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WO2016102556A1 - Systeme de communication multi-antennes a faible complexite et procede associe - Google Patents

Systeme de communication multi-antennes a faible complexite et procede associe Download PDF

Info

Publication number
WO2016102556A1
WO2016102556A1 PCT/EP2015/080955 EP2015080955W WO2016102556A1 WO 2016102556 A1 WO2016102556 A1 WO 2016102556A1 EP 2015080955 W EP2015080955 W EP 2015080955W WO 2016102556 A1 WO2016102556 A1 WO 2016102556A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
antennas
equipment
antenna
switching
communication system
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/080955
Other languages
English (en)
Inventor
François Pipon
Original Assignee
Thales
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thales filed Critical Thales
Priority to SG11201705129SA priority Critical patent/SG11201705129SA/en
Priority to EP15820144.2A priority patent/EP3238350A1/fr
Publication of WO2016102556A1 publication Critical patent/WO2016102556A1/fr

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
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    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0602—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using antenna switching
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    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0802—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection
    • H04B7/0822—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using antenna selection according to predefined selection scheme
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0602—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using antenna switching
    • H04B7/0604—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using antenna switching with predefined switching scheme
    • H04B7/0606—Random or pseudo-random switching scheme

Definitions

  • the invention lies in the field of radiocommunications, and more particularly in the field of radiocommunications for multi-antenna systems.
  • the invention finds particular applications in the field of military radio communications.
  • an electromagnetic wave When propagating in free space, an electromagnetic wave may be reflected in the propagation environment, with the result that it will reach the receiver through multiple paths, each having power levels and timing. different spread.
  • the recombination of these different paths can lead to signal fading phenomena which affect the performance of the communications.
  • the fading follows a so-called "Rayleigh” attenuation law
  • the loss may be of the order of 20 to 30 dB depending on the desired level of performance.
  • This diversity can be obtained in the time domain, frequency or space.
  • the diversity is obtained by coding and interleaving the message to be transmitted on several levels, each of bearings being transmitted on different carrier frequencies. This is the principle of frequency evasion, or EVF.
  • the frequency resource may be rare for some applications. This is the case for example for tactical applications made in the frequency band UHF (acronym for Ultra High Frequency), particularly used.
  • the jump band required to obtain frequency diversity can be very wide, and require the use of very broad band equipment posing significant constraints (constraints of linearity, cost, compactness). This is the case for example for ground-air applications where the necessary bandwidths may exceed 1 GHz.
  • the diversity is obtained by using several antennas on transmission and / or reception, as opposed to the general case comprising a transmitting antenna and a receiving antenna, called SISO case (English term for Single Input Single Output).
  • the processing to be performed consists in transmitting the signal on all the antennas using a coding spatio-temporal.
  • Reception equipment uses this spatio-temporal coding to discriminate the signals coming from each of the emission antennas, and recombines them in phase.
  • MIMO case English term for Multiple Input Multiple Output
  • SIMO case Single Input Multiple Output
  • the exploitation of the antenna diversity has a cost in terms of hardware architecture, the addition of an additional antenna requiring the addition of an additional radio channel in the equipment, which is incompatible with constraints. small footprint.
  • This alternative requires the implementation of a signaling dedicated to the transmission of the quality of the propagation channel. It also requires specific time slots for estimating the propagation channel between each of the antennas of the base station and each of the mobile terminals. This solution therefore introduces a certain latency when selecting the antenna used on the base station, resulting in non-optimal performance in the face of a rapidly varying propagation channel.
  • receivers are known, for example in the European patent applications EP 1458120 A2 or EP 155767 A1, comprising several antennas, the choice of the antenna being made as a function of measurements of the quality of the signal on each antenna.
  • the invention proposes a communication system and a method for exploiting the antenna diversity by using several transmit antennas and / or several receive antennas, for which the additional constraints in terms of hardware architecture and computing powers are low.
  • the invention proposes to add to equipment dedicated to mono-antenna communications a switching device connected to several antennas, and alternately use each of the transmit and receive antennas. In this way, the communication will benefit from antenna diversity without requiring adaptations of the waveform, or changes in the architecture of the equipment.
  • the invention is compatible with all types of waveforms using stepwise transmission of the data, and all the multiple antenna patterns.
  • the invention therefore consists of a communication system comprising two remote radio equipment able to exchange data, said communication being based on a waveform transmitted in steps, at least one of said radio equipment having at least two antennas.
  • the system is characterized in that said or each said radio equipment having at least two antennas comprises:
  • An antenna switching means configured to select for each landing one of said antennas according to at least one deterministic switching law, and A means for controlling said antenna switching means.
  • said antenna selection law travels all pairs of transmit / receive antennas in a statistically uniform manner.
  • said switching means comprises a first switching law for selecting an antenna when the equipment is used in transmission, and a second switching law for selecting an antenna when the equipment is used in reception.
  • said control means is configured to indicate to said switching means a transmission / reception state of the equipment and the beginning of an interval between two stages.
  • said data is encoded and interleaved over a plurality of steps of the waveform.
  • each radio equipment having at least two antennas contains only one transmission radio channel and / or a single reception radio channel that can be selectively connected to said antennas by said antenna switching means.
  • said antennas of each radio equipment having at least two antennas are spaced apart by a difference greater than ⁇ / 2, where ⁇ is the wavelength related to the frequency of program.
  • said antennas of each radio equipment having at least two antennas have different polarizations.
  • the antennas used on each radio equipment having at least two antennas have substantially identical radiation patterns.
  • the waveform further implements a frequency evasion mechanism.
  • said switching means is adapted to, on transmission, selectively connect said antennas to a single transmitting radio channel, and upon reception, connecting said antennas to respective receiving radio channels.
  • said switching means is adapted to, on transmission, connect said antennas to respective transmit radio channels, and on reception, selectively connect said antennas to a single receive radio channel.
  • the invention also consists of a communication method implemented in a radio equipment unit comprising at least two antennas belonging to a communication system between two remote radio equipment that can exchange data, said communication being based on a transmitted waveform in steps, characterized in that the equipment comprises an antenna switching means according to at least one deterministic switching law, and a control means, and that it comprises, for each step, the steps of:
  • the equipment comprises a first switching law used for transmission, and a second switching law used for reception, the method further comprising the steps of:
  • the communication method further comprises a preliminary programming step of at least one switching law. This step does not have to be performed for each level, and can be done during the initialization of the equipment, or at predetermined times.
  • FIG. 1 shows transmission equipment and reception equipment using state-of-the-art antenna diversity
  • FIG. 2 shows an embodiment of a transmission equipment and a reception equipment according to the invention
  • Figure 3 shows a time diagram of an example of the switching of the antennas of a transmitting equipment and a receiving equipment
  • FIG. 5 shows an embodiment of an equipment implementing the transmission according to the invention, and the reception according to a SIMO mechanism
  • FIG. 6 illustrates a communication method according to the invention.
  • Figure 1 shows a transmission equipment 100 and a reception equipment 150 using the antenna diversity according to the state of the art.
  • the transmission equipment has three antennas, and the receiving equipment has two antennas.
  • Each of the devices contains a device 101 and 151 carrying out all the baseband processing.
  • These treatments are the independent processing of the number of antennas 102 and 152 relating to the network layer, the data link layer, and the physical layer.
  • the physical layer processing includes the channel coding and data interleaving steps.
  • the transmission equipment having the possibility of transmitting on three antennas, spatio-temporal coding baseband processing 103 data making it possible to exploit the antenna diversity will be realized, so as to generate three signals in a band. basic.
  • These three baseband signals will each be transmitted to a transmission radio channel 1 1 1, 1 12 and 1 13, whose role is to perform the transposition on carrier frequency.
  • Each of the carrier frequency signals will then be transmitted by an antenna 121, 122 and 123 dedicated to the radio channel.
  • the receiving equipment receives the signal on each of its two antennas 171 and 172, each of the signals being subsequently transposed into baseband by a dedicated receive radio channel 61 and 162.
  • the baseband processing device 151 will then perform the recombination 153 of the two signals.
  • This recombination comprises the estimation of the propagation channel of the signal received on each of the radio channels, as well as their resynchronization in time and in phase.
  • Figure 2 shows an embodiment of a transmission equipment 200 and a reception equipment 250 using the antenna diversity according to the invention.
  • the transmission equipment has three antennas and the receiving equipment has two antennas.
  • the antennas are substantially identical, in particular their radiation diagrams are similar, and operate in the same frequency bands. They are differentiated only by their geographical location and / or their type of polarization.
  • This embodiment is generalizable to all antenna configurations in which at least one of the two devices comprises two or more antennas.
  • the transmitting equipment comprises a device 201 performing all the baseband processing. These processes include network layer, data link layer, and physical layer processing, particularly channel coding and data interleaving.
  • the baseband signal is then transmitted to a single transmit radio channel 21 1, whose role is to transpose the baseband signal to a carrier frequency.
  • the carrier frequency signal is transmitted to an antenna switching means 230, having one input and three outputs.
  • the antenna switching means makes it possible to select the antenna on which the signal will be transmitted. This antenna selection is made according to a preprogrammed switching law, the switching time being determined by a control means 240.
  • the control means 240 delivers to the switching means information indicating whether the equipment is used in transmission or reception, as well as a signal indicating the times at which the antenna changes must occur.
  • the control means is connected to the device 201.
  • the antenna switching means 230 may be implemented inside a device, in the case of the modification of an existing station or the design of a new station, or disposed as an interface between the radio station and the antennas.
  • the receiving equipment performs the mirror operations of those performed by the transmitting equipment.
  • the antenna switching means has two inputs and one output, and follows a preprogrammed law for switching the receiving antenna.
  • the switching time is determined by a control means 290.
  • This control means delivers to the switching means information indicating whether the equipment is used in transmission or reception, as well as a signal indicating the times at which the antenna changes must occur.
  • the control means is connected to the device 251.
  • the signal transmitted by the switching means is transposed into baseband by a single receive radio channel 261.
  • the invention applies to wireless communications using step-transmitted waveforms.
  • these waveforms perform a first channel coding phase of the packet.
  • the purpose of the channel coding, or error correction code, is to provide redundancy to the transmitted data, in order to correct any errors related to the transmission.
  • the encoded data is then interleaved and transmitted over a plurality of consecutive steps.
  • the purpose of the interleaving step is to distribute the errors from the different levels. If one of the stages is lost, then the errors are distributed over all the coded data, and not in a series of consecutive errors.
  • This interleaving step is not necessary in the case of using a bulk error correction code, such as for example a turbo code or an LDPC code, the latter having, by construction, an interleaving mechanism. internal.
  • This type of transmission is generally used to implement frequency evasion mechanisms, the bearings being transmitted on a set of carrier frequencies, in order to bring frequency diversity, to increase the resistance to interference, and to make more complex the interception of the transmission.
  • the bearings are then spaced by inter-bearing times necessary to achieve the carrier frequency change equipment.
  • the invention relies on such a stepped waveform structure, modifying the pair of antennas used for the transmitting equipment and the receiving equipment at each step, and using the times between bearings to switch.
  • the communication system traverses all possible combinations of antennas in a statistically uniform manner. Since the data are interleaved and encoded on the different levels, if one of the pairs of antennas has unfavorable propagation conditions, the antenna diversity provided by the invention, associated with the error correcting code, will make it possible to recover the data packet transmitted.
  • the switching system comprises more than two members, it can be complex to determine for each of the equipment a law to browse all combinations of antennas of all equipment.
  • One solution to this problem is to configure each of the devices with two switching laws: a first law used during the transmission of messages, and a second law used when receiving messages.
  • the invention applies to all waveforms using a stepwise transmission structure, provided that the inter-bearing time is compatible with the time required for antenna switching.
  • the equipment used for transmission or reception transmits by means of antenna switching information indicating whether the equipment is used in transmission or reception, associated with a signal indicating the time to be switched.
  • the switching means selects the appropriate switching law, and the antenna to be used for the next level. It then performs antenna switching.
  • the time required for the transmission of information, the selection of the switching law, and the implementation of the switching must be less than the inter-step time.
  • Figure 3 shows a timing diagram of an example of the switching of the antennas during a communication between a transmission equipment having three antennas, and a reception equipment having 2 antennas.
  • Line 310 represents the periods corresponding to a level 31 1, and the periods corresponding to an inter-level 312.
  • Line 320 represents the antenna selected in a transmitting equipment having three antennas, named 1, 2 and 3.
  • Line 330 represents the antenna selected in a receiving equipment having two antennas, named A and B.
  • Antenna switching is performed during inter-plateau times and is effective before the end of these inter-levels.
  • the transmitting and receiving equipment is configured to follow switching laws to cyclically traverse all pairs of antennas.
  • This switching law is configurable and deterministic, the antenna switching being controlled by a law and not performed from parameters specific to the reception of the signal, such as a power measurement received on each of the antennas.
  • the antenna switching law for the receiving equipment follows the sequence (1, 2, M).
  • the antenna switching law for the transmitting equipment follows the sequence (1, 2, ..., N).
  • the antenna switching law for the transmitting equipment follows the sequence (1, 2, N), and
  • the antenna switching law for the transmitting equipment follows the sequence (1, 2, N), and
  • the antenna switching law for the transmitting equipment follows the sequence (1, 2, N), and
  • the antenna switching law for the receiving equipment follows a random law, or pseudo random.
  • the two devices can use random or pseudorandom antenna switching laws, so as to maximize use of different antenna pairs.
  • Figure 4 gives two examples of antenna switching laws.
  • the transmission equipment comprises three antennas
  • the reception equipment comprises two antennas.
  • the transmission equipment follows the sequence (1, 2, 3) cyclically, while the reception equipment follows the sequence (1, 2) in such a way that cyclic.
  • the transmitting equipment and the receiving equipment each comprise three antennas.
