs en ligne.
5.2 Rappels sur les transformées en sinus et/ ou en cosinus On décrit ci-après plus en détails l'implémentation des transformées en sinus et en cosinus.
Il existe quatre types de transformation en cosinus dite rapide (respectivement en sinus), notées FCT1, FCT11, FCT111 et FCTIV pour « Fast cosine transform » (respectivement FST1, FSTn, FST111 et FSTIV pour « Fast sine transform »). Les noyaux (« kernel ») des matrices représentatives de ces quatre types de transformée en cosinus s'expriment sous la forme suivante, comme décrit notamment dans le document « A new algorithm to compute the discrète cosine transform » de B. H. Lee :
Figure imgf000014_0001
[FCτAn = CθSπ&πft + — π π
Figure imgf000014_0002
D . I D q£+-π« (1)
DD , I D 2O D
FCTTTT = C? N = cosππk + —π n μ
L mJέ,n ^N H^ 2D 2ND
r™ I DD I D 20 D iFCTiv
Figure imgf000014_0003
+ Tflπn + - 2FD 2ND avec : k,n = 0,...,N D 1 k correspond à l'indice de position en entrée de l'opération de transformation ; n correspond à l'indice de position en sortie de l'opération de transformation ;
N correspond à la taille de la transformation (moitié du nombre de porteuses par exemple).
Les noyaux des matrices représentatives des quatre types de transformée en sinus s'expriment sous la même forme, en remplaçant les expressions « cos » par « sin », et « C » par « S ». L'annexe A, qui fait partie intégrante de la présente description, propose un exemple d'implémentation des transformées en cosinus et en sinus rapides de type I.
L'annexe B, qui fait également partie intégrante de la présente description, propose un exemple d'implémentation des transformées en cosinus et en sinus rapides de type III. On utilise par la suite ces transformations pour exprimer le signal OFDM selon le type de modulation qui lui est associée.
5.3 Application à la modulation DMT
A) Modulation
On rappelle que la modulation DMT est largement utilisée dans les transmissions filaires, notamment de type PLC ou ADSL.
Si l'on considère par exemple une transmission basée sur 2M sous-porteuses (encore appelée directement porteuses dans la suite de la description), avec M D HZ, la contrainte de symétrie hermitienne appliquée aux modulations OFDM conduit à : c0,n = cM,n = 0 C1n^n = C2MΩ m,n pour m = 1,...,M D 1 , avec cm n le symbole à valeurs complexes correspondant à la m-ième porteuse à l'instant n.
Le signal à porteuse multiple obtenu, sous sa forme discrète, peut s'exprimer sous la forme suivante :
-, 2MD l
4k] ~ D D cmjvΩmk
4k] mk + D cmJVΩ mkU
Figure imgf000015_0001
où :
W est la transformée de Fourier de noyau e 2M , telle que W = e 2M , et k est l'indice des échantillons du signal discret.
On cherche alors, selon l'invention, à exprimer ce signal discret, à partir des transformées en sinus et/ou en cosinus. En tenant compte des contraintes de symétrie hermitienne et en décomposant l'équation (1), on obtient alors :
1 DD MMDD 11 , MMDD 1l . mk , DD
"W = T •m,n CTM D D xm,«^2M D
MT'D D D : (3) n Um=O m=0 u[k] = ^-[FCT1W D FST1W] où xm r n et xm ι n correspondent respectivement aux parties réelle et imaginaire du symbole complexe cm ^n .
On note en effet qu'il est possible de supprimer la sommation sur n, étant donné que la conversion parallèle/série pour les modulations DMT ne conduit à aucun recouvrement (c'est- à-dire que chaque symbole modulé est indépendant des autres symboles modulés).
Ainsi, la modulation DMT telle qu'exprimée dans l'équation (3) peut être implémentée à partir des transformées en sinus et/ou en cosinus, en tenant compte des noyaux des matrices représentatives des transformées en cosinus et en sinus de type I, notée FCT/FST-I.
On note également que les propriétés de symétrie des transformées FCT/FST-I conduisent à :
FCT1 (£) = FCT1 (2Af D k) (4)
FST1(Jk) = DFST1^Af D Jk) (5) pour k = 1,...,Af D 1 ; et :
MD l MD l
FCT1(M) = D ^(D Iy 5 FCT1(O) = D xm r (6) m=0 m=0
FST1(M) = O 5 FST1(O) = O (7)
Ces propriétés permettent de calculer uniquement M points au niveau des transformées en sinus et en cosinus, pour obtenir un total de 2 M points. On présente, en relation avec la figure 3 A, la mise en œuvre de la modulation DMT dans un composant 11 selon la figure 2.
Selon cet exemple, le module de pré-traitement sélectionné est le module « PRPDMT »
211M. Il reçoit en entrée des données source, sous la forme des symboles complexes cm n , et met en œuvre une séparation des composantes réelles xm r n et imaginaires xm ι n du symbole complexe cm n . Les composantes réelles et imaginaires sont alors « mappées » sur les entrées du module de transformation mathématique 221M, de sorte que les composantes réelles correspondent aux entrées d'une transformation en cosinus rapide de type I (FCT1) et les composantes imaginaires correspondent aux entrées d'une transformation en sinus rapide de IyPe I (FST1). Le module de post-traitement sélectionné est le module « POPDMT » 231M. Il met en œuvre une soustraction des données transformées issues de la transformée en sinus rapide aux données transformées issues de la transformée en cosinus rapide, selon l'équation (3) «[&] = — [ FCT1(^) D FSTj(fc)] . A partir des M points ainsi obtenus, le module de posttraitement 231M détermine également les M points restants (pour obtenir un total de 2M points), en utilisant les propriétés de symétrie des équations (4) à (7). Finalement, les données modulées en sortie du module de post- traitement 231M sont mises en série dans un module de conversion parallèle/série 31, qui délivre le signal multiporteuse discret à porteuses multiples u[k] .
La figure 3B illustre une vue « développée » de la mise en œuvre de la modulation HS-OQAM dans un composant 11 selon la figure 2. B) Démodulation
On décrit ci-après la mise en œuvre de la démodulation DMT dans un composant 11 selon la figure 2.
Les modules de prétraitement et de post-traitement mis en œuvre côté démodulation mettent alors en œuvre un traitement inverse aux traitements mis en œuvre côté modulation. Plus précisément, afin de réutiliser au maximum les ressources existantes, on cherche à exprimer les données reconstruites en fonction de transformées en sinus et en cosinus.
Plus précisément, côté démodulation, les symboles reconstruits, encore appelés symboles démodulés, peuvent s'exprimer de la façon suivante :
Figure imgf000017_0001
H,w = MO Π + MM Π (D lf + 2[FCT1Cm) D /FST1(W)] ou
<n = C = 0
Figure imgf000017_0002
pour Jk = 1,...,Af D 1.
