FR2605479A1 - Systeme d'extraction de signaux de synchronisation en trame a partir de signaux de synchronisation de paquets - Google Patents

Abstract

LE PROCEDE EST DESTINE A L'EXTRACTION DE SYNCHRONISATION EN TRAME D'UN SIGNAL COMPOSE DE PAQUETS SUCCESSIFS MUNIS CHACUN D'UN EN-TETE COMPORTANT UN MOT BINAIRE PARMI DEUX MOTS W1 ET W2 UTILISES EN ALTERNANCE DANS LA SEQUENCE DES PAQUETS, QUI SONT RASSEMBLES EN TRAMES DE DUREE CONSTANTE OU COMPRENANT UN NOMBRE CONSTANT DE PAQUETS, LE CHANGEMENT DE TRAME ETANT INDIQUE PAR UNE CONFIGURATION PARTICULIERE DE SUCCESSION DES MOTS BINAIRES, DISTINCTE DE L'ALTERNANCE, SUR UN NOMBRE DETERMINE U DE PAQUETS SUCCESSIFS. ON IDENTIFIE LES CHANGEMENTS DE TRAME PAR DETECTION, AU MOYEN DE REGISTRES A DECALAGE 22, 24 ET DE PORTES 26, 26, 28 D'UNE CONFIGURATION DETERMINEE ET CARACTERISTIQUES D'ABSENCES DE RECONNAISSANCE DES MOTS BINAIRES COMPLEMENTAIRES DE CEUX INDIQUANT LE CHANGEMENT DE TRAME.

Description

Svsteme d'extraction de sianaux de svnchronisation en

trame a partir de signaux de synchronisation de paquets.

L'invention a pour objet l'extraction de signaux de synchronisation en trame d'un signal composé de pa-

quets successifs munis chacun d'un en-tête de configu-

ration identifiable et rassemblés par trames de durée

constante ou comprenant un nombre constant de paquets.

Elle concerne plus particulièrement un procédé et un dispositif applicables lorsque tous les en-têtes

comprennent l'un de n mots binaires W1 à Wn, complé-

mentaires l'un de l'autre et utilisés successivement dans la séquence de paquets, le changement de trame étant indiqué par la répétition du même mot sur deux paquets successifs ou par tout autre configuration particulière et prédéterminée, distincte de toute configuration d en-tête pouvant survenir à l'intérieur

de la trame.

L'invention trouve une application particulière-

ment importante dans l'extraction de signaux de synchro-

nisation en trame ou champ d'un signal de télévision conforme a l'une des normes X-MAC/Paquets (X désignant l'un des modes de modulation prévus, désignés par C, D

et D2) dont chaque ligne contient des signaux analogl-

ques de chrominance et de luminance et une partie numé-

rique contenant un mot de synchronisation de ligne. Dans ce cas, le contenu d'une ligne sera considéré comme un paquet au sens de la définition donnée plus haut. Le

signal de télévision comporte également un mot de syn-

chronisation en trame, de longueur supérieure à celle des mots de synchronisation en ligne, mais il n'est pas

concerné par la présente invention.

Plusieurs solutions ont déjà été proposées pour

extraire les signaux de synchronisation d'un tel signal.

L'une consiste à retrouver les mots de synchronisation trame et à en dériver des signaux de synchronisation

ligne par comptage. Une autre solution consiste à déce-

ler la rupture de l'alternance des mots W1 et W2, rem-

placée par la présence du même mot au même emplacement dans deux lignes successives (ou à retrouver tout autre configuration prédéterminée autre que l'alternance). Le document WO 84/02242 donne un exemple de mise en oeuvre de cette solution. La récupération de la synchronisation

en trame implique alors une phase préliminaire d'extrac-

tion des signaux de synchronisation de ligne (ou plus généralement d'entête de paquets au sens ci-dessus) par détection de configurations identiques à des mots de

synchronisation de ligne et vérification que l'alter-

nance se reproduit à intervalles réguliers. Cette mise

en oeuvre peut être réalisée de façon simple en identl-

fiant les mots de synchronisation de ligne à l'aide de

registres à décalage et de comparateurs et en recher-

chant si l' alternance se produit à intervalles réguliers à l'aide d'un générateur de fenêtre. Le changement de

trame se caractérise alors par la présence d'une confi-

guration particulière d'en-tête sur un nombre déterminé

de lignes, c'est-à-dire de paquets, consécutifs.

