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WO2020188113A1 - Procédé d'estimation d'un rapport signal sur bruit - Google Patents

Procédé d'estimation d'un rapport signal sur bruit Download PDF

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Publication number
WO2020188113A1
WO2020188113A1 PCT/EP2020/057901 EP2020057901W WO2020188113A1 WO 2020188113 A1 WO2020188113 A1 WO 2020188113A1 EP 2020057901 W EP2020057901 W EP 2020057901W WO 2020188113 A1 WO2020188113 A1 WO 2020188113A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
signal
received
synchronization
noise ratio
radio signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2020/057901
Other languages
English (en)
Inventor
Chao Lin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Continental Automotive GmbH
Original Assignee
Continental Automotive GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive GmbH filed Critical Continental Automotive GmbH
Priority to CN202080022196.8A priority Critical patent/CN113557672B/zh
Priority to US17/439,242 priority patent/US11757480B2/en
Publication of WO2020188113A1 publication Critical patent/WO2020188113A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/06—Receivers
    • H04B1/10—Means associated with receiver for limiting or suppressing noise or interference
    • H04B1/1027—Means associated with receiver for limiting or suppressing noise or interference assessing signal quality or detecting noise/interference for the received signal
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels
    • H04B17/309—Measuring or estimating channel quality parameters
    • H04B17/336—Signal-to-interference ratio [SIR] or carrier-to-interference ratio [CIR]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/20—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received using signal quality detector
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W56/00—Synchronisation arrangements
    • H04W56/0055—Synchronisation arrangements determining timing error of reception due to propagation delay
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04H—BROADCAST COMMUNICATION
    • H04H2201/00—Aspects of broadcast communication
    • H04H2201/10—Aspects of broadcast communication characterised by the type of broadcast system
    • H04H2201/18—Aspects of broadcast communication characterised by the type of broadcast system in band on channel [IBOC]
    • H04H2201/183—FM digital or hybrid

Definitions

  • TITLE PROCESS FOR ESTIMATING A SIGNAL TO NOISE REPORT Technical area
  • the present invention relates, in general, to a method for estimating a signal-to-noise ratio ("Signal-to-Noise Ratio" in English, abbreviated "SNR") of a radio signal.
  • SNR signal-to-noise ratio
  • the invention relates in particular to a method for estimating a signal to noise ratio of a modulated radio signal comprising a synchronization symbol.
  • the signal to noise ratio is often considered to be an important parameter for evaluating the reliability of the data after the demodulation of a radio signal received by a radio receiver, and for estimating the quality of a channel used for the transmission of the signal radio.
  • the signal-to-noise ratio is therefore used to determine radio signal processing strategies, such as sound attenuation (also referred to as “soft mute”), the search function, and signal mixing (also “blend”. in English) for analog radio signals (eg FM signals), and transparent transition (also called “seamless” in English), concealment (also called “concealment” in English) and frequency hopping for digital radio signals (eg DAB, DRM and CDR signals).
  • sound attenuation also referred to as “soft mute”
  • the search function also a signal mixing
  • signal mixing also “blend”. in English
  • analog radio signals eg FM signals
  • transparent transition also called “seamless” in English
  • concealment also called “concealment” in English
  • frequency hopping
  • FM, DAB, DRM, CDR are the abbreviations respectively designating the frequency modulation (from the English “frequency modulation") of a radio signal and digital radio standards, designated "system of digital audio broadcasting ”(from the English“ Digital Audio Broadcasting ”),“ World Digital Radio ”and“ Convergent Digital Radio ”.
  • the CDR radio standard as defined in the CDR standard document GY / T 268.1 / 2 - 2013 is a new radio standard of the type “simultaneous digital and analogue transmissions” (referred to as “In-Band-On- Channel ”in English, the abbreviation“ IBOC ”) designed for simultaneous digital and analogue radio broadcasting in the same frequency band, or for digital radio broadcasting in FM band (87 MHz to 108 MHz) .
  • This CDR radio standard is mainly used in China.
  • EMV envelope-Mean Variance
  • OFDM orthogonal frequency-division multiplexing modulation method
  • the present invention relates to a method for estimating a signal-to-noise ratio ("Signal-to-Noise Ratio" in English, the abbreviation "SNR") of a digital radio signal received ; the estimation method comprising a detection step of recovering a received synchronization symbol contained in the received digital radio signal; and an estimating step configured to determine the signal to noise ratio of the received digital radio signal, based on the difference between a first received sync signal and a second received sync signal, the first and second received sync signals being included in the received synchronization symbol.
  • SNR signal-to-noise Ratio
  • the invention thus makes it possible to estimate the signal-to-noise ratio in a simpler, more efficient and robust manner compared to known methods.
  • said signal to noise ratio is a ratio between, on the one hand, twice a value of the second synchronization signal received and, on the other hand, the difference between the first and second synchronization signals received.
  • the digital radio signal received corresponds to a modulated digital radio signal comprising an initial synchronization symbol, the initial synchronization symbol comprising a first synchronization signal and a second synchronization signal, said first and second synchronization signals being identical.
  • the first synchronization signal received comprises the first synchronization signal and a first noise signal
  • the second synchronization signal received comprises the second synchronization signal and a second noise signal
  • the estimating step being performed based on the similarity between the first sync signal and the second sync signal of the initial sync symbol, and the inconsistency between the first noise signal and the second noise signal.
