Brevet FR2538645A1 — publié le 19840629

Procédé et dispositif d'interpolation de la parole dans un système de transmission de parole numérisée L'invention se rapporte à la transmission de signaux de parole numérisés et plus particulièrement à un procédé, et au dispositif corres- pondant, d'interpolation de la parole dans un système de transmission de parole numérisée. De nombreux besoins de transmission de téléphonie par voie radio existent actuellement tant pour les applications civiles que pour des applications militaires La tendance est d'effectuer ces transmissions sous forme numérique, ce type de transmission permettant de regénérer les signaux, les codages, et permettant également un chiffrement numérique ou des traitements complexes du signal de parole. Dans les gammes de fréquences utilisées, VHF et UHF, le codage de la parole est du type DELTA, c'est-à-dire un codage résultant d'une quantification différentielle du signal analogique sur deux niveaux donnant directement naissance au message numérique Plusieurs variantes de ce codage sont utilisées; le débit le plus couramment utilisé étant 16 kbits/sec. En transmission radio, de nombreux phénomènes viennent pertur- ber la transmission Dans les transmissions classiques type radiotéléphone, les transmissions se font à fréquence fixe et sont soumises à des paquets d'erreurs ou à des parasites impulsionnels, par exemple ceux créés par les moteurs de véhicules Dans les transmissions radiotéléphone civiles ou militaires utilisant le saut de fréquence, un ensemble de fréquences est utilisé, chacune de ces fréquences servant de support de transmission pendant un temps bref appelé palier Certains paliers peuvent être perturbés ou brouillés par la présence involontaire ou volontaire d'autres émissions sur la ou les fréquences correspondantes. En présence de telles perturbations, le signal de parole codé DELTA est restitué avec des phénomènes transitoires très désagréables pour le confort d'écoute et rendant la transmission inintelligible lorsque la probabilité d'occurrence de ces phénomènes augmente. La présente invention a pour objet de détecter la présence de telles perturbations et de réaliser un traitement adéquat en vue d'amélio- rer le confort d'écoute, à probabilité de brouillage donné, ou en vue d'augmenter le taux de brouillage admissible, pour un niveau de confort d'écoute jugé acceptable. Suivant l'invention, un procédé d'interpolation de la parole dans un système de transmission de parole numérisée mettant en oeuvre un procédé de modulation à bande étroite est caractérisé en ce qu'il consiste: à détecter les parties du signal perturbées pour former un signal de détection de perturbation; à commander par le signal de détection de perturbation la transmission à l'entrée du circuit de décodage de parole soit de la séquence de données numériques reçues, soit d'une séquence prédétermi- née permettant la suppression du bruit dans le signal de parole restitué pendant la perturbation. L'invention a également pour objet le dispositif d'interpolation de parole mettant en oeuvre ce procédé. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques appa- raîtront à l'aide de la description qui suit en référence aux figures annexées. La figure 1 est le schéma d'un mode de réalisation du dispositif d'interpolation de parole suivant l'invention. La figure 2 est un diagramme de signaux illustrant le procédé suivant l'invention. Dans les transmissions numériques de phonie par voie radio, le type de modulation utilisé est souvent une modulation à déplacement de fréquence, FSK, préfiltrée à l'émission pour atténuer les transitions brusques En effet, ce type de modulation allie à la simplicité une propriété intéressante qui est celle du confinement du spectre dans une bande de fréquence étroite; ce qui permet de travailler dans des canaux de fréquences jointifs, peu espacés en fréquences En présence d'un signal BF de débit inférieur ou égal à 16 Kbits/sec, il y a très peu d'énergie au- delà d'une fréquence de coupure fc; fc vaut de l'ordre de 1,3 fois le débit soit 20 k Hz pour un débit de 16 Kbits/s Par contre, en présence de perturbations liées au brouillage, le comportement erratique du signal conduit à des transitions rapides et par suite à des composantes de fréquences supérieures à f. Pour détecter la présence des perturbations, le procédé suivant l'invention consiste à détecter les composantes en dehors de la bande du signal utile, par un filtrage passe-haut de fréquence de coupure f C Lorsque la perturbation a été détectée, le traitement réalisé dans le dispositif suivant l'invention consiste à supprimer le bruit en remplaçant cette perturbation par un signal améliorant le confort d'écoute. Le dispositif suivant l'invention, décrit ci-après en