Brevet FR2326823A1 — publié le 19770429

L'invention concerne un procédé et un dispositif pour le traitement des trames de réception dans une chatte de parole d'une unité de raccordement d'abonnés dans un central de télécommunications, notamment un central téléphonique à multiplexage temporel, par exemple un central MIC 30 voies. Elle concerne plus particulièrement un procédé et un dispositif pour le filtrage des voies téléphoniques à la réception. Dans les centraux téléphoniques à multiplexage temporel le filtrage des voies d'abonnés à l'émission et à la réception est un filtrage analogique. L'organisation fonctionnelle d'une unité de raccor dement d'abonnés dans un central téléphonique de ce type est représentée schématiquement dans la figure 1. Pour simplifier on a représenté un3 unité de raccordement, désignée dans son ensemble par la référence URA dans le cas où les postes d'abonnés Al...Ax émettent des appels destinés aux postes d'abonnés Bl...Bx. Les postes AI.. .Ax seront donc considérés comme des postes émetteurs et les postes B1...Bx comme des postes récepteurs. I1 est bien évident qu'en pratique un poste d'abonné est à la fois émetteur et récepteur et devra donc être raccordé à une chaine d'émission désignée par la réfé- rence CE et à une channe de réception désignée par la référence CR. A l'démission le signal de voie émis par un poste d'abonné A1...Ax passe tout d'abord dans un filtre analogique passe-bas FAEl...FAEx qui réalise la coupure des composantes du spectre du signal de voie au-deld de la moitié de la quenca d'échantil- lonnage fe.Le signal filtré est ensuite échantillonné et introduit dans une trame d'émission à multiplexage temporel, à l'aide d'un multiplexeur ME représenté schématiquement qui est raccordé à des unités de commande bien connues qui ne sont pas représenties. I1 apparait donc à la sortie du multiplexeur une succession de trames, comportant un échantillon (ou valeur discrète) par voie d'abonné raccordée, qui est transmise à un codeur analogique numérique qui transforme ces échantillons en une suite de nombres, généralement exprimés en binaire, qui représentent respectivement l'amplitude des échantillons pour fournir une trame d'émission codée qui est transmise à une autre partie du central dans laquelle s'effectuent l'adressage et la réorganisa tion des échantillons reçus, pour former une trame de réception codée destinée aux postes d'abonnés considérés B1. .Rx. Ces trames de réception ont une structure identique à celle des trames dEmîssionJ c'est-à-dire comportent le méme nombre d'échantillons présentant la méme fréquence fe. La chaîne de réception CR comporte un décodeur numérique-analogique N/A qui convertit les codes numériques qu il reçoit pour reconstituer des trames d'échantillons de valeurs discrètes. Ces trames sont démultiplexés dans un démultiplexeur DR, représenté schEma- tiquement et fonctionnant sous la commande d'unités non représen tées, pour aiguiller les différents échantillons vers les voies concernées.A la sortie du démultiplexeur, les échantillons analogiques reçus par chaque voie passent dans un démodulateur De1...Dex reconstituant un signal continu en gradins en bloquant la valeur d'un échantillon reçu jusqu'à la réception de l'dchan- tillon suivant. Le signal continu ainsi reconstitué est alors filtré par un filtre analogique passe-bas FARl...FARx puis transmis au poste d'abonné cancerné B1...BE, sous la forme d'un signal lissé proche du signal de voie d'émission avant l'échantillon- nage. La fonction de filtrage globale devant être réalisée sur chaque voie de réception afin de transformer les échantillons successifs d'une voie en un signal continu convenablement lissé, est une fonction passe-bas dont un gabarit type, imposé par l'administration des P et T pour les centraux tB1é- phoniques à multiplexage temporel, est représenté par exemple dans la figure 4. Ce gabarit correspond en fait à deux fonctions de filtrage donnant respectivement un gabarit haut Gh et un gabarit bas Gb entre lesquels doit se trouver la fonction de transfert globale des circuits de filtrage de la chaine de réception. Jusqu'ici cette fonction de filtrage était réalisée uniquement par voie analogique. Par conséquent, dans les agencements habituels les filtres analogiques passe-bas de réception ont une importance critique. En effet, pour respecter le gabarit imposé par les P et T l'atténuation nécessaire exige un filtre de réception du 5ème ou 6ème ordre, soit une capacité d'atténuation de 30 à 36 dB par octave. lb doivent en outre présenter des caractéristiques très stables dans b tramps et vis-à des fluctuations, des tensons d'alimentation et de la température.De ce fait chaque filtre analogique de réception est d'un coft élevé, ce qui se répercute fortement sur le cott global de l'ensemble de l'unité de raccordement d'abonnés puisque le nombre de fil tres de