PROCEDE ET DISPOSITIF DE TRANSMISSION A ANTENNE SUR METHOD AND DEVICE FOR ANTENNA TRANSMISSION ON
VEHICULE AUTOMOBILE.MOTOR VEHICLE.
L'invention concerne un dispositif de transmission destiné à être fixé sur un véhicule automobile, ainsi qu'un procédé de transmission sur un véhicule automobile.The invention relates to a transmission device intended to be fixed to a motor vehicle, as well as to a transmission method on a motor vehicle.
Un domaine d'application de l'invention concerne la communication entre un centre de radiodiffusion fixe et un véhicule automobile qui se déplace par rapport à celui-ci et sur lequel est fixé une antenne d'émission et/ou de réception.One field of application of the invention relates to communication between a fixed broadcasting center and a motor vehicle which moves in relation to the latter and on which a transmitting and / or receiving antenna is fixed.
Le déplacement du véhicule automobile induit lors de l'émission ou de la réception un effet Doppler, qui se manifeste par un étalement en fréquence du signal émis ou reçu, dû à un décalage en f équence de chaque trajet électromagnétique émis ou reçu. Ce décalage en fréquence s'avère gênant pour les signaux à bande étroite. Ainsi l'effet Doppler est particulièrement pénalisant par exemple pour les transmissions utilisant une modulation à porteuses multiples du type OFDM, dans laquelle les porteuses ont une faible largeur de bande, puisqu'il s'y traduit par des interférences entre porteuses. Plus généralement, l'effet Doppler tend à brouiller le signal émis ou reçu.The movement of the motor vehicle induces a Doppler effect during transmission or reception, which manifests itself in frequency spreading of the signal transmitted or received, due to an offset in frequency of each electromagnetic path transmitted or received. This frequency shift is troublesome for narrowband signals. Thus the Doppler effect is particularly penalizing for example for transmissions using a multi-carrier modulation of the OFDM type, in which the carriers have a low bandwidth, since it results in interference between carriers. More generally, the Doppler effect tends to scramble the transmitted or received signal.
L'invention vise à obtenir un dispositif de transmission remédiant aux inconvénients de l'état de la technique et permettant d'améliorer la transmission de signaux lors du déplacement.The invention aims to obtain a transmission device remedying the drawbacks of the state of the art and making it possible to improve the transmission of signals during movement.
A cet effet, un premier objet de l'invention est un dispositif de transmission destiné à être fixé sur un véhicule automobile ayant une direction prescrite de déplacement instantané, le dispositif comportant au moins une antenne apte à émettre ou recevoir un signal ayant au moins un trajet électromagnétique de propagation dans l'espace et un moyen de formation de voie relié à ladite antenne, caractérisé en ce que le moyen de formation de voie et ladite antenne sont tels qu'il est formé au moins une voie correspondant à l'émission ou la réception du signal, limitée à au moins un domaine angulaire associé d'orientation de trajet électromagnétique du signal, la voie est reliée à un moyen pour appliquer une correction fréquentielle à la voie, la correction fréquentielle étant commandée par des moyens de commande de correction et dépendant d'une valeur de la vitesse de déplacement du véhicule automobile suivant la direction de déplacement instantané et d'une valeur angulaire prescrite pour ladite voie, rapportée à la direction de déplacement
instantané et comprise dans le domaine angulaire de voie associé, de manière à diminuer le décalage fréquentiel de la voie, dû à l'effet Doppler agissant sur le trajet électromagnétique du signal.To this end, a first object of the invention is a transmission device intended to be fixed to a motor vehicle having a prescribed direction of instantaneous movement, the device comprising at least one antenna capable of transmitting or receiving a signal having at least one electromagnetic space propagation path and a channel forming means connected to said antenna, characterized in that the channel forming means and said antenna are such that at least one channel corresponding to the emission is formed or the reception of the signal, limited to at least one associated angular range of orientation of the electromagnetic path of the signal, the channel is connected to a means for applying a frequency correction to the channel, the frequency correction being controlled by correction control means and dependent on a value of the speed of movement of the motor vehicle in the direction of instantaneous movement and a prescribed angular value for said track, referred to the direction of travel instantaneous and included in the angular domain of the associated channel, so as to reduce the frequency offset of the channel, due to the Doppler effect acting on the electromagnetic path of the signal.
Grâce à l'invention, on corrige le signal de manière sélective en fonction de l'orientation du ou des trajets en émission ou en réception et de la vitesse de déplacement du véhicule. Ainsi, la correction du signal sera effectuée chaque fois que le véhicule passera au cours de son parcours par l'orientation correspondante. Pour chaque voie formée, la correction a un effet sur le signal lorsque celui-ci présente un ou des trajets d'orientation comprise dans la voie. On se dispense ainsi de devoir connaître à tout moment l'orientation du véhicule par rapport au(x) trajet(s) électromagnétique(s) du signal reçu, ou par rapport au(x) trajet(s) électromagnétique(s) entre le véhicule et un destinataire du signal émis.Thanks to the invention, the signal is corrected selectively as a function of the orientation of the path or paths in transmission or in reception and the speed of movement of the vehicle. Thus, the correction of the signal will be carried out each time the vehicle passes during its journey through the corresponding orientation. For each channel formed, the correction has an effect on the signal when the latter has one or more orientation paths included in the channel. It therefore dispenses with having to know at all times the orientation of the vehicle with respect to the electromagnetic path (s) of the received signal, or with respect to the electromagnetic path (s) between the vehicle and a recipient of the transmitted signal.
