FR2559291A1 - METHOD FOR REMOTE CONTROL OF ELECTRICAL EQUIPMENT AND CORRESPONDING RECEIVER - Google Patents
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Abstract
Description
2559291-2559291-
Procédé de télécommande d'équipements électriques et Remote control method for electrical equipment and
récepteur correspondant.corresponding receiver.
La présente invention a pour objet un procé- The present invention relates to a method of
dé de télécommande d'équipements électriques et un ré- remote control of electrical equipment and a
cepteur mettant en oeuvre ce procédé. receiver using this method.
La technique de la télécommande d'appa- The technique of the remote control of
reils, à partir d'un poste central, met en oeuvre, de from a central post office, implements,
façon très générale, des opérations qui sont schémati- very generally, operations that are schematic
quement les suivantes: A) dans un centre d'émission: - on forme un signal numérique correspondant à une fonction à télécommander, on code ce signal par un the following: A) in a transmission center: - a digital signal is formed corresponding to a function to be controlled, this signal is coded by a
ou des code(s) détecteur(s) et correcteur(s) d'er- or code (s) detector (s) and corrector (s) er-
reurs, on module un signal analogique par le signal rers, an analog signal is modulated by the signal
numérique codé et on émet, à destination de l'appa- encoded and transmits to the
reil à télécommander, le signal ainsi modulé; B) dans un récepteur associé à l'appareil: - on reçoit le signal émis, on le démodule, on décode le signal démodulé en corrigeant les éventuelles remote control, the signal thus modulated; B) in a receiver associated with the device: - we receive the transmitted signal, we demodulate it, we decode the demodulated signal by correcting the possible ones
erreurs, on restitue le signal numérique correspon- errors, the corresponding digital signal is
dant à la fonction à télécommander et on engendre un to the function to be remotely controlled and a
ordre d'exécution de cette fonction. order of execution of this function.
La présente invention concerne un procédé qui entre dans ce cadre très général, mais qui porte sur une combinaison particulière de moyens, choisis de The present invention relates to a method which falls within this very general framework, but which relates to a particular combination of means, chosen from
manière à résoudre au mieux les problèmes qui se po- in order to best solve the problems that are
sent du fait des conditions d'exploitation très parti- because of the very specific operating conditions
culières du procédé. L'invention vise en effet à com- process. The object of the invention is in fact to
mander, à partir d'un poste central, des équipements électriques situés chez des particuliers ou dans des from a central station, electrical equipment located in private homes or in
locaux divers. Cette commande peut prendre divers as- various premises. This command can take various
pects: changer la tarification dans des compteurs électriques, commander la mise en route d'organes pects: change the pricing in electric meters, order the start of organs
électriques, provoquer un délestage du réseau d'ali- electrical power, cause a load shedding of the power supply network
255929f mentation, effectuer un téléchargement d'informations etc.... Les divers ordres de télécommande que l'on 255929f mentation, perform a download of information etc .... The various remote control commands that one
souhaite traiter dans l'invention peuvent être pério- wishes to treat in the invention may be
diques (périodicité quotidienne, hebdomadaire, men- suelle) ou intervenir à n'importe quel moment de la journée sur ordre des services d'exploitation de la distribution d'énergie électrique. Ces ordres peuvent affecter une famille d'appareils ou seulement certains diques (daily, weekly, monthly) or intervene at any time of the day by order of the electrical power distribution operating services. These orders can affect a family of devices or only certain
d'entre eux, ou même un seul d'entre eux. of them, or even one of them.
Un tel service pose de nombreux problèmes. Such a service poses many problems.
En effet, s'agissant d'équiper des appareils destinés au grand public, il est nécessaire que le coût des organes à ajouter aux installations existantes, (pour leur permettre de recevoir et d'exécuter les ordres de télécommande), soit le plus faible possible. Il faut donc éviter les solutions techniques sophistiquées qui conduiraient à un surcoût prohibitif. En outre, et pour des raisons analogues, il faut que le récepteur de télécommande soit d'un encombrement et d'un poids faibles. En particulier, il est exclu de munir un tel récepteur d'une antenne de réception. Cela signifie Indeed, when it comes to equipping devices intended for the general public, it is necessary that the cost of the organs to be added to the existing installations, (to enable them to receive and execute the remote control commands), be the lowest possible. We must therefore avoid sophisticated technical solutions that would lead to a prohibitive overcost. In addition, and for similar reasons, it is necessary that the remote control receiver is a small footprint and weight. In particular, it is excluded to provide such a receiver with a receiving antenna. That means
que les conditions d'exploitation du signal de télé- that the operating conditions of the tele-
commande seront mauvaises et que le signal à traiter dans les récepteurs sera de très faible amplitude. Il en résulte que le risque d'erreurs sera a priori élevé. Or, il est exclu d'admettre un tel risque, du fait même de l'application envisagée. En effet, s'agissant de moduler une tarification ou d'arrêter des appareils, toute erreur serait particulièrement mal appréciée des usagers. Des modifications de tarif inopportunes, par exemple, seraient à l'origine de conflits innombrables entre les abonnés et le service d'exploitation. La fiabilité d'un tel système doit control will be bad and that the signal to be processed in the receivers will be of very low amplitude. As a result, the risk of errors will be a priori high. However, it is impossible to admit such a risk, because of the application envisaged. Indeed, when it comes to modulating pricing or shutting down devices, any error would be particularly badly appreciated by users. Untimely tariff changes, for example, would cause countless conflicts between subscribers and the operating department. The reliability of such a system
donc être quasi-parfaite.so be almost perfect.
Une telle exigence-est en contradiction avec les précédentes, puisqu'une réduction de coût et une simplification des structures, ne s'accompagnent que Such a requirement is in contradiction with the previous ones, since a reduction of cost and a simplification of the structures are only accompanied by
très rarement d'une amélioration de fiabilité. very rarely an improvement in reliability.
