FR2566979A1 - Extracteur de rythme pour systeme de transmission de donnees - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN EXTRACTEUR DE RYTHME FOURNISSANT UN SIGNAL DE SYNCHRONISATION CORRESPONDANT AU RYTHME DE TRANSMISSION DE SYMBOLES SUR UNE PORTEUSE MODULEE. L'EXTRACTEUR COMPORTE DES MOYENS 1 POUR ECHANTILLONNER ET NUMERISER LA PORTEUSE MODULEE; UN MULTIPLICATEUR 2 POUR ELEVER AU CARRE CHAQUE VALEUR DU SIGNAL D'ENTREE; UN FILTRE PASSE-BANDE 7 DONT LA FREQUENCE CENTRALE EST EGALE AU RYTHME DE TRANSMISSION DES SYMBOLES, DONT LA BANDE PASSANTE EST COMMANDABLE, ET DONT LE RETARD DE TRANSMISSION EST RENDU CONSTANT QUELLE QUE SOIT LA BANDE PASSANTE; UN DETECTEUR DE PASSAGE A ZERO 8 RECEVANT LES VALEURS DU SIGNAL FILTRE ET FOURNISSANT UN SIGNAL TRADUISANT LE RYTHME DES SYMBOLES TRANSMIS; DES MOYENS 16 DE CONTROLE DE LA PURETE SPECTRALE DU SIGNAL FILTRE, FOURNISSANT UN SIGNAL LOGIQUE V INDIQUANT QUE LE REGIME DE FONCTIONNEMENT EST ETABLI ET COMMANDANT UNE REDUCTION DE LA BANDE PASSANTE DU FILTRE 7; ET COMPORTE EN OUTRE DES MOYENS 17 ET 18 POUR FOURNIR UN SIGNAL DE SYNCHRONISATION DE REMPLACEMENT PENDANT LES PERIODES OU LA TRANSMISSION EST PERTURBEE. APPLICATION AUX EQUIPEMENTS RECEPTEURS DE DONNEES.
Description
Extracteur de rythme pour système de transmission de données
L'invention concerne un extracteur de rythme qui, dans la partie réceptrice des équipements de transmission de données, a pour fonction de fournir un signal de synchronisation dont le rythme est identique au rythme de transmission des symboles.
L'invention concerne un extracteur de rythme qui, dans la partie réceptrice des équipements de transmission de données, a pour fonction de fournir un signal de synchronisation dont le rythme est identique au rythme de transmission des symboles.
La transmission des symboles par modulation d'une porteuse est réalisée à un rythme constant F5. L'extraction de ce signal de synchronisation doit etre réalisée avec précision car ce signal est utilisé pour commander l'échantillonnage et la démodulation de l'onde porteuse des données et le taux des erreurs de démodulation dépend beaucoup de la précision de ce signal de synchronisation.
La suite des symboles transmis étant aléatoire, le signal reçu n'a pas de périodicité apparente, cependant le rythme de transmission des symboles étant constant, le spectre du carré du signal reçu comporte une oscillation à la fréquence F . L'extraction de cette oscillation permet
s d'obtenir un signal de synchronisation. Cette extraction doit être réalisée avec une grande sélectivité pour obtenir une onde sinusoldale pure et en déduire un signal de synchronisation précis.
s d'obtenir un signal de synchronisation. Cette extraction doit être réalisée avec une grande sélectivité pour obtenir une onde sinusoldale pure et en déduire un signal de synchronisation précis.
Il est connu de réaliser un extracteur de rythme comportant: un convertisseur analogique-numérique recevant la porteuse modulée et restituant une suite de valeurs numériques traduisant son amplitude; un multiplicateur pour élever au carré les valeurs de cette suite ; un filtre passe-bas pour réaliser un filtrage préliminaire éliminant les fréquences supérieures à la fréquence F5; un filtre passe-bande dont la fréquence centrale est égale à F et dont la bande passante est fixe; et un dispositif
s de détection des passages à zéro, fournissant un signal logique quand la suite des valeurs fournies par-le filtre passe-bande change de signe. Ce signal logique constitue le signal de synchronisation.
s de détection des passages à zéro, fournissant un signal logique quand la suite des valeurs fournies par-le filtre passe-bande change de signe. Ce signal logique constitue le signal de synchronisation.
Pour obtenir une bonne précision de la synchronisation, la sélectivité du filtre passe-bande doit être très grande. Malheureusement une grande sélectivité entraine une durée de convergence très longue. D'une part, celle-ci allonge la période d'établissement d'une liaison et, d'autre part, quand la liaison est établie, elle nuit parfois à la précision de la synchronisation car le dispositif extracteur de rythme n'arrive pas à suivre des fluctuations brusques de la phase des signaux transmis lorsque ceux-ci sont affectés par des perturbations de la ligne de transmission.Il est connu de diminuer la durée de la convergence, lors de l'établissement d'une liaison, en transmettant une séquence particulière de symboles fournissant une oscillation d'amplitude particulièrement forte à la fréquence Fs Cette solution nécessite donc la transmission d'une séquence particulière lors de l'établissement d'une liaison, et surtout a pour inconvénient de n'être pas applicable lors d'un régime transitoire dû à une perturbation de la ligne.