  • the received digital radio signal comprises a plurality of successive symbols, the first symbol of which is said received synchronization symbol, said received synchronization symbol is a beacon symbol defined in accordance with the CDR convergent digital radio standard (of the English "Convergent Digital Radio").
  • the invention also relates to a radio receiver configured to estimate a signal to noise ratio of a received digital radio signal; the radio receiver comprising a module configured to implement the estimation method as above.
  • the present invention further relates to a method for estimating a signal to noise ratio of an analog radio signal received after transmission, wherein the received analog radio signal is transmitted in a frequency band in which a signal digital radio is also transmitted; said first signal to noise ratio being determined based on a second signal to noise ratio of said received digital radio signal, the second signal to noise ratio being calculated by means of the estimation method as above.
  • the first signal-to-noise ratio is calculated by multiplying the second signal-to-noise ratio by a correlation coefficient.
  • the correlation coefficient is determined as a function of a spectral mode chosen for the transmission of the analogue radio signal and of the digital analogue radio signal.
  • the correlation coefficient is equal to 0.701.
  • the invention also relates to a radio receiver configured to estimate a signal to noise ratio of a received analog radio signal, the radio receiver comprising a module configured to implement the estimation method as briefly described. above, configured to estimate a signal to noise ratio of a received analog radio signal.
  • FIG. 1 illustrates a processing method carried out by a radio receiver according to an embodiment of the invention
  • Figure 2 shows a schematic diagram of a spectral mode used for the modulation and transmission of a radio signal
  • Figure 3 illustrates an example of an initial synchronization symbol contained in a modulated radio signal before transmission.
  • FIG. 1 illustrates a processing method 100 carried out by a radio receiver so as to demodulate a radio signal received by the radio receiver.
  • the received radio signal comprising a received digital radio signal, corresponds to an OFDM modulated radio signal transmitted in a frequency band.
  • the processing method 100 includes a method 200 for estimating a signal to noise ratio of said received digital radio signal.
  • Said estimation method 200 is the object of the invention and will be described in the following paragraphs. In addition, to facilitate understanding of the invention, certain steps performed before and after performing the estimation process 200 will also be described in the following paragraphs.
  • Said radio receiver comprises modules or equipment such as an antenna, one or more tuners and one or more mixers.
  • the invention is independent of the modules or equipment used.
  • the radio signal is modulated according to one of the following radio standards: DAB, DRM and CDR. Even more advantageously, the radio signal is modulated according to the CDR radio standard.
  • the received radio signal further comprises a received analog radio signal.
  • the analog radio signal received is an FM radio signal.
  • the processing method 100 further comprises an estimation method 300 configured to estimate a signal to noise ratio of said received analog radio signal. The estimation method 300 will also be described in the following paragraphs.
  • FIG. 2 An example of the transmission of a modulated radio signal comprising a digital radio signal and an analog radio signal is illustrated in Figure 2.
  • the modulated radio signal is a CDR radio signal, and is transmitted using OFDM sub-carriers.
  • a hybrid spectral mode such as spectral mode 9 defined in the CDR standard document GY / T 268.1 / 2 - 2013, should be used for the transmission of the CDR radio signal, as indicated in the schematic diagram in figure 2.
  • the digital radio signal (called “the digital part”) and the analog radio signal (called “the digital part”) of the CDR radio signal are transmitted in the same frequency band, preferably of -200 KHz to 200 KHz, in which the digital radio signal is transmitted in two side bands (eg -200 KHz to -150 KHz and 150 KHz to 200 KHz) of said frequency band while the analog radio signal is transmitted in the part closer to the center frequency of said frequency band.
  • the digital radio signal and the analogue radio signal correspond respectively to the received digital radio signal and to the received analogue radio signal after transmission.
  • the modulated radio signal comprises one or more frames ("frame" in English) of 640 ms.
  • a frame comprises four sub-frames, each of which lasts 160 ms.
  • the sub-frames each comprise a plurality of successive symbols, the first symbol of which is a synchronization symbol.
  • the plurality of successive symbols are OFDM symbols in temporal order.
  • the synchronization symbol only comprises data used for synchronization while the other symbols following said synchronization symbol each include a data part of the radio signal to be transmitted. An example of a synchronization symbol will be described in more detail in the following paragraphs and in Figure 3.
  • the processing method 100 comprises the following steps: a filtering step 1 10 and a processing step of the received digital radio signal 120.
  • the processing method 100 further comprises a step of processing the analog radio signal 130.
  • the filtering step 110 comprises conventional steps carried out by the tuner (s) and the amplifier of the radio receiver so as to receive the modulated and transmitted radio signal, to keep the part of the radio signal received on a desired frequency and amplifying said conserved part of the received radio signal, etc.
  • the received digital radio signal and, if applicable, the received analog radio signal are extracted from the received radio signal.
  • the invention is independent of this filtering step 110.
  • the step of processing the received digital radio signal 120 comprising the estimation method 200, is performed to demodulate the received digital radio signal.
  • the estimation method 200 comprises a detection step 1221 and an SNR estimation step 1222.
  • the detection step 1221 and the SNR estimation step 1222 are respectively carried out in an acquisition mode 121. and another mode of operation 122 of the step of processing the received digital radio signal 120.
  • the acquisition mode 121 comprises two steps 121 1 and 1212.
  • the detection step 121 1 consists in recovering a received synchronization symbol contained in the received digital radio signal.
  • the synchronization step 1212 is then carried out, using pilot symbols recovered during the detection step 121 1, a time and frequency synchronization.