réception est égal au nombre d'abonnés. Par conséquent, il serait souhaitable de pouvoir réduire le cotit des filtres de réception individuels pour réduire le codt global. La présente invention se propose de fournir un procédé et un dispositif permettant de réduire le cott du filtrage de réception dans une unité de raccordement d'abonnés du type décrit ci-dessus. La présente invention se propose encore de fournir un procédé et un dispositif permettant d'utiliser dans la chaste de réception d'une unité de raccordement d'abonnés des filtres passe-bas analogiques dont l'ordre est identique A ceux de la channe d'émission, notamment d'ordre 2. L'invention se propose enfin de fournir un procédé et un dispositif du type décrit dans lesquels non seulement la fonction de filtrage est moins coûteuse mais elle offre aussi de meilleures garanties de stabilité des performances que les fonctions de filtrage habituelles. Dans un procédé de traitement des trames de réception dans une chaine de réception d'une unité de raccordement d'abonnés dans un central de tElécommunications, notamment un central téléphonique MIC à multiplexage temporel, suivant lequel les trames de réception arrivant à la channe de réception, sous forme numérique codée sont décodées pour fournir des échantillons analogiques, puis démultiplexées pour répartir les échantillons sur les voies concernées, les échantillons reçus sur chacune des voies étant démodulés pour reconstituer un signal continu, puis filtrés par un filtre analogique passe-bas réalisant l'atténua- tion nécessaire pour satisfaire à une fonction de gabarit passebas impose présentant une fréqlenceds cogne fb, ce problème est résolu suivant l'invention gracie au fait que la fonction globale de filtrage est répartie entre un filtre numérique à interpolation présentant une bande passante correspondant à celle de la fonction de gabarit et réalisant l'atténuation souhaitée pour l'ensemble des voies de réception pour les fréquences voisines de ladite bande passante, jusqu'd une fréquence donnée f, et les filtres analogiques de chaque voie réalisant l'atténuation au-delà de ladite fréquence donnée f. ainsi pour A = 25 dB on aura 0 = 3 pour n = 2 fe = 8000 Hz et 0 = 2 pour n = 3 fb = 3400 Hz Le circuit de traitement numérique doit donc assurer l'essentiel de l'atténuation demandée par le gabarit dans la zone de transition, tout en ayant une fonction de transfert, suffisamment constante dans la bande passante pour que globalement (en tenant compte du filtre analogique) le gabarit y soit respecté. Le partage de la fonction de filtrage entre le circuit de traitement numérique, le démodulateur et le filtre analogique de réception s'effectue de façon à réduire au mieux le coft global de l'ensemble. -Dans le cas du gabarit de filtrage demandé par les P et T pour ses centraux à commutation temporelle, il suffit d'un filtre passe-bas du 2ème ordre lorsque la multiplication des échantillons par le traitement numérique n t 3 et d'un filtre du 3ème ordre, si n = 2. La figure 3a représente une fonction de transfert tfN (en dB) pouvant être utilise pour le circuit de traitement numérique lorsque n - 2. Cette fonction n'est donnée qu'à titre d'exemple car on a la possibilité d'imposer à volonté le gabarit que peut tenir la fonction de transfert du circuit de traitement numérique entre les fréquences O et nfe/2 ; au-deld a fonction de transfert se déduit par symétrie autour de la fréquence nfe et de ses multiples. La figure 3b représente la fonction de transfert tfA (en dB) des filtres analogiques passe-bas de chaque voie quidoit cotre combinée à la fonction de transfert du circuit de traitement numérique pour obtenir une fonction de transfert globale tfG satisfaisant au gabarit imposé par les courbes Gh et Gb correspondant aux valeurs maximales et minimales à respecter, comme représenté dans la figure 3c. La fonction d'interpolation et de filtrage du circuit de traitement numérique suivant l'invention est réalisée par une convolution des échantillons de chaque voie par un signal appelé fen9tre possédant la fréquence nfe et une demi-largeur L évaluée en nombres de périodes d'échantillonnage du signal traité à l'aide de cette fenêtre. La forme, la dimension L et la période d'échan tillonnage de cette feutre (rapport n par rapport à la période d'échantillonnage du signal de voie? dépendent de la fonction de filtrage que lton souhaite obtenir. Suivant llinvention, on choisit la fenêtre F telle que (3) Pgn (t) nfe .fe fréquence d'échantillonnage du signal d'entrée d'échantillonnage de voie. (t) fonction porte = 1 pour (- - L L fe Hz0 ailleurs fe f = O ailleurs. Pgn (t) fonction peigne nulle sauf tous les nfe nfe En convoluant cette fenêtre avec les échantillons successifs d'une voie de réception, on obtient pour le circuit de traitement numérique la fonction de transfert représentée dans la figure 4 dans le cas où n = 3 et L = 4. Pour obtenir le gabarit global de filtrage voulu suivant l'invention, le traitement numérique précédemment indiqué est associé à des filtres analogiques passe-bas d'ordre "0" tel que pour t = 4, n = 3 : = 2 ou pour L = 4, n = 2 : = 3 La figure 4 représente, à échelle agrandie, le gabarit de filtrage et les fonctions de transfert du filtre numérique et d'un filtre analogique de voie utilisés dans un exemple de réalisation de l'invention pour lequel n = 3 et L = 4. Les différentes courbes sont représentées pour une atténuation (en dB) allant jusqu'à 42 dB pour donner une vue d'ensemble précise sans trop alourdir la figure. Le gabarit de filtrage-est, comme on l'a vu cidessus, déterminé par un gabarit haut Gh et un gabarit bas Gb entre lesquels doit se trouver la fonction de transfert globale. Ces gabarits haut et bas sont représentés par des traits continus épais. La fonction de transfert du filtre numérique tfN est représentée en traits mixtes, la fonction de transfert du filtre analogique tfA est représentée en traits continus fins et la fonction de transfert global t52 est représenté2 en pointillés. Comme on peut le voir dans la figure 4, on peut distinguer trois zones principales à savoir 1) la bande passante allant jusqu' la fréquence limite fb d'environ 3400 Hz pour laquelle le filtre numérique aussi bien que le filtre analogique doivent présenter une atténuation sensiblement nulle. 2) la one dite de transition allant de la fréquen- ce limite fb à la fréquence (nfe - fb) soit environ une fréquence de 20 000 Hz pour laquelle dans l'exemple présent, à savoir n = 3, L = 4, l'atténuation du filtre numérique ne croit plus mais oscille de la façon représentée avant de disparaitre quasiment compld- tement,etdans laquelle le filtre numérique assure pratiquement toute l'atténuation nécessaire et enfin, 3) 14 zone dite hors-bande au-delà de la fréquence (nfe - fb), dans laquelle l'atténuation est assurée par les filtres analogiques de voie. On voit que grâce à la contribution du filtre numérique, la pente de la droite représentant l'atténuation d'un filtre analogique n'a pas besoin entre très raide et dans exemple représenté cette pente correspond à une atténuation de 12dB/octave, c'est-à-dire à un filtre d'ordre 2. La figure 5 représente un exemple de réalisation du circuit de traitement numérique suivant l'invention. Ce circuit estrEaS l'a*EdEcircfits intégrés numériques classiques largement utilisés notamment dans la réalisation d'ordinateurs, à savoir des circuits à haut niveau d'intégration ou (LSI) et à moyen niveau d'intégration (MsI), ce qui permet d'améliorer le rapport performance/coût. Le circuit représenté dans la figure 5 correspond au cas n = 2. Bien entendu, les caractéristiques de filtrage peuvent titre modifiées à volonté. En outre, l'invention n'est pas limitée à une telle rEalisation et la fonction d'interpolation et de filtrage numérique suivant l'invention peut également cotre obtenue par un filtrage récursif par exemple. La figure 5 représente les principaux circuits nécessaires pour la fonction d'interpolation et de filtrage du circuit de traitement numérique, la synchronSsation de ces diffé- rents éléments sous la commande des horloges de l'unité de rac- cordement d'abonnées n' est pas représentée étant donné quelle est tout à fait classique. Le circuit suivant l'invention peut être divisé en trois principales sections, à savoir A, B, C. Dans la sections, la désérialisation, le transcodage et la décompression des échantillons d'entrée codés sont réalisés à l'aide d'un registre à décalage Ri prenant en compte, bit par bit, les signaux MIC des trames codées arrivant séquentiellement et déclenchant l'adressage Adr d'une première mémoire morte ROM1 de transcodage pour chaque nouvelle séquence de 8 bits. A lladresse correspondante se trouve le code binaire de l'ampli- tude de l'échantillon. Dans la section B, ou section de calcul des échantillons interpolés, l'amplitude des échantillons successifs est introduite dans une première mémoire vive de calcul RAMa recevant en outre le signal de signe s correspondant provenant du registre d'entrée R1, par l'intermédiaire d'un registre tampon R2. Les échantillons désignés par exemple par xi sont mémorisés par voie dans la mémoire vive RAMI. Chaque échantillon Xi doit etre multiplié par une entre comprenant k échantillons possédant une fréquence double de celle des échantillons de voie par exemple dans le cas où n = 2.Etant donné que la fenêtre est symétrique, pour simplifier on ajoute les échantillons deux à deux, à savoir (xi + xk~i). Pour cela la mémoire RAMI est adressée, par la registre R4, de manière à appliquer par exemple l'échantillon x1 sur l'entrée 1 de l'additionneur Addl et l'échantillon xk-î sur l'entrée 2 de l'additionneur Addl, puis x2 sur l'entrée I et xk2 sur l'entrée 2, etc, de sorte qu'il