Brevet FR2573941A1 — publié le 19860530

PROCEDE DE RECONNAISSANCE DE DEBUT DE MESSAGE DANS UNE TRANSMISSION D'INFORMATIONS NUMERIQUES PAR PAQUETS, ET DISPOSITIFS DE MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE La présente invention a pour objet un procédé assurant la reconnaissance du début d'un message utile dans une transmission d'informations numériques par paquets. Elle a également pour objet un dispositif émetteur et un dispositif récepteur pour la mise en oeuvre de ce procédé. Le processus de transmission d'informations numériques comporte en général au moins les deux phases suivantes - la transmission des bits eux-mêmes, comportant des opérations de transcodage du code binaire généralement utilisé pour la représentation des informations, en des codes plus adaptés aux supports de transmission, et réciproquement; ie deuxième code, utilisé pour la transmission, est en général à plusieurs niveaux et on définit un ou plusieurs alphabets de mots correspondant aux mots binaires de façon redondante ; le choix entre les différents alphabets se fait, selon des critères prédéfinis, par une loi de codage - la reconstitution des informations, en éliminant du flot de bits reçus ceux d'entre eux qui ne constituent pas l'information utile mais du remplissage, et en découpant les bits utiles restant en mots, trames etc ..., ce qui suppose de savoir reconnaitre le début d'un message utile. Ces deux étapes sont en général réalisées par deux séries de matériels adaptées chacune à la fonction à remplir. Pour reconnaître le début d'un message utile, il est connu de faire des hypothèses sur le contenu du début du message utile (par exemple en-tête prédéfini) et/ou sur les informations de remplissage, afin de simplifier le problème de la reconnaissance, ce qui a pour inconvénient notamment de limiter la souplesse du système. La présente invention propose d'exploiter la redondance du transcodage en utilisant, comme marque de début du message utile, les mots du deuxième code n'ayant pas de correspondant lorsqu'on applique la loi de codage (mots dits interdits). De la sorte, d'une part on assure la reconnaissance recherchée et, d'autre part, on n'utilise qu'une seule série de matériels pour les deux phases définies cidessus, à savoir, légèrement modifié, le matériel affecté à la transmission des bits eux-mêmes et qui assure leur transcodage selon la loi de codage prédéfinie. Plus précisément, l'invention a pour objet un procédé de reconnaissance de début de message utile dans une transmission numérique, la transmission comportant les étapes suivantes - codage du message utile selon un code de transmission et émission du message codé; - réception du message codé et décodage du message utile, et ledit procédé comporte les étapes suivantes: x avant l'émission du message codé: - génération d'un signal constituant une marque de début de message utile, ladite marque étant une suite de caractères interdite suivant le code de transmission; - insertion de la marque en tête du message codé; 3E après la réception du message codé, détection de la marque et commande du décodage du message utile. D'autres objets, particularités et résultats de l'invention ressortiront de la description suivante, donnée à titre d'exemple non limitatif et illustrée par les dessins annexés, où: - la figure l représente le schéma général des dispositifs de mise en oeuvre du procédé selon l'invention; - la figure 2 représente un mode de réalisation d'une partie du dispositif ci'émission utilisé dans la mise en oeuvre du procédé selon l'invention - les figures 3, a, b et c, sont des chronogrammes se rapportant à la figure 2 - la figure 4a est le schéma.d'un mode de réalisation d'un élément du récepteur utilisé dans la mise en oeuvre du procédé selon l'invention; la figure 4b est un chronogramme se rapportant à la figure 4a; - la figure 5 représente un mode de réalisation d'un autre élément du récepteur utilisé dans la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Sur ces différentes figures les mêmes références se rapportent aux mêmes éléments. Sur la figure 1, on a donc représenté le schéma général d'un émetteur et d'un récepteur pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. La partie émetteur E comporte un dispositif de conversion parallèle-série l, recevant le message - à transmettre sous forme numérique parallèle (sur des entrées 10) et fournissant ce messagé, noté MeS sous forme série à un circuit 2 qui fournit le message codé, noté C selon le code de transmission. Le convertisseur l fournit en outre un signal d'horloge H au dispositif de codage 2 et un signal 5M indiquant l'instant de début d'un message utile.L'émetteur E comporte encore un dispositif 3 de génération d'une marque de début de message utile, notée Ma, recevant le signal SM, ainsi qu'un dispositif de sommation 4 destiné à insérer la marque M a dans le message codé C, pour former un message résultant noté C', avant transmission par une voie de transmission T au dispositif récepteur R. Le récepteur R comporte un dispositif 5 de regénération, classique, recevant le signal transmis par la voie de transmission T et le remettant en forme afin de fournir le signal codé~C' et le signal d'horloge, ou plus précisément le double (2H) de ce signal d'horloge. Les signaux C' et 2H sont fournis à trois dispositifs différents, à savoir un dispositif de décodage 6, un dispositif de détection de la marque 7 et, éventuellement, un dispositif classique de détection d'erreurs 8. Le dispositif de décodage 6 fournit le message Me initial, sous forme série, ainsi que le signal horloge H à un convertisseur série-parallèle 9, qui restitue donc le message initial sous forme parallèle (sorties 90). Ce découpage en mots est - rendu possible par le dispositif 7 de détection de la marque, qui permet par cette détection d'initialiser la conversion série-parallèle du convertisseur 9 par un signal M indiquant que la marque a été reconnue. Le dispositif 7 envoie encore le signal M au dispositif de détection d'erreur 8 afin d'inhiber son fonctionnement pendant la durée de la marque.Le signal M est enfin envoyé au dispositif de décodage 6 afin de réinitialiser celuici. Il ressort de la description ci-dessus que le dispositif émetteur E assure l'insersion d'une marque (Ma) dans le message codé, cette marque étant consituée comme mentionné plus haut par un mot interdit du code de transmission, et placée en début de message utile. Le dispositif récepteur R assure, inversement, la détection de la marque dans le flot des signaux reçus et utilise cette~ détection pour sélectionner, décoder et découper correctement ce flot- en mots binaires. On décrit ci-après un mode de réalisation des différents circuits utilisés dans les dispositifs de la figure 1, à titre d'exemple dans le cas particulier où le code de transmission utilisé est le code CM!. On rappelle que ce code est tel que: - lorsqu'on a un "O" dans le code binaire initial, il se traduit par une transition positive en milieu de période; - lorsqu'on a un "1" dans le code binaire initial, il se traduit par une transition en fin de période dont le sens (transition positive ou négative) dépend de celui du "1" précédent : les transitions sont alternées de façon à obtenir une composante électrique moyenne nulle; - lorsqu'on a une série de "O", il y a un retour à zéro en fin de période; - lorsqu'un "1" est suivi par un "O' il y a un retour à zéro en fin de période. Toujours dans ce cas particulier, la marque de début de message choisie dans le mode de réalisation qui suit est constituée par la suite de caractères suivante : deux périodes au niveau haut suivies par deux périodes au niveau bas. Une telle configuration est bien interdite dans le code CMI. En outre, elle représente un compromis satisfaisant entre deux exigences opposées la sécurité de la transmission qui voudrait que la marque soit très longue, afin qu'il soit quasi-impossible que cette marque puisse être le résultat d'erreurs cumulées, et les temps de réponse des dispositifs émetteur et récepteur, qui voudraient au contraire que la marque soit très courte. A titre d'exemple toujours, entre les messages utiles, les signaux de remplissage sont constitués par des "1". La figure 2 représente un mode de réalisation des circuits 2, 3 et 4 de l'émetteur E de la figure 1. Elle est décrite ci-dessous en liaison avec les chronogrammes des figures 3, a, b et c respectivement. Le circuit de codage 2 comporte deux bascules de type D, repérées respectivement 21 et 22 et trois portes logiques de type OU, repérées 25, 26 et 27. Le signal d'horloge H est, préalablement à sa réception par. le circuit 2, adressé à une porte OU 24 qui délivre un signal repéré H2 sur sa sortie directe et le signal complémentaire repéré H1 sur une deuxième sortie, représenté en fonction du temps sur la première ligne de la figure 3a. Le signal H1 constitue le signal dhorloge du dispositif 2. La bascule 21 reçoit le message série M e sur son entrée D, le signal H1 sur son entrée horloge et délivre sur sa sortie, notée Q1, un signal qui représente le message M e remis en forme ; ce signal Q1 est illustré à titre d'exemple sur la deuxième ligne de la figure 3a. La sortie Q1 , complémentaire de la sortie Q1, est représentée sur la troisième ligne de la figure 3a. Elle est adressée à une première entrée d'horloge de la bascule 22, notée CP1, et à une première entrée de la porte OU 25. La bascule 22 reçoit par ailleurs sur une deuxième entrée d'horloge, notée CP2, le signal horloge H1 et sur son entrée D, sa sortie Q2.Pour faciliter la compréhension du fonctionnement de la bascule 22, on a représenté sur la quatrième ligne de la figure 3a la somme des signaux d'horloge CP1 + CP2. Sur la cinquième ligne de la figure 3a est représentée la sortie Q2 de la bascule 22, qui est connectée à la deuxième entrée de la porte