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Title:
METHOD FOR RECEIVING A SIGNAL USING A MAXIMUM LIKELIHOOD CRITERION, RECEIVING DEVICE AND RADIOTELEPHONE FOR CARRYING OUT SAID METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/096577
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for receiving a signal used in an SIMO-type system (Single Input Multiple Output) provided with one input and at least two outputs. The inventive method uses a maximum likelihood criterion which enables to minimise an expression called a distance constraint, taking into account a distance between a received symbol vector of a signal and a vector obtained by the matrix product of a corresponding emitted symbol vector and a representative matrix of the system transmission channel. Said method consists in dividing the received symbol vector at least into two sub-vectors, in expressing said constraint distance for each sub-vector according to said received symbol vector and in subtracting from said distance at least one confidential information related to said sub-vector.

Inventors:
GALLEGO RAPHAEL (FR)
ROUXEL ALEXANDRE (FR)
ALBERGE FLORENCE (FR)
DUHAMEL PIERRE (FR)
Application Number:
PCT/FR2005/000710
Publication Date:
October 13, 2005
Filing Date:
March 24, 2005
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Assignee:
WAVECOM (FR)
CENTRE NAT RECH SCIENT (FR)
GALLEGO RAPHAEL (FR)
ROUXEL ALEXANDRE (FR)
ALBERGE FLORENCE (FR)
DUHAMEL PIERRE (FR)
International Classes:
H04B7/005; H04L25/02; H04L25/03; H04L27/20; (IPC1-7): H04L27/20; H04L25/02
Other References:
DE CARVALHO E ET AL: "Maximum-likelihood blind FIR multi-channel estimation with Gaussian prior for the symbols", ACOUSTICS, SPEECH, AND SIGNAL PROCESSING, 1997. ICASSP-97., 1997 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON MUNICH, GERMANY 21-24 APRIL 1997, LOS ALAMITOS, CA, USA,IEEE COMPUT. SOC, US, 21 April 1997 (1997-04-21), pages 3593 - 3596, XP010226577, ISBN: 0-8186-7919-0
ALBERGE F ET AL: "Blind identification/equalization using deterministic maximum likelihood and a partial information on the input", SIGNAL PROCESSING ADVANCES IN WIRELESS COMMUNICATIONS, 1999. SPAWC '99. 1999 2ND IEEE WORKSHOP ON ANNAPOLIS, MD, USA 9-12 MAY 1999, PISCATAWAY, NJ, USA,IEEE, US, 9 May 1999 (1999-05-09), pages 259 - 262, XP010345762, ISBN: 0-7803-5599-7
ALBERGE F; DUHAMEL P; NIKOLOVA M: "Adaptive solution for blind identification/equalization using deterministic maximum likelihood", IEEE TRANSACTIONS ON SIGNAL PROCESSING, April 2002 (2002-04-01), USA, pages 923 - 936, XP002301232
Attorney, Agent or Firm:
Guéné, Patrick (Technopole Atalante 16B, rue de Jouane, BP 90333 Rennes Cedex 7, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Procédé de réception d'un signal mis en œuvre dans un système de type SIMO (en anglais « Single Input Multiple Output », en français « entrée unique, sorties multiples ») présentant une entrée et au moins deux sorties, ledit procédé mettant en œuvre un critère de type maximum de vraisemblance permettant de minimiser une expression, dite distance contrainte, tenant compte d'une distance entre un vecteur de symboles reçus dudit signal et un vecteur obtenu par produit matriciel d'un vecteur de symboles émis correspondant et d'une matrice représentative d'un canal de transmission dudit système, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de partition dudit vecteur de symboles reçus en au moins deux sousvecteurs, et en ce que, pour chacun desdits sousvecteurs, on exprime ladite distance contrainte en fonction dudit vecteur de symboles reçus, et on soustrait à ladite distance au moins une information conditionnelle relative audit sousvecteur.
2. Procédé de réception selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'à un instant donné, lesdits au moins deux sousvecteurs comprennent un sousvecteur de symboles à estimer et au moins un sousvecteur de symboles supposés connus et en ce que ladite information conditionnelle est relative audit sousvecteur de symboles à estimer.
3. Procédé de réception selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ladite distance contrainte est exprimée en fonction d'une partition de ladite matrice de canal en sousmatrices, correspondant à ladite partition dudit vecteur de symboles reçus.
4. Procédé de réception selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que lesdits sousvecteurs de symboles supposés connus sont des sousvecteurs de symboles préalablement estimés, dits symboles passés, ou de symboles devant être prochainement estimés ou réestimés, dits symboles futurs.
5. Procédé de réception selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite distance tient compte d'un premier terme d'interférence généré par lesdits symboles futurs à travers ledit canal de transmission, appelé interférence future.
6. Procédé de réception selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite distance tient également compte d'un second terme d'interférence généré par lesdits symboles passés à travers ledit canal de transmission, appelé interférence passée.
7. Procédé de réception selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit critère de type maximum de vraisemblance s'exprime selon l'équation suivante : A"5/MO '5« ) : TpWsiMOp'uihsiMOpM' siMo)] X S/MO yPuW LΛ/J avec : Y = \ήn{Tu(hs,Mθf Tu(hs,Mo)} où : Tp(hslMO), TJhSIMO), Tj(hslMO) sont des sousmatrices de ladite matrice de canal représentative dudit canal de transmission, extraites par partition ; su est ledit sousvecteur de symboles à estimer ; sp et sf sont lesdits sousvecteurs de symboles supposés connus ; hSIMO est une réponse impulsionnelle dudit canal de transmission ; XSIMO est ledit vecteur de symbole reçu ; Km est la plus petite valeur propre de {Tu(hslMOf Tu(hSIMO)} ; " est défini comme le transposé conjugué.
8. Procédé de réception selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que ladite interférence passée s'exprime sous la forme : f(Sp AlM0 ) = Tp( HSIMθ ) Sp et en ce que ladite interférence future s'exprime sous la forme : i \Sj ,nSIM0 ) = if\ risiMθ ) ' sf.
9. Procédé de réception selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de pondération de ladite distance par une fenêtre d'oubli, permettant de tenir compte d'une évolution temporelle dudit canal de transmission.
10. Procédé de réception selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite fenêtre d'oubli est une matrice diagonale construite à partir d'un facteur d'oubli λ, et d'un facteur d'oubli A2 permettant de pondérer lesdits symboles, et est de la forme : ΛD h h V C ou λ, est le facteur d'oubli des symboles passés ; A2 est le facteur d'oubli des symboles futurs ; Kp est un entier qui dépend du nombre de symboles pris en compte pour ladite interférence passée ; Kf est un entier qui dépend du nombre de symboles pris en compte pour ladite interférence future.