On obtient ainsi une expression des symboles démodulés selon une technique de modulation DMT, à partir des transformées en sinus et/ou en cosinus.
La figure 3C illustre la mise en œuvre de la démodulation DMT dans un composant 11 selon la figure 2, comprenant au moins : D un module de pré-traitement 211D mettant en œuvre un traitement inverse au traitement mis en œuvre par le module de post- traitement 231M utilisé côté modulation,
D un module de transformation mathématique 221D mettant en œuvre une transformée en cosinus rapide FCT et une transformée en sinus rapide FST, identique au module de transformation mathématique 221M utilisé côté modulation, et
D un module de post- traitement 231D mettant en œuvre un traitement inverse au traitement mis en œuvre par le module de pré-traitement 211M utilisé côté modulation. 5.4 Application à la modulation OFOMIOQAM
On cherche désormais à exprimer le signal OQAM en utilisant les transformées en sinus et/ou en cosinus.
A) Modulation
La modulation OQAM classique est particulièrement bien adaptée aux transmissions radio. Le signal à porteuse multiple obtenu en bande de base, sous sa forme discrète peut s'exprimer sous la forme suivante :
«[*] = D D am^np[k U nM]e ^M H 2 ^ Ë (8)
OT=O nΩ Cn où : k est l'indice des échantillons du signal discret ; am n les symboles à valeurs réelles obtenus en prenant les parties réelles et imaginaires des symboles cm n à valeurs complexes ; p[k] le filtre prototype ; L la longueur du filtre prototype ; D un paramètre tel que D = L D l ; π
LJ m,n un terme de phase additionnel tel que par exemple Dm n = — (m + n) + D0 , avec O0 choisi arbitrairement (par exemple D0 = UD mn ) ;
2 M le nombre de porteuses.
Le signal à porteuses multiples u[k] selon l'expression (8), après une simple opération mathématique, peut s'exprimer sous la forme suivante :
2MD l u[k] = D D xm° [n]fm [k U nM] (9)
»î=0 nΩ CJ où:
D xm [n] = am njn et le terme de rotation de phase jn permettent d'obtenir une structure en étages de l'OQAM, telle que présentée dans le document "Analysis and design of OFDM/ OQAM Systems based on filterbank theory" de P. Siohan et al. Une telle structure est également illustrée en figure 4 ; j . I —2L0 U1nDDMU
D les filtres de synthèse sont de la forme fm [k] = p[k]e
Les filtres d'analyse sont obtenus par symétrie à partir des filtres de synthèse :
.2D D,πD+MD
/ mπkU π
, r, I r, I 2M B 2 0
On cherche alors, selon l'invention, à exprimer ce signal discret à partir des transformées en sinus et/ou en cosinus.
La transformée en Z du signal discret u [k] conduit à :
2MDl
U(Z) = D Xm°(zM)Fm(z) (10)
où:
Xm (z) est la transformée en Z de xm [n] , conduisant z\am njn \ = Am(Djz) ;
Fm(z) est la transformée en Z de fm [k]
DUM DUM
Fn(Z) = U fm[k]zΩk= W 2 U p[k]WΩmkzΩk =W 2 P(zW m ) (n) k k avec W = e 2M
L'expression des composantes polyphasés de Fm(z) conduit à :
DDM' >MD1
Fn(Z) = W D zπιwπmιGι 2M
(12)
Z=O
OU G1(Z)= D p[2nM + l]zΩn, nuπn soit encore : '
Figure imgf000019_0001
G1[Z
En développant l'équation (10), grâce à l'équation (12), on obtient :
2MDl 2MDl
U τu(z \)= π U X vmθ /[Z M\ J πU Z D( K2MD1D/) 'RDlJn /[Z 2M \ J (13)
Ȕ=0 Z=O
Figure imgf000020_0001
avec :
Z' = 2Af DlDZ ;
[.]DM correspond à l'opérateur d'expansion avec un facteur M.
Comme déjà indiqué, l'utilisation d'une modulation OQAM est possible pour les communications filaires, dans un contexte de transmission PLC par exemple, en utilisant les contraintes des symétries hermitiennes pour générer un signal modulé en base de base à valeurs réelles :
«o,«=«M,«=° (14)
Figure imgf000020_0002
Etant donné que la transformée en Z de χ m[n] = a m,nJn conduit à = Am(Ujz) , on a alors, en tenant compte de l'équation (15) avec D0 = UtJmn :
Figure imgf000020_0003
X 2MΩm(z) = = (Ωl) Am(jz) (I6)
Figure imgf000020_0004
La décomposition de la variable 7}> (z) conduit à :
MDl mP2K 2MDl m∞M
TΓ(Z)= U Xm°(z)W 2 WΩmV+ U X%ι(z)W 2 WΩmV m=0 m=M
Figure imgf000020_0005
On note que dans le domaine temporel, on peut écrire xm[fc] = D (xm[fc]) + jD (xm[^]) . Dans le domaine de la transformée en Z, cette équation
DDM m devient Xm(z) = Am(U Jz)W 2 = χ r {z) + jχl {z) _ En posant C7 M = cosπ π , et S7 M = sinπ π , alors l'équation (17) peut être
B2MB B2MB implémentée au moyen de transformée en FCT/FST-I, de la façon suivante :
Figure imgf000021_0001
7Hz) = I[FCT1(OB FST1(Z1)] pour V = Q, ...,2M U 1 .
Finalement, en remplaçant cette équation (18) dans l'équation (13), on obtient une expression de la transformée en Z du signal discret modulé selon une modulation HS-OQAM, à partir des transformées en sinus et/ou en cosinus :
2MD l
U{z) = 2 D zD (2MD 1D Z) 0Gr(z2)B [FCT1(ZOB FST1(Z')] (19)
Z=O U M
On présente alors, en relation avec la figure 5 A, la mise en œuvre de la modulation HS-OQAM dans un composant 11 selon la figure 2.
Selon cet exemple, le module de pré-traitement sélectionné est le module « PRPOH_ OQAM >> 212M. II reçoit en entrée des données source, sous la forme de symboles réels αOT π , et multiplie ces données source par un premier paramètre complexe, ce qui correspond à
DD M m l'opération Xm(z) = Am(Ω jz)W 2 dans le domaine de la transformée en Z. Le module de pré-traitement 212M met également en œuvre une séparation des composantes réelles Xm r (z) et imaginaires X]n (z) des données Xm(z) . Les composantes réelles et imaginaires sont alors « mappées » sur les entrées du module de transformation mathématique 221M, de sorte que les composantes réelles correspondent aux entrées d'une transformation en cosinus rapide de type I (FCT1) à M points et les composantes imaginaires correspondent aux entrées d'une transformation en sinus rapide de type I (FST1) à M points. Le module de post-traitement sélectionné est le module « POPjjs.QQyyyj » 232M. Il met en œuvre une soustraction des données transformées issues de la transformée en sinus rapide aux données transformées issues de la transformée en cosinus rapide, selon l'équation (18), afin de calculer le terme Tv(z) = 2[FCT1(Z') B FST1(Z')] .
A partir des M points ainsi obtenus, le module de post- traitement 232M détermine également les M points restants (pour obtenir un total de 2M points), en utilisant les propriétés de symétrie des équations (4) à (7).
En effet, en utilisant les propriétés de symétrie et d' antisymétrie, il est possible d'obtenir une matrice représentative de l'implémentation de la variable 7}>(z) .
Plus précisément, on note T le vecteur colonne DT0 (z),..., T2MDi (^)D > ^r Ie vecteur colonne
Figure imgf000022_0001
, X1- le vecteur colonne Px' (ζ),...X (ztf , CM la matrice transformée du noyau HCfV H et SM la matrice transformée du noyau
Figure imgf000022_0002
P , toutes les deux de taille M D M .
On définit aussi une matrice carrée Q2M de taille 2M D 2M dont : D le premier rang est formé d'un vecteur dont le premier élément est égal à 1 et les autres éléments égaux à 0,
D les M D 1 rangs suivants sont équivalents aux M D l rangs supérieurs d'une matrice de Toeplitz dont le premier rang est [0,1,0,...,D 1,0,...] , où les coefficients égaux à 1 et -1 sont respectivement positionnés en deuxième position et (M + 2) eme position ;
D le rang M + 1 ne possède que des coefficients égaux à 0 ;
D les derniers M D l rangs ont la même structure que les rangs M D l supérieurs, en remplaçant -1 par 1.
Dl 0 O D
Figure imgf000022_0003
Dπ \z\ [Z] dp
D D go î o ... î g
On a alors : DDXrD T = 2 +Αoτ Mxr
Figure imgf000022_0004
où : IM +1 est une matrice identité de taille (M + 1) D (M + 1) ;
JMD I est une matrice anti-identité de taille (M D l) D (M D l) ;
0M est une matrice carrée nulle de taille M ; r∑M est un vecteur colonne de taille 2M D 1 dont les M + 1 premiers éléments sont égaux à 1 , les autres sont égaux à 0 ; OM = [l,D 1,1,...,D l]r est un vecteur colonne de taille M D l . Finalement, les données modulées en sortie du module de post-traitement 232M sont filtrées dans un module de filtrage polyphasé PF 51 , mettant en œuvre une fonction G{z ) .
On peut remarquer que si le filtre prototype présente une longueur égale à la durée d'un symbole T0 , alors pour chaque porteuse i, pour i = 0,...,2M D 1 , le filtre polyphasé Gj(z) possède un unique coefficient. Le module de filtrage polyphasé PF 51 peut alors être représenté par une matrice diagonale G^aJz) , telle que :
Gdiag(z) = diag[G0(z),...., G2MDl(^)] •
Après filtrage polyphasé, les données filtrées sont mises en série dans un module de conversion parallèle/série 52, qui délivre le signal multiporteuse discret à porteuses multiples u[k] .
Ce module de conversion parallèle/série 52 est plus précisément illustré en figure 6. Il comprend des moyens de sur-échantillonnage par un facteur M s'il y a recouvrement de symboles (« overlapped ») ou 2M s'il n'y a pas de recouvrement de symboles (« critical »), ainsi que des moyens de décalage (z ) de chacune des sorties du module de filtrage 51, et d'ajout de ces décalages.
Finalement, la figure 5B illustre une vue « développée » de la mise en œuvre de la modulation HS-OQAM dans le composant 11 de la figure 5A.
B) Démodulation
On décrit ci-après la mise en œuvre de la démodulation HS-OQAM dans un composant 11 selon la figure 2.
Les modules de prétraitement et de post-traitement mis en œuvre côté démodulation mettent alors en œuvre un traitement inverse aux traitements mis en œuvre côté modulation.
Plus précisément, afin de réutiliser au maximum les ressources existantes, on cherche à exprimer les données reconstruites en fonction de transformées en sinus et en cosinus. Pour ce faire, comme indiqué précédemment, on rappelle que les filtres d'analyse sont obtenus par symétrie à partir des filtres de synthèse. On obtient ainsi :
2MD l m D+M 2MD l
Hm(z) = U hm (k)zΩ k = D zΩ lWa mlW 2 Gι (z2M ) = D zΩ lEmJ (z2M ) . k Z=O Z=O
Si l'on considère la structure de transmultiplexeur illustrée en figure 4 et décrite dans le document "Analysis and design of OFDM/ OQAM Systems based on filterbank theory" de P. Siohan et al. précédemment cité, le signal reçu au niveau de chaque porteuse m, juste après le décimateur D M peut s'écrire :
Ym(z) = WHm(z)zΩaU(z)^M
Figure imgf000024_0001
>MD 1 D+M
Ym(Z) = D W(z)W jUU mmliW 2 Z=O
Comme la valeur &}(z) est réelle, on a :
Figure imgf000024_0002
SKZWM
Z=O Z=O Z=O
Les variables z et Z correspondant à des dimensions orthogonales, on s'attache ci- après à décrire les opérations mises en œuvre pour la dimension Z uniquement. On simplifie ainsi les notations, en utilisant la notation Uχl) au lieu de σj(z) , pour le calcul d'une transformée de Fourier à chaque O0 . On écrit tout d'abord Ê^Z) sous la forme d'une combinaison de séquences symétrique et asymétrique &aS(l) , avec : D Z)P pour Z = 1,...,M D l ;
Figure imgf000024_0003
^(O) = O et EiL(O) = O sinon.
On a alors :
Figure imgf000024_0004
^2M D Z) = ^(Z) D ^s(Z) .
En utilisant ces équations, on obtient :
2
Figure imgf000024_0005
2MD l
D ïï{l)WΩ ml = ^0) + ^Af)(D I)^ -HFCT1(W) H- ZFST1(W) Z=O pour m = 0,...,M D 1.
On obtient ainsi une expression du signal reçu modulé selon une modulation HS- OQAM, à partir des transformées en sinus et/ou en cosinus.
