Brevet FR2325254A1 — publié le 19770415

La présente invention se rapporte a un dispositif permettant d'extraire la porteuse de mots binaires transmis sous forme NRZ (Non Retour å Zéro) en modulation de fréquence. Dans un systeme de transmission de signaux électriques d'information entre un émetteur et un ou plusieurs récepteurs, il est souvent intéressant d'utiliser la porteuse de ces signaux comme signal d'information supplémentaire. Ainsi au cours du vol d'un engin transmettant un ensemble de signaux de télémesure, on peut obtenir, en plus de ces signaux de télémesure, une information précise sur la vitesse de l'engin en mesurant l'effet Doppler affectant la fréquence porteuse des signaux de télémesure. Cette mesure nécessite bien évidemment l'acquisition en phase de la porteuse, opération possible seulement si le spectre en fréquence du signal modulé transmis possede une raie discrete correspondant a 11 onde porteuse transmise. Dans le cas de mots binaires NRZ quelconques transmis en modulation de fréquence (niveau logique haut transmis par 1 > intermédiaire d'un signal sinusoïdal de fréquence Fh et niveau logique bas transmis par l'intermédiaire d1un signal sinusoïdal de fréquence Fb), ces mots codés représentant par exemple des échantillons de plusieurs signaux analogiques de télémesure multiplexés dans le temps, le spectre en fréquence du signal modulé ne possede pas de raie discrete représentant l'onde sinusoidale de porteuse a la fréquence Fc = Fh + Fb 2 En effet, le spectre en fréquence SN d'un mot NRZ a N bits de valeur +V et de largeur T est de la forme où A. est égal a V et où ùs représente la pulsation. Apres intégration, l'expression (i) s'écrit Apres développement du terme e jWT sous forme d'une série dans l'expression (2), et en faisant tendre la pulsation X vers la valeur zéro, on obtint Il suit de la qu'un mot NRZ n'a pas un spectre nécessairement nul à la fréquence zéro. Or, dans le cas d'une modulation en fréquence, la variance de la phase de blonde modulée en fréquence devient infinie lorsque le spectre du signal modulant ntest pas nul à la fréquence zéro. La variance de la phase de l'onde modulée en fréquence étant infinie, il n'y a pas de référence de phase permettant au spectre de cette onde modulée de comporter une raie porteuse. Il en résulte que la mesure de la fréquence de porteuse devient tout à fait impossible. C'est ce qui se produit dans le cas de mots binaires transmis sous forme NRZ en modulation de fréquence, le spectre de ces mots n'étant pas nécessairement nul à la fréquence zéro. La présente invention a précisément pour objet un dispositif permettant l'acquisition de la porteuse de mots binaires transmis sous forme NRZ en modulation de fréquence, sans augmenter considérablement la largeur de bandeanécessaire à la transmission. Le dispositif selon l'invention, utilisé dans un systeme de transmission radioélectrique comportant d'une part un émetteur fournissant des mots binaires d'information à N bits codés de façon classique et d'autre part un récepteur équipé pour recevoir et décoder ces mots d'information, est caractérisé notamment en ce qu > il comprend, du côté de l'émetteur1 un premier circuit de transcodage transformant, avant modulation, lesdits mots binaires codés de façon classique en mots binaires à M bits dits "M/2 parmi M" comportant autant de bits 1 que de bits o, et du côté du récepteur, un second circuit de transcodage transformant, après démodulation, les mots binaires "M/2 parmi M" en mots binaires à N bits codés de façon classique, et un ensemble classique d'acquisition du signal de porteuse à partir du signal modulé reçu par le récepteur. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention apparattront à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints dans lesquels les figures 1 et 2 représentent respectivement l'émetteur et le récepteur d'un système de transmission de mots binaires NRZ permettant l'acquisition, selon l'invention, de de la porteuse lors d'une transmission en modulation de fréquence. Dans un mot binaire NRZ les bits 1 sont représentés par un niveau électrique haut et les bits o par un niveau électrique bas. En se reportant à l'expression (3) on remarque que la valeur du spectre à la fréquence zéro est fonction de la valeur du rapport du nombre de bits 1 au nombre de bits 0 contenus dans le mot codé. Le procédé utilisé dans la présente invention pour disposer de la porteuse de mots binaires à N bits codés de façon classique et destinés à être transmis sous forme NRZ en modulation de fréquence consiste à transcoder, avant modulation, ces mots binaires quelconques en mots binaires ayant un spectre nul à la fréquence zéro, c'est-à-dire L'égalité (4) est obtenue si le nombre de bits 1 est identique au nombre de bits 0 à l'intérieur du mot. Chacun des mots binaires à N bits sera donc transcodé en un mot binaire à M bits-, dit "H/2 parmi M", comportant autant de bits 1 que de bits O, M représentant le nombre de bits permettant d'obtenir au moins autant de mots différents que dans le cas d'un codage binaire classique à N bits. Le nombre H est donc nécessairement pair. Le nombre de mots différents ou de combinaisons différentes que l'on peut obtenir avec M12 bits de valeur identique à l'intérieur d'un mot de M bits H est égal à CMM/2 =M! (M/2)! (M-M/2)! M Le tableau 1 donne la valeur de CHI2 pour quelques valeurs de M TABLEAU 1 H 2 4 6 8 10 12 M/2 6 20 70 252 924 Dans le cas d'un codage binaire classique à N bits, le nombre de-mots N différents que l'on peut obtenir est égal à 2 Le tableau 2 donne la valeur de 2N pour quelques valeurs de N TABLEAU 2 N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2N -2 4 8 16 32 64 128 256 512 Le tableau 3, découlant des tableaux 1 et 2, donne la correspondance entre M et N de façon que le nombre CH2 de mots possibles dans le cas d'un N codage "M/2 parmi M" soit au moins égal au nombre 2 de mots possibles dans le cas d'un codage binaire classique TABLEAU 3 N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 H 2 4 6 6 8 8 JO 12 12 En général, les N bits d'information d'un mot binaire codé de façon classique sont suivis d'un bit supplémentaire de parité de valeur 0 ou I suivant le nombre (pair ou impair) de bits 1 d'information contenus dans le mot. Dans le cas d'un transcodage en code binaire "M/2 parmi M", il- n'est plus nécessaire d'ajouter un bit de parité, le nombre de bits 0 ou de bits 1 étant identique pour tous les mots. Le tableau 4 établit, à titre d'exemple, letranscodage de mots à cinq bits (quatre bits d'information plus un bit de parité) codés de façon clas--- sique en mots "M/2 parmi M" à six bits TABLEAU 4 Code binaire classique Code "M/2 parmi M" I I 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 O O O 1 I O O I I O 0 1 1 1 I I 0 0 I O J O I I O O I 0 O O J i O I 0 I O O J I I O O 0 I O O l 0 1 1 O 1 0 0 O I I O 0 I I O 0 J 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1010 0 0 0 0 O 0- I O O J Bien évidemment, on peut trouver d'autres correspondances entre les mots codés de façon classique et les mots "M/2 parmi M" afin de simplifier au maximum les circuits de transcodage. Le transcodeur peut etre réalisé, à titre d'exemple, à l'aide d'une mémoire morte programmable comportant autant de lignes qutil y a de mots codés de façon classique. L'adressage est effectué par les bits d'information de ces mots codés (sans tenir compte du bit de parité) et chaque ligne sélectionnée délivre le mot codé "Mt2 parmi M" correspondant au mot codé de façon classique constituant l'adresse. Les figures 1 et 2 représentent respectivement l'émetteur et le récepteur dwun système de transmission de mots binaires NRZ permettant l'acquisition selon l'invention de la porteuse lors d'une transmission en modulation de fréquence. Dans l'émetteur représenté à la figure 1, les mots binaires codés de façon classique et destinés à etre transmis peuvent provenir par exemple d'un ensemble de q signaux analogiques de télémesure présents sur les entrées Vi à Vq d'un circuit d'échantillonnage et de maintien l contrlé par une horloge 5 et relié à un circuit de conversion analogique-numérique 2 qui délivre des mots binaires à N bits en parallèle. Un circuit de transcodage 3, qui peut être une mémoire morte programmable, reçoit du circuit de conversion analogique-numérique 2 les mots binaires à N bits codés de façon classique et délivre des mots binaires "M12 parmi M" à M bits en parallèle, ces mots présentant par conséquent un spectre nul à la fréquence zéro.Un circuit de conversion parallèle-série 4 délivre sous forme série, sous le contrôle d'impulsions d'horloge issues de l'horloge 5, les bits des mots binaires"Mf2 parmi M'l reçus en parallèle du circuit de transcodage 3. Généralement un mot de synchronisation de trame est délivré à la suite de q mots représentant respectivement chacun des q signaux analogiques de télémesure. Les mots binaires NRZ "M/2 parmi H" issus du circuit de conversion parallèle-série 4 modulent en fréquence un signal de porteuse de fréquence Fo par l'intermédiaire d'un modulateur de fréquence 6. Celui-ci délivre alors, par l'intermédiaire d'un circuit d'émission 7 et d'une antenne 8, un signal électromagnétique dont le spectre comporte une raie à la fréquence Fo correspondant au signal de porteuse. Le récepteur représenté à la figure 2 comporte, outre une antenne de réception 9 et un circuit de réception haute fréquence 10, deux ensembles distincts : un ensemble Il de réception des q signaux d'information et un ensemble 12 d'acquisition de la porteuse du signal transmis. L'ensemble 11 comprend un démodulateur de fréquence 13 Le spectre du signal modulé reçu par l'antenne 9 comportant une raie discrète à la fréquence Fo qui correspond au signal de porteuse, l'ensemble 12 d'acquisitiàn en phase de cette porteuse est classique et comprend un circuit de séparation de porteuse 18 (filtre passe-bande sur la porteuse ) et une boucle de poursuite en phase 19 éliminant les fluctuations rapides de phase ("jitter"). Les circuits 18 et 19 n'affectent pas les variations de fréquence du signal de porteuse dues à l'effet Doppler, ces variations étant très faibles par rapport à la fréquence Fo. Un circuit de mesure 20 placé en sortie de la boucle de poursuite en phase 19 permet donc d'obtenir une information supplémentaire (vitesse par exemple) à partir de la fréquence du signal de porteuse. L'acquisition selon l'invention du signal de porteuse pour des mots binaires codés de façon classique destinés à être transmis sous forme NRZ en modulation de fréquence ne nécessite que l'adjonction d'un transcodeur dans l'émetteur ainsi que dans le récepteur, les autres éléments étant inchangés, notamment les circuits de conversion analogique-numérique et numérique-analogique, ceux-ci étant standard et disponibles dans le commerce. Le rythme de bit sera un peu plus rapide dans le cas de mots NRZ "M/2 parmi M" car on doit transmettre dans un temps donné M bits au lieu de N + 1. Cette augmentation du rythme de bit est toutefois assez faible (voir tableau 3). La bande passante étant proportionnelle à la fréquence dans le cas d'une transmission en modulation de fréquence, elle ne sera donc guère plus grande que dans le cas de mots NRZ codés de façon classique. Bien que la présente invention ait été décrite en relation avec un exemple particulier de réalisation, il est clair qu'elle n'est pas limitée audit exemple et quelle est susceptible de variantes ou modifications sans sortir de son domaine. REVENDICATIONS 1) Dispositif permettant l'acquisition du signal de porteuse dans un système de transmission radioélectrique d'informations binaires NRZ en modulation de fréquence comportant d'une part un émetteur fournissant des mots binaires d'information à N bits codés de façon classique et d'autre part un récepteur équipé pour recevoir et décoder ces mots dinformstion, caractérisé en ce qu'il comprend, du côté de l'émetteur, un premier cir cuit de transcodage transformant, avant modulation, lesdits mots binaires codés de façon classique en mots binaires à M bits dits "M/2 parmi H" comportant autant de bits 1 que de bits 0, et du côté du récepteur, un second circuit de transcodage transformant, après démodulation, les mots binaires "M/2 parmi M" en mots binaires à N bits codés de façon classique et un ensemble classique dtacquisition du signal de porteuse à partir du signal modulé- reçu par le récepteur. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits circuits de trans-codage peuvent être réalisés à laide de mémoires mortes, la mémoire morte constituant le premier circuit de transcodage étant adressée par les mots binaires à N bits codés de façon classique et délivrant pour chaque adresse le mot binaire à M bits 'M/2 parmi M" correspondant, alors que la mémoire morte constituant le second circuit de transcodage est adressée par les mots binaires à M bits "M12 parmi M" et délivre pour chaque adresse un mot binaire à N bits codé de façon classique.