Brevet FR2392551A1 — publié le 19781222

La présente invention se rapporte à un dispositif dlévaluatior, de la qualité d'une liaison radioélectrique en modulation par signaux numériques. De tels dispositifs sont connus, ils permettent de rechercher parmi les n bandes de fréquences disponibles pour l'émission d'un message utile M d'une station A vers une station B , une bande de fréquences assurant à la liaison un rapport signal sur bruit suffisant et donc un taux d'erreur suffisamment faible. Les meilleurs de ces dispositifs fonctionnent selon le principe indiqué ci-apres. La station A émet un message de test, T , de courte durée sur l'une des n bandes de fréquences. La station 2, qui connaît le message de test T et qui est préalablement synchronisée avec la station A, reçoit le message T avec un certain taux d'erreur quelle évalue. Si la qualité est suffisante la station B envoie vers la station A, par exemple dans la même bande de fréquences, un signal S qui autorise la station A à émettre le message utile M. Sinon cette mesure de taux d'erreur est à nouveau effectuée mais avec les autres bandes de fréquences disponibles, jusqu a ce que soit trouvée une qualité suffisante. Le message T peut être une sinusoïde non modulée ; la station B mesure alors séparément le sisal et le bruit par un filtre à bande étroite. Le message T peut également être un message binaire ; la station B mesure dans ce cas le taux d'erreur sur ce message. La méthode consistant a utiliser un message binaire est préférable car, dards la pratique, elle permet d'évluer plu3- rapidement la qualité de la liaison. rl peut arriver, surtout en haute fréquence, que même avec un message de test de type binaire, l'appréciation de la qualité d'une liaison nécessite un temps équivalent,. voir supérieur, à la durée pendant laquelle cette qualité peut etre considére comme suffisamnent constante ; la mesure perd alors tout intéret. Le but de la présente invention est d'éviter le plus possible cet inconvénient en réduisant la durée du message de test sans que, pour cela, l'appréciation de la qualité d'une liaison soit moins bonne. Selon l'invention, un dispositif d'évaluation de la qualité d'une liaison radioélectrique en modulation par signaux numériques, à partir d'un message de test reçu, constitué, à l'émission, d'une suite prédéterminée de bits, la valeur "O" ou 1 étant attribuée aux signaux de tout message reçu, par comparaison avec une tension de référence, est caractérisé en ce que la tension de référence prend deux valeurs distinctes selon qu'un bit "1" ou "0" est attendu dans le message de test reçu, de manière, dans chaque cas, à rendre la tension de référence plus proche ds la valeur nominale escomptée. L'inventicn sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des figures s'y rapportant qui représentent - la figure 1, une réalisation, selon 1 art connu, d'un dispositif d'évaluation de la qualité d'une liaison radioé- lectrique, - la figure 2, le dispositif selon la figure 1 modifié de manière à en faire un dispositif selon la présente invention. Les élCents et les signaux qui s retrouvent dc façon identique sur les deux figures portent les mêmes repères. La figure 1 représente le discriminateur, 1 , d'un récepteur fonctionnant en modulation par sauts de fréquence (FSK). La sortie du discriminateur 1 est réunie à l'entrée d'un filtre passe-bas, 2. Le discriminateur, 1 , fournit alternativement, lorsque le récepteur capte un signal, deux tensions V et V1 , corres o pondant respectivement à la fréquence de repos (ou état tlgtt) et à la fréquence de travail (ou état "1") du signal capté, et entachées de bruit Le râle du filtre 2 est d'éliminer les-composantes.du bruit hors de la bande de fréquences nécessaire pour transmettre correctement le signal fourni par la suite de tensions V et V1. o Un comparateur 3, du type amplificateur différentiel ou basculeur de Schmidt, reçoit le signal de sortie du filtre 2 et le transforme en un signal binaire, utilisable par les circuits logiques du dispositif d'évaluation de la qualité de la liaison ; cette transformation se fait par comparaison du signal de sortie du filtre 2 avec une tension de référence, S, fournie par un générateur de tension de seuil 8. En supposant que les niveaux de tension V et Vt ont respectivement les valeurs 0 et A, la valeur de la tension de A référence doit être prise égale à A2 pour assurer un iraitement identique des fréquences de travail et de repos. Le message de test T est, en général, précédé d'un en-tête, ou marqueur, lui-meme précédé d'un signal, dit de roulement, composé d'une série alternée de O et de "1 . Caci permet, grâce à un circuit de synchronisation, 4 , de fournir d'une part un signal d'horloge locale, à la fréquence des bits du signal reçu, et , d'autre part un signal i de début du message de test proprement dit. La synchronisation des différents éléments du circuit à l'aide du signal d'horloge locale se fait de façon identique dans les circuits des figures I et 2 ; tette synchronisation, relevant de la technologie courante, n'a pas été représentée en vue de rendre les dessins plus clairs et de simplifier l'exposé. Seul le signal i, qui joue un rôle particulier dans le cadre de l'invention, est représenté. Le signal i sert à déclencher un générateur de signaux 5 qui fournit alors un signal Ta constitué d'une série de bits o identique à celle du message de test attendu. Le signal T de sortie du générateur 5 est comparé bit o à bit, au signal de sortie du comparateur 3, c'est-à-dire au message de teste reçu. Cette comparaison se fait dans un comparateur de signaux logiques 6, constitué d'une porte "OU- exclusif". Une erreur dans la réception du message se traduit ainsi par une impulsion de sortie du comparateur 6. Un compteur 7, remis à zéro par le signal i , compte les impulsions de sortie du comparateur 6 ; la valeur de son compte à la fin du message de test est représentative du taux d'erreur sur le message de test et donc de la qualité de la liaison, dans la mesure où le nombre de bits du message de test est suffisamment grand. Avec, comme indiqué ci-avant, une tension de référence égale à A/2 , V = 0 et V1 = A, le taux d'erreur ou, ce qui revient au meme, la probabilité p de faire une erreur à un instant donné est : p = 1i2(1 - erf A (cf. Bennett : Data transmission, Mc Grsw Hill 1965, oaoe 112)- dans cette formule "erf" est la fonction erreur et ~ est la variance du bruit. L'inconvénient du dispositif selon la firlre 1 est qu'il faut un grand nombre de bits dans le message de test pour mesurer valablement un taux d'erreur. C'est ainsi qu'an ne peut mesurer correctement un taux d'erreur de tordre de :5 2 qu'en comptant les erreurs sur plusieurs centaines de bits, par exemple mille ; lorsque le rythme est, par exemple, de 1000 bits par seconde, le temps de mesure est de 1 seconde ce qui est souvent trop long, en particulier lorsqu'un grand nombre de fréquences est à essayer successivement. Le principe de l'invention est d'amplifier les erreurs en profitant de ce que le message de test attendu est connu et, pour cela de décaler la valeur de la tension de référence dans un sens ou dans l'autre selon que le bit attendu est un bit "1" ou un bit "0". La figure 2 montre un dispositif d'évaluation de la qualité d'une liaison radioélectrique. Ce dispositif qui est réalisé selon l'invention ne se distingue du dispositif de la figure 1 que par le remplacement du générateur de tension de seuil 8 par un nouveau générateur de tension de seuil, 80 dont la sortie reste reliée au comparateur3, et par des connections allant des circuits 4 et 5 vers le circuit 80. Le circuit 80 comporte un basculeur bistable, 9 , un inverseur, 10 , un ensemble de onze diodes, d1 à d11, et trois points portés respectivement à des potentiels A/2 , kA et (1-k)A où A garde la meme signification que dans le cas de la figure 1 et où k est un nombre inférieur à 1 mais plus proche de 1 que de zéro. Le basculeur 9 reçoit respectivement sur ses entrées directe et inverse, le signal i du circuit de synchronisation 4.et un signal fourni par une sortie annexe, 50, du générateur de signaux 5. Cette sortie annexe qui fournit un signal indiquant que le générateur 5 délivre le derniar bit de son signal de sor-tie T , ne nécessite généralement qu'un cablage o en un point convenable du générateur 5. Si ce ntest pas possible cette sortie pourra, par exemple, être précédée d'un registre à décalage et d'un circuit de décodage de l'état des sorties du registre à décalage ; le registre à décalage recevant alors le signal T0 et le circuit de décodage décodant la configuration du message de test. L'inverseur 10 reçoit le signal T o La 'iode d est reliée par se catode au point de A potentiel 2 et par son anode d'une part à anode de la diode 2 d4 dont la cathode est reliée à la sortie avec inversion du basculeur 9 et d'autre part à l'anode de la diode d7dont la cathode est reliée à la sortie du générateur de tension de seuil. La diode d2 est reliée par sa cathode au point de potentiel kA et par son anode aux anodes des trois diodes d5, d8 > d10 dont les cathodes sont respectivement connectées à la sortie avec inversion du basculeur 9 , à la sortie du générateur de tension de seuil et à l'entrée de l'inverseur 10. La diode d3 est reliée par sa cathode au point de potentiel (1-k)A et par son anode aux anodes des trois diodes d6 , dg , d11 dont les cathodes sont respectivement connectées à la sortie directe du basculeur 9, à la sortie du générateur de tension de seuil et à la sortie de l'inverseur 10. il est connu que le fonctionnement correct de groupes de diodes ayant leurs cathodes ou leurs anodes communes est obtenu en reliant par des résistances les cathodes ou les anodes communes respectivement à une tension fixe plus basse que le plus bas niveau logique ou plus haute que le plus haut niveau logique. Ces résistances ont été omises pour la clarté du dessin. La description qui suit est faite avec la convention dite de logique positive, c'est-à-dire que les états logiques "0" et tJ1l correspondent à des tensions d'entrée ou de sortie d'éléments logiques, respectivement basses et hautes. Le générateur de tension de seuil Oa permet d'appliquer sur le comparateur 3 une tension de seuil 5 ni peut prendre trois valeurs - A/2 quand le basculeur 9 est dans l'état "5" , à-dire quand un niveau "0" est applique sur les cathodes des diodes d5 , d6 et un niveau "1" sur la cathode de la diode - kA quand le basculeur 9 est dans l'étant "t" et que, un bit I apparaissant dans le signal T fourni par o le générateur 5 , ce bit est appliqué sur la cathode de la diode d10 tandis que, du fait de l'inverseur 10, un bit "0" est appliqué sur la cathode de la diode d11 - (l-k)A quand le basculeur 9 est dans l'état "1" et que, un bit "0" apparaissant dans le signal T fourni par o le générateur 5 , ce bit est appliqué sur la cathode de la diode d10 tandis que, du fait de l'inverseur 10, un bit "1" est appliqué sur la cathode de la diode d11. Le basculeur 9, tel qu'il est commandé, est dans l'état "1" pendant toute la durée du signal T c'est-à-dire pendant tout le temps de la réception du message de test proprement dit il n'est remis dans l'état "0" qu'à la fin du signal To par le signal de la sortie annexe 50 du générateur 5. Ainsi en dehors du temps de réception des messages de test proprement dit, la tension de seuil S' a la valeur A/2 si bien que le dispositif fonctionne comme celui de la figure 1 ; ce qui permet, dans les meilleures conditions, notamment la reconstitu tion de l'horloge locale et le repérage de lten-tete par le circuit de synchronisation 4. Pendant la durée du signal T la tension de seuil a la valeur kA ou (1-k)A selon qu'un bit "1" ou un bit "0" apparalt dans le signal T c'est-à-dire qu'un bit "1" ou un bit "0" o est attendu dans le message de test reçu. Ce qui fait que le taux d'erreur devient (avec un bruit Gaussien) 1/2 ( 1 - erf A(1-k) En effet, lorsqu'un bit "1" est attendu, le signal fourni par le filtre 2, vaut, au moment où le signal est utilisé (sous la commande d'un signal de synchronisation, non repré senté, fourni par le circuit de synchronisation A} : V1 + b = A + b où b est l'amplitude instantanée du bruit. il est comparé au seuil kA ; il y a erreur si A + b ctest- à-dire si b De meme, lorsqu'un bit "O" est attendu, le signal V0+b = b est comparé à (1-k)A ; il y a erreur si b > (1-k)A. Dans ces deux cas et dans la mesure où le bruit est Gaussien (c'est-à-dire avec une densité de probabilité égale les deux probabilités d'erreur sont égales et la probabilité qlobale d'erreur est db = 2 (1 - erf A(1-k) 2 # #2 Lorsque k = , on retrouve la formule utilisée dans le cas d'un seuil fixe égal à A/2. La comparaison montre que tout se passe, par rapport au. dispositif selon la figure 1, comme si le rapport signal sur bruit avait été multiplié par 2(1-k). Ainsi lorsqu'il faut mesurer un taux d'erreur de l'ordre de quelques 10 5 , ce qui correspond à un rapport signal sur bruit d'environ 13dB, le dispositif selon la figure 1 nécessite 3 un message de test très long. Tandis que, en prenant k = 4 4 tout se passe, avec le dispositif selon la figure 2, comme si ce rapport était de 7dB ; cela correspond à un taux d'erreur de 10- qui ne nécessite pas un long message de test pour être mis en valeur (cf. Bennett : Data Transmission, Mc Graw Hill 1965, page 114). L'invention n'est pas limitée à l'exemple décrit c'est ainsi que, par exemple, le système de commutation par diodes du générateur de tension de seuil 80 peut être remplacé par tout autre système de commutation capable de fonctionner avec une rapidité suffisante. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'évaluation delta qualité d'une liaison radioélectrique en modulation par signaux numériques, à partir d'un message de test reçu, constitué, à l'émission2 d'une suite prédéterminée de bits, la valeur "O" ou "1" étant attribuée aux signaux de tout message reçu, par comparaison avec une tension de référence, caractérisé en ce que la tension de référence prend deux valeurs distinctes selon qu'un bit "1" ou "O" est attendu dans le message de test reçu, de manière, dans chaque cas, à rendre la tension de référence plus proche de la valeur nominale escomptée. 2. Dispositif d'évaluation de la qualité d'une liaison radioélectrique selon la revendication 1 , dans lequel la valeur nominale escomptée des signaux du message reçu est O ou A (du moins en considérant la première de ces valeurs comme référence) selon qu'un bit "D" ou "1" est attendu dans le message de test reçu et dans lequel un génératetir de signaux fournit un signal de comparaison présentant une configuration correcte de message de test afin de permettre, par comparaison avec le message de test, d'évaluer la qualité de la liaison, caractérisé en ce qu'il comporte un générateur de tension de seuil qui, pendant la durée du message de test reçu.2 fournit une tension de seuil de valeur kA au !ik)A selon que le signal de comparaison Fournit un bit "1" ou un Dit "o" , k étant une valeur comprise entre 0,5 et 1 3. Emetteur-récepteur caractérisé en ce qu'il est équipé d'un dispositif selon l'une des revendications précédentes.