WO2018115139A2 - Dispositif de génération d'un signal numérique modulé et système de génération d'un signal analogique modulé - Google Patents

Dispositif de génération d'un signal numérique modulé et système de génération d'un signal analogique modulé Download PDF

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Yoan VEYRAC
François RIVET
Yann Deval
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Université De Bordeaux
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    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2626—Arrangements specific to the transmitter only
    • H04L27/2627—Modulators

Definitions

  • the present invention relates to a device for generating a digital signal representative of a programmable carrier frequency, modulated by a digital baseband signal.
  • the digital baseband signal comprises an input symbol sequence.
  • the present invention applies in particular to the generation of radio frequency signals.
  • a particular application of the device according to the invention relates to the generation of a digital signal modulated in the context of the Internet of Things.
  • modulated digital signal generators that implement a direct digital synthesis
  • direct Digital Synthesis the frequency increase is performed in the digital domain.
  • these digital signal generators are limited to certain frequencies that depend on the clock of this generator.
  • the range of carrier frequencies that can be generated is limited because the increase in frequency from the baseband signal implements a frequency that is a multiple of a working frequency.
  • they are subject to the generation of parasitic spectral lines.
  • the subject of the invention is a device for generating a digital signal representative of a programmed carrier frequency fc modulated by a digital signal in baseband, said baseband digital signal comprising a sequence of d-symbols. 'Entrance, said generation device comprising a modulation unit configured to input the digital baseband signal and to output from said digital baseband signal said modulated digital signal,
  • the modulation unit comprising a correspondence module comprising a prerecorded correspondence table associated with a recorded carrier frequency fc ',
  • said correspondence module being configured to associate, at each input symbol, from the correspondence table, a sequence of k p periods of a modulated signal representative of a carrier wave at the recorded carrier frequency fc 'modulated in a function of said input symbol, the or each period of the modulated signal associated with the input symbol comprising a set of a predefined number n m of output symbols, the modulated signal being sampled at an output sampling frequency fs, k p being greater than or equal to 1,
  • Such a device for generating a digital signal makes it possible to address several frequency bands in a configurable manner. It also makes it possible to address many types of modulated signals, corresponding to different standards. In addition, the energy consumption is reduced.
  • the device for generating a digital signal comprises one or more of the following characteristics, taken separately or in any technically possible combination:
  • the number k p of periods of the modulated signal is equal to the integer part of the ratio between the recorded carrier frequency fc ' and the sampling frequency fbb;
  • said recorded carrier frequency fc ' is equal to said programmed carrier frequency fc;
  • the modulation unit further comprises a pseudorandom sequence alterator, configured for, when the recorded carrier frequency fc 'differs from the programmed carrier frequency fc and / or when the sampling frequency fbb is not a multiple of the recorded carrier frequency fc ', altering the output digital signal to form an altered output digital signal having an average duration equal to the sampling period Tbb and / or having an average frequency equal to said programmed carrier frequency fc ;
  • the pseudo-random sequence alterator is configured for, when the recorded carrier frequency fc 'differs from the programmed carrier frequency fc, altering the digital output signal by pseudo-randomly removing at least one symbol of at least one period of the digital output signal or adding at least one period of the output digital signal, pseudo-randomly, at least one additional symbol to said output sampling frequency fs, so that the average duration of the period of the altered output signal is equal to 1 / fc;
  • a sequence encoding module configured to generate, in response to a modification of the programmed carrier frequency, a modified correspondence table associated with the modified programmed carrier frequency
  • serialization interface configured to receive as input, for each input symbol, said digital output signal associated with said symbol and to output said modulated digital signal at the programmed carrier frequency fc;
  • the period of the modulated signal associated with the input symbol by the correspondence module is a period of the carrier wave at the recorded carrier frequency modulated according to said input symbol, said period of the modulated carrier wave being representative of a value of the input symbol;
  • the period of the modulated signal associated with the input symbol by the correspondence module, corresponding to a given instant of the input signal is a period of a discrete derivative of the carrier wave modulated by the digital signal in a band of basis at this moment.
  • the invention furthermore relates to a system for generating an analog signal modulated at a programmed carrier frequency fc from a digital baseband signal, said system comprising:
  • the period of the modulated signal associated with the input symbol by the correspondence module of the device for generating a modulated digital signal, corresponding to a given instant of the input signal is a period of a discrete derivative of the carrier wave modulated by the digital baseband signal at this time
  • the digital to analog converter is an integrating digital-to-analog converter.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a device for generating a modulated digital signal according to one embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a schematic representation of an implementation of the generation device in a system for generating an analog modulated signal according to one embodiment of the invention
  • FIG. 3 is an operating diagram illustrating a first function implemented by a pseudo-random algorithm of sequences of the generation device of FIG. 1;
  • FIG. 4 is an operating diagram illustrating a second function implemented by the pseudo-random algorithm of sequences.
  • FIG. 1 represents a device 1 for generating a modulated digital signal according to one embodiment of the invention.
  • the generation device 1 comprises a modulation unit 10 and a sequence encoding module 12.
  • the modulation unit 10 is configured to receive a digital baseband signal at the input 16, and to generate at its output 14, from this digital baseband signal, a digital signal modulated with a programmed carrier frequency. fc.
  • the digital baseband signal thus comprises an input symbol sequence. Each input symbol is encoded on a predefined number of bits.
  • the digital baseband signal is an oversampled signal.
  • the sampling frequency fbb is greater than the frequency of Nyquist f Nyq uist-
  • the modulation unit 10 comprises a correspondence module 20 comprising a correspondence table 22.
  • the modulation unit 10 further comprises a serialization interface 24 and a pseudo-random algorithm of sequences 26.
  • the correspondence table 22 is a pre-recorded correspondence table associated with a recorded carrier frequency fc '.
  • the recorded carrier frequency fc ' is for example equal to the programmed carrier frequency fc, or different from the programmed carrier frequency fc, as described below.
  • the recorded carrier frequency is for example between 100 MHz and 3 GHz.
  • the correspondence table 22 is for example stored in a memory of the correspondence module 20.
  • the correspondence table 22 comprises, for each input symbol, one or more periods k p of a modulated signal representative of a carrier wave at the recorded frequency fc 'modulated according to the input symbol.
  • the correspondence module 20 is able to associate, with each symbol of the input baseband digital signal 16, one or more periods k p of a modulated signal representative of a modulated carrier wave. at the exit 30.
  • the correspondence module 20 is configured to associate with each symbol S k of the digital baseband signal a period of a modulated signal by updating the period of the modulated signal associated with the preceding symbol S k- i.
  • the period of the modulated signal is a period of the carrier wave at the recorded frequency fc 'modulated according to the input symbol, and the period of the modulated carrier wave is representative of the value of the entrance symbol.
  • the correspondence module 20 is configured to associate, with each baseband symbol, a period of a modulated carrier wave according to the value of the input symbol (coded on N bits ).
  • the period of the modulated signal is a discrete derivative of the carrier wave at the recorded frequency fc 'modulated according to the input symbol.
  • the correspondence module 20 is thus configured to associate, with each baseband symbol, the discrete derivative of a period of the carrier wave after modulation according to the value of the input symbol.
  • the matching module 20 associates the discrete second derivative of a period of the modulated carrier wave according to the value of the input symbol.
  • the modulated signal is a digital signal.
  • each period of the modulated signal is sampled at an output sampling frequency fs.
  • Each period of the modulated signal comprises a set of a given number n m of output symbols.
  • Each output symbol is coded on a number M of bits, for example strictly less than the number N of bits on which the digital baseband signal is coded.
  • the number N of bits is equal to 10
  • the number M of bits is equal to
  • Correspondence module 20 is configured to output 30, for each input symbol, a digital output signal associated with the input symbol.
  • the digital output signal comprises a sequence of k p periods of the modulated signal representative of the carrier wave modulated at the recorded frequency fc ', associated with the input symbol, k p being greater than or equal to 1.
  • the number k p of periods is for example equal to the integer part of the ratio between the recorded carrier frequency fc 'and the sampling frequency fbb, expressed by:
  • the sampling frequency fs is chosen so that the ratio R between the sampling frequency fs is the sampling frequency fbb equal to a highly divisible number, in particular a number comprising at least 3, or better still at least 4, divisors.
  • the sampling frequency fs is chosen such that the ratio R between the sampling frequency fs and the sampling frequency fbb is equal to 12, 16, 20, 24 or 60.
  • the serialization interface 24 is connected to its input 30 to the correspondence module 20.
  • the serialization interface 24 is adapted to receive, the module of Correspondence 20, for each input symbol, the digital output signal associated with the input symbol.
  • the serialization interface 24 is further configured to generate, from a set of digital output signals received from the correspondence module 20 and associated with an input symbol sequence, a digital signal modulated at the programmed carrier frequency. fc, representative of this sequence of input symbols.
  • the frequency of the digital output signal differs from the programmed frequency fc, which is the desired one, and / or the duration of the digital output signal associated with each input symbol differs from the sampling period T bb , ie of the time interval between two input symbols.
  • the pseudo-random sequence alterator 26 is then configured to alter the digital output signal so as to form at the output of the serialization interface 24 an altered output digital signal having a duration equal to the sampling period T bb and having a carrier frequency equal to said programmed carrier frequency fc.
  • the pseudo-random alterator 26 is able to alter the digital output signal according to a comparison of the programmed carrier frequency fc with the sampling frequency fbb.
  • the pseudo-random alterator 26 is able to alter the digital output signal according to a comparison of the programmed carrier frequency fc with the carrier frequency recorded fc 'by an output 34 of the pseudo-random alterator to the serialization interface 24.
  • the pseudorandom tamper 26 is configured to, when the recorded carrier frequency fc 'differs from the programmed carrier frequency fc, alter the digital output signal by pseudo-randomly deleting an integer number of symbol. at least one period of the digital output signal, or by adding to at least one period of the digital output signal, pseudo randomly, at least one additional symbol at said output sampling frequency fs, so that the average duration of the period of the altered output signal is equal to 1 / fc.
  • the programmed frequency fc may vary depending on the application or the wishes of the user. In some cases, a modification of the programmed frequency, i.e. of the desired carrier frequency, requires a modification of the correspondence table. This is particularly the case when the difference between the recorded frequency fc 'and the programmed frequency fc is greater than for example 20% of the recorded frequency fc'.
  • the sequence encoding module 12 is configured to generate, in response to a modification of the programmed carrier frequency fc, a modified correspondence table associated with the modified programmed carrier frequency, for storage in the memory of the correspondence module. 20.
  • the sequence encoding module 12 is configured to receive at input 19 a programmed frequency fc and to generate at its output 18, to the correspondence module 20, a correspondence table associated with this programmed frequency fc. In this case, the recorded frequency fc 'is then equal to the programmed frequency fc.
  • the sequence encoding module 12 is able to generate Riemann type sequences.
  • the generation device 1 is thus able to generate, from a digital baseband signal, a modulated digital signal at a selected carrier frequency fc.
  • the digital output signal is representative of the successive values of the symbols of the digital signal in baseband.
  • the digital output signal is representative. the discrete derivative of the carrier wave modulated by the symbols of the digital baseband signal.
  • the generation device 1 is advantageously used for the generation of an analog signal modulated from a digital base base signal.
  • FIG. 2 thus represents a system 40 for generating a modulated analog signal, comprising a generation device 1 as described with reference to FIG.
  • the system 40 is able to generate, from a digital signal from a baseband generator 42, an analog signal modulated at its output 43.
  • the system 40 comprises, connected in series, the baseband generator 42, a sampling and filtering module 44, the generation device 1 (not detailed in FIG. 2), and a digital-analog converter 46.
  • the baseband generator 42 is adapted to generate a baseband signal carrying a phase I component and a quadrature Q component.
  • the signals are for example uplink data as part of a system based on the LTE technology. For example, they are sampled at an initial sampling frequency of 20 MHz.
  • the sampling and filtering module 44 is capable of oversampling the signal in order to filter the spectral replicas of the digital signal in baseband, in particular to reduce the power contained in these replicas, which can become unwanted parasites disturbing the spectral channels. adjacent when the signal is on a carrier.
  • the sampling and filtering module 44 is configured to produce at its output a digital baseband signal sampled at the sampling frequency fbb.
  • the generation device 1 is configured to generate at its output 14 a digital signal at a programmed carrier frequency fc, modulated according to the digital baseband signal.
  • the digital-to-analog converter 46 is able to convert this modulated digital signal into a modulated analog signal. This signal is emitted by the digital-to-analog converter 46 at its output 43.
  • the digital-analog converter is configured to perform a simple conversion of the modulated digital signal in modulated analog signal.
  • the digital analog converter 46 is for example an analog converter integrator, adapted to convert the modulated digital signal into analog signal by integrating the modulated digital signal.
  • the interpolation used in the converter 46 is for example of the Riemann type.
  • the integrating digital-analog converter is for example of the Riemann pump type.
  • such an integrating digital-analog converter comprises for example a capacitor or a set of capacitors whose terminal voltage is proportional to the integral of the current received.
  • the digital output signal is able to control the generation of electric current in a capacitor or a set of capacitors from activation or deactivation means controlling generators of electric current across the capacitor or capacitors.
  • the integrating digital-to-analog converter is thus able to generate an analog signal, from a piece-wise signal obtained by successive integration of the constant currents in the capacitor, related to the digital output signal.
  • the digital-analog converter is thus able to integrate the digital output signal to generate the corresponding analog signal.
  • a baseband digital signal is generated by the baseband generator 42, and then sampled and filtered by the sampling and filtering module 44, to produce a digital bandwidth signal sampled at the sampling frequency fbb.
  • This digital baseband signal is sent to the input 16 to the generation device 1.
  • the device 1 mounts the signal in frequency and supplies the output 14 with the digital signal modulated at the programmed carrier frequency fc, as described in more detail below.
  • This modulated digital signal comprises a succession of symbols that are sampled at the output sampling frequency fs.
  • the digital output signal at the output 14 is received by the digital-to-analog converter which converts the signal into the analog domain and sends the signal to the output 43.
  • the digital to analog converter is an integrating digital-to-analog converter.
  • the period of the modulated signal corresponds to a period of the discrete derivative of the modulated carrier wave, representative of a value of a discrete derivative of the symbol of the digital signal in baseband.
  • the signal at the output 43 is for example sent radiofrequency in a transmission channel.
  • the digital baseband signal comprising a succession of input symbols, is sent to the correspondence module 20.
  • the module 20 then associates with this input symbol, using the correspondence table 22, a period of a modulated signal representative of a carrier wave at the recorded frequency fc ', modulated according to this symbol.
  • the modulated signal corresponds to the discrete derivative of the carrier wave at the recorded frequency fc 'modulated according to the input symbol.
  • Each period of the modulated signal comprises a predefined number n m of output symbols.
  • n m 16.
