EP1397896A1 - Procede de codage - Google Patents

Procede de codage

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Publication number
EP1397896A1
EP1397896A1 EP02738289A EP02738289A EP1397896A1 EP 1397896 A1 EP1397896 A1 EP 1397896A1 EP 02738289 A EP02738289 A EP 02738289A EP 02738289 A EP02738289 A EP 02738289A EP 1397896 A1 EP1397896 A1 EP 1397896A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
symbols
coding
weight
coding table
equal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP02738289A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Raymond Gass
Michel Le Creff
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alcatel CIT SA
Alcatel Lucent SAS
Original Assignee
Alcatel CIT SA
Alcatel SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alcatel CIT SA, Alcatel SA filed Critical Alcatel CIT SA
Publication of EP1397896A1 publication Critical patent/EP1397896A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/38—Synchronous or start-stop systems, e.g. for Baudot code
    • H04L25/40—Transmitting circuits; Receiving circuits
    • H04L25/49—Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems
    • H04L25/4917—Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems using multilevel codes
    • H04L25/4919—Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems using multilevel codes using balanced multilevel codes
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M5/00—Conversion of the form of the representation of individual digits
    • H03M5/02—Conversion to or from representation by pulses
    • H03M5/16—Conversion to or from representation by pulses the pulses having three levels
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/38—Synchronous or start-stop systems, e.g. for Baudot code
    • H04L25/40—Transmitting circuits; Receiving circuits
    • H04L25/49—Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems
    • H04L25/4917—Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems using multilevel codes
    • H04L25/4923—Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems using multilevel codes using ternary codes
    • H04L25/4925—Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems using multilevel codes using ternary codes using balanced bipolar ternary codes

Definitions

  • the invention relates to a coding method which can be used in particular in data transmission networks conforming to the IEEE 802.3 standard.
  • the object of the invention is to code data to allow the transmission of this data on a line, by simultaneously transmitting additional information such as an indication of start of byte, or start of frame, or detection information. and possibly error correction. It is known to indicate the start of a data frame by coding it by a combination of symbols having a low probability of imitation by the payload data; and it is known to detect errors in a frame by coding and transmitting a word, called a cyclic redundancy check word, calculated as a function of the data transmitted in this data frame. This additional information causes an increase in the volume of the symbols transmitted.
  • the number of ternary symbols having a zero weight is less than the number of binary words to be coded.
  • the sum of the weights of the symbols transmitted is calculated continuously, and the coding consists in using the symbol of weight + 1 if the current value of the sum is equal to -1, and in using the symbol of weight -1 if the current value of the sum is equal to +1.
  • the known ternary coding methods thus make it possible to transmit all the values of a binary word of four bits or of eight bits, without direct current, but they have two drawbacks:
  • the document EP 0.548.415A describes a coding method consisting in coding a bit of a main binary signal with a ternary symbol.
  • the coding is of AMI (Alternate Mark Inversion) type to avoid direct current.
  • AMI Alternate Mark Inversion
  • this known method consists in changing the coding law when a long sequence of zeros could be transmitted.
  • the coding laws used are close to those of the HDB3 code standardized by the CCITT, but the replacement of long strings of zeros is done by a process different from that used in HDB3.
  • the transmission of a symbol coding a bit of the main binary signal is then replaced by the transmission of a symbol violating the law of coding in use.
  • This breach of the current coding law means that the coding table is changed.
  • the method consists in coding this bit using a new coding law which is chosen as a function of the value of this bit.
  • the decoding of this bit is carried out, on reception, by identifying what the new coding law is.
  • the change in coding law causes neither a reduction in the number of bits transmitted, nor an increase in the transmission rate.
  • the object of the present invention is to propose a coding method which does not require replacing long strings of zeros, and which makes it possible to effectively transmit additional bits, for a given transmission rate.
  • the object of the invention is a coding method consisting in coding a word of p bits with a symbol composed of q ternary digits, according to a plurality of coding tables, the coding table being chosen for each binary word to be coded, as a function of at least one piece of information to be coded; characterized in that p and q are chosen such that the number of symbols having a zero weight is at least equal to 2 x 2 P ; in that a first coding table comprises 2 P symbols, having a zero weight; and in that a second coding table comprises 2 P other symbols having a zero weight.
  • the method thus characterized makes it possible to code, with two different symbols and having zero weight, each of the 2 P binary words constituting the data to be transmitted, and makes it possible to code in addition additional information, by changing the coding table.
  • the absence of direct current is then obtained without having to monitor the sum of the weights of the symbols transmitted, which makes it possible to simplify the production of an encoder and a decoder.
  • the object of the invention is a coding method consisting in coding a word of p bits with a symbol composed of q ternary digits, according to a plurality of coding tables, the coding table being chosen for each binary word to be coded, as a function of at least one piece of information to be coded; characterized in that p and q are chosen such that the number of symbols having a weight zero or equal to +. 1 is at least equal to 3 x 2 P ; in that a first coding table comprises 2 P symbols, having a zero weight; in that a second coding table comprises 2 P other symbols having a weight equal to -1; and in that a third coding table comprises 2 P other symbols having a weight equal to +1.
  • the method thus characterized makes it possible to code each of the 2 P binary words constituting the data to be transmitted, with three different symbols (one having a zero weight, one having a weight equal to +1, and one having a weight equal to -1). It therefore makes it possible to code three additional pieces of information, by changing the coding table. In the case of a metallic line, since the symbols used do not all have a zero weight, it is necessary to maintain zero the direct current.
  • a preferred embodiment then consists in alternating the coding according to the second and the third table, as a function of the current value of the sum of the weights of the symbols previously coded and transmitted:
  • the method consists in coding a word of p bits with a symbol composed of q binary digits, according to a plurality of coding tables, the coding table being chosen for each binary word to be coded, as a function of at least one item of information to be coded; and is characterized in that p and q are chosen such that q is greater than or equal to p- l; in that a first coding table comprises 2 P symbols; and in that a second coding table comprises 2 P other symbols.