Suivant d'autres caractéristiques de l'invention,According to other features of the invention,
- la valeur angulaire prescrite de voie est l'angle de la bissectrice du domaine angulaire de voie associé par rapport à la direction de déplacement instantané ;- the prescribed track angular value is the angle of the bisector of the associated track angular range with respect to the instantaneous direction of movement;
- ou la valeur angulaire prescrite de voie est l'angle formé par une direction de pointage de la voie, correspondant à un maximum de son diagramme de rayonnement et la direction de déplacement ; - ou la valeur angulaire prescrite de voie est l'angle moyen θmj de la voie, défini par- or the prescribed angular value of the track is the angle formed by a pointing direction of the track, corresponding to a maximum of its radiation pattern and the direction of movement; - or the prescribed angular value of the track is the average angle θ mj of the track, defined by
0mj = b2τ Eiiff . \ θ \ . âθt où gj(0) représente le diagramme de rayonnement de la voie ;0 mj = b 2τ Eiiff. \ θ \. âθ t where g j (0) represents the radiation pattern of the channel;
- ou la valeur angulaire prescrite de voie est l'angle moyen 0mj- de la voie, défini par θmj ≈ arccos ( jo27r gj(0) . cos(0) . dθ), où arccos désigne la fonction arccosinus et gj(0) représente le diagramme de rayonnement de la voie ;- or the prescribed angular value of the track is the mean angle 0 mj - of the track, defined by θ mj ≈ arccos (jo 27r gj (0). cos (0). dθ), where arccos denotes the function arccosinus and g j (0) represents the radiation pattern of the channel;
- la correction fréquentielle de voie est proportionnelle au cosinus de la valeur angulaire de voie et à la valeur de la vitesse de déplacement du véhicule automobile suivant la direction de déplacement instantané ;- the track frequency correction is proportional to the cosine of the track angular value and to the value of the speed of movement of the motor vehicle in the direction of instantaneous movement;
- la correction fréquentielle Δfj de voie est donnée par : Δfj = -kj.(v/c).fo.cos(#mj), où θmj est la valeur angulaire de voie, v est la valeur de la vitesse de déplacement du véhicule automobile suivant la direction de déplacement instantané,
c est la célérité de la lumière, fo est la fréquence de la porteuse du signal d'antenne, et kj est un facteur de proportionnalité minimisant le décalage Doppler absolu moyen SDAMj égal à SDAMj = ( J.e.+"pj(f). | f | .df ) / ( j ≈+-pj(f).df ), où pj(f) est le spectre Doppler de la voie ;- the frequency correction Δf j of the channel is given by: Δfj = -k j . (v / c) .fo.cos (# mj ), where θ mj is the angular value of the channel, v is the value of the speed of movement of the motor vehicle in the instantaneous direction of movement, c is the speed of light, fo is the frequency of the carrier of the antenna signal, and k j is a proportionality factor minimizing the mean absolute Doppler shift SDAM j equal to SDAMj = (Je + "pj (f). | f | .df) / (j ≈ + -pj (f) .df), where p j (f) is the Doppler spectrum of the channel;
- la correction fréquentielle Δfj de voie est donnée par : Δfj = -kj.(v/c).fo.cos(0mj), où θmj est la valeur angulaire de voie, v est la valeur de la vitesse de déplacement du véhicule automobile suivant la direction de déplacement instantané, c est la célérité de la lumière, fo est la fréquence de la porteuse du signal d'antenne, et kj est un facteur de proportionnalité minimisant le moment SDjj2 d'ordre 2 du décalage Doppler de la voie (7j), égal à- the frequency correction Δfj of the channel is given by: Δf j = -k j . (v / c) .f o .cos (0 mj ), where θ mj is the angular value of the channel, v is the value of the speed of movement of the motor vehicle in the instantaneous direction of movement, c is the speed of light, fo is the frequency of the carrier of the antenna signal, and kj is a proportionality factor minimizing the moment SD jj2 of order 2 of Doppler shift of the channel (7 days ), equal to
SDj>2 = ( L -∞ Pj(f). | f| 2.df) / ( ^+∞ Pj(f).df), où pj(f) est le spectre Doppler de la voie ;SD j> 2 = (L - ∞ Pj (f). | F | 2 .df) / (^ + ∞ Pj (f) .df), where p j (f) is the Doppler spectrum of the channel;
- ou la correction fréquentielle Δfj de voie est donnée par : Δfj = -(v/c).fo.cos(0raj), où θmj est la valeur angulaire de voie, v est la valeur de la vitesse de déplacement du véhicule automobile suivant la direction de déplacement instantané, c est la célérité de la lumière, f0 est la fréquence de la porteuse du signal d'antenne ; - un domaine angulaire de voie comprend la direction de déplacement instantané ;- or the frequency correction Δf j of track is given by: Δfj = - (v / c) .fo.cos (0 raj ), where θ mj is the angular value of track, v is the value of the speed of movement of the motor vehicle in the instantaneous direction of travel, c is the speed of light, f 0 is the frequency of the carrier of the antenna signal; - A track angular domain includes the direction of instantaneous movement;
- au moins un domaine angulaire de voie comprend la direction de déplacement instantané dans un sens et un autre domaine angulaire de voie comprend la direction de déplacement instantané dans le sens opposé ; - la voie est symétrique par rapport à la direction de déplacement instantané ;- At least one track angular domain comprises the direction of instantaneous movement in one direction and another track angular domain comprises the direction of instantaneous movement in the opposite direction; - the track is symmetrical with respect to the direction of instantaneous movement;
- le moyen de formation de voie et ladite antenne sont tels qu'il est formé au moins deux voies correspondant à l'émission ou la réception du signal, limitée à au moins deux domaines angulaires associés différents d'orientation de trajet électromagnétique du signal, inférieurs à 360°, et les moyens de correction fréquentielle des voies sont reliés à des moyens de combinaison des voies corrigées
pour fournir en sortie un signal de réception corrigé en fréquence ou les moyens de correction fréquentielle des voies sont reliés à des moyens de décombinaison d'un signal en entrée à émettre pour former des accès à corriger en fréquence par les moyens de correction fréquentielle pour former lesdites voies corrigées, qui alimentent en signaux d'émission ladite antenne par l'intermédiaire du moyen de formation de voie ;the channel forming means and said antenna are such that at least two channels are formed corresponding to the transmission or reception of the signal, limited to at least two different angular domains associated with the orientation of the electromagnetic path of the signal, less than 360 °, and the frequency correction means of the channels are connected to means for combining the corrected channels to output a frequency corrected reception signal or the frequency correction means of the channels are connected to decombination means of an input signal to be transmitted to form accesses to be corrected in frequency by the frequency correction means to form said corrected channels, which supply emission signals to said antenna via the channel forming means;
- les moyens de combinaison ou les moyens de décombinaison comportent des moyens de déphasage de voie et/ou des moyens de correction d'amplitude de voie ; - ou les moyens de combinaison ou les moyens de décombinaison sont exempts de moyens de déphasage de voie et de moyens de correction d'amplitude de voie ;the combination means or the decombination means comprise channel phase shifting means and / or channel amplitude correction means; - or the combination means or the decombination means are free of channel phase shifting means and channel amplitude correction means;
- le dispositif de transmission comporte pour chaque voie une antem e directive et une liaison sans déphasage à l'antenne directive en tant que moyen de formation de voie ;- The transmission device includes for each channel an antem directive and a link without phase shift to the directive antenna as a means of channel formation;
- le dispositif de transmission une pluralité de N antennes espacées les unes des autres au moins le long de la direction de déplacement instantané, le moyen de formation de voie étant relié à la pluralité d'antennes et formant des signaux Vj de M voies pour 1 <i ≤M dans le domaine angulaire de voie associé par combinaison linéaire des signaux A] d'antennes, pour 1 ≤l ≤N, selon la formule Vj = ∑ι=1 os,ι Ai , où 0!;,] = exp(2J7τdj;ι IX), j est l'unité imaginaire pure, λ est la longueur d'onde et la valeur d est la différence de marche, prise entre l'une choisie des antennes et les autres antennes, d'une onde plane faisant un angle cible γ, de voie égal à la valeur angulaire θm\ prescrite de la voie i avec la direction de déplacement ;- the device for transmitting a plurality of N antennas spaced from each other at least along the direction of instantaneous movement, the channel forming means being connected to the plurality of antennas and forming signals V j of M channels for 1 <i ≤M in the angular domain of associated channel by linear combination of the signals A] of antennas, for 1 ≤l ≤N, according to the formula V j = ∑ι = 1 os, ι Ai, where 0!;, ] = exp (2J7τdj ; ι IX), j is the pure imaginary unit, λ is the wavelength and the value d is the path difference, taken between one chosen antenna and the other antennas, a plane wave making a target angle γ, of track equal to the prescribed angular value θ m \ of track i with the direction of movement;
- les antennes sont équidistantes et alignées parallèlement à la direction de déplacement ; - les antennes sont omnidirectionnelles ;- The antennas are equidistant and aligned parallel to the direction of movement; - the antennas are omnidirectional;
- trois antennes omnidirectionnelles séparées de λ/3 sont prévues, le moyen de formation de voies formant à partir des trois antennes trois voies, dont les signaux Vi, V2 , V sont donnés par- three omnidirectional antennas separated by λ / 3 are provided, the means for forming channels forming from the three antennas three channels, whose signals Vi, V 2 , V are given by
V1 = A1 + e,'φ.A2 + e]'2φ.A3 V 1 = A 1 + e , 'φ .A 2 + e ]' 2φ .A 3
V2 = Aι + A2 + A3 V 2 = Aι + A 2 + A 3
V3 = Aι + e-jφ.A2 + e-2jφ.A3 où Ai, A2, A3 sont les signaux des antennes et = 2τβ.