  • the transmission equipment follows the sequence (1, 2, 3) cyclically while the reception equipment follows the sequence (1, 2, 3, 2, 3, 1, 3, 1, 2).
  • the performance of the system depends on the antenna diversity and therefore the antenna array used, the antennas of the same equipment having substantially equivalent characteristics (gain, radiation pattern, wavelength).
  • Antenna diversity can be achieved in two ways:
  • Spatial diversity antennas are arranged in different places in space. The optimization of the antenna network depends on the type of application. The rules to obtain a good compromise between congestion of the antennal network and spatial diversity are as follows:
  • the antennas are arranged in a horizontal plane, respecting a minimum spacing between them of the order of ⁇ / 2 for a station at ground level and of the order of 5. ⁇ to 10 .A for a station located on a high point, such as a building, ⁇ being the wavelength related to the central frequency used for transmission.
  • the antennas are co-located, and are sensitive to two different types of polarization.
  • the antenna array may for example consist of two orthogonal cross-frame antennas, or two orthogonal dipoles (vertical and horizontal or +/- 45 °).
  • the antenna array used can also combine the two types of diversity, for example two co-located sensors of two polarization diversity antennas, located at two points in the space, thus making it possible to obtain four antennas.
  • the communication system according to the invention can be used in conjunction with a frequency evasion mechanism.
  • a frequency evasion mechanism Such an implementation makes it possible to simultaneously exploit the frequency diversity and the antenna diversity, and thus to improve the overall performances.
  • FIG. 5 illustrates an embodiment of a device according to the invention enabling it to also exploit SIMO processing capabilities.
  • the equipment 500 comprises two antennas 521 and 522, a transmission radio channel 51 1 and two reception channels 512 and 513.
  • the switching means 540 consists of three multiplexers 541, 542 and 543, making it possible to switch the antennas so that:
  • the equipment uses the device according to the invention to switch selectively between the different antennas for each of the levels of the waveform
  • the equipment uses the two reception antennas connected to two respective reception chains, before carrying out the recombination process 153 of the baseband signals.
  • the number of frequencies used for frequency evasion can be divided by the number of antennas for identical performances.
  • the invention applies equally for equipment comprising N antennas, N transmission chains and a single reception chain, and performing MISO processing, the invention then applying when the equipment is used in reception.
  • the invention also addresses a method of exploiting the antenna diversity intended to be implemented on a transmission or reception equipment in a system according to the invention.
  • the method consists of various software steps executed by a reprogrammable calculation machine (a processor or a microcontroller for example) or by a dedicated computing machine (for example a set of logic gates such as an FPGA or an ASIC, or any other hardware module), controlling a hardware means for switching an antenna.
  • a reprogrammable calculation machine a processor or a microcontroller for example
  • a dedicated computing machine for example a set of logic gates such as an FPGA or an ASIC, or any other hardware module
  • the method can be implemented in the control and switching means, or directly in the equipment radio.
  • the antenna switching means 230 and 280 may consist of a multiplexer or switching electrical circuit associated with a dedicated computing machine programmed to select an antenna according to a switching law.
  • the control means 240 and 290 then consist of a logic making it possible to interpret signals coming from the equipment indicating the state of transmission / reception of the equipment and to deliver start times of an inter -from a clock or a signal delivered by the equipment, and retransmit them to the switching means.
  • control of the switching means and execution of the commutation law can be performed by the calculation machine in charge of baseband processing.
  • Figure 6 illustrates a communication method according to the invention.
  • the method consists of a first step 600, executed at the initialization of the equipment, for programming an antenna switching law.
  • step 600 includes the programming of these two laws.
  • the method then performs a second step 601, carried out by the control means, sending to the switching means a switching instant, the end of a transmission stage, or the beginning of an interpalier.
  • the switching means is configured to execute a first transmit switching law and a second receive switching law
  • the method then comprises a third step 602 of sending to the switching means a state of use of the equipment (transmission or reception).
  • a fourth step 603 for selecting a switching law as a function of the transmission / reception state of the equipment is then performed, prior to a fifth antenna selection step 604, using the selected commutation law. .
  • the switching means performs a sixth step 605 for switching the antenna used for transmitting the next level.
  • the communication system, and the associated method thus makes it possible to exploit the antenna diversity of a transmission while preserving the processing complexity and the radio architecture of a single-channel station.
  • the solution achieves the performance of frequency evasion by using a reduced number of frequencies (divided by N * M). Management of frequency evasion is simplified.
  • the solution can improve the performance of a frequency evasion system.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

Système de communication comprenant deux équipements radio distants (200 et 250) pouvant échanger des données, ladite communication s'appuyant sur une forme d'onde transmise par paliers, au moins l'un desdits équipements radio comptant au moins deux antennes (221, 222, 223), caractérisé en ce que ledit ou chaque ledit équipement radio comptant au moins deux antennes comprend : • un moyen de commutation d'antenne (230) configuré pour sélectionner une desdites antennes selon au moins une loi de commutation, et • un moyen de pilotage (240) dudit moyen de commutation d'antenne. Procédé associé mis en œuvre sur un desdits équipements comptant au moins deux antennes.

Description

SYSTEME DE COMMUNICATION MULTI-ANTENNES A FAIBLE COMPLEXITE ET PROCEDE ASSOCIE
L'invention se situe dans le domaine des radiocommunications, et plus particulièrement dans le domaine des radiocommunications pour des systèmes multi-antennes.
L'invention trouve notamment des applications dans le domaine des radiocommunications militaires.
Lors de sa propagation en espace libre, une onde électromagnétique peut être soumise à des réflexions dans l'environnement de propagation, ayant pour conséquence qu'elle parviendra au récepteur par le biais de multiples trajets, ayant chacun des niveaux de puissance et des temps de propagation différents.
La recombinaison de ces différents trajets peut entraîner des phénomènes d'évanouissements du signal qui affectent les performances des communications. Par exemple, lorsque l'évanouissement suit une loi d'atténuation dite de « Rayleigh », la perte peut-être de l'ordre de 20 à 30 dB suivant le niveau de performances visé.
Pour lutter contre ces phénomènes d'évanouissement du signal, il est connu d'apporter de la diversité au canal de propagation. Cette diversité peut être obtenue dans le domaine temporel, fréquentiel ou spatial.
Dans le domaine temporel, la diversité est obtenue en entrelaçant les données sur une durée importante.
Cependant, l'utilisation d'une longue période d'entrelacement entraine une augmentation de la latence de transmission des messages. De plus, si l'émetteur et le récepteur sont immobiles, le canal de propagation ne varie pas au cours du temps, et la diversité temporelle ne résout pas les problèmes de propagation.
Dans le domaine fréquentiel, la diversité est obtenue en codant et en entrelaçant le message à transmettre sur plusieurs paliers, chacun des paliers étant transmis sur des fréquences porteuses différentes. C'est le principe de l'évasion de fréquence, ou EVF.