La représentation sous forme matricielle du récepteur conduit à l'équation suivante :
Figure imgf000024_0006
avec : D sË un symbole démodulé (encore appelé symbole reconstruit) ; D Q' une matrice de taille M Ω 2M dont :
D le premier rang ne comprend que des zéros ;
D les rangs 2 à M sont équivalents aux M D l rangs supérieurs d'une matrice de Toeplitz dont le premier rang est [θ,2,O,...,2j,O,...] , où les coefficients égaux à 2 et 2j sont respectivement positionnés en deuxième position et (M + 2) position :
DO O D
Figure imgf000025_0001
D W = diagΩl,W2M ,...,W^Ω 1Ω . On présente, en relation avec la figure 5C, la mise en œuvre de la démodulation HS-
OQAM dans le composant 11 , comprenant au moins :
D un module de pré-traitement 212D mettant en œuvre un traitement inverse au traitement mis en œuvre par le module de post-traitement 232M utilisé côté modulation, D un module de transformation mathématique 221D mettant en œuvre une transformée en cosinus rapide inverse IFCT et une transformée en sinus rapide inverse IFST, et
D un module de post-traitement 232D mettant en œuvre un traitement inverse au traitement mis en œuvre par le module de pré-traitement 212M utilisé côté modulation.
On rappelle que les matrices de transformation FCT-I et IFCT-I (respectivement FST-I et IFST-I) sont identiques. Par conséquent, le module de transformation mathématique 221 peut être utilisé aussi bien côté modulation que démodulation.
5.5 Application à la modulation WOFDM On cherche désormais à exprimer le signal WOFDM en utilisant les transformées en sinus et/ou en cosinus.
A) Modulation
La modulation WOFDM présente un intérêt particulier pour les transmissions par courants porteurs en ligne. Par exemple, H. Koga et al. ont proposé, dans le document "High- speed power Une communication System based on wavelet OFDM" , un transmultiplexeur basé sur l'utilisation d'un banc de filtres modulés en cosinus (CMFB).
La figure 7 illustre une telle structure de transmultiplexeur. Selon cette modulation WOFDM, par rapport à la modulation HS-OQAM, le nombre M de porteuses est égal au facteur d'expansion ou de décimation, et les filtres de synthèse fm(k) ou d'analyse hm(k) utilisent les noyaux des modulations en cosinus, tels que :
Figure imgf000026_0001
hm(k) = 2p0(k)cosn—(m + 0,5)nk Ω —n + (Ω l)m -n Q M B 2 B 40 où :
Pθ(k) est la fonction prototype,
L la longueur de la fonction prototype, et D un paramètre tel que D = L B l . On note Fm(z) et Hm(z) respectivement les transformées en Z de fm(k) et hm(k) .
La constellation de la modulation WOFDM utilise des symboles PAM (« Puise Amplitude Modulation » à plusieurs niveaux, puis les symboles PAM sont mappés sur des porteuses individuelles.
Selon l'invention, on montre qu'un signal à porteuses multiples WOFDM peut s'exprimer en utilisant les transformées en sinus et/ou en cosinus.
Tout d'abord, on rappelle que le signal à porteuses multiples WOFDM en bande de base, sous sa forme discrète, peut s'exprimer sous la forme suivante :
MD l
Figure imgf000026_0002
où k est l'indice des échantillons du signal discret ; am n les symboles à valeurs réelles obtenus en prenant les parties réelles et imaginaires des symboles cm ^n à valeurs complexes ; fm [k] est défini par l'équation (20).
L'équation (21) peut également s'écrire sous la forme suivante : u[k] = 2Ω (22)
Figure imgf000026_0003
/π — (m+0,5)πkΩ — pDDmπ π ov f m(k) = e et £7m = (B l) - . La transformée en Z du signal discret u [k] selon l'équation (22) conduit à : HMUl t/ω = 2D BD Am[z M)r ι)U (23)
avec :
Figure imgf000027_0001
2MDl où PQ (^) Peut s'écrire sous sa forme polyphasé comme PQ(Z) = D zUlGι (z2M ] .
Z=O
L'expression sous forme de composantes polyphasés correspondantes peut conduire à l'équation suivante :
Figure imgf000027_0002
avec :
Figure imgf000027_0003
et Z1 = 2Af DlDZ.
En remplaçant l'équation (25) dans l'équation (23), on obtient :
Figure imgf000027_0004
avec :
(m+0.5) — π .π nD ID,, D ID7, D ID7,
D|m+-|Z' |m+— |Z' gm+— g/' Si l'on décompose l'expression W en C2^ + J$2M ' al°rs l'équation
(27) peut s'écrire sous la forme suivante : π D (2g)
Figure imgf000027_0005
U(z) =
Figure imgf000028_0001
pour Z' = 0,....,2Af D l .
Le signal à porteuses multiples WOFDM peut donc s'exprimer en utilisant les transformées en sinus et/ou en cosinus FCT/FST-III, selon l'équation (28).
On note également que les propriétés de symétrie des transformées FCT/FST-III conduisent à :
FCT111W = D FCTm(2M D k) (29)
FSTm(fc) = FSTm(2M D fc) (30) pour k = \,...,M D 1 ;
FCT111(M) = O (31)
MD l FST111(M) = D 4,(Z)(P I)"1 (32)
Ȕ=0
MD l
FCT111(O) = D Xm r (z) (33)
Ȕ=0
FST111(O) = O (34)
Ces propriétés permettent de calculer uniquement M points au niveau des transformées en sinus et en cosinus, pour obtenir un total de 2 M points.
On présente alors, en relation avec la figure 8 A, la mise en œuvre de la modulation WOFDM dans un composant 11 selon la figure 2.
Selon cet exemple, le module de pré-traitement sélectionné est le module « PRPWOFDM » 213M. Il reçoit en entrée des données source, sous la forme de symboles réels am n , et multiplie ces données source par un deuxième paramètre complexe, ce qui
(m+0.5)— π .„ correspond à l'opération Xm(z) = W 2 e J mAm(z) dans le domaine de la transformée en Z. Le module de pré-traitement 213M met également en œuvre une séparation des composantes réelles Xm r (z) et imaginaires Xm ι (z) de Xm(z) .
Les composantes réelles et imaginaires sont alors « mappées » sur les entrées des transformations FCT/FST-III 81, de sorte que les composantes réelles correspondent aux entrées d'une transformation en cosinus rapide de type III (FCT111) et les composantes imaginaires correspondent aux entrées d'une transformation en sinus rapide de type III
(FST111).
Le module de post-traitement sélectionné est le module « POPWOFDM » 233M. Il met en œuvre une soustraction des données transformées issues de la transformée en sinus rapide aux données transformées issues de la transformée en cosinus rapide, selon l'équation (28), afin de calculer le terme 7}>(z) = 2[FCTm(7') D FST1n(Z')] . A partir des Mpoints ainsi obtenus, le module de post-traitement 233M détermine également les M points restants (pour obtenir un total de 2M points), en utilisant les propriétés de symétrie des équations (29) à (34).
Finalement, de manière similaire à la modulation HS-OQAM, les données modulées en sortie du module de post-traitement 233M sont filtrées dans le module de filtrage polyphasé PF 51.