- les trois voies ayant respectivement les signaux Vi, V2, V reçoivent du moyen d'application de correction respectivement des corrections en fréquence de voie de -k.fj, 0 et + k.f<. d, où fd=(v/c).f0 v est la valeur de la vitesse de déplacement du véhicule automobile suivant la direction de déplacement instantané, c est la célérité de la lumière, f0 est la fréquence de la porteuse du signal d'antenne, et k est un facteur de proportionnalité égal à 0,85 ;V 3 = Aι + e- jφ .A 2 + e- 2jφ .A 3 where Ai, A 2 , A 3 are the signals of the antennas and = 2τβ. - The three channels having the signals Vi, V 2 , V respectively receive from the correction application means, respectively, channel frequency corrections of -k.fj, 0 and + kf <. d, where f d = (v / c) .f 0 v is the value of the speed of movement of the motor vehicle in the direction of instantaneous movement, c is the speed of light, f 0 is the frequency of the carrier of the antenna signal, and k is a proportionality factor equal to 0.85;
- un nombre M de voies, supérieur ou égal à 2, sont formées par le moyen de formation de voie, et la valeur angulaire θm[ prescrite de voie, rapportée à la direction de déplacement instantané, est un angle cible j\ de voie prenant les valeurs γ, = (i-l).7r/(M-l) pour 1 <i <M et 0 = 0. - le dispositif de transmission comprend un moyen de détermination de la valeur instantanée de la vitesse de déplacement du véhicule automobile suivant la direction de déplacement instantané ;- a number M of tracks, greater than or equal to 2, are formed by the track forming means, and the angular value θ m [prescribed track, referred to the direction of instantaneous movement, is a target angle j \ of track taking the values γ, = (il). 7r / (Ml) for 1 <i <M and 0 = 0. - the transmission device comprises means for determining the instantaneous value of the speed of movement of the motor vehicle according to the direction of instantaneous movement;
Un deuxième objet de l'invention est un procédé de transmission sur un véhicule automobile ayant une direction prescrite de déplacement instantané et sur lequel est fixé au moins une antenne apte à émettre ou recevoir un signal ayant au moins un trajet électromagnétique de propagation dans l'espace, dans lequel on forme au moins une voie à partir de ou pour ladite antenne, caractérisé en ce que ladite voie formée correspond à l'émission ou la réception du signal, limitée à au moins un domaine angulaire associé d'orientation de trajet électromagnétique du signal, on calcule pour ladite voie une correction fréquentielle de voie dépendant de la valeur de la vitesse de déplacement du véhicule automobile suivant la direction de déplacement instantané et d'une valeur angulaire prescrite pour ladite voie, rapportée à la direction de déplacement instantané et comprise dans le domaine angulaire de voie associé, et on applique à ladite voie la correction fréquentielle, de manière à diminuer le décalage fréquentiel de ladite voie, dû à l'effet Doppler agissant sur le trajet électromagnétique du signal.A second object of the invention is a transmission method on a motor vehicle having a prescribed direction of instantaneous movement and on which is fixed at least one antenna capable of transmitting or receiving a signal having at least one electromagnetic propagation path in the space in which at least one channel is formed from or for said antenna, characterized in that said formed channel corresponds to the emission or reception of the signal, limited to at least one associated angular range of electromagnetic path orientation of the signal, a frequency correction for said channel is calculated for said channel depending on the value of the speed of movement of the motor vehicle in the direction of instantaneous movement and of an angular value prescribed for said channel, related to the direction of instantaneous movement and included in the associated angular range of the channel, and the frequency correction is applied to said channel whole, so as to reduce the frequency offset of said channel, due to the Doppler effect acting on the electromagnetic path of the signal.
L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés sur lesquels :The invention will be better understood in the light of the description which follows, given solely by way of nonlimiting example with reference to the appended drawings in which:
- la figure 1 est une vue schématique de dessus d'un véhicule automobile muni d'un dispositif suivant l'invention,
- la figure 2 montre un module de formation de voies du dispositif suivant l'invention, dans le cas où il est inséré dans une chaîne de réception,FIG. 1 is a schematic top view of a motor vehicle fitted with a device according to the invention, FIG. 2 shows a channel training module of the device according to the invention, in the case where it is inserted in a reception chain,
- la figure 3 est une vue schématique des domaines angulaires des voies du dispositif suivant l'invention,FIG. 3 is a schematic view of the angular domains of the tracks of the device according to the invention,
- la figure 4 montre schématiquement la formation de voies corrigées du dispositif suivant l'invention,FIG. 4 schematically shows the formation of corrected channels of the device according to the invention,
- la figure 5 montre schématiquement une autre possibilité de mise en œuvre de la formation de voies corrigées du dispositif suivant l'invention,FIG. 5 schematically shows another possibility of implementing the formation of corrected channels of the device according to the invention,
- la figure 6 montre schématiquement un module de commande de correction de voie du dispositif suivant l'invention,FIG. 6 schematically shows a channel correction control module of the device according to the invention,
- la figure 7 est une vue schématique de dessus d'un véhicule automobile muni d'un dispositif suivant l'invention dans un mode de réalisation à trois antennes,FIG. 7 is a schematic top view of a motor vehicle fitted with a device according to the invention in an embodiment with three antennas,
- la figure 8 montre schématiquement le mode de réalisation du dispositif suivant la figure 7,FIG. 8 schematically shows the embodiment of the device according to FIG. 7,
- la figure 9 montre un diagramme de rayonnement des voies formées selon la figure 8, etFIG. 9 shows a radiation diagram of the channels formed according to FIG. 8, and
- la figure 10 montre le spectre Doppler classique d'une antenne et le spectre Doppler du dispositif selon les figures 8 et 9.FIG. 10 shows the conventional Doppler spectrum of an antenna and the Doppler spectrum of the device according to FIGS. 8 and 9.
Aux figures, on suppose que le dispositif de transmission suivant l'invention sert à la réception de signaux depuis l'extérieur. Bien entendu, le dispositif de transmission suivant l'invention peut également servir à émettre des signaux vers l'extérieur.In the figures, it is assumed that the transmission device according to the invention is used for receiving signals from the outside. Of course, the transmission device according to the invention can also be used to transmit signals to the outside.
Le dispositif de transmission comporte une ou plusieurs antennes li, 12, ...,1N d'émission et/ou de réception de signaux électromagnétiques, supposées ci-dessous de réception de ceux-ci et désignées d'une manière générale par le chiffre 1. Le dispositif de transmission comporte des moyens de montage appropriés de la ou des antennes 1 sur un véhicule automobile 2 pour leur fixation sur celui-ci, de manière à ce que la ou les antennes 1 soient immobilisées par rapport au réferentiel du véhicule 2. Le véhicule automobile 2 est par exemple une voiture routière de tourisme à quatre roues 3 de roulement sur le sol. Le véhicule automobile 2 pourrait également être une partie d'un train.The transmission device comprises one or more antennas li, 1 2 , ..., 1 N for transmitting and / or receiving electromagnetic signals, assumed below for reception of these and generally designated by the number 1. The transmission device comprises suitable means for mounting the antenna (s) 1 on a motor vehicle 2 for fixing them thereon, so that the antenna (s) 1 are immobilized relative to the reference frame of the vehicle 2. The motor vehicle 2 is for example a road passenger car with four wheels 3 running on the ground. Motor vehicle 2 could also be part of a train.
Le véhicule automobile 2 possède une direction prescrite 4 de déplacement instantané, appelée ci-après direction de déplacement, qui est la direction de son vecteur vitesse instantané par rapport au réferentiel terrestre et sa direction allant de sa partie arrière à sa partie avant dans un sens de marche. Chaque
signal émis ou reçu par les antennes 1 peut avoir un trajet électromagnétique de propagation dans l'espace, ou plusieurs trajets électromagnétiques de propagation dans l'espace dûs aux différentes réflexions subies sur des obstacles et/ou sur le sol. Un même système d'informations peut également provenir de plusieurs émetteurs, comme dans le cas des réseaux monofréquence SFN (Single Frequency Network). Les trajets électromagnétiques, par exemple radioélectriques, émis ou reçus par la ou les antennes 1 et les diagrammes de rayonnement sont repérés dans un plan horizontal contenant la direction 4 de déplacement par un angle θ par rapport à celle-ci.The motor vehicle 2 has a prescribed direction 4 of instantaneous displacement, hereinafter called direction of displacement, which is the direction of its instantaneous speed vector relative to the terrestrial frame of reference and its direction going from its rear part to its front part in one direction. Steps. Each signal transmitted or received by the antennas 1 can have an electromagnetic path of propagation in space, or several electromagnetic paths of propagation in space due to the different reflections undergone on obstacles and / or on the ground. The same information system can also come from several transmitters, as in the case of single frequency networks SFN (Single Frequency Network). The electromagnetic, for example radio, paths transmitted or received by the antenna (s) 1 and the radiation patterns are identified in a horizontal plane containing the direction 4 of displacement by an angle θ relative to the latter.
Les antennes li, 12, ...,1N sont reliées respectivement aux accès 5ι, 52,..., 5N d'un module 6 de formation de voies 7\, 72,... , 7M, OÙ M est inférieur ou égal à N, les voies étant également appelées faisceaux.The antennas li, 1 2 , ..., 1 N are respectively connected to the accesses 5ι, 5 2 , ..., 5N of a module 6 for forming channels 7 \, 7 2 , ..., 7 M , WHERE M is less than or equal to N, the channels being also called beams.
Suivant un premier exemple de réalisation, les antennes li, 12, ...,1N sont directives, c'est-à-dire possèdent chacune un diagramme de rayonnement ayant au moins un maximum respectivement dans une direction déterminée 8ι, 8 ,..., 8N, différente pour chaque antenne lls 12, .. .,1N, par rapport à la direction 4 de déplacement. Dans ce cas, M est égal à N et chaque voie 7j (1 ≤j ≤M) est reliée respectivement à l'accès 5j (1 ≤j ≤N) des antennes lls 12, ...,1N par une simple liaison, sans combinaison linéaire avec les autres accès 5j, où i §, ainsi que figuré par les traits interrompus à la figure 2.According to a first embodiment, the antennas li, 1 2 , ..., 1 N are directional, that is to say each have a radiation diagram having at least a maximum respectively in a determined direction 8ι, 8, ..., 8 N , different for each antenna l ls 1 2 , ...., 1N, compared to the direction 4 of movement. In this case, M is equal to N and each channel 7 j (1 ≤j ≤M) is respectively connected to the access 5 j (1 ≤j ≤N) of the antennas l ls 1 2 , ..., 1N by a single link, without linear combination with the other accesses 5j, where i §, as shown by the broken lines in Figure 2.
Dans un deuxième exemple de réalisation, chaque voie 7j (1 ≤j ≤M) est une combinaison linéaire de certains des accès ou de tous les accès 5ι, 52,..., 5N des antennes ll5 12, ...,1N, effectuée par le module 6, le module 5 étant alors du type à formation de faisceaux par le calcul (FFC). Dans ce cas, les antennes li, 12, ...,1N ne sont pas nécessairement directives et peuvent être omnidirectionnelles.In a second embodiment, each channel 7 j (1 ≤j ≤M) is a linear combination of some of the ports or all of the ports 5ι, 5 2 , ..., 5N of the antennas l l5 1 2 , .. ., 1 N , carried out by module 6, module 5 then being of the beam forming type by calculation (FFC). In this case, the antennas li, 1 2 , ..., 1 N are not necessarily directional and can be omnidirectional.
Le module 5 de formation de voie est agencé pour que les voies 7ι, 72,... . 7M formées correspondent chacune à un diagramme de rayonnement de voie directif au sens défini précédemment. En outre, chaque diagramme de rayonnement de voie comporte au moins un maximum en puissance respectivement dans une direction déterminée 8ι, 82,..., 8M de pointage, différente pour chaque voie 7ι, 72,... , 7M par rapport à la direction 4 de déplacement. Chaque voie 7ι, 72,... , 7M est de plus limitée à un domaine angulaire 9ι, 92,..., 9M d'orientation de trajet électromagnétique par rapport à la direction 4 de déplacement. Les domaines 9ι, 92,..., 9M contiennent respectivement les directions 8ls 8 ,..., 8M de pointage et sont chacun inférieurs à 360°. Les voies 7\, 72 ,... , 7M sont par exemple formées chacune par un lobe principal de rayonnement dont la partie située à moins de 3 dB du
maximum en puissance du lobe est délimitée par le domaine angulaire associé 9ι, 92,..., 9M- Chaque voie 7ι, 72 ,... , 7 peut également comporter un domaine angulaire 9ls 92,..., 9M composé de deux portions symétriques par rapport à la direction 4 de déplacement ainsi que représenté à la figure 3 pour chacun des domaines angulaires 92, 93 et 9j, un lobe principal de rayonnement se trouvant dans chaque portion. Par exemple, les domaines angulaires 9ι, 92,..., 9M sont faiblement disjoints, se rejoignent pour couvrir ensemble 360° ainsi que représenté aux figuresThe beamforming module 5 is arranged so that the channels 7ι 7 2, .... 7M formed each correspond to a directional channel radiation diagram in the sense defined above. In addition, each channel radiation diagram has at least a maximum power respectively in a determined direction 8ι, 8 2 , ..., 8 M pointing, different for each channel 7ι, 7 2 , ..., 7 M relative to direction 4 of movement. Each channel 7ι, 7 2 , ..., 7 M is further limited to an angular domain 9ι, 9 2 , ..., 9 M of electromagnetic path orientation with respect to direction 4 of movement. The areas 9ι, 9 2 , ..., 9 M respectively contain the directions 8 ls 8, ..., 8M pointing and are each less than 360 °. Channels 7 \ , 7 2 , ..., 7 M are for example each formed by a main radiation lobe, the part of which is located within 3 dB of the maximum power of the lobe is delimited by the associated angular domain 9ι, 92, ..., 9 M - Each channel 7ι, 7 2 , ..., 7 can also include an angular domain 9 ls 9 2 , ..., 9 M composed of two symmetrical portions with respect to the direction 4 of displacement as shown in FIG. 3 for each of the angular domains 9 2 , 9 3 and 9 j , a main radiation lobe being located in each portion. For example, the angular domains 9ι, 9 2 , ..., 9 M are slightly disjointed, meet to cover together 360 ° as shown in the figures
3 et 9, ou peuvent se recouvrir légèrement. Le maximum de puissance de chaque domaine angulaire 9\, 9 ,..., 9M peut être constant ou différent d'une direction de pointage de voie à l'autre.3 and 9, or may overlap slightly. The maximum power of each angular range 9 \ , 9, ..., 9 M can be constant or different from one direction of lane pointing to another.