L'invention a pour objet un extracteur de rythme qui n'a pas cet inconvénient. A cet effet, I'extracteur selon l'invention comporte un filtre à bande passante variable, celle-ci étant large pendant les régimes transitoires, que ce soit lors de l'établissement d'une liaison ou lors d'une perturbation de la ligne, et étant étroite en régime établi. La discrimination entre les régimes transitoires et le régime établi est réalisée en contrôlant la pureté spectrale du signal de synchronisation obtenu.
Selon l'invention, un extracteur de rythme pour système de transmission de données comportant:
- des moyens pour échantillonner et numériser un signal d'entrée constitué par une porteuse modulée par des symboles transmis à un rythme Fs;
- un multiplicateur pour élever au carré chaque valeur du signal d'entrée;
- un filtre passe-bande dont la fréquence centrale est égale à F5, recevant une suite de valeurs fournies par le multiplicateur et restituant une suite de valeurs y(n), correspondant à un signal filtré;
- un détecteur de passages à zéro recevant les valeurs y(n) et fournissant un signal logique C lorsque cette suite de valeurs change de signe, ce signal C traduisant le rythme des symboles transmis;
est caractérisé en ce que la bande passante du filtre passe-bande est commandable;;
et en ce qu'il comporte en outre des moyens pour contrôler la pureté spectrale du signal filtré et fournir un signal de commande V de la bande passante du filtre, afin de diminuer sa valeur lorsque le fonctionnement de ce filtre a atteint son régime permanent.
- des moyens pour échantillonner et numériser un signal d'entrée constitué par une porteuse modulée par des symboles transmis à un rythme Fs;
- un multiplicateur pour élever au carré chaque valeur du signal d'entrée;
- un filtre passe-bande dont la fréquence centrale est égale à F5, recevant une suite de valeurs fournies par le multiplicateur et restituant une suite de valeurs y(n), correspondant à un signal filtré;
- un détecteur de passages à zéro recevant les valeurs y(n) et fournissant un signal logique C lorsque cette suite de valeurs change de signe, ce signal C traduisant le rythme des symboles transmis;
est caractérisé en ce que la bande passante du filtre passe-bande est commandable;;
et en ce qu'il comporte en outre des moyens pour contrôler la pureté spectrale du signal filtré et fournir un signal de commande V de la bande passante du filtre, afin de diminuer sa valeur lorsque le fonctionnement de ce filtre a atteint son régime permanent.
L'invention sera mieux comprise et d'autres détails apparaîtront à l'aide de la description ci-dessous, d'un exemple de réalisation de l'extrac- teur de rythme selon l'invention, et à l'aide de la figure l'accompagnant, qui représente le schéma synoptique de cet exemple de réalisation.
Dans cet exemple, une porteuse de fréquence 1200 Hz est modulée selon une modulation QAM qui est une combinaison d'une modulation d'amplitude et d'une modulation de phase permettant de transmettre des symboles pouvant prendre 16 valeurs distinctes à un rythme de 600 bauds.
Un signal analogique constitué de la porteuse modulée est appliquée à une borne d'entrée 17, et un signal de synchronisation représentatif du rythme de transmission des symboles est restitué sur une borne de sortie 15.
Cet exemple de réalisation comporte: un convertisseur analogique-numérique I ; un multiplicateur 2 ; un filtre passe-bande 7, à fréquence centrale fixe et à largeur de bande commandable; un circuit 16 de contrôle de pureté spectrale; un détecteur 8 de passage à zéro, un générateur 17 d'un signal d'horloge S; et un dispositif d'aiguillage 18. Le signal analogique appliqué à la borne d'entrée 17 est échantillonné à la fréquence de 9600 Hz et numérisé par le convertisseur analogiquenumérique 1. Le générateur de l'horloge d'échantillonnage n'est pas représenté. Chaque valeur fournie par le convertisseur 1 est élevée au carré par le multiplicateur 2 qui possède deux entrées reliées à la sortie du convertisseur 1. La sortie du multiplexeur 2 est reliée à une première entrée du filtre 7.
Le signal d'entrée a un spectre qui ne comporte pas de raie à la fréquence 600 Hz. Le multiplicateur 2 a pour fonction de faire apparaître une raie à 600 Hz correspondant à la périodicité cachée des transitions intersymboles, ces transitions étant séparées par des durées aléatoires mais qui sont toujours multiples de F Le filtre passe-bande 7 a pour roule
s d'extraire l'oscillation à 600 Hz en éliminant toutes les autres oscillations, de fréquence proche ou éloignée. Quand la suite de symboles est aléatoire le spectre du signal appliqué au filtre 7 est un spectre continu comportant un maximum à la fréquence 600 Hz; la sélectivité du filtre 7 doit alors être très grande pour obtenir une oscillation pure à 600 Hz.
s d'extraire l'oscillation à 600 Hz en éliminant toutes les autres oscillations, de fréquence proche ou éloignée. Quand la suite de symboles est aléatoire le spectre du signal appliqué au filtre 7 est un spectre continu comportant un maximum à la fréquence 600 Hz; la sélectivité du filtre 7 doit alors être très grande pour obtenir une oscillation pure à 600 Hz.
Le filtre passe-bande 7 possède une seconde entrée reliée à une sortie du circuit 16 de contrôle de pureté spectrale, et une sortie reliée d'une part à une entrée du détecteur 8 et à une entrée du circuit 16. Le générateur 17 possède une première et une seconde sortie reliées respectivement à une première et une seconde entrée de l'aiguillage 18. Une première et une seconde entrée du générateur 17 sont reliées respectivement à une sortie du détecteur 8 et à la sortie du circuit 16. L'aiguillage 18 possède une troisième entrée reliée à la sortie du circuit 16, et une sortie reliée à la borne de sortie 15 de l'extracteur de rythme.