11. Procédé de réception selon l'une quelconque des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que ladite fenêtre d'oubli est symétrique, de façon à pondérer de façon symétrique lesdites interférences future et passée.
12. Procédé de réception selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 1 , caractérisé en ce qu'il met en œuvre ledit critère de maximum de vraisemblance dans un sens temporel direct et dans un sens temporel inverse.
13. Procédé de réception selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une itération d'une minimisation dudit critère.
14. Procédé de réception selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que ledit système de type SIMO modélise un système utilisant une modulation de type GMSK.
15. Dispositif de réception d'un signal mis en œuvre dans un système de type SIMO (en anglais « Single Input Multiple Output », en français « entrée unique, sorties multiples ») présentant une entrée et au moins deux sorties, ledit dispositif comprenant des moyens de mise en œuvre d'un critère de type maximum de vraisemblance permettant de minimiser une expression, dite distance contrainte, tenant compte d'une distance entre un vecteur de symboles reçus dudit signal et un vecteur obtenu par produit matriciel d'un vecteur de symboles émis correspondant et d'une matrice représentative d'un canal de transmission dudit système, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de partition dudit vecteur de symboles reçus en au moins deux sousvecteurs, et en ce que, pour chacun desdits sousvecteurs, il comprend des moyens d'expression de ladite distance contrainte en fonction dudit vecteur de symboles reçus, et des moyens de soustraction à ladite distance d'au moins une information conditionnelle relative audit sousvecteur.
16. Radiotéléphone comprenant un dispositif de réception d'un signal mis en œuvre dans un système de type SIMO (en anglais « Single Input Multiple Output », en français « entrée unique, sorties multiples ») présentant une entrée et au moins deux sorties, ledit dispositif comprenant des moyens de mise en œuvre d'un critère de type maximum de vraisemblance permettant de minimiser une expression, dite distance contrainte, tenant compte d'une distance entre un vecteur de symboles reçus dudit signal et un vecteur obtenu par produit matriciel d'un vecteur de symboles émis correspondant et d'une matrice représentative d'un canal de transmission dudit système, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de partition dudit vecteur de symboles reçus en au moins deux sousvecteurs, et en ce que, pour chacun desdits sousvecteurs, il comprend des moyens d'expression de ladite distance contrainte en fonction dudit vecteur de symboles reçus, et des moyens de soustraction à ladite distance d'au moins une information conditionnelle relative audit sousvecteur.
Description:
Procédé de réception d'un signal mettant en oeuvre un critère de type maximum de vraisemblance, dispositif de réception et radiotéléphone correspondants. 1. Domaine de l'invention Le domaine de l'invention est celui des systèmes utilisant un critère de type maximum de vraisemblance (de l'anglais « Maximum Likelihood » ou ML) appliqué à un modèle de type SIMO (de l'anglais « Single Input Multiple Output » pour « Entrée Unique Sorties Multiples »). Plus précisément, l'invention concerne un procédé de réception d'un signal, mettant en œuvre un tel critère de type maximum de vraisemblance, appliqué au modèle SIMO. L'invention trouve des applications dans le domaine des radiocommunications mobiles, notamment dans les systèmes basés sur la modulation GMSK (de l'anglais « Gaussian Minimum Shift Keying » pour « déplacement minimal à filtre Gaussien ») comme les systèmes GSM (de l'anglais « Global System for Mobile communications » pour « système global de communications mobiles ») ou GPRS/EGPRS (de l'anglais « General Packet Radio Service » pour « système général de radiocommunication par paquets » ou « Enhanced GPRS », pour GPRS amélioré) utilisant les schémas de codage (« MCS 1-4 » de l'anglais « Modulation and Coding Scheme from 1 to 4 »), et particulièrement dans un environnement à haute vitesse. 2. Solutions de l'art antérieur L'estimation et l'égalisation aveugle ou semi-aveugle d'un canal de transmission se font par exemple en mettant en œuvre un critère de maximum de vraisemblance (ML), utilisant des observations statistiques pour estimer les paramètres du canal, généralement à partir d'hypothèses sur l'information a priori connue. Différentes approches de ce critère ML, se distinguant notamment par les hypothèses prises en compte, sont alors étudiées. Lorsque qu'aucune hypothèse statistique n'est supposée pour la source, le critère mis en œuvre dans le récepteur est un critère de type DML, de l'anglais « Deterministic Maximum Likelihood » pour « critère ML déterministe ». Dans ce cas, les symboles (émis par un émetteur et transmis à au moins un récepteur via un canal de transmission) et le canal de transmission sont considérés comme des variables déterministes non connues par le récepteur, et doivent êtres estimés par ce dernier. Un inconvénient de cette technique DML de l'art antérieur est qu'elle présente de faibles performances à faible rapport signal à bruit, ce qui est fréquemment le cas dans les systèmes de communications mobiles. Une seconde approche a alors été considérée, de sorte à améliorer les performances du critère DML. Il s'agit du critère de type SML, de l'anglais « Statistic Maximum Likelihood » pour « critère ML statistique », qui intègre des hypothèses sur la statistique de la source. Un inconvénient de cette technique SML de l'art antérieur est qu'elle entraîne l'apparition de minima locaux. Les autres approches de type ML envisagées se situent entre le critère de type DML et le critère de type SML. Comme ces nouvelles approches ne tiennent compte que d'une partie de l'information a priori connue, le critère ML mis en œuvre dans le récepteur est de type CML, de l'anglais « Conditional Maximum Likelihood » pour « critère ML conditionnel »,. Un exemple est le critère de type GML (de l'anglais « Gaussian Maximum Likelihood » pour « critère ML Gaussien »), dans lequel les symboles sont considérés comme des variables aléatoires, présentant une densité de probabilité donnée, différente de leur vraie densité de probabilité, mais permettant de refléter une connaissance a priori des symboles. Ce critère est présenté plus en détail par E. de Carvalho et D. T. M. Slock dans "Maximum-likelihood blind FIR multi- channel estimation with Gaussian prior for the symbols" {Acoustics, Speech, and Signal Processing, 1997. IC ASSP -97., 1997 IEEE International Conférence on, vol. 5, pp. 3593-3596, April 1997). Un inconvénient de cette technique GML de l'art antérieur est qu'elle tient compte d'une information a priori non cohérente avec la réalité. Une nouvelle approche du critère CML est encore envisagée par F. Alberge, P. Duhamel, et M. Nikolova ("Blind identification/equalization using deterministic maximum likelihood and a partial information on the input", Signal Processing Advances in Wireless Communications, 1999. SPAWC '99. 1999 2nd IEEE Workshop on). Dans cette nouvelle approche, on part d'un critère de type DML auquel on ajoute une certaine information a priori réaliste, de façon à augmenter les performances du dispositif de réception tout en contournant le problème des minima locaux, et en conservant des performances acceptables à vitesse nulle ou faible. Un inconvénient de cette technique de l'art antérieur est qu'elle présente de faibles performances à haute vitesse, et que ses performances à vitesse nulle sont inférieures à celles obtenues en utilisant un algorithme de Viterbi. Un autre inconvénient de cette technique de l'art antérieur est qu'elle présente une complexité importante, notamment dans le cas où le bloc de symboles à traiter est grand. Enfin, dans le domaine GSM, le récepteur le plus fréquemment utilisé met en œuvre un algorithme de type MLSE (de l'anglais « Maximum Likelihood Séquence Estimation » pour « estimateur de séquence ML »), encore appelé algorithme de Viterbi, afin d'estimer les symboles reçus. Cet algorithme présente des performances optimales dans un contexte à vitesse nulle. Cependant, un inconvénient majeur de l'algorithme de Viterbi est que ses performances se dégradent dans des conditions de canaux variants dans le temps, à haute vitesse. Encore un inconvénient de l'algorithme de Viterbi est que sa complexité croit de manière exponentielle avec la mémoire du canal de transmission. 3. Objectifs de l'invention L'invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur. Plus précisément, un objectif de l'invention est de fournir une technique de réception d'un signal mettant en œuvre un critère ML présentant des performances accrues par rapport aux critères ML de l'art antérieur. Un autre objectif de l'invention est de mettre en œuvre une telle technique qui présente de bonnes performances à une vitesse élevée. L'invention a aussi pour objectif de fournir une telle technique qui tienne compte d'une information a priori cohérente avec la réalité. L'invention a également pour objectif de fournir une telle technique qui soit adaptée aux systèmes de type SIMO. Encore un autre objectif de l'invention est de mettre en œuvre une telle technique qui présente des performances en taux d'erreur binaire brut améliorées par rapport à l'état de l'art, tout en proposant une solution de complexité réduite par rapport aux solutions de l'art antérieur, et notamment par rapport au critère CML envisagé par F. Alberge, P. Duhamel, et M. Nikolova dans l'article mentionné ci-dessus. 4. Caractéristiques essentielles de l'invention Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints à l'aide d'un procédé de réception d'un signal mis en œuvre dans un système de type SIMO présentant une entrée et au moins deux sorties. Le procédé met en œuvre un critère de type maximum de vraisemblance permettant de minimiser une expression, dite distance contrainte, tenant compte d'une distance entre un vecteur de symboles reçus du signal et un vecteur obtenu par produit matriciel d'un vecteur de symboles émis correspondant et d'une matrice représentative d'un canal de transmission du système. Selon l'invention, un tel procédé est caractérisé en ce qu'il comprend une étape de partition du vecteur de symboles reçus en au moins deux sous-vecteurs, et en ce que, pour chacun desdits sous-vecteurs, on exprime la distance contrainte en fonction du vecteur de symboles reçus, et on soustrait à la distance au moins une information conditionnelle relative au sous-vecteur. Ainsi, l'invention repose sur une approche tout à fait nouvelle et inventive de la réception d'un signal, mettant en œuvre un critère de type maximum de vraisemblance et une étape de partition du vecteur de symboles reçus. Pour ce faire, l'invention propose de partitionner le vecteur de symboles reçus en sous-vecteurs, et, pour chacun de ces sous-vecteurs, de soustraire une information conditionnelle relative à ce sous-vecteur à la distance entre le vecteur de symboles reçus du signal et le vecteur obtenu par produit matriciel de la matrice de canal par le vecteur de symboles émis. Selon l'invention, le critère de type maximum de vraisemblance est donc composé d'un premier terme correspondant à la distance entre le vecteur de symboles reçus du signal et le vecteur obtenu par produit matriciel d'un vecteur de symboles émis correspondant et d'une matrice représentative d'un canal de transmission du système, et d'un second terme correspondant à l'information conditionnelle, introduisant une information a priori sur les symboles émis. L'expression comprenant la soustraction de l'information conditionnelle au premier terme définit la distance contrainte, que le critère de maximum de vraisemblance permet de minimiser. De manière avantageuse, les au moins deux sous-vecteurs comprennent un sous-vecteur de symboles à estimer et au moins un sous-vecteur de symboles supposés connus, et l'information conditionnelle est relative au sous-vecteur de symboles à estimer, à un instant donné. Préférentiel lement, la distance contrainte est exprimée en fonction d'une partition de la matrice de canal en sous-matrices, correspondant à la partition du vecteur de symboles reçus. Cette partition du vecteur de symboles reçus en sous-vecteurs et de la matrice de canal en sous-matrices permet d'améliorer le conditionnement de la matrice contenant le canal équivalent au modèle SIMO, en tenant compte d'une information a priori correspondant au sous-vecteur de symboles à estimer. De manière avantageuse, les sous-vecteurs de symboles supposés connus sont des sous-vecteurs de symboles préalablement estimés, dits symboles passés, ou de symboles devant être prochainement estimés ou ré-estimés, dits symboles futurs. En effet, les symboles futurs ont déjà pu être estimés au moins une fois pour être supposés connus. Notamment, la distance tient compte d'un premier terme d'interférence généré par les symboles futurs à travers le canal de transmission, appelé interférence future. Préférenetiellement, la distance tient également compte d'un second terme d'interférence généré par les symboles passés à travers le canal de transmission, appelé interférence passée. Avantageusement, le critère de type maximum de vraisemblance s'exprime selon l'équation suivante :

