Brevet FR2041122A1 — publié le 19710129

i 2041122 La présente invention se rapporte à des systèmes de transmission à modulation de phase et, plus particulièrement, à des systèmes à modulation de phase du genre pour transmettre une gamme spécifiée de signaux d'entrée et dans lesquels un signal d'infor-5 mation est transmis sous forme de décalage de phase dans le signal de sortie par rapport au signal de sortie immédiatement précédent, la grandeur du décalage de phase étant différente et spécifiée pour chacun des signaux d'informations dans la gamme à transmettre. Un tel système de transmission à modulation de phase sera désigné ci-10 après sous le nom de système de transmission du genre spécifié. Dans un système de transmission connu du genre spécifié, l'information à transmettre est sous forme de paire de bits binaires (dibits), c'est-à-dire qu'il y a quatre signaux d'informations possibles dans la gamme à transmettre, comprenant les quatre combi-15 naisons différentes de bits 00, 01, 11 et 10, et chacune de ces combinaisons doit être représentée par un décalage de phase différent. On a fait deux propositions quant aux décalages de phase, qui devraient être utilisées pour représenter les quatre dibits : l'une utilise les décalages de phase +0°, +90°, +180° et 270°, et 20 l'autre utilise les décalages de phase +4-5°, +135°, +225° et 315°. Ceci signifie, par exemple que, dans la première proposition, chaque fois que le dibit 01 doit être transmis, le signal de sortie de l'émetteur est décalé de 90° de sa position d© phase immédiatement précédente ou si le dibit 10 doit être envoyé* le décalage de phase 25 est 270°, etc. Il est souhaitable que chaque changement à© phase de modulation soit aussi distincte que possible afin de réduire à un minimum toute incertitude dans le récepteur quant à la présent© et au degré d'un changement de modulation. La première proposition est 30 en accord avec cette exigence, ayant le changement de phase maximum possible d'un élément de signal à un autre élément de signal. Cependant, il a un inconvénient tel qu'une séquence de dibit correspondant à des décalages de phase successifs de 0°, sans dibits intervenants correspondant aux autres décalages de phase, entraîne 35 une période correspondante durant laquelle il n'y a pas de changement du porteur et, de ce fait, aucune information transmise d'où le récepteur peut obtenir des informations de chronométrage. Ceci peut entraîner une perte de synchronisme entre le récepteur et l'émetteur et des erreurs,qui en sont la conséquence, dans 1'interpré-40 tation des données qui arrivent„ 70 11911 2 2041122 La seconde proposition utilisant des changements de phase de +45°, +135°) +225° et +315° ©n tant que quatre changements de phase possibles d'un élément à un autre évite cet inconvénient puisqu'avec un tel agencement, chaque dibit successif produit un 5 changement défini de phase et il y aa en conséquence, une transition de phase pour chaque intervalle d© modulation et, de ce fait, une information de chronométrage continue dans le signal transmis. En conséquence, la perte de synchronisme ne se produira probablement pas. Cependant, un inconvénient de cette propostion est que, 10 puisque le plus faible décalage de phase qui peut se produire pour un changement de dibit est seulement égal à 45° au lieu de 90°, les caractéristiqifi s de la voie de transmission doivent être,d'une manière correspondante, meilleures afin d'obtenir le même degré de fiabilité pour reconnaître les changements de phase prévus au ré-15 cepteur. En particulier, on verra que,- puisque le décalage de phase minimum est 45% la variation Eiaxir-ia tolfeible du retard de groupe de la transmission de voie, pcv.:-. » : donné de fiabilité pour reconnaître les plus petits eh-V-j--. is phase, sera la moi tié de celle tolérabl® quand le déealséP via piass miniraua est 90°, 20 D'oimc J?e.nièr© semblable, -la sensibilité du démodulateur vis-à-»v'i£ du, bruit sur la voie est, d'une manière oorrespondante, augmentée dans le cas des changements de phase pras petits. Chacune des propositions précédentes de décalage de pb.ae.è de modulation a ainsi ses"*propres avantages et ses propres incenvé-25 niants particuliers et celle qu'on doit préférer dans un cas particulier dépend des circonstances d 'uti 1 isr.t i on. Jusqu'à présent, on a considéré que des modulateurs et d®E démodulateurs (modéras) convenant à_l'utilisation dans un systarx employant une des propositions précédentes ne contiendront pas â 30 1''utilisation dans un système empierrant l'autre.. La présente invention cherche à fournir un sysyèB» deiis lequel le modulateur dans-l'émetteur peut être régit? ^om- produire une modulation selon l'une ou 1'autre des deux propositions précédentes dans lesquelles, pour la même gaEses de signaux d'entrée, la 35 gawîô des décalages de phase est différât®, . chaque décalage de phase, quand la première proposition esv ®œployée, différant de son décalage de phase correspondant quand l'autre proposition est employée, selon la même valeur fixée et, dans ees systèmes, le démodulateur dans le récepteur peut être régis pour démoduler des si-40 gnaux modulés selon l'une ou l'autre proposition-. BAD ORIGINAL 70 11911 3 2041122 Pour plus de brièveté dans la description, les termes "première proposition" et "seconde proposition" seront utilisés dans ce qui suit pour se référer aux deux propositions décrites précédemment. 5 Selon une caractéristique de la présente invention, un mo dulateur de phase, à utiliser dans un système de transmission du genre spécifié, comprend un agencement de modulation adapté pour produire des signaux de sortie modulés selon la première proposition, un moyen de décalage de phase pour fournir, dans un signal 10 de sortie, un décalage de phase égal à une valeur fixée spécifiée en accord avec la première proposition et des moyens de commutation par lesquels ce moyen de décalage de phase peut être rendu opératoire ou non opératoire à volonté, le moyen de décalage de phase, lorsqu'il est opératoire, étant agencé pour introduire son décala-15 ge de phase dans le signal de sortie au même moment que celui produit par l'agencement de modulation et, de ce fait, des signaux de sortie sont produits modulés selon la seconde proposition. Selon une autre caractéristique de la présente invention, un démodulateur de phase, à utiliser dans un système de transmission 20 du genre spécifié, comprend un agencement de démodulation adapté pour démoduler des signaux modulés selon la première proposition, un moyen de décalage de phase pour fournir, entre le signal d'entrée et un signal de référence utilisé dans le démodulateur, un décalage de phase égal en grandeur mais de sens opposé à une quantité 25 fixée spécifiée, en accord avec la première proposition, des moyens de commutateur pour rendre ce moyen de décalage de phase opératoire ou non opératoire à volonté, le moyen de décalage de phase, lorsqu'il est opératoire, étant agencé pour introduire son décalage de phase en synchronisme avec la modulation dans le signal qui arrive 30 et, de ce fait, le démodulateur peut démoduler des signaux qui arrivent modulés selon la seconde proposition. Dans un exemple de réalisation préféré de la première caractéristique de la présente invention pour des signaux modulés transmis représentant des informations de signaux de dibit, l'agen-35 cernent de modulation comprend un générateur d'impulsions pour fournir des impulsions de sortie à une fréquence supérieure à la fréquence des dibits, un premier agencement de diviseur pour, fournir, à partir des impulsions de sortie, un signal de chronométrage ou de rythme à la fréquence des dibits, un second agencement de diviseur 40 pour diviser ces signaux de sortie afin de fournir une sortie à une 70 11911 4 2041122 fréquence désirée, un agencement de codage agencé pour recevoir des signaux binaires et contrôlé par le signal de chronométrage pour coder les signaux binaires en signaux de dibits et selon le code d'un dibit agencé pour modifier le procédé de division du second 5 agencement de diviseur afin de fournir un décalage de phase dans la sortie, le décalage de phase étant selon ce qui est spécifié pour la première proposition pour ce dibit, et des moyens de commutateur agencés, lorsqu'ils sont opératoires, pour envoyer un signal de commande à la fréquence de chronométrage et synchronisé par cette 10 fréquence au second agencement de diviseur, afin de modifier le procédé de division pour fournir un autre décalage de phase dans la sortie selon une valeur spécifiée fixée. Dans un exemple de réalisation préféré du second aspect de la présente invention, l'agencement de démodulateur comprend un gé-15 nérateur d'impulsions pour fournir des impulsions de sortie à une fréquence supérieure à la fréquence des dibits, un premier agencement de diviseur pour fournir, à partir des impulsions de sortie, un signal de chronométrage ou de rythme à la fréquence des dibits, un second agencement de diviseur pour fournir un signal de référen-20 ce à la fréquence du signal d'entrée modulé, un premier agencement de synchronisation pour synchroniser le signal de référence avec le signal d'entrée après qu'un changement de modulation ait été détecté et avant la modulation représentant les dibits se produisant ensuite, des moyens de détection de différences de phases agencés 25 pour être alimentés par le signal d'entrée et le signal de référence et pour produire une sortie correspondant aux signaux d'information de dibits, un second agencement de synchronisation pour synchroniser la sortie de signaux de chronométrage du premier diviseur lorsque le changement de modulation détecté par l'agencement de dé-30 tection de différence de phase se produit, et des moyens de commutateur agencés, lorsqu'ils fonctionnent, pour envoyer un signal de commande au second agencement de diviseur à la fréquence de chronométrage pour modifier le procédé de division afin de fournir un décalage de phase dans la sortie de signal de référence égal mais de 35 sens opposé à la valeur fixée spécifiée. La présente invention est illustrée et décrite à titre d'exemple en se référant aux dessins ci-joints dans lesquels : La figure 1 est une représentation schématique en blocs d'un modulateur selon la présente invention, et 40 La figure 2 est une représentation schématique en blocs 70 11911 2041122 d'un démodulateur selon la présente invention. Le modulateur de phase représenté sur la figure 1 comprend un générateur d'impulsions 1 connecté sur un chemin par l'intermédiaire d'un premier diviseur 2 à un codeur 3 et, sur un autre che-5 min, à un second agencement de diviseur se composant de diviseurs 4, 5 et 6, chaque diviseur ayant une porte d'entrée associée 8 et 9,respectivement. Des signaux d'entrée à moduler sont appliqués à une borne d'entrée 10 connectée au codeur 3 et deux sorties X et Y du codeur 3 sont connectées aux entrées de contrôle des portes 8 10 et 9, respectivement. Une troisième sortie Z du codeur 3 est connectée à une entrée de commande de la porte J par l'intermédiaire d'un commutateur 11. Le diviseur 6 est connecté par l'intermédiaire d'un filtre passe-bande 12 pour fournir une entrée à un mélangeur 13 qui reçoit 15 son autre entrée à partir d'un oscillateur local 14. Le mélangeur 13 est connecté à un filtre passe-bas 15 d'où des signaux de sortie peuvent être pris à la borne de sortie 16. En cours de fonctionnement, des signaux d'informations sont appliqués à un taux de bits de données de 2.400 bits par se-20 conde à la borne d'entrée 10 et le générateur d'impulsions 1 fournit un train d'impulsions à une fréquence de 144 kHz. Ce train d'impulsions provenant du générateur 1 est divisé par un facteur de division de 120, dans le premier agencement de diviseur 2, pour fournir un signal de chronométrage à la fréquence de dibits de 1200 25 Hz pour le codeur 3 et par' un facteur de division de huit dans le second agencement de diviseuxs 2, 4, 6 pour fournir* mie sortie au filtre 12 à une fréquence de 18 kHz, Les signaux binaires appliqués à la borne d'entrée 10 du codeur 3 sont codés sous forme de signaux de dibits sous la commande du signal provenant du diviseur 30 2. Selon la valeur de dibit particulière, des signaux de commande peuvent être appliqués à partir de X et/ou de Y aux bornes d'entrée associées 8 et 9 pour effectuer une modification du procédé de division du second agencement de division, afin de produire un décalage de phase dans la sortie. In supposant que le commutateur 11 35 soit ouvert, cette modification est effectuée par les impulsions de commande envoyées à partir des sorties X et Y aux portes 8 et 9» en provoquant la suppression des impulsions provenant du train de si-' gnaux envoyés à leur diviseur associé. La suppression d'une impulsion unique par la porte 8 entraîne un changement de phase de -90° 40 dans la sortie provenant du diviseur 6 et la suppression d'une im 70 1191 r s 2041122 pulsion unique par la porte 9 entraîne un changement de phase correspondant de -l80°. Ces changements de phase négatifs sont équivalents à des changements de phase positifs de 270° et 180% respectivement. La suppression des impulsions uniques par les deux 5 portas 8 et 9 entraîne un changement de phase négatif de -270° qui équivaut à un changement positif, de + 90°, Le codeur 3 est agencé pour produire des sorties aux bornes X et Y pour entraîner des changements de phase de 0°, 90°, l80° et 270° pour des codes de dibits 00, 01, 11 et 10, respectivement. Quand le commutateur 10 11 est fermé un signal de commande est envoyé, à la fréquence de dibit, par l'intermédiaire de la borne Z à la porte J pour modifier encore le procédé de division du second agencement de diviseur. Cette fois, une impulsion est ajoutée au train d'impulsions pour chaque impulsion de commande provenant de la ports 2, cette impul-15 sion ajoutée entraînant un changement de phase de +45° dans le signal de sortie provenant du diviseur 6. Ainsi, on peut voir que le c ,,al,sur 11 étant ouvert, la modulation de décalage ds phase la. proposition +0°, +90% + l80° et +270° est atteint© alors qu'avec le commutateur fermée 20 la acdul&tion de décalage de phase selon +45®, +1355, +225° et +315° est atteinte. En se référant maintenant â la figure 2, le démodulateur représenté comprend une borne d'entrée. 17 connectée à un mélangeur 18 ayant un oscillateur local associé 1Q. La sortie de mélangeur 25 est connectée à un filtre pas se-bande 20 senti-ée à 18 kHz qui, à son tour, est connecté à un agencement 21 d'amplificateur et de iisalteur. La sortie provenant de 1 '&mpXifloateur/lirniteur 21 es! prise -sur deux chemins, l'un vers un détecteur de différence de-30 phases22 et l'autre sous forme d'entrée vers une première unité ës commande d® synchronisât ion 23. L'autre entrée à l'unité 23 est une entrée de signaux de référence. Le signal de référence est dérivé d'un générateur d*impulsions 24 a Ce générateur d'impulsions envoie sa sortie vers un premier agencement de diviseur 25 pour 35 produire un signal de chronométrage5 au taux de dibit, et-vers un second agencement de diviseur comprenant la porte 26 et le diviseur 27 pour produire le signal de référence. La sortie provenant du diviseur 27 est appliquée à l'unité de commande de synchronisation 23 et au réseau de décalage de phase 28 qui produit deux signaux de 40 référence en quadrature de phase à appliquer au détecteur de diffé- BÂD QRI3IHAL 70 11911 7 2041122 rence de phases 22. Une seconde unité de synchronisation 29 a ses deux entrées connectées l'une pour recevoir la sortie du diviseur 25 et l'autre pour recevoir des signaux provenant du détecteur de phase 22 et a 5 sa sortie connectée à une entrée de commande du diviseur 25. Une première sortie de chronométrage du diviseur 25 est connectée par 1'intermédiaire d'un commutateur 30 à la porte 26 et une seconde sortie de chronométrage est connectée à une entrée de commande d' line unité de filtre et de décodeur Jl. Cette unité 51 a. deux en-10 trées de signaux connectées pour recevoir les sorties du détecteur de différence de phases 22 et sa sortie est prise à une borne de sortie 32. En cours de fonctionnement, le générateur d'impulsions 24 fournit un signal à 144 kHz qui est divisé par un facteur de divi-15 sion de 120 dans le premier diviseur 25 pour fournir un signal à la fréquence de dibit de 1.200 par seconde. Il est aussi divisé par un second diviseur 27 pour fournir un signal de référence à l'unité de commande de synchronisation 23 de 18 kHz. L'autre entrée vers l'unité de commande de synchronisation est obtenue à par-20 tir du signal d'entrée modulé à la borne 17. Ce signal d'entrée est transformé en fréquence jusqu'à 18 kHz en mélangeant le signal de sortie de l'oscillateur local 19 dans le mélange 18 et le signal résultant de 18 kHz est filtré et limité en amplitude par le filtre 20 et le dispositif d'amplificateur/limiteur 21, respectivement. 25 La première unité de synchronisation 23 synchronise le signal de référence avec le signal d'entrée après qu'un changement de modulation ait été détecté et avant le dibit suivant qui arrive. Le détecteur de phase reçoit le signal de référence provenant de la première unité de commande de synchronisation 23 par 30 l'intermédiaire d'un réseau de décalage de phase 28 sous forme de deux signaux de référence en quadrature de phase et utilise ces signaux de référence pour détecter des décalages de phase de modulation dans les signaux qui arrivent. Tel que mentionné, après qu'une modulation ait été détectée et avant la modulation suivante représert-35 tant le dibit, le signal de référence aura été synchronisé avec le signal d'entrée en synchronisant l'unité de commande 23. Le détecteur de phase est agencé pour détecter des décalages de phase selon la première proposition, c'est-à-dire des décalages de phase de 0°, 90°, l80° et 270° et ces décalages de phase sont alors décodés dans 40 l'agencement de filtre et de décodeur 31. 70 11911 8 2041122 Des modulations détectées par le détecteur 22 sont également utilisées pour synchroniser la fréquence de chronométrage des dibits en envoyant l'information à la seconde unité de contrôle de synchronisation 29, où elle est comparée avec la sortie de fréquen-5 ce de chronométrage du diviseur 25. S'il y a un manque de synchronisme, il est détecté et contrôlé par des signaux envoyés de l'unité de commande 29 au diviseur 25. Les signaux de fréquence de chronométrage sont utilisés dans le décodeur 31 et, en outre, ils peuvent être employés pour modifier le procédé de division du se-10 cond agencement de division si le démodulateur doit être utilisé pour démoduler des signaux modulés selon la seconde proposition. Dans ce dernier but mentionné, le commutateur 30 est fermé et des signaux à la fréquence de chronométrage sont envoyés par l'intermédiaire du commutateur à la borne 26 où ils sont ajoutés 15 au train d'impulsions envoyées dans le diviseur 27. L'addition d'une impulsion entraîne un décalage de phase du signal de référence de 45°. Ceci équivaut à appliquer un décalage de phase de -45° au signal qui arrive. En conséquence, si le signal qui arrive est modulé selon la seconde proposition, c'est-à-dire +45°, +135°, 20 +225°, +315S par suite du décalage de phase dans le signal de référence, ces signaux seront détectés sous forme de décalages de phase de 0°, 90°, l80° et 270° et décodés d'une manière correspondante . En conséquence, le commutateur 30 étant ouvert, le démodu-25 lateur démodulera des signaux modulés selon la première proposition et, le commutateur étant fermé, il démodulera les signaux modulés selon la seconde proposition. Comme cela apparaîtra aux personnes expérimentées dans la techniqûe, les fréquences citées peuvent être modifiées et ne sont 30 données qu'à titre d'exemples. Différentes fréquences et/ou différents rapports de division peuvent être employés pour obtenir le même effet, si on le désire. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire sus-35 ceptlble de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de 1'art. 70 11911 9 2041122 REVENDICATIONS 1 - Modulateur de phase à utiliser dans un système de transmission, caractérisé en ce qu'il comprend un agencement de modulation adapté pour produire des signaux de sortie modulés selon 5 une première proposition, un moyen de décalage de phase pour fournir, dans un signal de sortie, un décalage de phase égal à une valeur fixée spécifiée ën accord avec la première proposition, et des moyens de commutateur par lesquels les moyens de décalage de phase peuvent être rendus opératoires ou non opératoires à volonté, le 10 moyen de décalage de phase, quand il est en fonctionnement, étant agencé pour introduire son décalage de phase dans le signal de sortie au même moment que celui produit par l'agencement de modulation et,, de ce fait, des signaux de sortie sont produits modulés selon la seconde proposition. 15 2 - Démodulateur de phase à utiliser dans un système de transmission, caractérisé en ce qu'il comprend un agencement de démodulation, adapté pour démoduler des signaux modulés selon une première proposition, des moyens de décalage de phase pour fournir, entre le signal d'entrée et un signal de référence utilisé dans le 20 démodulateur, un décalage de phase de grandeur égale mais de sens opposé à une quantité fixée spécifiées en accord avec la .première proposition, des moyens de commutateur pour rendre ce moyen de décalage de phase opératoire ou non opératoire à volonté, ce moyen de décalage de phase, quand il est opératoire, étant agencé pour 25 introduire son décalage de phase en synchronisme avec la modulation dans le signal d'entrée et, de ce fait, le démodulateur peut démoduler les signaux qui arrivent modulés selon la seconde proposition. 3 - Emetteur comprenant une modulation de phase selon la 30 revendication 1 pour transmettre des signaux de modulation représentant une information de signaux de dibit, caractérisé en ce qu' il comprend un agencement de modulation qui comporte un générateur -d'impulsions pour fournir des impulsions de sortie à une fréquence dépassant la fréquence de dibit, un premier agencement de diviseur 35 pour fournir à partir des impulsions de sortie un signal de chronométrage au dibit, un second agencement de diviseur pour diviser ces signaux de sortie afin de fournir une sortie à une fréquence désirée, un agencement de codage agencé pour recevoir des signaux de dibit et contrôlé par le signal de chronométrage pour coder" les si-40 gnaux binaires en signaux de dibit et selon le code d'un dibit 70 11911 10 2041122 agencé pour modifier le procédé de division du second agencement de diviseur afin de fournir un décalage de phase dans la sortie, ce décalage de phase dans la sortie fourni étant, par ailleurs, selon ce qui est spécifié pour la première proposition pour ce di-5 bit, et des moyens de commutateur agencés, lorsqu'ils fonctionnent, pour envoyer un signal de commande à la fréquence de chronométrage et synchronisés vers le second agencement de diviseur pour modifier le procédé de division, afin de fournir un autre décalage de phase dans la sortie selon une quantité spécifiée fixe. 10 4 - Récepteur comprenant un démodulateur de phase selon la revendication 2 pour recevoir des signaux modulés représentant une information de signaux de dibit, caractérisé en ce qu'il comprend un agencement de démodulateur qui comporte un générateur d'impulsions pour fournir des impulsions de sortie à une fréquence dépas-15 sanfc la fréquence de dibit, un premier agencement de diviseur pour fournil', à partir de ces impulsions de sortie, un signal de chronométrage à la fréquence de dibit, mi ..." agencement de diviseur pour fournir un signal de référence « la. xTdçuence du signal d'entrée modulé, un premier agencement de synchronisation pour synchro-20 niser 1q signal de référence avec le signal d'entrée après qu'un changement de modulation ait été déteefcé et avant que ne se produise la modulation suivante représentant les dibits, des moyens de détection de différence de phases agencés pour être alimentés par le signal d'entrée et le signal de référence et pour produire une sor-25 tîe correspondant aux signaux dçinformation de dibit, un second agencement de synchronisation pour synchroniser la première sortie da signaux de chronométrage de diviseur lorsque se produisent clés changeaient s de modulation détectés par l'agencement de détection. >le différence de phases,et des moyens ds commutateur agencés lorstitT'ilâ 30 fonctionnent pour envoyer un signal de commande au second agençaient de diviseur, à la fréquence de chronométrage, pour modifier le procédé de division afin de fournir un décalage de phase dans la sortie de signaux de référence égal niais de sens opposé â la. valeur spécifiée fixée» c:o:v: