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PROCEDE POUR L'INITIALISATION RAPIDE D'UN SYSTEME A PORTEUSES MULTIPLES ET LE TRANSFERT POINT-MULTIPOINT POUR LE TRANSFERT EN CONTINU DE SIGNAUX A PORTEUSES
MULTIPLES DANS UNE LIGNE NUMERIQUE D'ABONNES
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne un système de transmission en continu de signaux de données rapides faisant partie d'un système à porteuses multiples dans une ligne numérique d'abonnés, plus particulièrement un procédé dans lequel on réduit le temps de retard initial qui se produit lors du processus d'initialisation, en utilisant une permutation binaire dans un système à porteuses multiples et qui est capable de mettre en oeuvre simultanément une transmission de type point-point et une transmission de type point-multipoint.
DESCRIPTION DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
Un T1. 413 de ANSI (Institut des Normes Nationales Américaines) a adopté un système DMT (plusieurs tonalités discrètes) à titre de normalisation pour un
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système ADSL (lignes numériques d'abonnés de type asymétrique). Dans les figures 1 à 5, on illustre le concept de base, les caractéristiques et l'architecture de base du système DMT.
En figure 1, on illustre l'architecture de base d'un émetteur/récepteur du système DMT et l'émetteur 10 est composé d'un convertisseur série-parallèle 14 d'un modulateur à porteuses multiples 16 et d'un élément de traitement de prétransmission 18. Le récepteur 12 est composé d'un élément de traitement de postréception 20, d'un démodulateur à porteuses multiples 22 et d'un convertisseur parallèle-série 24, un DSL ou d'autres types de voies de communication pouvant être connectés entre l'émetteur et le récepteur.
Les données d'entrée sérielles transmises à la vitesse btotal/T [bits/sec] forment un symbole à porteuses multiples dans lequel respectivement"btotal" représente le nombre de bits qu'accumule chaque convertisseur série-parallèle 14, et T représente la période du symbole. Les bits dans chaque symbole à porteuses multiples sont modulés par le modulateur 16 et le modulateur 16 module le nombre btotal de bits du nombre total N de sous-voies en fonction de la modulation de chaque bit la"ième"sous-voie.
Le modulateur 16 modifie chaque symbole à porteuses multiples possédant un nombre btotal de bits en signaux de domaines temporels Ns en utilisant une IFFT (transformée de Fourier rapide inverse). Dans ce cas, Ns représente 2N.
De même, le récepteur 12 peut faire en sorte que le démodulateur à porteuses multiples 22 démodule le bit
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"bi"de la"ième sous-voie"en utilisant une FFT (transformation de Fourier rapide). Le procédé de modulation mis en #uvr3 ci-dessus est désigné par l'expression"modulation DMT"et, en figure 2, on illustre une utilisation des fréquences pour chaque sous-voie du système DMT.
Comme illustré en figure 2, chaque sous-voie du système DMT utilise une bande de fréquence allant jusqu'à la valeur N/T [Hz] à titre de fréquence de 1/T[Hz].
En figure 3, on illustre une construction normale pour la mise en oeuvre du modulateur/démodulateur du
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système DMT. {Xo, X,.... X] \j} désignent un symbole initial de données d'entrée complexes, {Xk} désigne une séquence de données modulées (avant l'addition du préfixe cyclique), {hk} désigne une réponse de la voie en temps discret, {nk} désigne la séquence de bruit supplémentaire, {Yk} désigne une séquence reçue (après l'élimination du préfixe cyclique), les symboles {Xo, Xi,.... Xi-11 désignent un symbole de données complexes décodé. Pi et Pi* désignent un vecteur de modulation et un vecteur de démodulation, respectivement, qui utilisent principalement une
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fonction orthogonale.
Ainsi, Pi-Pi = sij où le représente le produit scalaire de deux vecteurs, sij = l (i=j) = O (ij).
Chaque vecteur peut être exprimé en utilisant une IDFT (transformée de Fourier discrète inverse) et une DFT (transformée de Fourier discrète) :
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Le système DMT possédant N sous-voies dans le domaine de fréquence utilise la dimension 2N du DFT et des échantillons dans un domaine temporel sont des nombres réels grâce à la symétrie conjuguée dans le domaine de fréquence. Les systèmes IDFT et DFT utilisent les algorithmes IFFT et FFT, respectivement.
L'utilisation d'un préfixe cyclique représente une technologie qui permet d'empêcher des données d'interférer entre des blocs, dans laquelle le démarrage ponctuel d'un bloc est réalisé par la terminaison ponctuelle d'un bloc dans le système DMT, et qui permet de transmettre des données devant le bloc correspondant en copiant les derniers v échantillons dans le domaine temporel après la IDFT. La valeur v est déterminée par la longueur de réponse impulsionnelle d'une voie.
En figure 4, on représente un schéma logique illustrant la mise en oeuvre détaillée pour l'émetteur 30 et pour le récepteur 32 du système DMT. Les données d'entrée sérielles sont converties en données parallèles en les rassemblant dans le bloc et sont encodées par l'encodeur 36. Les données de sortie parallèles provenant de l'encodeur 36 sont modulées par la IFFT 38 et reconverties en données sérielles par le convertisseur parallèle-série 40. Ces signaux modulés sont convertis en signaux analogiques par le convertisseur numérique-analogique 42 après l'addition du préfixe cyclique et sont transmis à la voie de communication 34 via le filtre passe-bande 44 et via le transformateur 46 isolant le courant continu.
Les
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signaux analogiques reçus au récepteur 32 sont convertis en signaux numériques via le convertisseur analogiquenumérique 50 après leur passage à travers le transformateur isolant le courant continu et par le filtre passe-bande 48. Ces signaux sont alors démodulés par la FFT 56 après leur passage à travers un TEQ (égaliseur dans le domaine du temps) 52 possédant un filtre de type FIR (réponse impulsionnelle finie) pour minimiser la longueur de mémoire réelle de cette voie, après élimination du préfixe cyclique et après conversion en signaux parallèles par le convertisseur série-parallèle 54.
Toutefois, par le fait que le composant d'amplitude pour chaque fréquence est différent des caractéristiques de retard dans la bande de fréquence utilisée, on obtient une différence entre le signal transmis et le signal reçu. On veut dire par là qu'une différence existe entre l'entrée parallèle du décodeur et la sortie parallèle de l'encodeur. Pour pouvoir résoudre le problème, le système DMT utilise un type simple d'un FEQ (égaliseur dans le domaine des fréquences) 58 et qui utilise N égaliseurs complexes à une seule dérivation d'adaptation d'impédance pour régler l'affaiblissement et le retard de chaque sous-voie. Les signaux passant par le FEQ sont convertis en signaux sériels via le décodeur 58.
En général, le courant de données de sortie du décodeur sériel 58 est identique au courant de données d'entrée de l'encodeur sériel 36 dans un système idéal.
Dans les DSL (lignes numériques d'abonnés) utilisant une ligne téléphonique possédant un affaiblissement extrême de la voie et des ISI fréquentes (interférences entre les symboles) comme voie de
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communication, l'égaliseur doit être utilisé pour minimiser les ISI. Il est également requis d'optimiser la largeur de bande de transmission en utilisant un système ligne par ligne pour obtenir la meilleure performance à cause des environnements de transmission très différents parmi les abonnés.
Dans le système conventionnel à une seule porteuse de type QAM (modulation d'amplitude en quadrature), le débit des symboles et la fréquence de la porteuse déterminent la largeur de bande d'émission. Toutefois, le système à une seule porteuse ne peut réguler la variation du débit des symboles de manière sensible. On veut dire par là que le débit des symboles pour la vitesse de données fixe ne peut être régulé par le débit bsymbole/ (bsymbole+1). En l'occurrence, symbole désigne le nombre de bits transmis par symbole de données. Par exemple, dans le cas où le débit des symboles de la QAM à porteuse unique s'élève à 10 MHz, la largeur de bande de transmission de 40 Mbps (4 bits/symbole) à 50 Mbps (5 bits/symbole) est déterminée par le nombre de bits transmis par symbole.
On veut dire par là que la largeur de bande de transmission ne peut être réglée par l'unité de 10 MHz.
Dans le système DMT possédant un débit de symboles de 10 MHz et possédant 256 sous-voies, on attribue à chaque sous-voie un nombre de bits adéquat correspondant à la valeur SNR de chaque voie. Le système DMT permet de réguler une bande de transmission de manière plus sensible qu'un système à porteuse unique, étant donné que des valeurs supérieures ou inférieures à 1 bit pour une des sous-voies affectent sensiblement (10 MHz/256 bps) la largeur de bande de transmission totale. On désigne ce phénomène par l'expression"chargement binaire"et il est mis en oeuvre lors de l'initialisation
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du système DMT.
On veut dire par là que, étant donné que l'on attribue à la sous-voie possédant de bonnes caractéristiques SNR un grand nombre de bits et que l'on attribue un petit nombre de bits à la sous-voie possédant de mauvaises caractéristiques SNR, le système DMT peut fournir une meilleure performance.
De même, le système à porteuses multiples est à même de réduire la probabilité d'erreur qui pourrait se produire au cours de la transmission en l'utilisant pour déplacer un ou deux bits d'une sous-voie à une autre sous-voie en fonction du changement des conditions de voies qui peuvent se produire au cours de la transmission des données. On désigne ce phénomène par l'expression"permutation binaire", comme illustré en figure 7. Une caractéristique importante de la permutation binaire consiste à la mettre en oeuvre aussi bien sur le récepteur que sur l'émetteur. Grâce à cette caractéristique, il est possible de modifier le nombre de bits ou l'énergie de transmission attribué à chaque sous-voie sans arrêter la transmission de données.
En premier lieu, la permutation binaire vérifie l'état stationnaire de la MSE (erreur quadratique moyenne) de chaque sous-voie dans la mise en service du traitement de réception du système à porteuses multiples et, dans le cas où la MSE d'une sous-voie est supérieure à la valeur critique (un point s'écartant de 3dB par rapport à une autre sous-voie), permute 1 bit de la sous-voie dont la valeur MSE est élevée à une sous-voie dont la valeur MSE est faible. Ainsi, le récepteur est à même de transmettre des informations de permutation binaire en utilisant une voie de commande conformément à de simples étapes de validation de transfert de données.
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L'algorithme de permutation binaire sera expliqué en détail ci-après.
1. Surveillance de l'état stationnaire de la MSE de toutes les voies utilisées
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où Ei, j représente la différence entre l'entrée et la sortie de l'éminceur à décision dure au temps j de chaque sous-voie i. si, j est calculé en faisant la moyenne de grandeurs d'erreurs quadratiques successives. x représente une fraction positive légèrement inférieure à 1.
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2. Calcul de la valeur maximale (e-j max) et de la valeur minimale (Sj min) de la moyenne des erreurs quadratiques successives pour toutes les voies utilisées.
3. Si (Sj, max) > (ejin) + (seuil) (3dB), on passe à l'étape 4, sinon on passe à l'étape 1.
4. Transmission des informations de permutation binaire au traitement de la transmission et synchronisation du changement par l'étape de simple validation de transfert de données.
5. On suppose que b (min) =b (min) +l,
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b (max) =b (max)-l.
6. On suppose que Ej, min=2-ej, min et que Sj=0, 5-Ejg.
7. Modification du réglage des deux sous-voies par l'éminceur.
Dans le T1. 413 de ANSI utilisé dans le ADSL, on définit un protocole de validation de transfert de données pour des informations de permutation binaire entre un bloc émetteur/récepteur. Dans le protocole, on transmet respectivement au maximum les deux couples d'informations de permutation binaire pour transmettre un supercadre (1 supercadre = 69 symboles DMT, 1 symbole DMT = 544 échantillons de données).
Dans le système DMT, on a besoin de certains types d'opérations supplémentaires différentes de celles du système conventionnel à une seule porteuse. La présente invention, dans le système DMT, est destinée à minimiser le retard lors de l'initialisation en utilisant la permutation binaire. L'initialisation établit une liaison de communication entre un émetteur/récepteur du système DMT relié par voie physique. De même, l'initialisation met en oeuvre un réglage du niveau du AGC (contrôleur automatique du gain), une synchronisation et une préparation de l'égaliseur en donnant et en prenant des signaux promis l'un par rapport à l'autre pour optimiser le débit et la fiabilité.
De même, l'initialisation détermine la vitesse de transmission totale, le nombre de bits qui seront transmis par chaque sous-voie, ainsi que l'énergie de transmission en détectant les caractéristiques de chaque sous-voie (valeur SNR).
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Pour que le système DMT travaille normalement, l'initialisation est essentielle. Dans le T1. 413 de ANSI, on définit l'initialisation pour le système DMT sous forme de quatre étapes reprises ci-dessous.
1. Activation & accusé de réception
Vérification de l'établissement d'une liaison entre ATU-C (le bureau central de l'unité terminale ADSL) et ATU-R (le poste à distance de l'unité terminale ADSL).
2. Préparation de l'émetteur-récepteur
Mise en oeuvre du réglage du AGC, décision du niveau d'énergie en amont et en aval, récupération de la synchronisation et préparation de l'égaliseur.
3. Analyse des voies
Mise en oeuvre de la transmission de 4 options concernant le débit des données, le format des données, la décision du niveau d'énergie de transmission et la mesure de la valeur SNR de chaque sous-voie.
4. Echange
Détermination de la marge de performance pour le nombre maximal de bits capables d'être transmis par symbole, d'effectuer un affaiblissement moyen en boucle et de mettre en oeuvre chaque option ; sélection, parmi les différentes options, d'une option (débit de données) possédant la marge adéquate ; et passage à un système de type à péage après obtention du nombre de bits de la sous-voie et du gain.
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Après avoir réalisé l'initialisation, les utilisateurs peuvent réellement bénéficier des services. Deux inconvénients sont liés au système DMT conventionnel, comme indiqué ci-après.
Le premier inconvénient, comme on l'a noté cidessus, réside dans le fait que le système DMT doit mettre en oeuvre l'initialisation avant d'entamer le service de données proprement dit.
Si l'on ajoute les étapes 3 et 4 parmi les quatre étapes, on obtient au moins 20.000 symboles DMT (1 symbole DMT représente 544 échantillons de données et prend 250 usée dans le ADSL). En conséquence, les utilisateurs doivent attendre pendant une période supérieure à 20.000 symboles DMT (environ 5 secondes), même si l'on excepte les étapes 1 et 2 (on ne peut se faire une idée exacte, étant donné l'attente entre les réponses échangées entre l'émetteur et le récepteur).
Cette attente ennuie les abonnés.
