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Title:
DEVICE AND METHOD FOR RECEIVING BINARY DATA RADIO FREQUENCY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2006/120319
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device and method for receiving binary data radio frequency in a radio frequency transmitting channel, wherein the inventive device comprises pick-up means provided with an antenna and a main filter, whose main band-pass corresponds to said transmitting channel, and a correlation receiver, in which a frequency diversity receiver (3) comprising a plurality of parallel channels (VF1 to VFn) is used, wherein each channel is provided with a secondary filter (Fs1), respectively, whose input is connected to the main filter (Fp) output, matched envelop detection and filtering (Fa1) circuits connected to a secondary filter output and a summing circuit (7) whose input is connected to the outputs of said envelop detection and matched filtering circuits and output is connected to the input of said correlation receiver (4). The band-pass of said secondary filters correspond to disjointed sub-bands included into said main band-pass. The matched envelop detection and filtering circuits are used for detecting desired-shape pulses in signals received from the secondary filters. The summing circuit is used for adding the signal received form the matched envelop detection and filtering circuits and for transmitting a resulting signal to the correlation receiver.

Inventors:
NOVAKOV EMIL (FR)
VOINOT STANISLAS (FR)
FOURNIER JEAN-MICHEL (FR)
Application Number:
PCT/FR2006/000990
Publication Date:
November 16, 2006
Filing Date:
May 03, 2006
Export Citation:
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Assignee:
UNIV JOSEPH FOURIER (FR)
INST NAT POLYTECH GRENOBLE (FR)
NOVAKOV EMIL (FR)
VOINOT STANISLAS (FR)
FOURNIER JEAN-MICHEL (FR)
International Classes:
H04B7/12; H04B1/69
Foreign References:
GB2208985A1989-04-19
GB2161344A1986-01-08
US5422913A1995-06-06
Other References:
XINGXIN GAO ET AL: "Multi-band UWB system with Hadamard coding", VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE, 2003. VTC 2003-FALL. 2003 IEEE 58TH ORLANDO, FL, USA 6-9 OCT. 2003, PISCATAWAY, NJ, USA,IEEE, US, 6 October 2003 (2003-10-06), pages 1288 - 1292Vol2, XP010700853, ISBN: 0-7803-7954-3
Attorney, Agent or Firm:
Dossmann, Gérard (8 avenue Percier, Paris, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Dispositif de réception radio fréquence de données binaires dans un canal radiofréquence de transmission, comprenant des moyens de captation comportant une antenne et un filtre principal dont la bande passante principale correspond audit canal de transmission et un récepteur à corrélation, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre, entre les moyens de captation (2) et le récepteur à corrélation (3 ) : un récepteur à diversité fréquentielle (3) comprenant une multiplicité de voies parallèles (VFl à VFn) comprenant respectivement un filtre secondaire (Fs I ) dont l'entrée est reliée à la sortie du filtre principal (Fp) et un circuit de détection d'enveloppe et de filtrage adaptés (FaI ) relié à la sortie du filtre fréquentiel secondaire et un circuit de sommation (7) dont les entrées sont reliées aux sorties desdits circuits de détection d' enveloppe et de filtrage adaptés et dont la sortie est reliée à l'entrée dudit récepteur à corrélation (4) ; lesdits filtres secondaires présentant des bandes passantes correspondant à des sousbandes disjointes incluses dans ladite bande passante principale, lesdits circuits de détection d'enveloppe et de filtrage adaptés étant adaptés pour détecter des impulsions de forme déterminée dans les signaux issus des filtres secondaires, et ledit circuit de sommation étant adapté pour additionner les signaux issus des circuits de détection d'enveloppe et de filtrage adaptés et délivrant audit récepteur à corrélation le signal résultant.
2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé par le fait que lesdites sousbandes disjointes sont adjacentes.
3. Procédé de réception radiofréquence de données binaires attendues contenues dans un signal présent dans un canal radiofréquence de transmission, consistant à capter les signaux électromagmétiques dans une bande fréquentielle principale prédéfinie, à diviser ladite bande fréquentielle principale en sousbandes fréquentielles disjointes, à détecter un signal de forme prédéterminée dans chaque sous bande fréqu.entielle, à sommer les signaux détectés, et à désétaler ou démoduler le signal sommé en appliquant une séquence aléatoire prédéfinie et à délivrer un signal de sortie.
Description:
Dispositif et procédé de réception radiofréquence de données binaires

La présente invention concerne le domaine des systèmes de transmission puisée radiofréquence de données binaires à étalement de spectre à très large bande (UWB).

