Etat de l’art des codes utilisés dans les systèmes GNSS actuels

Dans ce chapitre, on s’intéresse aux composantes du signal GσSS à savoir le code binaire modulant et la technique de modulation. On cherche alors les types de modulation et les différents codes cités dans la littérature et utilisés par GPS et Galileo. Dans la suite, on décrit les méthodes de génération des codes et leurs caractéristiques de corrélation. Ensuite, on décrit les différentes techniques de modulation BPSK, BτC, BCS…et leurs caractéristiques. Ce travail permettra de choisir la technique de modulation et le code pour notre système de localisation en indoor.

Codes GNSS de première génération : GPS et Glonass

Dans un système de localisation indoor, basé sur les transmetteurs GNSS, on a besoind’émettre un signal portant un code numérique dont on se servira pour le calcul du délai de propagation. Ce délai (déduit à partir du décalage du code reçu par le récepteur) permet de calculer la distance parcourue par le signal jusqu’au récepteur GPS et ainsi sa position. Dans le cas du système GPS (Global Positionning System), il y a 36 codes différents dont 32 associés aux 32 satellites de la constellation et 4 associés aux réémetteurs terrestres. Dans d’autres systèmes comme Glonass, un seul code est utilisé pour tous les satellites. Cependant, pour éviter les interférences entre les signaux des différents satellites, ils émettent chacun à une fréquence porteuse différente. Dans le cas de notre système de localisation indoor à base de transmetteurs GσSS, on a besoin d’émettre un seul signal portant le même code et à une seule fréquence. On ajoute alors, en installant ce système, une autre source de signal GNSS. Celle-ci est tenue de respecter les réglementations de la retransmission de signaux dans les bandes de fréquences associées aux systèmes GNSS. Ces lois limitent le niveau de puissance émis par les antennes pour éviter tout risque de perturbations des systèmes GNSS (GPS, Glonass, Galileo…) fonctionnant dans l’environnement extérieur.

δa solution, qui nous vient tout de suite à l’esprit dans ce cas, consiste à réserver un canal Glonass (associé à une fréquence d’émission) pour la localisation en intérieur. En effet, dans ce cas le signal émis en intérieur utilise le code de Glonass (à 511 bits) à une fréquence autre positionnement en intérieur) avec les autres signaux GNSS. Cette solution offre un niveau d’interférence avec les autres signaux Glonass (dans les canaux adjacent) de l’ordre de 48 dB utilisé lorsque le signal qui lui est associé n’est pas détecté dans notre position. Dans ce cas le canal est disponible à notre point de test. Cette technique est employée aussi par le système Glonass dans le but de réduire la bande spectrale allouée. Etant donné que cette solution demande à réserver une ressource spectrale, ce qui n’est pas facile à réaliser, on cherche donc à développer d’autres propositions. précédemment présentées. Ainsi une étude des codes existants et utilisés par les systèmes GσSS s’impose. τn s’intéresse alors aux codes de Gold et plus spécialement aux 32 émis par les satellites de la constellation GPS. La génération de ces codes se base sur la notion de séquence maximale (utilisée dans Glonass) qui suscitera notre intérêt dans un premier temps. Ensuite on en déduit la structure des codes de Gold. Ainsi dans la suite il est question d’étudier la possibilité d’utiliser les codes GPS émis sur la bande L1 et celui de Glonass.

Notion de relation de récurrence

Une suite (ou séquence) S d’éléments {S1, S2, …, Sn} dans le groupe de Galois (Galois Field) GF(q)5 satisfait une relation de récurrence linéaire d’ordre m sur GF(q) si et seulement si Les séquences maximales (maximum-length shift register sequences) forment une famille de codes cycliques (2m-1, m). Elles sont générées par un registre à décalage de m étages et ont pour longueur (ou période) n = 2m-1 bits de valeurs 0 ou 1. On peut démontrer que toutes les séquences maximales ainsi définies sont équivalentes, à un décalage (cyclique) près. τn dit aussi qu’elles appartiennent à la même classe d’équivalence définie par la relation de décalage cyclique. C’est-à-dire qu’à partir d’une séquence S définie pour un on peut déduire les autres séquences (associées au même polynôme caractéristique f(x)) avec un décalage de i bits, 1≤i≤2m-2. La famille des séquences maximales de longueur n=2m-1, n’appartenant pas à une même classe d’équivalence, est générée par une d)=1). Dans le cas où d est une puissance de 2, on retrouve la même séquence initiale S décalée. Sinon (quand n et d ne sont pas premiers entre eux), on récupère une séquence de période inférieure à n.