Brevet FR2189948A1 — publié le 19740125

La présente invention concerne un système de transmission radioélectrique de données utilisant une modulation numerique de type delta asynchron. Elle s'applique avantageusement à la transmission d'images de télévision au moyen de signaux digitaux comprimés. Dans les systèmes de transmission utilisant une modulation de type delta le signal à transmettre est traduit par approximations successives en un signal formé d'une suite d'échelons. En modulation delta synchronie, les échelons ont la meme durée et la différence de niveau,appelée "pas", entre deux échelons successifs, est en général constante. La donnée delta sous forme binaire constitue la donnée transmise par la liaison à un récepteur après avoir subie éventuellement, diverses opérations de codage annexes. Cette donnée correspond à une certaine amplitude de variation du signal entre deux instant de découpe successifs. Cette technique exige un nombre élevé de bits de transmission et ne permet pas de compression. En modulation delta asynchrone, la compression devient possible du fait que la durée des échelons est déterminée variable en fonction de l'évolution du signal. Ce procédé présente de grandes difficultés de réalisation pour l'obtention d'une émission à cadence régulière et pour la restitution du signal à la réception ; il est nécessaire de transmettre complémentairement l'information de durée d'intervalle ce qui exige un complément de bits allant à l'encontre de la diminution résultant de la compression Afin de remédier à cet inconvénient, la présente invention utilise une modulation delta asynchrone particulière selon laquelle la variation de durés d'intervalle répond à un codage prédéterminé. De plus, une valeur variable du pas peut être simultanément produite par un codage correspondant. les caractéristiques de l'invention apparaitront d8he la description qui suit donnée à titre d'exemple non limitatif à l'aide des figures annexées qui représentent - la figure 1, un schéma illustrant, à titre de rappel, le procédé de démodulation du type delta asynchrone classique; - la figure 2, un schéma illustrant , le procédé de modulation delta asynchrone particulier utilisé dans un système conforme à l'inven- tion - la figure 3, un bloc diagramme de la partie émission d'un système de transmission de données suivant l'invention - la figure 4, un bloc diagramme de la partie réception d'un système de transmission de données suivant l'invention. Le procédé mis en oeuvre dans un système de transmission selon llinvention,est décrit ci-après à l'aide des figures i et 2. La figure i se rapporte à une modulation delta asynchrone classique d'un signal x (t) à transmettre, suivant laquelle: - Ai = signe de I(ti)- y (ti-1) avec, A = +1 ou selon que la différence est positive ou négative, l'instant ti étant déterminé loraque la différence correspond à un pas vertical Q déterminé, - et, Ak Q + y(to) , y(t) étant le signal approximé. La figure 2 se rapporte à la modulation delta asyncrhone utilisée. Chaque intervalle de découpage est déterminé en fonction du dernier intervalle mesuré et des dernières valeurs du delta en nombre limité : (ti+i-ti) = (titi-i) F ( Ai, #i-i,...), les valeurs A i-1, A i-2,--- utilisées ayant été mises en mémoire. De manière simplifiée, la mémorisation peut Qtre limitée à une seule valeur de delta constituée par la dernière valeur ti-1 de ce paramètre, et en définissant une logique simple pour F (Ai, ti-1) défine par F (+1, +1 = F (-i,-i) = À inférieur à I et F (-i, +1) = F (+1,-1) 3 supérieur à i c'est-à-dire, lorsqu'on a deux valeurs successives de delta de même signe, on peut supposer que la variable x (t) tend vers une évolution rapide et qu'en conséquence, l'intervalle de découpage doit entre réduit. inversement, s'il y a alternance de signe pour deux valeurs successives de A, la variable x (t) peut être supposée relativement constante et il y a avantage à accroftre l'intervalle de découpage. La figure 2 montre une évolution possible de y(t) comparativement à celle obtenue dans le cas précédent représenté sur la figure 1. il y a lieu de noter dans le cas généralisé que ltexpansion ou la diminution de la durée des intervalles doit rester située à l'intérieur de limites prédéterminées ; une limite maximale définissant le plus grand intervalle envisagé et une limite minimale définissant inversement le plus petit intervalle.La durée tinter valle ne peut, en effet, Qtre allongée excessivement afin de tenir compte d'un probabilité d'évolution rapide du signal I(t) après une période sensiblement constante. De même, l'intervalle minimal doit entre suffisant pour suivre une valeur maximale de pente envisagée pour la variable I(t). Par souci de simplification, l'exemple de la figure 2 est représenté avec un pas Q constant. le procédé utilisé doit cependant etre considéré avec une variation de l'amplitude du pas coupleeà la variation de durée d' d'intervalle, de manière à suivre avec plus de précision les variations rapides du signal I(t). De même manière la variation du pas est liée aux valeurs delta antérieures et au pas antérieur selon une relation Qi = Qi-I G ( Ai, A i-1,---) soit en se limitant comme précédemment à la mémorisation de t i-1 et au même type de logique, on obtient de façon analogue : G (+1,+5) = G (-i,-i) = C supérieur à I G (-l,+i) = G (+i,-i) =D inférieur à 1 Ainsi, pour deux valeurs successives de delta de meme signe traduisant une évolution rapide de la variable, le pas est augmenté et, inversement, pour deux valeurs successives de delta de signe opposé traduisant une évolution sensiblement constante de la variable, le pas est diminué. Toujours de même, dans un concept géné ralisé, des butées maximales et minimales sont prévues pour le pas, en sorte d'optimaliser le fonctionnement pour des probabilités d'évolution possibles du signal X(t). il est entendu que les fonctions, ou codes, F et G précitées peuvent être différentes. Ces codes doivent être utilisés à la réception pour le signal approximé y(t) à partir des données delta transmises. Les données delta indiqués en binaire sur la figure 2 par des valeurs 0-) sont comprimés temporellement afin d T obtenir une transmission régulière ; elles subissent éventuellement, de manière connue, des opérations de codage complémentaire avant modulation à l'émission et, respectivement, des opérations de décodage correspondant après démodulation à la réception. Un système de transmission de données, selon l'invention, est décrit ci-après dans le concept d'une logique simple à I bit,à la fois pour les codes y et G, de manière à simplifier 11 exposé et la compréhension. Ce système est de plus envisagé pour une application particulière concernant la transmission d'images télévisées. De ce fait, il y entre certains circuits particuliers relatifs no tamment à la synchronisation ligne et image. La figure 3 représente la partie émission sous forme dlun blocdiagramme fonctionnel. Une source 1 telle une camera de prise de vues de télévision, élabore un signal électrique correspondant à i(t) le circuit 1 reçoit des signaux de synchronisation ligne et image d'un circuit de base de temps 2 piloté par un oscillateur 3 qui fournit un signal d'horloge H. le signal video I(t) est appli- qué à un circuit de soustraction 4 recevant par ailleurs le signal approximé y(ti-1) et délivrant X(t) - y(ti-i) à un instant considéré ultérieur à celui ti-1 d'ordre i-1 du découpage.Un circuit détecteur de signes 5 reçoit le signal différence précité et délivre la donnée A sous forme par exemple d'une tension positive (+1) lorsque la différence est positive et une tension négative (-1) lorsqu'elle est négative. L'information delta est prélevée à des instants définis par un signal horloge variable reproduisant les instantede découpe successifs. Be signal horloge variable est obtenu au moyen d'lm circuit logique de durée intervalle 6 et d'un circuit porte 7. Le circuit logique 6 produit le codage F ( ,A a i-1) envisagé, il comporte en mémoire la donnée Li-1 et dès réception de la donnée suivante ss i il fournit le paramètre À (ouB) précité et prend en mémoire la donnée 4i à la place de A i-1 et ainsi de suite.La logique de variation envisagé peut Qtre à titre d'exemple A = 1/2 et B = 2 soit : pour deux signaux delta successifs de meme signe, l'interval- le d'horloge est divisé par deux et, pour deux signaux delta de signe inverse ltintervalle d'horloge est multiplié par deux. le circuit logique 6 élabore un signal de commande correspondant à la valeur A (ou B), et qui est appliqué au circuit porte 7 lequel reçoit à son entrée le signal d'horloge H et délivre en sortie le signal d'horloge variable HV correspondant à la valeur A (ou B) in cidente. De manière analogue, un circuit logique d'amplitude du pas 8 permet dtélaborer le paramètre C (ou D) précité relatif à la variation du pas. On peut considérer en correspondance les valeurs C = 2 et D = 1/2 par exemple. Le circuit logique 8 produit le codage G ( i, A i-t,--), le signal de sortie, obtenu sous forme appropriée est appliqué à un circuit compteur-décompteur 9 qui délie vre, sous forme binaire, l'information y (ti-I) correspondante. Cette information est appliquée à un circuit de conversion digitalanalogique 10 qui restitue la valeur analogue de y (ti-1) appliqué au circuit différence 4e Le prélèvement du signal restitué est cadencé au rythme du signal HV (à un décalage près éventuel afin de tenir compte des retards apportés par les circuits de la boucle considérée). Pour transmettre la suite d'impulsions +1,-1 vers le récepteur il est nécessaire d'éliminer les variations intervalles entre impur~ sions. A cet effet, les impulsions sont emmagasinées dans un circuit mémoire tampon 11qui est, par la suite, lue à vitesse constante au rythme d'un signal synchrone avec le signal horloge H. La lecture est interrompue de temps en temps pour permettre l'insertion dans le message des codes de synchronisation ligne et image. Le signal d'image codé à cadence régulière fournit par la mémoire tampon est regroupé dans un circuit 12 avec les codes de synchronisation ligne et image, pour constituer le code modulant numérique de la transmission Après introduction des codes de synchronisation, le message est modulé dans un circuit modulateur d'une façon appropriée au caractère de la liaison. La figure 4 représente de façon analogue à 11 émission, la partie réception correspondante de la liaison considérée. Après démodulation dans un circui2/le signal reçu est appliqué à un circuit de synchronisation de bits 21 qui restitue le signal d'horloge X, ainsi qu a un circuit 22 restituant les signaux de synchronisation de ligne et image,et, à un circuit mémoire tampon 23. Les autres circuits sont semblables à ceux de l'émetteur, des éléments analogues sont utilisés pour reconstituer le signal video. Le message est lu à cadence variable du signal HV restitué au moyen d'un circuit logique de durée intervalles 24 et d'un circuit porte 25. Les informations delta en sortie du circuit mémoire sont appliqué à un circuit logique 24 ainsi qu'à un circuit logique d'amplitude de pas 26 qui combiné avec un circuit compteur décompteur 27 et un convertisseur digital-analogique 28 permet de restituer le signal y(t). Ce signal est transmis à des circuits de restitution d'image 29 rerevant les signaux de synchronisation ligne et image. les signaux transmis au circuit de comptage ou décomptage (9 fig 3 et 27 fig 4) comportent sous forme binaire appropriée la valeur du pas à additionner (ou retrancher selon le cas), ainsi qu'une information de signe décidant l'opération d'addition (ou de soustraction) à effectuer. Cette information de signe peut etre fourniedirectement par le signal A ou élaborée dans le circuit logique pas à partir du signal A I3VENDI OIONS système de transmission radioélectrique de données utilisant une modulation numérique du type delta asynchrone selon laquelle un signal (t) à transmettre est approximé par une suite échelons y(t) produits à des instants successifs de découpage, la durée de chaque intervalle de découpage étant fonction de la variation d'amplitude présentée par ledit signal , ledit système comportant notamment,à l'émission, des moyens d'évaluation de ladite variation cons titube par la différence (Di) entre ledit signal et la valeur du signal approximé considéré au dernier instant de découpage antérieur (y ti-i), des moyens d'élaboration et de transmission de la variable delta correspondant au signe de ladite différence, à la réception, des moyens de reconstitution du signal approximé à partir des données delta reçues, caractérisé en ce que des moyens de codage sont prévus à I'émission pour obtenir une variation de la durée d'intervalle desdits échelons selon un premier code déterminé (F), et une variation du pas (Q) (le pas étant l'incrément de variation dssamplitude desdits échelons) selon un deuxième code déterminé (G), lesdits moyens comportant une mémoire comportant, en accord avec lesdits codes,au moins la dernière donnée delta évaluée et recevant la donnée delta de l'échelon en cours, lesdits codes correspondant à des distributions logiques prédéterminées desdites données delta considérées; des moyens correspondants étant prévus à la réception pour permettre par décodage la restitution du signal. 2. Système de transmission de données selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens comportent, à émission et à la réception, un circuit logique de durée dXintervalles (6,24) recevant la donnée delta ( L i) en cours, comportant en mémoire au moins la valeur delta ( hi-1) antérieureet élaborant des signaux de variation de durée d'intervalle selon ledit premier code F ( A i, 8 i-I ,---) préalablement détermin4, et un circuit logique d'amplitude du pas (8,26) élaborant de meme des signaux de variation du pas selon ledit deuxième code G ( A i, A i-I ,---) préalablement déterminé. système de transmission de données selon la revendication 2, caractérisé en ce qulil comporte, à l'émission, un circuit porte (7) recevant un signal d'horloge (H), commandé par la sortie dudit circuit logique de durée d'intervalles (6) et délivrant un signal d'horloge variable (HV), une mémoire tampon (il) dans laquelle sont inscrites au rythme du découpage dudit signal d'horloge variable les données delta successives et de laquelle sont extraites ces données par lecture à cadence régulière dudit signal d'horloge, et, à la réception, un circuit de restitution dudit signal d'horloge, un circuit porte (25) recevant ledit signal d'horloge restitué, commandé par la sortie dudit circuit logique de durée d'intervalles (24) et délivrant le signal d'horloge variable restitué, une mémoire tampon (23) dans laquelle sont inscrites au rythme du signal dthorloge restitué les données delta reçues et de laquelle sont extraites ces données à la cadence de découpage - dudit signal d'horloge restitué. 4. Système de transmission de données selon la revendication 3, caractérisé en ce qulil comporte, à 11 émission et à la réception, des moyens de restitution du signal approximé groupant, un circuit compteur-décompteur (9-27) recevant les données de variation de pas dudit circuit logique de durée de pas, connecté à- un circuit convertisseur digital analogique lequel reçoit le signal d'horloge variable.