Pour illustrer un état de la technique de ce domaine, on peut se reporter au document IEEE VOL.2.NO. 2, février 1998, pages 36 à 38. Le but de la présente invention est d'augmenter encore la sécurité et la fiabilité des transmissions par voie radioélectrique sous forme d' ondes électromagnétiques, dans lesquels une diversité fréquentielle est mise en œuvre.

La présente invention peut avantageusement être reliée au dispositif d' émission et au procédé d' émission décrits dans la demande de brevet français numéro 041 1459 déposée le 27 octobre 2004.

La présente invention a tout d'abord pour obj et un dispositif de réception radiofréquence de données binaires dans un canal radiofréquence de transmission, comprenant des moyens de captation comportant une antenne et un filtre principal dont la bande passante principale correspond audit canal de transmission et un récepteur à corrélation.

Selon l'invention, le dispositif de réception comprend en outre, entre les moyens de captation et le récepteur à corrélation : un récepteur à diversité fréquentielle comprenant une multiplicité de voies parallèles comprenant respectivement un filtre secondaire dont l'entrée est reliée à la sortie du filtre principal et un circuit de détection d' enveloppe et de filtrage adaptés relié à la sortie du filtre fréquentiel secondaire et un circuit de sommation dont l' entrée est relié aux sorties desdits circuits de détection d' enveloppe et de filtrage adaptés et dont la sortie est reliée à l'entrée dudit récepteur à corrélation.

Selon l'invention, lesdits filtres secondaires présentent de préférence des bandes passantes correspondant à des sous-bandes disjointes incluses dans ladite bande passante principale.

Selon l'invention, lesdits circuits de détection et de filtrage sont de préférence adaptés pour détecter des impulsions de forme déterminée dans les signaux issus des filtres secondaires.

Selon l'invention, ledit circuit de sommation est de préférence adapté pour additionner les signaux issus des circuits de détection d'enveloppe et de filtrage adaptés et délivrant audit récepteur à corrélation le signal résultant.

Selon l'invention, lesdites sous-bandes disjointes sont de préférence adj acentes.

La présente invention a également pour objet un procédé de réception radiofréquence de données binaires attendues contenues dans un signal présent dans un canal radiofréquence de transmission.

Ce procédé consiste : à capter les signaux électromagmétiques dans une bande fréquentielle principale prédéfinie, à diviser ladite bande fréquentielle principale en sous-bandes fréquentielles disjointes, à détecter un signal de forme prédéterminée dans chaque sous- bande fréquentielle, à sommer les signaux détectés, et à désétaler ou démoduler le signal sommé en appliquant une séquence aléatoire prédéfinie et à délivrer un signal de sortie.

Un mode particulier de réalisation de la présente invention va maintenant être décrit à titre d'exemple non limitatif et illustré par le dessin, sur lequel :

- La figure 1 représente un schéma électronique d'un dispositif de réception radiofréquence selon l'invention ;

- La figure 2 représente un signal impulsionnel principal superposé à du bruit, issu d'un canal de transmission ;

- La figure 3 représente un spectre d'une impulsion contenue dans ledit signal principal ;

- La figure 3a représente une impulsion dudit signal principal ;

- Les figures 4, 5 et 6 représentent les spectres secondaires d'mpulsions de trois signaux impulsionnels secondaires ;

- Les figures 4a, 5a et 6a représentent des impulsions desdits signaux impulsionnels secondaires ;

- Les figures 4b, , 5b et 6b représentent des puises attendus issus desdits signaux impulsionnels secondaires ;

- Et la figure 7 représente un puise de sommation des puises des figures 4b, 5b et 6b. En se reportant à la figure 1 , on peut voir qu' on a représenté un dispositif de réception 1 de signaux binaires, qui comprend en série un circuit de captation 2, un récepteur à diversité fréquentielle 3 et un récepteur à corrélation 4.

Le circuit de captation 2 comprend en série une antenne 5 , un filtre fréquentiel principal Fp de bande passante principale et un amplificateur 6, par exemple à faible gain relié à un point J.

Le récepteur à diversité fréquentielle 3 comprend, entre le point J et un point K, un certain nombre de voies VFl à VFn parallèles et en série un circuit de sommation 7. Les voies VFl à VFn, respectivement montées entre le point J et les entrées du circuit de sommation 7, comprennent respectivement, en série, des filtres fréquentiels secondaires Fs I à Fsn, des amplificateurs Al à An, de préférence à grands gains, et des circuits de détection d'enveloppe et de filtrage adaptés FaI à Fan. Le récepteur à corrélation 4, connu en soi, comprend en série, entre la sortie K du circuit de sommation 7 et une sortie finale L de signal binaire, un circuit multiplicateur 8, un circuit d'intégration 9 et un circuit de décision 10, et comprend un circuit générateur de séquence de désétalement 1 1 relié au circuit d'intégration 9 et un circuit de synchronisation 12 relié au circuit générateur de séquence de désétalement 1 1 et aux points K et L.

Le dispositif de réception 1 est adapté pour recevoir, détecter et délivrer à sa sortie L des signaux binaires d'origine Bi transportés par des ondes électromagnétiques, issus d'un dispositif d' émission

générant un étalement spectral du signal selon une séquence aléatoire PN et une diversité fréquentielle, par exemple issus d'un dispositif d' émission décrit dans la demande de brevet français numéro 041 1459 déposée le 27 octobre 2004. On va maintenant décrire comment fonctionne du dispositif de réception 1 , en supposant qu'il délivrera à sa sortie L un signal binaire attendu Bi à créneaux.

A titre d'exemple, on supposera que le signal binaire Bi d' origine est transporté par une onde hertzienne dans respectivement trois sous-bandes de fréquences adj acentes BPs I , BPs2 et BPs3 d'une bande passante principale BPp, sous la forme d'impulsions espacées d'un signal impulsionnel, avec étalements spectraux correspondants dans chaque sous-bande selon une séquence aléatoire PN. On supposera encore que l'onde hertzienne précitée n'est pas perturbée par un autre signal.

Le circuit de captation 2 capte l'onde hertzienne et ne délivre à sa sortie J, grâce à son filtre principal Fp, que le signal impulsionnel principal Spf contenu dans une bande principale de fréquences.

Sur la figure 2,- on a représenté en partie un signal impulsionnel principal Spf, qui comprend des impulsions espacées sur lequel est superposé un bruit issu du canal de transmission et engendré par les composants du circuit de captation.

Sur la figure 3, on a représenté limitativement le spectre d'une impulsion parmi les impulsions d'un signal impulsionnel Spf attendu occupant une bande passante principale BPp de fréquences comprises entre 3 , 1 gigahertz et 10,6 gigahertz constituant un canal de transmission déterminé. Cette bande passante principale BPp est identique à la bande de fréquence d' émission du dispositif d'émission précité. Sur la figure 3 a, on a représenté limitativement une forme d'une impulsion parmi les impulsions constituant le signal Spf attendu.

Les filtres secondaires Fs I à Fsn du récepteur à diversité fréquentielle 3 déterminent des sous-bandes passantes disjointes,

incluses dans la bande passante principale précitée du filtre fréquentiel principal Fp.

Les filtres secondaires FsI à Fsn reçoivent tous le signal impulsionnel principal Spf via le point J et ne délivre à leur sortie que les signaux impulsionnels secondaires Ssfl à Ssfn contenus dans les sous-bandes correspondantes.

Sur les figures 4, 5 et 6, on a représenté en exemple, en décomposition du spectre de la figure 3, les spectres secondaires respectivement d'une impulsion de trois signaux impulsionnels secondaires Ssfl , Ssf2 et Ssf3 contenus dans trois sous-bandes passantes de fréquences disjointes et adjacentes BPsI , BP s2 et BPs3. Ces trois sous-bandes sont avantageusement comprises entre 3 , 1 gigahertz et 5,6 gigahertz, entre 5,6 gigahertz et 8, 1 gigahertz et entre 8, 1 gigahertz et 10,6 gigahertz, sortant de trois filtres secondaires Fs I , Fs2 et Fs3 d'un récepteur à diversité fréquentielle 3 à trois voies VF l ,

VF2 et VF3. Les trois sous-bandes BPsI , BPs2 et BPs3 sont identiques aux trois sous-bandes d'émission du dispositif d' émission précité.

Sur respectivement les figures 4a, 5a et 6a, on a représenté en exemple, en décomposition de l'impulsion de la figure 3a, une forme d'une impulsion parmi les impulsions constituant les signaux impulsionnels secondaires Ssfl, Ssf2 et Ssf3.

Les circuits de détection et de filtrage adapté FaI à Fan sont aptes à délivrer des successions de puises P l à Pn lorsqu'ils reçoivent des filtres secondaires Fs I à Fsn, via les amplificateurs A l à An, des impulsions dont la forme correspond à une forme attendue ou approximativement à une telle forme attendue, c' est-à-dire les impulsions attendues des signaux impulsionnels secondaires Ssfl à Ssfn.

Les circuits de détection et de filtrage adapté FaI à Fan peuvent contenir par exemple un détecteur d' énergie en série avec un circuit de détection d'enveloppe et de filtrage adaptés à la forme de l'enveloppe des impulsions attendues.

Sur respectivement les figures 4b, 5b et 6b, on a représenté en exemple, en correspondance avec les figures 4a, 5a et 6a, la forme

d'un puise des successions de puises attendus P l , P2 et P3 sortant des trois circuits de détection d'enveloppe et de filtrage adaptés FaI , Fa2 et Fa3 des trois voies VFl , VF2 et VF3 précitées.

Les successions de puises attendus P l à Pn, par exemple les successions de puises P l , P2 et P3 , sont identiques et se correspondent temporellement.

Le circuit de sommation 7 reçoit les successions de puises attendus P l à Pn et délivre à sa sortie un signal SOM correspondant à l' addition des successions de puises P l à Pn. Sur la figure 7, on a représenté en exemple la forme d'un puise

SOM d'un signal SOM correspondant à l' addition de trois puises correspondants issus des trois circuits de détection d'enveloppe et de filtrage adaptés FaI , Fa2 et Fa3 des trois voies VF l , VF2 et VF3 précitées. Le fonctionnement du récepteur à corrélation 4 est connue en soi et est en particulier décrit dans le document IEEE VOL. COM-25, NO.8, août 1977, pages 748 à 755 et le document IEEE VOL. COM-30, NO.5, mai 1982, pages 855 à 884.

Ainsi, le récepteur à corrélation 4 procède à un désétàlement du signal attendus SOM en appliquant la séquence aléatoire PN préprogrammée du circuit générateur de séquence de désétàlement 1 1 de façon à reconstituer un signal binaire de sortie attendu Bs sur la sortie L. Cette séquence aléatoire pré-programmée PN correspond à la séquence aléatoire ayant conduit à l'étalement généré dans le dispositif d' émission associé. Le circuit de synchronisation 12 est adapté pour que la séquence PN générée par le circuit générateur de séquence de désétàlement 1 1 soit synchrone et en phase avec la séquence PN utilisée par le dispositif d'émission associé.

Dans la mesure où l'onde électromagnétique précitée n'est pas gravement perturbée, ce signal de sortie Bs correspond au signal binaire attendu Bi.

Le dispositif de réception 1 qui vient d' être décrit présente l'avantage d'augmenter la sécurité de la réception et de la détection d'un signal binaire attendu.

Si en effet l'une des sous-bandes de fréquences précitées du canal de transmission est perturbée, le signal binaire attendu peut néanmoins être délivré du fait du cumul ou de l'addition faite dans le circuit de sommation 7 des signaux issus des sous-bandes de fréquences non perturbées.

Un autre avantage du dispositif de réception 1 réside dans le fait qu'il permet de détecter et de délivrer le signal Bi attendu même dans le cas où le signal reçu par son antenne est noyé dans un bruit de niveau relativement élevé tel que représenté en exemple sur la figure 2.

La présente invention ne se limite pas aux exemples particuliers de réalisation décrits ci-dessus. Bien des variantes sont possibles sans sortir du cadre défini par les revendications annexées.