  • the method thus characterized makes it possible to code, with two different symbols, each of the 2 P binary words constituting the data to be transmitted, and makes it possible to code in addition additional information, by changing the coding table.
  • the three variants of the method according to the invention make it possible to avoid the replacement of long sequences of zeros because they provide sufficient redundancy of symbols to allow the creation of coding tables such that there are never long sequences of zeros. It is then possible to use the change of table to code any additional information, that is to say completely independent of the process of preventing long sequences of zeros.
  • the method according to the invention makes it possible to code, with at least two different symbols, each of the binary words constituting the data to be transmitted. Since each binary word can be represented by at least two optional symbols, it is possible to transmit additional information represented by the choice of the symbol, ie the choice of the coding table. The additional information is restored according to the decoding table which made it possible to decode a binary word.
  • This additional information may consist in discriminating frames belonging to a virtual network reserved for data transmission, and frames belonging to a virtual network reserved for telephone transmission, according to the coding table used. This discrimination makes it possible to treat these two types of frame with two different priority levels. Obtaining this information without having to analyze the content of the frames, in order to extract a priority code, shortens the processing time of the frames.
  • Another application of this additional information can consist in detecting a start of a message or a start of a byte by a change of coding table. For example, identifying a start of a frame is faster by detecting a change of coding table, rather than by detecting a preamble and a frame delimiter, as in conventional methods. If the number of symbols, 2 q , is greater than twice the number of binary words to be coded, 2 P , it is possible to transmit specific symbols for certain service information, such as the start delimiter of a message. Certain symbols which are not used also contribute to error detection since the detection of an unused symbol signals an error, after the synchronization phase.
  • the coding method consists in changing the coding table to indicate the start of a message; and further to indicate this beginning by a symbol which is not imitable by a combination of two successive symbols, among those used in the coding tables.
  • Another application of the additional information transmitted may consist in locating information for managing an Ethernet link.
  • the transmission starts with a negotiation phase of the characteristics and capacities of the end equipment, then a learning phase.
  • the equipment begins by sending relatively long bit burst sequences: these are clock pulse bursts spaced 125 + apart. 14 microseconds. Seventeen odd rank pulses are always present and only constitute a clock signal. Sixteen even rank pulses are data: an even rank pulse represents a 1, and an absence of even rank pulse represents a 0.
  • ternary coding is used to reduce the bit rate, but the words binaries are, in some cases, twice as long to be properly recognized.
  • the decoding operation is quite complex: it is necessary to analyze the entire sequence of bursts, with the related time constraints. Timers verify that a clock pulse lasts 125 microseconds, that a data pulse lasts 62.5 microseconds, that the interval between two data pulses lasts at least 31.25 microseconds for a pulse value of 1, and 93.75 microseconds for a pulse of value 0. Thanks to the coding method according to the invention, these transactions can be identified by changing the coding table. The decoding operation is then greatly simplified.
  • the number of symbols, 2 q is greater than twice the number of binary words to be coded, it is possible to transmit specific symbols for certain service information, such as the start delimiter of a message.
  • the subject of the invention is also an encoder and a decoder for implementing the method according to the invention.
  • Figure 1 shows the block diagram of an example of an encoder for an example of implementation of the method according to the invention, on a metal line.
  • FIG. 2 shows the block diagram of an example decoder for this example of implementation of the method according to the invention, on a metal line.
  • a first coding table is formed by coding the 16 binary words
  • a second coding table is constituted by coding the 1 6 binary words 0000, 0001,, 1 1 1 1, by means of 1 6 weight symbols 4- 1.
  • a third coding table is formed by coding the 16 binary words 0000, 0001,, 1 1 1 1, by means of 16 symbols of weight -1.
  • Additional information can be coded by changing the coding table. For example, the passage from the first table to the second or the third table makes it possible to detect the start of a message.
  • this rule is not respected for a received symbol, it means that it is affected by a transmission error.
  • a second example of implementation consists in coding 256 binary words of 8 bits by means of symbols comprising 8 ternary numbers (coding 8B / 8T). The number of symbols of zero weight is equal to 744.
  • a first coding table is constituted by coding the 256 binary words 00000000,, 1 1 1 1 1 1 1, by means of 256 symbols of zero weight.
  • a second coding table is formed by coding the 256 binary words using 256 other zero weight symbols.
  • the passage from the first to the second coding table encodes additional information such as the passage from one type of data to another (for example voice / data).
  • This type of coding allows rapid decoding since there is no need to extract and then recognize a symbol, but it suffices to recognize the change of table at the time of decoding.
  • Decoding is carried out by simultaneously addressing two decoding tables. The table which recognizes the received symbol supplies the decoded binary word, and an additional bit which identifies this table.
  • a third coding table can be formed to code 231 additional information (such as a symbol indicating the start of a message, a symbol indicating the end of a message, error control codes, etc.) by means of 231 other symbols of zero weights.
  • a preferred embodiment consists in changing the coding table to indicate the start of a message; and further to indicate this beginning by a symbol which is not imitable by a combination of two successive symbols, among those used in the coding tables. This symbol is not example 4- 4- 4- 4-.
  • FIG. 1 represents the block diagram of an example of an encoder for this example of implementation (8B / 8T) of the method according to the invention, on a metal line. It includes: - a memory 1 containing two coding tables, T1 and T2, and having:
  • An input 8 selecting a table, this input receiving a binary signal T which represents binary information to be transmitted (for example to indicate the start of a frame),
  • a line transformer, 6, having a primary winding connected to the outputs of the two line amplifiers 4 and 5, and a secondary winding connected to a two-wire transmission line, not shown.
  • each of amplifiers 4 and 5 can only have a high state or a low state, this state being controlled by a binary signal applied to its input.
  • the sending of a ternary digit of value -1 is carried out by putting the output of the amplifier 4 at a low level and the output of the amplifier 5 at a high level.
  • the table Tl For example, if the table Tl is used, its part Tl a provides the bits activating the amplifier 5, and its part Tl b provides the bits activating the amplifier 4.
  • the amplifier 5 To code a symbol, it is necessary to activate the amplifier 5 with eight successive bits which are the eight bits constituting the word A.
  • the amplifier 4 must be activated with eight other successive bits which are the eight bits constituting the word B.
  • the memory 1 provides these sixteen bits (word A and word B ) at one time, to the shift registers 2 and 3. The function of these registers is to restore them sequentially in eight successive times.
  • Register 2 registers in parallel the content A of the second column of the table above.
  • Register 3 records in parallel the content B of the third column of the table above. For each symbol, registers 2 and 3 are read eight times so that each one restores eight bits in succession successively.
  • FIG. 2 represents the block diagram of an example of a decoder for this example of implementation (8B / 8T) of the method according to the invention, on a metal line. It comprises :
  • a line transformer 1 1 having a primary winding connected to a two-wire line, not shown, and a secondary winding;
  • An address input receiving eight bits supplied by the outputs of register 14 (word A), and eight bits supplied by the outputs of register 15 (word B);
  • An output 1 7 providing a binary word D of eight bits which is a byte of decoded data
  • An output 18 providing a bit T restoring additional binary information (for example a start of frame); - And an output 1 9 providing a bit E indicating, if necessary, that the symbol received does not correspond to any of the expected symbols, and that it is therefore erroneous.
  • Control means not shown control the registers 14 and 15 in synchronism with the memory 16.
  • the output of each of the amplifiers 12 and 13 can only have a high state or a low state representing the values 0 and 1 respectively.
  • the reception of a ternary digit of value 4 1 results in a value 1 at the output of amplifier 12 and a value 0 at the output of amplifier 13.
  • the reception of a ternary digit of value -1 results in a value 0 at the output of amplifier 12 and a value 1 at the output of amplifier 13.
  • Reception a ternary digit of value 0 results in a value 0 at the output of amplifier 12 and a value 0 at the output of amplifier 14, for example.
  • Each ternary digit received is therefore represented by a pair of bits.
  • Register 14 records the first bit of each pair.
  • Register 15 records the second bit of each pair. For each symbol, registers 14 and 15 are controlled eight times so that each registers eight bits successively. The two bits of the same pair are respectively recorded by registers 14 and 15 simultaneously.
  • the parallel outputs of registers 14 and 15 simultaneously supply these eight pairs of bits to the address input of memory 16, in the form of a binary word A of eight bits, and of a word eight bit binary B.
  • the symbol S 004-0 - 4-4- has been received, they simultaneously supply the following eight pairs of bits (columns A and B):
  • the sixteen bits 1 1 10001 1, 00001 100 applied to the address input of memory 16 allow a binary word of nine bits to be read there, unless the symbol received is wrong.
  • eight bits constitute a binary word of decoded data, D, and the ninth bit, T, indicates whether the received symbol belongs to the coding table Tl 'or to the decoding table T2'.
  • a third example of implementation, fulfilling this condition, consists in coding 65536 16-bit binary words by means of symbols comprising 12 ternary digits (coding 1 6B / 12T). The number of symbols of zero weight is greater than twice 65536.
  • a first coding table is formed by coding the 65536 binary words using 65536 symbols of zero weight.
  • a second coding table is created by coding the 65,536 binary words using 65,536 other symbols of zero weight. The transition from the first to the second coding table encodes additional information.
  • the production of an encoder and a decoder for this type of encoding is analogous to that described above.
  • a fourth example of implementation which is suitable for an optical transmission line, consists in coding 256 binary words of 8 bits by means of symbols comprising 10 bits (coding 8B / 10B). The number of symbols is 1024.
  • a first coding table is formed by coding the 256 binary words using the first 256 symbols.
  • a second coding table is formed by coding the 256 binary words by means of 256 second symbols. There are 512 unused symbols which help to detect errors. The transition from the first to the second coding table encodes additional information.

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Abstract

Le procédé consiste à coder un mot binaire selon une pluralité de tables de codage, la table de codage étant choisie pour chaque mot binaire à coder, en fonction d'au moins une information supplémentaire à coder. Selon une première variante, un mot de p bits est codé avec un symbole composé de q chiffres ternaires, p et q étant choisis tels que le nombre de symboles ayant un poids nul est au moins égal à 2 x 2p. Une première table de codage comporte 2p symboles, ayant un poids nul. Une seconde table de codage comporte 2p autres symboles ayant un poids nul. Selon une seconde variante, p et q sont choisis tels que le nombre de symboles ayant un poids nul ou égal à ± 1 est au moins égal à 3x2p; une première table de codage comporte 2p symboles, ayant un poids nul; une deuxième table de codage comporte 2p autres symboles ayant un poids égal à-1; et une troisième table de codage comporte 2p autres symboles ayant un poids égal à +1. Selon une troisième variante, q symboles binaires sont utilisés; p et q sont choisis tels que q est supérieur ou égal à p+1; une première table de codage comporte 2p symboles; et une deuxième table de codage comporte 2p autres symboles. Application notamment aux réseaux de transmission de données conformes à la norme IEEE 802.3.

Description

PROCEDE DE CODAGE
L'invention concerne un procédé de codage pouvant être utilisé notamment dans les réseaux de transmission de données conformes à la norme IEEE 802.3. Le but de l'invention est de coder des données pour permettre la transmission de ces données sur une ligne, en transmettant simultanément des informations supplémentaires telles qu'une indication de début d'octet, ou de début de trame, ou une information de détection et éventuellement de correction d'erreur. Il est connu d'indiquer le début d'une trame de données en le codant par une combinaison de symboles ayant une faible probabilité d'imitation par les données de la charge utile ; et il est connu de détecter des erreurs dans une trame en codant et en transmettant un mot, dit de contrôle par redondance cyclique, calculé en fonction des données transmises dans cette trame de données. Ces informations supplémentaires provoquent une augmentation du volume des symboles transmis.