Néanmoins, deux inconvénients sont à noter pour l'exploitation de la diversité fréquentielle :
• la ressource fréquentielle peut être rare pour certaines applications. C'est le cas par exemple pour les applications tactiques réalisées dans la bande de fréquence UHF (acronyme pour Ultra Haute Fréquence), particulièrement utilisée.
• suivant la position des équipements, la bande de saut nécessaire pour obtenir de la diversité fréquentielle peut être très étendue, et requérir l'utilisation d'équipements très large bande posant des contraintes importantes (contraintes de linéarité, coût, compacité). C'est le cas par exemple pour les applications sol-air où les largeurs de bandes nécessaires peuvent dépasser 1 GHz.
Dans le domaine spatial, la diversité est obtenue en utilisant plusieurs antennes à l'émission et/ou à la réception, par opposition au cas général comprenant une antenne d'émission et une antenne de réception, appelé cas SISO (terme anglais pour Single Input Single Output).
Les traitements à réaliser pour exploiter la diversité d'antenne dépendent de la configuration multi-antennes utilisée :
• Dans le cas où l'émetteur possède une seule antenne et le récepteur plusieurs antennes, appelé cas SIMO (terme anglais pour Single Input Multiple Output), les traitements à effectuer à la réception consistent à remettre en phase les signaux reçus sur chacune des antennes, et à les combiner.
• Dans le cas où l'émetteur possède plusieurs antennes et le récepteur une seule antenne, appelé cas MISO (terme anglais pour Multiple Input Single Output), les traitements à effectuer consistent à émettre le signal sur l'ensemble des antennes en utilisant un codage spatio-temporel. L'équipement de réception utilise ce codage spatio-temporel pour discriminer les signaux en provenance de chacune des antennes d'émission, et les recombine en phase.
• Dans le cas où l'émetteur et le récepteur possèdent plusieurs antennes, appelé cas MIMO (terme anglais pour Multiple Input Multiple Output), les traitements à effectuer sont ceux adaptés au cas MISO et au cas SIMO.
Cependant, l'exploitation de la diversité d'antenne a un coût en termes d'architecture matérielle, l'ajout d'une antenne supplémentaire nécessitant l'ajout d'une chaîne radio supplémentaire dans l'équipement, ce qui est incompatible de contraintes de faible encombrement.
De plus, les traitements supplémentaires à réaliser pour exploiter la diversité d'antenne, comme le codage spatio-temporel, la synchronisation et l'estimation du canal de propagation pour chacune des antennes, et la recombinaison des signaux, requièrent des puissances de calcul importantes, ce qui est incompatible de contraintes de faible consommation.
Enfin, l'utilisation de codage spatio-temporel à l'émission doit être anticipé lors de la phase de définition de la forme d'onde utilisée pour la transmission. Ainsi, les traitements MISO et MIMO ne sont pas compatibles de tous les standards de communications.
Une autre alternative, utilisée dans les réseaux comportant une station de base reliée à des terminaux multiples, consiste à sélectionner une antenne d'émission parmi plusieurs au niveau de la station de base, en fonction de la qualité de la transmission. Cette alternative nécessite la mise en œuvre d'une signalisation dédiée à la transmission de la qualité du canal de propagation. Elle requiert également des créneaux temporels spécifiques permettant d'estimer le canal de propagation entre chacune des antennes de la station de base et chacun des terminaux mobiles. Cette solution introduit donc une certaine latence lors du choix de l'antenne utilisée sur la station de base, entraînant des performances non optimales face à un canal de propagation variant rapidement. Enfin, il est connu des récepteurs, comme par exemple dans les demandes de brevet Européen EP 1458120 A2 ou EP 155767 A1 , comportant plusieurs antennes, le choix de l'antenne étant réalisé en fonction de mesures de la qualité du signal sur chaque antenne. Ces procédés ne sont pas adaptés aux variations rapides du canal de propagation, comme c'est le cas par exemple lorsque le récepteur se déplace dans un environnement urbain, et peuvent être difficiles à mettre en œuvre, la mesure de la qualité du signal sur l'antenne non sélectionnée nécessitant d'aménager dans la structure du signal transmis, des intervalles de temps prévus à cet effet.
L'invention propose un système de communication et un procédé permettant d'exploiter la diversité d'antenne en utilisant plusieurs antennes à l'émission et/ou plusieurs antennes à la réception, pour lequel les contraintes supplémentaires en termes d'architecture matériel et de puissances de calcul sont faibles.
Pour ceci, l'invention propose d'ajouter à des équipements dédiés aux communications mono-antennes un dispositif de commutation relié à plusieurs antennes, et d'utiliser alternativement chacune des antennes d'émission et de réception. De cette manière, la communication bénéficiera de diversité d'antenne sans requérir d'adaptations de la forme d'onde, ni de modifications de l'architecture des équipements.
L'invention est compatible de tous les types de forme d'onde utilisant une émission par palier des données, et de tous les schémas d'antennes multiples.
L'invention consiste donc en un système de communication comprenant deux équipements radio distants pouvant échanger des données, ladite communication s'appuyant sur une forme d'onde transmise par paliers, au moins l'un desdits équipements radio comptant au moins deux antennes. Le système est caractérisé en ce que ledit ou chaque ledit équipement radio comptant au moins deux antennes comprend :
• un moyen de commutation d'antenne configuré pour sélectionner pour chaque palier une desdites antennes selon au moins une loi de commutation déterministe, et • un moyen de pilotage dudit moyen de commutation d'antenne.
Avantageusement, ladite loi de sélection d'antenne parcourt l'ensemble des couples d'antennes émission/réception de manière statistiquement uniforme.
Avantageusement, ledit moyen de commutation comprend une première loi de commutation permettant de sélectionner une antenne lorsque l'équipement est utilisé en émission, et une seconde loi de commutation permettant de sélectionner une antenne lorsque l'équipement est utilisé en réception.
Avantageusement, ledit moyen de pilotage est configuré pour indiquer audit moyen de commutation un état d'émission/réception de l'équipement et le début d'un intervalle entre deux paliers.
Avantageusement, lesdites données sont codées et entrelacées sur une pluralité de paliers de la forme d'onde.
Avantageusement, chaque équipement radio comptant au moins deux antennes ne contient qu'une seule chaîne radio d'émission et/ou une seule chaîne radio de réception pouvant être reliée sélectivement auxdites antennes par ledit moyen de commutation d'antenne.
Dans un mode de réalisation du système de communication selon l'invention, lesdites antennes de chaque équipement radio comptant au moins deux antennes sont espacées d'un écart supérieur à λ/2, λ étant la longueur d'onde liée à la fréquence d'émission.
Dans un autre mode de réalisation du système de communication selon l'invention, lesdites antennes de chaque équipement radio comptant au moins deux antennes ont des polarisations différentes. Avantageusement, les antennes utilisées sur chaque équipement radio comptant au moins deux antennes ont des diagrammes de rayonnement sensiblement identiques.
Avantageusement, la forme d'onde met en outre en œuvre un mécanisme d'évasion de fréquence.
