FR3004040A1 - METHOD FOR TRANSMITTING A MULTI-CARRIER SIGNAL, TRANSMITTING DEVICE AND CORRESPONDING COMPUTER PROGRAM - Google Patents
METHOD FOR TRANSMITTING A MULTI-CARRIER SIGNAL, TRANSMITTING DEVICE AND CORRESPONDING COMPUTER PROGRAM Download PDFInfo
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Abstract
L'invention concerne un procédé (300) de transmission d'un signal OFDM dont le traitement avant émission comprend : - un mapping de données représentatives d'un signal source sur des symboles complexes Xn appartenant à une constellation étendue, 0≤ n < M, n et M étant des naturels, Xn=An+jBn, An et Bn étant des réels, - une transformation de M symboles Xn en M symboles corrigés X'n, - un mapping des M symboles corrigés X'n sur M parmi N porteuses d'un modulateur OFDM pour générer un symbole OFDM, N étant un naturel, M≤N, le signal OFDM résultant de la succession des symboles OFDM, tel que la transformation comprend : - une étape (301) d'initialisation d'un 1er accumulateur (B), et comprend pour chaque porteuse d'ordre n, n allant de 1 à M-1 : - une étape (302) d'initialisation d'un symbole intermédiaire X"n en fonction de l'existence d'un symbole étendu correspondant au symbole Xn dans la constellation étendue, - une étape (303) d'accumulation dans le 1er accumulateur (B) respectivement à J échantillons déjà présents de J échantillons temporels correspondant aux J échantillons de la porteuse d'ordre n mappée par le symbole intermédiaire X"n, J étant un naturel, et comprend : - une étape (304) d'initialisation d'un 2nd accumulateur (D) avec les J échantillons accumulés dans le 1er accumulateur, et comprend pour chaque porteuse d'ordre n, n allant de 1 à M-1 : - une étape (305) d'accumulation dans le 2nd accumulateur (D) respectivement à J échantillons déjà présents de J échantillons correspondant aux J échantillons temporels de la porteuse d'ordre n mappée par une donnée de correction complexe dn, une étape (306) de détection de P échantillons parmi les J échantillons en sortie du 2nd accumulateur présentant une puissance supérieure à un seuil (α) et de mise à zéro des J-P autres échantillons, P étant un naturel, - une étape (307) de comparaison de ces P échantillons avec les échantillons temporels en coïncidence parmi J échantillons temporels de la porteuse d'ordre n, délivrant un couple de contrôle de correction binaire (Gn), - une étape (308) de sélection de la donnée de correction complexe dn parmi une liste de corrections du symbole intermédiaire X"n en fonction du couple de contrôle de correction binaire (Gn) pour obtenir le symbole corrigé X'n=X"n+dn.The invention relates to a method (300) for transmitting an OFDM signal whose pre-transmission processing comprises: a mapping of data representative of a source signal on complex symbols Xn belonging to an extended constellation, 0≤ n <M , n and M being natural, Xn = An + jBn, An and Bn being reals, - a transformation of M symbols Xn into M corrected symbols X'n, - a mapping of M corrected symbols X'n onto M from N carrying an OFDM modulator for generating an OFDM symbol, N being a natural, M≤N, the OFDM signal resulting from the succession of OFDM symbols, such that the transformation comprises: a step (301) of initialization of a 1st accumulator (B), and comprises for each carrier of order n, n ranging from 1 to M-1: - a step (302) of initialization of an intermediate symbol X "n depending on the existence of an extended symbol corresponding to the symbol Xn in the extended constellation, - a step (303) of accumulation in the first acc umulator (B) respectively J samples already present J temporal samples corresponding to J samples of the order carrier n mapped by the intermediate symbol X "n, J being a natural, and comprises: - a step (304) of initialization of a 2nd accumulator (D) with the J accumulated samples in the 1st accumulator, and comprises for each carrier of order n, n ranging from 1 to M-1: - a step (305) of accumulation in the 2nd accumulator (D) respectively to J samples already present of J samples corresponding to J time samples of the order carrier n mapped by a complex correction data dn, a step (306) for detecting P samples among the J output samples of the second accumulator having a power greater than a threshold (α) and zeroing of the other JP samples, P being a natural, - a step (307) of comparing these P samples with the time samples in coincidence among J time samples of the order carrier n, delivering a binary correction control torque (Gn), - a step (308) for selecting the complex correction data item dn from a list of corrections of the intermediate symbol X " n according to the binary correction control torque (Gn) to obtain the corrected symbol X'n = X "n + dn.
Description
Procédé de transmission d'un signal multiporteuse, dispositif de transmission et programme d'ordinateur correspondants. Domaine de l'invention Le domaine de l'invention est celui des transmissions radiofréquence pour lesquelles une modulation muid porteuse, notamment de type OFDM (« Orthogonal Frequency Division Multiplex » en anglais, pour « multiplexage par répartition orthogonale en fréquence »), est utilisée. Cette technique de modulation multi porteuse permet notamment de s' affranchir de l'interférence entre symboles généralement observée sur un canal à trajets multiples et elle est robuste aux canaux sélectifs en fréquence. En outre, cette technique présente une très bonne efficacité spectrale et permet d'économiser des ressources spectrales radio par la mise en oeuvre de réseaux mono-fréquence. Compte tenu du caractère multi porteuse, on parle parfois des sous porteuses de la modulation pour établir une distinction avec la porteuse RF. Dans la demande, les termes porteuses et sous porteuses désignent la même chose lorsqu'ils sont associés à la modulation OFDM. Du fait de sa robustesse intrinsèque aux canaux multi-trajets et aux canaux sélectifs en fréquence, la modulation OFDM est utilisée dans de nombreux systèmes de communication numérique (ADSL, WiFi, 3GPP LTE de l'anglais « 3rd Generation Partnership Project » et « Long Term Evolution ») » et des systèmes de diffusion (DAB de l'anglais « Digital Audio Broadcasting », DVB-T de l'anglais « Digital Video Broadcasting - Terrestrial », DVB-T2, DVB-H, DVB-NGH, DRM, etc). Un inconvénient majeur de la technique OFDM est inhérent aux fortes fluctuations en amplitude de l'enveloppe du signal modulé et donc aux variations importantes de la puissance instantanée.Method for transmitting a multicarrier signal, transmission device and corresponding computer program FIELD OF THE INVENTION The field of the invention is that of radiofrequency transmissions for which a carrier modulation, in particular of OFDM type ("Orthogonal Frequency Division Multiplex" in English, for "orthogonal frequency division multiplexing"), is used. . This multi-carrier modulation technique notably makes it possible to overcome the inter-symbol interference generally observed on a multipath channel and is robust to frequency-selective channels. In addition, this technique has a very good spectral efficiency and saves radio spectral resources by the implementation of single-frequency networks. Given the multi-carrier nature, subcarriers of modulation are sometimes referred to to distinguish with the RF carrier. In the application, the carrier and subcarrier terms refer to the same thing when they are associated with the OFDM modulation. Due to its intrinsic robustness to multi-path and frequency-selective channels, OFDM modulation is used in many digital communication systems (ADSL, WiFi, 3GPP LTE of the 3rd Generation Partnership Project and Long Term Evolution ")" and "Digital Audio Broadcasting" (DVB-T), Digital Video Broadcasting - Terrestrial (DVB-T), DVB-T2, DVB-H, DVB-NGH, DRM , etc). A major disadvantage of the OFDM technique is inherent to the large amplitude fluctuations of the envelope of the modulated signal and therefore to the large variations in the instantaneous power.
En effet, dans le domaine temporel, la sommation de ces multiples porteuses modulées de façon indépendante s'effectue en puissance la majeur partie du temps, mais aussi de façon cohérente ce qui conduit à des pics de puissance instantanée qui peuvent surpasser de plus de 10 dB la puissance moyenne du signal à certains instants. Le rapport puissance crête à puissance moyenne (PAPR de l'anglais « Peak to Average Power Ratio ») des signaux émis, en d'autres termes le facteur qui caractérise le niveau de ces pics de puissance par rapport à la puissance moyenne du signal, est ainsi généralement très élevé et il augmente avec le nombre N de porteuses. Les amplificateurs de puissance présentent des caractéristiques non-linéaires qui, couplées à l'amplification des signaux dits à fort PAPR conduisent à des distorsions : remontée spectrale du niveau des lobes secondaires, génération d'harmoniques, création d'interférences entre symboles non linéaires, création d'interférences entre porteuses. Ainsi, ces distorsions entraînent notamment des erreurs de transmission et une dégradation du taux d'erreur binaire (TEB). Plus précisément, on utilise, selon un mode de réalisation particulier, un signal OFDM de bande B constitué de la somme de N porteuses orthogonales modulées régulièrement espacées d'intervalle de fréquence M tel que : B = N. M. Pour un bloc OFDM donné, chaque porteuse est modulée par un symbole Xn appartenant à une constellation (QPSK, MAQ16, etc.). La transformée de Fourier inverse (IFFT) du signal fréquentiel de bande B fournit alors dans le domaine temporel le signal x(t) à transmettre. Dans le domaine temporel, la durée d'un symbole OFDM est de N.Te = 11M, avec Te la période d'échantillonnage, et a pour expression : N-1 1 X.eiAf ,13 < t <N. Te 'N/TV x(t) = n=0 En supposant que les variables Xn sont aléatoires, statistiquement indépendantes et centrées, on en déduit le PAPR du signal OFDM: E. [Ix(t)12] Avec cette définition le PAPR peut devenir aussi grand que N dans le cas particulier mais aussi très rare où [Xk};',I1j- = 1 compte tenu que x(t) est l'IFFT de variables aléatoires discrètes.Indeed, in the time domain, the summation of these multiple independently modulated carriers is carried out in power most of the time, but also in a coherent manner which leads to peaks of instantaneous power that can exceed more than 10 dB the average power of the signal at certain times. The Peak to Average Power Ratio (PAPR) of the transmitted signals, in other words the factor which characterizes the level of these power peaks with respect to the average power of the signal, is thus generally very high and increases with the number N of carriers. The power amplifiers have non-linear characteristics which, coupled with the amplification of so-called high-frequency signals, lead to distortions: spectral rise in the level of the secondary lobes, generation of harmonics, creation of interferences between non-linear symbols, creation of interferences between carriers. Thus, these distortions lead in particular to transmission errors and a degradation of the bit error rate (BER). More precisely, according to a particular embodiment, a B-band OFDM signal consisting of the sum of N orthogonal orthogonal carriers modulated regularly spaced interval of frequency M is used such that: B = NM For a given OFDM block, each carrier is modulated by a symbol Xn belonging to a constellation (QPSK, MAQ16, etc.). The inverse Fourier transform (IFFT) of the band B frequency signal then provides in the time domain the signal x (t) to be transmitted. In the time domain, the duration of an OFDM symbol is N.Te = 11M, with Te being the sampling period, and has the expression: N-1 1 X.eiAf, 13 <t <N. Te 'N / TV x (t) = n = 0 Assuming that the variables Xn are random, statistically independent and centered, we deduce the PAPR from the OFDM signal: E. [Ix (t) 12] With this definition the PAPR can become as large as N in the particular case but also very rare where [Xk}; ', I1j- = 1 considering that x (t) is the IFFT of discrete random variables.
En pratique, les pics de PAPR d'une amplitude donnée surviennent suivant une certaine probabilité d'apparition. Il est notamment peu probable que l'amplitude du signal soit aussi grande que N et ce d'autant plus que N est grand. Par suite, de manière classique, pour caractériser le PAPR d'un système OFDM, on fait appel à la fonction de distribution cumulative complémentaire (CCDF) qui fournit la probabilité que l'amplitude du signal dépasse un certain seuil. Cette fonction est la plus utilisée pour caractériser les systèmes de réduction de PAPR et a pour expression : CCDFpApR = Pr[PAPR(XL)> y] 1_(1_ Par exemple, dans le cas d'un signal comportant 2048 porteuses et si les convertisseurs numérique analogique et/ou analogique numérique et les amplificateurs de puissance ne travaillent pas avec un écart de dynamique entre puissance moyenne et puissance crête d'au moins 12,2dB, ce qui représente pour l'amplificateur un rapport de puissance de fonctionnement de 1 à 16, alors cette équation indique que le signal ne peut pas être correctement transmis sans saturation d'échantillon dans au moins un symbole sur cent. En dessous de cette marge de 12,2 dB le signal est écrêté ou pour le moins fortement distordu avec des répercussions sur les conditions de transmission et de réception. PAPR = maxo<t<N IX .Te-ltll30 Art antérieur Dans la littérature, de nombreuses techniques ont déjà été proposées pour pallier ce problème. Une solution courante consiste à s'assurer que la plage de fonctionnement de l' amplificateur reste limitée à une zone d' amplification linéaire, ce qui limite malheureusement le rendement de l' amplificateur (quelques % au lieu de classiquement 50 %) et donc une augmentation importante de la consommation de l'émetteur. Ceci est une contrainte très forte pour l'utilisation de l'OFDM notamment dans les terminaux mobiles, sachant que la consommation de l'amplificateur de puissance peut représenter plus de 50% de la consommation totale d'un terminal. Une deuxième approche est l'application d'une contrainte ou codage sur la séquence de données émise pour limiter le PAPR. Cette méthode consiste à construire un jeu de mots de code qui minimise le PAPR. Plusieurs techniques de construction de ces codes ont été proposées. L' avantage de cette solution réside dans le fait qu'elle n'introduit pas de distorsion.In practice, the peaks of PAPR of a given amplitude occur according to a certain probability of appearance. It is notably unlikely that the amplitude of the signal is as large as N, especially since N is large. As a result, conventionally, to characterize the PAPR of an OFDM system, the complementary cumulative distribution function (CCDF) is used which provides the probability that the amplitude of the signal exceeds a certain threshold. This function is the most used to characterize the reduction systems of PAPR and has for expression: CCDFpApR = Pr [PAPR (XL)> y] 1_ (1_ For example, in the case of a signal comprising 2048 carriers and if the converters analog and / or digital analog and power amplifiers do not work with a dynamic range between average power and peak power of at least 12.2dB, which represents for the amplifier an operating power ratio of 1 to 16, then this equation indicates that the signal can not be correctly transmitted without sample saturation in at least one symbol out of 100. Below this margin of 12.2 dB the signal is clipped or at least strongly distorted with repercussions on transmission and reception conditions PAPR = maxo <t <N IX .Te-ltll30 Prior art In the literature, many techniques have already been proposed to overcome this problem. The common solution is to ensure that the operating range of the amplifier remains limited to a linear amplification zone, which unfortunately limits the efficiency of the amplifier (a few% instead of typically 50%) and therefore an increase. of the transmitter's consumption. This is a very strong constraint for the use of OFDM especially in mobile terminals, knowing that the consumption of the power amplifier can represent more than 50% of the total consumption of a terminal. A second approach is the application of a constraint or coding on the data sequence transmitted to limit the PAPR. This method involves building a code word game that minimizes the PAPR. Several construction techniques for these codes have been proposed. The advantage of this solution lies in the fact that it does not introduce distortion.
