Brevet FR2550673A1 — publié le 19850215

La présente invention a pour objet un système de transmission d'au moins une conversation téléphonique mettant en oeuvre au moins un vocodeur à bande de base en combinaison avec un modem. On rappelle qu'un vocodeur est un dispositif d'analyse et de synthèse d'un signal de parole. Plusieurs types de vocodeurs existent. On s'intéresse ici aux vocodeurs dans lesquels le signal de parole est décomposé en une bande basse et une bande haute. La bande basse (ou bande de base), de 300 hz à 700 hz par exemple, est transmise par un codage temporel classique et est destinée à fournir des informations pour engendrer, à la réception, un signal d'excitation. La bande haute est transmise par un procédé de codage différent. La bande de base et la bande haute sont usuellement transmises sous forme d'un signal numéri sé. I1 en résulte un débit élevé, la plus grande partie de ce débit étant consacrée à la transmission de la bande de base. Le but de la présente invention est d'optimiser l'utilisation de lignes téléphoniques soit en permettant une amélioration de l'intelligibilité de parole et de l'agrément d'écoute, soit en permettant la transmission de plus d'une conversation par ligne, soit en permettant la transmission de données numériques en plus d'au moins une conversation. La mise en oeuvre de l'invention présente un intérêt particulier pour les utilisateurs de lignes privées telles que celles louées aux Administrations des Télécommunications. Pour ce faire, l'invention propose un système de transmission utilisant en combinaison un modem de transmission de données numériques et au moins un vocodeur à bande de base, tout en s'affranchissant des contraintes de débit élevé du vocodeur mentionnées précédemment. Selon la présente invention, il est proposé un système de transmission d'au moins une conversation téléphonique comportant pour chaque extrémité de la chaîne de transmission, au moins un vocodeur bande de base dont la partie analyse reçoit, en provenance d'une jonction téléphonique, le signal de parole à transmettre pour engendrer un premier signal de bande de base et un premier signal de bande haute, et dont la partie synthèse reçoit à partir d'un site distant, au moins une paire de signaux de bande de base et de bande haute destinés à reconstituer en réception au moins un signal de parole provenant du- site distant, les signaux de bande de base étant transmis sous forme de signal analogique, le système de transmission comportant en outre un modem qui assure l'émission et/ou la réception des signaux de bande haute numérisés. L'utilisation d'un vocodeur à bande de base a pour avantage qu'on n'a pas à procéder à une mesure du fondamental du signal de parole, avec pour résultat une moins grande sensibilité aux défauts dûs au bruit ambiant ou au capteur (micro à charbonpar exemple). On obtient ainsi une amélioration de l'agrément d'écoute et de l'intelligibilité. Pour la mise en oeuvre de l'invention, il peut être nécessaire que la (ou les) bande(s) de base soient transposée(s) par des moyens de transposition afin d'éviter un chevauchement en fréquence des signaux analogiques délivré par le modem et des signaux de bande de base. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, le système de transmission comporte des moyens de transmission du signal de bande de base avec des moyens pour, à l'émission, découper le signal ana logique de bande de base en deux sous-bandes de fréquence, des moyens pour transposer les deux sous-bandes dans des bandes de fréquence au-dessus et au-dessous de la bande de fréquence du signal délivré par le modem, et des moyens pour, à la réception, reconsituer le signal de bande de base à partir du signal reçu du site distant. Une telle réalisation permet de transmettre une conversation téléphonique avec une bande de base élargie, par rapport au cas où la bande de base ne serait transmise que dans la bande de fréquence disponible au-dessus ou au-dessous de celle du signal délivré par le modem. Un tel élargissement de la bande de base a pour résultat une amélioration supplémentaire de l'agrément d'écoute et de l'intelligibilité. Selon un autre aspect préférentiel de la mise en oeuvre de l'invention, le système de transmission comporte deux vocodeurs associés respectivement à deux conversations téléphoniques transmises sur une même ligne téléphonique, ladite ligne transmettant d'une part les informations numériques des bandes hautes des vocodeurs respectifs, après modulation dans le modem, et d'autre part les signaux analogiques des bandes de base respectives après transposition de fréquence respectivement au-dessus et au-dessous de la bande de fréquence occupée par le signal délivré par le modem. On peut ainsi transmettre deux conversations sur une seule ligne téléphonique. Selon encore un autre aspect préférentiel de la mise en oeuvre de l'invention, le système de transmission comporte n vocodeurs avec n > , 2, associés respectivement à n conversations téléphoniques, une première ligne téléphonique constituant le support de transmission d'au moins le signal délivré par le modem, une deuxième ligne téléphonique constituant le support de transmission des signaux analogiques de bande de base d'au moins une partie m des n vocodeurs, après transposition de fréquence desdits signaux analogiques de manière que les m signaux transposés occupent m bandes de fréquence ne présentant aucun chevauchement. On peut ainsi transmettre au moins deux conversations simultanément avec des transmissions de données. Selon un autre aspect préférentiel de la mise en oeuvre de l'invention, la partie analyse de chaque vocodeur comporte un détecteur d'activité vocale, le système de transmission comportant des moyens d'aiguillage autorisant la transmission vers le modem, de signaux numériques de données remplaçant les signaux numériques de bande haute en cas d'absence d'activité vocale. Le remplacement ainsi obtenu des signaux de bande haute par des signaux numériques de données a pour effet, soit que la totalité des signaux de données est substituée aux signaux de bande haute, soit qu'une partie seulement des signaux-de données est substituée auxdits signaux de bande haute et vient augmenter le débit de signaux de données extérieures transmis en permanence. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, donnée à titre illustratif et non limitatif, en référence aux figures annexées sur lesquelles : - la figure 1 représente un synoptique d'un réseau comprenant un système de transmission conforme à l'invention ;; - la figure 2 représente schématiquement un mode de réalisation d'un système de transmission selon l'invention, ne comportant qu'un seul vocodeur - la figure 3 représente un mode de réalisation du moyen de transmission d'un système de transmission selon l'invention comprenant un seul vocodeur, le système ayant une configuration permettant la transmission d'une bande de base élargie - la figure 4 représente un mode de réalisation d'un système de transmission selon 1-' invention, comportant deux vocodeurs et transmettant les deux conversations sur une seule ligne téléphonique - les figures 5a à 5d illustrent les plages de fréquence occupées par les différents signaux transmis selon les modes de réalisation des systèmes de transmission téléphonique décrits dans les figures 2à4;; - la figure 6 illustre un mode de realisa- tion d'un système de transmission pour plusieurs conversations téléphoniques, en utilisant deux lignes té léphoniques - les figures 7a et 7b illustrent les plages de fréquence occupées par les différents signaux transmis dans le mode de réalisation de la figure 6 - la figure 8 illustre une amélioration de système illustré sur la figure 6, consistant à prévoir un concentrateur en amont du système de transmission. La figure 1 représente un synoptique d'un réseau téléphonique. Ce réseau comprend des postes d'abonné 2 reliés à un autocommutateur 4. Celui-ci est relié, par une voie bidirectionnelle 6, à un système de transmission 8 conforme à l'invention. Celui-ci traite le signal de parole reçu sur la voie 6 pour l'émettre sur la jonction 10 d'une ligne téléphonique L. En réception, le système de transmission 8 reçoit sur l'autre jonction 12 de la ligne téléphonique L un signal de même caractéristique que celui qui a été envoyé sur la jonction 10. A partir de ce signal, un signal de parole est reconstitué et est délivré à un poste d'abonné 2 par l'intermédiaire de la voie 6 et de l'autocommutateur 4. Le système de transmission 8 peut également être relié à un canal de données numériques 14. On a représenté sur la figure 2 un premier mode de réalisation d'un système de transmission téléphonique selon l'invention, ce système comprenant un seul vocodeur à bande de base. Ce système de transmission téléphonique comprend principalement un vocodeur à bande de base 16, un moyen de transmission 18, un aiguillage 20, un modem de transmission de données numériques 22, un moyen de filtrage 24 et un sommateur 26. Le vocodeur 16 comporte une partie analyse 28 et une partie synthèse 30. La partie analyse 28 a pour fonction de traiter un signal de conversation entrant par la voie 6 pour délivrer un signal TB analogique de bande de base (de 300 à 700 hz par exemple) vers le moyen de transmission 18, et un signal TH numérique de bande haute transmis vers le modem 22 par l'intermédiaire de l'aiguillage 20. En plus des informations représentatives de la bande haute du signal de conversation le signal numérique TH peut comporter des informations relatives à la signalisation et à la numérotation téléphonique traitées par le vocodeur 16. La partie synthèse 30 du vocodeur 16 a pour fonction de traiter deux signaux d'entrée respectivement de bande de base N et de bande haute RH de même nature que les signaux TH et TH, pour reconstituer sur la voie 6, un signal de conversation qui a été émis à partir d'un site distant. Le moyen de transmission 18 comporte une chaîne émission et une channe réception. La chine émission comporte en série un premier filtre passe bande 32, un limiteur d'amplitude 34, un compresseur 36, un second filtre passe-bande 38 et un transposeur de fréquence 40 (dans le cas où une transposition de fréquence du signal de bande de base s 'avère nécessaire). Le compresseur 36 permet de façon connue de réduire la dynamique de la bande de base dans le but d'optimiser le rapport signal-bruit. Le transposeur en fréquence 40 permet de placer la bande de base dans un domaine fréquentiel non occupé par le signal issu du modem 22 et filtré par le moyen de filtrage 24.Les filtres 32 et 38 ont des gabarits tels que l'on évite tout chevauchement de frequence entre le signal émis par le modem et la plage fréquentielle (éventuellement transposée) occupée par la bande de base. La chaine réception du moyen de transmission 18 comporte en série un filtre passe-bande 42, (éventuellement un transposeur de fréquence 44), un expanseur 46 et un second filtre passe bande 48. Le filtre passe-bande 42 laisse passer le signal (éventuellement transposé) de bande de base. L'expanseur 46 remplit une fonction exactement inverse de celle du compresseur 36. Le second filtre 48 permet de ne laisser passer que la bande utile RB au fonctionnement du synthétiseur du vocodeur. L'aiguillage 20 a pour fonction de recevoir le signal TH et de le multiplexer dans le temps avec H des données provenant d'un émetteur-récepteur de données ERD 1. En cas d'absence d'activité vocale, le signal TH reçu du vocodeur est remplacé dans la trame, par des signaux numériques issus de la source extérieure ERD 1. Le modem 22 module une porteuse analogique en fonction des données reçues sur ses entrées. I1 peut comporter une ou plusieurs voies supplémentaires pouvant recevoir d'autres signaux binaires de données provenant aucun autre émetteur-récepteur de données ERD 2. En sortie analogique du modem 22, le signal de données est filtré par le moyen de filtrage 24 qui comporte sur sa voie émission un filtre passe-bas 50 et/ou un filtre passe-haut 52. Les filtres 50 et/ou 52 évitent tout chevauchement entre la plage fréquentielle occupée par le modem et la plage fréquentielle (éventuellement transposée) occupée par la bande de base. Le moyen de filtrage 24 comporte sur sa voie réception, un filtre passe-haut 54 et/ou un filtre passe-bas 56 pour éviter une perturbation du modem 22 par la bande de base. Dans le sens réception, le signal analogique reçu par le modem 22 est démodulé, ce dernier assurant la séparation entre les données vocodeur et les données extérieures destinées à l'ensemble ERD 2. L'aiguillage 20 assure à la réception, par le protocole de transmission, la restitution du signal RH vers le vocodeur,- et des données vers l'utilisation extérieure (ERD 1). En émission les signaux analogiques issus du moyen de transmission 18 et du moyen de filtrage 24, sont additionnés dans un circuit sommateur 26, avant d'attaquer la paire émission 10 d'une ligne téléphonique L.Le sommateur 26 peut comporter une entrée supplémentaire pour recevoir un signal provenant d'au moins une voie télégraphique, dans la mesure où une plage fréquentielle est disponible pour ce dernier signal. Dans le cas où le modem est tel qu'il reste une plage fréquentielle utilisable de chaque côté de la bande du modem, on peut transmettre une bande élargie découpée en deux demi-bandes convenablement transposées au-dessus et au-dessous de la bande passante du modem. Pour cela, il suffit de remplacer le moyen de transmission 18 du système représenté sur la figure 2 par le moyen de transmission représenté sur la figure 3. Sur cette figure, les éléments remplissant une fonction identique à ceux représentés sur la figure 2 ont été désignés par des références augmentées de 100 et affectées d'un indice a ou b. En émission, la transposition s'effectue de la manière suivante : la bande de base T8 est séparée en deux sous-bandes fréquentielles adjacentes par des filtres passe-bande 132a et 132b. Chacune de ces sousbandes est traitée par une chalne comprenant un limiteur 134a, 134b, un compresseur 136a, 136b et un filtre passe-bande 138a, 138b. La sous-bande provenant du filtre 132a est transposée par un circuit transposeur 140a de manière à occuper la bande spectrale située au-dessus de la bande passante du modem. De même, la sous-bande provenant du filtre 132b est éventuellement transposée par un transposeur 140b de manière à occuper la bande spectrale située au-dessous de la bande passante du modem. Les sorties des deux transposeurs sont reliées à deux entrées d'un sommateur 58 dont la sortie constitue la sortie émission du moyen de transmission 118. L'entrée réception du moyen de transmission 118 est reliée à l'entrée d'un premier filtre passebande 142a qui permet de récupérer la demi-bande de base, transposée, située au-dessus de la bande passante du modem, et d'un deuxième filtre passe-bande 142b qui permet de récupérer la demi-bande de base, éventuellement transposée, Située en-dessous de la bande passante du modem. La demi-bande de base située audessus de la bande passante du modem est ensuite restituée par un circuit transposeur 144a puis traitée par une chaîne comprenant un expanseur 146a et un filtre passe-bande 148a. De même, le signal issu du filtre passe-bande 142b est éventuellement traité par un transposeur 144b puis par une channe comprenant un expanseur 146b et un filtre passe-bande 148b.Les signaux de sortie de chacun des filtres 148a et 148b sont additionnés dans un circuit sommateur 60 dont la sortie constitue la sortie réception du moyen de transmission 118. La configuration qui vient d'être décrite permet la transmission d'une bande de base beaucoup plus large que celle transmise par le système représenté sur la figure 2. Ceci présente l'avantage d'augmenter la qualité du signal de parole transmis tout en permettant la transmission d'un débit de données extérieures de manière identique à la configuration de la figure 2. Le mode de réalisation de la figure 4 permet la transmission de deux conversations sur une seule ligne téléphonique. Les éléments représentés sur la figure 4, remplissant des fonctions de même nature que les éléments de la figure 2 y ont été représentés par les mêmes références -augmentées de 200. Le système de transmission comporte deux vocodeurs 216a et 216b (identiques au vocodeur 16) respectivement associés à deux moyens de transmission 218a et 218b. Ces deux moyens 218a et 218b ont des structures identiques au moyen de transmission 18, mais sont calculés de manière à ce que les deux bandes de base respectivement transmises (ou reçues) occupent les plages de fréquence disponibles au-dessus et au-dessous de celle du modem 222. L'aiguillage 220 reçoit les signaux TH provenant des deux vocodeurs et leur restitue les signaux RH. L'additionneur 226 reçoit respectivement sur ses trois entrées les signaux de bande de base provenant des moyens de transmission 218a, 218b, ainsi que le signal délivré par le modem 222. Comme pour les modes de réalisation précédemment décrits, l'aiguillage 220 et le modem 222 peuvent également échanger des données avec les émetteurs-récepteurs de données ERD1 et ERD2. Sur les figures 5a à 5d est représenté schématiquement le partage de la bande téléphonique selon les différents systèmes de transmission décrits. Sur les figures 5a et 5b, l'occupation des bandes de fréquence correspond au mode de réalisation représenté sur la figure 2. La différence entre les deux figures 5a et 5b provient du fait que la bande Ma du modem ne permet pas, dans le cas de la figure 5a, la transmission de la bande de base dans le bas de la bande téléphonique. Dans le cas illustré sur la figure 5b, la bande de base pourrait d'ailleurs tout aussi bien être transmise dans la partie haute de la bande téléphonique. Sur la figure 5c, on a illustré le cas correspondant au système représenté sur la figure 3. Les bandes BBb et BBh représentent respectivement les parties basse et haute de la bande de base élargie, la bande Mc étant la bande qu modem. Sur la figure 5d, on a illustré le cas correspondant au système représenté sur la figure 4. Les bandes BB1 et BB2, situées de part et d'autre de la bande Md du modem représentent les bandes de base des vocodeurs respectifs. Sur la figure 6, on a représenté un système 300 ayant un nombre n de vocodeurs (avec n > , 2) associés respectivement à n conversations téléphoniques transmises sur les voies 3061 à 306n Une première ligne téléphonique L1 constitue le support de transmission d'au moins le signal délivré par le modem 322. Une deuxième ligne téléphonique L2 constitue le support de transmission de signaux analogiques de bande de base d'au moins une partie m des n vocodeurs. Sur cette figure, les éléments ayant une fonction identi que à ceux de la figure 2 y ont été représentés par les mêmes références numériques augmentées de 300. A chaque vocodeur 3161r ...316n est associé un moyen de transmission bidirectionnel 3181, ...318... n Un additionneur 326 reçoit les signaux émission des moyens de transmission 3181 à 318n L'aiguillage 320 échange avec les vocodeurs 3161 à 316n les signaux TH et RH respectivement associés à chacun d'entre eux. Sur les figures 7a et 7b on a représenté l'occupation des bandes de fréquence des lignes L2 et L1 respectivement. La ligne L2 transmet des bandes de base B1, B2...Bn convenablement transposées et la ligne L1 transmet la bande M du modem. Il est possible d'envisager une variante de réalisation dans laquelle un nombre m La figure 8 représente un perfectionnement au dispositif illustré sur la figure 6. I1 consiste à associer aux n vocodeurs, un concentrateur 400 mettant à profit le temps d'inactivité des voies bidirectionnelles d'entrée 4061 à 406n d'un concentrateur avec p > n. REVENDICATIONS 1. Système de transmission d'au moins une conversation téléphonique, caractérisé en ce qu'il comporte pour chaque extrémité de la chaine de transmission, au moins un vocodeur à bande de base (16, 216, 316) dont la partie analyse (28) reçoit, en provenance d'une jonction téléphonique (6, 206, 306), le signal de parole à transmettre pour engendrer un premier signal de bande de base (TB) et un premier signal de bande haute (T), et dont la partie synthèse (30) reçoit, à partir d'un site distant, au moins une paire de signaux de bande de base (N) et de bande haute (RH) destinés à reconstituer en réception au moins un signal de parole provenant du site distant, les signaux de bande de base étant transmis sous forme de signal analogique, le système de transmission comportant en outre un modem (22, 122, 222) qui assure l'émission et/ou la réception des signaux de bande haute numérisés. 2. Système de transmission selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de transmission (18) du signal de bande de base comportent des moyens de transposition de fréquence (40, 44) de ce signal, à l'émission et à la réception. 3. Système de transmission selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le signal émis provenant des moyens de transmission du signal de bande de base, et le signal modulé du modem, sont émis sur une même ligne téléphonique par l'intermédiaire d'un sommateur analogique (26, 226). 4. Système de transmission selon la revendication 3, caractérisé en ce que le sommateur comporte une entrée supplémentaire qui reçoit un signal prove nant d'au moins une voie télégraphique. 5. Système de transmission selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de transmission (118) du signal de bande de base comportent des moyens (132a, 132b) pour, à l'émission, découper le signal analogique de bande de base en deux sous-bandes de fréquence, des moyens (140a, 140b) pour transposer les deux sous-bandes dans des bandes de fréquence au-dessus et au-dessous de la bande de fréquence du signal délivré par le modem, et des moyens pour, à la réception, reconstituer le signal de bande de base à partir du signal reçu du site distant. 6. Système de transmission selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte deux vocodeurs (216a, 216b) associés respectivement à deux conversations téléphoniques transmises sur une même ligne téléphonique (L), ladite ligne transmettant d'une part les informations numériques des bandes hautes des vocodeurs respectifs, après modulation dans le modem (222), et d'autre part les signaux analogiques des bandes de base respectives, après transposition de fréquence respectivement audessus et au-dessous de la bande de fréquence occupée par le signal délivré par le modem. 7. Système de transmission selon la revendication 1 ou selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte vocodeurs, (316, 3162, ..., 316nu avec n; 2 associés respectivement à n conversations téléphoniques, une première ligne téléphonique (L1) constituant le support de transmission d'au moins le signal délivré par le modem (322), une deuxième ligne téléphonique (L2) constituant le support de transmission des signaux analogiques de bande de base d'au moins une partie m des n vocodeurs, après transposi tion de fréquence desdits signaux analogiques de manière que les m signaux transposés occupent m bandes de fréquence ne présentant aucun chevauchement. 8. Système de transmission selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la partie analyse de chaque vocodeur comporte un détecteur d'activité vocale, le système de transmission comportant des moyens d'aiguillage (20, 220, 320) autorisant la transmission, vers le modem, de signaux numériques remplaçant les signaux numériques de bande haute, en cas d'absence d'activité vocale. 9. Système de transmission selon la revendication 7, caractérisé en ce que, en amont de n vocodeurs est disposé un concentrateur (400) recevant un nombre p de conversations téléphoniques avec p n.