Le filtre passe-bande 7 a une fréquence centrale fixe, égale à 600 Hz. Sa bande passante peut prendre deux valeurs distinctes sous la commande d'un signal logique appliqué à sa seconde entrée. Ce signal logique est constitué par un signal V fourni par la sortie du circuit 16 lorsque celui-ci détecte une pureté spectrale insuffisante du signal filtré fourni par la sortie du filtre 7. Ce signal filtré, représenté par une suite de valeurs numériques y(n), est appliqué à l'entrée du détecteur 8 de passage à zéro, lequel a pour rôle de fournir un signal logique C lorsque la suite des valeurs y(n) change de signe, ce changement de signe traduisant la fin d'une période de l'onde sinusoldale pure représentée par cette suite.
Le générateur 17 comprend une porte ET 9 et un compteur 10 modulo M. La porte 9 possède deux entrées reliées respectivement à la première et à la seconde entrée du générateur 17 et possède une sortie reliée à la seconde sortie du générateur 17 et à une entrée de remise à zéro du compteur 10.
La première entrée du générateur 17 reçoit le signal C. Lorsque le signal C et le signal V sont générés simultanément, le générateur 17 transmet sur sa seconde sortie le signal C qui représente le rythme des symboles transmis, et ce signal est transmis par l'aiguillage 18 jusqu'à la borne de sortie 15. D'autre part, le signal C synchronise le signal d'horloge
S fourni par la première sortie du générateur 17. Lorsque le signal C n'est pas généré, ou bien lorsque le signal V n'est pas généré, par exemple à la suite d'une interruption momentanée de la transmission, le signal S continue à être généré par le générateur 17 et il est aiguillé vers la borne de sortie 15 par l'aiguillage 18 afin de constituer un signal de synchronisa tion permettant de maintenir un fonctionnement synchrone du récepteur de données relié à la borne 15.
S fourni par la première sortie du générateur 17. Lorsque le signal C n'est pas généré, ou bien lorsque le signal V n'est pas généré, par exemple à la suite d'une interruption momentanée de la transmission, le signal S continue à être généré par le générateur 17 et il est aiguillé vers la borne de sortie 15 par l'aiguillage 18 afin de constituer un signal de synchronisa tion permettant de maintenir un fonctionnement synchrone du récepteur de données relié à la borne 15.
La sortie du circuit 16 fournit le signal logique V lorsque le signal représenté par la suite des valeurs y(n) a une pureté spectrale supérieure à un seuil fixé, c'est-à-dire lorsque le régime de fonctionnement de lextrac- teur de rythme est établi. Le signal V est appliqué à la seconde entrée du générateur 17 pour valider le signal logique C, et lui permettre alors de synchroniser le signal d'horloge S et d'être transmis vers la seconde sortie du générateur 17.
Les signaux logiques C et V sont générés sous la forme d'un niveau haut. Le signal V valide la porte 9 pour transmettre le signal C à l'entrée de remise à zéro du compteur 1Q et à la seconde sortie du générateur 17.
Le compteur 10 possède une entrée d'horloge non représentée qui reçoit le signal d'horloge d'échantillonnage. Le modulo est égal au rapport M entre la fréquence d'échantillonnage et la fréquence de transmission des sym- boles, dans cet exemple M = 16. Une sortie du compteur 10 est reliée à la première sortie du générateur 17 et fournit un signal logique de niveau haut lorsque le contenu du compteur 10 passe par la valeur zéro. Ce signal constitue le signal d'horloge S. Il est synchronisé par le signal C lorsque le signal logique V est généré, mais il n'est pas transmis par l'aiguillage 18.
Par contre, lorsque ie signal V n'est plus généré le compteur 10 continue à compter sur sa lancée et le signal S est transmis par l'aiguillage 18 vers la borne 15.
L'aiguillage 18 est constitué de deux portes ET 12 et 13, d'une porte OU 14 et d'un inverseur logique Il. La première entrée de l'aiguillage 18 est reliée à une première entrée de la porte 12, la troisième entrée est reliée à l'entrée de l'inverseur 11 et à une première entrée de la porte 13, et une seconde entrée est reliée à une seconde entrée de la porte 13. Une première et une seconde entrée de la porte 14 sont reliées respectivement aux sorties des portes 12 et 13. La sortie de la porte 14 constitue la sortie de l'aiguillage 18 et est reliée à la borne de sortie 15 de l'extracteur de rythme. Quand le signal V est généré il valide la porte 13 pour transmettre le signal C, et lorsque le signal V n'est pas généré la porte 13 est bloquée et la porte 12 est validée pour transmettre le signal S.
Le filtre passe-bande 7 comporte : un filtre passe-bas 3; deux dispositifs à retard 4 et 5 ; un multiplexeur 6; quatre multiplicateurs: 20, 25, 27, et 28 ; deux registres 23 et 24 ; deux additionneurs 22 et 26 ; et un dispositif 21 de sélection de coefficients. Le filtre passe-bas 3 est un filtre numérique classique dont la bande passante est de 1200 Hz, ayant une entrée qui constitue la première entrée du filtre 7 et qui est donc reliée à la sortie du multiplicateur 2. Une sortie du filtre passe-bas 3 est reliée à une entrée du dispositif à retard 4 et à une entrée du dispositif à retard 5. Les sorties de ces dispositifs à retard 4 et 5 sont reliées respectivement à deux entrées du multiplexeur 6.