L'autre problème réside dans le fait qu'il est impossible d'effectuer des transmissions pointmultipoint dans le ADSL.
Dans le cas du VDSL (lignes numériques d'abonnés à très grande vitesse) normalisé par le TIE1. 4 de ANSI, ce modèle fournit à l'utilisateur des données contenant au maximum 52 Mbps. Dans ce cas, les utilisateurs peuvent être servis simultanément par plusieurs types de multimédias via plusieurs STU (boîtier unique contenant le codeur et le convertisseur) à domicile ou au bureau, et la construction du réseau des utilisateurs peut prendre en compte une transmission point-point et point-
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multipoint. En figure 6, la transmission point-point 610 représente le fait que les données reçues via un système, à savoir un modem VDSL disponible au domicile ou au bureau, sont transmises à chaque STU via un réseau LAN ou un autre réseau interne.
La transmission pointmultipoint 620 représente un procédé de transmission de données à partir d'une voie de communication à chaque STU en passant par un répartiteur à domicile ou au bureau.
En figure 8, on illustre un schéma logique d'une initialisation par le ADSL conventionnel. Lorsqu'un utilisateur veut être servi, le système déclenche directement l'initialisation 60 et optimise le système DMT, puis entame la transmission de données 70 via l'activation et l'accusé de réception 62, via la préparation de l'émetteur-récepteur 64, via l'analyse des voies 66 et via l'échange de voie 68. Au cours de l'initialisation, chaque bloc donne et prend divers types de signaux lorsqu'une erreur survient via le code CRC (vérification de redondance cyclique) entre des données transmises ou en cas de sortie de session, l'initialisation recommence une nouvelle fois avec l'activation et l'accusé de réception 62.
Si l'initialisation aboutit avec succès, la transmission de données débute pour servir les utilisateurs et l'optimisation de l'émetteur/récepteur par permutation binaire se poursuit pour obtenir l'efficacité de transmission maximale en prenant en compte les caractéristiques des voies qui se modifient lentement.
Par le fait que, si une STU-2 tente d'entreprendre une autre opération au cours d'une opération de STU-1 en cours, l'initialisation doit être réalisée, il est impossible d'opérer un transfert point-multipoint dans
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le système DMT. De plus, un problème se pose dans le sens où une ONU (unité de réseau optique) fournissant des services ne peut transmettre la séquence de préparation pour l'initialisation, étant donné que la STU qui travaille déjà utilise le service de données.
SOMMAIRE DE L'INVENTION
La présente invention est destinée à fournir un procédé pour un transfert point-multipoint dans des lignes d'abonnés en utilisant un moyen qui permet, au cours du processus d'initialisation qui est indispensable dans le système DMT, après stockage des données d'initialisation dans la mémoire du processus d'initialisation du système qui vient d'être acheté, de mettre en oeuvre une initialisation rapide en téléchargeant les données d'initialisation présentes dans la mémoire dans un procédé d'initialisation ultérieur et de telle sorte qu'on peut les utiliser pour effectuer un transfert point-multipoint.
Pour réaliser l'objet mentionné ci-dessus, une forme de réalisation du procédé pour l'initialisation rapide dans un système DMT pour des lignes numériques d'abonnés dans la présente invention englobe un procédé pour l'initialisation rapide dans un système DMT pour une ligne numérique d'utilisateur, comprenant les étapes consistant à : (a) mettre en oeuvre une activation et un accusé de réception ;
(b) préparer l'émetteur-récepteur ; et (c) mettre en oeuvre de manière sélective un algorithme de permutation binaire en utilisant un commutateur en fonction de l'état du système pour optimiser l'efficacité de la voie, dans un système DMT
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possédant un sous-système d'émetteur comprenant un convertisseur série-parallèle qui convertit en données parallèles les données d'entrée sérielles qui sont transmises via le canal de communication, un élément de modulateur à porteuses multiples qui encode les données parallèles par sous-voie, puis qui procède à une modulation dans un système à porteuses multiples, et un élément de traitement de prétransmission pour la transmission desdits signaux modulés via la voie de communication ;
ainsi qu'un sous-système de récepteur comprenant un élément de traitement de post-réception qui modifie les signaux entrés via le canal en signaux destinés à la modulation, un élément de démodulateur à porteuses multiples pour démoduler les signaux qui sont passés par l'élément de traitement de post-réception, ainsi qu'un convertisseur parallèle-série qui convertit les signaux démodulés pour obtenir le type initial de données sérielles.
Conformément à une forme de réalisation de la présente invention, il est préférable que l'état d'installation du système représente un des cas parmi le cas dans lequel l'utilisateur installe le système pour la première fois ou un cas dans lequel une erreur apparaît au cours de l'écriture ou de la lecture des données d'initialisation ou encore un cas dans lequel les conditions de la voie sont fortement détériorées, plutôt que celles de l'installation initiale, si bien que l'efficacité de la transmission diminue au point que la permutation binaire ne peut l'améliorer, ou bien un cas dans lequel un utilisateur reçoit des services émanant du système qui a déjà été installé.