On peut remarquer que si le filtre prototype présente une longueur égale à la durée d'un symbole T0 , alors pour chaque porteuse i, pour i = 0,...,2M D 1 , le filtre polyphasé
Gj(Dz) possède un unique coefficient. Le module de filtrage polyphasé PF 51 peut alors être représenté par une matrice diagonale telle que :
Gdiag(Dζ) = diag[G0(D ζ),....,G2MD 1(Dζ)] .
On constate également que dans ce cas, Gdiag(Dζ) est identique à Gdiag(ζ) qui correspond à la matrice polyphasé de la modulation HS-OQAM. On peut donc utiliser les mêmes ressources pour le module de filtrage polyphasé des modulations HS-OQAM et WOFDM.
En d'autres termes, le filtrage polyphasé mis en œuvre pour la modulation HS-OQAM est G(z ) et le filtrage polyphasé mis en œuvre pour la modulation WOFDM est G(D z ) , mais ces deux modulations peuvent partager la même fonction prototype puisqu'elles présentent les mêmes conditions de reconstruction parfaite, comme décrit dans le document "Analysis and design of OFDM/ OQAM Systems based onfilterbank theory" précité.
Après filtrage polyphasé, les données filtrées sont mises en série dans le module de conversion parallèle/série 52 décrit précédemment en relation avec la figure 6, qui délivre le signal multiporteuse discret à porteuses multiples u[k] .
La figure 8B illustre une vue « développée » de la mise en œuvre de la modulation WOFDM dans le composant 11 de la figure 8A.
On note que selon cet exemple, les transformations en sinus et en cosinus mises en œuvre sont de type III. Il est toutefois possible d'utiliser des transformations en sinus et en cosinus de type I, pour pouvoir utiliser le module de transformation mathématique 221M
L'annexe C, qui fait partie intégrante de la présente description, présente un exemple d'implémentation de transformations FCT/FST-III à partir de transformations FCT/FST-I.
On en déduit qu'une transformation FCT-III à M points peut être réalisée à partir d'une transformation FCT-I, comme illustré en figure 9A, et qu'une transformation FST-III à M points peut être réalisée à partir d'une transformation FST-I, comme illustré en figure 9B.
En particulier, afin de mutualiser les ressources, le module de pré- traitement 213M des figures 8A et 8B peut mettre en œuvre les traitements survenant avant les entrées des transformées FCT1 et FST1 des figures 9A et 9B. De la même façon, le module de posttraitement 233M des figures 8A et 8B peut mettre en œuvre les traitements survenant après les sorties des transformées FCT1 et FST1 des figures 9A et 9B. Le bloc 81 de transformation FCT/FST-III peut alors être remplacé par le module de transformation mathématique 221M défini précédemment, mettant en œuvre des transformations FCT/FST-I. B) Démodulation
On décrit ci-après la mise en œuvre de la démodulation WOFDM dans un composant 11 selon la figure 2.
Les modules de prétraitement et de post-traitement mis en œuvre côté démodulation mettent alors en œuvre un traitement inverse aux traitements mis en œuvre côté modulation. Plus précisément, afin de réutiliser au maximum les ressources existantes, on cherche à exprimer les données reconstruites en fonction de transformées en sinus et en cosinus.
Les filtres d'analyse hm(k) , tels que définis dans l'équation (20), peuvent s'écrire sous la forme suivante :
hm(k) = 2Ω {h'm(k)} , aγtc h'm(k) =
Figure imgf000030_0001
Si l'on considère la structure de transmultiplexeur illustrée en figure 7 et décrite dans le document "High-speed power Une communication System based on wavelet OFDM" de H. Koga et al. précité, un symbole démodulé (encore appelé symbole reconstruit), sous sa forme transformée en Z, peut s'exprimer comme suit :
Rm(z) = [U(z)Hm(z)]Q M = 2D {[U(z)H < m(z)]Q M } où :
H 'm(z) = U Po(k)W{m+O5^W^m+O^ke^zΩ k
D
(m+0.5)^ in...
H 'm(z) = W 2 ejUmP0ΩzW »42°D
L'expression de la fonction PQ(Z) SOUS sa forme polyphasé conduit à : iWn sï— 2MD 1 2MD l
H 'm(z) = W( m+°5) 2 eJ0m U zVlWV(m+0.5)lG (Ω z2M \ Q z^E J mm,ll (u Z 2M ) Z=O ' ' Z=O Le symbole démodulé ffm(z) peut alors s'écrire sous la forme suivante :
Figure imgf000031_0001
Pm(ζ) = 2P D(m+0.5)Zw W(m+α5> Λ U
Figure imgf000031_0002
Figure imgf000031_0003
Comme décrit en relation avec la démodulation HS-OQAM, on peut écrire bχl) sous la forme d'une combinaison de séquences symétrique W](I) et asymétrique Was(l) , avec : D Z)R
Figure imgf000031_0004
I ^ pA our Z = 1,...,M P l ;
S (O) = O et &M0) = 0 sinon. Après calcul, on obtient donc :
Figure imgf000031_0005
ffm(z) = 2P π(£fb) +
Figure imgf000031_0006
pour m = 0,...,M P 1.
On obtient ainsi une expression des symboles démodulés selon une modulation WOFDM, à partir des transformées en sinus et/ou en cosinus.
On présente, en relation avec la figure 8C, la mise en œuvre de la démodulation WOFDM dans le composant 11 , comprenant au moins :
P un module de pré-traitement 213D mettant en œuvre un traitement inverse au traitement mis en œuvre par le module de post-traitement 233M utilisé côté modulation,
P un module de transformation mathématique 81D mettant en œuvre une transformée en cosinus rapide inverse IFCT et une transformée en sinus rapide inverse IFST, et
P un module de post-traitement 233D mettant en œuvre un traitement inverse au traitement mis en œuvre par le module de pré-traitement 213M utilisé côté modulation. 5.6 Structure unifiée
A) Dispositif de modulation
Comme décrit précédemment en relation avec les figures 3 A, 3B, 5 A, 5B et 8 A, 8B, il est possible d'implémenter différents types de modulations à porteuses multiples en utilisant les transformées en sinus et/ou en cosinus rapide, notamment de type I. On partage ainsi certaines ressources, et en particulier le « noyau » FCT/FST-I commun.
Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux trois types de modulation DMT, HS-
OQAM et WOFM présentés, et d'autres types de modulation multiporteuse peuvent également être implémentées en utilisant ces transformées, comme les modulations (HS) FMT (« Filtered MultiTone »), (HS) EMFB TMUX (i.e. utilisant un transmultiplexeur dual du banc de filtres dit « Exponentially Modulated Filter Bank »), etc.