  • the synchronization step 1212 can be carried out by applying one of the known methods. The invention is therefore independent of the method applied for performing the synchronization step 1212.
  • the radio receiver proceeds to the operation mode 122 comprising steps 1221, 1222, 1225 and 1226 described later.
  • a determination step 1221 is performed to determine whether a symbol contained in the received digital radio signal is a received synchronization symbol or not. Effectively following the realization of the acquisition mode 121, all the symbols contained in the received digital radio signal are identified. If the result of this determining step 1221 indicates that the symbol is a received synchronization symbol, the SNR estimation step 1222 is then performed, using the received synchronization symbol, so as to estimate a signal to noise ratio of the digital radio signal received. As mentioned previously, this SNR 1222 estimation step is part of the estimation process 200.
  • the received synchronization symbol recovered from the received digital radio signal comprises a first received synchronization signal Sa (t) and a second received synchronization signal Sb (t), the latter two corresponding respectively to a first synchronization signal Sa ( t) and a second synchronization signal Sb (t) contained in an initial synchronization symbol corresponding to the received synchronization symbol.
  • Figure 3 illustrates an example of the initial synchronization symbol.
  • the initial synchronization symbol further comprises a cyclic prefix (CP) which precedes the first and second synchronization signals Sa (t) and Sb (t).
  • the length of the cyclic prefix is very limited compared to that of the first synchronization signal Sa (t) or to that of the second synchronization signal Sb (t).
  • the first received synchronization signal Sa (t) of the received synchronization symbol comprises the first synchronization signal Sa (t) of the initial synchronization symbol and a first noise signal na (t), the last being generated during the transmission.
  • the second received synchronization signal Sb (t) of the received synchronization symbol comprises the second synchronization signal Sb (t) of the initial synchronization symbol and a second noise signal nb (t) also generated during the transmission.
  • the first and second synchronization signals Sa (t) and Sb (t) comprising synchronization data previously known by the radio receiver.
  • the first and second synchronization signals Sa (t) and Sb (t) are similar or even identical, such as the two identical synchronization signals of a “beacon symbol” (“beacon symbol”). defined in accordance with the CDR radio standard.
  • the signal to noise ratio of the radio signal signal digital received can therefore use the similarity between the first and second synchronization signals Sa (t) and Sb (t) of the same initial synchronization symbol, and the inconsistency between the first noise signal na (t) and the second signal of noise nb (t).
  • the estimation of said signal to noise ratio does not rely particularly on the cyclic prefix, the length of which is very limited. This estimate is also not easily affected by external environment or frequency parameters. Thus, the accuracy of the estimation of the signal to noise ratio is considerably improved.
  • said signal to noise ratio can be easily achieved as a function of the difference between the first received synchronization signal Sa (t) and the second received synchronization signal Sb (t) of the same received synchronization symbol.
  • said signal to signal noise ratio is determined as a function of a ratio X between, on the one hand, the sum of the two received synchronization signals Sa (t) and Sb (t) of the received synchronization symbol and, on the other hand, said difference between the first and second received synchronization signals Sa (t) and Sb (t).
  • said signal to noise ratio of the received digital radio signal is obtained using the following equation (3):
  • the signal to noise ratio of the digital radio signal received is half of said ratio X.
  • the signal to noise ratio of the received digital radio signal is a ratio (different from that X) between, on the one hand, twice a value of said second received synchronization signal Sb (t) and, d 'on the other hand, said difference between the first and second received synchronization signals Sa (t) and Sb (t) of the same received synchronization symbol, as described in the following equation (4), being deduced from the preceding equation ( 3):
  • the estimation method 200 of the invention thus makes it possible to estimate the signal-to-noise ratio of the digital radio signal received in a simple, efficient and robust manner compared to known methods.
  • the channel equalization step 1225 and the channel decoding step 1226 are respectively made using said symbol. It is noted that the invention is independent of the channel equalization step 1225 and the channel decoding step 1226.
  • the step of processing the received analog radio signal 130 is carried out to demodulate the analog radio signal received.
  • step 131 consists in carrying out, preferably in a conventional manner, the FM demodulation of the received analog radio signal.
  • the invention is independent of the method applied for performing step 131.
  • the SNR estimation step 132 is performed to estimate a signal to noise ratio of the received analog radio signal.
  • the estimation method 300 according to the invention is carried out so as to estimate said signal to noise ratio (called “the first signal to noise ratio”) of the analog radio signal received, as a function of the signal to noise ratio.
  • noise (called “the second signal-to-noise ratio”) of the received digital radio signal which is already obtained by performing the estimation method 200.
  • the first signal to noise ratio is calculated by multiplying the second signal to noise ratio by a correlation coefficient a.
  • the correlation between the first and the second signal to noise ratios exists due to the nature of IBOC broadcasting - that is, the transmission of the digital radio signal and the analogue radio signal share the same frequency band , as mentioned above.
  • the correlation coefficient a is determined as a function of a spectral mode chosen for the transmission of the modulated radio signal.
  • the correlation coefficient a is equal to 0.701.
  • the invention thus makes it possible to estimate, in a simple, efficient and robust manner with respect to known methods, the signal-to-noise ratio of the digital radio signal received as well as that of the analog radio signal received.
  • the invention is not limited to the embodiments described above but extends to any embodiment in accordance with its spirit.

