FR2598868A1 - Procede et dispositif de recuperation du rythme et de la phase d'un signal numerique, utilisant la derivee du signal, et systeme de reception de ce signal utilisant le dispositif - Google Patents
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Abstract
PROCEDE ET DISPOSITIF DE RECUPERATION DU RYTHME ET DE LA PHASE D'UN SIGNAL NUMERIQUE, UTILISANT LA DERIVEE DU SIGNAL, ET SYSTEME DE RECEPTION DE CE SIGNAL UTILISANT LE DISPOSITIF. SELON LE PROCEDE DE L'INVENTION, LE SIGNAL EST TRAITE DANS UN MOYEN 24 QUI EN FOURNIT LA DERIVEE PAR RAPPORT AU TEMPS ET LE DISPOSITIF COMPREND CE MOYEN ET UNE BOUCLE A VERROUILLAGE DE PHASE 28 A 36 PREVUE POUR DETERMINER, POUR CHAQUE IMPULSION DU SIGNAL, L'INSTANT EN LEQUEL LA DERIVEE S'ANNULE, CET INSTANT ETANT PRIS COMME INSTANT OPTIMAL DE DECISION DU TYPE DE L'IMPULSION. LE SYSTEME COMPREND LE DISPOSITIF ET UN EGALISEUR RECURSIF A DECISION DANS LA BOUCLE 40 QUI ECHANTILLONNE LE SIGNAL PAR LE SIGNAL D'HORLOGE HR FOURNI PAR LA BOUCLE ET PRODUIT UN SIGNAL DR SERVANT A TRAITER UN SIGNAL D'ERREUR SCE ENGENDRE DANS LA BOUCLE.
Description
PROCEDE ET DISPOSITIF DE RECUPERATION DU RYTHME ET D LA PHASE D'UN SIGNAL NUMERIQUE, UTILISANT LA DERIVEE DU SIGNAL,
ET SYSTEME DE RECEPTION DE CE SIGNAL UTILISANT LE DISPOSITIF
La presente invention concerne un procede et un dispositif de récupération du rythme et de ta phase d'un signal numérique, utilisant la dérivée du signal par rapport au temps ainsi qu'un système de reception de ce signal numérique, utilisant Le dispositif. Elle s'applique notamment à la transmission d'informations sous forme numérique, sur des lignes électriquement conductrices, et en particulier sur de telles lignes, munies de dérivations de lignes ouvertes.
ET SYSTEME DE RECEPTION DE CE SIGNAL UTILISANT LE DISPOSITIF
La presente invention concerne un procede et un dispositif de récupération du rythme et de ta phase d'un signal numérique, utilisant la dérivée du signal par rapport au temps ainsi qu'un système de reception de ce signal numérique, utilisant Le dispositif. Elle s'applique notamment à la transmission d'informations sous forme numérique, sur des lignes électriquement conductrices, et en particulier sur de telles lignes, munies de dérivations de lignes ouvertes.
Les solutions connues au problème de la récupération du rythme et de la phase en transmission numérique varient selon les types et les codes de transmission utilisés. Dans le cas ou le signal numérique possède peu de raies d'energie à la frequence rythme, et c'est le cas des codes de type binaire ou bipolaire par exemple, on utilise des oscillateurs à quartz synchronises sur le signal reçu au moyen de boucles à verrouillage de phase qui sont des boucles d'asservissement dans lesquelles
l'asservissement peut être soit de type analogique et procéder par asservissement à une tension électrique, soit de type numérique et procéder par saut de phase.
l'asservissement peut être soit de type analogique et procéder par asservissement à une tension électrique, soit de type numérique et procéder par saut de phase.
Les figures 1 et 2 sont des vues schematiques de dispositifs connus de récupération du rythme et de la phase d'un signal numérique, qui utilisent respectivement un asservissement de type analogique et un asservissement de type numérique.
Le dispositif schématiquement représenté sur la figure 1 comprend des moyens 2 d'extraction de l'information de phase contenue dans un signal numérique incident s, un comparateur de phase 4 dont une entre reçoit le signal ts fourni par les moyens d'extraction 2 et dont l'autre entre reçoit un signal d'horloge hr fourni par un diviseur 8 dont l'entrée est reliee à la sortie d'un oscillateur à quartz commandé en tension 6. Le comparateur de phase 4 fourni un signal de tension representatif de l'écart de phase entre les signaux ts et hr.
Ce signal de tension est applique, après avoir ete filtre par un filtre de boucle basse-pas 10, à l'entrée de l'oscillateur 6, pour faire varier la frequence du signal fourni par cet oscillateur jusqu'a ce que le signal hr soit synchrone du signal s.