Par exemple, on forme les M voies 7ls 72 ,... , 7M à l'aide de N capteurs, non représentés, reliés aux accès 5 , 52,..., 5N des antennes. Un angle cible 7ι, 72,..., 7M de voie est choisi pour chaque voie 7_, 72 ,... , 7M. Ces angles cible γi, 72,- • -, 7M de voie prennent par exemple les valeurs γ, = (i-l).7r/(M-l), pour 1 ≤i ≤M et γ0 = 0.For example, the M channels 7 ls 7 2 , ..., 7 M are formed using N sensors, not shown, connected to the ports 5, 5 2 , ..., 5 N of the antennas. A target angle 7ι, 72, ..., 7 M of track is chosen for each track 7_, 7 2 , ..., 7 M. These target angles γi, 7 2 , - • -, 7 M of channel take for example the values γ, = (il) .7r / (Ml), for 1 ≤i ≤M and γ 0 = 0.
Les angles cible peuvent prendre d'autres valeurs mais vérifient
Target angles can take other values but check
Les capteurs peuvent être sur une droite, par exemple horizontale, ou ne pas être alignés. S'ils sont sur une droite, celle-ci peut être parallèle à la directionThe sensors can be on a straight line, for example horizontal, or not be aligned. If they are on a straight line, it can be parallel to the direction
4 de déplacement, ou non.4 or not.
Le signal V, de la voie 7j pour 1 ≤i ≤M est une combinaison linéaire des signaux Ai présents sur les accès 5ι des antennes pour 1 ≤l ≤N, selon la formule Vj = ∑ι=ιN o.,ι.Aι. où 04,1 = exp(2J7idi,ι/λ), j est l'unité imaginaire pure et la valeur d^ est la différence de marche, prise entre l'une choisie li des antennes et les autres antennes 12, ...,1N, d'une onde plane faisant l'angle cible γ; de voie avec la direction 4 de déplacement.The signal V, of the channel 7j for 1 ≤i ≤M is a linear combination of the signals Ai present on the accesses 5ι of the antennas for 1 ≤l ≤N, according to the formula V j = ∑ι = ι N o., Ι .Aι. where 04, 1 = exp (2J7idi, ι / λ), j is the pure imaginary unit and the value d ^ is the path difference, taken between the one chosen li of the antennas and the other antennas 1 2 , .. ., 1N, of a plane wave making the target angle γ; of track with direction 4 of movement.
Le diagramme de rayonnement g\(θ) de chaque voie 7j pour 1 ≤i ≤M, résulte d'une combinaison linéaire du diagramme g\(θ) de rayonnement présent sur les accès 5ι des antennes pour 1 ≤l ≤N, selon la formule gi(0) = l Ei-.." Q4,ι a(0) |The radiation pattern g \ (θ) of each channel 7j for 1 ≤i ≤M, results from a linear combination of the radiation pattern g \ (θ) present on the access 5ι of the antennas for 1 ≤l ≤N, according to the formula gi (0) = l Ei- .. "Q4, ι a (0) |
La valeur dy est la différence de marche d'une onde plane dont la direction de propagation fait un angle γ, avec la direction 4 de déplacement. Pour des antennes équidistantes suivant la direction 4 de déplacement, dont l'espacement entre deux antennes consécutives est égal à d et l'antenne l\ est située à l'avant, on a di,ι = cos(7i).d.(l-l), ou i ≤l ≤M.
Chaque voie 7ι, 72 ,... , 7M est reliée à un module 10ι, 102,..., 10M de correction de voie. Chaque module 10ι, 102,..., 10M de correction de voie corrige respectivement par un décalage Δfls Δf2,..., ΔfM en fréquence la voie 7ι, 72 .... . 7M sur laquelle il est branché, de telle sorte que le décalage en fréquence de la voie 7_, 72 .... . 7M dû à l'effet Doppler agissant sur le trajet électromagnétique du signal de la ou des antennes li, 12, ...,1N soit diminué. Chaque correction Δfi, Δf2,..., ΔfM en fréquence dépend respectivement de la voie 7ι, 72 ,... , 7M. En réception, les modules 10ι, 102,..., 10M de correction de voie comportent des accès de sortie 17_, 172, ..., 17M de voie corrigés par le décalage Δfi, Δf2,..., Δf en fréquence par rapport aux voies 7\, 7 ,... , 7M non corrigées. De manière inverse, en émission, les modules 101} 10 ,..., 10M de correction de voie comportent des voies 7\, 7 ,... , 7M , qui alimentent en signaux d'émission les antennes li, 12, ...,1N et qui sont corrigées par le décalage Δfi, Δf2,..., ΔfM en fréquence par rapport aux accès d'entrée 17., 172, ..., 17M de voie.The value dy is the path difference of a plane wave whose direction of propagation makes an angle γ, with direction 4 of displacement. For equidistant antennas in direction 4 of displacement, the spacing between two consecutive antennas is equal to d and the antenna l \ is located at the front, we have di, ι = cos (7i) .d. ( ll), or i ≤l ≤M. Each channel 7ι, 7 2 , ..., 7M is connected to a module 10ι, 10 2 , ..., 10 M of channel correction. Each module 10ι, 10 2 , ..., 10 M of channel correction corrects respectively by an offset Δf ls Δf 2 , ..., ΔfM in frequency the channel 7ι, 7 2. .... 7 M to which it is connected, so that the frequency offset of channel 7_, 7 2. .... 7 M due to the Doppler effect acting on the electromagnetic path of the signal from the antenna (s) li, 1 2 , ..., 1 N is reduced. Each correction Δfi, Δf 2 , ..., Δf M in frequency depends respectively on the channel 7ι, 7 2 , ..., 7 M. On reception, the modules 10ι, 10 2 , ..., 10 M of channel correction include output ports 17_, 17 2 , ..., 17 M of channel corrected by the offset Δfi, Δf 2 , ... , Δf in frequency compared to channels 7 \ , 7, ..., 7 M not corrected. Conversely, in transmission, the modules 10 1} 10, ..., 10M of channel correction comprise channels 7 \, 7, ..., 7 M , which supply the antenna li, 1 with transmission signals. 2 , ..., 1N and which are corrected by the offset Δfi, Δf 2 , ..., Δf M in frequency with respect to the input ports 17 . , 17 2 , ..., 17 M of track.
Aux figures 4 et 5, un accès de contrôle l li, 112, ..., 11M, désigné d'une manière générale par le chiffre 11, est prévu sur chaque module 10ls 102,..., 10M de correction de voie pour lui appliquer un signal de décalage Δfi, Δf ,..., Δf en fréquence. Les signaux de correction Δfi, Δf2,..., FM en fréquence sont générés respectivement par des modules 12l5 12 , ..., 12M de commande de correction, analogues à celui représenté en détail à la figure 6 et désignés d'une manière générale par le chiffre 12.In FIGS. 4 and 5, a control access l li, 11 2 , ..., 11 M , generally designated by the number 11, is provided on each module 10 ls 10 2 , ..., 10 M channel correction to apply a frequency shift signal Δfi, Δf, ..., Δf to it. The correction signals Δfi, Δf 2 , ..., FM in frequency are generated respectively by modules 12 l5 12, ..., 12M of correction control, similar to that shown in detail in FIG. 6 and designated by generally by the number 12.