Dans un autre mode de réalisation, ledit moyen de commutation est adapté pour, à l'émission, connecter sélectivement lesdites antennes à une chaîne radio d'émission unique, et à la réception, connecter lesdites antennes à des chaînes radio de réception respectives.
Dans un autre mode de réalisation, ledit moyen de commutation est adapté pour, à l'émission, connecter lesdites antennes à des chaînes radio d'émission respectives, et à la réception, connecter sélectivement lesdites antennes à une chaîne radio de réception unique.
L'invention consiste également en un procédé de communication mis en œuvre dans un équipement radio comptant au moins deux antennes appartenant à un système de communication entre deux équipements radio distants pouvant échanger des données, ladite communication s'appuyant sur une forme d'onde transmise par paliers, caractérisé en ce que l'équipement comprend un moyen de commutation d'antenne selon au moins une loi de commutation déterministe, et un moyen de pilotage, et qu'il comprend, pour chaque palier, les étapes de :
• Envoi, par le moyen de pilotage, d'une commande audit moyen de commutation d'antenne, indiquant un instant de commutation,
• Sélection, selon ladite loi de commutation, d'une antenne à utiliser, et
• Commutation vers l'antenne sélectionnée.
Avantageusement, l'équipement comprend une première loi de commutation utilisée pour l'émission, et une seconde loi de commutation utilisée pour la réception, le procédé comprenant en outre les étapes de :
• Envoi, par le moyen de pilotage, d'une commande audit moyen de commutation, indiquant un état d'émission/réception de l'équipement, • Sélection d'une loi de commutation selon l'état d'émission/réception de l'équipement,
Avantageusement, le procédé de communication comprend en outre une étape préliminaire de programmation d'au moins une loi de commutation. Cette étape n'a pas à être réalisée pour chacun des paliers, et peut être faite lors de l'initialisation de l'équipement, ou à des instants prédéterminés.
L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit, donnée à titre non limitatif, et grâce aux figures annexées parmi lesquelles :
• La figure 1 présente un équipement d'émission et un équipement de réception utilisant la diversité d'antenne selon l'état de l'art,
• La figure 2 présente un mode de réalisation d'un équipement d'émission et d'un équipement de réception selon l'invention,
• La figure 3 présente un diagramme temporel d'un exemple de la commutation des antennes d'un équipement d'émission et d'un équipement de réception,
• La figure 4 donne deux exemples de lois de commutation d'antenne,
• La figure 5 présente un mode de réalisation d'un équipement réalisant l'émission selon l'invention, et la réception selon un mécanisme SIMO,
• La figure 6 illustre un procédé de communication selon l'invention.
L'ensemble des figures suivantes mentionne des équipements utilisés en émission et des équipements utilisés en réception. Lors d'une communication entre deux équipements radio distants, c'est-à-dire une communication point à point sans fil réalisée par le biais de la propagation d'une onde électromagnétique en espace libre, chacun des équipements se trouve tour à tour utilisé en émission et en réception, la terminologie équipement d'émission et équipement de réception étant employée pour indiquer l'état de l'équipement à un instant précis.
La figure 1 présente un équipement d'émission 100 et un équipement de réception 150 utilisant la diversité d'antenne selon l'état de l'art. Dans l'exemple, l'équipement d'émission compte trois antennes, et l'équipement de réception compte deux antennes.
Chacun des équipements contient un dispositif 101 et 151 réalisant l'ensemble des traitements bande de base.
Ces traitements sont les traitements indépendants du nombre d'antennes 102 et 152 concernant la couche réseau, la couche liaison de données, et la couche physique. En particulier, les traitements concernant la couche physique comprennent les étapes de codage canal et d'entrelacement des données.
L'équipement d'émission ayant la possibilité d'émettre sur trois antennes, des traitements bande de base de codage spatio-temporel 103 des données permettant d'exploiter la diversité d'antenne vont être réalisés, de manière à générer trois signaux en bande de base.
Ces trois signaux bande de base seront chacun transmis à une chaîne radio d'émission 1 1 1 , 1 12 et 1 13, dont le rôle est de réaliser la transposition sur fréquence porteuse.
Chacun des signaux sur fréquence porteuse sera ensuite émis par une antenne 121 , 122 et 123 dédiée à la chaîne radio.
L'équipement de réception reçoit le signal sur chacune de ses deux antennes 171 et 172, chacun des signaux étant par la suite transposé en bande de base par une chaîne radio de réception dédiée 1 61 et 1 62.
Le dispositif 151 de traitements bande de base va alors réaliser la recombinaison 153 des deux signaux. Cette recombinaison comprend l'estimation du canal de propagation du signal reçu sur chacune des voies radio, ainsi que leur resynchronisation en temps et en phase. La figure 2 présente un mode de réalisation d'un équipement d'émission 200 et d'un équipement de réception 250 utilisant la diversité d'antenne selon l'invention.
Dans ce mode de réalisation, l'équipement d'émission compte trois antennes et l'équipement de réception compte deux antennes. Afin d'optimiser les performances, les antennes sont sensiblement identiques, en particulier leurs diagrammes de rayonnements sont semblables, et fonctionnent dans les mêmes bandes de fréquence. Elles ne se différencient que par leur emplacement géographique et/ou leur type de polarisation.
Ce mode de réalisation est généralisable à toutes les configurations d'antennes dans lequel au moins l'un des deux équipements comprend deux antennes ou plus.
L'équipement d'émission comprend un dispositif 201 réalisant l'ensemble des traitements bande de base. Ces traitements comprennent les traitements de la couche réseau, de la couche liaison de données, et de la couche physique, en particulier le codage canal et l'entrelacement des données.
Le signal en bande de base est ensuite transmis à une chaîne radio d'émission unique 21 1 , dont le rôle est de réaliser la transposition du signal bande de base sur fréquence porteuse.
Le signal sur fréquence porteuse est transmis à un moyen de commutation d'antenne 230, ayant une entrée et trois sorties. Le moyen de commutation d'antenne permet de sélectionner l'antenne sur laquelle le signal sera émis. Cette sélection d'antenne est faite selon une loi préprogrammée de commutation, l'instant de commutation étant déterminé par un moyen de pilotage 240.
Le moyen de pilotage 240 délivre au moyen de commutation une information indiquant si l'équipement est utilisé en émission ou en réception, ainsi qu'un signal indiquant les instants auxquels doivent se produire les changements d'antenne. Le moyen de pilotage est relié au dispositif 201 .
Le moyen de commutation d'antenne 230 peut être implémenté à l'intérieur d'un équipement, dans le cas de la modification d'un poste existant ou de la conception d'un nouveau poste, ou bien disposé en interface entre le poste radio et les antennes. L'équipement de réception réalise les opérations miroir de celles effectuées par l'équipement d'émission.
Il reçoit un signal par le biais de l'une de ses antennes 271 et 272, l'antenne utilisée étant choisie par le moyen de commutation d'antenne 280. Le moyen de commutation d'antenne a deux entrées et une sortie, et suit une loi préprogrammée de commutation de l'antenne de réception. L'instant de commutation est déterminé par un moyen de pilotage 290.