référence à la figure 1, comporte une chaîne classique de réception et de démodulation d'un signal de parole numérisé, codé en DELTA, et transmis en modulation FSK prêfiltrée L'entrée E, qui reçoit le signal à fréquence intermédiaire, est reliée à l'entrée d'un filtre à fréquence intermédiaire 1 La sortie de ce filtre est reliée à l'entrée d'un amplificateur à fréquence intermédiaire 2 dont la sortie est reliée à l'entrée d'un limiteur 3 La sortie du limiteur est reliée à l'entrée du discriminateur de fréquence 4, en série avec un filtre passe-bas de lissage dont la fréquence de coupure est f La sortie c de ce filtre passe-bas 5 est reliée à l'entrée d'un circuit de détection de la synchronisation bit, ce circuit détectant les passages par zéro du signal de sortie du filtre passe-bas 5 La sortie de ce filtre passe-bas est également reliée à l'entrée d'un circuit d'échantillonnage et de décision 7 ayant par ailleurs une entrée de commande d'échantillonnage reliée à la sortie du circuit de détection de synchronisation bit 6 Le circuit 7 donne la valeur numérique démodulée de l'élément binaire reçu La sortie du circuit de décision 7 est couplée à l'entrée d'un décodeur DELTA 8 reconstituant, à partir de la suite numérique à la sortie du circuit de décision 7, le signal de parole sous forme analogique. Pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, le dispositif d'interpolation de la parole comporte en outre un filtre passe-haut 10, de fréquence de coupure, fc égale à la fréquence de coupure du filtre passe- bas 5 En l'absence de bruit ou de brouillage, le signal de sortie de ce filtre est pratiquement nul Ce signal de sortie cro t en fonction du niveau de bruit et en particulier en cas de brouillage ou de pointe de bruit Dans ce cas un signal de niveau significatif est présent à la sortie du filtre passe-haut 10 La sortie de ce filtre est reliée à l'entrée d'un circuit détecteur à seuil 11, ce seuil étant le niveau à partir duquel on considère qu'il y a brouillage Par exemple, ce seuil peut être le niveau moyen d'un signal de sortie correspondant à huit décibels de rapport signal à bruit La sortie du circuit détecteur à seuil 11 est reliée à l'entrée d'un circuit monostable 12 dont la sortie est reliée à l'entrée de commande d'un commutateur à deux positions 14 Le monostable a pour rôle de mettre en forme le signal de sortie du circuit détecteur pour le rendre apte à commander l'aiguilleur. La sortie du circuit de décision 7 est couplée à l'entrée du décodeur DELTA 8 par l'intermédiaire d'un circuit à retard 15 et de la première voie du commutateur 14, première entrée-sortie, cette sortie étant reliée à l'entrée du décodeur DELTA 8 Le circuit à retard 15 a une entrée d'horloge reliée à la sortie du circuit de détection de synchronisa- tion bit 6. Le circuit à retard 15 permet d'ajuster le temps de transit dans la voie de démodulation à la durée nécessaire à la détection des perturba- tions, de façon que la détection des défauts s'applique bien aux bits correspondants reconnus erronnés. Dans le mode de réalisation représenté, le traitement réalisé pour supprimer le bruit pendant les perturbations consiste à substituer aux bits brouillés transmis dans la chaîne de réception une séquence de "roule- ments" formée par une alternance de O et de 1 Pour cela, la sortie du circuit de détection de synchronisation bit 6 est reliée à l'entrée d'un circuit générateur de roulement 13, dont la sortie est reliée à la seconde entrée du commutateur 14 Ainsi, lors de la détection de perturbations, le brouillage est remplacé par un roulement beaucoup plus acceptable à l'audition En effet, l'expérience montre que la perception de la parole perturbée pendant des durées relativement longues, 05 à 10 ms par exemple, est peu affectée par ces perturbations si l'on peut supprimer le bruit pendant celles-ci, car le bruit est perceptible et rend l'audition désagréable bien avant que l'intelligibilité ne soit affectée. La figure 2 est un diagramme de signaux qui permet d'expliquer ce procédé. Le premier signal représenté SP est le signal analogique de parole avant codage et modulation. A la réception le signal modulé est traité par l'amplificateur 2, le limiteur 3, le discriminateur 4 et le filtrage passe-bas 5 Le traitement en parallèle, par le filtre passe-haut, 10, et le détecteur à seuil 11, permet de déterminer si la séquence de bits reçue est "estimée correcte" ou "brouillée" Le monostable 12 qui commande le commutateur 14 associé au générateur de roulement 13, permet de remplacer la séquence de bits "estimée brouillée" par une séquence de roulement Le signal à l'entrée E 8 du décodeur DELTA et donc constitué d'une succession de séquences estimées correctes et de séquences de roulement. A la sortie 58 du décodeur DELTA, le codage étant adaptatif, le signal de parole, à partir du niveau atteint à la fin de la séquence estimée correcte est progressivement ramené à un signal nul A la fin du brouillage et lorsque le circuit monostable est revenu à son état initial, le signal de parole revient à sa valeur correcte sans discontinuité. Cette variation progressive n'introduit pas de variation brusque de phase En effet, dès réception d'une séquence de roulement 1, 0, 1, 0, le décodeur DELTA asservit sa pente à la valeur minimale puisqu'il n'y a plus que détection de 1 et de O successifs De ce fait, quelle que soit l'amplitude du signal avant la réception des roulements, l'amplitude du signal tend vers 0 avec une constante de temps qui est celle de la boucle d'adaptation du décodeur DELTA, soit 4 ms environ Dans le cas d'un tel décodage DELTA, le générateur de roulement 13 peut être une simple bascule de type D, dont la sortie inversée est reliée à l'entrée de signal; la sortie du circuit de détection de synchronisation bit, donnant le rythme d'horloge est reliée à l'entrée d'horloge de la bascule 13. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation précisément décrit et représenté En-particulier, la description ci-dessus est illustrée par un exemple du système de transmission de parole par voie radio Cet exemple n'est pas limitatif et le dispositif d'interpolation s'applique également à un système de transmission par fils ou faisceaux hertziens. Ce dispositif d'interpolation est particulièrement adapté à la transmission par paquets, les paquets brouillés étant remplacés par des séquences de roulement. De la même façon la détection de brouillage peut -être faite differemment et éventuellement résulter de l'application de plusieurs critères distincts. Dans le cas de la transmission de parole numérisée par voie radio utilisant pour la transmission des données numériques une modulation par déplacement de fréquence préfiltrée à l'émission, la détection du bruit en dehors de la bande utile est particulièrement efficace, puisqu'à l'émission il n'y a pas de composantes émises en dehors de la bande utile. Enfin il est possible de décoder le signal numérisé DELTA sous forme ternaire de la façon suivante La décision sur 1 bit donné tient compte du bit précédent, deux " 1 " successifs décodés " 1 ", deux " O " successifs, décodés "-11 "; alternance de bits successifs différents, décodés "O" La mise en oeuvre du dispositif d'interpolation est alors facilitée. REVENDICATIONS 1 Procédé d'interpolation de la parole dans un système de transmission de parole numérisée mettant en oeuvre un procédé de modulation à bande étroite, caractérisé en ce qu'il consiste: à détecter les parties du signal perturbées pour former un signal de détection de perturbation; à commander par le signal de détection de perturbation la transmission à l'entrée -du circuit de décodage de parole soit de la séquence de données numériques reçues, soit d'une séquence prédétermi- née permettant la suppression du bruit dans le signal de parole restitué pendant la perturbation. 2 Dispositif d'interpolation de la parole, destiné à la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1 dans un système de transmis- sion de la parole numérisée, caractérisé en ce qu'il comporte entre la sortie démodulée de la chaîne de réception ( 57) et l'entrée du circuit de décodage ( 8), un commutateur ( 14) dont la première entrée est couplée à la sortie démodulée (S,) et dont la sortie est reliée à l'entrée du circuit de décodage ( 8), un générateur de séquence prédéterminée ( 1-3) dont la sortie est reliée à la seconde entrée du commutateur ( 14), le commutateur ayant une entrée de commande couplée à la sortie d'un circuit de détection de perturbations. 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que, dans un système de transmission de la parole numérisée par voie radio en modulation FSK préfiltrée, le circuit de détection de perturbations détecte l'énergie reçue en dehors de la bande de modulation et comporte à cet effet un filtre passe-haut ( 10) relié à la sortie du discriminateur de la chaîne de réception, ayant une fréquence de coupure au moins égale à la fréquence la plus haute de la bande de modulation préfiltrée, la sortie de ce filtre, étant reliée à l'entrée d'un circuit détecteur à seuil ( 11) dont le signal de sortie est le signal de détection de perturbations. 4 Dispositif selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que, le signal de parole étant codé suivant un codage DEITA, la séquence prédéterminée est une séquence de roulement constituée d'une- suite alternée de O et de 1. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que, dans un système de transmission de phonie numérisée par codage DELTA, un décodage ternaire est utilisé.