A la figure 6, chaque module 12 de commande de correction comporte :In FIG. 6, each correction control module 12 comprises:
- une première entrée 13 d'une valeur positive v de la vitesse de déplacement du véhicule 2 suivant la direction 4 de déplacement,a first input 13 of a positive value v of the speed of movement of the vehicle 2 in the direction 4 of movement,
- une deuxième entrée 14 d'une fréquence porteuse f0 du signal utile à émettre ou à recevoir par les antennes 1,a second input 14 of a carrier frequency f 0 of the useful signal to be transmitted or received by the antennas 1,
- une troisième entrée 15 d'une valeur angulaire θm\, β^a,..., Θ„M associée de voie et désignée d'une manière générale par θm, eta third entry 15 with an angular value θ m \ , β ^ a, ..., Θ „ M associated with a channel and generally designated by θ m , and
- une quatrième entrée 16 d'un coefficient multiplicateur.- a fourth entry 16 with a multiplier coefficient.
La valeur v de la vitesse de déplacement du véhicule 2 suivant la direction 4 de déplacement est obtenue par une détermination ou une mesure effectuées en temps réel sur le véhicule 2, par exemple à l'aide du compteur de vitesse présent sur son tableau de bord ou de la connaissance de positionnements successifs du véhicule obtenus par un système GPS, et/ou par un estimateur aveugle et/ou par un signal numérique de pilotes utilisant le signal émis par une source
distante du véhicule et le signal reçu par une antenne autre que ou formée par les antennes 1 précitées.The value v of the speed of movement of the vehicle 2 along the direction of movement 4 is obtained by a determination or a measurement carried out in real time on the vehicle 2, for example using the speedometer present on its dashboard or knowledge of successive positions of the vehicle obtained by a GPS system, and / or by a blind estimator and / or by a digital signal from pilots using the signal emitted by a source distant from the vehicle and the signal received by an antenna other than or formed by the above-mentioned antennas 1.
La fréquence porteuse fo est une constante prescrite dans le dispositif de transmission dans le cas où celui-ci comporte une seule porteuse. Dans le cas d'un dispositif comportant plusieurs porteuses, tel que d'un dispositif du type OFDM, la correction Δf en fréquence peut être différente pour chaque porteuse pour une même voie. D'une manière générale, la correction Δf en fréquence peut être à bande étroite et les modules 10 de correction peuvent être prévus en divers étages de la chaîne de réception ou d'émission et être réalisés par des circuits analogiques ou numériques.The carrier frequency fo is a constant prescribed in the transmission device in the case where the latter comprises a single carrier. In the case of a device comprising several carriers, such as a device of the OFDM type, the frequency correction Δf may be different for each carrier for the same channel. In general, the frequency correction Δf can be narrowband and the correction modules 10 can be provided in various stages of the reception or transmission chain and be produced by analog or digital circuits.
La valeur angulaire θm\, ^a,..., #mM de voie dépend de la voie 7ι, 72 ,... , 7 respectivement associée au module 12ls 12 , ..., 12M de commande de correction. La valeur angulaire θm\, θπa,- - -, #mM de voie est rapportée à la direction 4 de déplacement et correspond à une direction comprise dans le domaine angulaire 9ι, 92,..., 9M dé oie.The angular value θ m \ , ^ a, ..., # mM of channel depends on channel 7ι, 7 2 , ..., 7 respectively associated with the module 12 ls 12, ..., 12 M of correction command . The angular value θ m \ , θπa, - - -, #mM of track is related to direction 4 of movement and corresponds to a direction included in the angular range 9ι, 9 2 , ..., 9 M deviates.
La valeur angulaire de voie θm]- est égale à l'angle cible de voie γ3 pour 1 ≤j ≤M.The channel angular value θ m] - is equal to the target channel angle γ 3 for 1 ≤j ≤M.
La valeur angulaire
θπM de voie est par exemple l'angle de la bissectrice du domaine angulaire 9l5 92,..., 9M par rapport à la direction 4 de déplacement.The angular value θ πM of track is for example the angle of the bisector of the angular domain 9 l5 9 2 , ..., 9 M with respect to the direction 4 of displacement.
En variante, la valeur angulaire 0ml, #„£,..., ΘΠM de voie est l'angle formé par la direction 8ι, 82,..., 8M de pointage et la direction 4 de déplacement.As a variant, the angular value 0 ml , # „ £ , ..., Θ ΠM of track is the angle formed by the direction 8ι, 8 2 , ..., 8M pointing and the direction 4 of movement.
Dans une autre variante, la valeur angulaire θm\, θπa,..., #mM de voie est l'angle moyen θmj de la voie, défini par
où 1 ≤j ≤M et gj(0) représente le diagramme de rayonnement de la voie 7j.In another variant, the angular value θ m \ , θ π a, ..., # mM of track is the mean angle θ mj of the track, defined by where 1 ≤j ≤M and g j (0) represents the radiation pattern of channel 7 j .
Dans une autre variante, la valeur angulaire θm\, 0m2,..., #m de voie est l'angle moyen θmj de la voie, défini par θmi = arccos( jo27rgj(0) .cos(0). dθ), où 1 ≤j ≤M, arccos désigne la fonction arccosinus et gj(#) représente le diagramme de rayonnement de la voie 7j.In another variant, the angular value θ m \ , 0 m2 , ..., # m of track is the average angle θ mj of the track, defined by θ mi = arccos (jo 27r g j (0) .cos (0). Dθ), where 1 ≤j ≤M, arccos denotes the function arccosinus and g j (#) represents the radiation diagram for channel 7 j .
Les signaux de correction Δfi, Δf2,..., ΔfM en fréquence générés respectivement par les modules 12ι, 12 , ..., 12M de commande de correction dépendent des valeurs appliquées sur leurs première, deuxième, troisième et quatrième entrées 13, 14, 15 et 16.
La correction fréquentielle Δfi, Δf2,..., M de voie est proportionnelle au cosinus de la valeur angulaire 0ml, 0π_....., Θ„M de voie et à la valeur de la vitesse v de déplacement de la ou des antennes 11} 12, ...,1N suivant la direction 4 de déplacement instantané du véhicule 2. La correction fréquentielle Δf1} Δf2,..., ΔfM de voie est donnée par :The correction signals Δfi, Δf 2 , ..., Δf M in frequency generated respectively by the modules 12ι, 12, ..., 12 M of correction command depend on the values applied to their first, second, third and fourth inputs 13, 14, 15 and 16. The frequency correction Δfi, Δf 2 , ..., M of the channel is proportional to the cosine of the angular value 0 ml , 0π_. . ..., Θ „ M of track and at the value of the speed v of movement of the antenna (s) 1 1} 1 2 , ..., 1N in the direction 4 of instantaneous movement of the vehicle 2. The frequency correction Δf 1} Δf 2 , ..., Δf M of channel is given by:
Δfj = -kj.(v/c).fo.cos(0mj), où 1 ≤j ≤M, c est la célérité de la lumière, et kj est un facteur de proportionnalité minimisant le décalage Doppler absolu moyen SDAM ou moment d'ordre 1 du décalage Doppler de la voie 7j, égal aΔfj = -kj. (V / c) .fo.cos (0 mj ), where 1 ≤j ≤M, c is the speed of light, and k j is a proportionality factor minimizing the mean absolute Doppler shift SDAM or moment of order 1 of the Doppler shift of channel 7j, equal to
SDAMj = ( ^+∞ Pj(f). | f | .df) / ( ≈ jφ.df), où pj(f) est le spectre Doppler de la voie 7j, f est la fréquence et | | désigne la valeur absolue. En variante, le facteur de proportionnalité kj peut être calculé comme minimisant le moment d'ordre 2 du décalage Doppler de la voie 7j, égal à SDj,2 = ( \ -0o+0°Pj(f). | f | 2.df ) / ( |-∞ +0°Pj(f).df ), ou comme minimisant conjointement SDAMj et SDj,2.SDAM j = (^ + ∞ Pj (f). | F | .df) / ( ≈ j φ.df), where p j (f) is the Doppler spectrum of channel 7 j , f is the frequency and | | denotes the absolute value. As a variant, the proportionality factor k j can be calculated as minimizing the second order moment of the Doppler shift of the channel 7 j , equal to SDj, 2 = (\ -0 o +0 ° P j (f). f | 2 .df) / (| -∞ +0 ° P j (f) .df), or as jointly minimizing SDAMj and SD j, 2 .