En revanche, l'efficacité spectrale est pénalisée sans même pour autant apporter un gain de codage. De plus, à ce jour, son champ d'application est limité aux modulateurs OFDM à faibles nombres N de porteuses du fait d'une trop grande complexité de calcul. Une troisième approche, appelée communément « technique TI-CES (de l'anglais «Tone Injection - Constellation Extension Scheme »), propose d'augmenter le nombre de points des constellations qui modulent les porteuses OFDM afin que pour un point de la constellation d'origine il puisse correspondre plusieurs possibilités de coordonnées dans la nouvelle constellation. Selon cette approche, ce degré de liberté supplémentaire est utilisé pour générer un signal de plus faible PAPR. Cependant, cette méthode présente plusieurs inconvénients du fait que l'extension de constellation va conduire à un accroissement de la puissance moyenne du signal puisque les symboles supplémentaires ont des niveaux de puissance supérieurs. En outre, la sélection de la meilleure possibilité de coordonnées pour chaque point requiert un accroissement de la complexité du calcul mis en oeuvre, le rendant inadapté à une implémentation matérielle pour le traitement de signaux en temps réel. Une quatrième approche appelée communément « technique CD (de l'anglais «Constellation Distortion»)» est également basée sur une modification de constellation et repose sur l'hypothèse selon laquelle le niveau de sortie de l'amplification d'émission est limité par les pics de plus fort PAPR et que si l'amplitude de ces pics peut être diminuée alors la puissance émise peut être augmentée. Selon cette technique, pour un taux de distorsion donné, un problème d'optimisation, dit convexe est résolu afin d'élaborer un signal OFDM avec un niveau de PAPR global minimal. Cependant, cette méthode nécessite d'augmenter de façon très significative la puissance moyenne de sortie pour compenser la perte en termes de rapport signal à bruit. En outre, la complexité de calcul mise en oeuvre augmente de manière exponentielle lorsque l'ordre de constellation devient élevé. Une cinquième technique appelée communément « technique ACE (de l'anglais « Active Constellation Extension ») » est également basée sur une modification de constellation et repose sur un déplacement effectué dans le sens d'un éloignement des axes de décision. Cependant, de la même manière que pour les deux méthodes précédentes, cette technique se caractérise par une efficacité moindre pour des constellations d'ordre élevé par l'accroissement de la puissance moyenne du signal, et par une complexité de calcul très élevée. Une sixième méthode appelée communément « technique TR (de l'anglais « Tone Reservation »)» propose de réserver certaines porteuses du multiplex OFDM, qui ne transportent pas d'informations mais des symboles optimisés à l'émission pour réduire le PAPR. L'optimisation de ces symboles peut être effectuée en utilisant par exemple un algorithme d'optimisation convexe de type SOCP (Second Order Cone Programming) Tout comme la méthode précédente, cette solution n' apporte pas de distorsion au signal émis, mais un inconvénient majeur de cette méthode réside dans le fait qu'un certain nombre de porteuses, doivent être réservées pour pouvoir réduire le PAPR de façon significative. Ces porteuses ne sont pas utilisées pour émettre des données d'informations utiles, ce qui conduit à une réduction de l'efficacité spectrale. Une septième technique appelée « Selected Mapping » consiste à appliquer une rotation de phase à chaque symbole de la séquence à transmettre. Plusieurs motifs de rotation de phase peuvent être définis. Pour chaque motif appliqué à la séquence à transmettre, on effectue les opérations pour obtenir un signal OFDM correspondant, et on transmet celui présentant le plus faible PAPR. De nouveau cette technique n'apporte pas de distorsion, mais elle nécessite de communiquer au récepteur la séquence de rotation utilisée à l'émission avec une très grande fiabilité, ce qui conduit à une réduction de l'efficacité spectrale et une augmentation significative de la complexité du système pour acheminer le motif de rotation appliqué via un canal dédié. En outre, si cette transmission est erronée, toute la trame OFDM sera perdue. Elle augmente également la complexité à l'émission, puisque plusieurs traitements doivent être effectués en parallèle, pour choisir ensuite le plus efficace. Les autres traitements ont été effectués inutilement, et ne sont pas exploités. Une dernière approche est la technique de « clipping » ou limiteur qui consiste à écrêter l'amplitude du signal lorsqu'il dépasse un seuil prédéfini. Mais cet écrêtage est par nature non linéaire et introduit une distorsion du signal émis se traduisant non seulement par un TEB dégradé mais également par une remontée des lobes secondaires de la DSP (Densité Spectrale de Puissance). Dans ce contexte particulier, les inventeurs ont donc identifié un besoin pour une nouvelle technique permettant d' améliorer la réduction du PAPR tout en restant simple à implémenter. Exposé de l'invention L'invention propose une solution nouvelle qui ne présente pas l'ensemble de ces inconvénients de l'art antérieur, sous la forme d'un procédé de transmission d'un signal OFDM dont le traitement avant émission comprend : un mapping de données représentatives d'un signal source sur des symboles complexes Xn appartenant à une constellation étendue, 0< n < M, n et M étant des naturels, Xn=An+jBn, An et Bn étant des réels, une transformation de M symboles Xn en M symboles corrigés X' n, un mapping des M symboles corrigés X'n sur M parmi N porteuses d'un modulateur OFDM pour générer un symbole OFDM, N étant un naturel, MN, le signal OFDM résultant de la succession des symboles OFDM, tel que la transformation comprend : - une étape d' initialisation d'un lei accumulateur, et comprend pour chaque porteuse d'ordre n, n allant de 1 à M-1 : une étape d'initialisation d'un symbole intermédiaire X"n en fonction de l'existence d'un symbole étendu correspondant au symbole Xn dans la constellation étendue, une étape d'accumulation dans le lei accumulateur respectivement à J échantillons déjà présents de J échantillons temporels correspondant aux J échantillons de la porteuse d'ordre n mappée par le symbole intermédiaire X' 'n, J étant un naturel, et comprend : - une étape d'initialisation d'un rd accumulateur avec les J échantillons accumulés dans le lei accumulateur, et comprend pour chaque porteuse d'ordre n, n allant de 1 à M-1 : - une étape d'accumulation dans le rd accumulateur respectivement à J échantillons déjà présents de J échantillons correspondant aux J échantillons temporels de la porteuse d'ordre n mappée par une donnée de correction complexe dn, une étape de détection de P échantillons parmi les J échantillons en sortie du rd accumulateur présentant une puissance supérieure à un seuil et de mise à zéro des J-P autres échantillons, P étant un naturel, une étape de comparaison de ces P échantillons avec les échantillons temporels en coïncidence parmi J échantillons temporels de la porteuse d'ordre n, délivrant un couple de contrôle de correction binaire, une étape de sélection de la donnée de correction complexe dn parmi une liste de corrections du symbole intermédiaire X"n en fonction du couple de contrôle de correction binaire pour obtenir le symbole corrigé X' n=X" n+dn. L'invention concerne également un dispositif de transmission d'un signal OFDM. Selon l'invention, le dispositif comprend : un module de mappage pour mapper des données représentatives d'un signal source sur des symboles complexes Xn appartenant à une constellation étendue, 0< n < M, n et M étant des naturels, Xn=An+jBn, An et Bn étant des réels, un module de transformation pour transformer M symboles Xn en M symboles corrigés X' n, tels que X' n = Xn + dn avec dn une correction complexe, un modulateur OFDM à N porteuses pour générer un symbole OFDM à partir des M symboles corrigés X' n mappés sur M parmi les N porteuses, N étant un naturel, MN, le signal OFDM résultant de la succession des symboles OFDM, le module de transformation comprenant : un l' accumulateur pour accumuler porteuse après porteuse à J échantillons déjà présents respectivement J échantillons temporels correspondant aux J échantillons de la porteuse d'ordre n mappée par un symbole intermédiaire X"n dont la valeur est initialisée en fonction de l'existence d'un symbole étendu correspondant au symbole Xn dans la constellation étendue, n allant de 1 à M-1, J étant un naturel, un 2'd accumulateur, initialisé avec les J échantillons accumulés dans le lei accumulateur, pour accumuler porteuse après porteuse J échantillons correspondant aux J échantillons temporels de la porteuse d'ordre n mappée par une donnée de correction complexe dn respectivement à J échantillons déjà présents, n allant de 1 à M-1, un module de détection, porteuse après porteuse, de P échantillons parmi les J échantillons en sortie du 2'd accumulateur présentant une puissance supérieure à un seuil et de mise à zéro des J-P autres échantillons, P étant un naturel, un module de comparaison de ces P échantillons avec les échantillons temporels en coïncidence parmi J échantillons temporels de la porteuse d'ordre n, délivrant un couple de contrôle de correction binaire, un module de sélection de la donnée de correction complexe dn parmi une liste de corrections du symbole intermédiaire X"n en fonction du couple de contrôle de correction binaire (Gn) pour obtenir le symbole corrigé X' n=X" n+dn. Un tel dispositif de transmission est notamment apte à mettre en oeuvre le procédé de transmission selon l'invention. Ainsi, l'invention repose sur une approche nouvelle et inventive de la réduction de PAPR d'un signal OFDM. Plus précisément, la présente invention permet d'améliorer les performances de réduction de PAPR avec une complexité de calcul faible au regard des techniques de l' art antérieur. En outre, la présente invention est particulièrement adaptée pour contrôler des corrections de type binaire, notamment celles imposées par les techniques TI-CES. En effet, le procédé selon l'invention sélectionne de manière contrôlée un symbole dupliqué auquel correspond un symbole original ou un symbole étendu d'une constellation étendue. On entend par constellation étendue, une constellation originale à laquelle on ajoute des symboles dits étendus. On entend par symbole dupliqué, un symbole qui appartient à la constellation d'origine et auquel correspond un symbole étendu dans la constellation étendu. C'est-à-dire que la donnée représentative du signal source est mappée soit sur le symbole dupliqué soit sur son symbole étendu. La correction est dite binaire car il n'y a pas de proportionnalité possible dans les déplacements d'un point de la constellation. Lorsque le symbole n'est pas dupliqué la sélection conduit à une absence de correction.On the other hand, the spectral efficiency is penalized without even providing a coding gain. Moreover, to date, its field of application is limited to OFDM modulators with low numbers N of carriers because of too great computational complexity. A third approach, commonly referred to as "TI-CES (Tone Injection - Constellation Extension Scheme"), proposes to increase the number of constellation points that modulate OFDM carriers so that for one point in the constellation The origin can correspond to several possibilities of coordinates in the new constellation. According to this approach, this extra degree of freedom is used to generate a signal of lower PAPR. However, this method has several disadvantages because the constellation extension will lead to an increase in the average signal power since the additional symbols have higher power levels. In addition, the selection of the best possible coordinate for each point requires an increase in the complexity of the calculation implemented, making it unsuitable for a hardware implementation for the signal processing in real time. A fourth approach, commonly called "Constellation Distortion" technique, is also based on a constellation change and is based on the assumption that the output level of the transmit amplification is limited by peaks of higher PAPR and that if the amplitude of these peaks can be decreased then the power output can be increased. According to this technique, for a given distortion rate, a convex optimization problem is solved in order to develop an OFDM signal with a minimum overall PAPR level. However, this method requires a very significant increase in the average power output to compensate for the loss in terms of signal-to-noise ratio. In addition, the calculation complexity implemented increases exponentially when the constellation order becomes high. A fifth technique commonly called "ACE (Active Constellation Extension) technique" is also based on a constellation modification and is based on a displacement in the sense of a distance from the decision axes. However, in the same way as for the two previous methods, this technique is characterized by a lower efficiency for high-order constellations by the increase of the average power of the signal, and by a very high calculation complexity. A sixth method commonly called "TR technique (English" Tone Reservation ") proposes to reserve certain carriers of the OFDM multiplex, which do not carry information but symbols optimized for transmission to reduce the PAPR. The optimization of these symbols can be carried out using, for example, a convex optimization algorithm of the SOCP (Second Order Cone Programming) type. Like the previous method, this solution does not bring any distortion to the transmitted signal, but a major disadvantage. This method is based on the fact that a certain number of carriers must be reserved in order to reduce the PAPR significantly. These carriers are not used to transmit useful information data, which leads to a reduction in spectral efficiency. A seventh technique called "Selected Mapping" consists of applying a phase rotation to each symbol of the sequence to be transmitted. Several phase rotation patterns can be defined. For each pattern applied to the sequence to be transmitted, the operations are performed to obtain a corresponding OFDM signal, and the one with the lowest PAPR is transmitted. Again this technique does not distort, but it requires to communicate to the receiver the rotation sequence used at the emission with a very high reliability, which leads to a reduction of the spectral efficiency and a significant increase in the complexity of the system to route the rotation pattern applied via a dedicated channel. In addition, if this transmission is erroneous, the entire OFDM frame will be lost. It also increases the complexity on the issue, since several treatments must be performed in parallel, then choose the most effective. The other treatments have been carried out unnecessarily, and are not exploited. A last approach is the "clipping" or limiter technique which consists of clipping the amplitude of the signal when it exceeds a predefined threshold. But this clipping is by nature non-linear and introduces a distortion of the emitted signal resulting not only in a degraded BER but also in a rise in the secondary lobes of the DSP (Power Spectral Density). In this particular context, the inventors have therefore identified a need for a new technique to improve the reduction of the PAPR while remaining simple to implement. DISCLOSURE OF THE INVENTION The invention proposes a new solution which does not have all of these disadvantages of the prior art, in the form of a method for transmitting an OFDM signal whose pre-transmission processing comprises: a mapping of data representative of a source signal on complex symbols Xn belonging to an extended constellation, where 0 <n <M, n and M being natural, Xn = An + jBn, An and Bn being reals, a transformation of M symbols Xn in M corrected symbols X 'n, a mapping of the M corrected symbols X'n onto M among N carriers of an OFDM modulator to generate an OFDM symbol, N being a natural, MN, the OFDM signal resulting from the succession of OFDM symbols, such that the transformation comprises: a step of initialization of an accumulator lei, and comprises for each carrier of order n, n ranging from 1 to M-1: a step of initialization of an intermediate symbol X "n depending on the existence of a corresponding extended symbol waving at the symbol Xn in the extended constellation, a step of accumulation in the accumulator lei respectively to J samples already present of J temporal samples corresponding to J samples of the order carrier n mapped by the intermediate symbol X '' n, J being a natural, and comprises: - a step of initialization of an accumulator rd with J accumulated samples in the lei accumulator, and comprises for each carrier of order n, n ranging from 1 to M-1: - a step accumulating in the accumulator row respectively J samples already present of J samples corresponding to J time samples of the order carrier n mapped by a complex correction data dn, a step of detecting P samples from J samples output of the accumulator rd having a power greater than a threshold and zeroing of the other JP samples, P being a natural, a step of comparison of these P samples with time samples coinciding among J time samples of the order carrier n, delivering a bit correction control torque, a step of selecting the complex correction data item dn from a list of corrections of the intermediate symbol X "n as a function of the binary correction control torque to obtain the corrected symbol X 'n = X "n + dn. The invention also relates to a device for transmitting an OFDM signal. According to the invention, the device comprises: a mapping module for mapping data representative of a source signal to complex symbols Xn belonging to an extended constellation, where 0 <n <M, n and M being natural, Xn = An + jBn, An and Bn being reals, a transformation module for transforming M symbols Xn into M corrected symbols X 'n, such that X' n = Xn + dn with dn a complex correction, an OFDM modulator with N carriers to generate an OFDM symbol from the M corrected symbols X 'n mapped onto M among the N carriers, N being a natural, MN, the OFDM signal resulting from the succession of OFDM symbols, the transformation module comprising: an accumulator for accumulating Carrier after carrier with J samples already present respectively J temporal samples corresponding to J samples of the order carrier n mapped by an intermediate symbol X "n whose value is initialized according to the existence of a symbol extended range corresponding to the symbol Xn in the extended constellation, n ranging from 1 to M-1, J being a natural, a 2'd accumulator, initialized with the J samples accumulated in the accumulator lei, to accumulate carrier-carrier J samples corresponding to the J time samples of the order carrier n mapped by a complex correction data dn respectively to J samples already present, n ranging from 1 to M-1, a detection module, carrier-to-carrier, of P samples from J samples at the output of the 2'd accumulator having a power greater than a threshold and zeroing of the other JP samples, P being a natural, a module for comparing these P samples with the coincidence time samples among J time samples of the carrier of order n, delivering a binary correction control torque, a module for selecting the complex correction data item dn from a list of co rrections of the intermediate symbol X "n as a function of the binary correction control torque (Gn) to obtain the corrected symbol X 'n = X" n + dn. Such a transmission device is particularly suitable for implementing the transmission method according to the invention. Thus, the invention is based on a new and inventive approach to the reduction of PAPR of an OFDM signal. More specifically, the present invention makes it possible to improve the reduction performance of PAPR with a low computational complexity in view of the techniques of the prior art. In addition, the present invention is particularly suitable for controlling corrections of the binary type, in particular those imposed by the TI-CES techniques. Indeed, the method according to the invention selects in a controlled manner a duplicated symbol which corresponds to an original symbol or an extended symbol of an extended constellation. By extended constellation is meant an original constellation to which are added so-called extended symbols. By duplicated symbol is meant a symbol which belongs to the original constellation and which corresponds to an extended symbol in the extended constellation. That is, the representative data of the source signal is mapped to either the duplicate symbol or its extended symbol. The correction is called binary because there is no proportionality possible in the displacements of a point of the constellation. When the symbol is not duplicated the selection leads to no correction.