Il est connu d'obtenir un débit en ligne inférieur au débit des données binaires à transmettre, en codant un mot binaire de p bits avec un symbole qui est un mot ternaire composé de q chiffres ternaires (c'est à dire ayant un poids égal à - 1 , ou 0, ou + 1 ), c'est ce qu'on appelle un codage ou un code pB/qT. Ce codage ternaire a été introduit dans le but de réduire la rapidité de modulation, mais il permet en outre d'éviter la transmission d'un courant continu sur une ligne métallique, à condition d'émettre le même nombre de symboles de poids + 1 que de symbole de poids -1 sur un long intervalle de temps. L'absence de courant continu est importante pour la transmission sur une ligne métallique car une telle ligne est isolée à ses deux extrémités respectivement par deux transformateurs qui pourraient se saturer s'il y avait un courant continu.
Dans les codes utilisés actuellement (4B/3T, 8B/6T) le nombre de symboles ternaires ayant un poids nul est inférieur au nombre de mots binaires à coder. Pour éviter cependant un courant continu, il est connu de coder certains mots binaires au moyens de deux symboles différents pour un même mot binaire : un mot ternaire de poids + 1 et un mot ternaire de poids -1 . La somme des poids des symboles transmis est calculée en permanence, et le codage consiste à utiliser le symbole de poids + 1 si la valeur courante de la somme est égale à -1 , et à utiliser le symbole de poids -1 si la valeur courante de la somme est égale à + 1 . Les procédés de codage ternaire connus permettent ainsi de transmettre toutes les valeurs d'un mot binaire de quatre bits ou de huit bits, sans courant continu, mais ils ont deux inconvénients :
- Le nombre de symboles disponibles est insuffisant pour permettre la transmission d'informations supplémentaires.
- La redondance de certains symboles, qui est utilisée pour annuler le courant continu, réduit le nombre des symboles non utilisés, et donc réduit l'efficacité de la détection des erreurs de transmission.
Un autre problème se pose : si une longue suite de zéros est transmise, le dispositif de réception risque de se désynchroniser. Le document EP 0.548.415A décrit un procédé de codage consistant à coder un bit d'un signal binaire principal avec un symbole ternaire. Le codage est de type AMI (Alternate Mark Inversion) pour éviter un courant continu. Pour éviter la transmission de longues suites de zéros, ce procédé connu consiste à changer de loi de codage lorsqu'une longue suite de zéros pourrait être émise. Les lois de codage utilisées sont proches de celles du code HDB3 normalisé par le CCITT, mais le remplacement des longues suites de zéros est faite par un procédé différent de celui utilisé dans le HDB3.
La transmission d'un symbole codant un bit du signal binaire principal est alors remplacée par la transmission d'un symbole violant la loi de codage en cours d'utilisation. Ce viol de la loi de codage en cours signifie que la table de codage est changée. Comme il faut néanmoins transmettre le bit qui a été supprimé, et qu'il est souhaitable de pas augmenter le débit des symboles transmis, le procédé consiste à coder ce bit en utilisant une nouvelle loi de codage qui est choisie en fonction de la valeur de ce bit. Le décodage de ce bit est réalisé, à la réception, en identifiant quelle est la nouvelle loi de codage. Ainsi le changement de loi de codage ne provoque ni réduction du nombre de bits transmis, ni augmentation du débit de transmission. Le but de la présente invention est de proposer un procédé de codage qui ne nécessite pas de remplacer de longues suites de zéros, et qui permette de transmettre effectivement des bits supplémentaires, pour un débit de transmission donné. Selon une première variante, l'objet de l'invention est un procédé de codage consistant à coder un mot de p bits avec un symbole composé de q chiffres ternaires, selon une pluralité de tables de codage, la table de codage étant choisie pour chaque mot binaire à coder, en fonction d'au moins une information à coder ; caractérisé en ce que p et q sont choisis tels que le nombre de symboles ayant un poids nul est au moins égal à 2 x 2P ; en ce qu'une première table de codage comporte 2P symboles, ayant un poids nul ; et en ce qu'une seconde table de codage comporte 2P autres symboles ayant un poids nul.
Le procédé ainsi caractérisé permet de coder, avec deux symboles différents et ayant un poids nul, chacun des 2P mots binaires constituant les données à transmettre, et permet de coder en plus une information supplémentaire, par le changement de table de codage. L'absence de courant continu est alors obtenue sans avoir à surveiller la somme des poids des symboles transmis, ce qui permet de simplifier la réalisation d'un codeur et d'un décodeur.
Selon une deuxième variante, l'objet de l'invention est un procédé de codage consistant à coder un mot de p bits avec un symbole composé de q chiffres ternaires, selon une pluralité de tables de codage, la table de codage étant choisie pour chaque mot binaire à coder, en fonction d'au moins une information à coder ; caractérisé en ce que p et q sont choisis tels que le nombre de symboles ayant un poids nul ou égal à +. 1 est au moins égal à 3 x 2P ; en ce qu'une première table de codage comporte 2P symboles, ayant un poids nul ; en ce qu'une deuxième table de codage comporte 2P autres symboles ayant un poids égal à -1 ; et en ce qu'une troisième table de codage comporte 2P autres symboles ayant un poids égal à + 1 . Le procédé ainsi caractérisé permet de coder chacun des 2P mots binaires constituant les données à transmettre, avec trois symboles différents (un ayant un poids nul, un ayant un poids égal à + 1 , et un ayant un poids égal à -1 ). Il permet donc de coder trois informations supplémentaires, par le changement de table de codage. Dans le cas d'une ligne métallique, puisque les symboles utilisés n'ont pas tous un poids nul, il est nécessaire de maintenir nul le courant continu. Un mode de mise en oeuvre préférentiel consiste alors à alterner le codage selon la deuxième et la troisième table, en fonction de la valeur courante de la somme des poids des symboles précédemment codés et transmis :
- Si la somme est égale à + 1 , il consiste à utiliser une table qui code tous les mots binaires avec seulement des symboles de poids égal à -1 .