Le spectre Doppler pj(f) est par exemple calculé au préalable selon la méthode numérique approchée suivante.The Doppler spectrum p j (f) is for example calculated beforehand according to the following approximate numerical method.
Dans une autre variante, le facteur kj de proportionnalité est choisi égal à un, pour toutes les voies 7j, où 1 ≤j ≤M.In another variant, the factor k j of proportionality is chosen equal to one, for all channels 7 j , where 1 ≤j ≤M.
Le diagramme gj(0) de rayonnement de chaque voie 7j est partagé en L secteurs angulaires égaux rapportés à la direction 4 de déplacement et allant de 0 à 360°. Pour chaque secteur angulaire h, où 1 ≤h ≤L, l'angle bissecteur vaut ft = 27ih/L + τr/L et le décalage Doppler moyen en fréquence, rapporté à la fréquence Doppler fd= fo.v/c, vaut cos(/3h) lorsque L tend vers l'infini. Dans l'hypothèse où les trajets électromagnétiques arrivent uniformément de toutes les directions, la puissance moyenne reçue par chaque voie 7j ou antenne 1, dans le secteur h vaut gj( 5h)/L lorsque L tend vers l'infini.The radiation diagram g j (0) of each channel 7j is divided into L equal angular sectors related to the direction 4 of movement and going from 0 to 360 °. For each angular sector h, where 1 ≤h ≤L, the bisector angle is equal to ft = 27ih / L + τr / L and the mean Doppler shift in frequency, related to the Doppler frequency f d = fo.v / c, is worth cos (/ 3 h ) when L tends to infinity. Assuming that the electromagnetic paths arrive uniformly from all directions, the average power received by each channel 7 j or antenna 1, in the sector h is g j (5 h ) / L when L tends to infinity.
Le spectre Doppler pj(f) de la voie 7j est calculé comme étant l'histogramme des valeurs { cos(/?h) }ι ≤ h ≤ L en abscisse avec des effectifs associés { gj(/3h)/L }ι ≤h ≤L, î ≤j ≤M-The Doppler spectrum p j (f) of channel 7 j is calculated as the histogram of the values {cos (/? H )} ι ≤ h ≤ L on the abscissa with associated numbers {gj (/ 3 h ) / L } ι ≤h ≤L, î ≤j ≤ M -
Le spectre Doppler Pj.or(f) de la voie 7j corrigée par le décalage en fréquence Δfj sur les accès 17ι, 172, ..., 17M de voie est calculé comme étant
l'histogramme des valeurs { cos( -h) - Δζ }ι ≤h ≤L, I ≤j ≤M en abscisse avec des effectifs associés { gj(0h)/L } i ≤h ≤L, I ≤j ≤M-The Doppler P spectrum j.or (f) of channel 7 j corrected by the frequency offset Δfj on the accesses 17ι, 17 2 , ..., 17M of channel is calculated as being the histogram of the values {cos (-h) - Δζ} ι ≤h ≤ L , I ≤j ≤ M on the abscissa with associated numbers {g j (0h) / L} i ≤h ≤L, I ≤j ≤ M-
Le spectre Doppler global des voies corrigées ou non corrigées est égal à la somme des spectres Doppler individuels PjCOr(f) ou pj(f) de celles-ci.The overall Doppler spectrum of the corrected or uncorrected channels is equal to the sum of the individual Doppler spectra P jCOr (f) or p j (f) of these.
En réception, les voies corrigées sur les accès 17ι, 172, • • •, 1 M sont ensuite recombinées en un signal de réception corrigé sur l'accès 18 servant alors de sortie. La recombinaison des accès 17ι, 172, .... 17M est effectuée par exemple par un module additionneur 19 recevant sur ses entrées les accès 17ls 172, • • -, 7M à la figure 4. Ou la recombinaison des accès 17ι, 172, • • •, 17M est effectuée par exemple par un additionneur 20 recevant sur ses entrées les accès 17ι, 172, • • -, 17M déphasés individuellement par des déphaseurs ou correcteurs de phase 21l5 212, ..., 21M à la figure 5, dans le cas d'une combinaison à diversité d'antennes, par exemple, pour une combinaison à gain identique (Equal Gain Combining, EGC). Ou la recombinaison des accès 17ι, 172, ..., 17M est effectuée par exemple par un additionneur 20 recevant sur ses entrées les accès 17ι, 172, ..., 17M déphasés individuellement par des correcteurs de phase et d'amplitude 211} 212, ..., 21M à la figure 5, dans le cas d'une combinaison à diversité d'antennes, par exemple, pour une combinaison à rapport maximal (MRC, Maximum Ratio Combining). Dans le cas d'une combinaison avec diversité, la recombinaison peut également être effectuée par sous-bandes de fréquence, c'est-à-dire dans le cas d'une transmission du type OFDM, porteuse par porteuse.On reception, the channels corrected on the accesses 17ι, 172, • • •, 1 M are then combined into a reception signal corrected on the access 18 then serving as output. The recombination of 17ι access, 172, .... 17 M is carried out for example by an adder module 19 receiving on its inputs the accesses 17 ls 17 2 , • • -, 7 M in FIG. 4. Or the recombination of the accesses 17ι, 17 2 , • • •, 17 M is carried out for example by an adder 20 receiving on its inputs the accesses 17ι, 17 2 , • • -, 17 M phase-shifted individually by phase-shifters or phase correctors 21 l5 21 2 , ..., 21 M in FIG. 5, in the case of a combination of antenna diversity, for example, for an identical gain combination (Equal Gain Combining, EGC). Or the recombination of the accesses 17ι, 17 2 , ..., 17M is carried out for example by an adder 20 receiving on its inputs the accesses 17ι, 17 2 , ..., 17 M individually phase-shifted by phase and phase correctors amplitude 21 1} 21 2 , ..., 21M in FIG. 5, in the case of a combination with diversity of antennas, for example, for a combination with maximum ratio (MRC, Maximum Ratio Combining). In the case of a combination with diversity, the recombination can also be carried out by frequency sub-bands, that is to say in the case of a transmission of the OFDM type, carrier by carrier.
En émission, le module 19 décompose le signal à émettre par les antennes li, 12, ...,1N, qui est présent sur l'accès 18 servant alors d'entrée, en lesdits accès 17ι, 172, ..., 17M, éventuellement avec un déphasage provoqué par les déphaseurs ou correcteurs de phase 21ls 21 , ..., 21 -In transmission, the module 19 decomposes the signal to be transmitted by the antennas li, 1 2 , ..., 1 N , which is present on the access 18 then serving as input, in said accesses 17ι, 17 2 , .. ., 17 M , possibly with a phase shift caused by phase shifters or phase correctors 21 ls 21, ..., 21 -
Le dispositif de transmission est décrit ci-dessous en référence à l'exemple de la figure 7, montrant trois antennes li, 12, 13 omnidirectionnelles fixées au véhicule 2, alignées rectilignement suivant la direction 4 de déplacement et espacées l'une de l'autre d'une distance d égale au tiers de la longueur d'onde λ, pour le cas où N = M = 3.The transmission device is described below with reference to the example of Figure 7, showing three antennas li, 1 2 , 1 3 omnidirectional fixed to the vehicle 2, aligned rectilinear in the direction 4 of movement and spaced one of the other by a distance d equal to one third of the wavelength λ, for the case where N = M = 3.
A la figure 8, les antennes li, 1 , 13 sont reliées respectivement aux accès 5ι, 5 , 53 du module 6 de formation des voies 7ι, 72, 73 par l'intermédiaire de démodulateurs OFDM numérotés 22ι, 22 , 223.In FIG. 8, the antennas li, 1, 1 3 are connected respectively to the accesses 5, 5, 5 3 of the module 6 for forming channels 7, 7, 2 , 7 3 by means of OFDM demodulators numbered 22, 22, 22 3 .
Les signaux Vi, V2, V3 des voies 7ι, 72, 73 sont les suivants :The signals Vi, V 2 , V 3 of the channels 7ι, 7 2 , 7 3 are the following:
Vι = Aι + eiΦ.A2 + e)'2φ.A3 Vι = Aι + e iΦ .A 2 + e ) '2φ .A 3
V2 = Aι + A2 + A3
V3 = A1 + e-jφ.A2 + e2jφ.A3 V 2 = Aι + A 2 + A 3 V 3 = A 1 + e- jφ .A 2 + e 2jφ .A 3
Où Ai, A2, A3 sont les signaux des accès 5ι, 52, 53
Where Ai, A 2 , A 3 are the access signals 5ι, 5 2 , 5 3
Les diagrammes de rayonnement des signaux Vi, V2, V3 sont représentés à la figure 9, Vi étant le signal de la voie en avant dans le domaine angulaire 9ι, pour lequel 0mι = 0, V2 étant le signal de la voie vers les côtés dans le domaine angulaire 92, pour lequel β^a - ττ/2 et V3 étant le signal de la voie en arrière dans le domaine angulaire 93 pour lequel 0m3 = par rapport à la direction 4 de déplacement.The radiation diagrams of the signals Vi, V 2 , V 3 are represented in FIG. 9, Vi being the signal of the path forward in the angular range 9ι, for which 0 m ι = 0, V 2 being the signal of the channel to the sides in the angular domain 9 2 , for which β ^ a - ττ / 2 and V 3 being the signal of the channel back in the angular domain 9 3 for which 0 m3 = relative to the direction 4 of displacement .
La voie avant Vi reçoit une correction en fréquence Δf = -k.fd des modules 10ι, 12l5 la voie des côtés V2 reçoit une correction en fréquence nulle des modules 102, 122, et la voie arrière V3 reçoit une correction en fréquence Δf = + k.fd des modules 103, 123.The front channel Vi receives a frequency correction Δf = -kf d of the modules 10ι, 12 l5 the side channel V 2 receives a zero frequency correction of the modules 10 2 , 12 2 , and the rear channel V 3 receives a correction in frequency Δf = + kf d of modules 10 3 , 12 3 .
Le coefficient k est pris égal à 0,85 afin de minimiser le décalage Doppler absolu moyen SDAM, qui vaut après recombinaison 0,26. fd.The coefficient k is taken equal to 0.85 in order to minimize the mean absolute Doppler shift SDAM, which is equal to 0.26 after recombination. f d .
Les voies corrigées 17ι, 172, 173 sont recombinées par un système MRC 23 pour obtenir le signal 18 de réception corrigé.The corrected channels 17ι, 17 2 , 17 3 are recombined by an MRC system 23 to obtain the corrected reception signal 18.
L'exemple des figures 8 à 10 vaut également dans le cas de trois antennes occupant la même position sur le véhicule mais mais ayant des directivités vers l'avant, vers les côtés et vers l'arrière selon les diagrammes de rayonnement des signaux Vi, V2, V3 de la figure 9.The example of FIGS. 8 to 10 also applies in the case of three antennas occupying the same position on the vehicle but but having directivities towards the front, towards the sides and towards the rear according to the radiation diagrams of the signals Vi, V 2 , V 3 in Figure 9.
La figure 10 montre en traits mixtes le spectre Doppler classique, dit de type Jakes, d'une antenne omnidirectionnelle en l'absence de correction, donné par l'équationFIG. 10 shows in dashed lines the classic Doppler spectrum, known as the Jakes type, of an omnidirectional antenna in the absence of correction, given by the equation
Hd(δf) = B . [ l-(δf/fd)2 r1/2 où δf est le décalage Doppler en abscisse, B est une constante et la fréquence Doppler normalisée est égale à δf/f .H d (δf) = B. [l- (δf / fd) 2 r 1/2 where δf is the Doppler shift on the abscissa, B is a constant and the normalized Doppler frequency is equal to δf / f.
Le spectre Doppler du signal 18 de réception corrigé selon la figure 8 est représenté en traits pleins à la figure 10. On voit que le spectre Doppler du signal corrigé est beaucoup plus concentré autour de l'axe vertical δf =0 de décalage Doppler nul que ne l'est le spectre classique non corrigé et passe par des valeurs nulles, quasiment nulles et en tout cas très limitées en δf = ±fd par rapport au spectre classique, qui est infini en ces points, ce qui signifie que la puissance du signal corrigé subit un étalement en fréquence plus faible que dans le cas classique.
Ainsi, dans ce mode de réalisation, le signal corrigé est à bande beaucoup plus étroite après avoir subi l'effet Doppler que ne l'est le signal non corrigé du spectre classique. Par conséquent, ce mode de réalisation du dispositif de transmission donne la possibilité d'appliquer une excursion en fréquence beaucoup plus importante au signal utile et permet de réduire les chevauchements de spectre entre porteuses. En outre, l'étalement spectral du signal dû à l'effet Doppler est réduit dans le signal corrigé. Le décalage Doppler absolu moyen SDAM du spectre classique Hd(f) est égal à 0,64.fd. Par conséquent, le décalage Doppler absolu moyen est réduit de plus de 59 % dans ce mode de réalisation. Il s'ensuit la possibilité dans ce mode de réalisation de plus que doubler la vitesse de déplacement maximale, si l'étalement en fréquence dû à l'effet Doppler est le facteur limitant de la transmission dans ce mode de réalisation.
The Doppler spectrum of the corrected reception signal 18 according to FIG. 8 is shown in solid lines in FIG. 10. It can be seen that the Doppler spectrum of the corrected signal is much more concentrated around the vertical axis δf = 0 of zero Doppler shift than the classical spectrum is not corrected and goes through zero values, almost zero and in any case very limited in δf = ± f d compared to the classical spectrum, which is infinite at these points, which means that the power of the corrected signal undergoes a lower frequency spreading than in the conventional case. Thus, in this embodiment, the corrected signal has a much narrower band after having undergone the Doppler effect than is the uncorrected signal of the conventional spectrum. Consequently, this embodiment of the transmission device gives the possibility of applying a much greater frequency excursion to the useful signal and makes it possible to reduce the overlapping of spectrum between carriers. In addition, the spectral spread of the signal due to the Doppler effect is reduced in the corrected signal. The mean absolute Doppler shift SDAM of the classical spectrum Hd (f) is equal to 0.64.f d . Therefore, the average absolute Doppler shift is reduced by more than 59% in this embodiment. It follows the possibility in this embodiment of more than doubling the maximum displacement speed, if the frequency spread due to the Doppler effect is the limiting factor of the transmission in this embodiment.