Ce type de correction est particulièrement avantageux pour des constellations d'ordre élevé contrairement aux corrections de types CD ou ACE qui perdent en efficacité avec l'augmentation d'ordre de la constellation. En effet, pour une correction de type CD, l'augmentation de l'ordre entraîne la diminution de la distance entre deux points de la constellation et par conséquent la diminution de la latitude de déplacement. Pour une correction de type ACE, l'augmentation de l'ordre entraîne la diminution du nombre de points périphériques relativement au nombre total de points de la constellation et par conséquent la diminution de la latitude de déplacement. Après une initialisation des symboles intermédiaires X"n, le procédé effectue une pré-construction du signal OFDM temporel en utilisant une transformée fréquence-temps qui fait intervenir une modulation des porteuses par les symboles intermédiaires. Cette pré-construction est mise en oeuvre par un 1ei accumulateur. Selon un mode particulier, la transformée fréquence-temps est une transformée de Fourier inverse discrète. Selon un mode particulier, la transformée de Fourier inverse est une transformée rapide (IFFT). Par la suite, les acronymes IFFT désignent la transformée fréquence- temps mise en oeuvre par le modulateur OFDM permettant de générer le signal OFDM. Selon une particularité de mise en oeuvre de la pré-construction, le procédé développe le calcul d'une transformée de Fourier discrète inverse d'un bloc de N porteuses, dont M porteuses sont mappées par les symboles X"n en effectuant le calcul porteuse après porteuse et pour une porteuse n donnée mappée par X' 'n, en calculant chaque échantillons 1 temporels, 1 variant entre 0 et J -1. Le procédé détermine ainsi les échantillons temporels associés à une porteuse mappée par X"n. L'accumulation consiste ensuite à additionner les J échantillons temporels de la porteuse courante n respectivement aux J échantillons précédents déjà accumulés concernant les porteuses jusqu'à l'ordre n-1. Cette pré-construction intervient dans le domaine fréquentiel c'est-à-dire avant la mise 35 en oeuvre du modulateur OFDM. Cette pré-construction initialise une seconde pré-construction. Cette 2nde pré-construction ne prend alors en compte pour la modulation des porteuses que les corrections sur les symboles intermédiaires correspondant à des symboles dupliqués. Selon une particularité de mise en oeuvre, le procédé développe le calcul d'une transformée de Fourier discrète inverse d'un bloc de N porteuses, dont les porteuses sont mappées par les corrections dn en effectuant le calcul porteuse après porteuse et pour une porteuse n donnée mappée par dn, en calculant chaque échantillons 1 temporels, 1 variant entre 0 et J -1. Le procédé construit ainsi en parallèle les J échantillons temporels associés à une porteuse mappée par dn. Compte tenu que la correction ne concerne que les symboles dupliqués modifiés, l'étape d'accumulation dans le rd accumulateur est plus simple que dans le lei accumulateur. L' accumulation dans le 2'd accumulateur consiste ensuite à additionner les J échantillons temporels de la porteuse courante n mappée par dn respectivement aux J échantillons précédents déjà accumulés concernant les porteuses jusqu'à l'ordre n-1. L'invention utilise, pour la réduction du PAPR un asservissement temps réel de la correction d'une porteuse d'ordre n par rapport aux porteuses précédemment corrigées, c'est-à-dire d'ordre inférieur, d'un même bloc OFDM. Il faut entendre par correction d'une porteuse d'ordre n, une correction du symbole intermédiaire X"n par la valeur dn qui permet de déterminer le symbole X' n qui mappe la porteuse n du modulateur OFDM lors de la modulation OFDM. Cet asservissement est notamment basé sur la mise en oeuvre pour corriger le symbole de constellation modulant la porteuse d'ordre n d'une détection de P échantillons dont l'amplitude dépasse un seuil a, parmi les J échantillons temporels représentatifs de la somme des réponses temporelles des porteuses précédemment corrigées et accumulées. La détection intervient après chaque accumulation. En d'autres termes, parmi les J échantillons temporels préconstruits, le procédé détecte le ou les pics de puissance supérieure à un seuil prédéterminé a. La valeur du seuil fixe le niveau de PAPR final recherché. Une comparaison des échantillons temporels issus de la transformation fréquence-temps de la porteuse n que l'on cherche à corriger, qui coïncident en temps avec les pics détectés, permet de déterminer un couple de contrôle de correction binaire. Ce couple de contrôle de correction binaire est ensuite directement utilisé pour sélectionner la correction à apporter à la partie réelle ou la partie imaginaire du symbole intermédiaire et obtenir le symbole corrigé qui module la porteuse n du modulateur OFDM. La correction sélectionnée mappe par ailleurs la porteuse d'ordre n lors de l'étape d'accumulation des J échantillons temporels associés à cette porteuse d'ordre n. La correction est sélectionnée parmi une liste de correction. Cette liste comprend la valeur zéro sélectionnée lorsque le symbole intermédiaire correspond à un symbole non dupliqué. La liste comprend en outre les valeurs réelles et imaginaires à ajouter au symbole intermédiaire pour obtenir le symbole corrigé qui correspond à un symbole dupliqué ou à un symbole étendu.This type of correction is particularly advantageous for constellations of high order unlike corrections of types CD or ACE which lose efficiency with the order increase of the constellation. Indeed, for a correction of type CD, the increase of the order causes the reduction of the distance between two points of the constellation and consequently the decrease of the latitude of displacement. For an ACE-type correction, increasing the order causes the number of peripheral points to decrease relative to the total number of points in the constellation and consequently the decrease in the latitude of movement. After an initialization of the intermediate symbols X "n, the method performs a pre-construction of the time OFDM signal using a frequency-time transform which involves a modulation of the carriers by the intermediate symbols.This pre-construction is implemented by a According to one particular embodiment, the frequency-time transform is a discrete inverse Fourier transform, In a particular embodiment, the inverse Fourier transform is a fast transform (IFFT), followed by the IFFT acronyms denoting the frequency transform. time used by the OFDM modulator for generating the OFDM signal According to a feature of implementation of the pre-construction, the method develops the calculation of a discrete inverse Fourier transform of a block of N carriers, of which M carriers are mapped by the symbols X "n by performing the carrier-carrier calculation and for a given carrier n called by X '' n, by calculating each temporal samples 1, 1 varying between 0 and J -1. The method thus determines the time samples associated with a carrier mapped by X "N. The accumulation then consists in adding the J time samples of the current carrier n respectively to the J previous samples already accumulated concerning the carriers up to the order n This pre-construction takes place in the frequency domain, that is to say before the implementation of the OFDM modulator.This pre-construction initializes a second pre-construction.This second pre-construction then takes into account for the modulation of the carriers that the corrections on the intermediate symbols corresponding to duplicated symbols According to a particularity of implementation, the method develops the calculation of a discrete inverse Fourier transform of a block of N carriers, whose carriers are mapped by dn corrections by carrying out the carrier-to-carrier calculation and for a given carrier n mapped by dn each time samples 1, 1 varying between 0 and J -1. The method thus constructs in parallel the J time samples associated with a carrier mapped by dn. Since the correction only concerns the modified duplicate symbols, the accumulation step in the accumulator rd is simpler than in the accumulator lei. The accumulation in the accumulator 2 'then consists in adding the J time samples of the current carrier n mapped by dn respectively to the J previous samples already accumulated concerning the carriers up to the order n-1. The invention uses, for the reduction of the PAPR, a real-time servocontrol of the correction of a carrier of order n with respect to the previously corrected, that is to say, lower order, carriers of the same OFDM block. . By correction of a carrier of order n is meant a correction of the intermediate symbol X "n by the value dn which makes it possible to determine the symbol X 'n which maps the carrier n of the OFDM modulator during the OFDM modulation. servo-control is notably based on the implementation for correcting the constellation symbol modulating the order carrier n of a detection of P samples whose amplitude exceeds a threshold a, among the J temporal samples representative of the sum of the temporal responses Previously corrected and accumulated carriers Detection occurs after each accumulation In other words, among the J preconstructed time samples, the method detects the peak or peaks of power above a predetermined threshold A. The value of the threshold sets the level. of the final PAPR sought A comparison of the temporal samples resulting from the frequency-time transformation of the carrier n that we seek to correct, which coincide in time with the detected peaks, makes it possible to determine a binary correction control torque. This binary correction control pair is then directly used to select the correction to be made to the real part or the imaginary part of the intermediate symbol and obtain the corrected symbol which modulates the carrier n of the OFDM modulator. The selected correction also maps the order carrier n during the accumulation step of the J temporal samples associated with this order carrier n. The correction is selected from a correction list. This list includes the zero value selected when the intermediate symbol corresponds to an unduplicated symbol. The list further includes the real and imaginary values to be added to the intermediate symbol to obtain the corrected symbol that corresponds to a duplicate symbol or an extended symbol.
Ainsi, à l'issue des étapes d'accumulation, de détection, de comparaison et de sélection mentionnées ci-dessus mises en oeuvre pour chacune des M porteuses mappées, le procédé réalise la pré-construction dans le domaine fréquentiel, c'est-à-dire avant la modulation OFDM, du signal temporel corrigé constitué de J échantillons et associé à un bloc OFDM de N porteuses mappées par les M symboles correspondant (MN). Il est à noter que le terme « pré-construction » signifie que l'on détermine, alors même que l'on est dans le domaine fréquentiel, les échantillons temporels de la réponse du signal qui « pourraient » être obtenus après la modulation OFDM. Ainsi, le terme « préconstruit » est associé aux échantillons temporels éventuellement corrigés avant mise en oeuvre du modulateur OFDM. Il est à noter que la transformée fréquence-temps qui est généralement une transformée de Fourier inverse peut intervenir sur un nombre M de porteuses mappées par les M symboles considérés, inférieur à N le nombre de porteuses du modulateur OFDM. En effet, il est commun de réserver des porteuses pour y insérer des pilotes, pour limiter les problèmes de recouvrement de spectre en mettant à zéro les porteuses des bords, pour éviter une composante continue en mettant à zéro la porteuse centrale. Par « complexe », on entend « qui peut avoir une valeur réelle et/ou imaginaire telle que cette valeur est par exemple définie par v=a+jb ». Un tel procédé aboutit donc à une correction très simple du signal temporel OFDM du fait que seules les porteuses d'un bloc OFDM mappées par un symbole dupliqué peuvent être corrigées. La correction du signal temporel est optimisée du fait que le déplacement complexe de coordonnées de constellation est sélectionné en fonction d'un couple de contrôle de correction binaire de la partie réelle ou de la partie imaginaire du symbole intermédiaire. Selon un mode de réalisation, pour un n donné, le symbole intermédiaire X' 'n est égal à Xn lorsque Xn n'est pas un symbole dupliqué et est égal à Xn poinçonné de sa valeur réelle ou de sa valeur imaginaire lorsque Xn est un symbole dupliqué. Selon ce mode de réalisation, les symboles intermédiaires sont initialisés à partir des symboles Xn et des symboles dupliqués modifiés de la constellation étendue. Chacun des symboles dupliqués modifiés est identique à un symbole dupliqué dont la partie réelle ou imaginaire a été mise à zéro (poinçonnée). Ce mode est adapté à une constellation étendue qui a l'avantage de respecter un codage de Gray. Selon un mode de réalisation, pour un n donné, le symbole intermédiaire X"n est initialisé avec la valeur de Xn lorsque Xn n'est pas un symbole dupliqué et est initialisé avec la partie réelle de Xn et une valeur imaginaire déterminée ou avec une valeur réelle déterminée et la valeur imaginaire de Xn lorsque Xn est un symbole dupliqué. Selon ce mode de réalisation, les symboles intermédiaires sont initialisés à partir des symboles Xn et des symboles dupliqués modifiés de la constellation étendue. Chacun des symboles dupliqués modifiés est identique à un symbole dupliqué dont la partie réelle ou imaginaire a été initialisée à une valeur déterminée paramétrable. La liste de correction est alors constituée des valeurs réelles, respectivement imaginaires, des symboles dupliqués auxquelles sont retranchées les valeurs d' initialisation. Ces valeurs d' initialisation peuvent être déterminées à l'issue de simulations préalables ou à l'issue d'expérimentations. Ce mode peut s'avérer plus avantageux que le mode précédent en fonction du paramétrage du système de télécommunication qui implémente le procédé. Selon un mode de réalisation, la constellation étendue est une 64QAM étendue comprenant les symboles suivants : 3 5 Xn avec An, E 1 - - -4 4 4}' Xn avec An, Bn E 4)' Xn avec Xn avec Xn avec Xn avec A = -7 ' B E n 4 n 9 . 15 7 et le symbole étendu XE = - - + JE' An = n 4 n' 4' n 9 . 7 E 1+-1 + -3, + -5} et le symbole étendu XE = - + iB Bn = -4, An E n 4 n' 7 - 4 ' - 4 - 4 Bn = ( 1 3 5 .9 4' n + 4' + i , + ij et le symbole étendu XEn = An - i i, 1 3 5 . 9 E + et le symbole étendu XEn = An + 7. Cette constellation étendue avec 24 symboles dupliqués a l' avantage de respecter un codage de Gray. Les symboles étendus peuvent être obtenus par projection sur un point dual de la constellation à l'opposé par rapport à l'axe des réels ou des imaginaires du plan complexe, des symboles dupliqués, suivi d'un décalage d'une distance inter symbole. Les symboles étendus peuvent donc être déterminés très facilement à partir des symboles dupliqués car ils ont la même partie réelle ou imaginaire que les symboles dupliqués correspondant et une partie imaginaire ou réelle identique au signe près et à un décalage inter symbole près. Selon un mode de réalisation, le seuil varie en fonction de la porteuse n. Selon ce mode, la valeur du seuil n'est pas fixe sur l'ensemble des porteuses mais variable. Cette variation peut ne pas être linéaire et peut être déterminée à l'issue de simulations préalables ou à l'issue d'expérimentations. Cette variation permet d'obtenir une réduction de PAPR plus importante qu'avec un seuil fixe car elle permet d'accentuer la correction. Selon un mode de réalisation avantageux, la valeur de seuil est plus faible au début du traitement qu' à la fin. Ceci permet de traiter le signal 'en profondeur' : les pics extrêmes sont peu corrigés au début mais la globalité des pics qui dépassent le seuil a évolue rapidement dans le sens d'une diminution. En conséquence de quoi, il reste en fin de traitement une petite minorité de pics qui est facilement corrigée. A l'inverse, en débutant avec une valeur de seuil plus élevée, alors les pics extrêmes sont rapidement corrigés mais en fin de traitement il reste une multitude de faibles pics encore présents.Thus, at the end of the steps of accumulation, detection, comparison and selection mentioned above implemented for each of the M mapped carriers, the method performs the pre-construction in the frequency domain, that is, ie before the OFDM modulation, of the corrected temporal signal consisting of J samples and associated with an OFDM block of N carriers mapped by the corresponding M symbols (MN). It should be noted that the term "pre-construction" means that, even though it is in the frequency domain, temporal samples of the signal response that "could" be obtained after the OFDM modulation are determined. Thus, the term "pre-built" is associated with the temporal samples possibly corrected before implementation of the OFDM modulator. It should be noted that the frequency-time transform which is generally an inverse Fourier transform can operate on a number M of carriers mapped by the M symbols considered, less than N the number of carriers of the OFDM modulator. Indeed, it is common to reserve carriers to insert drivers, to limit spectrum recovery problems by zeroing the edge carriers, to avoid a DC component by zeroing the central carrier. By "complex" is meant "which may have a real value and / or imaginary such that this value is for example defined by v = a + jb". Such a method therefore results in a very simple correction of the OFDM time signal because only the carriers of an OFDM block mapped by a duplicate symbol can be corrected. The correction of the time signal is optimized because the complex displacement of constellation coordinates is selected according to a binary correction control torque of the real part or the imaginary part of the intermediate symbol. According to one embodiment, for a given n, the intermediate symbol X '' n is equal to Xn when Xn is not a duplicated symbol and is equal to Xn punched by its real value or its imaginary value when Xn is a duplicated symbol. According to this embodiment, the intermediate symbols are initialized from the symbols Xn and the modified duplicate symbols of the extended constellation. Each of the duplicated symbols modified is identical to a duplicate symbol whose real or imaginary part has been set to zero (punched). This mode is adapted to an extended constellation which has the advantage of respecting a Gray coding. According to one embodiment, for a given n, the intermediate symbol X "n is initialized with the value of Xn when Xn is not a duplicated symbol and is initialized with the real part of Xn and a given imaginary value or with a the actual value determined and the imaginary value of Xn when Xn is a duplicated symbol According to this embodiment, the intermediate symbols are initialized from the symbols Xn and the modified duplicate symbols of the extended constellation, and each of the duplicated symbols modified is identical to A duplicate symbol whose real or imaginary part has been initialized to a definable parameterizable value The correction list then consists of the real or imaginary values of the duplicate symbols to which the initialization values are subtracted. be determined at the end of simulations or at the end of the experiment This mode may be more advantageous than the previous mode depending on the configuration of the telecommunication system that implements the process. According to one embodiment, the extended constellation is an extended 64QAM comprising the following symbols: Xn with An, E 1 - - -4 4 4 'Xn with An, Bn E 4)' Xn with Xn with Xn with Xn with A = -7 'BE n 4 n 9. 7 and the extended symbol XE = - - + JE 'An = n 4 n' 4 'n 9. 7 E 1 + -1 + -3, + -5} and the extended symbol XE = - + iB Bn = -4, An E n 4 n '7 - 4' - 4 - 4 Bn = (1 3 5 .9 4 'n + 4' + i, + ij and the extended symbol XEn = An - ii, 1 3 5, 9 E + and the extended symbol XEn = An + 7. This extended constellation with 24 duplicated symbols has the advantage of respecting The extended symbols can be obtained by projection on a dual point of the constellation opposite to the axis of the reals or the imaginary of the complex plane, of the duplicated symbols, followed by a shift of an inter-symbol distance The extended symbols can therefore be determined very easily from the duplicated symbols because they have the same real or imaginary part as the corresponding duplicated symbols and an imaginary or real part identical to the near sign and to a near inter-symbol shift. According to one embodiment, the threshold varies as a function of the carrier N. According to this mode, the threshold value is not fixed on the carrier. r all the carriers but variable. This variation may not be linear and can be determined at the end of simulations before or after experiments. This variation makes it possible to obtain a larger reduction in PAPR than with a fixed threshold because it makes it possible to accentuate the correction. According to an advantageous embodiment, the threshold value is lower at the beginning of the treatment than at the end. This makes it possible to process the signal 'in depth': the extreme peaks are not corrected at the beginning but the totality of the peaks which exceed the threshold has evolved rapidly in the direction of a decrease. As a result, a small minority of peaks remain at the end of treatment, which is easily corrected. On the other hand, starting with a higher threshold value, then the extreme peaks are rapidly corrected but at the end of treatment there remains a multitude of weak peaks still present.