Le dispositif schématiquement représente sur la figure 2 comprend une horloge 12 de frequence stable, proche d'un multiple du débit du signal reçu s, un moyen de saut de phase 14 prevu pour ajouter ou retrancher des impulsions à l'horloge 12, un diviseur 8 prévu pour fournir un signal d'horloge hr au rythme du signal reçu s, des moyens 2 d'extraction des informations de phase contenues dans le signal s, un comparateur de phase 4 dont une entrée reçoit le signal ts fourni par les moyens d'extraction 2 et dont l'autre entre reçoit le signal d'hologe hr fourni par le diviseur 8 et qui fournit une information d'avance ou de retard du signal ts par rapport au signal hr à un filtre numérique 16 qui peut être constitué par un compteur-decompteur dont la sortie commande le moyen de saut de phase 14.
Lors de la conception de dispositifs du genre de ceux qui sont représentés sur les figures 1 et 2 se pose un problème important, à savoir le probleme de l'extraction d'une information de phase de bonne qualité à partir des signaux numeriques reçus par ces dispositifs.
Cette information de phase dépend fortement du type des signaux reçus.
On connait un reseau de transmission d'informations sous forme numérique, appelé reseau numérique à integration de service, qui permet une transmission bidirectionnelle d'informations sous forme numérique avec un debit utile de 144 kilobits par seconde, entre un central LT (figure 3) et des abonnés tels que NT.
Un tel reseau comporte des réseaux locaux de distribution qui sont hétérogènes et dans lesquels on rencontre plusieurs types de câbles dont les longueurs et les calibres peuvent être tres differents les uns des autres.
En outre, une ligne d'abonne est généralement realisee par mise en serie de câbles de types differents, ce qui provoque des ruptures d'impédance qui modifient la forme des signaux transmis.
De plus, certains réseaux peuvent comporter, sur une ligne 18 reliant un abonné NT à un central LT (figure 4), une pluralité de dérivations de lignes ouvertes 20 (ou "bridged taps" suivant la terminologie anglo-saxonne).
Ces dérivations posent de grands problèmes de réception des signaux numériques et en particulier de récupération du rythme et de la phase de ces signaux, car ceux-ci présentent une importante distorsion due aux echos provenant des dérivations de lignes ouvertes.
Il n'est donc pas facile d'extraire une information de phase de bonne qualité de ces signaux.
On connaSt par ailleurs déjà des systèmes de reception de signaux numeriques qui sont transmis sur des lignes bidirectionnelles à deux paires metalliques distinctes ou sur des
lignes à deux fils, à annulation d'écho.
lignes à deux fils, à annulation d'écho.
Ces systèmes de reception comportent un egaliseur
recursif à decision dans la boucle, ou "decision feed-back equalizer" suivant la terminologie anglo-saxonne, qui est adaptatif. Ceci permet d'assurer une bonne réception des signaux quelle que soit la ligne de transmission utilisée. Un algorithme d'ajustement des coefficients de l'égaliseur, de type "gradient) permet en effet à cet égaliseur de s'adapter à tous Les types de lignes, même aux Lignes qui comportent des dérivations de lignes ouvertes.
recursif à decision dans la boucle, ou "decision feed-back equalizer" suivant la terminologie anglo-saxonne, qui est adaptatif. Ceci permet d'assurer une bonne réception des signaux quelle que soit la ligne de transmission utilisée. Un algorithme d'ajustement des coefficients de l'égaliseur, de type "gradient) permet en effet à cet égaliseur de s'adapter à tous Les types de lignes, même aux Lignes qui comportent des dérivations de lignes ouvertes.
Cependant, lorsque le code de transmission utilise est du type bipolaire, par exemple du type AMI ou "alternate mark inversion" selon la terminologie anlo-saxonne, code suivant lequel chaque élément binaire "1" est obtenu en émettant alternativement une impulsion positive et une impulsion negative, les dispositifs connus de récupération du rythme et de la phase, du genre de ceux qui sont représentés sur les figures 1 et 2, présentent l'inconvénient de creer une gigue d'horloge importante et donc de diminuer les performances des systemes de réception associes.
En effet, après egalisation du signal numérique reçu, ces systèmes sont prevus pour chercher l'instant de passage du signal par le seuil de détection +1/2 ou -1/2, lors de transitions 0/1, 0,-i, -1/1 et chaque instant optimum de détection est defini par un retard fixe, par exemple égal au quart de la période T associee au rythme que l'on veut récupérer, par rapport à l'instant de passage par le seuil.
On voit sur la figure 5 que l'instant optimum differe selon la transition, 0/1 (courbe I de la figure 5) ou -1/1 (courbe II de la figure 5) par exemple, et que la gigue d'horloge g créée peut donc etre importante.
Un autre système est egalement connu par la demande de brevet français 8512789 du 27 août 1985. Cet autre systeme utilise un double égaliser, à savoir un égaliseur appelé egaliseur de donnees et un egaliseur appele egaliseur de phase.
Pour une transition +1/-1 isolée, c'est-à-dire sans brouillage intersymbole dO à des données précédentes (figure 6), transition appelée 'réponse impulsionnelle du code AMI", les seules contributions de la réponse impulsionnelle qui ne sont pas annulées par 'égaliser de phase sont celles qui correspondent aux instants marquant respectivement le début et la fin d'une période T et respectivement notes -T/2 et +T/2 sur la figure 6.