Si on néglige le problème de l'accrochage ini-

tial, l'identification de la configuration caractéris-

tique du changement de trame se heurte à deux problèmes, la présence dans le signal de configurations semblables à celles qui correspondent à un changement de trame, mais qui n'en sont pas, et les erreurs inévitables affectant la détection d'un des mots à reconnaitre. Pour

résoudre le premier problème, on ne recherche les confi-

gurations caractéristiques d'un changement de trame que pendant des fenêtres temporelles situées à intervalles réguliers. Pour résoudre le second problème, la solution classique consiste à prévoir un circuit constituant

"volant" qui conserve le rythme des signaux de synchro-

nisation en trame pendant un nombre de trames déterminé

en l'absence de reconnaissance.

Le "volant" est nécessaire du fait que la pro-

babilité de reconnaître un changement de trame par le procédé classique est largement inférieur à 1. Si on désigne par t le taux d'erreur sur chaque élément binaire, par x le nombre d'éléments binaires dans un mot

de synchronisation en ligne, la probabilité de reconnai-

tre un en-tête de ligne lorsque cet en-tête a été réel-

lement émis est: = (1 - t) La probabilité P de détecter un changement de trame en détectant les configurations caractéristiques

de reconnaissance d'en-tête de ligne sur u lignes suc-

cessives, lorsqu'un changement de trame réel est inter-

venu, est alors: P = (1 - t) xu La présente invention vise à fournir un procédé et un dispositif augmentant notablement la probabilité de détection d'un changement de trame, à un point tel

que la présence du volant est souvent superflue.

Dans ce but, l'invention propose notamment un procédé d'extraction de synchronisation en trame d'un signal composé de paquets successifs munis chacun d'un en-tête comportant un mot binaire parmi n mots W1, W2,...Wn. Les paquets sont rassemblés en trames de durée constante ou comprenant un nombre constant de paquets, le changement de trame étant indiqué par une configuration particulière de succession des mots binaires, distincte de toute configuration de succession d'en-tête pouvant survenir à l'intérieur de la trame, sur un nombre déterminé u de paquets successifs. On identifie les changements de trame par détection d'une configuration déterminée et caractéristique d'absences de reconnaissance des mots binaires complémentaires de ceux indiquant le changement de trame. Dans le cas particulier o les paquets sont munis chacun d'un en-tête comportant un mot binaire parmi deux mots Wl et W2 utilisés en alternance dans la séquence des paquets, qui

sont rassemblés en trames de durée constante ou compre-

nant un nombre constant de paquets, le changement de trame étant indiqué par une configuration particulière de succession des mots binaires, distincte de l'alter- nance, sur un nombre déterminé M de paquets successifs, on identifie les changements de trame par détection d'une configuration déterminée et caractéristique

d'absences de reconnaissance des mots binaires complé-

mentaires de ceux indiquant le changement de trame-.

Dans le cas particulier de l'extraction de la synchronisation trame d'un signal de télévision X-MAC/Paquet, on identifiera un changement de trame par la détection de la configuration /RW2, /RW2, /RW1, /RW1, (ou /RW1, /RW1,/RW2,/RW2) o /RW indique l'absence de reconnaissance du mot W.

L'invention utilise la constatation que, lors-

qu'un mot W est inséré dans l'en-tête, la probabilité de reconnaitre ce mot (c'est-a-dire d obtenir RW) est beaucoup plus affectée par la présence d'erreurs que celle de ne pas reconnaitre /W (c'est-à-dire de ne pas obtenir /RW) lorsque W comporte plusieurs bits, et cela d'autant plus que le mot est plus long. Mais, en soi, cette constatation n'apporte rien, car /RW1 peut aussi bien indiquer la reconnaissance de W2 que l'absence de reconnaissance de W1. Ce n'est que grâce au fait qu'à toute configuration caractéristique de W1 et W2 successifs correspond une configuration de /RW1 et /RW2 (et une seule) qu'ill est possible d'identifier comme un changement de trame. Le gain obtenu sur la probabilité

de déceler le changement de trame apparait immédia-

tement:

la probabilité a de ne pas reconnaitre W2 (res-

pectivement W1) lorsque W1 (respectivement W2) a été émis est: = 1 - tx

La probabilité Q de détecter un éventuel chan-

gement de trame en observant les successions caracté-

ristiques d'absence de reconnaissance d'en-tête de paquet sur M paquets lors d'un changement de trame réel est alors: Q = (1 - tx)u Pratiquement, on arrive à des valeurs Q si proches de 1 qu'un changement de trame est décelé à coup

sur, ce qui fait disparaitre la nécessité d'un "volant".