La seconde entrée du filtre 7 est reliée à une entrée de commande du multiplexeur 6 et à une entrée de commande du dispositif 21 de sélection de coefficients. Trois sorties du dispositif 21 fournissent respectivement les valeurs de trois coefficients respectivement à trois premières entrées des multiplicateurs: 20, 27, 28. Une seconde entrée du multiplicateur 20 est reliée à une sortie du multiplexeur 6, et sa sortie est reliée à une première entrée de l'additionneur 22. Deux autres entrées de l'additionneur 22 sont reliées respectivement à des sorties du multiplicateur 27 et du multiplicateur 28.
Une sortie de l'additionneur 22 est reliée d'une part à une première entrée de l'additionneur 26 et d'autre part à une entrée du registre 23. Une sortie du registre 23 est reliée à des secondes entrées des multiplicateurs 25 et 27 et à une entrée du registre 24. Une sortie du multiplicateur 25 est reliée à une seconde entrée de l'additionneur 26. Une sortie du registre 24 est reliée à une troisième entrée de l'additionneur 26 et à une seconde entrée du multiplicateur 28. Une sortie de l'additionneur 26 constitue la sortie du filtre passe-bande 7.
Les dispositifs à retard 4 et 5 sont constitués respectivement de cinq registres reliés en série et de trois registres reliés en série pour procurer des retard t1 et T2 respectivement égaux à cinq et à trois périodes d'échantillonnage. Ces registres, ainsi que les registres 23 et 24 ont une capacité correspondant à une valeur numérique et sont commandées par le signal de l'horloge d'échantillonnage. Quand le signal logique V est généré, c'est-à-dire quand le régime de fonctionnement est établi, le multiplexeur 6 relie sa seconde entrée à sa sortie pour mettre en service le dispositif à retard 5 et réciproquement quand le signal logique V n'est pas généré le multiplexeur 6 relie sa première entrée à sa sortie pour mettre en service le dispositif à retard 4.Ces dispositifs à retard ont pour rôles de garder constant le retard causé par l'ensemble du filtre 7 quelque soit la valeur de la bande passante qui est commandée.
Les éléments 20 à 28 constituent un filtre récursif du second ordre ayant une fréquence centrale fixe et une bande passante variable qui est déterminée par les valeurs des coefficients fournis par le dispositif 21. Pendant un régime transitoire, le dispositif à retard 4 est en service et le dispositif 21 fournit des coefficients aO o - b1 , - b2 respectivement aux multiplicateurs 20, 27 et 28.La fonction de transfert de l'ensemble du filtre passe-bande 7 est:
-1 1 + al z-l + -2
H (z) = a . znl 1 +a1 b -2 (1)
1 o l+b1 ' + b2 z2
où nl est le nombre de périodes d'échantillonnage correspondant au retard T1
La sortie du filtre 7 fournit une suite de valeurs numériques y(n) telles que:
y(n) = w(n). + al . wu (n-l) + w (n-2) (2)
où w (n), w(n-l), et w(n-2) sont les valeurs fournies à l'instant considéré respectivement par la sortie de l'additionneur 22, la sortie du registre 23 et la sortie du registre 24. A l'instant considéré, w(n) est égal a::
w(n) = aO. u(n-nl) - b1 (n-l) - b2 .w(n-2) (3)
où u(n-nl) est la valeur fournie par la sortie du dispositif à retard 4 qui provoque un retard de nl périodes d'échantillonnage.
-1 1 + al z-l + -2
H (z) = a . znl 1 +a1 b -2 (1)
1 o l+b1 ' + b2 z2
où nl est le nombre de périodes d'échantillonnage correspondant au retard T1
La sortie du filtre 7 fournit une suite de valeurs numériques y(n) telles que:
y(n) = w(n). + al . wu (n-l) + w (n-2) (2)
où w (n), w(n-l), et w(n-2) sont les valeurs fournies à l'instant considéré respectivement par la sortie de l'additionneur 22, la sortie du registre 23 et la sortie du registre 24. A l'instant considéré, w(n) est égal a::
w(n) = aO. u(n-nl) - b1 (n-l) - b2 .w(n-2) (3)
où u(n-nl) est la valeur fournie par la sortie du dispositif à retard 4 qui provoque un retard de nl périodes d'échantillonnage.
Dans cet exemple, pendant le régime transitoire les coefficients du filtre sont les suivants
aO = I au=1,84 bl = - 1,66 b2 = 0,81
La bande passante du filtre 7 est alors : ± 5 Hz à - 1 dB et + 50 Hz à - 20 dB.
aO = I au=1,84 bl = - 1,66 b2 = 0,81
La bande passante du filtre 7 est alors : ± 5 Hz à - 1 dB et + 50 Hz à - 20 dB.
Quand le signal logique V est généré, c'est-à-dire lorsque le régime permanent est atteint, le dispositif 21 fournit des valeurs
Ao ,- B , - B2 à la place des valeurs ao, - bl ,et - b2 La fonction de transfert du filtre 7 devient:
-n2 1+a1.z-1+z-2 H2(z) = Ao . z .-------------- (4)
1 + B1.z-1 + B2-z-2
I + B1. + B2.