Un algorithme d'adaptation ajuste la phase jusqu'd ce que ces deux contributions soient egales. Comme on le voit sur la figure 6, l'instant 0 (instant optimal) est alors très proche de l'instant correspondant au maximum du signal reçu.
Cet autre système présente l'inconvénient d'être complique, compte tenu de l'emploi d'un double baliseur.
De plus, si la réponse impulsionnelle de transmission du code AMI, après filtrage passe-haut, comporte un premier lobe qui est toujours symétrique lorsque l'autre système est utilise dans un réseau de transmission qui ne comporte pas de dérivations de lignes ouvertes, ceci n'est plus le cas pour les réseaux qui en comportent.
En effet, les dérivations de lignes ouvertes absorbent une partie de la puissance du signal, environ 3,5dB par derivation, ce qui conduit à une perte de portée intrinsèque, et le signal absorbé par une dérivation se réfléchit avec une amplitude et un retard qui dépendent de la longueur et du calibre de cette dérivation, et se trouve superposé au signal transmis.
Par conséquent, le premier lobe de la reponse impulsionnelle est élargi, la largeur de ce premier lobe dépendant du nombre et des caracteristiques (longueur et calibre) des dérivations de lignes ouvertes.
En observant la figure 7, sur laquelle la courbe I représente une reponse impulsionnelle du code AMI pour une ligne ne comportant aucune dérivation de ligne ouverte et la figure II représente une telle reponse impulsionnelle pour une ligne qui comporte des dérivations de ligne ouvertes, on comprend donc que, pour une ligne possédant des dérivations de ligne ouvertes, la technique utilisant un double égaliseur ne permet pas d'échantillonner le signal reçu à l'instant optimum, instant qui correspond à la valeur maximale du signal. La quantité de bruit admissible en reception se trouve ainsi sensiblement réduite.
De plus, dans certains cas, le premier lobe de la réponse impulsionnelle est tres élargi et il se peut que l'instant d'échantillonnage soit choisi trop tard. Il y a alors apparition d'un coefficient précurseur noté h dans la réponse
-1 impulsionnelle. Ce coefficient précurseur ne peut être éliminé par un égaliseur récursif à decision dans la boucle.
-1 impulsionnelle. Ce coefficient précurseur ne peut être éliminé par un égaliseur récursif à decision dans la boucle.
L'elimination de ce coefficient nécessite de faire précéder cet égaliseur récursif par un egaliseur transversal, ce qui complique beaucoup le système de réception.
La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précédents, en proposant un procédé et un dispositif de récupération du rythme et de la phase d'un signal numérique, qui, tout en etant assez simples, permettent d'extraire du signal numérique une information de phase de bonne qualité, sans créer de gigue d'horloge importante, et que la ligne sur laquelle est transmis le signal comporte ou ne comporte pas de dérivations de lignes ouvertes.
De façon précise, la presente invention a tout d'abord pour objet un procédé de recuperation du rythme et de la phase d'un signal numérique comportant une suite d'impulsions, procede dans lequel on détermine les instants optimaux de décision du type de chaque impulsion, ce procédé étant caractérisé en ce que l'on forme la dérivée du signal par rapport au temps et en ce que, pour chaque impulsion, l'on choisit comme instant optimal celui en lequel la dérivée du signal s'annule.
En effet, sur la figure 8, dont la courbe I represente un signal reçu qui correspond à la reponse impulsionnelle de transission du code AMI et dont la courbe Il represente la dérivee par rapport au temps du signal considéré, on observe que la distorsion due aux dérivations de lignes ouvertes apparat avec un certain retard et qu'en particulier, seule la tralnee de la réponse impulsionnelle de transmission (partie de la courbe I suivant le maximum de celle-ci) est modifiée par la presence de ces dérivations.
En consequence, la dérivée de la réponse impulsionnelle n'est pas modifiee dans le premier lobe II.1 de ladite dérivée et le premier passage par 0 de celle-ci se situe à un instant t
0 qui est l'instant ou le signal reçu est maximum. On peut donc prendre effectivement cet instant t comme instant optimum
0 d'échantillonnage du signal.
0 qui est l'instant ou le signal reçu est maximum. On peut donc prendre effectivement cet instant t comme instant optimum
0 d'échantillonnage du signal.
La présente invention a également pour objet un dispositif de récupération du rythme et de la phase d'un signal numérique comportant une suite d'impulsions, ce dispositif comportant
- des moyens d'extraction des informations de phase contenues dans le signal et
- une boucle à verrouillage de phase prévue pour effectuer ladite recuperation à partir de ces informations et fournir un signal d'horloge, ce dispositif étant caractérise en ce que les moyens d'extraction comprennent un moyen dérivateur prévu pour former un signal dérivé, égal à la dérivée du signal numérique par rapport au temps et en ce que la boucle à verrouillage de phase est prévue pour déterminer, pour chaque impulsion, l'instant en lequel le signal dérivé s'annule, cet instant étant pris comme instant optimal de décision du type de l'impulsion.