Le problème qul subsiste change alors de nature: il

n'est plus lié au risque de ne pas reconnaître un chan-

gement de trame, mais à celui d'identifier comme un changement de trame des configurations qui dans la

réalité n'en sont pas.

Ce second problème est aisément résolu en utili-

sant des fenêtres temporelles de recherche d'une nou-

velle configuration de changement de trame après une première détection et un processus de confirmation, selon lequel une configuration n'est reconnue comme indiquant le changement de trame que dans la mesure o la reconnaissance a été effectuée pendant plusieurs fenêtres temporelles successives, à intervalles égaux à

la période de répetition des trames.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de

la description qui suit d'un mode particulier de

réalisation, donné a titre d'exemple non limitatif, constitué par la reconnaissance des changements de trame dans un signal de télévision conforme à la Norme

D2-MAC/Paquet. La description se réfère aux dessins qui

l'accompagnent, dans lesquels: -

- la Figure 1 est un diagramme montrant la constitution d'une trame de télévision suivant la Norme D2-MAC/Paquet, - la Figure 2 est un chronogramme montrant les configurations permettant d'identifier le passage d'une

trame paire à une trame impaire, par la méthode tradi-

tionnelle et suivant l'invention, - la Figure 3 est un synoptique de. principe d'un dispositif d'extraction de synchronisation constituant

un mode de mise en oeuvre de l'invention.

La figure 1 est une représentation très simpli-

fiée destinée à faire apparaitre la répartition des mots de synchronisation dans une trame paire de télévision

suivant la norme D2-MAC/Paquet. Une description complète

pourra être trouvée dans la "spécification du système D2-MAC/Paquet", septembre 1985, TéléDiffusion de France p.11, 12 et 24. Il faut cependant noter que le terme "paquet" est utilisé ici pour désigner la partie numérique (son et données) occupant la partie 10 de la durée de diffusion d'une ligne, et non pas comme dans la norme pour désigner un bloc d'informations numériques

susceptible de s'étendre sur plusieurs lignes.

Chacune des lignes 1 à 622 de la trame de diffusion comporte, en plus d'un mot de synchronisation ligne W1 ou W2 de six éléments binaires (ebs ou bits), une partie numérique 10 et une partie vision 12. Les

lignes 623 à 625 comportent également un mot de synchro-

nisation ligne W1 ou W2 et la ligne 625 contient un mot FW de synchronisation trame de 64 bits. Les mots de synchronisation ligne:

W1 = 001011

W2 = /W1=110100

alternent dans les lignes 1 à 621. Par contre, on trouve dans les lignes 622 à 625 les configurations W2 W2 W1 W1 dans les trames paires W1 W1 W2 W2 dans les trames impaires Une solution classique pour reconnaitre la fin d'une trame paire consiste à rechercher la présence de cette configuration, c'est-à-dire - à générer et mémoriser un signal RW en cas de reconnaissance du mot W. - et a rechercher la présence, sur quatre lignes successives, de la configuration:

RW2 - RW2 - RW1 - RW1

Sur la figure 2, cette configuration apparait sur les lignes 622-625 sous forme des zones hachurées: il suffit d'une erreur sur un seul bit de l'un quelconque des mots de synchronisation des lignes 622 à 625 pour qu'il n'y ait plus détection, RW1 {ou RW2)

passant à /RW1 (ou /RW2).

Dans l'application de l'invention à ce cas particulier, on identifiera les changements de trame par la présence des configurations sur quatre lignes: /RW1, /RW1 /RW2, /RW2 pour les trames paires (c'est-à-dire séquence de deux non-reconnaissances de W1, suivies de deux non- reconnaissances de W2),

/RW2, /RW2, /RW1, /RW1 pour les trames impaires.

Des configurations plus longues peuvent être

adoptées pour réduire le taux de fausses reconnaissan-

ces, par exemple, la configuration caractéristique sur huit lignes de passage d'une trame paire à une trame impaire pourra être:

/RW1,/RW2,/RW1,/RW2,/RW1,/RW1/RW2,/RW2

Un calcul simple montre que, en cas de recherche de la configuration caractéristique sur u = 4 lignes, les probabilités de reconnaissance sont:

-1 -

pour t= 10 (rapport S/B= 17dB), Q = 1-4.10 pour t= 10-4 (rapport S/B= 26dB), Q = 1-8.10-24 -1 On constate immédiatement que, même pour t=10 la probabilité de reconnaissance Q est suffisamment

proche de 1 pour qu'un volant soit inutile.

Cette conclusion reste valable même si on recherche la configuration sur u= 8 lignes. On a par

exemple,

pour t= 10-1 L'avantage de l'invention sur le procédé naturel de détection de changement de trame apparait encore mieux si on compare les temps moyens T1 et T2 entre

absences de détection par le procédé classique (recon-.

naissance de configuration W2 W2 W1 W1) et par le procédé suivant l'invention, avec une durée de trame de ms: -2 pour t= 10 et u = 4 TI= 0, 187s et T2= 317ans u - 8 Tl= 0,104s et T2= 158ans t= 10-4 et u = 4 Tl= 1, 67 s et T2=3,17x10 ans u = 8 T1= 0,85 s et T2=1,58x10 ans Du fait que, dans le cas de l'invention, la dégradation du taux de détection des changements de trame est negligeable lorsqu'on augmente le nombre de lignes sur lequel on recherche la configuration, il sera souvent avantageux d'aller au-delà de quatre lignes pour réduire le nombre d'identifications erronées lors de la

phase d'accrochage et pour réduire la durée de celle-ci.

Le procédé suivant l'invention peut être mis en oeuvre à l'aide du dispositif montré en Figure 3. Le dispositif représenté comprend: - un circuit 18 de détection des configurations révélant le passage d'une trame paire à une trame impaire, et inversement; - un circuit 20 destiné à écarter les détections

erronées, dues à la détection de configurations para-

sites semblables à celles indiquant un changement de trame. Le dispositif est complété par des moyens non représentés destinés à identifier l'alternance des mots

de synchronisation ligne et à fournir, lors de la recon-

naissance du mot Wl ou W2, un signal RW1 ou RW2 suivant le cas. Ces moyens peuvent comporter un registre à

décalage dans lequel circulent les bits reçus en suc-

cession; deux comparateurs entre la séquence contenue dans le registre et deux séquences mémorisées; et deux générateurs fournissant le signal RW1 ou RW2 pendant

toute la durée de la ligne en cas de coincidence.

Le circuit 18 comprend deux registres à décalage 22 et 24 qui reçoivent respectivement, sur leur entrée série, les signaux RW1 et RW2. L'entrée d'horloge H des

registres 22 et 24 reçoit les impulsions de synchroni-

sation en ligne, supposées disponibles. L'obtention des impulsions de synchronisation de ligne peut se faire par l'un quelconque de procédés bien connus, par exemple par celui décrit dans le document WO 84/02242déjà mentionné.

On supposera dans ce qui suit que la reconnai-

ssance des configurations révélant un changement de trame s'effectue sur quatre lignes successives seulement. Dans ce cas, quatre sorties parallèles successives des registres 22 et 24, identifiées par BO,

B1, B2 et B3 sont utilisées pour rechercher les configu-

rations caractéristiques d'absences de reconnaissance.

Une première porte OU 261 reçoit les sorties BO et B1 du registre 22 et les sorties B2 et B3 du registre 24 sur ses entrées. Elle est affectée à la reconnaissance des fins de trames paires. Une porte OU similaire 262 permet de reconnaitre les trames impaires. Une porte ET NON 28 reçoit les sorties des portes OU 261 et 262 et donne en sortie un signal SC indiquant que l'une des configurations caractéristiques d'un changement de trame

a été reconnue.

Le circuit 20 comporte une porte NON ET 30 dont les entrées reçoivent l'une le signal SC, l'autre un signal de validation n autorisant la fourniture d un signal de synchronisation trame STB que lorsque la durée qui s'est écoulée depuis le signal de synchronisation précédente est supérieure à une valeur proche de la durée nominale d'une trame ou que le nombre de lignes balayées depuis le signal STB précédent est au moins égal au nombre de lignes dans une trame. Dans le mode de réalisation montré en Figure 3, le signal de validation est fourni par un montage comportant un compteur 32 et un comparateur 34. Le signal STB est appliqué à l'entrée de remise à 0 du compteur 32 qui reçoit, sur son entrée d'incrémentation, une impulsion par ligne de balayage. Le comparateur 34 compare le contenu du compteur à une valeur prédéterminée (624 par exemple pour une trame de 625 lignes) et fournit un signal de validation lorsque

le contenu du compteur dépasse ce nombre.

D'autres constitutions sont évidemment possibles pour le circuit 20 dans le cas o il est appliqué à la récupération de la synchronisation trame d'un signal de télévision. En particulier, on peut substituer, à une mesure de nombre de lignes, une mesure de temps. Le circuit est par ailleurs directement transposable au cas général de trames constituées de paquets munis chacun d'un en-tête, la validation s'effectuant après un nombre déterminé de paquets depuis l'émission précédente du

signal STB.

Le dispositif montré en Figure 3 peut être complété par un circuit destiné à faciliter l'accrochage lors de la mise en service. Souvent ce circuit ne sera pas nécessaire, le régime permanent s'établissant rapidement dans le cas de l'invention. Si nécessaire cependant, on peut éliminer les premiers signaux STB qui ne coincident pas avec de véritables instants de passage d'une trame a la suivante en utilisant le critère suivant: en regime etabli, il y a eu au moins un nombre prédéterminé R de remises à zéro du compteur 32 intervenues chaque fois au bout de la période T de trame

ou de N paquets.

Pour mettre en oeuvre ce critère, le circuit d'accrochage peut comporter une mémoire de stockage des états de remise à zéro, tels qu'un registre à décalage à R positions fonctionnant au rythme des signaux STB et 1 1 une logique combinatoire fournissant un signal validant

STB lorsque le critère est rempli.

Claims (6)

REVENDICATIONS:

1. Procédé d'extraction de synchronisation en trame d'un signal composé de paquets successifs munis chacun d'un en-tête comportant un mot binaire parmi n mots W1, W2,...Wn, les paquets étant rassemblés en trame de durée constante ou comprenant un nombre constant de paquets, et le changement de trame étant indiqué par une configuration particulière de succession des mots binaires, distincte de toute configuration de succession d'en- tête pouvant survenir à l'intérieur de la trame, sur un nombre déterminé u de paquets successifs, caractérisé en ce qu'on identifie les changements de trame par détection d'une configuration

déterminée et caractéristique d'absences de reconnais-

sance des mots binaires complémentaires de ceux lndi-

quant le changement de trame.

2. Procédé d'extraction de synchronisation en trame d'un signal composé de paquets successifs munis chacun d'un en-tête comportant un mot binaire parmi deux mots Wl et W2 utilisés en alternance dans la séquence des paquets, qui sont rassemblés en trames de durée constante ou comprenant un. nombre constant de paquets,

le changement de trame étant indiqué par une configu-

ration particulière de succession des mots binaires, distincte de l'alternance, sur un nombre déterminé u de paquets successifs, caractérisé en ce qu'on identifie

les changements de trame par détection d'une configu-

ration déterminée et caractéristique d'absences de reconnaissance des mots binaires complémentaires de ceux

indiquant le changement de trame.

3. Procédé selon la revendication 1 de synchro-

nisation en trame d'un signal de télévision X-MAC/Paquet dans lequel chaque paquet correspond à une ligne de balayage télévision et o le changement de trame est indiqué par la séquence W1,W1,W2,W2 (ou (W2,W2,W1, W1), caractérisé en ce qu'on identifie un changement de trame par la détection de la configuration /RW2, /RW2, /RWl, /RW1, (ou /RW1,/RW1,/RW2, /RW2) o /RW indique l'absence de reconnaissance du mot W.

4. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'identification du changement de trame s'effectue sur un nombre de paquets successifs supérieur à celui des mots binaires de la configuration

caractéristique minimale.

5. Dispositif d'extraction de synchronisation en trame d'un signal composé de paquets successifs munis chacun d'un en-tète comportant un mot binaire parmi deux mots W1 et W2 utilisés en alternance dans la séquence des paquets, qui sont rassemblés en trames de durée constante ou comprenant un nombre constant de paquets, le changement de trame étant indiqué par une configuration particulière de succession des mots binaires, distincte de l'alternance, sur un nombre déterminé u de paquets successifs, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (22, 24) destinés chacun à

identifier une configuration déterminée et caractéris-

tique d'absences de reconnaissance des mots binaires complémentaires de ceux indiquant le changement de trame, des seconds moyens (28) fournissant un signal de sortie d'une quelconque des configurations déterminées et caractéristiques, et des troisièmes moyens (20) validant le signal fourni par les seconds moyens lorsque

la durée qui s'est écoulée depuis le signal de synchro-

nisation validé précédant est supérieur à une valeur

proche de la durée nominale d'une trame.

6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les troisièmes moyens comprennent un compteur (32) incrémenté à la cadence-de ligne et un comparateur (34) destiné à fournir un signal de validation lorsque le contenu du compteur atteint une

valeur déterminée.