La figure 10 illustre finalement un schéma unifié de transmission selon l'invention, selon lequel l'étage de transformation mathématique ne met en œuvre qu'un unique module mettant en œuvre des transformées à base de sinus et/ou de cosinus. Selon une variante précédemment illustrée en relation avec la figure 2, l'étage de transformation mathématique peut également mettre en œuvre plusieurs modules, et notamment un module mettant en œuvre une transformée de Fourier.
On note que le module de conversion parallèle/série 24 peut fonctionner selon deux modes : D un mode « overlapped » 241 s'il y a recouvrement de symboles ;
D un mode « critical » 242 s'il n'y a pas recouvrement de symboles ;
Selon qu'il y a recouvrement ou non des symboles, le module de conversion parallèle/série 24 met en œuvre des moyens de sur-échantillonnage par un facteur M (s'il y a recouvrement de symboles) ou 2M (s'il n'y a pas de recouvrement de symboles). B) Dispositif de démodulation
Comme décrit précédemment en relation avec les figures 3C, 5C et 8C, il est également possible d'implémenter différents types de démodulations à porteuses multiples en utilisant les transformées en sinus et/ou en cosinus rapide, notamment de type I. On partage ainsi certaines ressources, et en particulier le « noyau » FCT/FST-I commun. On note que les opérations de modulation et de démodulation peuvent être mises en œuvre par un même composant, ou par deux composants distincts. Un tel composant prend par exemple la forme d'un microprocesseur, un ASIC, un FPGA, etc.
De nouveau, l'invention ne se limite pas aux trois types de modulation DMT, (HS)- OQAM et WOFDM présentés, et d'autres types de démodulation peuvent également être implémentées en utilisant ces transformées, comme les démodulations (HS)-FMT (« Filtered MultiTone »), (HS)-EMFB TMUX, etc.
La figure 11 illustre un schéma unifié de réception selon l'invention, selon lequel l'étage de transformation mathématique ne met en œuvre qu'un unique module mettant en œuvre des transformées à base de sinus et/ou de cosinus. Selon une variante précédemment illustrée en relation avec la figure 2, l'étage de transformation mathématique peut également mettre en œuvre plusieurs modules, et notamment un module mettant en œuvre une transformée de Fourier. On note que le module de conversion série/parallèle 25 peut fonctionner selon deux modes :
D un mode « overlapped » 251 s'il y a recouvrement de symboles ; D un mode « critical » 252 s'il n'y a pas recouvrement de symboles ; Selon qu'il y a recouvrement ou non des symboles, le module de conversion parallèle/série 25 met en œuvre des moyens de sur-échantillonnage par un facteur M (s'il y a recouvrement de symboles) ou 2M (s'il n'y a pas de recouvrement de symboles).
Le module 26 permet finalement de récupérer la partie réelle des symboles reconstruits.
5.7 Procédés de modulation et de démodulation Les figures 12 et 13 illustrent finalement des exemples de procédés de modulation et de démodulation correspondants.
Plus précisément, comme illustré en figure 12, un procédé de modulation de données source cm ^n selon l'invention met en œuvre :
D une étape de sélection 121, en fonction d'un type de modulation à porteuses multiples à mettre en œuvre (DMT, (HS)-OQAM, WOFDM, (HS)-FMT, (HS)-
EMFB TMUX, etc) :
D d'un module de pré-traitement PRPx parmi au moins deux modules de prétraitement (PRPDMT, PRPHS OQAM' • • •) aptes chacun à traiter les données source selon un type de modulation à porteuses multiples distinct, D d'un module de post-traitement POPx correspondant parmi au moins deux modules de post-traitement (POPDMT, POP^Q^^]^, ...), aptes chacun à traiter des données transformées selon un type de modulation à porteuses multiples distinct, D une étape de pré-traitement 122, recevant les données source et délivrant des données pré-traitées, mettant en œuvre le module de pré- traitement PRPx sélectionné ;
D une étape de transformation mathématique 123, recevant les données pré-traitées et délivrant les données transformées, mettant en œuvre au moins un module de transformation mathématique (transformée de Fourier directe ou inverse, transformée en sinus et en cosinus directe ou inverse, etc) ; D une étape de post- traitement 124, recevant les données transformées et délivrant des données modulées, mettant en œuvre le module de post- traitement POPx sélectionné.
Les données modulées peuvent ensuite être filtrées et subir une transformation parallèle/série, délivrant le signal à porteuses multiples u[k] .
Comme illustré en figure 13, un procédé de démodulation d'un signal à porteuses multiples u [k] selon l'invention met en œuvre : D une étape de sélection 131, en fonction du type de modulation du signal à porteuses multiples (DMT, (HS)-OQAM, WOFDM, (HS)-FMT, (HS)-EMFB TMUX, etc) :
D d'un module de pré-traitement PRPx parmi au moins deux modules de prétraitement (PRPDMT, PRPHS OQAM' • • •)> aptes chacun à traiter des données reçues représentatives dusignal à porteuses multiples selon un type de modulation à porteuses multiples distinct,
D d'un module de post-traitement POPx correspondant parmi au moins deux modules de post-traitement (POPDMT, POPH^OOA^ ...), aptes chacun à traiter des données transformées selon un type de modulation à porteuses multiples distinct,
D une étape de pré-traitement 132, recevant les données reçues et délivrant des données pré-traitées, mettant en œuvre le module de pré- traitement PRPx sélectionné ;
D une étape de transformation mathématique 133, recevant les données pré-traitées et délivrant des données transformées, mettant en œuvre au moins un module de transformation mathématique ;
D une étape de post- traitement 134, recevant les données transformées et délivrant des données reconstruites cwι,n mettant en œuvre le module de post- traitement POPx sélectionné.
On note que les différentes étapes de ces procédés de modulation et de démodulation peuvent être mises en œuvre de diverses manières, notamment sous forme câblée ou sous forme logicielle.
Annexe A
On présente ci-après un exemple d'implémentation des transformées en cosinus rapides de type I.
On considère pour ce faire une transformation FCT-I à M points
MDl FCT1(Z) = D x(m)C2M P°ur Z = O,...,Λf D 1. »î=0
En décomposant m en indices pairs et impairs, on obtient FCT1(Z) = g(Z) + /î(Z) pour
Z = 0,...,M/2D l,avec :
M/2D1 *(*)= D x(2m)C^( >1
OT=0
M/2D1 h(ri)= U x(2m + \)C\M ' .
OT=O A partir de l'algorithme présenté dans le document « A new algorithm to compute the discrète cosine transform » de B. H. Lee, on obtient : FCT1(Z) = S(Z) + ^- h\l)
2C2M
Figure imgf000036_0001
M/2D1 -, QM /2Dl g
FCT1(Z)= D Jc(2m)cSr + — — D D [x(2m + l) + x(2mD I)]C^r +i(MD 1)(D1)ZD
OT=0 2C2M U OT=O B FCT1(Z) = S(Z) + ^) pour Z = 0,...,M/2D 1. On suppose x(Ω 1) = 0. Par ailleurs, en remplaçant l'indice Z par (MU I) on a :
FCT1(Z) = S(Z) + ^- h\l).