Ao ,- B , - B2 à la place des valeurs ao, - bl ,et - b2 La fonction de transfert du filtre 7 devient:
-n2 1+a1.z-1+z-2 H2(z) = Ao . z .-------------- (4)
1 + B1.z-1 + B2-z-2
I + B1. + B2.
où n2 est le nombre de périodes d'échantillonnage du retard correspondant à I2 .
La suite des valeurs y(n) fournie par la sortie du filtre 7 est alors donnée par les formules:
y(n) =vu(n) + al .w(n-l) +u(n-2) avec (5)
w(n)=Ao u(n-n2) - B1 .w(n-l) - B2 .w(n-2) (6)
Dans cet exemple les coefficients du filtre ont pour valeurs:
Ao = 1 B1 = - 1,8459 B2 = 0,998
La bande passante obtenue est alors égale à: + 1 Hz à - 1 dB et + 20 Hz à - 20 dB.
y(n) =vu(n) + al .w(n-l) +u(n-2) avec (5)
w(n)=Ao u(n-n2) - B1 .w(n-l) - B2 .w(n-2) (6)
Dans cet exemple les coefficients du filtre ont pour valeurs:
Ao = 1 B1 = - 1,8459 B2 = 0,998
La bande passante obtenue est alors égale à: + 1 Hz à - 1 dB et + 20 Hz à - 20 dB.
Cette bande passante très étroite permet d'extraire une oscilla tion à la fréquence F et d'une grande pureté bien qu'elle soit noyée dans
s le spectre continu engendré par la transmission bune suite aléatoire de symboles.
s le spectre continu engendré par la transmission bune suite aléatoire de symboles.
Au moment de la commutation du multiplexeur 6 et du changement des valeurs des coefficients par le dispositif 21, il n'y a pas de discontinuité dans la suite des valeurs y(n) fournie par le filtre 7 car les valeurs numériques u(n-l) et u(n-2) fournies par les registres 23 et 24 correspondent à un régime permanent. Les coefficients du filtre sont choisis en respectant les conditions mathématiques suivantes:
al = 2 cos O
b1 = - 2 e cos O b2 = 2
B1 = - 2r cos 0
2
B = r 1 > r#et 0 = 360 = 360 = cos 22,5
M - 16
pour obtenir un filtre passe-bande dont la fréquence centrale est égaie à M fois la fréquence d'échantillonnage.Sa bande passante est réduite pendant le régime établi grâce à r
Le choix de la valeur de la bande passante détermine les valeurs des coefficients mais ces valeurs sont légèrement modifiées ensuite pour que la différence des temps de propagation soit égale à un nombre entier de périodes d'échantillonnages lorsque la bande passante varie, afin de pouvoir réaliser les dispositifs à retard 4 et 5 au moyen d'un nombre entier de registres. Enfin les valeurs nl et n2 sont déterminées afin de satisfaire à la relation:
n1 . T + T'î = n2 . T + t2 où T est la période d'échantillonnage et où t'1 et t'2 sont les temps de propagation de groupe à travers le filtre 7 dans les deux cas considérés.Cette dernière équation traduit le fait que le retard du signal à travers le filtre 7 est maintenu constant par les dispositifs à retard 4 et 5 quand la bande passante varie.
al = 2 cos O
b1 = - 2 e cos O b2 = 2
B1 = - 2r cos 0
2
B = r 1 > r#et 0 = 360 = 360 = cos 22,5
M - 16
pour obtenir un filtre passe-bande dont la fréquence centrale est égaie à M fois la fréquence d'échantillonnage.Sa bande passante est réduite pendant le régime établi grâce à r
Le choix de la valeur de la bande passante détermine les valeurs des coefficients mais ces valeurs sont légèrement modifiées ensuite pour que la différence des temps de propagation soit égale à un nombre entier de périodes d'échantillonnages lorsque la bande passante varie, afin de pouvoir réaliser les dispositifs à retard 4 et 5 au moyen d'un nombre entier de registres. Enfin les valeurs nl et n2 sont déterminées afin de satisfaire à la relation:
n1 . T + T'î = n2 . T + t2 où T est la période d'échantillonnage et où t'1 et t'2 sont les temps de propagation de groupe à travers le filtre 7 dans les deux cas considérés.Cette dernière équation traduit le fait que le retard du signal à travers le filtre 7 est maintenu constant par les dispositifs à retard 4 et 5 quand la bande passante varie.
Le circuit 16 de contrôle de pureté spectrale comporte des moyens pour calculer une valeur théorique y'(n) du signal filtré par le filtre passe-bande 7, à partir des deux dernières valeurs, y(n-2) et y(n-l > , fournies par ce filtre 7 et des moyens pour calculer une valeur quadrati que moyenne P de y'(n) - y(n). Ces moyens comportent trois registres 30,
e 31 et 44 ; quatre multiplicateurs 33, 40, 41, et 43; et trois additionneurs 32, 39, et 42. Les additionneurs 32 et 39 comportent une première entrée sans inversion de signe et une seconde entrée avec une inversion de signe permettant de réaliser des soustractions.
e 31 et 44 ; quatre multiplicateurs 33, 40, 41, et 43; et trois additionneurs 32, 39, et 42. Les additionneurs 32 et 39 comportent une première entrée sans inversion de signe et une seconde entrée avec une inversion de signe permettant de réaliser des soustractions.