Selon un mode de réalisation, le seuil est donné par la relation suivante : = Peak Power Target .[1 + K. a Average Power Selon ce mode la valeur du seuil varie de manière continue en fonction de la porteuse n selon une relation déterminée à l'issue d'expérimentations. La valeur de l'exposant 5 peut être égale à deux, K est une constante qui peut être positive ou négative. La valeur Peak Power Target correspond au maximum autorisé de puissance et la valeur Average Power correspond à la moyenne de puissance estimée. Ces valeurs peuvent être déterminées à l'issue de simulations préalables ou à l'issue d'expérimentations. Selon un mode de réalisation, le couple de correction binaire résulte d'une corrélation complexe entre les P échantillons temporels avec P échantillons temporels de la porteuse d'ordre n et d'une détection de signe des parties réelle et imaginaire du produit de la corrélation. La mise en oeuvre de la corrélation complexe selon l'invention avec détection de signe permet avantageusement d'évaluer si la prochaine accumulation effectuée à partir des échantillons temporels de la porteuse d'ordre n va amplifier les pics détectés ou les diminuer. Le couple de correction qui résulte de cette détection de signe est directement utilisé pour sélectionner la correction du symbole de constellation modulant la porteuse à corriger. Ainsi, le couple de contrôle de correction binaire permet de contrôler la réduction des pics de PAPR en tenant compte de la corrélation de signe entre les pics des échantillons temporels préconstruits représentatifs des porteuses précédemment corrigées et accumulées et les échantillons temporels complexes de la porteuse courante à corriger en coïncidence temporel avec les pics détectés. Il est donc possible de contrôler la correction mise en oeuvre d'une porteuse à l'autre de façon optimisée, en tenant compte de la corrélation entre une porteuse courante à corriger et les pics détectés à partir de l' accumulation des porteuses précédemment corrigées.According to one embodiment, the threshold is given by the following relation: = Peak Power Target [1 + K. a Average Power According to this mode, the value of the threshold varies continuously according to the carrier n according to a determined relationship to the outcome of experiments. The value of the exponent 5 can be two, K is a constant that can be positive or negative. The Peak Power Target value is the maximum allowable power and the Average Power value is the estimated power average. These values can be determined at the end of simulations before or after experiments. According to one embodiment, the bit correction torque results from a complex correlation between the P temporal samples with P temporal samples of the n-order carrier and a sign detection of the real and imaginary parts of the product of the correlation . The implementation of the complex correlation according to the invention with sign detection advantageously makes it possible to evaluate whether the next accumulation made from the time samples of the order carrier n will amplify the detected peaks or reduce them. The correction torque resulting from this sign detection is directly used to select the correction of the constellation symbol modulating the carrier to be corrected. Thus, the binary correction control torque makes it possible to control the reduction of the PAPR peaks by taking into account the sign correlation between the peaks of the preconstructed temporal samples representative of the previously corrected and accumulated carriers and the complex temporal samples of the current carrier to correct in temporal coincidence with the detected peaks. It is therefore possible to control the correction implemented from one carrier to another in an optimized manner, taking into account the correlation between a current carrier to be corrected and the peaks detected from the accumulation of previously corrected carriers.
Selon un mode de réalisation, le nombre J d'échantillons temporels découle d'un facteur entier L, L>l, de sur échantillonnage résultant en J = NL échantillons. Selon ce mode de réalisation, le procédé selon l'invention construit J=L.N échantillons temporels avec L un entier supérieur ou égal à 1. Lorsque L=1 alors J= N. Lorsque L> 1, par exemple lorsque L= 2 ou 4, il y a sur échantillonnage. Un tel sur échantillonnage permet avantageusement d'obtenir une plus grande résolution dans la réduction de PAPR. Selon un mode de réalisation, l'étape d' accumulation dans le 1 ei accumulateur met en oeuvre une transformée de Fourier inverse discrète calculée porteuse après porteuse avec, pour une porteuse n donnée mappée par X' 'n, un calcul des J échantillons temporels, selon l'équation suivante, pour L=2 : N-1 Te x(1.-) =I[A"ncosN + jB"nsin(K.1.111)1 2 n=0 avec : A"' et B"' les composantes réelle et imaginaire du symbole intermédiaire X"n modulant la porteuse courante d'indice n, x( ) l'ensemble des échantillons temporels résultant de l'accumulation dans le lei accumulateur, Te =-Fe la période d'échantillonnage et 0 < 1<N. L = 2. N. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend en outre une étape de génération des J échantillons temporels de la porteuse d'ordre n. En outre les étapes de détection et de comparaison sont mises en oeuvre par rapport à l'étape de génération des J échantillons temporels de la porteuse d'ordre n, avec un retard de durée déterminée correspondant à un cycle d'horloge à Fe. Selon un aspect particulier de l'invention, l'étape de détection sur les J échantillons résultant de l'étape d'accumulation à l'ordre n est mise en oeuvre par rapport à une étape de génération des J échantillons temporels associés à la porteuse courante d'indice n avec un retard de durée prédéterminée correspondant à un cycle d'horloge à Fe. La mise en oeuvre de ce retard selon un cycle d'horloge prédéterminé permet notamment de synchroniser l'obtention de l'information de contrôle de correction complexe afin qu'elle soit délivrée juste au moment où intervient la prise en compte de la porteuse courante d'ordre n mappée par la correction lors de l'étape d'accumulation à l'ordre n.According to one embodiment, the number J of time samples derives from an integer factor L, L> 1, of oversampling resulting in J = NL samples. According to this embodiment, the method according to the invention constructs J = LN time samples with L an integer greater than or equal to 1. When L = 1 then J = N. When L> 1, for example when L = 2 or 4 , there is on sampling. Such oversampling advantageously allows to obtain a higher resolution in the reduction of PAPR. According to one embodiment, the step of accumulation in the accumulator implements a carrier-carrier calculated discrete inverse Fourier transform with, for a given carrier n mapped by X "n, a calculation of the J temporal samples. , according to the following equation, for L = 2: N-1 Te x (1.-) = I [A "ncosN + jB" nsin (K.1.111) 1 2 n = 0 with: A "'and B" the real and imaginary components of the intermediate symbol X "n modulating the current carrier of index n, x () the set of time samples resulting from the accumulation in the accumulator lei, Te = -Fe the sampling period and 0 <1 <N. L = 2. N. According to one embodiment, the method further comprises a step of generating the J time samples of the order carrier N. In addition, the detection and comparison steps are performed. implemented with respect to the step of generating J time samples of the order carrier n, with a delay of determined duration According to a particular aspect of the invention, the detection step on the J samples resulting from the n-order accumulation step is carried out with respect to a step of generating J time samples associated with the current carrier of index n with a predetermined time delay corresponding to a clock cycle at Fe. The implementation of this delay according to a predetermined clock cycle makes it possible in particular to synchronize obtaining the complex correction control information so that it is delivered just when taking into account the current carrier of order n mapped by the correction during the accumulation step to the order n.
Selon un mode de réalisation, l'étape d'accumulation dans le 2'd accumulateur met en oeuvre une transformée de Fourier inverse discrète calculée porteuse après porteuse avec, pour une porteuse n donnée mappée par dn, un calcul des J échantillons temporels, selon l'équation suivante : N-1 Te n , = [dnen'iTi'l n=0 avec : x'( ) l'ensemble des échantillons temporels résultant de l' accumulation dans le 2nd accumulateur, Te =-Fe la période d'échantillonnage et 0 < 1<N. L = 2. N. L'utilisation d'une transformée de Fourier inverse discrète rapide permet une mise en oeuvre extrêmement efficace avec une pré-construction très simple du signal temporel corrigé.According to one embodiment, the step of accumulation in the accumulator 2'd implements a carrier-carrier calculated discrete inverse Fourier transform with, for a given carrier n mapped by dn, a calculation of the J time samples, according to the following equation: N-1 Te n, = [dnen'iTi'l n = 0 with: x '() the set of time samples resulting from the accumulation in the 2nd accumulator, Te = -Fe the period d sampling and 0 <1 <N. L = 2 N. The use of a fast discrete inverse Fourier transform allows an extremely efficient implementation with a very simple pre-construction of the corrected temporal signal.
Selon un mode de réalisation, le module de transformation comprend en outre : un module de génération des J échantillons temporels associés à la porteuse courante d'indice n. L'invention a en outre pour objet un programme d'ordinateur comportant des instructions pour la mise en oeuvre d'un procédé de transmission selon l'invention lorsque ce programme est exécuté par un processeur. L'invention a en outre pour objet un support d'information comportant des instructions de programme adaptées à la mise en oeuvre des étapes du procédé selon l'invention lorsque ledit programme est chargé et exécuté dans un dispositif de transmission OFDM.According to one embodiment, the transformation module further comprises: a module for generating the J time samples associated with the current carrier of index n. The invention further relates to a computer program comprising instructions for the implementation of a transmission method according to the invention when the program is executed by a processor. The invention further relates to an information medium comprising program instructions adapted to the implementation of the steps of the method according to the invention when said program is loaded and executed in an OFDM transmission device.
L'invention a en outre pour objet, un signal OFDM obtenu par la mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention. Liste des figures D' autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation particulier, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés, parmi lesquels : la figure 1 illustre le principe du traitement de signal sur lequel repose l'invention ; la figure 2 est un schéma synoptique du traitement d'un signal OFDM visant à réduire le PAPR mis en oeuvre par un système de transmission ; la figure 3A est un organigramme des principales étapes d'un procédé de transmission selon un mode de réalisation de l'invention; la figure 3B est un schéma d'un dispositif de réduction du PAPR selon l'invention ; les figures 4A et 4B représentent respectivement une constellation 64QAM d'origine et la constellation étendue selon un exemple ; la figure 5 illustre la structure d'un dispositif de transmission selon l'invention ; les figures 6A et 6B représentent respectivement une constellation 64QAM d'origine et la constellation étendue selon un exemple ; la figure 7 représente une courbe de l'évolution du paramètre a en fonction de l'indice n de la porteuse courante selon un exemple ; la figure 8 représente des courbes du module des signaux temporels sans et avec traitement de réduction de PAPR selon l'invention pour a égal à 6dB ; la figure 9 représente une courbe de référence de CCDF et la courbe pour a égal à 6dB. Description de modes de réalisation de l'invention La figure 1 illustre le principe du traitement du signal sur lequel est basée l'invention. La réduction de PAPR doit s'appliquer au signal temporel S(t) qui « serait » émis sans correction en sortie du dispositif de transmission OFDM. Le signal temporel S(t) n'étant pas connu du procédé selon l'invention, ce dernier pré-construit un signal numérique représentatif du point de vue dynamique et valeurs de crêtes, du signal analogique en sortie du dispositif de transmission. En d'autres termes, cette pré-construction consiste à obtenir une « image » du signal analogique en sortie du dispositif de transmission et à corriger au fur et à mesure, porteuse par porteuse, chaque symbole de constellation modulant une porteuse afin d'obtenir un signal préconstruit et corrigé dont le PAPR est réduit.The invention further relates to an OFDM signal obtained by the implementation of a method according to the invention. List of Figures Other features and advantages of the invention will appear more clearly on reading the following description of a particular embodiment, given as a simple illustrative and nonlimiting example, and the appended drawings, among which: Figure 1 illustrates the principle of the signal processing on which the invention is based; Figure 2 is a block diagram of the processing of an OFDM signal to reduce the PAPR implemented by a transmission system; Fig. 3A is a flowchart of the main steps of a transmission method according to an embodiment of the invention; FIG. 3B is a diagram of a device for reducing the PAPR according to the invention; FIGS. 4A and 4B respectively represent a 64QAM constellation of origin and the extended constellation according to an example; FIG. 5 illustrates the structure of a transmission device according to the invention; Figs. 6A and 6B respectively represent an original 64QAM constellation and the extended constellation according to one example; FIG. 7 represents a curve of the evolution of the parameter a as a function of the index n of the current carrier according to an example; FIG. 8 represents curves of the modulus of the time signals without and with reduction processing of PAPR according to the invention for a equal to 6 dB; FIG. 9 represents a CCDF reference curve and the curve for a equal to 6 dB. DESCRIPTION OF EMBODIMENTS OF THE INVENTION FIG. 1 illustrates the principle of signal processing on which the invention is based. The reduction of PAPR must apply to the time signal S (t) which would be transmitted without correction at the output of the OFDM transmission device. As the time signal S (t) is not known from the method according to the invention, the latter pre-constructs a digital signal representative of the dynamic point of view and peak values of the analog signal at the output of the transmission device. In other words, this pre-construction consists in obtaining an "image" of the analog signal at the output of the transmission device and in progressively correcting, carrier-borne, each constellation symbol modulating a carrier in order to obtain a preconstructed and corrected signal whose PAPR is reduced.