2C2M
Pour le cas particulier Z = M /2 , on a FCT1 π — π = [] x(m)cos .
OT=O Pour les fonctions g(l) et h\l) , il est possible de continuer la décomposition en indices pairs et impairs jusqu'à l'obtention d'une transformée FCT-I à un point.
Pour les transformées en sinus, une décomposition similaire peut être mises en œuvre.
On obtient ainsi :
FST1(Z)=
Figure imgf000036_0002
FST1(MDZ) = D
Figure imgf000037_0001
pour Z = O,...,Λf /2D l.
DMD MD1 -π
Pour le cas particulier Z = M /2 , on a FST1 π — π = [] x(m)sin
OT=O
Annexe B
On présente ci-après un exemple d'implémentation des transformées en cosinus rapides inverses de type III.
On note que les transformées rapides de type III peuvent être implémentées directement ou à partir de transformées de type I comme décrit en annexe C.
1. Implémentation directe
Pour implémenter une transformée en cosinus rapide inverse de type III à M points, on décompose cette transformée en transformées en cosinus rapides inverses de type III à M 12 points :
Figure imgf000038_0001
1=0 1=0 +l)(2/+l)
Figure imgf000038_0002
1=0 1=0
Xm) = + l) + x(2/ D l)§(Ξ>î+1)2/
Figure imgf000038_0003
avec m = 0,...,M / 2 U 1 .
En utilisant les propriétés de symétrie, on obtient :
Figure imgf000038_0004
En réitérant ces étapes, on peut décomposer une transformée en cosinus rapide inverse de type III à M points en transformées à 1 point.
Des opérations similaires peuvent être mises en œuvre pour implémenter une transformée en sinus rapide inverse de type III à M points. On décompose ainsi cette transformée en :
Figure imgf000038_0005
ι=o ι=o
^D l ^Dl
2 r(2ji+l)2/ ^ r(2f+l)(2/+l)
Xm) = D x(2/)52M + D x(2/ + l)52M ι=o ι=o y(m) = +x(M D I)(Dl)
Figure imgf000039_0001
avec m = 0,...,M/2D 1.
En utilisant les propriétés de symétrie, on obtient :
^Dl 2 rf2τrc+l)2/
J(MDlDm) = D D x(2/)52M /=o
+ ,,,JLi)2/ D D |^(2/ + l) + x(2/Dl)|S2Ï+1)2/ +x(MDl)(Dl)mπ
2e2M D /=0
En réitérant ces étapes, on peut décomposer une transformée en sinus rapide inverse de type III à M points en transformées à 2 points.
2. Implémentation à partir de transformées de type I
Etant donné que :
MMDDll _, ,o„ . ^ ,, MMDDll ,_a ,_, _^_ , _, \
Xm)= U x(l)t2M = U i(/) ΩMciMD J2MJ2JW
Z=O Z=O
Figure imgf000039_0002
Z=O Z=O on comprend que pour calculer une transformée en cosinus discret inverse de type III (IFCT- III) à M points, on utilise une transformée en cosinus discret de type I (FCT-I) à M points et une transformée en sinus discret de type I (FST-I) à M points, ce qui revient à doubler la complexité.
Dans le cas d'un récepteur mettant en œuvre une technique de démodulation de type WOFDM, on rappelle que les symboles démodulés peuvent s'exprimer de la manière suivante :
Figure imgf000039_0003
Les sorties des opérations de transformations IFCT/IFST-III peuvent donc se sommer comme suit :
Figure imgf000039_0004
Z=O Z=O MD l MD l y(m) = U x. as (10 M + JXS STl, C2If D D XasVÏÏάl D JXS&ÏM ]C%
où x ag (I) et xs(l) sont équivalents à UasQ) et Us(I) •
La figure 9C illustre un exemple d'implémentation de cette relation, c'est-à-dire l'implémentation de transformées en cosinus et sinus rapide inverse de type III (IFCT/IFST- III) à M points, au moyen de transformées en cosinus et sinus rapide de type I (FCT/FST-I) à M points.
Annexe C
On présente ci-après un exemple d'utilisation des transformations en sinus et en cosinus de type I pour la mise en œuvre de transformations en sinus et en cosinus de type III. Pour ce faire, on note que la transformation FCT de type III peut s'écrire sous la forme suivante : y(l) =
Figure imgf000041_0001
(35)
»î=0 n ili D D ou I IMM == ccoossπ- mli
12M
En utilisant les identités trigonométriques, on a :
Figure imgf000041_0002
Par conséquent, l'expression (35) peut s'écrire de la manière suivante :
Figure imgf000041_0003
puisque le terme ^\ IMM = (^ ^) n'est Pas nul-
On note que c^,^ = C™M > qui correspond au noyau d'une transformée en cosinus de type I (FCT-I) à M points.
Ainsi, on en déduit qu'une transformation FCT-III à M points peut être réalisée à partir d'une transformation FCT-I.
Un raisonnement similaire peut être développé pour les transformations en sinus.
En effet, on note que la transformation FST de type III peut s'écrire sous la forme suivante :
MD l . , MD l ,„ ,-, , π\ π / N. o(m+0.5JZ π , . πfâm+lμ
(38) v E^ . D D π ou &2M = sinπ min .
B2M B
En utilisant les identités trigonométriques, on a :
ZCriM ^2M '2M + O2M (39)
Par conséquent, l'expression (38) peut s'écrire de la manière suivante :
Figure imgf000041_0004
QMD l m)ll y(l) = —j—n U (x(m) + φ D l))% D
2^M ^=O D
On note que sψM = S™M , qui correspond au noyau d'une transformée en sinus de type I (FST-I) à M points. Une transformation FST-III à M points peut donc être réalisée à partir d'une transformation FST-I.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de modulation de données source, délivrant un signal à porteuses multiples, caractérisé en ce qu'il comprend :
D un étage de pré-traitement (21), recevant lesdites données source et délivrant des données pré-traitées, comprenant au moins deux modules de pré- traitement (211,
212, 213) aptes chacun à traiter lesdites données source selon un type de modulation à porteuses multiples distinct ;
D un étage de transformation mathématique (22), recevant lesdites données pré-traitées et délivrant des données transformées, comprenant au moins un module de transformation mathématique (221, 222) ;
D un étage de post- traitement (23), recevant lesdites données transformées et délivrant des données modulées, comprenant au moins deux modules de post- traitement (231, 232, 233) aptes chacun à traiter lesdites données transformées selon un type de modulation à porteuses multiples distinct ; D des moyens de sélection (113) d'un desdits modules de pré-traitement et d'un desdits modules de post-traitement correspondant, en fonction d'un type de modulation à porteuses multiples à mettre en œuvre.