Les registres 30 et 31 sont reliés en série à l'entrée du circuit 16.
Les sorties des registres 30 et 31 sont reliées respectivement à une première entrée du multiplicateur 33 et à la seconde entrée de l'additionneur 32. Une seconde entrée du multiplicateur 33 reçoit une valeur constante 2 cos.O et sa sortie est reliée à la première entrée de l'additionneur 32. La sortie de l'additionneur 32 est reliée à la première entrée de l'additionneur 39. La seconde entrée de l'additionneur 39 est reliée à l'entrée du circuit 16 et sa sortie est reliée à deux entrées du multiplicateur 40. Une sortie du multiplicateur 40 est reliée à une première entrée du multiplicateur 41.
Une seconde entrée du multiplicateur 41 reçoit une valeur constante l-K et une sortie est reliée à une premiére entrée de l'additionneur 42. Une seconde entrée de l'additionneur 42 est reliée à une sortie du multiplicateur 43 et une sortie est reliée à une entrée du registre 44. La seconde entrée du multiplicateur 43 reçoit une valeur constante et sa sortie est reliée à une seconde entrée de l'additionneur 42.
La sortie de l'additionneur 32 fournit la valeur y'(n) calculée à partir des valeurs y(n-l) et y(n-2) stockées respectivement par les registres 30 et 31. La valeur y'(n) est calculée par résolution de la suite récurrente linéaire des valeurs fournies précédemment par le filtre 7, selon la formule: = = 2(cosO).y(n-l) - y(n-2) avec cos O = cos 3MO = cos 22,50 dans cet exemple.
L'additionneur 39 permet de calculer la différence entre la valeur théorique y'(n) et la valeur réelle y(n) du signal filtré. La valeur e(n) de la différence est élevée au carré par le multiplicateur 40 puis une moyenne temporelle est réalisée par le multiplicateur 41, l'additionneur 42, le multiplicateur 43, et le registre 44. La constante de temps de cette moyenne temporelle est fixée par la valeur des coefficients 1-K et K.
Dans cet exemple, K = 0,99 .
La sortie de l'additionneur 42 fournit la valeur P de la moyenne
e quadratique des valeurs e(n). Cette puissance est nulle lorsque le signal filtré est une sinusoïde pure car alors les valeurs fournies par le filtre 7 sont égales aux valeurs théoriques correspondant à une sinusolde.
Le circuit 16 comporte en outre des moyens pour calculer une valeur P de la puissance instantanée du signal filtré par le filtre 7. Ces
s moyens sont constitués par : le registre 30 ; quatre multiplicateurs 29, 34, 35 et 37; et deux additionneurs 36 et 38. Des premières entrées des multiplicateurs 29 et 34 sont reliées à la sortie du registre 30, et des secondes entrées reçoivent des valeurs constantes: - cos O et sin O respectivement. La sortie du multiplicateur 29 est reliée à une première entrée de l'additionneur 36. Une seconde entrée de l'additionneur 36 est reliée à entrée du circuit 16, et la sortie de l'additionneur 36 est reliée à deux entrées du multiplicateur 37. La sortie du multiplicateur 37 est reliée à une première entrée de l'additionneur 38.La sortie du multiplicateur 34 est reliée à deux entrées du multiplicateur 35, et la sortie de ce dernier est reliée à une seconde entrée de l'additionneur 38. La sortie de l'additionneur 38 fournit la valeur Ps .
s moyens sont constitués par : le registre 30 ; quatre multiplicateurs 29, 34, 35 et 37; et deux additionneurs 36 et 38. Des premières entrées des multiplicateurs 29 et 34 sont reliées à la sortie du registre 30, et des secondes entrées reçoivent des valeurs constantes: - cos O et sin O respectivement. La sortie du multiplicateur 29 est reliée à une première entrée de l'additionneur 36. Une seconde entrée de l'additionneur 36 est reliée à entrée du circuit 16, et la sortie de l'additionneur 36 est reliée à deux entrées du multiplicateur 37. La sortie du multiplicateur 37 est reliée à une première entrée de l'additionneur 38.La sortie du multiplicateur 34 est reliée à deux entrées du multiplicateur 35, et la sortie de ce dernier est reliée à une seconde entrée de l'additionneur 38. La sortie de l'additionneur 38 fournit la valeur Ps .
s
Le registre 30, les multiplicateurs 29 et 34s et l'additionneur 36 constituent un réseau numérique fournissant une suite de valeurs complexes u(n). La fonction de transfert de ce réseau est H4 (z) = 1 - cos O. z 1 + j .sin 9. z~l .
Le registre 30, les multiplicateurs 29 et 34s et l'additionneur 36 constituent un réseau numérique fournissant une suite de valeurs complexes u(n). La fonction de transfert de ce réseau est H4 (z) = 1 - cos O. z 1 + j .sin 9. z~l .
Lorsque la valeur y(n) est appliquée à l'entrée du circuit 16 ce réseau restitue une valeur complexe:
u(n-l) = ul(n-l) + j .u2(n-1) avec :
u1(n-l) = y(n) - cos O. y(n-l) et
u2(n- 1) = sin O . y(n-a).
u(n-l) = ul(n-l) + j .u2(n-1) avec :
u1(n-l) = y(n) - cos O. y(n-l) et
u2(n- 1) = sin O . y(n-a).