J( hSlMO 'Su ) - Tp(hSIMOiUhSIMO)\Tf(hSIMO)} — X SlMO " HN LΛ/J avec : Y = Km{τu{hSIMOf -Tu(hSIMO)}

où : Tp(hSIM0), Tu(hSIM0), T/hSIMO) sont des sous-matrices de la matrice de canal représentative du canal de transmission, extraites par partition ; su est le sous-vecteur de symboles à estimer ; sp et sf sont les sous-vecteurs de symboles supposés connus ; hSiM0 est une réponse impulsionnelle du canal de transmission ; XSIM0 est le vecteur de symbole reçu ; Km est la plus petite valeur propre de \τu(hSIM0)H - Tu{hSIM0^ ; " est défini comme le transposé conjugué. Le critère de type maximum de vraisemblance permet alors de minimiser cette expression, encore appelée distance contrainte. En particulier, l 'interférence passée s'exprime sous la forme : I(sP >hSiMo) = Tp(hs/MO)- sp et l ' interférence future s'exprime sous la forme : I{sf ,hSIM0 ) = Tf{hSIM0)- sf . De façon préférentielle, le procédé de réception comprend une étape de pondération de la distance par une fenêtre d'oubli. Cette pondération des symboles permet de suivre les variations de la réponse impulsionnelle du canal de transmission dans le temps. Notamment, la fenêtre d'oubli est une matrice diagonale construite à partir d'un facteur d'oubli λ, et d'un facteur d'oubli A2 permettant de pondérer les symboles, et est de la forme :