Ce moyen de pilotage délivre au moyen de commutation une information indiquant si l'équipement est utilisé en émission ou en réception, ainsi qu'un signal indiquant les instants auxquels doivent se produire les changements d'antenne. Le moyen de pilotage est relié au dispositif 251 .
Le signal transmis par le moyen de commutation est transposé en bande de base par une chaîne radio de réception unique 261 .
L'invention s'applique aux communications sans fil utilisant des formes d'onde transmises par paliers.
Ces paliers sont séparés par des temps morts, nommés temps inter-paliers.
Pour transmettre un paquet de données, ces formes d'onde réalisent une première phase de codage canal du paquet. Le codage canal, ou code correcteur d'erreurs, a pour objet d'apporter de la redondance aux données émises, afin de corriger des erreurs éventuelles liées à la transmission.
Les données codées sont ensuite entrelacées et transmises sur plusieurs paliers consécutifs. L'étape d'entrelacement a pour but de répartir les erreurs provenant des différents paliers. Si l'un des paliers est perdu, alors les erreurs sont réparties sur l'ensemble des données codées, et non pas en une suite d'erreurs consécutives. Cette étape d'entrelacement n'est pas nécessaire dans le cas d'utilisation d'un code correcteur d'erreur en bloc, comme par exemple un turbo code ou un code LDPC, ces derniers disposant par construction d'un mécanisme d'entrelacement interne.
Ce type de transmission est généralement utilisé pour mettre en œuvre des mécanismes d'évasion de fréquence, les paliers étant transmis sur un ensemble de fréquences porteuses, dans le but d'apporter de la diversité fréquentielle, d'augmenter la résistance aux interférences, et de rendre plus complexe l'interception de la transmission. Les paliers sont alors espacés par des temps inter-paliers nécessaires pour réaliser le changement de fréquence porteuse des équipements.
L'invention s'appuie sur une telle structure de forme d'onde en paliers, en modifiant le couple d'antennes utilisées pour l'équipement d'émission et l'équipement de réception à chaque palier, et en utilisant les temps entre les paliers pour commuter. Ainsi, le système de communication parcourt l'ensemble des combinaisons possibles d'antennes de manière statistiquement uniforme. Les données étant entrelacées et codées sur les différents paliers, si l'un des couples d'antennes dispose de conditions de propagation défavorables, la diversité d'antenne apportée par l'invention, associée au code correcteur d'erreur, permettra de récupérer le paquet de données transmis.
Lorsque le système de commutation comprend plus de deux membres, il peut être complexe de déterminer pour chacun des équipements une loi permettant de parcourir l'ensemble des combinaisons d'antennes de l'ensemble des équipements. Une solution à ce problème consiste à configurer chacun des équipements avec deux lois de commutation: une première loi utilisée lors de l'émission de messages, et une seconde loi utilisée lors de la réception de messages.
L'invention s'applique à toutes les formes d'onde utilisant une structure d'émission en paliers, à condition que le temps d'inter-palier soit compatible avec le temps nécessaire à la commutation d'antenne.
Au début d'un inter-palier, soit à la fin d'un palier, l'équipement utilisé à l'émission ou à la réception transmet au moyen de commutation d'antenne une information indiquant si l'équipement est utilisé en émission ou en réception, associé à un signal indiquant l'instant auquel doit se faire la commutation.
En fonction de l'état émission/réception de l'équipement, le moyen de commutation sélectionne la loi de commutation appropriée, et l'antenne à utiliser pour le prochain palier. Il réalise ensuite la commutation d'antenne. Le temps nécessaire pour la transmission des informations, la sélection de la loi de commutation, et la mise en œuvre de la commutation doit être inférieur au temps inter-palier.
La figure 3 présente un diagramme temporel d'un exemple de la commutation des antennes lors d'une communication entre un équipement d'émission ayant trois antennes, et un équipement de réception ayant 2 antennes.
La ligne 310 représente les périodes correspondant à un palier 31 1 , et les périodes correspondant à un inter-palier 312.
La ligne 320 représente l'antenne sélectionnée dans un équipement d'émission ayant trois antennes, nommées 1 , 2 et 3.
La ligne 330 représente l'antenne sélectionnée dans un équipement de réception ayant deux antennes, nommées A et B.
Les commutations d'antennes sont réalisées pendant les temps inter-paliers et sont effectives avant la fin de ces inter-paliers. Les équipements d'émission et de réception sont configurés pour suivre des lois de commutation permettant de parcourir de manière cyclique l'ensemble des couples d'antennes.
Différentes lois de commutation peuvent être mises en œuvre pour le moyen de commutation d'antenne. Quelques exemples de lois sont donnés dans la suite. On considérera N comme étant le nombre d'antennes de l'équipement d'émission, et M comme étant le nombre d'antennes de l'équipement de réception.
Cette loi de commutation est configurable et déterministe, la commutation d'antenne étant pilotée par une loi et non réalisée à partir de paramètres propres à la réception du signal, comme par exemple une mesure de puissance reçue sur chacune des antennes.
Lorsque l'équipement d'émission n'a qu'une antenne, alors la loi de commutation d'antenne pour l'équipement de réception suit la séquence (1 , 2, M). Lorsque l'équipement de réception n'a qu'une antenne, alors la loi de commutation d'antenne pour l'équipement d'émission suit la séquence (1 , 2, ..., N).
Lorsque N et M sont premiers entre eux, alors il est possible d'utiliser la loi suivante :
• la loi de commutation d'antenne pour l'équipement d'émission suit la séquence (1 , 2, N), et
• la loi de commutation d'antenne pour l'équipement de réception suit également la séquence (1 , 2, M).
Lorsque N et M ne sont pas premiers entre eux, alors il est possible d'utiliser la loi suivante (les lois d'émission et de réception pouvant être inversées) :
• la loi de commutation d'antenne pour l'équipement d'émission suit la séquence (1 , 2, N), et
• la loi de commutation d'antenne pour l'équipement de réception suit le cycle (P1 (M), P2(M), ... PM(M)), où Pi(M) est une permutation circulaire sur la séquence (1 , 2, M) suivant la formule Pi(M) = (i, i+1 , M, 1 , 2, i).
Lorsque le nombre d'antennes des équipements d'émission et de réception est inconnu, alors il est possible d'utiliser la loi suivante (les lois d'émission et de réception pouvant être inversées) :
• la loi de commutation d'antenne pour l'équipement d'émission suit la séquence (1 , 2, N), et
• la loi de commutation d'antenne pour l'équipement de réception suit une loi aléatoire, ou pseudo aléatoire.
Si le moyen de pilotage ne permet pas de transmettre l'état d'émission/réception de l'équipement au moyen de commutation, les deux équipements peuvent utiliser des lois de commutation d'antenne aléatoires ou pseudo-aléatoires, de manière à maximiser l'utilisation de couples d'antennes différents. La figure 4 donne deux exemples de lois de commutation d'antenne.
Dans l'exemple 1 , l'équipement d'émission comprend trois antennes, l'équipement de réception en comprend deux.