OU 25. La sortie complémentée de la porte OU 25 constitue une première entrée de la porte OU 26 et elle est représentée sur la sixième ligne de la figure 3a. La deuxième entrée de la porte 26 reçoit la sortie complémentée de la porte OU 27 et elle est représentée sur la septième ligne de la figure 3 ; la porte OU 27 reçoit sur sa première entrée la sortie Q1 de la bascule 21 et, sur sa deuxième entrée, le signal dhorloge H1. La sortie de la porte 26 fournit le signal codé C représenté sur la dernière ligne de la figure 3a. Il ressort de ce qui précède que lorsque le message Me comporte des zéros la voie supérieure du dispositif 2, à savoir la voie qui comporte les éléments 21, 22 et 25, est inactive (zéro en sortie de la porte 25) alors que la voie inférieure (porte 27) fournit le signal horloge inversé, c'estàaire des zéros en code CMI. Inversement, lorsque le message Me comporte des uns, la voie inférieure est inactive (zéro en sortie de la porte 27) et la voie supérieure fournit les uns en code CMI notamment par l'action de la bascule 22 qui divise le signal d'horloge H1 par deux. Enfin, la porte OU 26 assure la sommation des signaux produits par les deux voies. I1 est a noter que, lorsque la transmission se fait à grande vitesse, il peut être avantageux dans une variante de réalisation du circuit 2 (non représentée), d'équilibrer les temps de parcours des signaux dans les différentes voies du circuit ; cela peut être réalisé de toute façon connue, notamment par l'insertion de circuits à retard. Le circuit de génération de rnarque 3 reçoit donc le top SM de début de message utile, permettant d'initialiser la génération de la marque, représenté sur la première ligne de la figure 3b, ainsi que le signal H2, représenté sur la deuxième ligne de la figure 3b, constituant le signal horloge du bloc 3. Il comporte cinq bascules de type D, repérées 31 à 35, une porte logique de type OU exclusif repérée 37, et deux portes logiques du type OU non exclusif, repérées 36 et 38.La bascule 31 reçoit donc le signal 5M sur son entrée d'horloge CP et la sortie QE de la bascule 35 sur son entrée R de remise à zéro ; les bascules 31 à 35 sont montées en cascade, c'esta-dire que la sortie A de la bascule 31 constitue l'entrée DB de la bascule 32, etc...jusqu'a la bascule 35. Les entrées horloge des bascules 32 à 35 reçoivent le signal H2. Les signaux QA' QB' -QC QD et QE des bascules 31 à 35 sont représentés sur les cinq lignes suivantes de la figure 3b. tes sorties QB et QD sont en outre reliées aux entrées de la porte OU exclusif 37, dont la sortie complémentée est représentée sur la huitième ligne de la figure 3b. Ainsi qu'on peut le constater, on obtient en sortie de la porte 37, entre les instants tl et t2, le signal de marque recherché, plus un signal parasite entre t2 et t3 que l'on supprime grâce aux portes 36 et 3S : la porte 36 reçoit le signal Q8 qu'elle transmet au dispositif 4 ; sur sa sortie complémentée est fourni le signal Q8 vers la porte 38, qui reçoit par ailleurs le signal engendré sur la sortie complé- mentée de la porte 37 ; on obtient bien, à la sortie complémentée de la porte 38, le signal Ma comme représenté sur la neuvième ligne de la figure 3b. Le circuit 4 reÇoit le signal de marque M a et le signal Q8 du circuit 3, et le signal C élaboré dans le dispositif 2. Il se compose de deux portes NON.OU repérées 41 et 42. On a représenté sur la figure 3c, pour faciliter la compréhension du fonctionnement dudispositif 4, à nouveau le signal C tel qu'obtenu à la sortie du dispositif 2 (première ligne de la figure 3c), le signal Q8 obtenu en sortie de la porte 36 du dispositif 3 (deuxième ligne de la figure 3c) et le signal de marque M a (troisième ligne). Sur la quatrième ligne de la figure 3c, on a représenté le signal issu de la sortie de la porte OU 41 qui laisse apparaître une plage au niveau bas entre les instants tl et t2 où doit se placer la marque.La dernière ligne de la figure 3c représente le signal C' issu de la sortie complémentée de la porte OU 42, où l'on retrouve bien le code C à l'extérieur de l'intervalle tl - t2 et la marque M a dans cet intervalle. I1 est à noter que le top 5M de début de message utile est synchronisé (de façon non représentée) avec le message utile de telle sorte que la fin de la marque M a (dont la durée est de quatre périodes dans le cas particulier décrit) coincide (instant t2) avec le début du message utile. La figure 4a représente un mode de réalisation du circuit de décodage 6 du récepteur R de la figure 1. Cette figure 4a est décrite ci-dessous en liaison avec la figure 4b qui représente des chronogrammes s'y rapportant. Le circuit 6 de la figure 4a comporte quatre bascules du type D, repérées 61 à 64, une porte logique du type OU non exclusif 66 et une porte logique du type ET 65. Les bascules 61 et 62 sont montées en cascade, c'està-dire que la sortie Q1 de la bascule 61 est reliée à .l'entrée D de la bascule 62, les deux basculesrecevant le signal dhorloge 2H, illustré sur la première ligne de la figure 4b. La bascule 61 reçoit sur son entrée D le signal codé C' tel que issu du circuit de regénération 5 (figure 1) et illustré sur la deuxième ligne de la figure 4b la troisième ligne de la figure 4b représente la suite binaire qui est codée par le signal C La sortie Q1 de la bascule 61 est illustrée sur la quatrième ligne de la figure 4b.La sortie Q2 de la bascule 62 est illustrée sur là cinquième ligne de la figure 4b. La bascule 64 a pour fonction de fournir le signal H à partir du signal 2H. A cet effet, elle reçoit sur son entrée dhorloge (CP) le signal 2H, sur son entrée D sa sortie Q, ainsi que le signai Ma fourni par le circuit 7 sur son entrée R de remise à zéro. La sortie Q de la bascule 64 constitue le signal dhorloge H représenté sur la septième ligne de la figure 4b, signal H qui est notamment fourni à l'entrée d'horloge (CP) de la bascule 63. La bascule 63 reçoit sur son entrée D un signal résultant de la fonction logique OU (porte) 66 opéré entre la sortie Q2 de la bascule 62 et la sortie Q1 (complémentée) de la bascule 61 ;ce signal est illustré à la sixième ligne de la figure 4b.La sortie Q de la bascule 63 fournit le message Me décodé (sous forme NRZ), illustré par la dernière ligne de la figure 4b, qui correspond bien à la suite binaire illustrée sur la troisième ligne de la figure 4b. Toutefois, il est encore nécessaire d'inhiber la sortie du circuit 6 pendant la durée du signal de marque Ma, ce qui peut être réalisé comme représenté sur la figure 4a à l'aide de la porte logique ET 65, recevant la sortie Q de la bascule 63 et le signal de marque Ma complémenté. La figure 5 représente un mode de réalisation du circuit 7 de détection de marque (figure 1), toujours dans le cas particulier du code CMI décrit plus haut. Le circuit 7 reçoit le signal 2H et le signal C' et délivre le signal M de détection de la marque. Il comporte à cet effet un registe à décalage 71, recevant le signal C'cet sur son entrée horloge le signal 2H, ainsi que trois portes logiques (72, 73, 74) du type ET, permettant d'obtenir le signal recherché. Dans cet exemple, le registre fonctionnant à la fréquence 2H, il comporte deux fois plus de positions que la marque ne comporte de bits, à savoir huit positions. REVENDICATIONS 1. Procédé de reconnaissance de début de message utile dans une transmission numérique, la transmission comportant les étapes suivantes: - codage du message utile selon un code de transmission et émission du message codé; - réception du message codé et décodage du message utile ledit procédé étant caractérisé par le fait qull comporte les étapes suivantes: x avant l'émission du message codé: - génération d'un signal constituant une marque de début de message utile, ladite marque étant une suite de caractères interdite suivant le code de transmission; - insertion de la marque en tête du message codé; 3 après la réception du message codé, détection de la marque et commande du décodage du message utile. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la détection de la marque commande en outre le découpage en mots du message utile. 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le code de transmission est un code CMI et que la marque est constituée par deux périodes au niveau haut, suivies par deux périodes au niveau bas. 4. Dispositif émetteur d'informations numériques pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte: - des moyens de codage (2) du message utile selon le code de transmission ; - des moyens (3) de génération de la marque; - des moyens (4) d'insertion de la marque en tête du message codé. 5. Dispositif émetteur selon les revendications 3 et 4, caractérisé par le fait que les moyens (3) de génération de la marque comportent cinq bascules de type D, montées en cascade, et des portes logiques recevant les signaux issus des deuxième et quatrième bascules. 6. Dispositif récepteur d'informations numériques pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il comporte: - des moyens (6) de décodage du message utile; - des moyens (7) de détection de la marque, dont le signal de sortie assure l'initialisation du fonctionnement des moyens de décodage (6). 7. 7. Dispositif récepteur selon - la revendication 6, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre un convertisseur (9) sérieparallèle, opérant le découpage en - mots du message utile sur la commande des moyens (7) de détection de la marque. 8. Dispositif récepteur selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé par le fait que les moyens (7) de détection de la marque comportent un registre à décalage (71) recevant le message codé et comportant au moins autant de positions que la marque comporte de caractères, délivrant son contenu en parallèle à un ensemble de portes logiques détectant l'éventuelle présence de la marque dans ce contenu.