Conformément à une forme de réalisation de la présente invention, il est préférable que l'étape de
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mise en oeuvre de l'algorithme de permutation binaire, qui représente un des cas parmi le cas dans lequel l'utilisateur installe le système pour la première fois ou dans le cas où des erreurs apparaissent lors de l'écriture ou de la lecture des données d'initialisation ou encore dans le cas où les conditions de voies ont subi une forte modification, plutôt que celles de l'installation initiale, si bien que l'efficacité de la transmission est diminuée au point que la permutation binaire ne peut l'améliorer, comprenne les étapes supplémentaires consistant à : (a) mettre en oeuvre une analyse de la voie et un échange de voie via le commutateur ; (b) optimiser le système DMT ;
(c) transmettre des données ; et (d) mémoriser les données dans une mémoire du terminal utilisateur.
Conformément à une forme de réalisation de la présente invention, il est préférable que les données soient transmises via algorithme de permutation binaire, en pratique dans l'étape de transmission de données.
Conformément à une forme de réalisation de la présente invention, il est préférable que les données représentent un bit et représentent une valeur d'une table d'attribution d'énergie de transmission.
Conformément à une forme de réalisation de la présente invention, il est préférable que le changement de la valeur binaire et de la valeur de la table d'attribution de l'énergie de transmission, dû au changement des conditions de bruit, soit traité par l'algorithme de permutation binaire.
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Conformément à une forme de réalisation de la présente invention, il est préférable que le bruit soit représenté par un bruit choisi parmi AWGN, NEXT, FEXT ou RFI.
Conformément à une forme de réalisation de la présente invention, il est préférable que l'étape, au cours de laquelle l'utilisateur reçoit les services à partir du système qui a déjà été installé, comprenne les étapes consistant à : (a) télécharger les données d'initialisation stockées dans la mémoire par le terminal utilisateur, au cours d'une des étapes choisies parmi le groupe comprenant l'étape au cours de laquelle l'utilisateur installe le système pour la première fois ou l'étape au cours de laquelle des erreurs apparaissent lors de la lecture ou de l'écriture des données d'initialisation ou encore l'étape au cours de laquelle les conditions de voie subissent des détériorations, plutôt que celles de l'installation initiale, si bien que l'efficacité de la transmission est diminuée au point que la permutation binaire ne peut l'améliorer ;
(b) partager les données par la transmission des données d'initialisation à un fournisseur de services par un utilisateur ; (c) mettre en oeuvre l'algorithme de permutation binaire ; (d) optimiser l'émetteur-récepteur en prenant en compte l'état actuel de la voie ; et (e) entamer des services de données, tout en maintenant l'algorithme de permutation binaire.
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Conformément à une forme de réalisation de la présente invention, il est préférable qu'au cours de l'étape de mise en oeuvre de l'analyse de voie et de l'échange de voie par le commutateur, lorsqu'une erreur est détectée par la vérification CRC (code de redondance cyclique) ou lorsqu'une sortie de session se produit de telle sorte que la réponse significative provenant du terminal de transmission relatif n'est plus reçue dans le laps de temps prédéterminé, le système recommence à partir de l'étape de mise en oeuvre de l'activation et de l'accusé de réception.
Conformément à une forme de réalisation de la présente invention, il est préférable que plus le nombre de FEXT sera élevé, plus on aura besoin d'une permutation binaire entre une sous-voie du domaine des basses fréquences et une sous-voie du domaine des hautes fréquences.
Pour réaliser les objets mentionnés ci-dessus, une forme de réalisation du procédé pour le transfert pointmultipoint d'un système à porteuses multiples pour le transfert en continu de signaux à porteuses multiples dans une ligne numérique d'abonnés, comprend les étapes consistant à : (a) faire vérifier par le fournisseur de services des informations de permutation binaire reçues d'un grand nombre de STU ; (b) calculer la différence du taux d'erreur sur les caractères dans la voie entre deux sous- voies (ej, max-Sj, min) ; et (c) mettre en oeuvre une permutation binaire en donnant la priorité de la permutation binaire à la STU qui possède la valeur de différence
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la plus élevée concernant ladite erreur sur les caractères dans la voie.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres objets et avantages de l'invention se dégageront à la lecture de la description détaillée qui suit et en se référant aux dessins dans lesquels :
La figure 1 illustre un schéma logique d'un émetteur/récepteur du système à porteuses multiples dans la technique conventionnelle.
La figure 2 est une vue illustrant la teneur en fréquences du système à porteuses multiples.
La figure 3 est un schéma logique illustrant la définition générale du système à porteuses multiples.
La figure 4 illustre une vue détaillée du système à porteuses multiples.
La figure 5 est une vue illustrant l'utilisation d'une largeur de bande flexible dans le système à porteuses multiples.
La figure 6 est une vue illustrant une structure de la transmission point-point et de la transmission pointmultipoint.
La figure 7 représente un schéma logique illustrant le procédé de permutation binaire.