- des moyens d'extraction des informations de phase contenues dans le signal et
- une boucle à verrouillage de phase prévue pour effectuer ladite recuperation à partir de ces informations et fournir un signal d'horloge, ce dispositif étant caractérise en ce que les moyens d'extraction comprennent un moyen dérivateur prévu pour former un signal dérivé, égal à la dérivée du signal numérique par rapport au temps et en ce que la boucle à verrouillage de phase est prévue pour déterminer, pour chaque impulsion, l'instant en lequel le signal dérivé s'annule, cet instant étant pris comme instant optimal de décision du type de l'impulsion.
Selon un mode de réalisation préféré du dispositif objet de l'invention, la boucle à verrouillage de phase comprend un comparateur de phase comportant un echantillonneur-bloqueur qui est prévu pour échantillonner le signal dérivé par le signal d'horloge et fournir un signal d'erreur de phase.
On peut observer sur la figure 8 que la dérivée du signal reçu possede une trainée ou traînage (partie de la courbe
Il correspondant aux instants qui suivent l'instant t ) dont le
0 niveau est assez important. Par conséquent, la trarnée de la dérivee correspondant à une impulsion émise à un instant que l'on peut prendre pour origine des temps, modifie la valeur des signaux derivés correspondant aux impulsions émises aux instants
T, 2T... suivant cet instant origine.
Il correspondant aux instants qui suivent l'instant t ) dont le
0 niveau est assez important. Par conséquent, la trarnée de la dérivee correspondant à une impulsion émise à un instant que l'on peut prendre pour origine des temps, modifie la valeur des signaux derivés correspondant aux impulsions émises aux instants
T, 2T... suivant cet instant origine.
Pour remédier a cet inconvénient, selon un mode de réalisation particulier du dispositif objet de l'invention, ce dispositif comprend en outre des moyens de correction prévus pour éliminer du signal dérivé, pour chaque impulsion, le brouillage dû aux impulsions précédentes.
On peut par exemple filtrer le signal dérivé en vue d'en former la valeur moyenne. En effet, la valeur moyenne de la dérivée aux instants T, 2T... suivants est alors nulle puisque les impulsions ne sont pas corrélées entre elles.
Mais de préférence, les moyens de correction comprennent
- un égaliseur récursif de derivee qui reçoit le signal d'erreur et qui est prévu pour synthétiser, pour chaque impulsions le traînage du signal dérive, et
- un moyen de soustraction, prévu pour soustraire ledit traînage au signal dérivé et fournir un signal dérivé corrige à l'6chantillonneur-bloqueur.
- un égaliseur récursif de derivee qui reçoit le signal d'erreur et qui est prévu pour synthétiser, pour chaque impulsions le traînage du signal dérive, et
- un moyen de soustraction, prévu pour soustraire ledit traînage au signal dérivé et fournir un signal dérivé corrige à l'6chantillonneur-bloqueur.
On obtient ainsi un signal dérivé corrige qui contient un maximum d'information de phase.
Enfin, la présente invention concerne également un système de réception d'un signal numérique, ce système comprenant un dispositif de récupération du rythme et de la phase du'signal numérique, le système étant caractérisé en ce que ce dispositif est conforme au dispositif conforme à l'invention et comportant ledit echantillonneur-bloqueur, en ce que la boucle à verrouillage de phase comprend en outre des moyens d'intégration du signal d'erreur et en ce que le système comprend en outre :
- un égaliseur recursif à décision dans la boucle, prevu pour echantillonner le signal numérique par le signal d'horloge et fournir un signal de donnée reçue, et
- des moyens de traitement du signal d'erreur de phase, qui sont commandes par le signal de donnée reçue et prévus pour fournir, aux moyens d'intégration et seulement lorsque ledit signal numérique est non nul, ledit signal d'erreur affecte d'un signe correct.
- un égaliseur recursif à décision dans la boucle, prevu pour echantillonner le signal numérique par le signal d'horloge et fournir un signal de donnée reçue, et
- des moyens de traitement du signal d'erreur de phase, qui sont commandes par le signal de donnée reçue et prévus pour fournir, aux moyens d'intégration et seulement lorsque ledit signal numérique est non nul, ledit signal d'erreur affecte d'un signe correct.
Selon un mode de realisation particulier du systeme objet de !'invention, le signal numérique est transmis sur une ligne électriquement conductrice, le code de transmission utilisé étant du type AMI, et les moyens de traitement sont prévus pour fournir le signal d'erreur, pour une impulsion correspondant a une donnée reçue fournie par l'égaliseur récursif à décision dans la boucle, seulement lorsque cette donnée reçue differe de la donnee reçue précédente, et après avoir multiplié le signal d'erreur par ladite donnée reçue, de façon à prendre l'information d'erreur de phase avec le bon signe.