  • the modulated signal at the output 30 of the correspondence module 20 comprises this frequency fc'.
  • the correspondence module 20 From the associated period in the correspondence table, the correspondence module 20 generates, for each input symbol, a digital output signal.
  • This digital output signal comprises a sequence of k p periods of the modulated signal representative of the carrier wave at the recorded carrier frequency fc ', modulated according to the input symbol.
  • k p is 1, in another embodiment k p is strictly greater than 1.
  • the number k p of periods is equal to the integer part of the ratio between the sampling frequency fbb and the recorded carrier frequency fc '.
  • the frequency of the digital output signal differs the programmed frequency fc, and / or the duration of the digital output signal associated with each input symbol differs from the sampling period Tbb, ie the time interval between two input symbols.
  • the pseudo-random sequence alterator alters the output digital signal to form an altered output digital signal having an average duration equal to the sampling period T bb and having a carrier frequency equal to said programmed carrier frequency fc.
  • the recorded carrier frequency fc ' is not an integer multiple of the fbb sampling frequency in baseband.
  • a multiple of the period Te 'of the recorded carrier frequency does not correspond to the baseband sampling period Tbb.
  • the pseudorandom modifier 26 compares the sampling frequency fbb with the recorded carrier frequency fc 'to detect whether the ratio fbb / fc' is integer.
  • the pseudorandom modifier 26 If the pseudorandom modifier 26 detects that this ratio is not equal to an integer, the pseudorandom modifier 26 sends a signal to the matching module 20 in order to add to the output signal a sequence of n add additional symbols, at the sampling frequency fs of the carrier, at the output signal.
  • a signal corresponding to a sequence of three symbols is transmitted by the input 32 to the correspondence module 20.
  • the standard deviation of the pseudo-random number n add is set according to the applications. It is for example equal to 10% of the number n m of symbols present in a period of the modulated carrier wave.
  • an altered output signal is produced at the output of the correspondence module.
  • the number of symbols added is pseudo-random, so as to spread the structural parasites and guarantee phase continuity, in each output signal associated with an input symbol, and between two output signals associated with two input symbols. successive.
  • the diagram shown in FIG. 3 thus describes a spread of the output signal to adjust the frequency of the carrier with respect to the baseband sampling frequency.
  • the output signal of the correspondence module is then transmitted by the input 30 to the serialization interface 24.
  • FIG. 4 also shows a fine-tuning of the frequency of the output signal implemented by the pseudorandom alterator in order to obtain an altered output signal at the programmed carrier frequency fc at the output 14. .
  • the pseudo-random sequence alterator 26 compares the recorded carrier frequency fc 'with the programmed carrier frequency fc. When they are different, the pseudorandom alienator 26 sends a signal through the input 34 to the serialization interface 24 to control the addition or deletion of an integer (possibly zero) of symbols of each period. of the digital output signal pseudo-randomly, it being understood that at least one symbol is added or deleted from at least one period of the digital output signal.
  • FIG. 4 shows a period of the modulated signal at the recorded frequency fc ', higher than the programmed frequency fc.
  • the number n m of output symbols of this period is less than the number of symbols of a period which would be at the programmed frequency fc.
  • the pseudo-random sequence alterator 26 adds to pseudo-random positions an integer (possibly zero) number of symbols at each period of the digital output signal, so that the average duration of the period of the digital output signal is equal to 1 / fc.
  • an N symbol is added to satisfy this condition.
  • the signal sent by the pseudorandom modifier 26 has the effect that an integer (possibly zero) of symbols are deleted at pseudo-random positions at each period of the digital output signal.
  • the average duration of the output signal corrupted at the output 14 is equal to 1 / fc.
  • the sequence encoding module 12 generates values for a correspondence table 22 modified at the programmed frequency. These values are sent by the input 18 to the correspondence module 20 and are recorded in the non-represented memory of the correspondence module 20. They form a modified correspondence table 22.
  • Each input symbol is associated, with the modified correspondence table 22, with a period of the modulated signal, that is to say with a period of the carrier wave at the modified carrier frequency fc 'or with a period of a derivative of the carrier wave at the recorded carrier frequency fc 'modified.
  • the generation device thus makes it possible to generate modulated digital signals with a carrier frequency fc which can be modified very flexibly according to the intended application.
  • this device makes it possible to fine-tune the carrier frequency without it being necessary to recalculate a new correspondence table with modification of the carrier frequency.
  • a simple modification of the correspondence table makes it possible to adapt the device to this carrier frequency.
  • this device allows a fine adaptation of the digital output signal to the sampling frequency of the baseband signal, to minimize the appearance of structural parasites in the output signal.
  • the generation device makes it possible to minimize the calculations necessary for the generation of the modulated digital signal, thanks to the use of a pre-recorded correspondence table.
  • the energy consumption of the device is accordingly greatly reduced.
  • the device as a whole is for example integrated on a programmable logic circuit (also designated by the acronym FPGA for "Field-
  • ASIC Application-specific integrated circuit
  • DSP digital signal processor

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Abstract

Un dispositif (1) de génération d'un signal numérique représentatif d'une fréquence porteuse programmée fc modulée par un signal numérique en bande de base comprenant une séquence de symboles d'entrée. Le dispositif (1) comprend une unité de modulation (10) configurée pour recevoir le signal numérique en bande de base et pour générer en sortie, à partir du signal numérique en bande de base, ledit signal numérique modulé. L'unité de modulation (10) comporte un module de correspondance (20) comprenant une table de correspondance (24) préenregistrée associée à une fréquence porteuse enregistrée fc'. Le module de correspondance (20) est configuré pour associer, à chaque symbole d'entrée, à partir de la table de correspondance (22), une séquence de kp périodes d'un signal modulé représentatif d'une onde porteuse à la fréquence porteuse enregistrée fc' modulée en fonction du symbole d'entrée.

Description

Dispositif de génération d'un signal numérique modulé et système de génération d'un signal analogique modulé
La présente invention concerne un dispositif de génération d'un signal numérique représentatif d'une fréquence porteuse programmable, modulée par un signal numérique en bande de base. Le signal numérique en bande de base comprend une séquence de symboles d'entrée.
La présente invention s'applique en particulier à la génération de signaux radiofréquences.
Une application particulière du dispositif selon l'invention concerne la génération d'un signal numérique modulé dans le cadre de l'internet des objets.
Pour générer un signal analogique modulé à partir d'un signal numérique en base de base, il est connu de convertir un signal numérique en bande de base dans le domaine analogique, puis de monter le signal analogique en bande de base en radiofréquence à l'aide d'un signal d'une onde porteuse, et de l'amplifier au moyen d'un amplificateur.
Une telle solution ne donne pas entière satisfaction. Notamment, comme la montée en fréquence est effectuée dans le domaine analogique, le signal analogique étant mélangé avec un autre signal analogique, les non-linéarités de l'amplificateur ne peuvent pas être compensées en analogique.
On connaît par ailleurs des générateurs de signaux numériques modulés qui implémentent une synthèse numérique directe (du terme anglais « Direct Digital Synthesis »). Dans ces générateurs, la montée en fréquence est effectuée dans le domaine numérique. Cependant, ces générateurs de signaux numériques sont limités à certaines fréquences qui dépendent de l'horloge de ce générateur. Notamment, la gamme de fréquences porteuses qu'il est possible de générer est limitée, car la montée en fréquence à partir du signal en bande de base met en œuvre une fréquence multiple d'une fréquence de travail. En outre, ils sont sujets à la génération de raies spectrales parasites.
Il existe donc un besoin pour un générateur d'un signal numérique modulé permettant un choix plus flexible en fréquence porteuse et présentant une suppression des raies spectrales parasites.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de génération d'un signal numérique représentatif d'une fréquence porteuse programmée fc modulée par un signal numérique en bande de base, ledit signal numérique en bande de base comprenant une séquence de symboles d'entrée, ledit dispositif de génération comprenant une unité de modulation configurée pour recevoir en entrée le signal numérique en bande de base et pour générer en sortie, à partir du signal numérique en bande de base, ledit signal numérique modulé,
l'unité de modulation comportant un module de correspondance comprenant une table de correspondance préenregistrée associée à une fréquence porteuse enregistrée fc',
ledit module de correspondance étant configuré pour associer, à chaque symbole d'entrée, à partir de la table de correspondance, une séquence de kp périodes d'un signal modulé représentatif d'une onde porteuse à la fréquence porteuse enregistrée fc' modulée en fonction dudit symbole d'entrée, la ou chaque période du signal modulé associée au symbole d'entrée comprenant un ensemble d'un nombre prédéfini nm de symboles de sortie, le signal modulé étant échantillonné à une fréquence d'échantillonnage de sortie fs, kp étant supérieur ou égal à 1 ,
et pour générer, pour chaque symbole d'entrée, un signal numérique de sortie associé audit symbole d'entrée, comprenant ladite séquence de kp périodes du signal modulé associé au symbole d'entrée, kp étant supérieur ou égal à 1 .
Un tel dispositif de génération d'un signal numérique permet d'adresser plusieurs bandes de fréquences de manière configurable. Il permet également d'adresser de nombreux types de signaux modulés, correspondant à différents standards. En outre, la consommation d'énergie est réduite.
Suivant des modes de réalisation particuliers, le dispositif de génération d'un signal numérique comprend une ou plusieurs caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :
- le signal numérique en bande de base étant échantillonné à une fréquence d'échantillonnage fbb correspondant à une période d'échantillonnage Tbb, le nombre kp de périodes du signal modulé est égal à la partie entière du rapport entre la fréquence porteuse enregistrée fc' et la fréquence d'échantillonnage fbb ;
- ladite fréquence porteuse enregistrée fc' est égale à ladite fréquence porteuse programmée fc ;
- l'unité de modulation comporte en outre un altérateur pseudo-aléatoire de séquences, configuré pour, lorsque la fréquence porteuse enregistrée fc' diffère de la fréquence porteuse programmée fc et/ou lorsque la fréquence d'échantillonnage fbb n'est pas un multiple de la fréquence porteuse enregistrée fc', altérer le signal numérique de sortie de manière à former un signal numérique de sortie altéré ayant une durée moyenne égale à la période d'échantillonnage Tbb et/ou ayant une fréquence moyenne égale à ladite fréquence porteuse programmée fc ; - l'altérateur pseudo-aléatoire de séquences est configuré pour, lorsque la fréquence porteuse enregistrée fc' diffère de la fréquence porteuse programmée fc, altérer le signal numérique de sortie en supprimant de manière pseudo-aléatoire au moins un symbole d'au moins une période du signal numérique de sortie ou en ajoutant à au moins une période du signal numérique de sortie, de manière pseudo-aléatoire, au moins un symbole additionnel à ladite fréquence d'échantillonnage de sortie fs, de telle sorte que la durée moyenne de la période du signal de sortie altéré soit égale à 1/fc ;
- l'altérateur pseudo-aléatoire de séquences est configuré pour, lorsque la fréquence d'échantillonnage fbb n'est pas un multiple de la fréquence porteuse enregistrée fc', altérer ledit signal de sortie en ajoutant audit signal de sortie une séquence d'un nombre pseudo-aléatoire nadd de symboles additionnels à ladite fréquence d'échantillonnage de sortie fs, de telle sorte que le nombre n de symboles du signal de sortie altéré soit tel que, en moyenne, n/fs = Tbb ;
- un module d'encodage de séquences, configuré pour générer, en réponse à une modification de la fréquence porteuse programmée, une table de correspondance modifiée associée à la fréquence porteuse programmée modifiée ;
- une interface de sérialisation, configurée pour recevoir en entrée, pour chaque symbole d'entrée, ledit signal numérique de sortie associé audit symbole et pour produire en sortie ledit signal numérique modulé à la fréquence porteuse programmée fc ;
- la période du signal modulé associé au symbole d'entrée par le module de correspondance est une période de l'onde porteuse à la fréquence porteuse enregistrée fc' modulée en fonction dudit symbole d'entrée, ladite période de l'onde porteuse modulée étant représentative d'une valeur du symbole d'entrée ; et
- la période du signal modulé associé au symbole d'entrée par le module de correspondance, correspondant à un instant donné du signal d'entrée, est une période d'une dérivée discrète de l'onde porteuse modulée par le signal numérique en bande de base à cet instant.
L'invention concerne par ailleurs un système de génération d'un signal analogique modulé à une fréquence porteuse programmée fc à partir d'un signal numérique en bande de base, ledit système comprenant :
- un dispositif de génération d'un signal numérique modulé à la fréquence porteuse programmée fc à partir du signal numérique en bande de bas tel que décrit ci- dessus, et
- un convertisseur numérique analogique, configuré pour générer le signal analogique modulé à partir du signal numérique modulé. Selon un mode de réalisation du système de génération, la période du signal modulé associé au symbole d'entrée par le module de correspondance du dispositif de génération d'un signal numérique modulé, correspondant à un instant donné du signal d'entrée, est une période d'une dérivée discrète de l'onde porteuse modulée par le signal numérique en bande de base à cet instant, et le convertisseur numérique analogique est un convertisseur numérique analogique intégrateur.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation de l'invention, donnée à titre d'exemple uniquement, et en référence aux dessins parmi lesquels :
- la figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif de génération d'un signal numérique modulé selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une représentation schématique d'une implémentation du dispositif de génération dans un système de génération d'un signal analogique modulé selon un mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 3 est un schéma de fonctionnement illustrant une première fonction mise en œuvre par un altérateur pseudo-aléatoire de séquences du dispositif de génération de la figure 1 ;
la figure 4 est un schéma de fonctionnement illustrant une deuxième fonction mise en œuvre par l'altérateur pseudo-aléatoire de séquences.
La figure 1 représente un dispositif de génération 1 d'un signal numérique modulé selon un mode de réalisation de l'invention.
Le dispositif de génération 1 comporte une unité de modulation 10 et un module d'encodage de séquences 12.
L'unité de modulation 10 est configurée pour recevoir en entrée 16 un signal numérique en bande de base, et pour générer à sa sortie 14, à partir de ce signal numérique en bande de base, un signal numérique modulé avec une fréquence de porteuse programmée fc.
Le signal numérique en bande de base est un signal échantillonné selon une fréquence d'échantillonnage fbb, correspondant à une période d'échantillonnage Tbb=1 /fbb. Le signal numérique en bande de base comprend ainsi une séquence de symboles d'entrée. Chaque symbole d'entrée est encodé sur un nombre N de bits prédéfini.
De préférence, le signal numérique en bande de base est un signal suréchantillonné. Ainsi, la fréquence d'échantillonnage fbb est supérieure à la fréquence de Nyquist fNyquist- L'unité de modulation 10 comporte un module de correspondance 20 comprenant une table de correspondance 22.
L'unité de modulation 10 comporte en outre une interface de sérialisation 24 et un altérateur pseudo-aléatoire de séquences 26.
La table de correspondance 22 est une table de correspondance préenregistrée, associée à une fréquence porteuse enregistrée fc'. La fréquence porteuse enregistrée fc' est par exemple égale à la fréquence porteuse programmée fc, ou différente de la fréquence porteuse programmée fc, comme décrit ci-après.
La fréquence porteuse enregistrée est par exemple comprise entre 100 MHz et 3 GHz.
La table de correspondance 22 est par exemple stockée dans une mémoire du module de correspondance 20.
La table de correspondance 22 comporte, pour chaque symbole d'entrée, une ou plusieurs périodes kp d'un signal modulé représentatif d'une onde porteuse à la fréquence enregistrée fc' modulée en fonction du symbole d'entrée.
En utilisant la table de correspondance 22, le module de correspondance 20 est apte à associer, à chaque symbole du signal numérique en bande de base en entrée 16, une ou plusieurs périodes kp d'un signal modulé représentatif d'une onde porteuse modulée en sortie 30.
De préférence, le module de correspondance 20 est configuré pour associer à chaque symbole Sk du signal numérique en bande de base une période d'un signal modulé en actualisant la période du signal modulé associée au symbole précédent Sk-i .
Dans un premier mode de réalisation, la période du signal modulé est une période de l'onde porteuse à la fréquence enregistrée fc' modulée en fonction du symbole d'entrée, et la période de l'onde porteuse modulée est représentative de la valeur du symbole d'entrée.
Ainsi, dans ce premier mode de réalisation, le module de correspondance 20 est configuré pour associer, à chaque symbole en bande de base, une période d'une onde porteuse modulée en fonction de la valeur du symbole d'entrée (codée sur N bits).
Dans un deuxième mode de réalisation, la période du signal modulé est une dérivé discrète de l'onde porteuse à la fréquence enregistrée fc' modulée en fonction du symbole d'entrée. Le module de correspondance 20 est ainsi configuré pour associer, à chaque symbole en bande de base, la dérivée discrète d'une période de l'onde porteuse après modulation en fonction de la valeur du symbole d'entrée. Dans un autre mode de réalisation, le module de correspondance 20 associe la dérivée seconde discrète d'une période de l'onde porteuse modulée en fonction de la valeur du symbole d'entrée.
Le signal modulé est un signal numérique. En particulier, chaque période du signal modulé est échantillonnée à une fréquence d'échantillonnage de sortie fs. Chaque période du signal modulé comporte un ensemble d'un nombre donné nm de symboles de sortie. Chaque symbole de sortie est codé sur un nombre M de bits, par exemple strictement inférieur au nombre N de bits sur lequel est codé le signal numérique en bande de base.
Par exemple, le nombre N de bits est égal à 10, et le nombre M de bits est égal à
6.
Le module de correspondance 20 est configuré pour générer en sortie 30, pour chaque symbole d'entrée, un signal numérique de sortie associé au symbole d'entrée. Le signal numérique de sortie comprend une séquence de kp périodes du signal modulé représentatif de l'onde porteuse modulée à la fréquence enregistrée fc', associée au symbole d'entrée, kp étant supérieur ou égal à 1 .
Le nombre kp de périodes est par exemple égal à la partie entière du rapport entre la fréquence porteuse enregistrée fc' et la fréquence d'échantillonnage fbb, exprimée par :
Figure imgf000008_0001
où E désigne la fonction partie entière.
De préférence, la fréquence d'échantillonnage fbb étant fixée, la fréquence d'échantillonnage fs est choisie de telle sorte que le rapport R entre la fréquence d'échantillonnage fs est la fréquence d'échantillonnage fbb soit égal à un nombre hautement divisible, notamment un nombre comprenant au moins 3, ou mieux au moins moins 4, diviseurs. Par exemple, la fréquence d'échantillonnage fs est choisie de telle sorte que le rapport R entre la fréquence d'échantillonnage fs et la fréquence d'échantillonnage fbb soit égal à 12, 16, 20, 24 ou 60.
Le choix d'une telle fréquence d'échantillonnage de sortie permet de maximiser le f ' R
nombre de fréquences porteuses possibles telles que le rapport— =— soit un nombre f <
entier, ou du moins de minimiser l'écart entre kp et le rapport .
fbb
L'interface de sérialisation 24 est reliée à son entrée 30 au module de correspondance 20. L'interface de sérialisation 24 est propre à recevoir, du module de correspondance 20, pour chaque symbole d'entrée, le signal numérique de sortie associé au symbole d'entrée.
L'interface de sérialisation 24 est en outre configurée pour générer, à partir d'un ensemble de signaux numériques de sortie reçus du module de correspondance 20 et associés à une séquence de symboles d'entrée, un signal numérique modulé à la fréquence porteuse programmée fc, représentatif de cette séquence de symboles d'entrée.
Dans certains cas, notamment lorsque la fréquence enregistrée fc' diffère de la fréquence programmée fc et/ou lorsque la fréquence enregistrée fc' n'est pas un multiple de la fréquence d'échantillonnage fbb, la fréquence du signal numérique de sortie diffère de la fréquence programmée fc, qui est celle souhaitée, et/ou la durée du signal numérique de sortie associé à chaque symbole d'entrée diffère de la période d'échantillonnage Tbb, i.e. de l'intervalle de temps entre deux symboles d'entrée.
L'altérateur pseudo-aléatoire de séquences 26 est alors configuré pour altérer le signal numérique de sortie de manière à former en sortie de l'interface de sérialisation 24 un signal numérique de sortie altéré ayant une durée égale à la période d'échantillonnage Tbb et ayant une fréquence porteuse égale à ladite fréquence porteuse programmée fc.
En particulier, l'altérateur pseudo-aléatoire 26 est propre à altérer le signal numérique de sortie en fonction d'une comparaison de la fréquence porteuse programmée fc avec la fréquence d'échantillonnage fbb. En outre, l'altérateur pseudoaléatoire 26 est propre à altérer le signal numérique de sortie en fonction d'une comparaison de la fréquence porteuse programmée fc avec la fréquence porteuse enregistrée fc' par une sortie 34 de l'altérateur pseudo-aléatoire à l'interface de sérialisation 24.
Notamment, l'altérateur pseudo-aléatoire 26 est configuré pour, lorsque la fréquence porteuse enregistrée fc' diffère de la fréquence porteuse programmée fc, altérer le signal numérique de sortie en supprimant, de manière pseudo-aléatoire, un nombre entier de symbole d'au moins une période du signal numérique de sortie, ou en ajoutant à au moins une période du signal numérique de sortie, de manière pseudo- aléatoire, au moins un symbole additionnel à ladite fréquence d'échantillonnage de sortie fs, de telle sorte que la durée moyenne de la période du signal de sortie altéré soit égale à 1 /fc.
Un tel réglage fin de la fréquence porteuse du signal numérique de sortie permet, lorsque la fréquence programmée diffère légèrement de la fréquence enregistrée fc' dans la table de correspondance 22, de générer en sortie un signal numérique à la fréquence porteuse programmée fc sans modifier la table de correspondance 22. Par ailleurs, l'altérateur pseudo-aléatoire 26 est configuré pour, lorsque la fréquence d'échantillonnage fbb n'est pas un multiple de la fréquence porteuse enregistrée fc', altérer le signal de sortie, en particulier chaque signal de sortie associé à un symbole d'entrée, en ajoutant à ce signal de sortie une séquence d'un nombre pseudo-aléatoire de nadd symboles additionnels à la fréquence d'échantillonnage de sortie fs, de telle sorte que le nombre n de symboles du signal de sortie altéré soit en moyenne tel n/fs = Tbb, i.e de telle sorte que la durée moyenne du signal de sortie altéré associé à chaque symbole d'entrée soit égal à la période d'échantillonnage Tbb.
La fréquence programmée fc peut varier en fonction de l'application ou des souhaits de l'utilisateur. Dans certains cas, une modification de la fréquence programmée, i.e. de la fréquence porteuse souhaitée, impose une modification de la table de correspondance. C'est notamment le cas lorsque la différence entre la fréquence enregistrée fc' et la fréquence programmée fc est supérieure à par exemple 20% de la fréquence enregistrée fc'.
Le module d'encodage de séquences 12 est configuré pour générer, en réponse à une modification de la fréquence porteuse programmée fc, une table de correspondance modifiée associée à la fréquence porteuse programmée modifiée, en vue de son stockage dans la mémoire du module de correspondance 20.
En particulier, le module d'encodage de séquences 12 est configuré pour recevoir en entrée 19 une fréquence programmée fc et pour générer à sa sortie 18, à destination du module de correspondance 20, une table de correspondance associée à cette fréquence programmée fc. Dans ce cas, la fréquence enregistrée fc' est alors égale à la fréquence programmée fc.
Dans un mode de réalisation particulier, le module d'encodage de séquences 12 est propre à générer des séquences de type Riemann.
Le dispositif de génération 1 est ainsi apte à générer, à partir d'un signal numérique en bande de base, un signal numérique modulé à une fréquence porteuse choisie fc.
Dans le premier mode de réalisation décrit ci-dessus, dans lequel la période du signal modulé associé à chaque symbole d'entrée est l'onde porteuse modulée en fonction du symbole d'entrée, représentative de la valeur du symbole d'entrée, le signal numérique de sortie est représentatif des valeurs successives des symboles du signal numérique en bande de base.
Dans le deuxième mode de réalisation décrit ci-dessus, dans lequel la période du signal modulé associée à chaque symbole d'entrée correspond à la dérivée de l'onde porteuse modulée par le symbole d'entrée, le signal numérique de sortie est représentatif de la dérivée discrète de l'onde porteuse modulée par les symboles du signal numérique en bande de base.
Le dispositif de génération 1 est avantageusement employé pour la génération d'un signal analogique modulé à partir d'un signal numérique en base de base.
La figure 2 représente ainsi un système 40 de génération d'un signal analogique modulé, comprenant un dispositif de génération 1 tel que décrit en référence à la figure 1 .
Le système 40 est apte à générer, à partir d'un signal numérique issu d'un générateur de bande de base 42, un signal analogique modulé à sa sortie 43.
Le système 40 comporte, reliés en série, le générateur de bande de base 42, un module d'échantillonnage et de filtrage 44, le dispositif de génération 1 (non détaillé sur la figure 2), et un convertisseur numérique-analogique 46.
Le générateur de bande de base 42 est apte à générer un signal en bande de base portant une composante en phase I et une composante en quadrature Q. Les signaux sont par exemple des données en liaison montante dans le cadre d'un système basé sur la technologie LTE. A titre d'exemple, ils sont échantillonnés à une fréquence d'échantillonnage initiale de 20 MHz.
Le module d'échantillonnage et de filtrage 44 est propre à suréchantillonner le signal afin de filtrer les répliques spectrales du signal numérique en bande de base, en particulier de diminuer la puissance contenue dans ces répliques, qui peuvent devenir des parasites indésirables gênant les canaux spectraux adjacents lorsque le signal est mis sur porteuse.
Le module d'échantillonnage et de filtrage 44 est configuré pour produire à sa sortie un signal numérique en bande de base, échantillonné à la fréquence d'échantillonnage fbb.
A partir de ce signal, et comme décrit précédemment, le dispositif de génération 1 est configuré pour générer à sa sortie 14 un signal numérique à une fréquence porteuse programmée fc, modulé en fonction du signal numérique en bande de base.
Le convertisseur numérique-analogique 46 est apte à convertir ce signal numérique modulé en signal analogique modulé. Ce signal est émis par le convertisseur numérique-analogique 46 à sa sortie 43.
En particulier, dans le premier mode de réalisation décrit ci-dessus, dans lequel le signal numérique modulé est représentatif des valeurs successives des symboles d'entrée du signal numérique en bande de base, le convertisseur numérique analogique est configuré pour effectuer une conversion simple du signal numérique modulé en signal analogique modulé. Dans le deuxième mode de réalisation décrit ci-dessus, dans lequel le signal numérique de sortie est représentatif de la dérivée discrète d'une onde porteuse modulée par un signal numérique en bande de base, le convertisseur numérique analogique 46 est par exemple un convertisseur analogique intégrateur, propre à convertir le signal numérique modulé en signal analogique en intégrant le signal numérique modulé.
L'interpolation utilisée dans le convertisseur 46 est par exemple de type Riemann.
Le convertisseur numérique-analogique intégrateur est par exemple du type pompe de Riemann.
En particulier, un tel convertisseur numérique-analogique intégrateur comprend par exemple un condensateur ou un ensemble de condensateurs dont la tension aux bornes est proportionnelle à l'intégrale du courant reçu.
Dans un tel dispositif, le signal numérique de sortie est apte à commander la génération de courant électrique dans un condensateur ou un ensemble de condensateurs à partir de moyens d'activation ou de désactivation commandant des générateurs de courant électrique aux bornes du ou des condensateurs. Le convertisseur numérique-analogique intégrateur est ainsi propre à générer un signal analogique, à partir d'un signal affine par morceaux obtenu par l'intégration successive des courants constants dans le condensateur, liés au signal numérique de sortie. Le convertisseur numérique analogique est ainsi apte à intégrer le signal numérique de sortie pour générer le signal analogique correspondant.
Un tel convertisseur est décrit par exemple dans la demande de brevet publiée WO 2014/184388.
Un exemple de fonctionnement du système 40 va maintenant être décrit.
Un signal numérique de bande de base est généré par le générateur de bande base 42, puis échantillonné et filtré par le module d'échantillonnage et filtrage 44, pour produire un signal numérique en bande de bande échantillonné à la fréquence d'échantillonnage fbb.
Ce signal numérique en bande de base est envoyé à l'entrée 16 au dispositif de génération 1 .
Le dispositif 1 monte le signal en fréquence et fournit à la sortie 14 le signal numérique modulé à la fréquence porteuse programmée fc, comme décrit plus en détails ci-après. Ce signal numérique modulé comporte une succession de symboles qui sont échantillonnés à la fréquence d'échantillonnage de sortie fs.
Le signal numérique de sortie à la sortie 14 est reçu par le convertisseur numérique-analogique qui convertit le signal dans le domaine analogique et envoie le signal à la sortie 43. Dans un mode de réalisation préféré, le convertisseur numérique-analogique est un convertisseur numérique-analogique intégrateur. Dans ce mode de réalisation, la période du signal modulé correspond à une période de la dérivée discrète de l'onde porteuse modulée, représentative d'une valeur d'une dérivée discrète du symbole du signal numérique en bande de base.
Le signal à la sortie 43 est par exemple envoyé en radiofréquence dans un canal de transmission.
Le fonctionnement de l'unité de modulation 10, pour la génération du signal de sortie modulé, va maintenant être décrit.
A l'entrée 16 de l'unité de modulation 10, le signal numérique en bande de base, comportant une succession de symboles d'entrée, est envoyé au module de correspondance 20.
Le module 20 associe alors à ce symbole d'entrée, en utilisant la table de correspondance 22, une période d'un signal modulé représentatif d'une onde porteuse à la fréquence enregistrée fc', modulée en fonction de ce symbole. Dans l'exemple illustré, le signal modulé correspond à la dérivée discrète de l'onde porteuse à la fréquence enregistrée fc' modulée en fonction du symbole d'entrée.
Chaque période du signal modulé comprend un nombre prédéfini nm de symboles de sortie. Dans un mode de réalisation particulier, nm= 16.
Du fait que la période du signal modulé généré correspond à la fréquence porteuse enregistrée fc', le signal modulé à la sortie 30 du module de correspondance 20 comporte cette fréquence fc'.
A partir de la période associée dans la table de correspondance, le module de correspondance 20 génère, pour chaque symbole d'entrée, un signal numérique de sortie. Ce signal numérique de sortie comprend une séquence de kp périodes du signal modulé représentatif de l'onde porteuse à la fréquence porteuse enregistrée fc', modulées en fonction du symbole d'entrée.
Dans un mode de réalisation préféré, kp est égal à 1 , dans un autre mode de réalisation kp est strictement supérieur à 1 .
De préférence, le nombre kp de périodes est égal à la partie entière du rapport entre la fréquence d'échantillonnage fbb et la fréquence porteuse enregistrée fc'.
Néanmoins, dans certains cas, notamment lorsque la fréquence enregistrée fc' diffère de la fréquence programmée fc et/ou lorsque la fréquence enregistrée fc' n'est pas un multiple de la fréquence d'échantillonnage fbb, la fréquence du signal numérique de sortie diffère de la fréquence programmée fc, et/ou la durée du signal numérique de sortie associé à chaque symbole d'entrée diffère de la période d'échantillonnage Tbb, i.e. de l'intervalle de temps entre deux symboles d'entrée.
Dans de tels cas, l'altérateur pseudo-aléatoire de séquences altère le signal numérique de sortie de manière à former un signal numérique de sortie altéré ayant une durée moyenne égale à la période d'échantillonnage Tbb et ayant une fréquence porteuse égale à ladite fréquence porteuse programmée fc.
On a ainsi illustré sur la figure 3 une séquence de deux périodes, de durée Tc'=1/fc', de l'onde porteuse modulée, comparées à la période d'échantillonnage Tbb et à la période d'échantillonnage de sortie Ts associée à la fréquence d'échantillonnage de sortie.
Dans l'exemple de la figure 3, la fréquence porteuse enregistrée fc' n'est pas un multiple en nombres entiers de la fréquence d'échantillonnage fbb en bande de base. En conséquence, un multiple de la période Te' de la fréquence porteuse enregistrée ne correspond pas à la période Tbb d'échantillonnage de bande de base.
L'altérateur pseudo-aléatoire 26 compare la fréquence d'échantillonnage fbb avec la fréquence porteuse enregistrée fc' pour détecter si le rapport fbb/fc' est entier.
Si l'altérateur pseudo-aléatoire 26 détecte que ce rapport n'est pas égal à un nombre entier, l'altérateur pseudo-aléatoire 26 envoie un signal au module de correspondance 20 afin d'ajouter au signal de sortie une séquence de nadd symboles additionnels, à la fréquence d'échantillonnage fs de la porteuse, au signal de sortie.
Par exemple, en référence de la figure 3, un signal correspondant à une séquence de trois symboles est transmis par l'entrée 32 au module de correspondance 20.
Ce nombre nadd de symboles additionnels est un nombre pseudo-aléatoire, dont l'espérance est telle que le nombre n de symboles du signal de sortie altéré est en moyenne tel que n/fs=Tbb. En outre, l'écart-type du nombre pseudo-aléatoire nadd est réglé en fonction des applications. Il est par exemple égal à 10% du nombre nm de symboles présents dans une période de l'onde porteuse modulée.
Après cet ajout de nadd symboles additionnels au signal de sortie, un signal sortie altéré est produit à la sortie du module de correspondance. Le nombre n de symboles du signal de sortie altéré est tel que, en moyenne, n/fs=Tbb.
Le nombre de symboles ajoutés est pseudo-aléatoire, de manière à étaler les parasites structurels et garantir la continuité de phase, dans chaque signal de sortie associé à un symbole d'entrée, et entre deux signaux de sortie associés à deux symboles d'entrée successifs. Le schéma représenté dans la figure 3 décrit donc un étalement du signal de sortie pour ajuster la fréquence de la porteuse par rapport à la fréquence d'échantillonnage en bande de base.
Le signal de sortie du module de correspondance est ensuite transmis par l'entrée 30 à l'interface de sérialisation 24.
On a par ailleurs illustré en référence à la figure 4 un réglage fin de la fréquence du signal de sortie mis en œuvre par l'altérateur pseudo-aléatoire afin d'obtenir un signal de sortie altéré à la fréquence porteuse programmé fc à la sortie 14.
A cette fin, l'altérateur pseudo-aléatoire de séquences 26 compare la fréquence porteuse enregistrée fc' et la fréquence porteuse programmé fc. Lorsqu'elles sont différentes, l'altérateur pseudo-aléatoire 26 envoie un signal par l'entrée 34 à l'interface de sérialisation 24 pour commander l'ajout ou la suppression d'un nombre entier (éventuellement nul) de symboles de chaque période du signal numérique de sortie de manière pseudo-aléatoire, étant entendu qu'au moins un symbole est ajouté ou supprimé d'au moins une période du signal numérique de sortie.
En particulier, on a illustré sur la Figure 4 une période du signal modulé à la fréquence enregistrée fc', plus élevée que la fréquence programmée fc. Ainsi, le nombre nm de symboles de sortie de cette période est inférieur au nombre de symboles d'une période qui serait à la fréquence programmée fc. Dans un tel cas, l'altérateur pseudo- aléatoire de séquences 26 ajoute à des positions pseudo-aléatoires un nombre entier (éventuellement nul) de symboles à chaque période du signal numérique de sortie, de telle sorte que la durée moyenne de la période du signal numérique de sortie soit égale à 1 /fc. Dans l'exemple de la figure 4, un symbole N est ajouté afin de satisfaire cette condition.
En conséquence, un signal numérique de sortie altéré est obtenu à la sortie 14.
A l'inverse, si la fréquence enregistrée fc' est inférieure à la fréquence programmée fc, le signal envoyé par l'altérateur pseudo-aléatoire 26 a pour effet que un nombre entier (éventuellement nul) de symboles sont supprimés à des positions pseudoaléatoires à chaque période du signal numérique de sortie.
En variante, il est possible d'ajouter un ou plusieurs symboles dans une période du signal numérique de sortie et de supprimer un ou plusieurs symboles dans une autre période du signal numérique de sortie.
Après le réglage fin de la fréquence porteuse enregistrée fc', la durée moyenne du signal de sortie altéré à la sortie 14 est égale à 1/fc.
Dans un mode de réalisation préféré, notamment lorsque la différence entre la fréquence porteuse enregistrée et la fréquence porteuse programmée est trop grande, il est possible de modifier la fréquence de porteuse enregistrée fc' dans la table de correspondance 22.
A cette fin, le module d'encodage de séquences 12 génère des valeurs pour une table de correspondance 22 modifiée à la fréquence programmée. Ces valeurs sont envoyées par l'entrée 18 au module de correspondance 20 et sont enregistrées dans le mémoire non représenté du module de correspondance 20. Elles forment une table de correspondance 22 modifiée.
Chaque symbole d'entrée est associé, avec la table de correspondance 22 modifiée, à une période du signal modulé, c'est-à-dire à une période de l'onde porteuse à la fréquence porteuse enregistrée fc' modifiée ou à une période d'une dérivée de l'onde porteuse à la fréquence porteuse enregistrée fc' modifiée.
Le dispositif de génération selon l'invention permet ainsi de générer des signaux numériques modulés avec une fréquence porteuse fc qui peut être modifiée de manière très flexible en fonction de l'application visée.
En particulier, ce dispositif permet d'ajuster de manière fine la fréquence porteuse sans qu'il soit nécessaire de recalculer une nouvelle table de correspondance à modification de la fréquence porteuse. En tout état de cause, lors d'une modification plus importante de la fréquence porteuse, une simple modification de la table de correspondance permet d'adapter le dispositif à cette fréquence porteuse.
En outre, ce dispositif permet une adaptation fine du signal de sortie numérique à la fréquence d'échantillonnage du signal en bande de base, permettant de minimiser l'apparition de parasites structurels dans le signal de sortie.
Par ailleurs, le dispositif de génération selon l'invention permet de minimiser les calculs nécessaires à la génération du signal numérique modulé, grâce à l'emploi d'une table de correspondance préenregistrée. La consommation énergétique du dispositif est en conséquence fortement réduite.
Le dispositif dans son ensemble est par exemple intégré sur un circuit logique programmable (également désigné par l'acronyme anglais FPGA pour « Field-
Programmable Gâte Array >>), un circuit intégré propre à une application (également désigné par l'acronyme anglais ASIC pour « Application Spécifie Circuit >>) ou un processeur de signal numérique (également désigné par l'acronyme anglais DSP pour
« Digital Signal Processor >>).

Claims

REVENDICATIONS
1 . - Dispositif (1 ) de génération d'un signal numérique représentatif d'une fréquence porteuse programmée fc modulée par un signal numérique en bande de base, ledit signal numérique en bande de base comprenant une séquence de symboles d'entrée,
ledit dispositif (1 ) de génération comprenant une unité de modulation (10) configurée pour recevoir en entrée le signal numérique en bande de base et pour générer en sortie, à partir du signal numérique en bande de base, ledit signal numérique modulé, le dispositif (1 ) de génération étant caractérisé en ce que l'unité de modulation
(10) comporte un module de correspondance (20) comprenant une table de correspondance (24) préenregistrée associée à une fréquence porteuse enregistrée fc', la table de correspondance comportant, pour chaque symbole d'entrée, une ou plusieurs périodes kp d'un signal modulé représentatif d'une onde porteuse à la fréquence enregistrée fc' modulée en fonction du symbole d'entrée,
ledit module de correspondance (20) étant configuré pour associer, à chaque symbole d'entrée, à partir de la table de correspondance (22), une séquence de kp périodes du signal modulé représentatif d'une onde porteuse à la fréquence porteuse enregistrée fc' modulée en fonction dudit symbole d'entrée, la ou chaque période du signal modulé associée au symbole d'entrée comprenant un ensemble d'un nombre prédéfini nm de symboles de sortie, le signal modulé étant échantillonné à une fréquence d'échantillonnage de sortie fs, kp étant supérieur ou égal à 1 ,
et pour générer, pour chaque symbole d'entrée, un signal numérique de sortie associé audit symbole d'entrée, comprenant ladite séquence de kp périodes du signal modulé associé au symbole d'entrée, kp étant supérieur ou égal à 1 .
2. Dispositif (1 ) de génération selon la revendication 1 , caractérisé en ce que, le signal numérique en bande de base étant échantillonné à une fréquence d'échantillonnage fbb correspondant à une période d'échantillonnage Tbb, le nombre kp de périodes du signal modulé est égal à la partie entière du rapport entre la fréquence porteuse enregistrée fc' et la fréquence d'échantillonnage fbb.
3. - Dispositif (1 ) de génération selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite fréquence porteuse enregistrée fc' est égale à ladite fréquence porteuse programmée fc.
4.- Dispositif (1 ) de génération selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'unité de modulation (10) comporte en outre un altérateur pseudoaléatoire de séquences (26), configuré pour, lorsque la fréquence porteuse enregistrée fc' diffère de la fréquence porteuse programmée fc et/ou lorsque la fréquence d'échantillonnage fbb n'est pas un multiple de la fréquence porteuse enregistrée fc', altérer le signal numérique de sortie de manière à former un signal numérique de sortie altéré ayant une durée moyenne égale à la période d'échantillonnage Tbb et/ou ayant une fréquence moyenne égale à ladite fréquence porteuse programmée fc. 5.- Dispositif (1 ) de génération selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'altérateur pseudo-aléatoire de séquences (26) est configuré pour, lorsque la fréquence porteuse enregistrée fc' diffère de la fréquence porteuse programmée fc, altérer le signal numérique de sortie en supprimant de manière pseudo-aléatoire au moins un symbole d'au moins une période du signal numérique de sortie ou en ajoutant à au moins une période du signal numérique de sortie, de manière pseudo-aléatoire, au moins un symbole additionnel à ladite fréquence d'échantillonnage de sortie fs, de telle sorte que la durée moyenne de la période du signal de sortie altéré soit égale à 1/fc.
6. - Dispositif (1 ) de génération selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que l'altérateur pseudo-aléatoire de séquences (26) est configuré pour, lorsque la fréquence d'échantillonnage fbb n'est pas un multiple de la fréquence porteuse enregistrée fc', altérer ledit signal de sortie en ajoutant audit signal de sortie une séquence d'un nombre pseudo-aléatoire nadd de symboles additionnels à ladite fréquence d'échantillonnage de sortie fs, de telle sorte que le nombre n de symboles du signal de sortie altéré soit tel que, en moyenne, n/fs = Tbb.
7. - Dispositif (1 ) de génération selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un module (12) d'encodage de séquences, configuré pour générer, en réponse à une modification de la fréquence porteuse programmée, une table de correspondance modifiée associée à la fréquence porteuse programmée modifiée.
8. - Dispositif (1 ) de génération selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend une interface de sérialisation, configurée pour recevoir en entrée, pour chaque symbole d'entrée, ledit signal numérique de sortie associé audit symbole et pour produire en sortie ledit signal numérique modulé à la fréquence porteuse programmée fc.
9.- Dispositif (1 ) de génération selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la période du signal modulé associé au symbole d'entrée par le module de correspondance (20) est une période de l'onde porteuse à la fréquence porteuse enregistrée fc' modulée en fonction dudit symbole d'entrée, ladite période de l'onde porteuse modulée étant représentative d'une valeur du symbole d'entrée. 10.- Dispositif (1 ) de génération selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la période du signal modulé associé au symbole d'entrée par le module de correspondance (20), correspondant à un instant donné du signal d'entrée, est une période d'une dérivée discrète de l'onde porteuse modulée par le signal numérique en bande de base à cet instant.
1 1 . Système (40) de génération d'un signal analogique modulé à une fréquence porteuse programmée fc à partir d'un signal numérique en bande de base, ledit système (40) comprenant :
- un dispositif (1 ) de génération d'un signal numérique modulé à la fréquence porteuse programmée fc à partir du signal numérique en bande de base, selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, et
- un convertisseur numérique analogique (46), configuré pour générer le signal analogique modulé à partir du signal numérique modulé. 12.- Système (40) de génération selon la revendication 1 1 , caractérisé en ce que le dispositif de génération est selon la revendication 10, et en ce que le convertisseur numérique analogique (46) est un convertisseur numérique analogique intégrateur.
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