La figure 8 représente un schéma logique illustrant un procédé d'initialisation et de transmission de données dans le système DMT conventionnel.
La figure 9 est un schéma logique illustrant un procédé d'initialisation rapide dans la présente invention.
La figure 10 est une vue illustrant une forme de réalisation de la présente invention qui représente le rapport signal-bruit lorsque le nombre de FEXT est égal à trois et à douze.
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La figure 11 est une vue illustrant le chargement binaire pour la figure 10.
Les significations des chiffres de référence importants utilisés dans les dessins ci-dessus sont les suivantes : 10 : émetteur 12 : récepteur 14 : convertisseur série-parallèle 16 : modulateur à porteuses multiples 18 : élément de traitement de 20 : élément de traitement de post- prétransmission réception 22 : démodulateur à porteuses 24 : convertisseur parallèle-série multiples 26 : voie de communication 30 : émetteur 32 : récepteur 34 : voie de communication 36 : tampon et encodeur de 38 : transformée de Fournier rapide données binaires inverse (IFFT) 40 : convertisseur parallèle série 42 : convertisseur numérique analogique (DAC) 44 : filtre passe-bande 46 : transformateur isolant le courant continu
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48 : transformateur isolant le 50 : convertisseur analogique- courant continu et filtre numérique (ADC) passe-bande 52 :
égaliseur dans le domaine du 54 : convertisseur série parallèle temps (TEQ) 56 : transformée de Fourier rapide 58 : égaliseur dans le domaine (FFT) des fréquences (FAQ) et décodeur 60 : initialisation conventionnelle 62 : activation et accusé de réception 64 : préparation de l'émetteur/-66 : analyse des voies récepteur 68 : échange de voie 70 : transmission des données à l'utilisateur (permutation binaire) 80 : procédé d'initialisation de la 82 : activation et accusé de présente invention réception 84 : préparation de l'émetteur/- 86 : commutateur récepteur 88 : analyse de voie 90 : échange de voie 92 : mémorisation des données 94 :
téléchargement des données d'utilisation (par l'utilisateur) d'initialisation (par l'utilisateur)/- transmission des données d'initialisation (de l'utilisateur au fournisseur de services)/- permutation binaire 96 : transmission des données à V : modem VDS (ligne numérique l'utilisateur (permutation d'abonnés à très grande vitesse binaire) SP : éminceur S : boîtier unique contenant le codeur et le convertisseur 1 : Unité de réseau interne
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Bien que l'on puisse apporter à l'invention diverses modifications et lui conférer diverses formes données en variante, ses formes de réalisation spécifiques ont été représentées à titre d'exemples dans les dessins et seront décrites ici en détail.
Toutefois, on comprendra que le but n'est pas de limiter l'invention aux formes particulières révélées ; au contraire, l'intention est de recouvrir toutes les modifications, tous les équivalents et toutes les variantes rentrant dans l'esprit et dans le cadre de l'invention telle que définie par les revendications annexées.
DESCRIPTION DES FORMES DE REALISATION PREFEREES
En figure 9, on représente un schéma logique illustrant un procédé d'initialisation rapide de la présente invention. Lorsqu'un utilisateur, qui achète le système ou qui modifie l'emplacement du système, installe le système pour la première fois, il met en oeuvre une initialisation de la manière conventionnelle, puis il mémorise les données (nombre de bits et table d'attribution de l'énergie de transmission) dans la mémoire pour les réutiliser par téléchargement ultérieur. A ce moment, les changements des valeurs binaires et de la table d'attribution de l'énergie de transmission en se basant sur les variations des conditions de bruit (AWGN, NEXT, FEXT, RFI) sont traités par un algorithme de permutation binaire.
Si l'on prend le point de vue d'une l'architecture du réseau de type ADSL/VDSL qui utilise la ligne téléphonique proprement dite, les informations concernant les utilisateurs sont respectivement différentes et elles sont fixes, si bien que les
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informations concernant chaque utilisateur, qui ont été déterminées dans un premier temps, se modifient quelque peu, étant donné que la distance entre le terminal émetteur et le terminal récepteur, ainsi que le type de ligne constituent les facteurs les plus importants qui déterminent la caractéristique de la voie. La caractéristique de la voie pour les utilisateurs peut varier au cours d'une période de temps en fonction des conditions de bruit dans l'environnement de la ligne.
Toutefois, il s'agit d'une variation relativement minime, si bien qu'elle peut être compensée à suffisance en mettant en oeuvre l'algorithme de permutation binaire.
En utilisant le procédé de la présente invention, on remplace le processus d'analyse de voie et d'échange de voie qui prend beaucoup de temps au cours de l'initialisation par le procédé de téléchargement des données d'initialisation, par la transmission des données d'initialisation et par la permutation binaire ; par conséquent, l'initialisation du système DMT peut être réalisée à une vitesse plus rapide que dans un système conventionnel.