2. Dispositif de modulation selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit étage de transformation mathématique (22) comprend un module de transformation mathématique mettant en œuvre au moins une transformée en sinus et/ou une transformée en cosinus (221).
3. Dispositif de modulation selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit étage de transformation mathématique comprend un module de transformation mathématique mettant en œuvre au moins une transformée de Fourier (222).
4. Dispositif de modulation selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit étage de transformation mathématique (22) comprend au moins deux modules de transformation mathématique, et des moyens de sélection d'un desdits modules de transformation mathématique en fonction d'un critère prédéterminé.
5. Dispositif de modulation selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsque ledit type de modulation à porteuses multiples à mettre en œuvre est la modulation DMT : D ledit module de pré-traitement sélectionné (211) met en œuvre une séparation des composantes réelles et imaginaires desdites données source,
D ledit module de transformation mathématique (221) met en œuvre une transformée en cosinus rapide des composantes réelles desdites données source et une transformée en sinus rapide des composantes imaginaires desdites données source, et
D ledit module de post- traitement sélectionné (231) met en œuvre une soustraction des données transformées issues de ladite transformée en sinus rapide aux données transformées issues de ladite transformée en cosinus rapide.
6. Dispositif de modulation selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsque ledit type de modulation à porteuses multiples à mettre en œuvre est la modulation HS-OQAM :
D ledit module de pré-traitement (212) sélectionné met en œuvre une séparation des composantes réelles et imaginaires desdites données source multipliées par un premier paramètre complexe,
D ledit module de transformation mathématique (221) met en œuvre une transformée en cosinus rapide des composantes réelles desdites données source multipliées par ledit premier paramètre complexe et une transformée en sinus rapide des composantes imaginaires desdites données source multipliées par ledit premier paramètre complexe, et
D ledit module de post-traitement sélectionné (232) met en œuvre une soustraction des données transformées issues de ladite transformée en sinus rapide aux données transformées issues de ladite transformée en cosinus rapide.
7. Dispositif de modulation selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsque ledit type de modulation à porteuses multiples à mettre en œuvre est la modulation WOFDM :
D ledit module de pré-traitement sélectionné (213) met en œuvre une séparation des composantes réelles et imaginaires desdites données source multipliées par un deuxième paramètre complexe,
D ledit module de transformation mathématique (221) met en œuvre une transformée en cosinus rapide des composantes réelles desdites données source multipliées par ledit deuxième paramètre complexe et une transformée en sinus rapide des composantes imaginaires desdites données source multipliées par ledit deuxième paramètre complexe, et
D ledit module de post-traitement sélectionné (233) met en œuvre une soustraction des données transformées issues de ladite transformée en sinus rapide aux données transformées issues de ladite transformée en cosinus rapide.
8. Dispositif de modulation selon la revendicationl, caractérisé en ce qu'il comprend un module de filtrage polyphasé mettant respectivement en œuvre une fonction G{z ) pour une modulation de type HS-OQAM et G(Dz ) pour une modulation de type WOFDM.
9. Procédé de modulation de données source, délivrant un signal à porteuses multiples, caractérisé en ce qu'il met en œuvre :
D une étape de sélection (121) : D d'un module de pré-traitement parmi au moins deux modules de prétraitement, aptes chacun à traiter lesdites données source selon un type de modulation à porteuses multiples distinct,
D d'un module de post-traitement correspondant parmi au moins deux modules de post-traitement, aptes chacun à traiter des données transformées selon un type de modulation à porteuses multiples distinct, en fonction d'un type de modulation à porteuses multiples à mettre en œuvre ; D une étape de pré-traitement (122), recevant lesdites données source et délivrant des données pré-traitées, mettant en œuvre ledit module de pré- traitement sélectionné ; D une étape de transformation mathématique (123), recevant lesdites données pré- traitées et délivrant lesdites données transformées, mettant en œuvre au moins un module de transformation mathématique ;
D une étape de post- traitement (124), recevant lesdites données transformées et délivrant des données modulées, mettant en œuvre ledit module de post- traitement sélectionné.
10. Programme d'ordinateur comportant des instructions pour la mise en œuvre du procédé de modulation selon la revendication 9, lorsque ledit programme est exécuté par un processeur.
11. Dispositif de démodulation d'un signal à porteuses multiples, délivrant des données reconstruites, caractérisé en ce qu'il comprend :
D un étage de pré-traitement (21), recevant des données reçues représentatives dudit signal à porteuses multiples et délivrant des données pré-traitées, comprenant au moins deux modules de pré-traitement (211, 212, 213) aptes chacun à traiter lesdites données reçues selon un type de modulation à porteuses multiples distinct ; D un étage de transformation mathématique (22), recevant lesdites données pré-traitées et délivrant des données transformées, comprenant au moins un module de transformation mathématique (221, 222) ; D un étage de post- traitement (23), recevant lesdites données transformées et délivrant des données reconstruites, comprenant au moins deux modules de post- traitement (231, 232, 233) aptes chacun à traiter lesdites données transformées selon un type de modulation à porteuses multiples distinct ;
D des moyens de sélection (113) d'un desdits modules de pré-traitement et d'un desdits modules de post-traitement correspondant, en fonction du type de modulation dudit signal à porteuses multiples.
12. Procédé de démodulation d'un signal à porteuses multiples, délivrant des données reconstruites, caractérisé en ce qu'il comprend : D une étape de sélection (131) :
D d'un module de pré-traitement parmi au moins deux modules de prétraitement, aptes chacun à traiter des données reçues représentatives dudit signal à porteuses multiples selon un type de modulation à porteuses multiples distinct, D d'un module de post-traitement correspondant parmi au moins deux modules de post-traitement, aptes chacun à traiter des données transformées selon un type de modulation à porteuses multiples distinct, en fonction du type de modulation dudit signal à porteuses multiple ; D une étape de pré-traitement (132), recevant lesdites données reçues et délivrant des données pré-traitées, mettant en œuvre ledit module de pré- traitement sélectionné ;
D une étape de transformation mathématique (133), recevant lesdites données prétraitées et délivrant des données transformées, mettant en œuvre au moins un module de transformation mathématique ;
D une étape de post- traitement (134), recevant lesdites données transformées et délivrant des données reconstruites mettant en œuvre ledit module de posttraitement sélectionné.
13. Programme d'ordinateur comportant des instructions pour la mise en œuvre du procédé de démodulation selon la revendication 12 lorsque ledit programme est exécuté par un processeur.
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