Il faut ajouter enfin, que la nature même de l'application envisagée par l'invention, suppose que l'on puisse atteindre, à partir d'un poste central de télécommande, un grand nombre d'abonnés (quelques milliers ou plus). Il apparait alors un problème d'adressage des informations que l'on ne retrouve pas dans la technique générale de la télécommande, o il s'agit plutôt de commander à distance un appareil bien déterminé. L'invention apporte une solution à tous ces problèmes en proposant une combinaison originale de Finally, it must be added that the very nature of the application envisaged by the invention assumes that a large number of subscribers (a few thousand or more) can be reached from a central remote control station. It then appears a problem of addressing information that is not found in the general technique of the remote control, where it is rather to remotely control a specific device. The invention provides a solution to all these problems by proposing an original combination of
moyens que l'on peut résumer schématiquement de la ma- means which can be summarized schematically from the
nière suivante.next.
A) Dans le centre d'émission, les opérations effectuées sont les suivantes: - le signal numérique est formé d'abord d'un mot d'adresse qui permet de désigner un récepteur parmi plusieurs et d'un mot de fonction qui permet de choisir une fonction parmi plusieurs, A) In the transmission center, the operations performed are as follows: the digital signal is formed first of an address word which makes it possible to designate one of several receivers and a function word which makes it possible to choose one of several functions,
- ce signal numérique est traité par deux codes détec- - this digital signal is processed by two detection codes
teurs et correcteurs d'erreurs, un premier code dit BCH (BOSE-CHAUDHURIHOCQUENGHEM) puis un second code dit de REED MULLER, (codes dont les propriétés seront décrites plus loin); - on fait précéder le signal doublement codé ainsi error correctors, a first code said BCH (BOSE-CHAUDHURIHOCQUENGHEM) then a second code called REED MULLER, (codes whose properties will be described later); - the double coded signal is preceded by
obtenu, par un mot de synchronisation, qui va per- obtained by a synchronization word, which will allow
mettre la synchronisation de la trame numérique; l'ensemble.mot de synchronisation plus mot d'adresse et mot de fonction codés constituent une trame numérique, put the synchronization of the digital frame; the set of synchronization plus coded address word and function word constitute a digital frame,
- on répète cette trame cycliquement, ce qui va per- - this frame is repeated cyclically, which will allow
mettre de procéder, à la réception, à un comptage évitant des erreurs, chaque trame numérique module une sous-porteuse par modulation à déplacement de phase, cette modulation error-free counting, each digital frame modulates a subcarrier by phase shift keying, this modulation
ayant été choisie parmi toutes les modulations pos- having been chosen from all the possible modulations
sibles (amplitude, phase, fréquence, impulsions, etc...) pour son adaptation aux conditions d'exploi- tation de l'invention, (bonne résistance vis-à-vis du bruit et des distorsions, rendement spectral sibles (amplitude, phase, frequency, pulses, etc ...) for its adaptation to the operating conditions of the invention, (good resistance to noise and distortion, spectral efficiency
élevé et surtout simplicité de structure du démodu- high and above all the simplicity of the structure of the
lateur correspondant); - la sous-porteuse ainsi modulée est utilisée pour moduler en fréquence une porteuse qui est ensuite correspondent); the sub-carrier thus modulated is used to frequency modulate a carrier which is then
radiodiffusée, ce qui permet d'utiliser les instal- radio broadcast, which allows the use of
lations de radiodiffusion en modulation de fréquence déjà existantes et réduit considérablement le coût de l'installation, B) dans chaque récepteur, on effectue les opérations suivantes: - on capte le signal radiodiffusé au moyen d'un filtre accordé couplé au réseau de distribution du courant pouréviter d'avoir recours à une antenne, FM broadcast broadcasting already existing and considerably reduces the cost of the installation, B) in each receiver, the following operations are carried out: - the broadcast signal is captured by means of a tuned filter coupled to the distribution network of the current to avoid using an antenna,
- on effectue une démodulation de fréquence pour res- - a frequency demodulation is carried out to
tituer la sous-porteuse modulée, - on démodule la sous-porteuse par une démodulation à storing the modulated subcarrier, - the subcarrier is demodulated by a demodulation to
déplacement de phase pour restituer la trame numéri- phase shift to restore the digital frame
que,than,
- on traite la trame numérique d'abord par une procé- - the digital frame is processed first by a procedure
dure de reconnaissance du mot de synchronisation, puis par un premier décodage de REED-MULLER, ce qui permet de détecter et de corriger les éventuelles erreurs (l'emploi du codage de REED-MULLER étant recognition of the synchronization word, then by a first decoding of REED-MULLER, which makes it possible to detect and correct any errors (the use of the REED-MULLER encoding being
particulièrement opportun ici du fait de sa puissan- particularly opportune here because of its
ce de correction et surtout de sa simplicité de mise en oeuvre au décodage), puis par un second décodage this of correction and especially of its simplicity of implementation with the decoding), then by a second decoding
utilisant le code BCH, ce qui permet de dé- using the BCH code, which makes it possible
tecter les erreurs résiduelles, et on restitue ainsi le signal numérique avec son mot d'adresse et son mot de fonction, detect the residual errors, and thus restores the digital signal with its address word and its function word,
2559291'2559291 '
- on décode le mot d'adresse, - on compare l'adresse reçue avec une adresse qui est propre au récepteur, ce gui permet la sélection d'un récepteur parmi plusieurs, - si l'adresse reçue et l'adresse du récepteur coinci- dent, on traite le mot de fonction reçu et on le compare avec une pluralité de mots de fonction mis en mémoire dans le récepteur, - on compte le nombre de coïncidences entre le mot de - the address word is decoded, - the received address is compared with an address that is specific to the receiver, which allows the selection of one of several receivers, - if the received address and the address of the receiver - dent, we treat the received function word and compare it with a plurality of function words stored in the receiver, - we count the number of coincidences between the word of
fonction reçu cycliquement et l'un des mots de fonc- function received cyclically and one of the function words
tion mis en mémoire et, lorsque ce nombre atteint une valeur prédéterminée, on déclenche un ordre stored in the memory and, when this number reaches a predetermined value, an order
d'exécution de cette fonction dans l'équipement as- execution of this function in the equipment as-
socié, cette technique de coïncidence évitant le déclenchement inopiné d'une commande sur réception d'un seul signal de télécommande, qui pourrait être erroné. Ce procédé général peut prendre divers modes particuliers de réalisation. Il est préférable par exemple d'utiliser une modulation à déplacement de phase qui soit à deux états (MDP2) avec démodulation cohérente. Dans ce cas, la procédure de reconnaissance company, this coincidence technique avoiding the unexpected triggering of a command on receipt of a single remote control signal, which could be erroneous. This general method can take various particular embodiments. For example, it is preferable to use two-state phase shift keying (MDP2) with coherent demodulation. In this case, the recognition procedure
du mot de synchronisation s'accompagne d'une recon- of the synchronization word is accompanied by a recognition
naissance du mot complémentaire, pour cette raison que la démodulation cohérente introduit une ambiguité de n birth of the complementary word, for this reason that coherent demodulation introduces an ambiguity of n
sur la phase de la porteuse récupérée. on the phase of the recovered carrier.
Dans une autre variante, et afin de limiter les problèmes de récupération de porteuse, on combine au signal binaire contenant l'information un signal binaire pseudo-aléatoire par une opération d'addition modulo (2) (OU-exclusif). Ce traitement permet une In another variant, and in order to limit the carrier recovery problems, the binary signal containing the information is combined with a pseudo-random binary signal by a modulo (2) (exclusive-OR) addition operation. This treatment allows a
meilleure répartition de la puissance spectrale du si- better distribution of the spectral power of the
gnal numérique véhiculant l'information. A la récep- digital signal conveying information. At the reception
tion, naturellement, on restitue la trame originale en combinant le signal reçu à un signal pseudo-aléatoire identique à celui qui a été utilisé à l'émission, par une addition modulo 2. Une telle technique permet d'éviter les incidents liés à l'apparition éventuelle Of course, the original frame is restored by combining the received signal with a pseudo-random signal identical to that which was used on transmission, by a modulo 2 addition. Such a technique makes it possible to avoid incidents related to the possible appearance
d'une longue suite de bits égaux à 0 (ou à 1). a long series of bits equal to 0 (or 1).
Ces opérations d'embrouillage et de désem- These scrambling and desiccating operations
brouillage nécessitent, à l'émission comme à la récep- jamming require, on transmission as well as on
tion, l'utilisation de deux générateurs de suite pseu- tion, the use of two generators in a row
do-aléatoire identiques, délivrant des mots de lon- identical do-random, delivering words of long
gueur supérieure à la longueur de la trame et remis greater than the length of the frame and
dans un état initial à chaque début de trame. in an initial state at each start of the frame.
En plus des mots d'adresse et des mots de In addition to the address words and words of
fonction, des mots particuliers peuvent venir s'ins- function, particular words may come into
crire dans les données, le cas échéant. En effet, cer- write in the data, if any. Indeed,
tains bits peuvent se trouver disponibles comme on le comprendra sur l'exemple suivant. Si l'on souhaite some bits may be available as will be understood in the following example. If you wish
pouvoir disposer d'une capacité d'adressage supérieu- ability to have superior addressing capacity
re à mille, on doit utiliser un mot d'adresse à 10 ou re to thousand, we must use a word of address to 10 or
11 bits (210 = 1024 et 211 = 2048). Comme, en prati- 11 bits (210 = 1024 and 211 = 2048). As in practice
que, les bits sont groupés en octets, le signal d'adresse devra comprendre au minimum deux octets. Si ou 11 des 16 bits servent à constituer l'adresse that the bits are grouped in bytes, the address signal shall comprise at least two bytes. If 11 of the 16 bits are used to build the address
proprement dite, les autres bits resteront disponi- the other bits will remain available
bles. Ils peuvent être forcés à 0, mais certains ble. They can be forced to 0, but some
d'entre eux au moins peuvent être utilisés dans diver- at least of them can be used in a variety of
ses configurations qui correspondront, par construc- its configurations, which will correspond, by
tion, à des fonctions particulières. Ces fonctions tion, to particular functions. These functions
sont par exemple la remise à l'heure de l'horloge in- are for example the reset of the internal clock
terne des récepteurs ou le téléchargement de mémoires. dull receivers or downloading memories.
La réception de ces configurations particulières indi- The reception of these particular configurations indi-
que au récepteur que les informations qui vont suivre than the receiver that the information that will follow
seront relatives à ces fonctions particulières. will relate to these particular functions.
De plus, on peut former une trame mde rem- Moreover, one can form a
plissage", dans laquelle les bits de fonction sont forcés à 1, ce qui permet d'assurer aux récepteurs une pleating ", in which the function bits are forced to 1, which ensures the receivers a
continuité de fonctionnement, mime en l'absence de vé- continuity of operation, even in the absence of
ritables données de fonction.Rational function data.
Comme certains signaux de télécommande Like some remote control signals
doivent être reçus par tous les récepteurs il est né- must be received by all receivers it is born-
cessaire que le mot d'adresse devant accompagner ces signaux soit reconnu par tous les récepteurs. En d'au- tres termes, si chaque récepteur doit posséder une the address word to accompany these signals must be recognized by all receivers. In other words, if each receiver must have a
adresse qui lui est propre et qui permet de l'identi- address of its own and which allows the identification
fier, il doit en posséder une seconde, qu'il aura en commun avec tous les autres récepteurs, cette seconde adresse permettant d'adresser simultanément à tous ces récepteurs, des informations de caractère général (par proud, it must have a second, it will have in common with all other receivers, this second address to address simultaneously to all these receivers, general information (by
exemple remise à l'heure d'une horloge interne). example reset to the time of an internal clock).
En ce qui concerne le mot de synchronisation Regarding the synchronization word
utilisé en tête de trame, on utilise de manière avan- used at the head of the frame, it is advantageous to use
tageuse un mot présentant un pic d'autocorrélation important. Autrement dit, la distance de Hamming entre le mot reçu et le mot attendu varie brutalement lors de la réception du mot attendu. On peut utiliser par exemple le mot 0EED (en notation hexadécimale) ou tout tageuse a word with a peak autocorrelation important. In other words, the Hamming distance between the received word and the expected word varies abruptly when the expected word is received. For example, we can use the word 0EED (in hexadecimal notation) or any
autre mot équivalent.another equivalent word.
En pratique, comme indiqué plus haut, en MDP2, du fait de l'incertitude de l sur la phase de la sous-porteuse démodulée, on recherche à la fois ce mot In practice, as indicated above, in MDP2, because of the uncertainty of the phase of the demodulated subcarrier, one seeks both this word
de synchronisation et son complément. synchronization and its complement.
La reconnaissance d'un mot de synchronisa- Recognition of a synchronization word
tion fait appel à des moyens connus. On pourra se re- tion uses known means. We will be able to
porter, par exemple, à l'article de W. SHREMPP et al, for example, to the article by W. SHREMPP et al,
intitulé "Unique Word Detection in Digital Burst Com- entitled "Unique Word Detection in Digital Burst Com-
munications" publié dans IEEE Transactions on Communi- "published in IEEE Transactions on Communi-
cations Technology, vol. COM-16, n 4, August 1968 cations Technology, vol. COM-16, No. 4, August 1968
pages 601-605.pages 601-605.
Dans le cas de l'invention, on peut exiger que la distance de Hamming entre le mot reçu et le mot attendu soit nulle. Mais on peut tolérer que cette In the case of the invention, it can be required that the Hamming distance between the received word and the expected word be zero. But we can tolerate that
distance soit égale à 1, à condition que cette distan- distance equal to 1, provided that this distance
ce se confirme sur plusieurs trames successives. Il s'agit en effet de trouver un juste compromis entre la nécessité de ne pas commettre d'erreur et le risque de this is confirmed on several successive frames. It is a matter of finding a fair compromise between the need not to make mistakes and the risk of
ne jamais synchroniser le récepteur. never synchronize the receiver.
Quant aux deux codes détecteurs d'erreurs utilisés selon l'invention, si l'on connait bien le code BCH, pour sa simplicité et sa grande capacité de As for the two error detection codes used according to the invention, if we know the BCH code well, for its simplicity and its great ability to
détection, on connait moins bien le code de REED- detection, we are less familiar with the code of REED-
MULLER. Le choix de ce second code tient à ce que, en plus de sa grande capacité de correction, il est très simple à mettre en oeuvre au décodage. Cette propriété permet de répondre à l'exigence de faible coût des récepteurs. Bien que ce code ait un WrendementW faible (le nombre de bits de redondance est grand par rapport au nombre de bits d'information), cet inconvénient est MULLER. The choice of this second code is that, in addition to its large correction capacity, it is very simple to implement decoding. This property makes it possible to meet the requirement of low cost receivers. Although this code has a low WR (the number of redundancy bits is large compared to the number of information bits), this disadvantage is
mineur dans l'application envisagée puisqu'on s'atta- minor in the intended application since we are
che avant tout à la puissance de correction et la sim- first and foremost to the correction power and the sim-
plicité de mise en oeuvre au décodage. pliability of implementation at decoding.
Pour ce qui est de la définition, des pro- As far as the definition is concerned,
priétés et de la mise en oeuvre des codes détecteurs et correcteurs d'erreurs, on pourra se reporter, d'une properties and the implementation of the detector and error correction codes, reference may be made
part, à l'ouvrage de C. Macchi et J.F. Guilbert inti- on the part of C. Macchi and J. F. Guilbert
tulé "Téléinformatique' chapitre 4, et d'autre part, à l'ouvrage de G. Culmann intitulé WCodes détecteurs et correcteurs d'erreurs", ces deux ouvrages étant édités "Teleinformatics" Chapter 4, and on the other hand, to G. Culmann's work entitled "WCodes detectors and error correctors", these two works being published
chez Dunod (France).at Dunod (France).
De toute façon, les caractéristiques de In any case, the characteristics of
l'invention apparaîtront mieux après la description the invention will appear better after the description
qui va suivre, d'exemples de réalisation donnés à ti- which will follow, of examples of realization given to
tre explicatif et nullement limitatif. Cette descrip- to be explanatory and in no way limiting. This description
tion se réfère à des dessins annexés sur lesquels: refers to the attached drawings in which:
- la figure 1 représente le spectre d'un si- FIG. 1 represents the spectrum of a
gnal composite utilisé en radiodiffusion par modula- composite used in modal broadcasting
tion de fréquence,Frequency
la figure 2 est un schéma montrant l'orga- Figure 2 is a diagram showing the organization
nisation de la trame numérique utilisée dans l'inven- of the digital frame used in the invention.
tion, - la figure 3 est un schéma synoptique d'un récepteur, - la figure 4 est un organigramme expliquant 3 is a block diagram of a receiver, FIG. 4 is a flowchart explaining FIG.
la stratégie de synchronisation de trame dans le ré- the frame synchronization strategy in the re-
cepteur, - la figure 5 est un schéma fonctionnel du ceptor, Figure 5 is a block diagram of the
décodeur.decoder.
Dans les installations actuelles de radio- In the current radio
diffusion utilisant la modulation de fréquence, le si- broadcasting using frequency modulation, the
gnal modulant la porteuse possède un spectre conforme au schéma de la figure 1. Ce signal dit "composite", est constitué par: - un signal monophonique M s'étendant de 40 Hz à kHz, -un signal pilote P à 19 kHz, un signal stéréophonique S s'étendant entre 23 et 53 kHz, The signal modulating the carrier has a spectrum according to the diagram of FIG. 1. This so-called "composite" signal consists of: a monophonic signal M extending from 40 Hz to kHz; a pilot signal P at 19 kHz; stereo signal S extending between 23 and 53 kHz,
- une sous-porteuse SP à 58,3 kHz.a subcarrier SP at 58.3 kHz.
Dans le cas de l'invention, c'est cette In the case of the invention, it is this
sous-porteuse P qui est modulée par le signal numéri- subcarrier P which is modulated by the digital signal
que à transmettre, selon une modulation à déplacement de phase à deux états (MDP2). L'ensemble du signal composite ainsi obtenu (avec sa sousporteuse modulée en MDP2) est appliqué aux émetteurs à modulation de fréquence. Pour éviter des risques de perturbations des voies monophonique et stéréophonique, le taux de modulation de la sous-porteuse par le signal numérique est limité à quelques pour cents (par exemple 3%) du than to transmit, according to a two-phase phase shift keying (CDM2). The overall composite signal thus obtained (with its subcarrier modulated in MDP2) is applied to FM transmitters. To avoid risks of disturbances of the monophonic and stereophonic channels, the modulation rate of the subcarrier by the digital signal is limited to a few percent (for example 3%) of the
signal composite.composite signal.
Le signal numérique venant moduler la sous- The digital signal modulating the sub-
porteuse est organisé selon une trame dont la structu- carrier is organized according to a frame whose structure
re va maintenant être précisée, dans le cas particu- will now be specified, in the particular case
lier non limitatif o l'on traite 2048 (211) abonnés au plus, et o l'on télécommande des fonctions prises dans un groupe qui en contient 256 (28). Dans ce cas particulier, il faut donc 11 bits pour coder les adresses des récepteurs et 8 pour coder les fonctions, 2048 (211) subscribers at most, and o one remote control functions taken in a group that contains 256 (28). In this particular case, it therefore takes 11 bits to code the addresses of the receivers and 8 to code the functions,
soit au total 19 bits.in total 19 bits.
Sur la ligne (a) de la figure 2, on trouve On line (a) of Figure 2, we find
le mot de 19 bits en question. Pour permettre une sé- the 19-bit word in question. To allow a
paration des fonctions, ces 19 bits sont codés sur 3 octets: le premier octet (F) correspond aux 8 bits utilisés pour définir une fonction de télécommande; les deux autres octets contiennent les 11 bits d'adresse (A) ; les 5 bits provisoirement inutilisés peuvent être mis à 0 ou peuvent être utilisés à des partion functions, these 19 bits are coded on 3 bytes: the first byte (F) corresponds to the 8 bits used to define a function of remote control; the other two bytes contain the 11 address bits (A); the 5 bits provisionally unused can be set to 0 or can be used for
fins particulières comme exposé plus haut pour consti- particular purposes as explained above for
tuer un mot de caractère (C). Ces trois octets sont kill a character word (C). These three bytes are
représentés sur la ligne (b) de la figure 2. shown in line (b) of Figure 2.
A ces 3x8 = 24 bits d'information sont ajoutés 18 bits de redondance par codage BCH, ce qui donne un mot de 42 bits (ligne c). Ce codage BCH est de type (42, 24) en ce sens qu'il fournit 42 bits au total, pour 24 bits d'information. Il peut être issu d'un code classique (63, 45) à 63 bits au total dont At these 3x8 = 24 bits of information are added 18 bits of redundancy by BCH coding, which gives a word of 42 bits (line c). This BCH encoding is of type (42, 24) in that it provides 42 bits in total, for 24 bits of information. It can come from a classic code (63, 45) with 63 bits in total of which
bits d'information.information bits.
Les 18 bits de contr8le ainsi ajoutés per- The 18 control bits thus added allow
mettront, soit de détecter jusqu'à 6 erreurs isolées, will either detect up to 6 isolated errors,
soit de détecter tous les paquets d'erreurs ayant jus- to detect all the error packets that have
qu'à 18 bits de longueur, la probabilité de non-détec- than 18 bits in length, the probability of non-detection
tion des paquets d'erreurs dont la longueur est supé- error packets whose length is greater than
rieure à 18 bits étant de 2-18.than 18 bits being 2-18.
Les 42 bits obtenus après ce premier codage (24 bits utiles, 18 bits de contrôle) sont ensuite traités, par groupe de 6, (ligne d) par un code de REED-MULLER d'ordre 1, de longueur totale 32 (6 bits utiles, 26 bits de contrôle). Un tel code permettra de The 42 bits obtained after this first coding (24 useful bits, 18 control bits) are then processed, in groups of 6, (line d) by a REED-MULLER code of order 1, of total length 32 (6 bits useful, 26 bits of control). Such a code will allow
corriger jusqu'à 7 erreurs isolées. correct up to 7 isolated errors.
A ce stade du traitement le message numéri- At this stage of the treatment, the digital message
que comprend donc 7 mots-code de 32 bits chacun (MCl, MC2... MC7). Ces mots sont représentés sur la ligne (e). Le message comprend alors 7x32 = 224 bits. A ces 7 mots code de 32 bits vient s'ajouter un mot de synchronisation de trame, noté MS, de 16 that includes 7 code words of 32 bits each (MC1, MC2 ... MC7). These words are represented on line (e). The message then comprises 7x32 = 224 bits. To these 7 words code of 32 bits is added a frame synchronization word, denoted MS, of 16
bits. L'ensemble forme une trame numérique (ligne f). bits. The set forms a digital frame (line f).
C'est cette trame qui vient moduler la sous-porteuse It is this frame that modulates the subcarrier
en MDP2.in MDP2.
Le message numérique est diffusé de manière The digital message is broadcast in a
cyclique pendant une certaine durée, par exemple pen- cyclical for a certain period of time, for example
dant 2 minutes. La longueur de la trame étant de 240 bits (16 + (7 x 32)) et le débit de 600 bits/s, il y a 2 minutes. The length of the frame being 240 bits (16 + (7 x 32)) and the bit rate of 600 bits / s, there is
donc 300 expéditions du message en deux minutes. so 300 shipments of the message in two minutes.
Il n'est pas nécessaire de décrire ici les moyens de modulation de la sous-porteuse, qui sont classiques. On pourra se reporter par exemple, pour ces questions de modulation (ou de démodulation) par déplacement de phase à la demande de brevet français It is not necessary to describe here the modulation means of the subcarrier, which are conventional. For example, for these questions of modulation (or demodulation) by phase shift to the French patent application
FR-A 2 428 345.FR-A 2,428,345.
Il n'est pas non plus nécessaire de décrire les émetteurs en modulation de fréquence, qui sont de Nor is it necessary to describe frequency modulation transmitters, which are
tout type connu.any known type.
La figure 3 illustre la structure générale d'un récepteur conforme à l'invention. Ce récepteur comprend: - un collecteur d'onde 10, constitué par un filtre accordé comprenant un condensateur 12 inséré dans le secondaire d'un transformateur d'isolement 14 dont le primaire est relié au réseau de distribution de courant 16, et un transistor amplificateur 18, - un étage radiofréquence 20 à une entrée 22 reliée au Figure 3 illustrates the general structure of a receiver according to the invention. This receiver comprises: - a wave collector 10, constituted by a tuned filter comprising a capacitor 12 inserted into the secondary of an isolation transformer 14 whose primary is connected to the current distribution network 16, and an amplifier transistor 18, - a radiofrequency stage 20 with an input 22 connected to the
collecteur d'onde 10, cet étage effectuant une démo- wave collector 10, this stage performing a demo-
dulation de fréquence et délivrant, sur une sortie 24, une sous-porteuse modulée en phase, - un démodulateur de phase MDP2 référencé 26, à une frequency modulation and outputting, at an output 24, a phase modulated subcarrier, - a phase demodulator MDP2 referenced 26, at a
entrée 28 reliée à la sortie 24 de l'étage radiofré- input 28 connected to output 24 of the radiofrequency stage
quence 20 et à une première sortie 30 délivrant la trame numérique, et à une seconde sortie 31 déli- vrant un signal d'horloge, - un décodeur numérique 32 à deux entrées 34 et 35 20 and at a first output 30 delivering the digital frame, and at a second output 31 providing a clock signal, a digital decoder 32 with two inputs 34 and 35.
reliées respectivement aux sorties 30 et 31 du démo- connected respectively to exits 30 and 31 of the demo-
dulateur 26, ce décodeur possédant un groupe de sor- dulator 26, this decoder having a group of outputs
ties 33, - des mémoires 36 reliées au décodeur 32, - une base de temps 38 reliée également au décodeur, - des relais 401, 402, 403 commandés par le décodeur 33, memories 36 connected to the decoder 32, a time base 38 also connected to the decoder, relays 401, 402, 403 controlled by the decoder
et des contacts correspondants 421, 422, 423. and corresponding contacts 421, 422, 423.
L'ensemble de ces moyens, constituant le récepteur de télécommande, est associé à un équipement électrique 50, qui est par exemple un compteur de taxation. All of these means constituting the remote control receiver, is associated with an electrical equipment 50, which is for example a charging meter.
Comme il a été souligné plus haut, le col- As noted above, the col-
lecteur d'onde 10 est l'une des originalités de l'in- wave reader 10 is one of the originalities of the
vention. Cette disposition en entraîne d'autres puis- vention. This provision leads to other
que, tout en donnant satisfaction pour ce qui concerne that while giving satisfaction with regard to
le faible coût et le faible encombrement, elle présen- the low cost and the small footprint, it presents
te l'inconvénient d'être peu efficace. Il en résulte que, si l'on veut obtenir la grande fiabilité exigée, the disadvantage of being inefficient. As a result, if one wants to obtain the high reliability required,
il faut traiter l'information avec un soin tout parti- the information must be treated with the utmost care.
culier. D'o les deux codages permettant la détection et la correction des erreurs, la répétition cyclique ticular. Hence the two codings allowing the detection and the correction of the errors, the cyclic repetition
de la trame et le comptage dans le décodeur. of the frame and counting in the decoder.
Le circuit 20 possède une structure classi- Circuit 20 has a conventional structure
que. Dans un mode de réalisation étudié par le deman- than. In an embodiment studied by the application
deur, les caractéristiques radiofréquence de ce cir- radiofrequency characteristics of this cir-
cuit étaient les suivantes:cooked were:
* Plage de fréquence d'accord 87,5-108 MHz. * Frequency range is 87.5-108 MHz.
* Niveau d'entrée: compris entre -103 dBm et -30 dBm * Input level: between -103 dBm and -30 dBm
(OdBm = 1 milliwatt).(OdBm = 1 milliwatt).
* Impédance d'entrée: symétrique de valeur 300 ohms. * Input impedance: symmetrical value 300 ohms.
* Rapport d'ondes stationnaires à l'entrée; 2. * Stationary wave report at the entrance; 2.
* Facteur de bruit: 5,5 dB.* Noise factor: 5.5 dB.
* Bande passante du circuit d'entrée >2 MHz. * Bandwidth of the input circuit> 2 MHz.
* Réjection du canal image > 80 dB. * Image channel rejection> 80 dB.
* Réjection de la fréquence intermédiaire 100 dB. * Intermediate frequency rejection 100 dB.
* Stabilité de l'oscillateur local: l'oscillateur local est asservi par un oscillateur interne ayant * Stability of the local oscillator: the local oscillator is slaved by an internal oscillator having
une instabilité de 2.10-5.an instability of 2.10-5.
* Impédance de sortie <1 kQ.* Output impedance <1 kΩ.
* Niveau de sortie: OdB (référence: OdB correspond à 0,775 volt efficace) pour un signal modulant de 1 * Output level: OdB (reference: OdB corresponds to 0.775 volts effective) for a modulating signal of 1
kHz en monophonie et une excursion de 75 kHz. kHz in monophony and a 75 kHz excursion.
* Réponse amplitude-fréquence: - 0,5 dB de 40 Hz à 53 kHz + 3 dB de 53 kHz à 75 kHz * Distorsion harmonique globale de 40 Hz à * Amplitude-frequency response: - 0.5 dB from 40 Hz to 53 kHz + 3 dB from 53 kHz to 75 kHz * Overall harmonic distortion from 40 Hz to
kHz 0,5%.kHz 0.5%.
* Atténuation de diaphonie: >, 40 dB dans la bande * Crosstalk attenuation:>, 40 dB in the band
400 Hz - 10 000 Hz.400 Hz - 10,000 Hz.
* Variation du niveau de sortie en fonction du niveau d'entrée: + 1 dB pour une variation à l'entrée de -103 dBm à * Variation of the output level according to the input level: + 1 dB for a variation at the input of -103 dBm at
-30 dBm.-30 dBm.
* Rapport signal à bruit en monophonie après désaccen- * Monophonic signal-to-noise ratio after deaeration
tuation pour un signal d'entrée de -103 dBm: 35 dB. for an input signal of -103 dBm: 35 dB.
Le démodulateur 26 est lui aussi un circuit classique. On peut noter à nouveau que le choix de la modulation MDP2 entraine une grande simplicité de structure pour ce circuit, ce qui permet de réduire le coût du récepteur. Le rôle du circuit 26 est d'isoler la sous-porteuse (SP) du signal composite fourni par le circuit 20, de démoduler cette sousporteuse et de fournir au décodeur le flux numérique. Le démodulateur assure également la fonction de récupération de la The demodulator 26 is also a conventional circuit. It can be noted again that the choice of the modulation MDP2 causes a great simplicity of structure for this circuit, which reduces the cost of the receiver. The role of the circuit 26 is to isolate the subcarrier (SP) of the composite signal supplied by the circuit 20, to demodulate this subcarrier and to supply the decoder with the digital stream. The demodulator also provides the recovery function of the
255929 1255929 1
fréquence porteuse et du rythme. A ce sujet on pourra carrier frequency and rhythm. On this subject we can
consulter le brevet français FR-A 2 367 387. consult the French patent FR-A 2,367,387.
La description gui suit porte avant tout sur The description that follows is first and foremost about
le décodeur 32 et les moyens associés. Ce décodeur a pour fonction de traiter la trame numérique qui se présente à son entrée 34, à l'aide du signal d'horloge qui se présente sur l'entrée 35. Sur l'entrée 34 la trame est sous la forme illustrée sur la ligne (f) de the decoder 32 and the associated means. This decoder has the function of processing the digital frame which is presented at its input 34, by means of the clock signal which appears at the input 35. At the input 34 the frame is in the form illustrated on FIG. line (f)
la figure 2.Figure 2.
* Le décodeur 32 doit avant tout recevoir le mot de synchronisation MS et développer une stratégie de synchronisation de trame. Conformément au schéma de la figure 4, le décodeur se place dans l'un ou l'autre des quatre états suivants: Etat E2 ou état de recherche:* The decoder 32 must first receive the MS synchronization word and develop a frame synchronization strategy. According to the diagram of FIG. 4, the decoder is placed in one of the following four states: E2 state or search state:
C'est l'état initial; le décodeur recher- This is the initial state; the decoder
che le mot de synchronisation bit par bit. Ce type de recherche est classique et il n'est pas besoin de le décrire en détail ici. Il suffit de rappeler que l'on mesure l'écart entre le mot recherché et le mot reçu. Cet écart est dit "distance de Hamming': c'est très exactement le nombre d'éléments binaires de même rang gui diffèrent dans deux mots, ou encore le poids, modulo 2n, de la somme de deux mots de n éléments binaires. Lorsque le décodeur a reconnu le mot de synchronisation avec une distance de Hamming check the synchronization word bit by bit. This type of research is traditional and there is no need to describe it in detail here. It is enough to remind that one measures the difference between the searched word and the received word. This difference is called "Hamming distance": it is exactly the number of binary elements of the same rank which differ in two words, or the weight, modulo 2n, of the sum of two words of n binary elements. the decoder has recognized the synchronization word with a Hamming distance
d = 0 ou 1, il initialise un compteur modulo la lon- d = 0 or 1, it initializes a counter modulo the length
gueur N de la trame et passe dans un état E3. N of the frame and goes into a state E3.
Etat E3 ou état de confirmation:E3 status or confirmation status:
- Après un comptage à N (longueur de la tra- - After a count at N (length of the
me), le décodeur vient contrôler le mot de synchro- me), the decoder comes to control the sync word
nisation. Si la reconnaissance se fait à nouveau avec d = 0 ou 1, le système passe dans un nouvel état E0 (après réinitialisation du compteur), sinon, nization. If the recognition is done again with d = 0 or 1, the system goes into a new state E0 (after resetting the counter), otherwise
il retourne dans l'état E2 et le compteur est inhi- it returns to state E2 and the counter is inhibited
bé. Etat E ou état verrouillé: o Dans cet état, le décodeur est considéré comme synchronisé et les données sont exploitées (comme on le verra plus loin). La recherche du mot de synchronisation est poursuivie avec une période N et le système se maintient dans cet état tant que la bé. E state or locked state: o In this state, the decoder is considered synchronized and the data are used (as will be seen later). The search for the synchronization word is continued with a period N and the system is maintained in this state as long as the
distance de Hamming calculée sur le mot de synchro- Hamming distance calculated on the sync word
nisation reste égale à 0 ou à 1. Si elle devient is equal to 0 or 1. If it becomes
supérieure à 1, le système passe dans l'état E1. greater than 1, the system goes to state E1.
Etat E1 ou état d'alerte: Dans cet état, les données continuent d'être exploitées. Si la distance de Hamming vaut O ou 1, State E1 or state of alert: In this state, the data continue to be exploited. If the Hamming distance is 0 or 1,
le système retourne en E0. Sinon (si d 1) le systè- the system returns to E0. Otherwise (if d 1) the system
me se déclare en état de perte de synchronisation, les données ne sont plus exploitées, le compteur I declare myself in a state of loss of synchronization, the data are no longer used, the counter
modulo N est inhibé et le système passe en E2. modulo N is inhibited and the system goes to E2.