Le signal temporel S(t) est obtenu à l'issu d'un traitement représenté de manière simplifié sur la figure 1. Les symboles Xn sont pris par bloc en entrée, bloc dit OFDM, et après traitement on obtient le signal temporel S(t).Chaque symbole de constellation Xn est défini par un couple de valeurs réelles (An, Bn) qui définissent les coordonnées du symbole de constellation Xn dans le plan complexe : Xn=An+j.Bn (1). Il est bien entendu qu'un signal complexe peut être représenté par ses composantes réelle et imaginaire sous la forme An+j.Bn ou sous la forme Cnei`P = Cncoscp + jCnsirup. Le traitement comprend une transformée fréquence-temps 41 à N fréquences appelées porteuses, considérée à des fins d'illustration comme étant une transformée de Fourier inverse rapide (IFFT). Cette transformée calcule les échantillons temporels à partir de la modulation des porteuses par respectivement les symboles du bloc OFDM considéré. Ce calcul peut être décomposé en deux calculs effectués en parallèle, un pour les composantes réelles (An) et un pour les composantes imaginaires (Bn) des symboles de constellation Xn. De manière générale, il peut être considéré que seules M porteuses sont modulées par des symboles, le reste des porteuses étant réservées, M <N, M étant un entier. En particulier, les premières et dernières porteuses d'un bloc OFDM ne sont généralement pas modulées afin d'éviter des problèmes de recouvrement du spectre fréquentiel associé à chaque bloc OFDM. Pour simplifier, il est considéré que les N porteuses sont modulées par des symboles Xn, M=N, n étant un entier tel que CKri N-1. Le signal obtenu peut s'exprimer sous la forme : .2 j.n..Lik.Te X (k. Te) = EnNlâ Xn. e (2) avec Te = 1/Fe la période d'échantillonnage, t = k. Te, 0 < k < K = N et K. Te = T la durée du bloc OFDM considéré et donc d'un symbole OFDM. Le traitement est suivi d'une transposition 42 en bande de base avec la fréquence Fe/2 : y (k. Te) = Eiej- cos (k. Tc). Xn. e (4) la porteuse à Fe/2 s'exprimant sous la forme : 2.j.ir.---.kTe = cos (k. Tc) (3) Puis d'un sur-échantillonnage 43 d'un facteur L à une fréquence égale donc à L.Fe : n1 y (1.Te, ) = COS (1.11). X e (5) L avec t = 1. Te/L et 0 1 <J = LN. A l'issue d'une conversion numérique analogique idéale 43 le signal peut être considérée comme la limite de y (1. -Te ) lorsque L tend vers l'infini : z(t) = limL,'y (1.-7) (6) Le signal réel modulé 44 sur une fréquence porteuse y s'exprime sous la forme : S(t) = Re[z(t)p (0] (7) ou sous la forme avec ar g [z (0] = (t) : S(t) = lz(01Re[eie(t)e 2. j.nvti (8)- La réduction du PAPR revient à limiter les variations d'amplitude du signal OFDM: IS(t)I < a Vv. Cette contrainte est vérifiée si : N-1 nl 2.j.n...k.Te An. e lx(i.T )1 <a VL L n=0 En effet, si lx(1.1)1< a VL alors ly(1.1)1< a VL puisque y(t) est identique à x(t) mais transposé en bande de base. Si ly(1.7)1< a VL alors I z(t) I < a compte tenu que z(t) = limLy Si I z(t) I < a alors a fortiori I z(t) I cos (0 (t) + 2Kvt) < a Vv puisque cos(0(t) + 2Kvt) < 1. Par suite, lz(t)1Re[el° toei2Kvt] < a Vv. La contrainte à vérifier sur le signal en sortie de l'IFFT n1 nN =-(1. xn. e2. IX(1.-Tr)1 = < a VL s'écrit aussi sous la forme : v N-1 n C (1 . = r N-1 V-01=0 P 12 n,1] L r= L^n0 12 <a VL avec : LI = Re[x(1.-Te)1 EnN;êi Pn,1 (9) 15n L'n=0 ,en,1 IM[X(1. -Te)] L (10) n 1 n 1)1 Pn,1 = [ ( An. COS 2. T C. -Nr) - Bn. sin (2. K.-NT (11) Qn,1 = [Bn. COS (2. T (.11-1) + An. sin (2. K.11-1)1 (12) N L N L Pour limiter le PAPR du signal OFDM S(t) transmis, le procédé selon l'invention pré-construit le signal temporel x(k.Te) et applique sur ce signal la contrainte d'amplitude : 20 lx(1.7-÷e, = P12+ [Mg Qn,i.] 2 <a VL et ainsi le signal temporel OFDM S(t) vérifie la contrainte de PAPR: IS(t)I <a Vv comme démontré ci-dessus. En particulier, avec un sur-échantillonnage L=2, les relations (11) et (12) deviennent : Pn,1 = [An. COS (7' -Nn 1) - An.cos(tr.-Nn 1)1 (13) 25 Qn,1 [Bn. COS (7' C.11 1) + An. sin (7r. L' 1)1 (14) Dans ce cas, pour pré-construire le signal temporel x(k.Te), le procédé pré-construit 2N échantillons temporels pour chaque composante réelle et imaginaire.The time signal S (t) is obtained at the end of a processing shown in a simplified manner in FIG. 1. The symbols Xn are taken by input block, called OFDM block, and after processing the time signal S is obtained ( Each constellation symbol Xn is defined by a pair of real values (An, Bn) that define the coordinates of the constellation symbol Xn in the complex plane: Xn = An + j.Bn (1). It is understood that a complex signal can be represented by its real and imaginary components in the form An + j.Bn or in the form Cnei`P = Cncoscp + jCnsirup. The processing includes a frequency-time transform 41 at N frequencies called carriers, considered for purposes of illustration as being a fast inverse Fourier transform (IFFT). This transform calculates the time samples from the modulation of the carriers by respectively the symbols of the OFDM block considered. This calculation can be decomposed into two calculations carried out in parallel, one for the real components (An) and one for the imaginary components (Bn) of the constellation symbols Xn. In general, it can be considered that only M carriers are modulated by symbols, the rest of the carriers being reserved, M <N, M being an integer. In particular, the first and last carriers of an OFDM block are generally not modulated in order to avoid problems of recovery of the frequency spectrum associated with each OFDM block. For simplicity, it is considered that the N carriers are modulated by symbols Xn, M = N, where n is an integer such that CKri N-1. The signal obtained can be expressed in the form: .2 j.n..Lik.Te X (k. Te) = EnNlâ Xn. e (2) with Te = 1 / Fe the sampling period, t = k. Te, 0 <k <K = N and K. Te = T the duration of the OFDM block considered and therefore of an OFDM symbol. The processing is followed by a baseband transposition 42 with the frequency Fe / 2: y (k Te) = Eiej-cos (k Tc). Xn. e (4) the Fe / 2 carrier expressing itself as: 2.j.ir .-- -. kTe = cos (k. Tc) (3) Then an oversampling 43 of a factor L at a frequency equal to L.Fe: n1 y (1.Te,) = COS (1.11). X e (5) L with t = 1. Te / L and 0 1 <J = LN. At the end of an ideal digital-analog conversion 43 the signal can be considered as the limit of y (1 -Te) when L tends to infinity: z (t) = limL, 'y (1.-7 (6) The actual modulated signal 44 on a carrier frequency is expressed as: S (t) = Re [z (t) p (0) (7) or in the form with ar g [z (0 ] = (t): S (t) = lz (01Re [eie (t) e 2. j.nvti (8) - The reduction of the PAPR amounts to limiting the amplitude variations of the OFDM signal: IS (t) I This constraint is checked if: N-1 nl 2.jn..k.Te An .e lx (iT) 1 <a VL L n = 0 Indeed, if lx (1.1) 1 <a VL then ly (1.1) 1 <a VL since y (t) is identical to x (t) but transposed into baseband If l (1.7) 1 <a VL then I z (t) I <a considering that z ( t) = limLy If I z (t) I <then has a fortiori I z (t) I cos (0 (t) + 2Kvt) <a Vv since cos (0 (t) + 2Kvt) <1. As a result, The stress to check on the IFFT output signal n1 nN = - also written under has the form: v N-1 n C (1. = r N-1 V-01 = 0 P 12 n, 1] L r = L ^ n0 12 <a VL with: LI = Re [x (1.-Te) 1 EnN; êi Pn, 1 (9) 15n N = 0, in, 1 IM [X (1 -Te)] L (10) n 1 n 1) 1 Pn, 1 = [(An. COS 2. T C. -Nr) - Bn. sin (2. K.-NT (11) Qn, 1 = [Bn COS (2. T (.11-1) + An. sin (2. K.11-1) 1 (12) NLNL To limit the PAPR signal OFDM S (t) transmitted, the method according to the invention pre-built the time signal x (k.Te) and applies on this signal the amplitude constraint: 20 lx (1.7- ÷ e, = P12 + [ Mg Qn, i.] 2 <a VL and thus the time signal OFDM S (t) satisfies the constraint of PAPR: IS (t) I <a Vv as demonstrated above, in particular with over-sampling L = 2, the relations (11) and (12) become: Pn, 1 = [An. COS (7 '-Nn 1) -An.cos (tr.-Nn 1) 1 (13) Qn, 1 [Bn. COS (7 'C.11 1) + An. Sin (7r.L'1) 1 (14) In this case, to pre-construct the time signal x (k.Te), the pre-built process 2N temporal samples for each real and imaginary component.
Un exemple du traitement d'un signal OFDM visant à réduire le PAPR mis en oeuvre par un système de transmission est décrit ci-après en relation avec le schéma de la figure 2. Selon cet exemple, le traitement du signal OFDM comprend une succession d'étapes : à l'émission par l'émetteur TX: génération 201 de données source ; codage et entrelacement 202 desdites données délivrant des données entrelacées ; modulation desdites données entrelacées 203 par exemple selon une modulation QAM consistant à mapper les données entrelacées représentatives du signal source sur des symboles complexes Xn appartenant à la constellation ; insertion 204 de porteuses pilotes ; correction 205 des symboles Xn d'un bloc OFDM visant à réduire le PAPR selon le procédé de l'invention ; modulation OFDM 206 mettant par exemple en oeuvre une transformée de Fourier rapide inverse après mappage des symboles corrigés sur les porteuses du modulateur OFDM pour générer un symbole OFDM, la succession des symboles OFDM formant le signal OFDM S'(t) à transmettre ; transmission 207 du signal OFDM sur un canal de transmission Ch, cette transmission s' accompagne généralement de bruit, par exemple un bruit blanc gaussien awgn ; et à la réception par le récepteur RX : réception 210 d'un signal dit reçu ; démodulation OFDM 211 du signal reçu mettant en oeuvre selon un mode particulier une transformée de Fourier rapide (FFT pour « Fast Fourier Transform » en anglais) délivrant un signal reçu transformé ; estimation de canal 212; démodulation 213 du signal reçu transformé délivrant un signal démodulé ; désentrelacement et décodage 214 du signal démodulé ; détermination du taux d'erreur binaire ou BER (de l'anglais « bit error rate »). L'invention propose donc une technique de correction 205 spécifique qui permet de réduire efficacement le PAPR tout en étant simple d'implémentation. La correction selon l'invention est mise en oeuvre uniquement à l'émission et ne nécessite pas de modification des récepteurs existants. Selon l'illustration de la figure 2, le procédé selon l'invention intervient après l'insertion 204 de porteuses pilotes. Cette insertion peut selon d'autres modes de réalisation intervenir de manière imbriquée avec des étapes du procédé selon l'invention ou de manière successive aux étapes du procédé. Pour simplifier la description, il est considéré que le procédé selon l'invention prend en compte un bloc m de M symboles Xn dont la taille est égale au nombre total N de porteuses du modulateur OFDM (donc M=N). Le bloc de M symboles peut tout aussi bien être inférieur à N pour tenir compte de porteuses réservées et dont la valeur est fixée par ailleurs, ou bien de porteuses non modulées sur les bords du spectre. Le procédé et le dispositif de réduction de PAPR selon l'invention sont décrits en référence au synoptique de la figure 3A et selon le schéma de la figure 3B. Les étapes du procédé de transmission selon l'invention sont mises en oeuvre dans le domaine fréquentiel entre les étapes classiques de modulation 203 et de modulation OFDM 206. Le procédé selon l'invention correspond à un système d'asservissement de type rétroactif (de l'anglais « Feed-Back »).An example of the processing of an OFDM signal for reducing the PAPR implemented by a transmission system is described below in relation to the diagram of FIG. 2. According to this example, the processing of the OFDM signal comprises a succession of steps: TX transmission: generation 201 of source data; encoding and interleaving 202 said data delivering interlaced data; modulating said interleaved data 203 for example according to a QAM modulation of mapping the interleaved data representative of the source signal to complex symbols Xn belonging to the constellation; insertion of pilot carriers; correction of the symbols Xn of an OFDM block for reducing the PAPR according to the method of the invention; OFDM modulation 206 implementing, for example, an inverse fast Fourier transform after mapping the corrected symbols on the carriers of the OFDM modulator to generate an OFDM symbol, the succession of OFDM symbols forming the OFDM signal S '(t) to be transmitted; transmission 207 of the OFDM signal on a transmission channel Ch, this transmission is generally accompanied by noise, for example a Gaussian white noise awgn; and on reception by the receiver RX: reception 210 of a signal said to be received; OFDM demodulation 211 of the received signal implementing according to a particular mode a Fast Fourier Transform (FFT) delivering a transformed received signal; channel estimate 212; demodulation 213 of the transformed received signal delivering a demodulated signal; de-interleaving and decoding 214 of the demodulated signal; determination of the bit error rate (BER). The invention therefore proposes a specific correction technique 205 that makes it possible to effectively reduce the PAPR while being simple to implement. The correction according to the invention is implemented only on transmission and does not require modification of existing receivers. According to the illustration of FIG. 2, the method according to the invention takes place after the insertion 204 of pilot carriers. This insertion can according to other embodiments intervene nested with steps of the method according to the invention or successively to the steps of the method. To simplify the description, it is considered that the method according to the invention takes into account a block m of M Xn symbols whose size is equal to the total number N of OFDM modulator carriers (hence M = N). The block of M symbols can equally well be less than N to take account of reserved carriers whose value is fixed elsewhere, or of unmodulated carriers on the edges of the spectrum. The method and the device for reducing PAPR according to the invention are described with reference to the block diagram of FIG. 3A and according to the diagram of FIG. 3B. The steps of the transmission method according to the invention are implemented in the frequency domain between the conventional modulation 203 and OFDM modulation steps 206. The method according to the invention corresponds to a feedback control system of the retroactive type. English "Feed-Back").
Ce procédé fonctionne en temps réel suivant un cadencement d'horloge à une fréquence Fe, par exemple la fréquence d'échantillonnage des données sources. En outre, ce procédé est non-itératif, en d'autres termes une correction portant sur un bloc de N porteuses (N correspondant également à la taille de la transformée de Fourier et de la transformée de Fourier inverse) est entièrement calculée en une durée de N échantillons à la fréquence Fe.This method operates in real time according to a clock timing at a frequency Fe, for example the sampling frequency of the source data. In addition, this method is non-iterative, in other words a correction on a block of N carriers (N also corresponding to the size of the Fourier transform and the inverse Fourier transform) is entirely calculated in a duration. N samples at the Fe frequency.
Le procédé consiste à « pré-construire » avant la modulation OFDM 206, le signal temporel réel x(1.TelL) à partir des différentes porteuses d'un bloc OFDM mappées par les symboles complexes et à contraindre ses crêtes d'amplitude pour agir sur le PAPR du signal temporel S(t). Le procédé de transmission de l'invention permet d'appliquer une correction de la constellation de modulation en vue de réduire le PAPR du signal transmis. Le procédé selon un mode de réalisation illustré par la figure 3A comprend les étapes suivantes 301-308. L'étape 301 d'initialisation d'un l' accumulateur. Selon un mode de réalisation, l'initialisation consiste à mettre à zéro l'accumulateur. L'étape 302 d'initialisation des symboles intermédiaires X"n correspondant au bloc m courant. Pour chaque Xn du bloc m, il est déterminé la valeur du symbole intermédiaire X"n en fonction de l'existence d'un symbole étendu correspondant au symbole Xn dans la constellation étendue. n est un entier naturel, n=0 à N-1. Cette étape n'introduit pas de retard. Selon un premier mode de réalisation, lorsque Xn n'est pas un symbole dupliqué le symbole intermédiaire X"n est initialisé à la valeur de Xn. Et lorsque Xn est un symbole dupliqué, le symbole intermédiaire X"n est initialisé à Xn poinçonné de sa valeur réelle ou de sa valeur imaginaire. Dit autrement : Pour n=0 à N-1, X"n = Xn= An+j.Bn si Xn n'est pas un symbole dupliqué et X"n = AEn=An ou X"n = jBEn=j.Bn si Xn est un symbole dupliqué.The method consists in "pre-constructing" before the OFDM modulation 206, the real time signal x (1.TelL) from the different OFDM block carriers mapped by the complex symbols and constraining its amplitude peaks to act on the PAPR of the time signal S (t). The transmission method of the invention makes it possible to apply a correction of the modulation constellation in order to reduce the PAPR of the transmitted signal. The method according to an embodiment illustrated in FIG. 3A comprises the following steps 301-308. Step 301 of initialization of the accumulator. According to one embodiment, the initialization consists of zeroing the accumulator. The step 302 of initialization of the intermediate symbols X "n corresponding to the current block M. For each Xn of the block m, the value of the intermediate symbol X" n is determined as a function of the existence of an extended symbol corresponding to the symbol Xn in the extended constellation. n is a natural integer, n = 0 to N-1. This step does not introduce a delay. According to a first embodiment, when Xn is not a duplicated symbol the intermediate symbol X "n is initialized to the value of Xn, and when Xn is a duplicated symbol, the intermediate symbol X" n is initialized to Xn punched from its real value or its imaginary value. In other words: For n = 0 to N-1, X "n = Xn = An + j.Bn if Xn is not a duplicated symbol and X" n = AEn = An or X "n = jBEn = j.Bn if Xn is a duplicate symbol.