- Si la somme est égale à -1 , il consiste à utiliser une table qui code fous les mots binaires avec seulement des symboles de poids égal à + 1.
- Si la somme est égale à 0, il consiste à utiliser une table qui code tous les mots binaires avec seulement des symboles de poids égal à 0. Si cette règle n'est pas respectée dans des données reçues, cela signifie qu'il y a eu une erreur de transmission. Ce codage procure une bonne détection d'erreur.
Selon une troisième variante, convenant particulièrement à une ligne non métallique, telle qu'une ligne à fibre optique, le procédé consiste à coder un mot de p bits avec un symbole composé de q chiffres binaires, selon une pluralité de tables de codage, la table de codage étant choisie pour chaque mot binaire à coder, en fonction d'au moins une information à coder ; et est caractérisé en ce que p et q sont choisis tels que q est supérieur ou égal à p- l ; en ce qu'une première table de codage comporte 2P symboles ; et en ce qu'une deuxième table de codage comporte 2P autres symboles. Le procédé ainsi caractérisé permet de coder, avec deux symboles différents, chacun des 2P mots binaires constituant les données à transmettre, et permet de coder en plus une information supplémentaire, par le changement de table de codage. Les trois variantes du procédé selon l'invention permettent d'éviter le remplacement des longues suites de zéros parce qu'elles procurent une redondance des symboles suffisante pour permettre de constituer des tables de codages telles qu'il n'y a jamais de longues suites de zéros. Il est alors possible d'utiliser le changement de table pour coder une information supplémentaire quelconque, c'est à dire totalement indépendante du processus de prévention des longues suites de zéros. En effet, le procédé selon l'invention permet de coder, avec au moins deux symboles différents, chacun des mots binaires constituant les données à transmettre. Puisque chaque mot binaire est représentable par au moins deux symboles au choix, il est possible de transmettre une information supplémentaire représenté par le choix du symbole, c'est à dire le choix de la table de codage. L'information supplémentaire est restituée en fonction de la table de décodage qui a permis de décoder un mot binaire.
Une utilisation de cette information supplémentaire peut consister à discriminer des trames appartenant à un réseau virtuel réservé à la transmission de données, et des trames appartenant à un réseau virtuel réservé à la transmission téléphonique, selon la table de codage utilisée. Cette discrimination permet de traiter ces deux types de trame avec deux niveaux de priorité différents. Le fait d'obtenir cette information sans avoir à analyser le contenu des trames, pour extraire un code de priorité, raccourcit la durée de traitement des trames.
Une autre application de ces informations supplémentaire peut consister à détecter un début de message ou un début d'octet par un changement de table de codage. Par exemple, l'identification d'un début de trame est plus rapide en détectant un changement de table de codage, plutôt qu'en détectant un préambule et un délimiteur de trame, comme dans les procédés classiques. Si le nombre de symboles, 2q, est supérieur à deux fois le nombre de mots binaires à coder, 2P, il est possible de transmettre des symboles spécifiques pour certaines informations de service, telles que le délimiteur de début d'un message. Certains symboles qui ne sont pas utilisés contribuent eux aussi à la détection d'erreur puisque la détection d'un symbole non utilisé signale une erreur, après la phase de synchronisation.
Selon un mode de mise en oeuvre préférentiel, le procédé de codage consiste à changer de table de codage pour indiquer le début d'un message ; et en outre à indiquer ce début par un symbole qui n'est pas imitable par une combinaison de deux symboles successifs, parmi ceux utilisés dans les tables de codage.
Une autre application des informations supplémentaires transmises peut consister à repérer des informations de gestion d'un lien Ethernet. En effet, sur les liens Ethernet, la transmission démarre par une phase de négociation des caractéristiques et des capacités de l'équipement d'extrémité, puis une phase d'apprentissage. Pendant la phase d'apprentissage, l'équipement commence par émettre des séquences de salves de bits relativement longues : ce sont des salves d'impulsions d'horloge, espacées de 125 +. 14 microsecondes. Dix-sept impulsions de rang impair sont toujours présentes et constituent seulement un signal d'horloge. Seize impulsions de rang pair sont des données : une impulsion de rang pair représente un 1 , et une absence d'impulsion de rang pair représente un 0. En d'autres termes, un codage ternaire est utilisé pour réduire le débit, mais les mots binaires sont, dans certains cas, deux fois plus longs pour être bien reconnus.
L'opération de décodage est assez complexe : il faut analyser toute la séquence des salves, avec les contraintes temporelles afférentes. Des temporisateurs vérifient qu'une impulsion d'horloge dure 125 microsecondes, qu'une impulsion de données dure 62,5 microsecondes, que l'intervalle entre deux impulsions de données dure au moins 31 ,25 microsecondes pour une impulsion de valeur 1 , et 93,75 microsecondes pour une impulsion de valeur 0. Grâce au procédé de codage selon l'invention, ces transactions peuvent être repérées grâce au changement de table de codage. L'opération de décodage est alors grandement simplifiée.
Si le nombre de symboles, 2q, est supérieur à deux fois le nombre de mots binaires à coder, il est possible de transmettre des symboles spécifiques pour certaines informations de service, telles que le délimiteur de début d'un message.
Certains symboles qui ne sont pas utilisés contribuent eux aussi à la détection d'erreur puisque la détection d'un symbole non utilisé signale une erreur.
L'invention a aussi pour objet un codeur et un décodeur pour la mise en œuvre du procédé selon l'invention.
L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description d'exemples de mises en oeuvre : - La figure 1 représente le schéma synoptique d'un exemple de codeur pour un exemple de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, sur une ligne métallique.