Landscapes

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  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Abstract

L'invention concerne un procédé d'estimation (200) d'un rapport signal sur bruit (« Signal- to-Noise Ratio » en anglais, l'abréviation « SNR ») d'un signal radio numérique reçu. Ledit procédé d'estimation (200) comprend une étape de détection (1211) consistant à récupérer un symbole de synchronisation reçu contenu dans le signal radio numérique reçu, et une étape d'estimation (1222) configurée pour déterminer le rapport signal sur bruit du signal radio numérique reçu, en fonction de la différence entre un premier signal de synchronisation reçu (Ŝa(t)) et un deuxième signal de synchronisation reçu (Ŝb(t)). Les premier et deuxième signaux de synchronisation reçus (Ŝa(t), Ŝb(t)) sont compris dans le symbole de synchronisation reçu.

Description

DESCRIPTION
TITRE : PROCEDE D’ESTIMATION D’UN RAPPORT SIGNAL SUR BRUIT Domaine technique
[0001] La présente invention concerne, de façon générale, un procédé d’estimation d’un rapport signal sur bruit (« Signal-to-Noise Ratio » en anglais, d'abréviation « SNR ») d’un signal radio.
[0002] L'invention porte notamment sur un procédé d’estimation d’un rapport signal sur bruit d’un signal radio modulé comprenant un symbole de synchronisation.
Etat de la technique antérieure
[0003] Le rapport signal sur bruit est souvent considéré comme un paramètre important pour évaluer la fiabilité des données après la démodulation d’un signal radio reçu par un récepteur radio, et pour estimer la qualité d’un canal utilisé pour la transmission du signal radio. Le rapport signal sur bruit est donc utilisé pour déterminer des stratégies de traitement de signaux radio, tels que l’atténuation sonore (également désignée « soft mute » en anglais), la fonction de recherche, et le mélange de signaux (également « blend » en anglais) pour des signaux radio analogiques (e.g. des signaux FM), et la transition transparente (également désignée « seamless » en anglais), la dissimulation (également désignée « concealment » en anglais) et le saut de fréquence pour des signaux radio numériques (e.g. des signaux DAB, DRM et CDR). Ainsi, la qualité de signaux reçus par les récepteurs radio peut être améliorée.
[0004] Les termes ci-dessus FM, DAB, DRM, CDR sont les abréviations désignant respectivement la modulation de fréquence (de l’anglais « frequency modulation ») d’un signal radio et des normes de radio numérique, désignées « système de radiodiffusion sonore numérique » (de l’anglais « Digital Audio Broadcasting »), « Radio Numérique Mondiale » et « radio numérique convergente » (de l’anglais « Convergent Digital Radio »). La norme de radio CDR, comme défini dans le document de la norme CDR GY/T 268.1/2 - 2013) est une nouvelle norme de radio de type « émissions simultanées en numérique et en analogique » (désigné « In-Band-On-Channel » en anglais, l’abréviation « IBOC ») conçue pour l’émission de radio simultanément en numérique et en analogique dans la même bande de fréquence, ou pour l’émission de radio numérique en bande FM (87 MHz to 108 MHz). Cette norme de radio CDR est principalement utilisée en Chine.
[0005] Pour estimer le rapport signal sur bruit d’un signal radio analogique reçu, plusieurs méthodes conventionnelles, telles que la méthode EMV (désigné « Envelope-Mean Variance » en anglais), peuvent être réalisées. Pour des signaux radio numériques, l'estimation du rapport signal sur bruit peut être réalisée, à l'aide de méthodes appliquées dans le domaine de fréquence (e.g. l’apprentissage de symboles pilotes OFDM) ou à l'aide de celles appliquées dans le domaine temporel (e.g. l’utilisation d’un préfixe cyclique). Le terme « OFDM » est l’abréviation anglaise d’un procédé de modulation multiplexage par répartition orthogonale de la fréquence (« Orthogonal Frequency-Division Multiplexing » en anglais).
[0006] Néanmoins, les méthodes d’estimation du rapport signal sur bruit connues comprennent des calculs difficiles et compliqués. Certaines d’entre elles se reposent sur un préfixe cyclique dont la longueur est limitée, ce qui limite la précision de l’estimation du rapport signal sur bruit du signal radio reçu. Certaines d’autres pourraient facilement être affectées par des paramètres d’environnement externe ou de fréquence, ou par le retard causé par les évanouissements sélectifs en fréquence.
[0007] Il existe donc un besoin d’une solution permettant d’estimer le rapport signal sur bruit de manière plus simple, efficace et robuste par rapport aux méthodes connues.
Exposé de l’invention
[0008] Pour parvenir à ce résultat, la présente invention concerne un procédé d’estimation d’un rapport signal sur bruit (« Signal-to-Noise Ratio » en anglais, l'abréviation « SNR ») d’un signal radio numérique reçu ; le procédé d’estimation comprenant une étape de détection consistant à récupérer un symbole de synchronisation reçu contenu dans le signal radio numérique reçu ; et une étape d’estimation configurée pour déterminer le rapport signal sur bruit du signal radio numérique reçu, en fonction de la différence entre un premier signal de synchronisation reçu et un deuxième signal de synchronisation reçu, les premier et deuxième signaux de synchronisation reçus étant compris dans le symbole de synchronisation reçu.
[0009] L’invention permet ainsi d’estimer le rapport signal sur bruit de manière plus simple, efficace et robuste par rapport aux méthodes connues.
[0010] Avantageusement, ledit rapport signal sur bruit est un ratio entre, d’une part, deux fois une valeur du deuxième signal de synchronisation reçu et, d’autre part, la différence entre les premier et deuxième signaux de synchronisation reçus.
[0011] De façon avantageuse, le signal radio numérique reçu correspond à un signal radio numérique modulé comprenant un symbole de synchronisation initial, le symbole de synchronisation initial comprenant un premier signal de synchronisation et un deuxième signal de synchronisation, lesdits premier et deuxième signaux de synchronisation étant identiques.
[0012] De manière préférentielle, le premier signal de synchronisation reçu comprend le premier signal de synchronisation et un premier signal de bruit, et le deuxième signal de synchronisation reçu comprend le deuxième signal de synchronisation et un deuxième signal de bruit ; l’étape d’estimation étant réalisée en fonction de la similarité entre le premier signal de synchronisation et le deuxième signal de synchronisation du symbole de synchronisation initial, et de l’incohérence entre le premier signal de bruit et le deuxième signal de bruit.
[0013] Préférentiellement, le signal radio numérique reçu comprend une pluralité de symboles successifs dont le premier symbole est ledit symbole de synchronisation reçu, ledit symbole de synchronisation reçu est un symbole balise défini conformément à la norme de radio numérique convergente CDR (de l’anglais « Convergent Digital Radio »).
[0014] L’invention concerne également un récepteur radio configuré pour estimer un rapport signal sur bruit d’un signal radio numérique reçu ; le récepteur radio comprenant un module configuré pour mettre en œuvre le procédé d’estimation tel que ci-dessus.
[0015] La présente invention concerne en outre un procédé d’estimation d’un rapport signal sur bruit d’un signal radio analogique reçu après la transmission, dans lequel le signal radio analogique reçu est transmis dans une bande de fréquence dans laquelle un signal radio numérique est également transmis ; ledit premier rapport signal sur bruit étant déterminé en fonction d’un deuxième rapport signal sur bruit dudit signal radio numérique reçu, le deuxième rapport signal sur bruit étant calculé au moyen du procédé d’estimation tel que ci-dessus.
[0016] Avantageusement, le premier rapport signal sur bruit est calculé en multipliant le deuxième rapport signal sur bruit par un coefficient de corrélation.
[0017] De façon avantageuse, le coefficient de corrélation est déterminé en fonction d’un mode spectral choisi pour la transmission du signal radio analogue et du signal radio analogue numérique.
[0018] De manière préférentielle, le coefficient de corrélation est égal à 0.701.
[0019] L’invention concerne également un récepteur radio configuré pour estimer un rapport signal sur bruit d’un signal radio analogique reçu, le récepteur radio comprenant un module configuré pour mettre en œuvre le procédé d’estimation tel que brièvement décrit ci-dessus, configuré pour estimer un rapport signal sur bruit d’un signal radio analogique reçu.
Description des dessins
[0020] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :
[Fig. 1] : la figure 1 illustre un procédé de traitement réalisé par un récepteur radio selon un mode de réalisation de l’invention ;
[Fig. 2] : la figure 2 illustre un diagramme schématique d’un mode spectral employé pour la modulation et la transmission d’un signal radio ; et
[Fig. 3] : la figure 3 illustre un exemple d’un symbole de synchronisation initial contenu dans un signal radio modulé avant la transmission.
[0021] Il faut noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour mettre en œuvre l’invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant.
Description des modes de réalisation
[0022] La figure 1 illustre un procédé de traitement 100 réalisé par un récepteur radio de sorte à démoduler un signal radio reçu par le récepteur radio. Le signal radio reçu, comprenant un signal radio numérique reçu, correspond à un signal radio modulé de manière OFDM et transmis dans une bande de fréquence.
[0023] Le procédé de traitement 100 comprend un procédé d’estimation 200 d’un rapport signal sur bruit dudit signal radio numérique reçu. Ledit procédé d’estimation 200 est l’objet de l’invention et sera décrit dans les paragraphes suivants. De plus, pour faciliter la compréhension de l’invention, certaines étapes réalisées avant et après la réalisation du procédé d’estimation 200 seront également décrites dans les paragraphes suivants.
[0024] Ledit récepteur radio comprend des modules ou équipements tels qu’une antenne, un ou plusieurs tuners et un ou plusieurs mixers. L’invention est indépendante des modules ou équipements utilisés.
[0025] De manière préférentielle, le signal radio est modulé selon une des normes de radio suivantes : DAB, DRM et CDR. De manière encore plus avantageuse, le signal radio est modulé selon la norme de radio CDR. [0026] Dans un mode de réalisation avantageux (mais non limitatif), le signal radio reçu comprend en outre un signal radio analogique reçu. Préférentiellement, le signal radio analogique reçu est un signal radio FM. Dans ce cas, le procédé de traitement 100 comprend en outre un procédé d’estimation 300 configuré pour estimer un rapport signal sur bruit dudit signal radio analogique reçu. Le procédé d’estimation 300 sera également décrit dans les paragraphes suivants.