La presente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, d'exemples de realisation donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels :
- les figures 1 et 2 sont des vues schématiques de dispositifs connus de recupération du rythme et de la phase d'un signal numérique et ont déjà été décrites,
- la figure 3 est une vue schematique illustrant Les echanges d'informations entre un central téléphonique et un abonné,
- la figure 4 est une vue schématique d'une ligne téléphonique comportant des dérivations de lignes ouvertes,
- la figure 5 illustre les transitions 0/1 et -1/+1 correspondant au code AMI,
- la figure 6 représente la réponse impulsionnelle de ce code AMI,
- la figure 7 represente cette réponse impulsionnelle pour une ligne sans dérivations de ligne ouvertes (courbe I) et pour une ligne avec de telles dérivations (courbe Il),
- la figure 8 représente ladite réponse impulsionnelle pour une ligne comportant des dérivations de ligne ouvertes
(courbe I) ainsi que la dérivée de cette réponse impulsionnelle
(courbe II), les figures 3 à 8 ayant déjà été décrites,
- la figure 9 est une vue schematique d'un mode de
réalisation particulier du systeme objet de l'invention, et
- la figure 10 est une vue schematique d'un autre mode de réalisation particulier de ce systeme.
- les figures 1 et 2 sont des vues schématiques de dispositifs connus de recupération du rythme et de la phase d'un signal numérique et ont déjà été décrites,
- la figure 3 est une vue schematique illustrant Les echanges d'informations entre un central téléphonique et un abonné,
- la figure 4 est une vue schématique d'une ligne téléphonique comportant des dérivations de lignes ouvertes,
- la figure 5 illustre les transitions 0/1 et -1/+1 correspondant au code AMI,
- la figure 6 représente la réponse impulsionnelle de ce code AMI,
- la figure 7 represente cette réponse impulsionnelle pour une ligne sans dérivations de ligne ouvertes (courbe I) et pour une ligne avec de telles dérivations (courbe Il),
- la figure 8 représente ladite réponse impulsionnelle pour une ligne comportant des dérivations de ligne ouvertes
(courbe I) ainsi que la dérivée de cette réponse impulsionnelle
(courbe II), les figures 3 à 8 ayant déjà été décrites,
- la figure 9 est une vue schematique d'un mode de
réalisation particulier du systeme objet de l'invention, et
- la figure 10 est une vue schematique d'un autre mode de réalisation particulier de ce systeme.
Sur la figure 9, on a representé schématiquement un système de réception d'un signal numérique, conforme à
l'invention.
l'invention.
On suppose par exemple que le systeme est installé chez un abonné, que le signal numérique est transmis à cet abonné par une ligne bidirectionnelle, à deux paires metalliques distinctes, et que le code de transmission utilisé est le code bipolaire AMI SOX.
Le systeme schématiquement représenté sur la figure 9 comprend :
- une boucle de contrôle automatique de gain 22 dont l'entrée est reliee à la ligne servant à la transmission du signal,
- un derivateur 24 dont l'entrée est reliée à la sortie de la boucle 22,
- un soustracteur 26 dont une entre est reliee à la sortie du derivateur 24,
- un échantillonneur-bloqueur 28 dont une entre est reliee à la sortie du soustracteur 26,
- des moyens de traitement 30 dont une entrée est reliee à la sortie de l'echantillonneur-bloqueur 28,
- un integrateur 32 parfait dont l'entrée est reliee à la sortie des moyens de traitement 30,
- un oscillateur à quartz commande en tension 34 dont l'entrée est reliee à la sortie de l'intégrateur 32, et
- un diviseur 36 dont l'entrée est reliée à la sortie de l'oscillateur 34 et dont la sortie est reliée à l'autre entre de l'échantillonneur-bloqueur 28.
- une boucle de contrôle automatique de gain 22 dont l'entrée est reliee à la ligne servant à la transmission du signal,
- un derivateur 24 dont l'entrée est reliée à la sortie de la boucle 22,
- un soustracteur 26 dont une entre est reliee à la sortie du derivateur 24,
- un échantillonneur-bloqueur 28 dont une entre est reliee à la sortie du soustracteur 26,
- des moyens de traitement 30 dont une entrée est reliee à la sortie de l'echantillonneur-bloqueur 28,
- un integrateur 32 parfait dont l'entrée est reliee à la sortie des moyens de traitement 30,
- un oscillateur à quartz commande en tension 34 dont l'entrée est reliee à la sortie de l'intégrateur 32, et
- un diviseur 36 dont l'entrée est reliée à la sortie de l'oscillateur 34 et dont la sortie est reliée à l'autre entre de l'échantillonneur-bloqueur 28.
Le systeme comprend également :
- un egaliseur recursif de dérivée 38 dont l'entrée est reliée à la sortie de l'échantillonneur-bloqueur 28 et dont la sortie est reliee à l'autre entrée du soustracteur 26, et
- un egaliseur recursif à décision dans la boucle 40 ou "decision feed back equalizer" selon la terminologie anglosaxonne, dont une entrée est reliée à la sortie de La boucle de contrôle automatique de gain 22, dont l'autre entre est reliee à la sortie du diviseur 36, et dont la sortie est reliée à l'autre entre des moyens de traitement 30.
- un egaliseur recursif de dérivée 38 dont l'entrée est reliée à la sortie de l'échantillonneur-bloqueur 28 et dont la sortie est reliee à l'autre entrée du soustracteur 26, et
- un egaliseur recursif à décision dans la boucle 40 ou "decision feed back equalizer" selon la terminologie anglosaxonne, dont une entrée est reliée à la sortie de La boucle de contrôle automatique de gain 22, dont l'autre entre est reliee à la sortie du diviseur 36, et dont la sortie est reliée à l'autre entre des moyens de traitement 30.
L'echantillonneur-bloqueur 28, les moyens de traitement 30, l'intégrateur 32, l'oscillateur à quartz commandé en tension 34 et le diviseur 36 forment une boucle à verrouillage de phase 41 dans laquelle la sortie du diviseur 36 est destinee à fournir un signal d'horloge recupéreé HR de meme rythme et meme phase que le signal SR reçu par la boucle de contrôle automatique de gain 22.
Le signal DR, fourni par la sortie de l'égaliseur recursif à décision 40, et le signal HR sont notamment destines à etre utilisés dans des moyens non représentes, prevus pour restituer à l'abonné, sous forme audible ou visuelle, les informations portées par le signal reçu SR.
La nature et la fonction des différents composants 22 à 40 du systeme de réception représenté sur la figure 9 ainsi que le fonctionnement de ce système vont maintenant être précisés.
Le signal reçu SR passe dans le boucle de contrôle automatique de gain 22 qui fournit un signal de sortie S et dont la fonction est de maintenir ce signal S à un niveau constant. En effet, le signal SR peut avoir un niveau différent suivant la longueur de la ligne de transmission, dont l'atténuation peut aller de Odb a plus de 40dB (à 80 Hz).
L'égaliseur récursif de décision 40 dont une entrée reçoit le signal S, est "monoechantillonné" et synthétise, une fois par periode du signal SR, un signal de brouillage intersymbole S1 qui correspond à la trainee de la reponse
impulsionnelle de transmission. Ce signal S1 est retranché au signal S. Lorsque l'égaliseur 40 a converge, le signal SD, différence des signaux S et S1, contient une information de données. Cette information est fournie à un comparateur (non
représenté) faisant partie de l'égaliseur 40, comparateur qui
fournit le signal de donnée reçue DR. Celui-ci est egal au signal reçu SD lorsque le systeme est bien adapté. Sinon le signal SD
DR est une information d'erreur qui permet de corriger les coefficients de l'égalîseur 40.
impulsionnelle de transmission. Ce signal S1 est retranché au signal S. Lorsque l'égaliseur 40 a converge, le signal SD, différence des signaux S et S1, contient une information de données. Cette information est fournie à un comparateur (non
représenté) faisant partie de l'égaliseur 40, comparateur qui
fournit le signal de donnée reçue DR. Celui-ci est egal au signal reçu SD lorsque le systeme est bien adapté. Sinon le signal SD
DR est une information d'erreur qui permet de corriger les coefficients de l'égalîseur 40.
L'entrée du dérivateur 24, qui est par exemple réalisé au moyen d'un amplificateur opérationnel, reçoit le signal S et la sortie du dérivateur fournit un signal dérivé SP qui représente la dérivée du signal S par rapport au temps.
Le signal SP résulte du passage d'une suite d'impulsions dans l'ensemble formé par le canal de transmission (qui comprend généralement, outre le câble de transmission, un transformateur et un filtre) ainsi que par la boucle de contrôle automatique de gain 22 et le dérivateur 24.
Si l'on examine la réponse de cet ensemble à une impulsion isolée (figure 8), on constate que cette impulsion possède une tralnée importante qui s'ajoute au signal reçu correspondant aux impulsions émises apres ladite impulsion.
A un instant donné, le signal SP est donc deforme par les impulsions émises précédemment.
Afin d'éliminer du signal SP la contribution des impulsions précédentes, en fait celle des deux impulsions précédentes, ce qui suffit car la trainée de la dérivée est relativement courte, l'égaliseur de dérivée 38 estime cette contribution et fournit un signal TP representatif de celle-ci.
L'égaliseur 38 est un egaliseur adaptatif à trois coefficiens (deux coefficients pour les impulsions précédentes et un coefficient pour synthétiser la tension de decalage ou "offset voltage" selon la termoinologie anglo-saxonne. L'algorithme d'adaptation est l'algorithme du gradient, le signal d'erreur, qui sert å corriger les coefficients de l'égaliseur 38, etant un signal d'erreur de phase SCE fourni par la sortie de l'echantillonneur-bloqueur 28.
Le signal TP est soustrait au signal SP par le soustracteur 26 dont la sortie fournit un signal corrigé SC.
Ce signal SC est échantillonné par le signal d'horloge
HR dans l'échantillonneur-bloqueur 28, qui fournit en sortie le signal d'erreur de phase SCE. L'échantillonneur-bloqueur 28, commandé par le signal d'horloge HR, joue ainsi le rôle d'un comparateur de phase dans la boucle à verrouillage de phase 41.
HR dans l'échantillonneur-bloqueur 28, qui fournit en sortie le signal d'erreur de phase SCE. L'échantillonneur-bloqueur 28, commandé par le signal d'horloge HR, joue ainsi le rôle d'un comparateur de phase dans la boucle à verrouillage de phase 41.
Le systeme de réception est conçu pour que le signal d'horloge HR aille "lire" le signal SC à l'instant ou celui-ci passe par 0, instant qui correspond à l'instant d'échantillonnage optimum que l'on recherche en vue de commander ltegaliseur récursif de décision 40.
Le signal SCE, qui contient l'information d'erreur de phase, est traité dans les moyens de traitement 30 prévus, d'une part, pour prendre en compte ce signal SCE, en vue de le laisser passer, seulement lorsque la donnée reçue considérée diffère de la donnée reçue précédente (le signal d'erreur de phase etant significatif seulement lorsqu'un "1" ou un "-1" est present sur la ligne, ce qui correspond à deux donnees reçues consecutives differentes, puisque l'on considere le code de AMI comme un code à reponse partielle, les moyens de traitement 30 comportant à cet effet une porte OU-EXCLUSIF, et d'autre part pour multiplier ensuite, par la donnée reçue considérée, le signal SCE pris en compte de façon que l'information d'erreur de phase soit prise avec le bon signe.
La sortie des moyens de traitement fournit ainsi un signal SCV résultant de cette multiplication.
Le signal SCV est intégré dans l'intégrateur 32 qui est a amplificateur operationnel. Une resistance (non représentée), montée en parallèle avec un condensateur (non représente), est mise en serie avec le condensateur (non représenté) de l'intégrateur pour assurer la stabilité de la boucle de verrouillage de phase 41.
La sortie de l'intégrateur 32 fournit un signal de tension SCI qui commande l'oscillateur 34.
A l'équilibre, cet oscillateur 34 fournit un signal d'horloge dont le rythme est égal à un multiple du rythme du signal d'horloge HO correspondant au signal reçu SR et le diviseur 36 est ensuite prévu pour fournir le signal HO. Au point d'équilibre, la tension SCI est donc égale à la tension pour laquelle L'oscillateur 34 fournit un signal de fréquence egale à un multiple de la fréquence du signal HO (par exemple a 8 fois cette fréquence).
Lorsque le signal SCI n'est pas égal à la tension d'équilibre, l'oscillateur 34 ne fournit pas la fréquence correcte et le signal d'horloge HR qui échantillonne le signal SC n'est donc pas le signal d'horloge HO. Le signal SCE n'est par conséquent pas nul en moyenne (mais, par exemple negatif lorsque
HR est en retard vis-a-vis de HO) et corrige la valeur du signal
SCI dans l'intégrateur 32, afin de modifier la fréquence de l'oscillateur 34 jusqu'a ce que le système atteigne son point d'equilibre (correspondant à un signal derive échantilloné de valeur moyenne nulle).
HR est en retard vis-a-vis de HO) et corrige la valeur du signal
SCI dans l'intégrateur 32, afin de modifier la fréquence de l'oscillateur 34 jusqu'a ce que le système atteigne son point d'equilibre (correspondant à un signal derive échantilloné de valeur moyenne nulle).
La boucle à verrouillage de phase 41 représentée sur la figure 9 est du type analogique. Comme on le voit sur la figure 10, elle peut être remplacée par une boucle de type numérique, dans laquelle l'intégrateur 32 est remplacé par un compteurdecompeur 42 et l'oscillateur 34 est remplace par un moyen de saut de phase 44 commande par un oscillateur 46, le reste du systeme de réception étant inchangé.
Au lieu d'utiliser une ligne bidirectionnelle à deux paires métalliques distinctes, on pourrait utiliser une ligne bidirectionnelle à deux fils, à annulation d'écho.
En outre, le systeme de réception decrit pourrait être utilisé avec une ligne unidirectionnelle, à une extrémité de réception de celle-ci.
De plus, au lieu d'utiliser le code bipolaire AMI 50X pour la transmission, on pourrait utiliser tout autre code de transmission (codes alphabétiques, code 483T...) en choisissant un égaliseur recursif de décision dans la boucle convenable et en adaptant les moyens de traitement 30 au code utilisé, ce qui est à la portée de l'homme du metier.
Enfin, Le système objet de l'invention, au lieu d'etre installé chez un abonne, à une extrémité d'une ligne de transmission, peut également être placé dans un repeteur, interposé entre deux portions d'une telle ligne.
Claims (7)
1. Procédé de récupération du rythme et de la phase d'un signal numérique comportant une suite d'impulsions, procédé dans lequel on détermine. les instants optimaux de decision du type de chaque impulsion, ce procédé etant caractérisé en ce que l'on forme la dérivée du signal par rapport au temps et en ce que, pour chaque impulsion, l'on choisit comme instant optimal celui en lequel la dérivée du signal s'annule.
2. Dispositif de récupération du rythme et de la phase d'un signal numérique comportant une suite d'impulsions, ce dispositif comportant
- des moyens (24) d'extraction des informations de phase contenues dans le signal et
- une boucle à verrouillage de phase (28; 30; 32, 42; 34, 44-46; 36) prévue pour effectuer ladite récupération à partir de ces informations et fournir un signal d'horloge, ce dispositif étant caractérise en ce que les moyens d'extraction comprennent un moyen dérivateur (24) prevu pour former un signal dérivé, egal à la dérivée du signal numérique par rapport au temps et en ce que la boucle à verrouillage de phase est prévue pour déterminer, pour chaque impulsion, l'instant en lequel le signal dérivé s'annule, cet instant état pris comme instant optimal de décision du type de l'impulsion.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la boucle à verrouillage de phase comprend un comparateur de phase comportant un échantillonneur-bloqueur (28) qui est prévu pour échantillonner le signal dérivé par le signal d'horloge et fournir un signal d'erreur de phase.
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de correction (26, 38) prévus pour éliminer du signal derivé, pour chaque impulsion, le brouillage dû aux impulsions précédentes.
5. Dispositif selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les moyens de correction comprennent
- un egaliseur recursif de dérivée (38) qui reçoit le signal d'erreur et qui est prevu pour synthetiser, pour chaque impulsion, le tralnage du signal dérivé, et
- un moyen de soustraction (26) prevu pour soustraire ledit traînage au signal dérivé et fournir un signal dérivé corrigé à I'CchantilConneur-bloqueur.
6. Systeme de réception d'un signal numérique, ce système comprenant un dispositif (24; 28; 30; 32, 42; 34, 44-46; 36; 26; 38) de recuperation du rythme et de la phase du signal numérique, le système etant caractérisé en ce que ce dispositif est conforme au dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 et 5, en ce que la boucle à verrouillage de phase comprend en outre des moyens (32, 42) d'intégration du signal d'erreur et en ce que le système comprend en outre
- un égaliseur récursif à décision dans la boucle (40).
- des moyens (30) de traitement du signal d'erreur de phase, qui sont commandes par le signal de donnee reçue et prévus pour fournir, aux moyens d'intégration (32, 42) et seulement lorsque ledit signal numérique est non nul, ledit signal d'erreur affecté d'un signe correct.
prevu pour échantillonner le signal numérique par le signal d'horloge et fournir un signal de donnée reçue, et
7. Système selon la revendication 6, caracterisé en ce que le signal numérique est transmis sur une ligne électriquement conductrice, le code de transmission utilisé étant du type AMI, et en ce que les moyens (30) de traitement sont prévus pour fournir le signal d'erreur, pour une impulsion correspondant a une donnée reçue fournie par l'égaliseur recursif à décision dans
La boucle (40), seulement lorsque cette donnée reçue differe de la donnée reçue précédente, et après avoir multiplié le signal d'erreur par ladite donnee reçue.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8606986A FR2598868A1 (fr) | 1986-05-15 | 1986-05-15 | Procede et dispositif de recuperation du rythme et de la phase d'un signal numerique, utilisant la derivee du signal, et systeme de reception de ce signal utilisant le dispositif |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8606986A FR2598868A1 (fr) | 1986-05-15 | 1986-05-15 | Procede et dispositif de recuperation du rythme et de la phase d'un signal numerique, utilisant la derivee du signal, et systeme de reception de ce signal utilisant le dispositif |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2598868A1 true FR2598868A1 (fr) | 1987-11-20 |
Family
ID=9335267
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8606986A Withdrawn FR2598868A1 (fr) | 1986-05-15 | 1986-05-15 | Procede et dispositif de recuperation du rythme et de la phase d'un signal numerique, utilisant la derivee du signal, et systeme de reception de ce signal utilisant le dispositif |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2598868A1 (fr) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0470450A2 (fr) * | 1990-08-07 | 1992-02-12 | National Semiconductor Corporation | Récuperation d'horloge de précision pour récepteur de modem de signaux QAM |
| US5200981A (en) * | 1990-08-07 | 1993-04-06 | National Semiconductor Corporation | Fine timing recovery for QAM modem receiver |
| EP0727893A1 (fr) * | 1995-02-17 | 1996-08-21 | Institut Français du Pétrole | Méthode et dispositif pour régénérer, par détection des maxima, un signal d'horloge rythmant la transmission de signaux numérisés reçus |
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-
1986
- 1986-05-15 FR FR8606986A patent/FR2598868A1/fr not_active Withdrawn
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