La figure 5 montre la suite des fonctions remplies par le décodeur. Les blocs représentés ont la signification suivante: 51: contrôle du mot de synchronisation, Figure 5 shows the sequence of functions performed by the decoder. The represented blocks have the following meaning: 51: control of the synchronization word,
52: Désembrouillage, cette opération étant faculta- 52: Descrambling, this operation being optional
tive comme expliqué plus haut et n'intervenant que si, à l'émission, le signal a été blanchi par un signal d'embrouillage pseudo-aléatoire; as explained above and intervening only if, on transmission, the signal has been bleached by a pseudo-random scrambling signal;
53: Décodage REED-MULLER avec correction des er- 53: REED-MULLER decoding with correction of errors
reurs,rors,
54: décodage BCH avec détection des erreurs résiduel- 54: BCH decoding with residual error detection
les; : traitement des bits de caractères, qui sont, the; : processing of character bits, which are,
comme expliqué plus haut, les bits restant dispo- as explained above, the bits remaining
nibles dans les octets d'adresse (mot C sur la in the address octets (word C on the
ligne b de la figure 2) et déclenchant des opéra- line b of Figure 2) and triggering
tions de mise à l'heure ou de téléchargement ou concernant une trame de remplissage, 56: traitement des bits d'adresse, 57: traitement des bits de fonction, 58: validation par un comptage du nombre de mots de for setting the time or downloading or for a filling frame, 56: processing of the address bits, 57: processing of the function bits, 58: validation by counting of the number of words of the
fonction coïncidant avec un mot mémorisé. function coinciding with a memorized word.
De façon plus précise le fonctionnement du décodeur est le suivant. Lorsque le système se trouve dans l'état E0, le verrouillage de trame est supposé être effectif et More precisely, the operation of the decoder is as follows. When the system is in state E0, the frame alignment is assumed to be effective and
les données sont exploitées par le décodeur. Cette ex- the data is exploited by the decoder. This ex-
ploitation commence éventuellement par le désem- operation eventually starts with the
brouillage, puis par la mise en oeuvre du code de REED-MULLER pour la correction des erreurs. Ce code scrambling, then by implementing the REED-MULLER code for error correction. This code
peut corriger jusqu'à 7 erreurs parmi les 32 bits com- can correct up to 7 errors among the 32-bit
posant chacun des mots-code.posing each code word.
Les 42 bits (6 bits pour chacun des 7 mots- The 42 bits (6 bits for each of the 7 words)
code) une fois regroupés, le décodeur met en oeuvre le code BCH pour détecter des erreurs résiduelles. Les 3 code) once grouped, the decoder implements the BCH code to detect residual errors. The 3
octets transportant l'information sont mis en mémoire. bytes carrying the information are stored.
Lorsqu'un message ne contient plus d'erreur résiduelle après vérification par le code BCH, les deux octets d'adresse (A) sont décodés. Si l'adresse obtenue est celle du récepteur, l'octet de fonction F est comparé aux 6 valeurs contenues dans les mémoires 38. Ces 6 valeurs correspondent aux trois contacts du récepteur (une valeur pour l'ouverture et une pour lafermeture). Lorsqu'il y a égalité entre la fonction F When a message no longer contains a residual error after verification by the BCH code, the two address bytes (A) are decoded. If the address obtained is that of the receiver, the function byte F is compared to the 6 values contained in the memories 38. These 6 values correspond to the three contacts of the receiver (one value for the opening and one for the closing). When there is a tie between the function F
reçue et l'une de ces 6 valeurs, un compteur est in- received and one of these 6 values, a counter is in-
crémenté d'une unité. Il y a autant de compteurs que crowned with a unit. There are as many counters as
de fonctions mémorisées, soit 6 dans l'exemple pris. of memorized functions, ie 6 in the example taken.
Quand le contenu de l'un de-ces compteurs atteint une When the contents of one of these counters reaches a
valeur prédéterminée, par exemple 6, un ordre d'exécu- predetermined value, for example 6, an order of execution
tion correspondant à la fonction est engendré et les six compteurs sont remis à zéro. La commande est donc validée. L'ordre d'exécution de la commande agit sur les the function is generated and the six counters are reset. The order is validated. The order of execution of the order acts on the
255929 '255929 '
relais 401, 402, 403, lesquels commandent les contacts 421, 422, 423. Ces contacts permettent d'établir ou 401, 402, 403, which control the contacts 421, 422, 423. These contacts allow to establish or
d'interrompre des connexions appartenant à l'équipe- to interrupt connections belonging to the team-
ment à télécommander.to remote control.
Naturellement, on comprendra que le nombre de relais utilisés dans l'exemple illustré (3) n'est en aucune manière limitatif et qu'on peut, dans la pratique, en commander un nombre quelconque, ce nombre étant toutefois inférieur à 2n-1, si n est le nombre de bits de fonction utilisé à l'émission (un contact pouvant être ouvert ou fermé, il lui correspond en Naturally, it will be understood that the number of relays used in the illustrated example (3) is in no way restrictive and that in practice any number can be ordered, this number being however less than 2n-1. , if n is the number of function bits used on transmission (a contact can be opened or closed, it corresponds to
effet deux fonctions).effect two functions).
En pratique, les moyens 38 pour mémoriser In practice, the means 38 for memorizing
les diverses fonctions à traiter par le récepteur peu- the various functions to be handled by the receiver can
vent être des microinterrupteurs ("microswitch" en terminologie anglosaxonne). Le récepteur comprend alors autant de microinterrupteurs que de fonctions, 6 dans l'exemple considéré plus haut. Les fonctions étant codées sur un octet, ces microinterrupteurs sont à 8 bits. Chacun de ces organes permet de reconnaître may be micro-switches ("microswitch" in English terminology). The receiver then comprises as many microswitches as functions, 6 in the example considered above. The functions are coded on a byte, these microswitches are 8 bits. Each of these organs makes it possible to recognize
une fonction parmi 256.a function among 256.
La configuration de l'octet mémorisé dans chacun des microinterrupteurs peut être modifiée par The configuration of the byte memorized in each of the microswitches can be modified by
téléchargement. Cette fonction particulière est com- download. This particular function is
mandée par l'apparition des mots de caractères (C) prompted by the appearance of the character words (C)
évoqués plus haut.mentioned above.
Bien que le décodeur qui vient d'être décrit puisse être réalisé en logique câblée, (registres, mémoires, compteurs, portes, etc...) on peut préférer Although the decoder that has just been described can be realized in hardwired logic (registers, memories, counters, doors, etc ...) one may prefer
utiliser un microprocesseur et des mémoires de pro- use a microprocessor and pro-
gramme basées sur un logiciel approprié. gram based on appropriate software.
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