[0027] Un exemple de la transmission d’un signal radio modulé comprenant un signal radio numérique et un signal radio analogique est illustré en figure 2. Dans cet exemple, le signal radio modulé est un signal radio CDR, et est transmis en utilisant des sous-porteuses OFDM. Un mode spectral (« spectrum mode » en anglais) hybride, tel que le mode spectral 9 défini dans le document de la norme CDR GY/T 268.1/2 - 2013, devrait être employé pour la transmission du signal radio CDR, comme indiqué dans le diagramme schématique en figure 2. Ainsi, le signal radio numérique (appelé « la partie numérique ») et le signal radio analogique (appelé « la partie numérique ») du signal radio CDR sont transmis dans une même bande de fréquence, de préférence de -200 KHz à 200 KHz, dans laquelle le signal radio numérique est transmis dans deux bandes latérales (e.g. -200 KHz à -150 KHz et 150 KHz à 200 KHz) de ladite bande de fréquence alors que le signal radio analogique est transmis dans la partie plus proche de la fréquence centrale de ladite bande de fréquence. Le signal radio numérique et le signal radio analogique correspondent respectivement au signal radio numérique reçu et au signal radio analogique reçu après la transmission.
[0028] Dans le mode de réalisation où le signal radio est modulé selon la norme de radio CDR, le signal radio modulé comprend une ou plusieurs trames (« frame » en anglais) de 640 ms. Une trame comprend quatre sous-trames (« sub-frames » en anglais) dont chacune dure 160 ms. Les sous-trames comprennent chacune une pluralité de symboles successifs dont le premier symbole est un symbole de synchronisation. Selon la norme de radio CDR, la pluralité de symboles successifs sont des symboles OFDM selon un ordre temporel. De plus, le symbole de synchronisation ne comprend que des données utilisées pour la synchronisation alors que les autres symboles suivant ledit symbole de synchronisation comprennent chacun une partie de données du signal radio à transmettre. Un exemple de symbole de synchronisation sera décrit de manière plus détaillée dans les paragraphes suivants et sur la figure 3.
[0029] Le procédé de traitement 100 comprend des étapes suivantes : une étape de filtrage 1 10 et une étape de traitement du signal radio numérique reçu 120. Dans un mode de réalisation où le signal radio reçu comprend non seulement la partie numérique (mais aussi la partie analogique, le procédé de traitement 100 comprend en outre une étape de traitement du signal radio analogique 130.
[0030] L’étape de filtrage 110 comprend des étapes conventionnelles réalisées par le ou les tuners et l’amplificateur du récepteur radio de sorte à recevoir le signal radio modulé et transmis, à conserver la partie du signal radio reçu sur une fréquence désirée et à amplifier ladite partie conservée du signal radio reçu, etc. A l’issue de l’étape de filtrage 110, le signal radio numérique reçu et le cas échéant, le signal radio analogique reçu, sont extraits du signal radio reçu. L’invention est indépendante de cette étape de filtrage 110.
[0031] Ensuite, l’étape de traitement du signal radio numérique reçu 120, comprenant le procédé d’estimation 200, est réalisée pour démoduler le signal radio numérique reçu. Le procédé d’estimation 200 comprend une étape de détection 1221 et une étape d’estimation SNR 1222. De manière préférentielle, l’étape de détection 1221 et l’étape d’estimation SNR 1222 sont respectivement réalisées dans un mode d’acquisition 121 et un autre mode d’opération 122 de l’étape de traitement du signal radio numérique reçu 120.
[0032] Le mode d’acquisition 121 comprend deux étapes 121 1 et 1212. L’étape de détection 121 1 consiste à récupérer un symbole de synchronisation reçu contenu dans le signal radio numérique reçu. L’étape de synchronisation 1212 est ensuite réalisée, en utilisant des symboles pilotes récupérés lors de l’étape de détection 121 1 , une synchronisation temporelle et fréquentielle. De manière préférentielle, l’étape de synchronisation 1212 peut être réalisée en appliquant une des méthodes connues. L’invention est donc indépendante de la méthode appliquée pour la réalisation de l’étape de synchronisation 1212.
[0033] Suite au mode d’acquisition 121 , le récepteur radio procède au mode d’opération 122 comprenant des étapes 1221 , 1222, 1225 et 1226 décrites ultérieurement.
[0034] Comme mentionné ci-dessus, une étape de détermination 1221 est effectuée pour déterminer si un symbole contenu dans le signal radio numérique reçu est un symbole de synchronisation reçu ou non. Effectivement suite à la réalisation du mode d’acquisition 121 , tous les symboles contenus dans le signal radio numérique reçu sont identifiés. Si le résultat de cette étape de détermination 1221 indique que le symbole est un symbole de synchronisation reçu, l’étape d’estimation SNR 1222 est ensuite effectuée, en utilisant le symbole de synchronisation reçu, de sorte à estimer un rapport signal sur bruit du signal radio numérique reçu. Comme mentionné précédemment, cette étape d’estimation SNR 1222 fait partie du procédé d’estimation 200. [0035] Le symbole de synchronisation reçu récupéré du signal radio numérique reçu comprend un premier signal de synchronisation reçu Sa(t) et un deuxième signal de synchronisation reçu Sb(t), ces deux derniers correspondant respectivement à un premier signal de synchronisation Sa(t) et un deuxième signal de synchronisation Sb(t) contenus dans un symbole de synchronisation initial correspondant au symbole de synchronisation reçu. La figure 3 illustre un exemple du symbole de synchronisation initial. Dans cet exemple, le symbole de synchronisation initial comprend en outre un préfixe cyclique (CP) qui précède les premier et deuxième signaux de synchronisation Sa(t) et Sb(t). La longueur du préfixe cyclique est très limitée par rapport à celle du premier signal de synchronisation Sa(t) ou à celle du deuxième signal de synchronisation Sb(t).