Les nombres d'antennes des deux équipements étant premiers entre eux, l'équipement d'émission suit la séquence (1 , 2, 3) de manière cyclique, tandis que l'équipement de réception suit la séquence (1 , 2) de manière cyclique.
Six couples d'antennes indépendants sont ainsi sélectionnés. L'exploitation de la diversité d'antenne est optimale. Un tel système permet, en utilisant une seul fréquence, d'obtenir des performances équivalentes à celles d'un système réalisant de l'évasion de fréquence sur six fréquences.
Dans le deuxième exemple, l'équipement d'émission et l'équipement de réception comprennent chacun trois antennes.
Les nombres d'antennes des deux équipements n'étant pas premiers, l'équipement d'émission suit la séquence (1 , 2, 3) de manière cyclique tandis que l'équipement de réception suit la séquence (1 , 2, 3, 2, 3, 1 , 3, 1 , 2).
Neuf couples d'antennes indépendants sont ainsi sélectionnés. L'exploitation de la diversité d'antenne est optimale. Un tel système permet, en utilisant une seule fréquence, d'obtenir des performances équivalentes à celles d'un système réalisant de l'évasion de fréquence sur neuf fréquences.
Les performances du système dépendent de la diversité d'antenne et donc du réseau d'antennes utilisé, les antennes d'un même équipement ayant des caractéristiques sensiblement équivalentes (gain, diagramme de rayonnement, longueur d'onde).
La diversité d'antenne peut être obtenue de deux façons :
• Diversité spatiale : les antennes sont disposées en différents endroits de l'espace. L'optimisation du réseau d'antennes dépend du type d'application. Les règles permettant d'obtenir un bon compromis entre encombrement du réseau antennaire et diversité spatiale sont les suivantes :
o pour les applications sol-sol : les antennes sont disposées dans un plan horizontal, en respectant un espacement minimal entre elles de l'ordre de λ/2 pour un poste au niveau du sol et de l'ordre de 5.λ à 10.A pour un poste situé sur un point haut, comme par exemple un immeuble, λ étant la longueur d'onde liée à la fréquence centrale utilisée pour la transmission.
o pour les applications sol-air : les antennes disposées dans un plan vertical, en respectant un espacement minimal entre elles de l'ordre de λ.
• Diversité de polarisation : les antennes sont co-localisées, et sont sensibles à deux types de polarisation différents. Le réseau d'antenne peut par exemple consister en deux antennes cadres croisés orthogonales, ou en deux dipôles orthogonaux (vertical et horizontal ou à +/- 45°).
Le réseau d'antenne utilisé peut également combiner les deux types de diversité, comme par exemple deux capteurs co-localisés de deux antennes à diversité de polarisation, situées en deux points de l'espace, permettant ainsi d'obtenir quatre antennes.
Le système de communication selon l'invention peut être utilisé conjointement à un mécanisme d'évasion de fréquence. Une telle mise en œuvre permet d'exploiter simultanément la diversité de fréquence et la diversité d'antenne, et donc d'améliorer les performances globales.
Le système de communication selon l'invention peut également être utilisé lorsque l'un des postes bénéficie d'un traitement SIMO (multi antennes à la réception). La figure 5 illustre un mode de réalisation d'un équipement selon l'invention lui permettant d'exploiter également des capacités de traitement SIMO.
Dans l'exemple représenté en figure 5, l'équipement 500 comprend deux antennes 521 et 522, une chaîne radio d'émission 51 1 et deux chaînes de réception 512 et 513.
Le moyen de commutation 540 est constitué de trois multiplexeurs 541 , 542 et 543, permettant de commuter les antennes de manière à ce que :
• En émission, l'équipement utilise le dispositif selon l'invention pour commuter sélectivement entre les différentes antennes pour chacun des paliers de la forme d'onde,
• En réception, l'équipement utilise les deux antennes de réception connectées à deux chaînes de réception respectives, avant de réaliser les traitements 153 de recombinaison des signaux en bande de base.
Ainsi, lorsque l'équipement est utilisé en émission, le nombre de fréquences utilisées pour de l'évasion de fréquence peut-être divisé par le nombre d'antennes pour des performances identiques.
L'invention s'applique de manière équivalente pour un équipement comprenant N antennes, N chaînes d'émission et une seule chaîne de réception, et réalisant des traitements MISO, l'invention s'appliquant alors lorsque l'équipement est utilisé en réception.
L'invention adresse également un procédé d'exploitation de la diversité d'antenne destiné à être implémenté sur un équipement d'émission ou de réception dans un système selon l'invention.
Le procédé consiste en divers étapes logicielles exécutées par une machine de calcul reprogrammable (un processeur ou un micro contrôleur par exemple) ou par une machine de calcul dédiée (par exemple un ensemble de portes logiques comme un FPGA ou un ASIC, ou tout autre module matériel), pilotant un moyen matériel de commutation d'une antenne.
Selon que le moyen de commutation d'antenne est inclus dans l'équipement, ou est positionné en interface entre l'équipement radio et les antennes, le procédé peut-être implémenté dans le moyen pilotage et de commutation, ou directement dans l'équipement radio.
Si le moyen de commutation d'antenne 230 et 280 se situe en interface de l'équipement, il peut être constitué d'un multiplexeur ou circuit électrique de commutation associé à une machine de calcul dédiée programmée pour sélectionner une antenne selon une loi de commutation. Le moyen de pilotage 240 et 290 est alors constitué d'une logique permettant d'interpréter des signaux en provenance de l'équipement indiquant l'état d'émission/réception de l'équipement et de délivrer des instant de début d'un inter-palier à partir d'une horloge ou d'un signal délivré par l'équipement, et de les retransmettre au moyen de commutation.
Si le moyen de commutation d'antenne se situe dans l'équipement, le pilotage du moyen de commutation et l'exécution de la loi de commutation peut être réalisé par la machine de calcul en charge des traitements bande de base.
La figure 6 illustre un procédé de communication selon l'invention.
Le procédé consiste en une première étape 600, exécutée à l'initialisation de l'équipement, de programmation d'une loi de commutation d'antenne. Dans le cas où l'équipement dispose d'une loi de commutation à rémission et d'une loi de commutation à la réception, l'étape 600 comprend la programmation de ces deux lois.
Cette ou ces lois dépendent du nombre d'antennes des équipements d'émission et de réception, comme décrit précédemment.
Le procédé réalise ensuite une seconde étape 601 , réalisée par le moyen de pilotage, d'envoi au moyen de commutation d'un instant de commutation, soit la fin d'un palier de transmission, ou le début d'un interpalier. Lorsque le moyen de commutation est configuré pour exécuter une première loi de commutation en émission et une seconde loi de commutation en réception, le procédé comprend alors une troisième étape 602 d'envoi au moyen de commutation d'un état d'utilisation de l'équipement (émission ou réception).
Une quatrième étape 603 de sélection d'une loi de commutation en fonction de l'état d'émission/réception de l'équipement est ensuite réalisée, préalable à une cinquième étape 604 de sélection d'une antenne, utilisant la loi de commutation sélectionnée.
Enfin, le moyen de commutation réalise une sixième étape 605 de commutation de l'antenne utilisée pour l'émission du prochain palier. Le système de communication, et le procédé associé, permet donc d'exploiter la diversité d'antenne d'une transmission tout en conservant la complexité de traitement et l'architecture radio d'un poste monovoie.
Il permet l'exploitation de la diversité d'antenne à l'émission et à la réception tout en étant indépendant de la forme d'onde, et ne nécessite aucune modification du poste en émission et en réception, hormis l'ajout d'un moyen de commutation d'antenne, et d'une interface qui fournisse au moyen de commutation les instants de début de palier ainsi que l'état du poste, émission ou réception.
Il suit des lois de commutation en émission et en réception préprogrammées en fonction du nombre d'antennes à l'émission et à la réception.
Dans les contextes où la diversité d'antenne est suffisante, la solution permet d'atteindre les performances de l'évasion de fréquence en utilisant un nombre réduit de fréquences (divisé par N*M). La gestion de l'évasion de fréquence est donc simplifiée.
Dans les contextes où la diversité de fréquence est insuffisante, la solution permet d'améliorer les performances d'un système à évasion de fréquence.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Système de communication comprenant deux équipements radio distants (200 et 250) pouvant échanger des données, ladite communication s'appuyant sur une forme d'onde transmise par paliers, au moins l'un desdits équipements radio comptant au moins deux antennes (221 , 222, 223), caractérisé en ce que ledit ou chaque ledit équipement radio comptant au moins deux antennes comprend :
• un moyen de commutation d'antenne (230) configuré pour sélectionner pour chaque palier une desdites antennes selon au moins une loi de commutation déterministe, et
• un moyen de pilotage (240) dudit moyen de commutation d'antenne.
2. Système de transmission de données selon la revendication précédente, dans lequel ladite loi de sélection d'antenne parcourt l'ensemble des couples d'antennes émission/réception de manière statistiquement uniforme.
3. Système de communication selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit moyen de commutation comprend une première loi de commutation permettant de sélectionner une antenne lorsque l'équipement est utilisé en émission, et une seconde loi de commutation permettant de sélectionner une antenne lorsque l'équipement est utilisé en réception.
4. Système de communication selon l'une des revendications précédentes dans lequel ledit moyen de pilotage est configuré pour indiquer audit moyen de commutation un état d'émission/réception de l'équipement et le début d'un intervalle entre deux paliers.
5. Système de communication selon l'une des revendications précédentes, dans lequel lesdites données sont codées et entrelacées sur une pluralité de paliers de la forme d'onde.
6. Système de communication selon l'une des revendications précédentes, dans lequel chaque équipement radio comptant au moins deux antennes ne contient qu'une seule chaîne radio d'émission (21 1 ) et/ou une seule chaîne radio de réception (261 ) pouvant être reliée sélectivement auxdites antennes par ledit moyen de commutation d'antenne.
7. Système de communication selon l'une des revendications précédentes, dans lequel lesdites antennes de chaque équipement radio comptant au moins deux antennes sont espacées d'un écart supérieur à λ/2, λ étant la longueur d'onde liée à la fréquence d'émission.
8. Système de communication selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel lesdites antennes de chaque équipement radio comptant au moins deux antennes ont des polarisations différentes.
9. Système de communication selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les antennes utilisées sur chaque équipement radio comptant au moins deux antennes ont des diagrammes de rayonnement sensiblement identiques.
10. Système de communication selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la forme d'onde met en outre en œuvre un mécanisme d'évasion de fréquence.
1 1 . Système de communication selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit moyen de commutation est adapté pour, à rémission, connecter sélectivement lesdites antennes à une chaîne radio d'émission unique (51 1 ), et à la réception, connecter lesdites antennes à des chaînes radio de réception respectives (512 et 513).
12. Système de communication selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit moyen de commutation est adapté pour, à rémission, connecter lesdites antennes à des chaînes radio d'émission respectives, et à la réception, connecter sélectivement lesdites antennes à une chaîne radio de réception unique.
13. Procédé de communication mis en œuvre dans un équipement radio comptant au moins deux antennes (221 , 222 et 223) appartenant à un système de communication entre deux équipements radio distants (200 et 250) pouvant échanger des données, ladite communication s'appuyant sur une forme d'onde transmise par paliers, caractérisé en ce que l'équipement comprend un moyen (230) de commutation d'antenne selon au moins une loi de commutation déterministe, et un moyen (240) de pilotage, et qu'il comprend, pour chacun des paliers, les étapes de :
• Envoi (601 ), par le moyen de pilotage, d'une commande audit moyen de commutation d'antenne, indiquant un instant de commutation,
• Sélection (604), selon ladite loi de commutation, d'une antenne à utiliser, et
• Commutation (605) vers l'antenne sélectionnée.
14. Procédé de communication selon la revendication 13, dans lequel l'équipement comprend une première loi de commutation utilisée pour l'émission, et une seconde loi de commutation utilisée pour la réception, le procédé comprenant en outre les étapes de :
• Envoi (602), par le moyen de pilotage, d'une commande audit moyen de commutation, indiquant un état d'émission/réception de l'équipement,
• Sélection (603) d'une loi de commutation selon l'état d'émission/réception de l'équipement,
15. Procédé de communication selon l'une des revendications 13 et 14, comprenant en outre une étape préliminaire (600) de programmation d'au moins une loi de commutation.
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WO (1) WO2016102556A1 (fr)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0886391A2 (fr) * 1997-06-17 1998-12-23 Nec Corporation Unité sans fils en diversité pour la transmission de haute puissance de signaux radio
EP1458120A2 (fr) * 2003-03-12 2004-09-15 Nec Corporation Terminal sans fil
EP1511188A1 (fr) * 2003-08-29 2005-03-02 Thomson Licensing S.A. Emetteur-récepteur à diversité d'antennes
EP1555767A1 (fr) * 2004-01-14 2005-07-20 Nec Corporation Récepteur en diversité avec commutation d'antennes pour communication AMRC

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100433901B1 (ko) * 1998-02-21 2004-11-06 삼성전자주식회사 이동통신시스템의시간스위칭송신다이버시티장치
US7039370B2 (en) * 2003-10-16 2006-05-02 Flarion Technologies, Inc. Methods and apparatus of providing transmit and/or receive diversity with multiple antennas in wireless communication systems

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0886391A2 (fr) * 1997-06-17 1998-12-23 Nec Corporation Unité sans fils en diversité pour la transmission de haute puissance de signaux radio
EP1458120A2 (fr) * 2003-03-12 2004-09-15 Nec Corporation Terminal sans fil
EP1511188A1 (fr) * 2003-08-29 2005-03-02 Thomson Licensing S.A. Emetteur-récepteur à diversité d'antennes
EP1555767A1 (fr) * 2004-01-14 2005-07-20 Nec Corporation Récepteur en diversité avec commutation d'antennes pour communication AMRC

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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