- La figure 2 représente le schéma synoptique d'un exemple de décodeur pour cet exemple de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, sur une ligne métallique.
Le tableau ci-dessous illustre un exemple très simple où p=4 et q=4. Cet exemple de codage permet de coder 16 mots binaires de 4 bits au moyen de symboles comportant 4 nombres ternaires. Ces symboles sont classés horizontalement par poids croissants, du poids -4 au poids 4-4. Il y a 81 symboles, parmi lesquels 19 ont une valeur nulle, 31 ont une valeur de + 1 à +4, et 31 ont une valeur de -1 à -4. Il est à remarquer que 1 6 symboles ont un poids égal à 4- 1 , et 1 6 symboles ont un poids égal à -1 . b
Une première table de codage est constituée en codant les 16 mots binaires
0000, 0001 , ,1 1 1 1 / au moyen de 16 symboles de poids nuls. Il reste 2 symboles de poids nuls disponibles pour des informations supplémentaires, le symbole 0000 n'étant pas utilisé parce qu'il complique la récupération d'un signal d'horloge lors de la réception des données codées.
Une deuxième table de codage est constituée en codant les 1 6 mots binaires 0000, 0001 , ,1 1 1 1 , au moyen de 1 6 symboles de poids 4- 1 .
Une troisième table de codage est constituée en codant les 16 mots binaires 0000, 0001 , ,1 1 1 1 , au moyen de 16 symboles de poids -1 .
Il est possible de détecter des erreurs de transmission en détectant tout les mots ternaires qui sont interdits, c'est à dire tous ceux de poids -2,-3, -4,
4-2, 4-3, 4-4. Il possible de coder une information supplémentaire par un changement de table de codage. Par exemple, le passage de la première table à la deuxième ou la troisième table permet de détecter un début de message.
Puisque les symboles utilisés n'ont pas tous un poids nul, il est nécessaire de maintenir nul le courant continu. Un exemple de mise en œuvre est le suivant : - Si la somme est égale à 4- 1 , il consiste à utiliser la troisième table, celle-ci codant tous les mots binaires avec seulement des symboles de poids égal à -1 .
- Si la somme est égale à -1 , il consiste à utiliser la deuxième table qui code tous les mots binaires avec seulement des symboles de poids égal à 4- 1 .
- Si la somme est égale à 0, et s'il n'y a pas de début de message à indiquer, il consiste à utiliser une table qui code tous les mots binaires avec seulement des symboles de poids égal à 0.
Si cette règle n'est pas respectée pour un symbole reçu, cela signifie qu'il est affecté par une erreur de transmission.
Un second exemple de mise en œuvre consiste à coder 256 mots binaires de 8 bits au moyen de symboles comportant 8 nombres ternaires (codage 8B/8T). Le nombre de symboles de poids nul est égal à 744. Une première table de codage est constituée en codant les 256 mots binaires 00000000, ,1 1 1 1 1 1 1 1 , au moyen de 256 symboles de poids nul.
Une deuxième table de codage est constituée en codant les 256 mots binaires au moyen de 256 autres symboles de poids nul. Le passage de la première à la deuxième table de codage code une information supplémentaire telle que le passage d'un type de données à un autre (par exemple voix/données).
Ce type de codage permet un décodage rapide puisqu'il n'y a pas besoin d'extraire puis de reconnaître un symbole, mais qu'il suffit de reconnaître le changement de table au moment du décodage. Le décodage est réalisée en adressant simultanément deux tables de décodage. La table qui reconnaît le symbole reçu fournit le mot binaire décodé, et un bit supplémentaire qui identifie cette table.
Une troisième table de codage peut être constituée pour coder 231 informations supplémentaires (telles qu'un symbole indicateur de début de message, un symbole indicateur de fin de message, des codes de contrôle d'erreur, etc) au moyen de 231 autres symboles de poids nuls. Un mode de mise en œuvre préférentiel consiste à changer de table de codage pour indiquer le début d'un message ; et en outre à indiquer ce début par un symbole qui n'est pas imitable par une combinaison de deux symboles successifs, parmi ceux utilisés dans les tables de codage. Ce symbole est pas exemple 4- 4- 4- 4-.
La figure 1 représente le schéma synoptique d'un exemple de codeur pour cet exemple de mise en œuvre (8B/8T) du procédé selon l'invention, sur une ligne métallique. Il comporte : - une mémoire 1 contenant deux tables de codage, Tl et T2, et ayant :
— une entrée 8 sélectionnant une table, cette entrée recevant un signal binaire T qui représente une information binaire à transmettre (par exemple pour indiquer un début de trame),
— une entrée d'adresse, 7, commune pour les deux tables Tl et T2, cette entrée recevant un mot binaire D qui est un octet de données à coder ;
— et une sortie fournissant seize bits, sous la forme d'un mot A de huit bits et un mot B de huit bits ;
- deux registres, 2 et 3, ayant chacun huit entrées parallèles et une sortie série, huit bits de la sortie de la mémoire 1 étant appliqués aux entrées du registre 2 et les huit autres bits étant appliqués aux entrées du registre 3 ;
- deux amplificateurs de ligne, 4 et 5, ayant chacun une entrée reliée respectivement à une sortie d'un des registres 2 et 3 ;
- et un transformateur de ligne, 6 , ayant un enroulement primaire relié aux sorties des deux amplificateurs de ligne 4 et 5, et un enroulement secondaire relié à une ligne de transmission bifilaire, non représentée.
Des moyens de commande non représentés commandent les registres 2 et 3 en synchronisme avec la mémoire 1 .
La sortie de chacun des amplificateurs 4 et 5 ne peut avoir qu'un état haut ou un état bas, cet état étant commandé par un signal binaire appliqué à son entrée. L'envoi d'un chiffre ternaire de valeur 4-1 et réalisé en mettant la sortie de l'amplificateur 4 à un niveau haut et la sortie de l'amplificateur 5 à un niveau bas. L'envoi d'un chiffre ternaire de valeur -1 est réalisé en mettant la sortie de l'amplificateur 4 à un niveau bas et la sortie de l'amplificateur 5 à un niveau haut. L'envoi d'un chiffre ternaire de valeur 0 et réalisé en mettant la sortie de l'amplificateur 4 à un niveau haut et la sortie de l'amplificateur 5 à un niveau haut, par exemple.
Par exemple, si la table Tl est utilisée, sa partie Tl a fournit les bits activant l'amplificateur 5, et sa partie Tl b fournit les bits activant l'amplificateur 4. Pour coder un symbole, il faut activer l'amplificateur 5 avec huit bits successifs qui sont les huit bits constituant le mot A. Parallèlement, il faut activer l'amplificateur 4 avec huit autres bits successifs qui sont les huit bits constituant le mot B. La mémoire 1 fournit ces seize bits (mot A et mot B) en une seule fois, aux registres à décalage 2 et 3. Ces registres ont pour fonction de les restituer séquentiellement en huit temps successifs.
Par exemple, pour émettre le symbole S = 004-0 — 4- 4-, la mémoire 1 fournit simultanément les mots A et B suivants (mot A = colonne A ; mot B = colonne B) :
Le registre 2 enregistre en parallèle le contenu A de la deuxième colonne du tableau ci-dessus. Le registre 3 enregistre en parallèle le contenu B de la troisième colonne du tableau ci-dessus. Pour chaque symbole, les registres 2 et 3 sont lus huit fois pour que chacun restitue en série huit bits successivement.
La figure 2 représente le schéma synoptique d'un exemple de décodeur pour cet exemple de mise en œuvre (8B/8T) du procédé selon l'invention, sur une ligne métallique. Il comporte :
- Un transformateur de ligne 1 1 ayant un enroulement primaire relié à une ligne bifilaire, non représentée, et un enroulement secondaire ;
- deux récepteurs de ligne, 12 et 13, ayant chacun une entrée reliée à l'enroulement secondaire du transformateur 1 1 ; - deux registres, 14 et 15, ayant une entrée série et huit sorties parallèles ;
- et une mémoire 16 contenant deux tables de décodage Tl ' et 12', cette mémoire ayant :
— une entrée d'adresse recevant huit bits fournis par les sorties du registre 14 (mot A), et huit bits fournis par les sorties du registre 15 (mot B) ;
— une sortie 1 7 fournissant un mot binaire D de huit bits qui est un octet de données décodées ;
— une sortie 18 fournissant un bit T restituant une information binaire supplémentaire (par exemple un début de trame) ; -- et une sortie 1 9 fournissant un bit E indiquant, le cas échéant, que le symbole reçu ne correspond à aucun des symboles attendus, et qu'il est donc erroné.
Des moyens de commande non représentés commandent les registres 14 et 15 en synchronisme avec la mémoire 16. La sortie de chacun des amplificateurs 12 et 13 ne peut avoir qu'un état haut ou un état bas représentant respectivement les valeurs 0 et 1 . La réception d'un chiffre ternaire de valeur 4- 1 se traduit par une valeur 1 à la sortie de l'amplificateur 12 et une valeur 0 à la sortie de l'amplificateur 13. La réception d'un chiffre ternaire de valeur -1 se traduit par une valeur 0 à la sortie de l'amplificateur 12 et une valeur 1 à la sortie de l'amplificateur 13. La réception d'un chiffre ternaire de valeur 0 se traduit par une valeur 0 à la sortie de l'amplificateur 12 et une valeur 0 à la sortie de l'amplificateur 14, par exemple.
Chaque chiffre ternaire reçu est donc représenté par une paire de bits. Le registre 14 enregistre le premier bit de chaque paire. Le registre 15 enregistre le second bit de chaque paire. Pour chaque symbole, les registres 14 et 15 sont commandés huit fois pour que chacun enregistre huit bits successivement. Les deux bits d'une même paire sont respectivement enregistrés par les registres 14 et 15 simultanément.
Le décodage d'un symbole S, constitué de huit chiffres ternaires, en un mot binaire D de huit bits en est réalisé en deux étapes :
Dans une première étape, huit paires de bits, qui correspondent respectivement à huit chiffres ternaires constituant un symbole reçu, sont enregistrées successivement dans les registres 14 et 15.
Dans une seconde étape, les sorties parallèles des registres 14 et 15 fournissent simultanément ces huit paires de bits à l'entrée d'adresse de la mémoire 16, sous la forme d'un mot binaire A de huit bits, et d'un mot binaire B de huit bits. Par exemple, lorsque le symbole S = 004-0 — 4-4- a été reçu, elles fournissent simultanément les huit paires de bits suivantes (colonnes A et B) :
Les seize bits 1 1 10001 1 , 00001 100 appliqués à l'entrée d'adresse de la mémoire 16 permettent d'y lire un mot binaire de neuf bits, sauf si le symbole reçu est erroné. Parmi ces neuf bits, huit bits constituent un mot binaire de données décodées, D, et le neuvième bit, T, indique si le symbole reçu appartient à la table de codage Tl ' ou à la table de décodage T2'.
Si on souhaite réduire la rapidité de modulation, et donc le débit en ligne, il faut choisir une valeur de q inférieure à la valeur de p.
Un troisième exemple de mise en œuvre, remplissant cette condition, consiste à coder 65536 mots binaires de 16 bits au moyen de symboles comportant 12 chiffres ternaires (codage 1 6B/12T). Le nombre de symboles de poids nul est supérieur à deux fois 65536. Une première table de codage est constituée en codant les 65536 mots binaires au moyen de 65536 symboles de poids nul. Une deuxième table de codage est constituée en codant les 65536 mots binaires au moyen de 65536 autres symboles de poids nul. Le passage de la première à la deuxième table de codage code une information supplémentaire. La réalisation d'un codeur et d'un décodeur pour ce type de codage est analogue à celle décrite précédemment.
Un quatrième exemple de mise en œuvre, qui convient pour une ligne à transmission optique , consiste à coder 256 mots binaires de 8 bits au moyen de symboles comportant 10 bits (codage 8B/10B). Le nombre de symboles est de 1024. Une première table de codage est constituée en codant les 256 mots binaires au moyen de 256 premiers symboles. Une deuxième table de codage est constituée en codant les 256 mots binaires au moyen de 256 seconds symboles. Il reste 512 symboles inutilisés qui contribuent à faciliter la détection des erreurs. Le passage de la première à la deuxième table de codage code une information supplémentaire.
La réalisation d'un codeur et d'un décodeur pour ce type de codage est analogue à celle décrite précédemment.

Claims

REVENDICATIONS :
1 ) Procédé de codage, consistant à coder un mot de p bits avec un symbole composé de q chiffres ternaires, selon une pluralité de tables de codage, la table de codage étant choisie pour chaque mot binaire à coder, en fonction d'au moins une information à coder ; caractérisé en ce que p et q sont choisis tels que le nombre de symboles ayant un poids nul est au moins égal à 2 x 2P ; en ce qu'une première table de codage comporte 2P symboles, ayant un poids nul ; et en ce qu'une seconde table de codage comporte 2P autres symboles ayant un poids nul.
2) Procédé de codage, consistant à coder un mot de p bits avec un symbole composé de q chiffres ternaires, selon une pluralité de tables de codage, la table de codage étant choisie pour chaque mot binaire à coder, en fonction d'au moins une information à coder ; caractérisé en ce que p et q sont choisis tels que le nombre de symboles ayant un poids nul ou égal à +. 1 est au moins égal à 3 x 2P ; en ce qu'une première table de codage comporte 2P symboles, ayant un poids nul ; en ce qu'une deuxième table de codage comporte 2P autres symboles ayant un poids égal à -1 ; et en ce qu'une troisième table de codage comporte 2P autres symboles ayant un poids égal à 4- 1 .
3) Procédé de codage consistant à coder un mot de p bits avec un symbole composé de q chiffres binaires, selon une pluralité de tables de codage, la table de codage étant choisie pour chaque mot binaire à coder, en fonction d'au moins une information à coder ; caractérisé en ce que p et q sont choisis tels que q est supérieur ou égal à p4- l ; en ce qu'une première table de codage comporte 2P symboles, et une deuxième table de codage comporte 2P autres symboles.
4) Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il consiste à changer de table de codage pour indiquer le début d'un message ; et en outre à indiquer ce début par un symbole qui n'est pas imitable par une combinaison de deux symboles successifs, parmi ceux utilisés dans les tables de codage.
5) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il consiste en outre à alterner le codage selon la deuxième et la troisième table, en fonction de la valeur courante de la somme des poids des symboles précédemment codés et transmis.
6) Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que p≈ l ό et q = 12.
7) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que p=8 et q = 10.
8) Codeur pour coder un mot de p bits avec un symbole composé de q chiffres ternaires, comportant deux tables de codage (Tl , T2), et des moyens (8) pour sélectionner une table de codage en fonction d'une information à coder ; caractérisé en ce en ce que le nombre total de symboles ayant un poids nul est au moins égal à 2 x 2P ; en ce qu'une première table de codage comporte 2P symboles, ayant un poids nul ; et en ce qu'une seconde table de codage comporte 2P autres symboles ayant un poids nul. 9) Codeur pour coder un mot binaire, comportant des moyens pour mémoriser au moins trois tables de codage, et des moyens pour sélectionner une table de codage en fonction d'une information à coder ; caractérisé en ce en ce que p et q sont choisis tels que le nombre de symboles ayant un poids nul ou égal à + 1 est au moins égal à 3 x 2P ; en ce qu'une première table de codage comporte 2P symboles, ayant un poids nul ; en ce qu'une deuxième table de codage comporte 2P autres symboles ayant un poids égal à -1 ; et en ce qu'une troisième table de codage comporte 2P autres symboles ayant un poids égal à 4- 1 .
10) Codeur pour coder un mot de p bits avec un symbole composé de q chiffres binaires, comportant deux tables de codage, la table de codage étant choisie pour chaque mot binaire à coder, en fonction d'au moins une information supplémentaire à coder ; caractérisé en ce que q est supérieur ou égal à p4- l ; et en ce qu'une première table de codage comporte 2P symboles, et une deuxième table de codage comporte 2P autres symboles.
1 1 ) Décodeur pour décoder un mot binaire, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (16) pour mémoriser au moins deux tables de décodage (TV, T2'), et des moyens (16, 18) pour restituer une information en fonction de la table de décodage qui a permis de décoder un mot binaire ; caractérisé en ce que le nombre total de symboles ayant un poids nul est au moins égal à 2 x 2P ; en ce qu'une première table de codage comporte 2P symboles, ayant un poids nul ; et en ce qu'une deuxième table de codage comporte 2P autres symboles ayant un poids nul. 12) Décodeur pour décoder un mot binaire, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour mémoriser au moins deux tables de décodage, et des moyens pour restituer une information en fonction de la table de décodage qui a permis de décoder un mot binaire ; caractérisé en ce que le nombre total de symboles ayant un poids nul ou égal à +. 1 est au moins égal à 3 x 2P ; en ce qu'une première table de codage comporte 2P symboles, ayant un poids nul ; en ce qu'une deuxième table de codage comporte 2P autres symboles ayant un poids égal à -1 ; et en ce qu'une troisième table de codage comporte 2P autres symboles ayant un poids égal à 4- 1 .
13) Décodeur pour décoder un mot binaire, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour mémoriser au moins deux tables de décodage, et des moyens pour restituer une information en fonction de la table de décodage qui a permis de décoder un mot binaire ; caractérisé en ce que q est supérieur ou égal à p4- l ; en ce qu'une première table de codage comporte 2P symboles, et une deuxième table de codage comporte 2P autres symboles.
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