[0036] Lors de la transmission du signal radio modulé, des bruits sont générés, ce qui conduirait à une différence entre le symbole de synchronisation reçu et son symbole de synchronisation initial. Autrement dit, le premier signal de synchronisation reçu Sa(t) du symbole de synchronisation reçu comprend le premier signal de synchronisation Sa(t) du symbole de synchronisation initial et un premier signal de bruit na(t), le dernier étant généré lors de la transmission. De manière similaire, le deuxième signal de synchronisation reçu Sb(t) du symbole de synchronisation reçu comprend le deuxième signal de synchronisation Sb(t) du symbole de synchronisation initial et un deuxième signal de bruit nb(t) généré également lors de la transmission. Ceci est représenté par deux équations suivantes (1) et (2) :
[Math. 1]
Sa(t) = Sa(t) + na(t )
[Math. 2]
Sb(t) = Sb(t) + nb(t)
[0037] Dans un mode de réalisation préférentiel mais non limitatif, les premier et deuxième signaux de synchronisation Sa(t) et Sb(t) comprenant des données de synchronisation préalablement connues par le récepteur radio. Dans un mode de réalisation avantageux, les premier et deuxième signaux de synchronisation Sa(t) et Sb(t) sont similaires voire identiques, comme les deux signaux de synchronisation identiques d’un « symbole balise » (« beacon Symbol » en anglais) défini conformément à la norme de radio CDR.
[0038] En revanche, il n’existe aucune corrélation entre le premier signal de bruit na(t) le deuxième signal de bruit nb(t). Le rapport signal sur bruit du signal du signal radio numérique reçu peut donc utiliser la similarité entre les premier et deuxième signaux de synchronisation Sa(t) et Sb(t) du même symbole de synchronisation initial, et l’incohérence entre le premier signal de bruit na(t) et le deuxième signal de bruit nb(t). De cette manière, l’estimation dudit rapport signal sur bruit ne se repose pas particulièrement sur le préfixe cyclique dont la longueur est très limitée. Cette estimation n’est pas facilement affectée non plus par des paramètres d’environnement externe ou de fréquence. Ainsi, la précision de l’estimation du rapport signal sur bruit est considérablement améliorée.
[0039] De préférence, ledit rapport signal sur bruit peut être facilement réalisée en fonction de la différence entre le premier signal de synchronisation reçu Sa(t) et le deuxième signal de synchronisation reçu Sb(t) du même symbole de synchronisation reçu. De manière avantageuse, ledit rapport signal sur bruit signal est déterminé en fonction d’un ratio X entre, d’une part, la somme des deux signaux de synchronisation reçus Sa(t) et Sb(t) du symbole de synchronisation reçu et, d’autre part, ladite différence entre les premier et deuxième signaux de synchronisation reçus Sa(t) et Sb(t). Encore plus précisément, ledit rapport signal sur bruit du signal radio numérique reçu s’obtient à l’aide de l’équation (3) suivante :
[Math. 3]
Figure imgf000010_0001
[0040] Dans un exemple de l’implémentation du procédé d’estimation 200, le rapport signal sur bruit du signal radio numérique reçu est la moitié dudit ratio X.
[0041] De manière alternative, le rapport signal sur bruit du signal radio numérique reçu est un ratio (différent de celui X) entre, d’une part, deux fois une valeur dudit deuxième signal de synchronisation reçu Sb(t) et, d’autre part, ladite différence entre les premier et deuxième signaux de synchronisation reçus Sa(t) et Sb(t) du même symbole de synchronisation reçu, comme décrit dans l’équation (4) suivante, se déduisant de l'équation précédente (3) :
[Math. 4]
Figure imgf000010_0002
[0042] Le procédé d’estimation 200 de l’invention permet ainsi d’estimer le rapport signal sur bruit du signal radio numérique reçu de manière simple, efficace et robuste par rapport aux méthodes connues. [0043] Dans un autre cas où le résultat de l’étape de détermination 1221 montre que le symbole n’est pas un symbole de synchronisation reçu, l’étape d’égalisation de canal 1225 et l’étape de décodage de canal 1226 sont respectivement réalisées en utilisant ledit symbole. Il est noté que l’invention est indépendante de l’étape d’égalisation de canal 1225 et de l’étape de décodage de canal 1226.
[0044] Comme mentionné précédemment, dans le cas où le signal radio analogique reçu est extrait à l’issue de l’étape de filtrage 1 10, l’étape de traitement du signal radio analogique reçu 130 est réalisée pour démoduler le signal radio analogique reçu.
[0045] Cette étape de traitement du signal radio analogique reçu 130 comprend deux étapes 131 et 132. Dans un mode de réalisation où le signal radio analogique reçu est un signal FM, l’étape 131 consiste à réaliser, préférentiellement de manière conventionnelle, la démodulation FM du signal radio analogique reçu. L’invention est indépendante de la méthode appliquée pour la réalisation de l’étape 131.
[0046] Ensuite, l’étape d’estimation SNR 132 est effectuée pour estimer un rapport signal sur bruit du signal radio analogique reçu. Lors de cette étape 132, le procédé d’estimation 300 selon l’invention est réalisé de sorte à estimer ledit rapport signal sur bruit (appelé « le premier rapport signal sur bruit ») du signal radio analogique reçu, en fonction du rapport signal sur bruit (appelé « le deuxième rapport signal sur bruit ») du signal radio numérique reçu qui est déjà obtenu par la réalisation du procédé d’estimation 200.
[0047] De manière préférentielle, le premier rapport signal sur bruit est calculé en multipliant le deuxième rapport signal sur bruit par un coefficient de corrélation a.
[0048] La corrélation entre le premier et le deuxième rapports signal sur bruit existe en raison de la nature de la radiodiffusion IBOC - c’est-à-dire la transmission du signal radio numérique et du signal radio analogique partagent la même bande de fréquence, comme mentionné ci-dessus.
[0049] De manière préférentielle, le coefficient de corrélation a est déterminé en fonction d’un mode spectral choisi pour la transmission du signal radio modulé. Dans un mode de réalisation où le mode spectral choisi est le mode spectral 9 de la norme de radio CDR, le coefficient de corrélation a est égal à 0,701.
[0050] L’invention permet ainsi d’estimer, de manière simple, efficace et robuste par rapport aux méthodes connues, le rapport signal sur bruit du signal radio numérique reçu ainsi que celui du signal radio analogique reçu. [0051] L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation précédemment décrits mais s'étend à tout mode de réalisation conforme à son esprit.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Procédé d’estimation (200) d’un rapport signal sur bruit d’un signal radio numérique reçu, le procédé d’estimation (200) étant caractérisé en ce qu’il comprend : - une étape de détection (1211) consistant à récupérer un symbole de synchronisation reçu contenu dans le signal radio numérique reçu ; et
- une étape d’estimation (1222) configurée pour déterminer le rapport signal sur bruit du signal radio numérique reçu, en fonction de la différence entre un premier signal de synchronisation reçu (Sa(t)) et un deuxième signal de synchronisation reçu (Sb(t)), les premier et deuxième signaux de synchronisation reçus (Sa(t), Sb(t)) étant compris dans le symbole de synchronisation reçu.
[Revendication 2] Procédé d’estimation (200) selon la revendication 1 , dans lequel ledit rapport signal sur bruit est un ratio (X) entre, d’une part, deux fois une valeur du deuxième signal de synchronisation reçu (Sb(t)) et, d’autre part, la différence entre les premier et deuxième signaux de synchronisation reçus (Sa(t), Sb(t)).
[Revendication 3] Procédé d’estimation (200) selon la revendication 2, dans lequel le signal radio numérique reçu correspond à un signal radio numérique modulé comprenant un symbole de synchronisation initial, le symbole de synchronisation initial comprenant un premier signal de synchronisation (Sa(t)) et un deuxième signal de synchronisation (Sb(t)), lesdits premier et deuxième signaux de synchronisation (Sa(t), Sb(t)) étant identiques.
[Revendication 4] Procédé d’estimation (200) selon la revendication 3, dans lequel le premier signal de synchronisation reçu (Sa(t)) comprend le premier signal de synchronisation (Sa(t)) et un premier signal de bruit (na(t)), et le deuxième signal de synchronisation reçu (Sb(t)) comprend le deuxième signal de synchronisation (Sb(t)) et un deuxième signal de bruit (nb(t)) ; l’étape d’estimation (1222) étant réalisée en fonction de la similarité entre le premier signal de synchronisation (Sa(t)) et le deuxième signal de synchronisation (Sb(t)) du symbole de synchronisation initial, et de l’incohérence entre le premier signal de bruit (na(t)) et le deuxième signal de bruit (nb(t)).
[Revendication 5] Procédé d’estimation (200) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le signal radio numérique reçu comprend une pluralité de symboles successifs dont le premier symbole est ledit symbole de synchronisation reçu, ledit symbole de synchronisation reçu est un symbole balise défini conformément à la norme de radio numérique convergente CDR (de l’anglais « Convergent Digital Radio »).
[Revendication 6] Procédé d’estimation (300) d’un premier rapport signal sur bruit d’un signal radio analogique reçu après la transmission, caractérisé en ce que :
le signal radio analogique reçu est transmis dans une bande de fréquence dans laquelle un signal radio numérique est également transmis ; et
- ledit premier rapport signal sur bruit est déterminé en fonction d’un deuxième rapport signal sur bruit dudit signal radio numérique reçu, le deuxième rapport signal sur bruit étant calculé au moyen du procédé d’estimation (200) selon l’une quelconque des revendications 1 à 5.
[Revendication 7] Procédé d’estimation (300) selon la revendication 6, dans lequel le premier rapport signal sur bruit est calculé en multipliant le deuxième rapport signal sur bruit par un coefficient de corrélation (a).
[Revendication 8] Procédé d’estimation (300) selon la revendication 7, dans lequel le coefficient de corrélation (a) est déterminé en fonction d’un mode spectral choisi pour la transmission du signal radio analogue et du signal radio analogue numérique.
[Revendication 9] Procédé d’estimation (300) selon la revendication 8, dans lequel le coefficient de corrélation (a) est égal à 0.701.
[Revendication 10] Récepteur radio configuré pour estimer un rapport signal sur bruit (« Signal-to-Noise Ratio » en anglais, l'abréviation « SNR ») d’un signal radio numérique reçu, caractérisé en ce qu’il comprend un module configuré pour mettre en œuvre le procédé d’estimation (200) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5.
[Revendication 11] Récepteur radio configuré pour estimer un rapport signal sur bruit d’un signal radio analogique reçu, caractérisé en ce qu’il comprend un module configuré pour mettre en œuvre le procédé d’estimation (300) selon l'une quelconque des revendications 6 à 9.
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