Selon une variante : X"n= Xn= An+j.Bn si Xn n'est pas un symbole dupliqué et X"n =AEn+jBEn=An +jB0 ou X"n=AEn+jBEn = AO+j.Bn si Xn est un symbole dupliqué avec AO et BO des valeurs paramétrables. Pour exemple, la constellation étendue est une 64QAM étendue illustrée par les figures 4A et 4B. La figure 4A est la constellation 64QAM d'origine et la figure 4B est la constellation étendue. La constellation étendue comprend les symboles suivants : 3 5 Xn avec An, B, E {±-1 4, +-4,-± 7 Xn avec An, B, E {±-4}, Xn avec An = -7 , Bn - E 1+-1 , - +-3 +-5} et le symbole étendu XEn = - -49 + jB', 444, 4 ( AE, E {--9,-7}), Xn avec An =- -7, B, E -3,+-5} et le symbole étendu XEn = 719 + jBn, 4 - 4 -4 -4 (AE, E Xn avec B, = î, A, E ï,-± et le symbole étendu XEn = An - j , (BE, E 1-.4, Xn avec B, = - -7 ' - - A, E 1+1-, + 2, +2} et le symbole étendu XEn = An + j , 44 -4 -4 (B En E {-9,--7}). 4 4 Selon le premier mode de réalisation de l'étape d'initialisation, les symboles intermédiaires X"n sont donc initialisés de la façon suivante : X" n=Xn si An, Bn E ï, +0, X"n=Xn si An, B, E X" n=jBEn=jBn si Xn avec An = -7 et Bn E 4 X" n= jBEn=jBn si Xn avec An = - -7 et B, E 4 - 7 X" n=AEn=An si Xn avec B, = -4 et An E X" n=AEn=An si Xn avec Bn = - -7 et A E 1+-1 +-3 -5 4 n - 4 - + 4, - 4}- Le symbole corrigé X'n utilisé par la modulation OFDM est obtenu à partir de X"n.According to a variant: X "n = Xn = An + j.Bn if Xn is not a duplicated symbol and X" n = AEn + jBEn = An + jB0 or X "n = AEn + jBEn = AO + j.Bn if Xn is a duplicate symbol with AO and BO parameterizable values For example, the extended constellation is an extended 64QAM shown in Figures 4A and 4B Figure 4A is the original 64QAM constellation and Figure 4B is the extended constellation The extended constellation includes the following symbols: Xn with An, B, E {± -1 4, + -4, - ± 7 Xn with An, B, E {± -4}, Xn with An = -7 , Bn - E 1 + -1, - + -3 + -5} and the extended symbol XEn = - -49 + jB ', 444, 4 (AE, E {--9, -7}), Xn with An = - -7, B, E -3, + - 5} and the extended symbol XEn = 719 + jBn, 4 - 4 -4 -4 (AE, E Xn with B, = I, A, E ï, - ± and the extended symbol XEn = An - j, (BE, E 1-.4, Xn with B, = - -7 '- - A, E 1 + 1-, + 2, + 2) and the extended symbol XEn = An + j, 44 -4 -4 (B In E {-9, -7}) 4 4 According to the first embodiment of the initialization step, the symbols are intermediate The diaries X "n are thus initialized as follows: X" n = Xn if An, Bn E1, +0, X "n = Xn if An, B, EX" n = jBEn = jBn if Xn with An = - 7 and Bn E 4 X "n = jBEn = jBn if Xn with An = - -7 and B, E 4 - 7 X" n = AEn = An if Xn with B, = -4 and An EX "n = AEn = An if Xn with Bn = - -7 and AE 1 + -1 + -3 -5 4 n - 4 - + 4, - 4} - The corrected symbol X'n used by the OFDM modulation is obtained from X " not.
X'n est soit identique à un symbole Xn lorsque celui-ci n'est pas un symbole dupliqué, soit identique à un symbole Xn dupliqué ou à son symbole étendu et obtenu en ajoutant AE, ou jBE, au symbole X"n. L'étape 303 d'accumulation dans le l' accumulateur de J échantillons temporels complexes correspondant aux J échantillons de la porteuse d'ordre n mappée par le symbole intermédiaire X"n, J étant un naturel. L'étape d'accumulation pour la porteuse d'ordre n revient à calculer simultanément tous les échantillons réels Pnj (11) et imaginaires Q',1 (12) de sa réponse temporelle qui pourraient être obtenus après IFFT si cette sous-porteuse mappée par le symbole intermédiaire X"n était transformée dans le domaine temporel isolément et à les additionner respectivement aux 2.J échantillons déjà présents. Les étapes d' initialisation et d'accumulation sont répétées pour chaque valeur de n, n=0 à N-1. Après la dernière accumulation le signal de sortie correspond à: N-1 n1 B[0, ...1,... = LN - 1] = X"n. n=0 L'étape 304 d'initialisation d'un 2'd accumulateur avec les J échantillons accumulés dans le lei accumulateur. Cette étape intervient après la fin de la dernière accumulation dans le lei accumulateur :Dc,[] = BN_i[]. A son initialisation, le module D contient l'ensemble des réponses des sous-porteuses mappées par les symboles intermédiaires X"n. Ces symboles intermédiaires coïncident avec les symboles Xn ou avec les symboles Xn poinçonnés des valeurs réelle ou imaginaire respectivement AEn ou BEn lorsque Xn est un symbole dupliqué. Le procédé selon l'invention rétablit lors de l'étape 305 d'accumulation ces valeurs de mapping réelle ou imaginaire, en ayant au préalable effectué un choix, suivant leur polarité, entre les deux valeurs possibles pour AEn ou BEn. L'étape 305 d'accumulation dans le 2'd accumulateur de J échantillons correspondant aux J échantillons temporels complexes de la porteuse d'ordre n mappée par une donnée de correction complexe dn. A chaque symbole Xn, le procédé pré-construit progressivement la suite des J échantillons de chaque composante réelle et imaginaire de la réponse temporelle du signal parallèle Dril I pour déterminer le nouveau mapping X'n, résultant du choix entre les deux valeurs restituées pour AEn ou BEn. La réponse temporelle du signal parallèle Dril I peut être conforme à celui série x'(1.Te/2) obtenu après modulation OFDM. Or, les réponses temporelles réelle et imaginaire de l'ensemble des sous-porteuses mappées par les symboles intermédiaires X"n ont déjà été chargées dans le module de pré-construction D à son initialisation et l'opération est linéaire. Il suffit donc de calculer et d'accumuler dans le module D les composantes temporelles complexes des sous-porteuses mappées uniquement par dn qui contient la composante réelle ou imaginaire choisie pour respectivement AEn ou BEn, ou qui contient zéro lorsque le symbole courant Xn ne peut pas être dupliqué, c'est-à-dire n'est pas un symbole dupliqué. L'accumulation des J échantillons revient à les additionner respectivement aux J échantillons déjà présents. Les J échantillons forment le vecteur signal complexe Dn[] = DdPn[] + jDdQ[1. Les composantes réelle et imaginaire d1)',1 et dQ',1 respectives des deux vecteurs signal DdPnl I et DdQn11 ont pour expressions : dPn,i = 0 et dQn,i = 0 ou dPn,i= [AEn. cos (tr LIN . 1)1 et dQn,i = [AEn. sin (tr LIN . 1)1 (15) ou dPn,i = [B En. sin (tr LIN .1)1 et dQn,i = [BEn. cos (tr LIN . (16) A chaque coup d'horloge et partant de Do [ ] chargée à l'initialisation dans le module D, tous les échantillons réels et imaginaires du signal x'(/.Te/2) sont réactualisés progressivement en accumulant dans le module D les résultats courant des équations (15) et (16). A l'issue de la dernière accumulation, le signal de sortie correspond à: N-1 , ni Dn[0, ... 1, , (I = LN) - 1] = Do[] + dn. e`'Pe'W, n=1 L'étape 306 est une opération de détection de P échantillons parmi les J échantillons en sortie du rd accumulateur présentant une puissance supérieure à un seuil a, c'est-à-dire tel que : 1Dn[1]12 > a2. Les P échantillons sont conservés et les J-P autres sont mis à zéro. Le seuil cc est un paramètre. P est un naturel. Lors de cette étape, tous les échantillons du signal Dn[ entre -cc et cc sont donc mis à zéro. La valeur de cc fixe le niveau de PAPR final recherché. Selon un mode de réalisation, la détection est faite sur les échantillons réels et sur les échantillons imaginaires. La détection fournit deux signaux : EPn[ ] = Discr(DPn[]) EQn[] = Discr( DQn[ ]) avec : Discr(DPn,i [ ]) = DP',/ si ° Discr(DQn,i [ ]) = DQn,i , [(DPn,l) U)Qn,l)21 autrement Si RDPn,l)2 U)Qn,l) \ \ 21 autrement a2 (17) (18) Un exemple de vecteurs pour lesquels les échantillons 0, 3,..., (2.N-4), et (2.N-2) constituent des pics de signal d'amplitude supérieure à cc obtenus après détection est donné ci- après : DP',0 D Qn,o O O O O D Pn,3 DQn,3 EPn[] = EQn[] = D Pn,2.N-4 DQn,2.N-4 0 O DPn,2.N-2 DQn,2.N - 2 O O Selon un mode de réalisation, la valeur du paramètre a varie en fonction de l'avancement de l'algorithme dans le bloc OFDM, par exemple : Peak Power Target a = .[N n81 1 + K. ( Average Power N ) ou K peut être une constante positive ou négative et 8=2 par exemple. Selon un mode de réalisation, le paramètre a est défini comme une fonction de l'ordre n de la porteuse courante, cette fonction peut être définie par intervalles de n.X'n is either identical to a symbol Xn when it is not a duplicate symbol, or identical to a duplicate symbol Xn or its extended symbol and obtained by adding AE, or jBE, to the symbol X "n. step 303 of accumulating complex temporal samples in the accumulator corresponding to J samples of the order carrier n mapped by the intermediate symbol X "n, J being a natural. The accumulation step for the n order carrier amounts to simultaneously calculating all the real samples Pnj (11) and imaginary Q ', 1 (12) of its temporal response which could be obtained after IFFT if this mapped subcarrier by the intermediate symbol X "n was transformed into the time domain in isolation and added to the already existing samples 2. The initialization and accumulation steps are repeated for each value of n, n = 0 to N- 1. After the last accumulation, the output signal corresponds to: N-1 n1 B [0, ... 1, ... = LN-1] = X "n. n = 0 The step 304 of initialization of a 2'd accumulator with the J samples accumulated in the lei accumulator. This step occurs after the end of the last accumulation in the accumulator lei: Dc, [] = BN_i []. At its initialization, the module D contains all the responses of the sub-carriers mapped by the intermediate symbols X "n These intermediate symbols coincide with the symbols Xn or with the symbols Xn punched by the real or imaginary values respectively AEn or BEn when Xn is a duplicated symbol The method according to the invention restores, during the step 305 of accumulation, these real or imaginary mapping values, having previously made a choice, according to their polarity, between the two possible values for AEn or BEn The step 305 of accumulating in the 2'd accumulator J samples corresponding to J complex time samples of the order carrier n mapped by a complex correction data dn.A each symbol Xn, the pre-built method progressively following the J samples of each real and imaginary component of the temporal response of the parallel signal Dril I to determine the new mapping X 'n, resulting from the choice between the two values restored for AEn or BEn. The temporal response of the parallel signal Dril I may be in accordance with the series x '(1.Te / 2) obtained after OFDM modulation. However, the real and imaginary temporal responses of all the subcarriers mapped by the intermediate symbols X "n have already been loaded into the pre-construction module D at its initialization and the operation is linear. calculating and accumulating in the module D the complex temporal components of the sub-carriers mapped only by dn which contains the real or imaginary component chosen for respectively AEn or BEn, or which contains zero when the current symbol Xn can not be duplicated, that is to say, is not a duplicated symbol.The accumulation of the J samples amounts to adding them respectively to the J samples already present.The J samples form the complex signal vector Dn [] = DdPn [] + jDdQ [ 1. The real and imaginary components d1) ', 1 and dQ', 1 respectively of the two signal vectors DdPnl I and DdQn11 have the following expressions: dPn, i = 0 and dQn, i = 0 or dPn, i = [AEn. Cos (tr LIN 1) 1 and dQn, i = [AEn sin (tr LIN 1) 1 (15) or dPn, i = [B En. sin (tr LIN .1) 1 and dQn, i = [BEn. cos (tr LIN. (16) At each clock stroke and starting from C [loaded at initialization in module D, all the real and imaginary samples of the signal x '(/, Te / 2) are updated progressively accumulating the current results of equations (15) and (16) in module D. At the end of the last accumulation, the output signal corresponds to: N-1, nor Dn [0, ... 1,, (I = LN) - 1] = Do [] + dn. E`'Pe'W, n = 1 Step 306 is an operation for detecting P samples from J samples at the output of the accumulator rd having a higher power. at a threshold a, that is to say such that: 1Dn [1] 12> a2 The P samples are kept and the other JPs are set to zero The threshold dc is a parameter P is a natural. in this step, all the samples of the signal Dn [between -cc and cc are thus set to zero, the value of cc sets the desired final level of PAPR.According to one embodiment, the detection is made on the samples s real and on the imaginary samples. Detection provides two signals: EPn [] = Discr (DPn []) EQn [] = Discr (DQn []) with: Discr (DPn, i []) = DP ', / if ° Discr (DQn, i [] ) = DQn, i, [(DPn, l) U) Qn, l) 21 otherwise If RDPn, l) 2 U) Qn, l) \ otherwise 21 a2 (17) (18) An example of vectors for which the samples 0, 3, ..., (2.N-4), and (2.N-2) are signal peaks of amplitude greater than cc obtained after detection is given below: DP ', 0 D ## EQU1 ## According to one embodiment, the value of the parameter a varies according to the progress of the algorithm in the OFDM block, for example: Peak Power Target a =. [N n81 1 + K. (Average Power N) or K can be a positive or negative constant and 8 = 2 for example. According to one embodiment, the parameter a is defined as a function of the order n of the current carrier, this function can be defined in intervals of n.
Une étape 307 de comparaison de ces P échantillons avec les échantillons temporels en coïncidence parmi J échantillons temporels de la porteuse d'ordre n, délivrant un couple de contrôle de correction binaire Gn,(GAEn,GBEn). Selon un mode de réalisation, la comparaison met en oeuvre un produit de corrélation complexe entre les échantillons en cosinus COSn [ ] et sinus SIN[] de la sous-porteuse à l'ordre n et les composantes réelle EPn[] et imaginaire EQn[] issues de la détection des pics. Le produit de corrélation a pour expression : Fn = CorrEc n (0) = E ÏLN,- 1 En (1). C;,' (1) (19) avec : Re (F) = EÏ1[EPn,1. COSn SINn,1] (20) Zsm(F) = EÏ:N0-1[EQn,/. COS,/ - EPnj. S/Nnj] (21) Cn [ ] = COSn [ ] + j. SINn[] et En [ ] = EPn[] + j.EQn[] Le couple de contrôle de correction Gn(GAEn,GBEn) fournit les signes des parties réelle et imaginaire : GAEn = Sign[9îe(Fn)] (20) GBEn = Sign[Zsm(Fn)] (21) Le couple de contrôle de correction Gn permet de choisir entre les deux valeurs possibles pour AEn ou pour BEn lorsque le symbole peut être dupliqué. Ainsi, ceci fait progresser la réactualisation du signal dans le sens de la diminution globale des pics de signal. Une étape 308 de sélection de la donnée de correction complexe dn du symbole intermédiaire X" n pour obtenir le symbole corrigé X'n=X"n+dn. La sélection est faite parmi une liste de corrections en fonction du couple de contrôle de correction binaire Gn. Selon le premier mode de réalisation la liste comprend : 0, +/-jBEn, +/-AEn. Selon la variante, la liste comprend : 0, (+/-AEn-A0n), j(+/-BEn-B0n). Ainsi lorsque la polarité GAEn (resp. GBEn) de la partie réelle (resp. imaginaire) du produit de corrélation est positive alors une correction par sélection de la valeur négative de AEn (resp. BEn) doit être effectuée ; inversement si la polarité est négative, une correction par sélection de la valeur positive de AEn (resp. BEn) doit être appliquée pour obtenir A'n (resp. B'n) la nouvelle abscisse ou ordonnée du symbole corrigé de mapping X' n. Un mode de réalisation d'un dispositif de réduction de PAPR selon l'invention est décrit en référence au schéma de la figure 3B. Le dispositif comprend les moyens adaptés pour mettre SINn[] = en oeuvre un procédé selon l'invention. Selon l'invention, la pré-construction est obtenue grâce à un l' module d'accumulation B, un rd module d'accumulation D, un module de détection E, un module de comparaison F,G et un module de sélection H. Le dispositif comprend en outre les modules A, A', C, I et SW.A step 307 for comparing these P samples with coincident time samples among J time samples of the order carrier n, delivering a binary correction control torque Gn, (GAEn, GBEn). According to one embodiment, the comparison implements a complex correlation product between the COSn [] and sinus SIN [] cosine samples of the n-order subcarrier and the real EPn [] and imaginary EQn [ ] from peak detection. The correlation product has the following expression: Fn = CorrEc n (0) = E ÏLN, - 1 In (1). C 1, '(1) (19) with: Re (F) = EI 1 [EPn, 1. COSn SINn, 1] (20) Zsm (F) = EI: N0-1 [EQn, /. COS, / - EPnj. S / Nnj] (21) Cn [] = COSn [] + j. SINn [] and In [] = EPn [] + j.EQn [] The correction control torque Gn (GAEn, GBEn) provides the signs of the real and imaginary parts: GAEn = Sign [9e (Fn)] (20) GBEn = Sign [Zsm (Fn)] (21) The correction control torque Gn makes it possible to choose between the two possible values for AEn or for BEn when the symbol can be duplicated. Thus, this advances the reactualization of the signal in the direction of the overall decrease of the signal peaks. A step 308 of selecting the complex correction data dn of the intermediate symbol X "n to obtain the corrected symbol X'n = X" n + dn. The selection is made from a list of corrections as a function of the binary correction control torque Gn. According to the first embodiment the list comprises: 0, +/- jBEn, +/- AEn. According to the variant, the list comprises: 0, (+/- AEn-A0n), j (+/- BEn-B0n). Thus, when the polarity GAEn (or GBEn) of the real (or imaginary) part of the correlation product is positive, then a correction by selection of the negative value of AEn (respectively BEn) must be performed; conversely, if the polarity is negative, a correction by selection of the positive value of AEn (respectively BEn) must be applied to obtain A'n (respectively B'n) the new abscissa or ordinate of the corrected mapping symbol X 'n . One embodiment of a PAPR reduction device according to the invention is described with reference to the diagram of FIG. 3B. The device comprises the means adapted to implement SINn [] = implement a method according to the invention. According to the invention, the pre-construction is obtained by means of an accumulation module B, an accumulation module D, a detection module E, a comparison module F, G and a selection module H. The device further comprises the modules A, A ', C, I and SW.
Le module C génère des symboles temporels d'une sous porteuse n. A chaque coup d'horloge, le module C délivre la suite des 2x2.N échantillons temporels (N = Taille IFFT et L=2) en cosinus et sinus de la sous-porteuse en correspondance avec le symbole Xn dans le bloc OFDM de taille N. Ces échantillons, stockés en mémoire ROM ou bien calculés algorithmiquement, sont ensuite exploités par les différents modules B, D, F. Si les échantillons en cosinus et en sinus de la sous-porteuses à l'ordre n, constituent les éléments des vecteurs COSn[ ] et SINn[], ceux ci s'expriment de la façon suivante : 1 cos cos ((2. N - 2). 7E. ilî) cos ((2. N - 1).7E. ilî) sin ((2. N - 2). 7E. sin((2. N - 1).7E.) _ Le module A initialise 302 des symboles intermédiaires X"n. Selon un premier mode de réalisation, lorsque Xn n'est pas un symbole dupliqué le symbole intermédiaire X"n est initialisé à la valeur de Xn. Et lorsque Xn est un symbole dupliqué, le symbole intermédiaire X"n est initialisé à Xn poinçonné de sa valeur réelle ou de sa valeur imaginaire. Dit autrement : 1 3 5 Xn si An,Bn E 1+- +- +-I ou An,Bn E - 4 1 3 5 et Bn 7 An E 1-± -41 et Bn symboles Xn d'un bloc d'indice m. Ce module est une ligne retard de durée la taille N d'un bloc. Ainsi, le premier symbole XO du bloc d'indice m ressort de la ligne à retard lorsque le module D vient d'être réinitialisé et contient la suite des échantillons des deux composantes réelles et imaginaire du signal Bril I correspondant au même bloc d'indice m. Le module A' est similaire au module A. Le module A' transforme les symboles Xn en symboles intermédiaires X" n. Le l' module d'accumulation B accumule 303 porteuse après porteuse J échantillons temporels correspondant aux J échantillons de la porteuse courante mappée par un symbole intermédiaire X' 'n. J est un naturel (entier naturel). L'accumulation intervient pour chacune des porteuses n, n allant de 1 à M-1. L'accumulation résulte en l'ajout de J échantillons aux respectivement J échantillons déjà présents. Avant l'opération d'accumulation, le module Xun = An si j.Bn si Le module I reçoit en entrée les d'accumulation peut être initialisé 301 à zéro. Si la porteuse courante n doit être mappée par un symbole Xn non dupliqué alors le symbole intermédiaire X"n est initialisé 302 avec la valeur de Xn. Si la porteuse courante n doit être mappée par un symbole Xn dupliqué alors le symbole intermédiaire X"n est initialisé 302 à une valeur modifiée de Xn.The module C generates time symbols of a subcarrier n. At each clock stroke, the module C delivers the sequence of the 2x2.N time samples (N = Size IFFT and L = 2) in cosine and sine of the subcarrier in correspondence with the symbol Xn in the OFDM block of size N. These samples, stored in ROM memory or computed algorithmically, are then exploited by the different modules B, D, F. If the cosine and sine samples of the sub-carriers at the order n, constitute the elements of the vectors COSn [] and SINn [], these are expressed in the following way: 1 cos cos ((2. N-2), 7E, ili) cos ((2. N-1) .7E. ili) sin ((2. 2. N - 2) 7E sin ((2. N-1) .7E.) _ Module A initializes 302 intermediate symbols X "n, According to a first embodiment, when Xn is not a symbol duplicated the intermediate symbol X "n is initialized to the value of Xn and when Xn is a duplicated symbol, the intermediate symbol X" n is initialized to Xn punctured by its actual value or its value ima In other words: 1 3 5 Xn if An, Bn E 1 + - + - + -I or An, Bn E - 4 1 3 5 and Bn 7 An E 1- ± -41 and Bn symbols Xn of a block of index m. This module is a delay line of duration the size N of a block. Thus, the first symbol XO of the block of subscript m emerges from the delay line when the module D has just been reinitialized and contains the sequence of the samples of the two real and imaginary components of the signal Bril I corresponding to the same block of index m. The module A 'is similar to the module A. The module A' transforms the symbols Xn into intermediate symbols X "n The accumulation module B accumulates 303 carrier after carrier J time samples corresponding to J samples of the current carrier mapped by an intermediate symbol X '' n, J is a natural (natural integer) Accumulation occurs for each of the carriers n, n ranging from 1 to M-1 The accumulation results in the addition of J samples to respectively J samples already present Before the accumulation operation, the module Xun = An if j.Bn if the module I receives the accumulation input can be initialized 301 to zero If the current carrier n has to be mapped by a symbol Xn not duplicated then the intermediate symbol X "n is initialized 302 with the value of Xn. If the current carrier n is to be mapped by a duplicate symbol Xn then the intermediate symbol X "n is initialized 302 to a modified value of Xn.
Dit autrement, pour chaque porteuse du modulateur OFDM modulée par un symbole, le lei module d'accumulation B calcule simultanément tous les J échantillons de la réponse temporelle de cette porteuse mappée par le symbole X"n qui pourraient être obtenus après modulation OFDM, si cette porteuse était transformée dans le domaine temporel isolément. Puis, de porteuse en porteuse, les différentes réponses temporelles sont accumulées par le l' module d'accumulation B jusqu'à la porteuse d'ordre N. Le l' module d'accumulation B est registré à la fréquence Fe ce qui est représenté par une barre verticale noire. Dit autrement, à chaque front de cette horloge, une nouvelle entrée, à savoir un symbole de constellation intermédiaire X"n est chargé et une nouvelle sortie est actualisée. Cette nouvelle sortie correspond aux J échantillons de la porteuse courante mappée par le symbole intermédiaire X"n accumulés respectivement aux échantillons déjà accumulés aux ordres précédents. Les valeurs correspondantes des échantillons temporels sont alors maintenues en sortie durant un cycle d'horloge. Selon un mode de réalisation, ler module d'accumulation B accumule en parallèle d'une part les échantillons réels Pn[] et d'autre part les échantillons imaginaires Qn[]. Le signal de sortie Bn[] du bloc s'exprime sous la forme : Bn[]=BPn[]+jBQn[]. A l'initialisation les accumulateurs du bloc B sont mis à zéro : BPoll = [0] BQoll = [0] Et à l'ordre n, 0 <n < N, l'accumulation donne en sortie du bloc : BPn[] =1PH BQn[] Qill i=0 Les valeurs du vecteur BPn[] sont données par l'équation (11) et les valeurs du vecteur BQfl[] sont données par l'équation (12), pour 1=0,...(J=L.N)-1.In other words, for each carrier of the OFDM modulator modulated by a symbol, the lei accumulation module B simultaneously calculates all the J samples of the temporal response of this carrier mapped by the symbol X "n which could be obtained after OFDM modulation, if this carrier was transformed in the time domain in isolation, then from carrier to carrier, the different temporal responses are accumulated by the accumulation module B to the order carrier N. The accumulation module B is recorded at the frequency Fe which is represented by a black vertical bar.Further said, at each edge of this clock, a new input, namely an intermediate constellation symbol X "n is loaded and a new output is updated. This new output corresponds to the J samples of the current carrier mapped by the intermediate symbol X "n respectively accumulated to the samples already accumulated with the previous orders, the corresponding values of the temporal samples being then maintained during a clock cycle. In this embodiment, the accumulation module B accumulates in parallel on the one hand the real samples Pn [] and on the other hand the imaginary samples Qn []. The output signal Bn [] of the block is expressed in the form: Bn [] = BPn [] + jBQn [] At initialization the accumulators of block B are set to zero: BPoll = [0] BQoll = [0] And at order n, 0 <n <N, l 'accumulation gives at the output of the block: BPn [] = 1PH BQn [] Qill i = 0 The values of the vector BPn [] are given by the equation (11) and the values of the vector BQfl [] are given by the equation (12), for 1 = 0, ... (J = LN) -1.
Selon un mode de réalisation L=2, les valeurs du vecteur BPn[] sont données par l'équation (13) et les valeurs du vecteur BQn sont données par l'équation (14), pour 1=0,.. (J=2.N)-1. A la fin de l'accumulation, le résultat de l'accumulation est utilisé pour initialiser 304 le 2'd module d'accumulation D. A son initialisation, le module D contient l'ensemble des réponses des sous-porteuses mappées par les symboles intermédiaires X"n. Ces symboles intermédiaires coïncident avec les symboles Xn ou avec les symboles Xn poinçonnés des valeurs réelle ou imaginaire, respectivement AEn ou BEn lorsque Xn est un symbole dupliqué.According to an embodiment L = 2, the values of the vector BPn [] are given by equation (13) and the values of the vector BQn are given by equation (14), for 1 = 0,. = 2.N) -1. At the end of the accumulation, the result of the accumulation is used to initialize 304 the 2'd accumulation module D. At its initialization, the module D contains all the responses of the sub-carriers mapped by the symbols These intermediate symbols coincide with the symbols Xn or with the symbols Xn punched by the real or imaginary values, respectively AEn or BEn when Xn is a duplicated symbol.
Selon un mode de réalisation, l'initialisation 304 intervient suite au basculement d'un interrupteur SW qui met en relation les sorties du lei module d'accumulation B avec les entrées du rd module d'accumulation D. Selon un mode de réalisation, le basculement intervient après l'accumulation à l'ordre n=N-2, les J dernier échantillons sont ignorés. Ce mode permet simplement d'effectuer le basculement dans le même temps symbole, c'est-à-dire dans le temps total du bloc courant. Le rd module d' accumulation D accumule 305 porteuse après porteuse J échantillons correspondant aux J échantillons temporels de la porteuse courante n mappée par une donnée de correction complexe dn aux respectivement J échantillons déjà présents. n va de 1 à M-1.According to one embodiment, the initialization 304 occurs following the switchover of a switch SW which relates the outputs of the lei accumulation module B with the inputs of the accumulation module R D. According to one embodiment, the failover occurs after accumulation to order n = N-2, the last J samples are ignored. This mode simply makes it possible to switch to the same symbol time, that is to say in the total time of the current block. The accumulation module D accumulates 305 carrier after carrier J samples corresponding to the J time samples of the current carrier n mapped by a complex correction data dn to J samples already present respectively. n is from 1 to M-1.
L'opération d'accumulation est similaire à celle effectuée par le lei module d'accumulation. Le signal de sortie est noté D' [ ]. A chaque symbole Xn, le procédé pré-construit progressivement la suite des J échantillons de chaque composante réelle et imaginaire de la réponse temporelle du signal parallèle Dnl I pour déterminer le nouveau mapping X'n, résultant du choix entre les deux valeurs restituées pour AEn ou BEn. La réponse temporelle du signal parallèle Dnl I doit être conforme à celle série x'(1.Te/2) obtenue après modulation OFDM. Or les réponses temporelles réelle et imaginaire de l'ensemble des sous-porteuses mappées par les symboles intermédiaires X"n ont déjà été chargées dans le module de pré-construction D à son initialisation et l'opération est linéaire. Il suffit alors de calculer et d'accumuler dans le module D les composantes temporelles complexes des sous-porteuses mappées uniquement par la composante réelle ou imaginaire choisie, respectivement AEn ou BEn, ou bien de ne rien faire lorsque le symbole courant ne peut pas être dupliqué. Ainsi selon un mode de réalisation, à partir du premier symbole X"0 du bloc OFDM d'indice m fournit par le module A', le module D reçoit ensuite, successivement au rythme de l'horloge, les choix de mapping AEn ou BEn ou 0 (symbole non dupliqué) pour chaque symbole X"n suivant ainsi que la suite des 2x2.N (L=2) échantillons temporels en cosinus et sinus de la sous-porteuse qui lui correspond dans le bloc OFDM, générés par le module C. Ces 4.N échantillons en sinus et cosinus sont délivrés par le module C aux modules B et D de façon identique et synchrone car le délai entre les opérations faisant intervenir les mêmes composantes correspond à la période d'un bloc OFDM exactement (module I). Selon un mode de réalisation, le rd module d'accumulation D accumule en parallèle d'une part les échantillons réels dPnll et d'autre part les échantillons imaginaires dQri[l. Le signal de sortie D[] du bloc s'exprime sous la forme : D' [ ] = dP' [ ] + jdQ' [ ]. Lors du basculement le bloc D est initialisé avec la sortie du bloc B. Selon un mode de réalisation, le basculement intervient après l'accumulation à l'ordre N-2 dans le bloc B: N-2 N-2 dPo BPN-2[ = Pi [ dQ0E1 = BQN-2[] =QLE i=0 t=0 Et à l'ordre n, 0 <n < N, l'accumulation donne en sortie du bloc D: DPn[] = dPo[] DQn[] = cl(20[] i=i i=t Les vecteurs dPj[] et dQi [ ] correspondent aux 2.J échantillons temporels de la porteuse courante i mappée respectivement par la composante réelle et par la composante imaginaire de la donnée de correction complexe di.The accumulation operation is similar to that performed by the lei accumulation module. The output signal is denoted D '[]. At each symbol Xn, the method progressively pre-builds the sequence of the J samples of each real and imaginary component of the temporal response of the parallel signal Dnl I to determine the new mapping X'n, resulting from the choice between the two values restored for AEn. or BEn. The time response of the parallel signal Dnl I must be in accordance with the series x '(1.Te / 2) obtained after OFDM modulation. Now the real and imaginary temporal responses of the set of sub-carriers mapped by the intermediate symbols X "n have already been loaded into the pre-construction module D at its initialization and the operation is linear. and to accumulate in the module D the complex temporal components of the sub-carriers mapped only by the real or imaginary component chosen, respectively AEn or BEn, or to do nothing when the current symbol can not be duplicated. embodiment, from the first symbol X "0 of the OFDM block of index m provided by the module A ', the module D then receives, successively at the rhythm of the clock, the mapping choices AEn or BEn or 0 ( unduplicated symbol) for each following symbol X "n as well as the sequence of the 2x2.N (L = 2) time samples in cosine and sine of the subcarrier which corresponds to it in the OFDM block, generated by the module C. These 4.N ec Sine and cosine antillons are delivered by the module C to the modules B and D identically and synchronously because the delay between the operations involving the same components corresponds to the period of an OFDM block exactly (module I). According to one embodiment, the accumulation module D accumulates in parallel on the one hand the actual samples dPnll and on the other hand the imaginary samples dQri [l. The output signal D [] of the block is expressed as: D '[] = dP' [] + jdQ '[]. When switching over, the block D is initialized with the output of block B. According to one embodiment, the switching occurs after the accumulation at order N-2 in block B: N-2 N-2 dPo BPN-2 [= Pi [dQ0E1 = BQN-2 [] = QLE i = 0 t = 0 And at the order n, 0 <n <N, the accumulation gives at the output of the block D: DPn [] = dPo [] DQn [] = cl (20 [] i = ii = t The vectors dPj [] and dQi [] correspond to the 2.J temporal samples of the current carrier i mapped respectively by the real component and by the imaginary component of the correction data complex di.
Le module de détection E détecte 306 P échantillons parmi les J échantillons en sortie du rd accumulateur qui présentent une puissance supérieure à un seuil (a) et met à zéro les J-P autres échantillons. P est un naturel. La détection intervient porteuse après porteuse, c'est-à-dire après chaque accumulation. Le module de comparaison F,G compare 307 ces P échantillons avec les échantillons temporels en coïncidence parmi les J échantillons temporels de la porteuse d'ordre n et délivre un couple Gn de contrôle de correction binaire. La comparaison intervient porteuse après porteuse, c'est-à-dire après chaque détection. Les J échantillons temporels de la porteuse d'ordre n résulte de la transformée fréquence-temps de la porteuse n. Le module de sélection H sélectionne 308 la donnée de correction complexe dn parmi une liste de corrections du symbole intermédiaire X"n en fonction du couple Gn de contrôle de correction binaire pour obtenir le symbole corrigé X' n=X" n+dn. Selon un mode de réalisation, la liste comprend : 0, jBEn, AEn. Selon un second mode de réalisation la liste comprend : 0, AEn-A0n, j(BEn-B0n). Au rythme de l'horloge, le bloc H fournit le choix de mapping AEn ou Ben ou 0 pour corriger la porteuse courante du bloc D.The detection module E detects 306 P samples among the J samples at the output of the accumulator rd which have a power greater than a threshold (a) and sets the J-P other samples to zero. P is a natural. Detection intervenes carrier after carrier, that is to say after each accumulation. The comparator module F, G compares these P samples with the coincidence time samples among the J time samples of the n order carrier and delivers a pair of bit correction control Gn. The comparison intervenes carrier after carrier, that is to say after each detection. The J time samples of the order carrier n result from the frequency-time transform of the carrier n. The selection module H selects 308 the complex correction data item dn from a list of corrections of the intermediate symbol X "n as a function of the bit correction control torque Gn to obtain the corrected symbol X 'n = X" n + dn. According to one embodiment, the list comprises: 0, jBEn, AEn. According to a second embodiment the list comprises: 0, AEn-A0n, j (BEn-B0n). At the rhythm of the clock, the block H provides the choice of mapping AEn or Ben or 0 to correct the current carrier of the block D.
Une telle correction dn complexe a pour effet à la prochaine étape d'accumulation de réduire l' amplitude des pics détectés par rapport à ce qu'elle aurait pu être sans correction. Cette prochaine accumulation produira donc une nouvelle valeur des J échantillons temporels préconstruits en parallèle avec une contrainte de régression sur les P échantillons qui dépassent le seuil.Such a complex correction has the effect at the next accumulation step of reducing the amplitude of the detected peaks compared to what it could have been without correction. This next accumulation will therefore produce a new value of the preconstructed time samples in parallel with a regression constraint on the P samples that exceed the threshold.
Le procédé selon l'invention est reproduit pour chaque nouveau symbole de constellation. Au fur et à mesure des porteuses corrigées, de nouveaux pics à corriger peuvent apparaître et sont corrigés. Le procédé selon l'invention se termine à la fin d'un bloc OFDM courant une fois que l'ensemble des porteuses qui le constitue ont été parcourues. Le lei module d'accumulation D est alors réinitialisé pour traiter le bloc OFDM suivant d'indice m+1. La structure simplifiée d'un dispositif de transmission d'un signal OFDM mettant en oeuvre une technique de transmission selon l'invention est décrit en relation avec la figure 5. Un tel dispositif de transmission comprend un module de mémorisation 60 comprenant une mémoire tampon M, une unité de traitement 61, équipée par exemple d'un microprocesseur /IP , et pilotée par le programme d'ordinateur 62, mettant en oeuvre le procédé de transmission selon l'invention. A l'initialisation, les instructions de code du programme d'ordinateur 62 sont par exemple chargées dans une mémoire RAM M avant d'être exécutées par le processeur de l'unité de traitement 61. L'unité de traitement 61 reçoit en entrée des symboles complexes Xn sur lesquels ont été mappés des données représentatives d'un signal source. Le microprocesseur de l'unité de traitement 61 met en oeuvre les étapes du procédé de transmission décrit précédemment, selon les instructions du programme d'ordinateur 62, pour effectuer une correction de la constellation de modulation visant à réduire le PAPR du signal transmis S(t). Pour cela, le dispositif de transmission comprend : un module de mappage pour mapper les données représentatives du signal source sur les symboles complexes Xn, 0< n < M, appartenant à une constellation, n et M étant des entiers, un module de transformation pour transformer M symboles Xn en M symboles corrigés X'n, tels que X'n = Xn + dn avec dn une correction complexe, un modulateur OFDM à N porteuses pour générer un symbole OFDM à partir des M symboles corrigés X'n mappés sur M porteuses, avec MN, N étant un entier naturel, le signal OFDM résultant de la succession des symboles OFDM.The method according to the invention is reproduced for each new constellation symbol. As the corrected carriers, new peaks to correct can appear and are corrected. The method according to the invention ends at the end of a current OFDM block once the set of carriers that constitutes it have been traversed. The lei accumulation module D is then reset to process the next OFDM block of index m + 1. The simplified structure of a device for transmitting an OFDM signal implementing a transmission technique according to the invention is described in relation to FIG. 5. Such a transmission device comprises a storage module 60 comprising a buffer memory M , a processing unit 61, equipped for example with a microprocessor / IP, and driven by the computer program 62, implementing the transmission method according to the invention. At initialization, the code instructions of the computer program 62 are for example loaded into a RAM memory M before being executed by the processor of the processing unit 61. The processing unit 61 receives as input complex symbols Xn on which data representative of a source signal have been mapped. The microprocessor of the processing unit 61 implements the steps of the transmission method described above, according to the instructions of the computer program 62, to perform a correction of the modulation constellation to reduce the PAPR of the transmitted signal S ( t). For this, the transmission device comprises: a mapping module for mapping the data representative of the source signal to the complex symbols Xn, 0 <n <M, belonging to a constellation, n and M being integers, a transformation module for transforming M symbols Xn into M corrected symbols X'n, such that X'n = Xn + dn with dn a complex correction, an OFDM modulator with N carriers to generate an OFDM symbol from the M corrected symbols X'n mapped to M carriers, with MN, N being a natural integer, the OFDM signal resulting from the succession of OFDM symbols.
Le module de transformation comprend : un 1 ei accumulateur B pour accumuler porteuse après porteuse à J échantillons déjà présents respectivement J échantillons temporels correspondant aux J échantillons de la porteuse d'ordre n mappée par un symbole intermédiaire X"n dont la valeur est initialisée en fonction de l'existence d'un symbole étendu correspondant au symbole Xn dans la constellation étendue, n allant de 1 à M-1, J étant un naturel, un rd accumulateur D, initialisé avec les J échantillons accumulés dans le accumulateur, pour accumuler porteuse après porteuse J échantillons correspondant aux J échantillons temporels de la porteuse d'ordre n mappée par une donnée de correction complexe dn respectivement à J échantillons déjà présents, n allant de 1 à M-1, un module de détection E, porteuse après porteuse, de P échantillons parmi les J échantillons en sortie du rd accumulateur présentant une puissance supérieure à un seuil (a) et de mise à zéro des J-P autres échantillons, P étant un naturel, un module de comparaison F, G de ces P échantillons avec les échantillons temporels en coïncidence parmi J échantillons temporels de la porteuse d'ordre n, délivrant un couple de contrôle de correction binaire (Gn), un module de sélection H de la donnée de correction complexe dn parmi une liste de corrections du symbole intermédiaire X"n en fonction du couple de contrôle de correction binaire (Gn) pour obtenir le symbole corrigé X'n=X"n+dn. Selon un mode de réalisation, le module de transformation comprend en outre : un module de génération des J échantillons temporels complexes associés à ladite porteuse courante d'indice n, J étant un entier. Ces moyens sont pilotés par le microprocesseur de l'unité de traitement 61. Une mise en oeuvre de l'invention avec une chaîne de simulation est décrite ci-après. Cette chaîne comprend : un générateur pseudo aléatoire permettant d'effectuer des relevés de taux d'erreur. un Turbocodeur-Décodeur. des blocs de mapping/Démapping MAQr suivant le codage de Gray. un couple d' entrelacement/désentrelacement symbole de mapping. un couple de fonctions IFFT/FFT. un générateur de bruit Gaussien. des interfaces de visualisation et de mesure : de TEB, de puissance, de CCDF. La configuration pour la mise en oeuvre en oeuvre est la suivante : modulation MAQ64 - taille de FFT : 256 codage de rendement 1/2 entrelacement symbole : 8 blocs OFDM type de correction : OCS (CES). nombre de points dupliqués : 16 La constellation MAQ64 initiale est représentée à la figure 6A et la constellation MAQ64 étendue à la figure 6B. Le procédé selon l'invention est paramétré de la façon suivante : initialisation à zéro des composantes AEn et BEn des symboles intermédiaires, variation du paramètre a durant le déroulement du procédé, c'est-à-dire en fonction de l'indice n de la porteuse courante.The transformation module comprises: a 1 ei accumulator B to accumulate carrier carrier J samples already present respectively J time samples corresponding to J samples of the order carrier n mapped by an intermediate symbol X "n whose value is initialized in function of the existence of an extended symbol corresponding to the symbol Xn in the extended constellation, n ranging from 1 to M-1, J being a natural, a storage accumulator D, initialized with the J accumulated samples in the accumulator, to accumulate carrier after carrier J samples corresponding to J time samples of the order carrier n mapped by a complex correction data dn respectively to J samples already present, n ranging from 1 to M-1, a detection module E, carrier after carrier , of P samples out of J samples at the output of the accumulator rd having a power greater than a threshold (a) and of z er of the other JP samples, P being a natural, a comparison module F, G of these P samples with coincidence time samples among J time samples of the n-order carrier, delivering a binary correction control torque (Gn ), a selection module H of the complex correction data item dn from a list of corrections of the intermediate symbol X "n as a function of the binary correction control torque (Gn) to obtain the corrected symbol X'n = X" n + dn. According to one embodiment, the transformation module further comprises: a module for generating J complex time samples associated with said current carrier of index n, J being an integer. These means are controlled by the microprocessor of the processing unit 61. An implementation of the invention with a simulation chain is described below. This chain includes: a pseudo-random generator for performing error rate readings. a Turbocoder-Decoder. maqr mapping / mapping blocks according to Gray's coding. a couple of interlacing / deinterlacing mapping symbol. a couple of IFFT / FFT functions. a Gaussian noise generator. visualization and measurement interfaces: BER, power, CCDF. The configuration for the implementation implemented is as follows: 64-QAM modulation - FFT size: 256 output coding 1/2 symbol interleaving: 8 OFDM blocks correction type: OCS (CES). number of duplicate points: 16 The initial MAQ64 constellation is shown in Figure 6A and the MAQ64 constellation extended in Figure 6B. The method according to the invention is parameterized as follows: initialization to zero of the components AEn and BEn of the intermediate symbols, variation of the parameter a during the course of the process, that is to say as a function of the index n of the current carrier.
L'évolution du paramètre a en fonction de l'indice n de la porteuse courante est représentée à la figure 7. La fonction de n a été définie par morceaux de manière expérimentale avec une valeur finale de 6 dB. Tant que la valeur finale dépasse 6 dB, elle détermine le niveau de PAPR qui est obtenu en sortie après modulation OFDM. Lorsque la valeur finale passe en dessous de 6dB il n'y a plus de progression du gain et au contraire une ré-augmentation du PAPR peut être observée en dessous de 5,5 dB. Les courbes de la figure 8 représentent le module des signaux temporels sans et avec traitement de réduction de PAPR selon l'invention pour a égal 6dB. Les signaux ont été acquis sur une profondeur de 100000 échantillons, c'est-à-dire un peu plus de 195 symboles OFDM FFT256, comportant 512 échantillons par symbole à 2.Fe, L=2. La comparaison des deux courbes permet de constater que les crêtes de signal de plus fort niveau ont été résorbées pour atteindre, après correction, un niveau maximal réduit et relativement uniforme.The evolution of the parameter a as a function of the index n of the current carrier is shown in FIG. 7. The function of n has been experimentally defined in pieces with a final value of 6 dB. As long as the final value exceeds 6 dB, it determines the level of PAPR that is output after OFDM modulation. When the final value falls below 6 dB, there is no longer any gain progression and, on the contrary, a re-increase of the PAPR can be observed below 5.5 dB. The curves of FIG. 8 represent the modulus of the time signals without and with PAPR reduction processing according to the invention for a equal to 6 dB. The signals were acquired over a depth of 100000 samples, that is to say a little more than 195 OFDM FFT256 symbols, comprising 512 samples per symbol at 2.Fe, L = 2. The comparison of the two curves shows that the peak signal peaks have been resorbed to achieve, after correction, a reduced and relatively uniform maximum level.
Une manière de caractériser quantitativement l'efficacité de l'algorithme en réduction de PAPR est de relever la courbe CCDF qui fournit la probabilité que l'amplitude du signal dépasse un certain seuil (PARO) relativement à la puissance moyenne du signal. La courbe de référence de CCDF et la courbe pour a paramétré selon la figure sont représentées à la figure 9. La courbe de référence correspond à un signal OFDM FFT256 et MAQ64. La différence entre ces deux courbes met en évidence que l'algorithme présente une bonne efficacité puisque pour Prob(PAR>PARO) =10-2 la réduction de PAPR est d'environ 2,7 dB. Le taux de CCDF à 10-2 sert généralement de référence pour comparer les performances des systèmes de réduction de PAPR. Malgré la dilatation de la constellation pour obtenir une constellation étendue avec des points extrêmes de plus grande dynamique, les simulations montrent que l'augmentation de puissance moyenne est faible et reste de l'ordre de 0,35dB. En outre, les simulations ont permis de constater que l'invention avec ou sans codage n'apporte pas de Dégradation Equivalente de Bruit (DEB) en canal Gaussien par rapport à une modulation conventionnelle des symboles.One way to quantitatively characterize the effectiveness of the PAPR reduction algorithm is to record the CCDF curve which provides the probability that the signal amplitude exceeds a certain threshold (PARO) relative to the average signal power. The reference curve of CCDF and the curve for parameterized according to the figure are represented in FIG. 9. The reference curve corresponds to an OFDM signal FFT256 and MAQ64. The difference between these two curves shows that the algorithm has a good efficiency since for Prob (PAR> PARO) = 10-2 the reduction of PAPR is about 2.7 dB. The 10-2 CCDF is generally used as a benchmark for comparing the performance of PAPR reduction systems. Despite the dilation of the constellation to obtain an extended constellation with extreme points of greater dynamics, the simulations show that the increase in average power is low and remains of the order of 0.35dB. In addition, the simulations have shown that the invention with or without coding does not bring Equivalent Noise Degradation (DEB) Gaussian channel compared to a conventional modulation of symbols.
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