apparat à la sortie de l'additionneur une succession de k/2 valeurs (xi + xki). Chacune de ces valeurs est multipliée, dans un multiplicateur Mult, par un échantillon correspondant ai de la fenêtre, qui provient d'une mémoire morte ROM2 commandée par un registre R3. I1 apparaît donc à la sortie du multiplicateur Mult k/2 valeurs ai (Xi + xk-i) qui sont ajoutées , dans l'additionneur Add2. La valeur ai(xi + Xk.i) appliquée sur l'entrée 4 de l'additionneur Sadd2 est transférée dans le registre tampon R4 et de là vers l'entrée 5 de cet additionneur pour Qtre ajoutée à la valeur suivante ai+l (xi+î + Xk-(ill)) apparaissant sur l'entrée 4, etc. On obtient finalement la valeur d'un échantillon interpolé y. Dans la section C, les échantillons interpolés y = ai(xi + xk~i) sont alors mémorisés, sous la commande du registre R7, dans une mémoire vive RAME, recevant également les échantillons non interpolés5 par l'intermédiaire du bus 3, provenant de la mémoire RAMI. Tous les échantillons interpolés ou non, sont alors réorganisés en trames puis transmis au décodeur numérique-analogiquè (N/A)n, par l'intermédiaire du registre tamppn R8 et de la porte ET recevant un signal de synchronisation externe sync. On est assuré ainsi qu'aucune variation significative de la période de sortie d'dchantillonnage ne vient moduler la fonction de transfert du filtre. REVENDICATIONS 1. Procédé de traitement des trames de réception dans une channe de parole d'une unité de raccordement d'abonnés dans un central de té lé communicat ions, notamment un central téléphonique MIC à multiplexage temporel, suivant lequel les trames de réception arrivant à la channe de parole sous forme numérique codée sont décodées pour fournir des échantillons analogiques, puis démultiplexées pour répartir les échantillons sur les voies concernéess les échantillons reçus sur chacune des voies étant démodulés pour reconstituer un signal continu, puis fil trés par un filtre analogique passe-bas réalisant l'atténuation nécessaire pour satisfaire à une fonction de gabarit passe-bas imposée présentant une fréquence de coupure fb, caractérisé par le fait qu'il consiste à répartir la fonction defiltrage globale entre un filtre numérique à interpolation présentant une bande passante correspondant à celle de la fonction de gabarit et réalisant l'atténuation souhaitée pour l'ensemble des voies de réception pour les fréquences voisines de ladite bande passante jusqu'à une fréquence donnée f, et les filtres analogiques de chaque voie réalisant l'atténuation au-delà de ladite fréquence donnée f. 2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, dans uns channe de parole d'une unité de raccordement d'abonnés comportant notamment un décodeur numérique-analogique, un démultiplexeur et, dans chaque voie, un démodulateur et un filtre analogique, caractérisé par le fait qu'il est constitué par un circuit de traitement numérique branché en amont du décodeur numérique-analogique de façon à recevoir les trames de réception codées, ce circuit de traitement numérique réalisant une interpolation des échantillons reçus, en calculant des échantillons intermédiaires, de façon à délivrer n fois plus d'échantillons (n étant un nombre entier) présentant alors la fréquence nfe, fe étant la fréquence d'échantillonnage initiale, et assurant le filtrage et l'atténuation de ces echantillons, en correspondance avec la fonction passe-bas globale imposée, jusqu'à une fréquence f = (nfe - fb), fb étant la fréquence limite de la bande passante de la fonction de filtrage globale imposée, ainsi que par des filtres de voie analogiques passe-bas assurantl'atténuation au-deld de ladite fréquence (nfe - fb), pour satisfaire à la fonction de gabarit, le décodeur numérique-analogique, le démultiplexeur et les ddmodulateurs de voies de la chaîne de parole devant alors fonctionner avec une fréquence nfe. 3. Dispositif suivant la revendication 2, carac frisé par le fait que le circuit de traitement numérique est connu de façon à réaliser la convolution des échantillons de la trame de réception codée par un signal F > appelé "fenêtre" et échantillonné à n fois la fréquence d'échantillonnage de la trame de réception, tel que Pgn (t) nfe fe étant la fréquence d'échantillonnage de la trame de réception codée. L étant la largeur de la fenêtre évalue en nombre de périodes du signal traité présentant la fréquence nfe. étant une fonction porte qui est égale à 1 pour - L fe fe Pgn étant une fonction peigne qui est égale à zéro sauf pour nfe tous les 2 n.fe 4. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que l'ordre 0 de chaque filtre de voie est donné par A étant l'atténuation minimale (en dB) du gabarit passe-bas imposé pour les fréquences supérieures à(nfe - fbl. 5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendi cations 2 à 4, caractérisé par le fait que n n # 2, de préférence 2 # n # 4.