AD = K h. h K' où λ, est le facteur d'oubli des symboles passés ; A2 est le facteur d'oubli des symboles futurs ; Kp est un entier qui dépend du nombre de symboles pris en compte pour l'interférence passée ; Kf est un entier qui dépend du nombre de symboles pris en compte pour l'interférence future. En particulier, la fenêtre d'oubli est symétrique, de façon à pondérer de façon symétrique les interférences future et passée. Cela signifie que le facteur d'oubli des symboles passés λ, et le facteur d'oubli des symboles futurs A2 sont identiques (A7=A2=A). Avantageusement, le procédé de réception met en œuvre le critère de maximum de vraisemblance dans un sens temporel direct et dans un sens temporel inverse. Autrement dit, le critère de type maximum de vraisemblance peut s'appliquer, dans le cas du GSM, à un paquet GSM en analysant le paquet du début vers la fin, ou de la fin vers le début. De manière préférentielle, Ie procédé de réception comprend au moins une itération d'une minimisation du critère. On minimise ainsi la distance contrainte. De façon avantageuse, le système de type SIMO modélise un système utilisant une modulation de type GMSK. Un système de transmission composé d'un modulateur GMSK, d'un canal de propagation linéaire et d'un démodulateur vectoriel peut être modélise par un système SIMO. Le critère de type maximum de vraisemblance de l'invention peut donc être appliqué à une telle modulation. L'invention concerne également un dispositif de réception d'un signal mis en œuvre dans un système de type SIMO présentant une entrée et au moins deux sorties. Le dispositif comprend des moyens de mise en œuvre d'un critère de type maximum de vraisemblance permettant de minimiser une expression, dite distance contrainte, tenant compte d'une distance entre un vecteur de symboles reçus du signal et un vecteur obtenu par produit matriciel d'un vecteur de symboles émis correspondant et d'une matrice représentative d'un canal de transmission du système. Selon l'invention, le dispositif comprend des moyens de partition du vecteur de symboles reçus en au moins deux sous-vecteurs, pour chacun desdits sous-vecteurs, il comprend des moyens d'expression de la distance contrainte en fonction du vecteur de symboles reçus, et des moyens de soustraction à la distance d'au moins une information conditionnelle relative au sous-vecteur. L'invention concerne encore un radiotéléphone comprenant un tel dispositif de réception 5. Liste des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : la figure 1 présente un modèle SIMO d'ordre deux ; - la figure 2 illustre l'application d'un critère CML-P selon l'invention à un paquet GSM, transmis dans un système SIMO tel que celui présenté en figure 1 ; la figure 3 présente l'influence de termes d'interférence passée et d'interférence future sur l'estimation de symboles inconnus dans un paquet GSM comme celui de la figure 2 ; la figure 4 illustre l'influence d'une fenêtre d'oubli sur l'estimation des symboles inconnus dans un paquet GSM comme celui de la figure 2 ; les figures 5A et 5B décrivent les performances comparées d'un dispositif de réception de l'art antérieur mettant en œuvre un algorithme de Viterbi, et d'un dispositif de réception selon l'invention, pour différentes valeurs d'un facteur d'oubli λ. 6. Description d'un mode de réalisation de l'invention Le principe général de l'invention repose sur la réception d'un signal, dans un système de type SIMO, mettant en œuvre un nouveau critère de type CML. Le procédé proposé comprend une étape de partition d'un vecteur de symboles reçus et d'une matrice représentative d'un canal de transmission du système SIMO en P sous-vecteurs et P sous-matrices (avec P entier supérieur ou égal à 2), de taille minimale M+l où M est l'ordre du canal. On exprime ensuite, en fonction des sous-vecteurs et des sous-matrices déterminés, la distance entre le vecteur de symboles reçus et un vecteur obtenu par produit matriciel du vecteur de symboles émis correspondant et de la matrice de canal, et on soustrait à cette distance une information conditionnelle relative à un sous-vecteur. Par souci de simplification, on se limite ici, et dans toute la suite du document, à décrire le cas particulier d'un système SIMO d'ordre deux, c'est-à- dire avec une seule entrée et deux sorties. L'Homme du Métier étendra sans difficulté cet enseignement à tous types de systèmes SIMO. On présente, en relation avec la figure 1, le schéma d'un modèle SIMO d'ordre deux, de sorte à introduire les notations utilisées dans la suite de ce document. Le vecteur 5 1 1 correspond au vecteur de symboles émis par une antenne d'émission. Dans le cas d'un système SIMO d'ordre 2, le système comprend deux voies d'émission/réception, chacune appelée « sous-canal ». Le bloc hx 12a représente alors la réponse impulsionnelle du premier sous-canal et le bloc h2 12b la réponse impulsionnelle du deuxième sous-canal. La réponse impulsionnelle du canal complet, correspondant à la réponse impulsionnelle du canal équivalent au modèle SIMO, est alors définie par hslMO 12 ( hSIM0 ≡ \hx h2 J). On désigne par X1 13a le vecteur de symboles reçus via le sous-canal hx 12a et par X2 13b le vecteur de symboles reçus via le sous-canal h2 12b. Le vecteur de symboles reçus complet, correspondant au vecteur de symboles reçus via le canal équivalent au modèle SIMO (hSIM0 12 ) est alors défini par le vecteur XS1MO 13. Ainsi, les notations précédentes hsmo et XSIM0 pourront être conservées et adaptées au cas d'un système SIMO d'ordre supérieur à 2. Avec les notations introduites en présentation de la figure 1, on obtient l'équation de filtrage suivante : XslMO = T(hSIMO)- s où T(hS[MO) est une matrice de Sylvester contenant le canal équivalent au modèle SIMO : "SIMO 0 . . . 0 0 "SlMO • 7 \ h SlM0 ) = * 0 0 0 "-S1M0 Le procédé de réception met en œuvre un critère de type maximum de vraisemblance ML permettant de minimiser la distance entre un vecteur de symboles reçus XSIM0 et un vecteur obtenu par produit matriciel de la matrice T(hSIM0)) représentative du canal de transmission du système et du vecteur de symboles émis s. Le critère SIMO-ML s'écrit donc sous la forme suivante : l|2 hlL^SIMO '5> = \\T(hSIM0 ) - S ~ X SlMO \ Plus précisément, l'invention se base sur le critère CML envisagé par F. Alberge, P. Duhamel, et M. Nikolova, tenant compte de certaines informations a priori et cherchant un compromis entre les performances et l'apparition de minima locaux. Il s'agit donc d'un critère ML conditionnel, encore appelé SIMO- CML. Dans ce critère, les symboles sont considérés comme des variables aléatoires, présentant une densité de probabilité permettant de refléter une connaissance a priori des symboles : JcML(hsmo>s) = \\τ(hSIMOys- xSIMot - y\\st avec : s <≡ [-1,+ I] ; Y - K,{nhslMOf -T{hSIMO)) ; " I i défini comme le transposé conjugué ; λmin est la plus petite valeur propre de {T(hSIMOf -T(hslMO)}. Le paramètre γ permet de pondérer la quantité d'information a priori connue. Ce paramètre γ joue donc un rôle important dans les performances et dépend du conditionnement de la matrice de canal. Notamment, les performances sont meilleures lorsque la valeur propre λmin est grande. Le calcul de la valeur propre λmm, non détaillé dans ce document, peut être effectué de façon approximative à partir d'algorithmes simplifiés bien connus de l'Homme du Métier. L'invention propose une nouvelle approche du critère CML, comprenant une partition du vecteur de symboles reçus en sous-vecteurs, qui entraîne une partition de la matrice de canal en sous-matrices. En effet, pour améliorer le conditionnement de la matrice contenant le canal équivalent au modèle SIMO, on peut soit augmenter la diversité du système SIMO, solution relativement complexe, soit modifier la taille et/ou la forme de la matrice. L'invention propose alors une nouvelle forme du critère CML, tenant compte de certaines informations a priori et de la partition du vecteur de symboles reçus, que l'on appelle critère « CML-P ». Cette partition permet notamment d'obtenir une valeur propre λmin plus grande, puisque si T\ et Ti sont deux sous-matrices de la matrice T telles que T = [T1 T2], alors ^in ≤ /^1n et ^tam ≤ ^tain- C"n augmente donc la valeur du paramètre γ , et on améliore ainsi les performances. Les meilleures performances sont alors obtenues lorsque le vecteur de symboles reçus et la matrice de canal sont partitionnés en un nombre important de sous-vecteurs et de sous-matrices, puisque plus le nombre de partitions est important, plus λmm est grande, et plus la valeur du paramètre y est importante. Avantageusement, la matrice est partitionnée verticalement en deux sous- matrices principales : la première correspond aux symboles estimés, encore appelés symboles supposés connus, et la seconde aux symboles inconnus, encore appelés symboles à estimer. La sous-matrice correspondant aux symboles à estimer est ensuite partitionnée en petites matrices de taille (nombre de colonnes) égale à la longueur de contrainte du canal. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, la matrice de canal est divisée en trois sous-matrices, et le vecteur de symboles reçus en trois sous- vecteurs : une première sous-matrice, notée TJhSIM0), correspond au sous-vecteur de symboles à estimer, notés su, une seconde sous-matrice notée Tp(hslM0) correspond au sous-vecteur de symboles passés supposés connus, notés sp, et une troisième sous-matrice notée T/hSIM0) correspond au sous-vecteur de symboles futurs supposés connus, notés sf. Le critère CML-P peut alors s'écrire sous la forme suivante : l|2 J CML-pyh-SIMO >Sιι ) ~ \T(hS,Mθ ) - * - XSIMθ\\ - V h S. l|2 TPi hS,MO )\Tu(hS,M0 )|r/( hS,M0 )] " - X SlMO - yKW LΛ/J

= \\Tu(hSIM0 ) ' Su - (XS,M0 ~ TPihSIM0 ) ' Sp ~ T/(hSIMO ) * Sf f " Y ' Wf = \\τu(hSIMO)-stl - (XSIMO - I(sp;hSIM0)- I(sf\hSIM0))f - y Wf

avec γ = Kιn{UhSIMOf -Tu(hSIM0)}

Le terme -y - |.sj permet de construire un critère JCML P convexe, et donc de réduire les problèmes des minima locaux, en considérant des critères convexes pour chaque critère partiel ne dépendant que d'un sous-vecteur de symboles à estimer su. On remarque que la distance tient compte d'un premier terme d'interférence lié aux symboles futurs supposés connus à travers le canal hSIM0, appelé interférence future I(sf ;hslM0) et d'un second terme d'interférence généré par les symboles passés supposés connus, appelé interférence passée I(sp;hslM0). Comme Tu(hSIMO), T/hSIM0), Tp(hsmo) sont des sous-matrices de la matrice T(hSIM0), on a ^1n ≤ λ£"in. Par conséquent, la matrice est mieux conditionnée (λmιn est plus grand), le paramètre y augmente et les performances sont améliorées. Finalement, par rapport au critère CML sur lequel se base la technique proposée (envisagé par F. Alberge, P. Duhamel, et M. Nikolova), l'invention permet la partition de la matrice contenant le canal équivalent au modèle SIMO, ce qui permet d'augmenter la quantité d'information a priori introduite dans le critère, la valeur λmm étant liée à la quantité d'information a priori. On présente en relation avec la figure 2 l'application du critère CML-P à un paquet GSM. Dans ce mode de réalisation, le dispositif de réception est supposé statique, c'est-à-dire que la vitesse de ce dispositif (par exemple situé sur un mobile), par rapport à l'antenne émettrice (par exemple une station de base) est nulle ou pratiquement nulle. Ceci implique que la réponse impulsionnelle du canal est pratiquement identique pendant toute la transmission d'un paquet GSM. A un instant donné, le paquet GSM comprend un sous-vecteur de symboles à estimer su, un sous-vecteur de symboles futurs supposés connus s(, et un sous-vecteur de symboles passés supposés connus sp. La matrice contenant le canal équivalent au modèle SIMO est avantageusement partitionnée verticalement en sous-matrices, et la taille de la sous-matrice correspondant aux symboles à estimer est égale à la longueur de contrainte du canal. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, le paquet GSM est divisé en au moins une portion 21 , chaque portion comprenant à un instant donné les sous-vecteurs su, sf, et sp. Les symboles du paquet GSM qui ne sont pas compris dans la portion 21 n'appartiennent ni au sous-vecteur su, ni au sous- vecteur sf, ni au sous- vecteur sp à cet instant donné. Le sous-vecteur des symboles à estimer se déplace à l'arrivée de chaque nouveau symbole, et un index temporel t s'incrémente. Ainsi le paquet GSM est parcouru entièrement, et tous les symboles du paquet GSM appartiennent à un moment donné au sous-vecteur de symboles futurs supposés connus s{, puis au sous-vecteur de symboles passés supposés connus sp. A la première itération, on détermine le sous-vecteur de symboles à estimer su à partir du sous-vecteur de symboles passés supposés connus sp. Aux itérations suivantes, on détermine donc le sous-vecteur de symboles à estimer sa à partir du sous-vecteur de symboles futurs supposés connus st (estimés lors des itérations précédentes) et du sous-vecteur de symboles passés supposés connus sp. Les symboles à estimer su, supposés par conséquent inconnus, sont considérés comme les variables du critère CML-P. Les autres symboles sf et sp sont considérés comme correctement estimés et donc connus du critère CML-P, l'estimation ayant été réalisée à une itération antérieure. Comme illustré en figure 3, le critère CML-P utilise ces symboles correctement estimés par l'intermédiaire des termes d'interférence passée I(sp;hSIM0 ) et future I(sf ;hSIM0 ), où : Ksp ,hs,MO) = τP{ hsiMo Y SP I(Sf ,nsιM0 ) = '/{"SIMO ) ' Sf Ainsi, à l'arrivée d'un nouveau symbole, une nouvelle estimation (hSIMO ;sa) a lieu, tenant compte de toute l'interférence (passée et future). Les interférences retranchées passée I(sp;hSIM0) et future I(sf;hSIM0) permettent donc un meilleur usage des symboles déjà estimés. Selon une variante de réalisation de l'invention, on considère que le dispositif de réception n'est plus statique, c'est-à-dire qu'il existe une certaine vitesse entre ce dispositif (par exemple situé sur un mobile) et l'antenne émettrice (par exemple une station de base). Dans ce cas, la réponse impulsionnelle du canal varie dans le temps, notamment pendant la transmission d'un paquet GSM. Pour prendre en compte ce nouveau paramètre, un facteur d'oubli λ est introduit dans le critère CML-P. Ce facteur d'oubli λ sert à pondérer les symboles, pour pouvoir suivre les variations de la réponse impulsionnelle du canal dans le temps. Il peut être différent pour les symboles passés et les symboles futurs. Il est par exemple calculé en fonction de la vitesse de déplacement, et est égal à 1 lorsque cette vitesse est nulle ou quasi-nulle. Le facteur d'oubli λ s'exprime sous la forme d'une matrice diagonale, appelée « fenêtre d'oubli ». Dans le cas où la pondération des symboles passés est différente de la pondération des symboles futurs, la fenêtre d'oubli s'exprime sous la forme suivante :

ΛD = K h X V h. où Kp et Kf sont des entiers et dépendent de la taille du sous-vecteur de symboles à estimer et du nombre de symboles respectivement pris en compte pour l'interférence passée et pour l'interférence future ; et où λ, est le facteur d'oubli des symboles passés et X2 le facteur d'oubli des symboles futurs. Par souci de simplification, on se limite ici, et dans toute la suite du document, à décrire le cas particulier où le facteur d'oubli X, des symboles passés est identique au facteur d'oubli X2 des symboles futurs (X1 = X2 = λ). L'Homme du Métier étendra sans difficulté cet enseignement et ces équations au cas où les facteurs d'oubli X1 et X2 ne sont pas identiques. En tenant compte du facteur d'oubli λ, le critère CML-P s'écrit sous la forme : ^-P(V/O Λ>λ) = |ΛD] {T(hs/Moy s- XSIMO}j - γ - \\su

JcML-p(hsmo Λ >λ) = [Λ° ]" 2{Tu(hslM0 )- su - (XslMO - I(sp;hSIMo ) " r(s/ΑiMo ))} - / " Ik

Si la vitesse est nulle, ou quasi-nulle, le facteur d'oubli λ est égal à 1 et on retrouve le critère CML-P présenté précédemment. Comme présenté en figure 4, la fenêtre d'oubli ΛD tient compte à la fois des symboles passés et des symboles futurs, en appliquant le facteur d'oubli λ, pour l'interférence passée et le facteur d'oubli X2 l'interférence future. Le fait de prendre le même facteur λ des deux côtés permet de pondérer de façon symétrique les deux interférences, et donc de considérer le même critère dans les deux sens temporels, à savoir Ie sens direct et le sens inverse, c'est-à-dire en partant de la fin d'un paquet GSM pour aller vers le début. En effet, si on considère N le nombre de symboles reçus, M l'ordre du canal (donc M+l la longueur de contrainte) et L le nombre d'observations par symbole en réception (L=2), on a, pour n entier relatif représentant un index temporel : le vecteur de symboles émis : sM+N ≡ [<n),n = -M...0...N - l]T ; le modèle SlMO équivalent de la réponse impulsionnelle du canal : /.,.[κr...κr]7;

le modèle SIMO équivalent du vecteur de symboles reçus : XN ≡ [AOUSm-AN - \),...xL(N - I)J ;

alors le critère CML-P peut s'écrire sous la forme :

Si on parcourt Ie critère dans le sens temporel inverse, on peut écrire : sMR+N ≡ [sR(n),n = O...N - l...N + M - [J

ΉKΓ-KΓΓ [*Rl(0)r.. y (θ),...^Λ (yv - i),...x R' (N- I)]1

d'où sR(n) ≡ s( N - l - n), et le critère CML-P peut s'écrire sous la forme : J J CRML-P (\hnR >sΛ«)/ -~ \ ψ\τN, (hR)- sR - XRf - v\\s ,R\\2 M+N\n > SM+N ΛN\\ Y ψ

On obtient donc le même critère, que ce soit dans le sens temporel direct ou inverse, grâce à l'utilisation d'une fenêtre d'oubli ΛD avec pondération symétrique. Le même critère CML-P utilisé dans les deux sens engendre une convergence plus rapide, la minimisation pouvant être itérée : chaque nouvelle itération conduit bien à une diminution du critère. On présente désormais, en relation avec les figures 5A et 5B, les performances comparées d'un dispositif de réception de l'art antérieur mettant en œuvre un algorithme de Viterbi, et d'un dispositif de réception selon l'invention, pour différentes valeurs du facteur d'oubli λ. Plus précisément, on présente en figure 5 A les performances obtenues lorsque la réponse impulsionnelle du canal varie peu dans le temps, par exemple lorsque la vitesse du dispositif de réception (par exemple situé sur un mobile), par rapport à l'antenne émettrice (par exemple une station de base) est nulle ou pratiquement nulle. On peut remarquer que les performances obtenues avec le dispositif de réception de l'invention basée sur le critère CML-P sont équivalentes aux performances obtenues en utilisant un algorithme de Viterbi, dans un contexte statique. On n'observe pas de dégradation des performances selon le choix du facteur d'oubli (λ=l ou λ=0,99). Il est bien entendu que différentes valeurs du paramètre λ peuvent être envisagées, le facteur d'oubli dépendant de la vitesse du dispositif de réception (terminal mobile par exemple). L'algorithme de Viterbi, bien connu de l'Homme du Métier pour ses performances en canal statique, est utilisé dans la majorité des récepteurs GSM. Néanmoins, ses performances se dégradent dans des conditions de canaux variants dans le temps, à haute vitesse particulièrement. On présente ainsi en figure 5B les performances obtenues lorsque la réponse impulsionnelle du canal varie dans le temps, par exemple lorsqu'il existe une certaine vitesse entre le dispositif de réception (par exemple situé sur un mobile) et l'antenne émettrice (par exemple une station de base). Dans le cas présenté, le système SIMO se situe dans un environnement à haute vitesse (vitesse v=300km/h et fréquence porteuse fc=1800MHz). On observe alors des performances obtenues avec le dispositif de réception de l'invention nettement supérieures à celles obtenues en utilisant un algorithme de Viterbi. En effet, dans cet exemple où le facteur d'oubli est choisi égal à 0,99, on observe un gain d'environ 5dB entre la courbe de référence, qui correspond au récepteur utilisant un algorithme de Viterbi, et la courbe présentant un facteur d'oubli λ de 0,99, correspondant au récepteur selon l'invention, lorsque le taux d'erreur binaire brut RBER (de l'anglais « Raw Bit Error Rate ») cible est de 7,5.102. L'invention améliore donc les performances à vitesse élevée, tout en conservant de bonnes performances à vitesse nulle ou quasi-nulle. L'invention présente également des performances accrues dans un mode de mise en œuvre particulier du système SIMO, dans lequel le signal émis est sur¬ échantillonné, de sorte à augmenter la diversité temporelle. L'invention peut également s'appliquer dans les cas où l'utilisation d'un algorithme de Viterbi est trop complexe, notamment lorsque la longueur du canal estimé augmente. Par ailleurs, l'utilisation d'un tel critère CML-P se révèle particulièrement avantageuse dans tout système basé sur la modulation GMSK, comme les systèmes GSM ou GPRS/EGPRS utilisant les schémas de codage de 1 à 4, grâce à ces bonnes performances en environnement à haute vitesse.