Le procédé d'initialisation dans la présente invention passe également par une étape d'activation et d'accusé de réception 82 et par une étape de préparation 84 de l'émetteur-récepteur, comme c'est le cas dans le procédé conventionnel. Le commutateur 86 peut être sélectionné à partir du procédé conventionnel ou à partir du procédé de la présente invention en fonction du fait de savoir si le système est installé pour la première fois ou s'il est réutilisé après installation du système, comme on l'a indiqué ci-dessus. Le commutateur peut comprendre un commutateur manuel que l'utilisateur actionne directement.
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Dans certains cas, bien que le système ait été initialisé pour la première fois, il ne fonctionne pas normalement à cause d'une modification importante d'un grand nombre de facteurs tels que des erreurs qui apparaissent lors de l'écriture ou de la lecture des données d'initialisation dans la mémoire ou tels que les conditions de la voie plutôt que celles de l'installation initiale, si bien que l'efficacité de la transmission diminue au point qu'une permutation binaire ne peut y faire face, etc. A ce moment, on peut réaliser l'initialisation en actionnant le commutateur 86 dans le procédé de la présente invention comme lors de la première installation. De même, lors d'une utilisation ultérieure, l'algorithme dans la présente invention peut être mis en oeuvre pour télécharger les données d'initialisation à partir de la mémoire.
Lorsque le commutateur sélectionne le procédé d'initialisation de la technique antérieure, le système utilisateur passe par une étape d'analyse de voie 88 et d'échange de voie 90, puis passe à une étape de mémorisation des données d'initialisation dans la mémoire 92. En outre, lorsque le commutateur sélectionne l'algorithme de la présente invention, on réalise le téléchargement pour les informations d'initialisation qui ont été stockées dans le système utilisateur, et on transfère une nouvelle fois les informations d'initialisation au fournisseur de services, si bien que les informations d'initialisation sont partagées.
Ensuite, on passe à une étape d'optimisation de l'émetteur-récepteur en utilisant l'algorithme de permutation binaire en prenant en compte l'état actuel de la voie, tout en maintenant l'algorithme de permutation binaire ; après quoi, le service de données peut être déclenché.
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En utilisant le procédé d'initialisation de la présente invention, il est possible de transférer des informations au terminal de l'abonné qui requiert une transmission point-multipoint. Le facteur le plus important dans la transmission point-multipoint réside dans le fait que l'on doit pouvoir recevoir des données dans le terminal récepteur sans passer par une séquence de préparation supplémentaire. Toutefois, il est nécessaire que le système DMT passe par l'étape d'initialisation qui englobe chacune des séquences de préparation pour optimiser l'efficacité de transmission entre le terminal d'émission et le terminal de réception. Par ailleurs, un procédé d'initialisation de la présente invention peut se passer de l'étape d'initialisation entre le terminal d'émission et le terminal de réception, si bien qu'une transmission point-multipoint est possible.
En ce qui concerne la transmission pointmultipoint, un modem côté utilisateur peut utiliser l'algorithme de permutation binaire de différentes manières. Toutefois, le terminal du fournisseur de services peut recevoir des demandes concernant l'algorithme de permutation binaire à partir de plusieurs STU (boîtier unique contenant le codeur et le convertisseur) au même moment et chaque demande concernant l'algorithme de permutation binaire peut être respectivement différente. Ainsi, en partant des demandes, on donne la priorité à celles qui possèdent la plus grande différence de taux d'erreur entre deux sousvoies (si, max'i min) pour que cette demande soit acceptée en premier lieu.
Comme on l'a dit ci-dessus, les informations liées à une permutation binaire doivent contenir la valeur de la différence du taux d'erreur, ainsi que le nombre de bits d'informations qui doivent
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être permutés, de même que le nombre de sous-voies. En utilisant le procédé tel qu'indiqué ci-dessus, on peut réaliser une initialisation rapide et le terminal du fournisseur de services ne doit pas transmettre des séquences de préparation pour l'initialisation, même s'il doit faire face à des demandes provenant d'autres STU au milieu d'une transmission, si bien qu'une transmission point-multipoint dans le système DMT est possible.
Ci-après, on représente des formes de réalisation du procédé d'initialisation de la technique antérieure et du procédé d'initialisation de la présente invention dans les conditions de bruit gaussien blanc supplémentaire (AWGN) et dans des conditions de télédiaphonie (FEXT) (de zéro à douze).
Dans les figures 10 et 11, on illustre le rapport signal-bruit et le résultat du chargement binaire de chaque sous-voie lorsque le nombre de bruits VDSL est égal à trois et lorsque le nombre de bruits FEXT est égal à douze dans une transmission de 26Mbps en aval et de 3,2Mbps en amont sur le câble TP1 (type 1 à paire croisée) en utilisant une transmission asymétrique par SDMT (DMT synchronisé).
Comme illustré en figure 10, plus important sera le bruit FEXT, plus mauvais sera le rapport signal-bruit dans la gamme des basses fréquences. Ainsi, on a besoin d'une permutation binaire de la sous-voie dans le domaine des basses fréquences à la sous-voie dans le domaine des hautes fréquences. Dans les tableaux 1 et 2 ci-après, on représente l'étendue de la variation du tableau de chargement binaire sur les câbles TP1 et TP2.
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Tableau 1 Quantité de la variation du tableau de chargement binaire en fonction de la variation du nombre de FEXT (TP1)
EMI26.1
<tb>
<tb> Variation <SEP> du <SEP> Nombre <SEP> de <SEP> bits <SEP> à <SEP> Variation <SEP> du <SEP> Nombre <SEP> de <SEP> bits <SEP> à
<tb> nombre <SEP> de <SEP> FEXT <SEP> permuter <SEP> nombre <SEP> de <SEP> FEXT <SEP> permuter
<tb> dz <SEP> 1 <SEP> 43 <SEP> 6 <SEP> # <SEP> 7 <SEP> 5
<tb> 1 <SEP> # <SEP> 2 <SEP> 10 <SEP> 7 <SEP> # <SEP> 8 <SEP> 2
<tb> zu <SEP> 6 <SEP> zu <SEP> 2
<tb> 3 <SEP> # <SEP> 4 <SEP> 6 <SEP> 9 <SEP> # <SEP> 10 <SEP> 2
<tb> 4 <SEP> # <SEP> 5 <SEP> 4 <SEP> 10 <SEP> # <SEP> 11 <SEP> 2
<tb> 4 <SEP> # <SEP> 6 <SEP> 1 <SEP> 11 <SEP> # <SEP> 12 <SEP> 1
<tb>
Tableau 2 Quantité de la variation du tableau de chargement binaire en fonction de la variation du nombre de FEXT (TP2)
EMI26.2
<tb>
<tb> Variation <SEP> du <SEP> Nombre <SEP> de <SEP> bits <SEP> à <SEP> Variation <SEP> du <SEP> Nombre <SEP> de <SEP> bits <SEP> à
<tb> nombre <SEP> de <SEP> FEXT <SEP> permuter <SEP> nombre <SEP> de <SEP> FEXT <SEP> permuter
<tb> 0 <SEP> # <SEP> 1 <SEP> 105 <SEP> 6-)-71
<tb> 1 <SEP> # <SEP> 2 <SEP> 16 <SEP> 7-)-82
<tb> 2 <SEP> # <SEP> 9 <SEP> 8-9 <SEP> 1
<tb> 3 <SEP> # <SEP> 4 <SEP> 3 <SEP> 9 <SEP> # <SEP> 10 <SEP> 1
<tb> 4 <SEP> # <SEP> 5 <SEP> 2 <SEP> 10 <SEP> # <SEP> 11 <SEP> 0
<tb> 5 <SEP> # <SEP> 6 <SEP> 2 <SEP> 11 <SEP> # <SEP> 12 <SEP> 2
<tb>
Dans les tableaux 1 et 2, on peut voir que le nombre de bits à permuter est important dans le cas où l'on passe du type non FEXT au type FEXT. En revanche, le nombre de bits à permuter n'est pas important en fonction de l'augmentation et/ou de la diminution du nombre de FEXT dans d'autres cas.
On veut dire par là qu'en émettant l'hypothèse que le nombre de FEXT est
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égal à trois lorsque l'utilisateur installe le système pour la première fois et mémorise les données d'initialisation dans la mémoire, puis lorsqu'on fait varier le nombre de FEXT jusqu'à douze lorsque l'utilisateur a besoin de services ultérieurs, on réalise 25 paires de permutation binaire (6+4+1+5+2+2+2+1) comme illustré dans le tableau 1 dans le cas où l'on utilise un câble TP1 de 1.000 mètres.
Comme indiqué ci-dessus, dans le cas d'un ADSL normal, on utilise deux paires de permutation binaire par supercadre (1 supercadre = 69 symboles DMT) via un protocole de permutation binaire, si bien qu'on remplace l'étape d'analyse de voie et d'échange de voie dans 13 supercadres (69 fois 13 donne 897 symboles). En conséquence, il est possible de réaliser une initialisation rapide, comparée à celle de l'étape conventionnelle concernant l'analyse et l'échange de voie qui nécessite 20.000 DMT. En outre, si l'on prévoit la possibilité de quatre paires de permutations binaires par supercadre en modifiant légèrement le protocole de permutation binaire, on réduit le temps de moitié et on obtient une initialisation encore plus rapide.
L'avantage lié à la présente invention réside dans le fait que l'on peut mettre en oeuvre une initialisation plus rapide que dans le procédé de la technique antérieure uniquement en passant par la simple étape d'initialisation et uniquement en ajoutant une petite quantité de mémoire. En outre, elle offre l'avantage qu'il est également possible de réaliser une initialisation rapide et de réaliser un transfert pointmultipoint dans le cas d'une application en cours de type VDSL, c'est-à-dire une tâche normale, lorsqu'on utilise le procédé de la présente invention, pour obtenir une initialisation rapide.