La puissance du signal filtré de valeur y(n) est :
A2(n-1) = u:(n- + u2(n-1)
Les multiplicateurs 37 et 35 calculent ces deux carrés et l'addi tionneur 38 fait leur somme, qui est égale à la valeur P
s
Enfin, le circuit 16 comprend un diviseur 45 et un comparateur 46
Le diviseur 45 reçoit sur une première et une seconde entrée les valeurs
P et P fournies respectivement par les sorties des additionneurs 38 et 42
p
e et il restitue sur une sortie la valeur du rapport r Cette valeur
s constitue la puissance normalisée du signal d'erreur représenté par la suite des valeurs e(n).Cette valeur est appliquée à une entrée du comparateur 46 qui reçoit sur une seconde entrée une valeur fixe S qui détermine le q seuil de pureté spectrale à partir duquel le régime est considéré comme établi. La sortie du comparateur 46 constitue la sortie du circuit 16. Elle
P fournit le signal logique V, de niveau haut, lorsque la valeur re est s inférieure à la valeur S
q
Le fonctionnement de l'extracteur de rythme selon l'invention ne nécessite pas la transmission d'une séquence particulière de symboles, cependant une séquence particulière donnant un spectre discontinu où la raie 600 Hz est très forte et où les autres raies sont éloignées de 600Hz, a pour avantage de raccourcir la durée de convergence.Dans cet exemple, cette séquence peut être constituée de symboles tels que la phase de l'onde porteuse modulée saute périodiquement de 180 , ou 90 , ou 27po.
A2(n-1) = u:(n- + u2(n-1)
Les multiplicateurs 37 et 35 calculent ces deux carrés et l'addi tionneur 38 fait leur somme, qui est égale à la valeur P
s
Enfin, le circuit 16 comprend un diviseur 45 et un comparateur 46
Le diviseur 45 reçoit sur une première et une seconde entrée les valeurs
P et P fournies respectivement par les sorties des additionneurs 38 et 42
p
e et il restitue sur une sortie la valeur du rapport r Cette valeur
s constitue la puissance normalisée du signal d'erreur représenté par la suite des valeurs e(n).Cette valeur est appliquée à une entrée du comparateur 46 qui reçoit sur une seconde entrée une valeur fixe S qui détermine le q seuil de pureté spectrale à partir duquel le régime est considéré comme établi. La sortie du comparateur 46 constitue la sortie du circuit 16. Elle
P fournit le signal logique V, de niveau haut, lorsque la valeur re est s inférieure à la valeur S
q
Le fonctionnement de l'extracteur de rythme selon l'invention ne nécessite pas la transmission d'une séquence particulière de symboles, cependant une séquence particulière donnant un spectre discontinu où la raie 600 Hz est très forte et où les autres raies sont éloignées de 600Hz, a pour avantage de raccourcir la durée de convergence.Dans cet exemple, cette séquence peut être constituée de symboles tels que la phase de l'onde porteuse modulée saute périodiquement de 180 , ou 90 , ou 27po.
La durée de convergence est alors égale environ à trois fois la durée d'un symbole. Dans le cas où la séquence est aléatoire, la durée de la convergence est environ dix fois la durée d'un symbole, ce qui est inférieur à la durée d'un régime transitoire dans les dispositifs de type connu. D'autre part, pendant la durée de ce régime transitoire un signal de synchronisation de remplacement est généré, ce qui permet de démoduler correctement la porteuse pendant les régimes transitoires dus à des perturbations de la ligne.
L'invention ne se limite pas à l'exemple de réalisation décrit cidessus, de nombreuses variantes sont possibles, il est notamment à la portée de l'homme de l'art de réaliser différemment le filtre à bande passante commandable, de calculer le temps de propagation de groupe dans ce filtre pour les deux valeurs de bande passante, et de déterminer en conséquence les retards complémentaires nécessaires pour obtenir un retard total constant quelque soit la valeur de la bande passante.
Claims (4)
1. Extracteur de rythme pour système de transmission de données comportant:
- des moyens (1) pour échantillonner et numériser un signal d'entrée constitué par une porteuse modulée par des symboles transmis à un rythme F;
- un multiplicateur (2) pour élever au carré chaque valeur du signal d'entrée;
- un filtre passe-bande (7) dont la fréquence centrale est égale à
Fs s recevant une suite de valeurs fournies par le multiplicateur (2) et restituant une suite de valeurs y(n), correspondant à un signal filtré;
- un détecteur de passages à zéro (8) recevant les valeurs y(n) et fournissant un signal logique C lorsque cette suite de valeurs change de signe, ce signal C traduisant le rythme des symboles transmis;
caractérisé en ce que la bande passante du filtre passe-bande (7) est commandable;;
et en ce qu'il comporte en outre des moyens (16) pour contrôler la pureté spectrale du signal filtré et fournir un signal de commande V de la bande passante du filtre (7), afin de diminuer sa valeur lorsque le fonctionnement de ce filtre (7) a atteint son régime permanent.
2. Extracteur de rythme selon la revendication 1, caractérisé en ce que le filtre (7) comporte:
- un circuit de filtrage numérique (20, et 22 à 28), ayant une pluralité d'entrées recevant respectivement des coefficients dont les valeurs déterminent la bande passante;
- un dispositif de sélection (21) fournissant deux jeux de valeurs pour ces coefficients, en fonction de la valeur du signal V appliquée à une entrée de commande, pour commander une bande passante large lorsque le signal V est absent et une bande passante étroite lorsque le signal V est généré;;
- un multiplexeur (6) commandé par le signal V
- deux dispositifs à retard (4, 5) couplés alternativement en série avec le circuit de filtrage (20 et 22 à 28) par le multiplexeur (6) et procurant des retards tels que le retard de l'ensemble du filtre passe bande (7) est constant quelle que soit la valeur de la bande-passante commandée.
3. Extracteur de rythme selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre:
- un générateur (17) d'un signal d'horloge S, de fréquence Fs ayant une entrée de synchronisation recevant le signal C, et une entrée de validation recevant le signal V;
- un dispositif d'aiguillage (18) commandé par le signal V pour constituer un signal représentant le rythme des symboles transmis, soit avec le signal d'horloge S, soit avec le signal C, respectivement quand le signal V est absent et quand le signal V est généré.
4. Extracteur de rythme selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens (16) pour contrôler la pureté spectrale du signal C comportent:
- des moyens (30 à 33) pour calculer une valeur théorique y'(n) du signal filtré par le filtre passe-bande (7), à partir des deux dernières valeurs y(n) fournies par le filtre (7 > ;
- des moyens (39 à 44) pour calculer une valeur quadratique moyenne P de y'(n)
e
- des moyens (29 et 34 à 38) pour calculer, à partir des valeurs y(n), une valeur Ps de la puissance instantanée du signal filtré par le filtre (7); ;
- des moyens (45, 46) pour générer le signal logique V lorsque
P pe ( 5q où 5q est une valeur prédéterminée, fixant le seuil de pureté spectrale à partir duquel le régime permanent est considéré comme établi.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8410355A FR2566979B1 (fr) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | Extracteur de rythme pour systeme de transmission de donnees |
| CA000484664A CA1254627A (fr) | 1984-06-29 | 1985-06-20 | Extracteur de rythme pour systeme de transmission de donnees |
| NL8501813A NL191105C (nl) | 1984-06-29 | 1985-06-24 | Ritme-afscheider voor een gegevenstransmissiestelsel. |
| DE19853523067 DE3523067A1 (de) | 1984-06-29 | 1985-06-27 | Schaltungsanordnung zur ableitung des taktes aus dem uebertragungssignal eines datenuebertragungssystems |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8410355A FR2566979B1 (fr) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | Extracteur de rythme pour systeme de transmission de donnees |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2566979A1 true FR2566979A1 (fr) | 1986-01-03 |
| FR2566979B1 FR2566979B1 (fr) | 1986-10-31 |
Family
ID=9305628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8410355A Expired FR2566979B1 (fr) | 1984-06-29 | 1984-06-29 | Extracteur de rythme pour systeme de transmission de donnees |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| CA (1) | CA1254627A (fr) |
| DE (1) | DE3523067A1 (fr) |
| FR (1) | FR2566979B1 (fr) |
| NL (1) | NL191105C (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0714181A1 (fr) * | 1994-06-10 | 1996-05-29 | Ntt Mobile Communications Network Inc. | Recepteur |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2309089A1 (fr) * | 1975-04-25 | 1976-11-19 | Ibm France | Procede pour synchroniser l'horloge du recepteur d'un systeme de transmission de donnees et dispositif pour mettre en oeuvre le procede |
| GB2026796A (en) * | 1978-07-14 | 1980-02-06 | Fujitsu Ltd | Clock synchronization circuit |
| JPS5546660A (en) * | 1978-09-29 | 1980-04-01 | Fujitsu Ltd | Timing signal extraction circuit device |
-
1984
- 1984-06-29 FR FR8410355A patent/FR2566979B1/fr not_active Expired
-
1985
- 1985-06-20 CA CA000484664A patent/CA1254627A/fr not_active Expired
- 1985-06-24 NL NL8501813A patent/NL191105C/xx not_active IP Right Cessation
- 1985-06-27 DE DE19853523067 patent/DE3523067A1/de active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2309089A1 (fr) * | 1975-04-25 | 1976-11-19 | Ibm France | Procede pour synchroniser l'horloge du recepteur d'un systeme de transmission de donnees et dispositif pour mettre en oeuvre le procede |
| GB2026796A (en) * | 1978-07-14 | 1980-02-06 | Fujitsu Ltd | Clock synchronization circuit |
| JPS5546660A (en) * | 1978-09-29 | 1980-04-01 | Fujitsu Ltd | Timing signal extraction circuit device |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| PATENTS ABSTRACTS OF JAPAN, vol. 4, no. 79(E-14)(561), 7 juin 1980, page 108 E 14; & JP - A - 55 46660 (FUJITSU K.K.)(01-04-1980) * |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0714181A1 (fr) * | 1994-06-10 | 1996-05-29 | Ntt Mobile Communications Network Inc. | Recepteur |
| EP0714181A4 (fr) * | 1994-06-10 | 1999-01-13 | Nippon Telegraph & Telephone | Recepteur |
| KR100473076B1 (ko) * | 1994-06-10 | 2005-09-02 | 가부시키가이샤 엔.티.티.도코모 | 수신기 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3523067C2 (fr) | 1993-06-09 |
| FR2566979B1 (fr) | 1986-10-31 |
| DE3523067A1 (de) | 1986-01-09 |
| CA1254627A (fr) | 1989-05-23 |
| NL8501813A (nl) | 1986-01-16 |
| NL191105B (nl) | 1994-08-16 |
| NL191105C (nl) | 1995-01-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |