Brevet FR2591832A1 — publié le 19870619

L'invention se rapporte à un procedé de multiplexage temporel d'une pluralité de signaux, chacun constitue d'une onde porteuse modulee autour d'une amplitude de base à une fréquence sensiblement constante. L'invention concerne egalement un dispositif de multiplexage temporel pour la mise en oeuvre du procde,. Notamment, mais non exclusivement l'invention se rapporte au multiplexage temporel d'une pluralité d'ondes porteuses en vue de leur transport par voie hertzienne. Pour transporter sur une même voie, telle une voie hertzienne unique, plusieurs signaux issus de sources differentes et notamment plusieurs signaux de fréquences identiques et modulés en amplitude, il est connu lors d'une opération dite de multiplexage temporel, dechantillonner successivement (commutation analogique) et à une fréquence sensiblement constante dite de récurrence, les signaux à émettre puis d'assembler chronologiquement les échantillonsformes avant de les placer sur la dite voie unique de transport. Quelque soit le mode de transport choisi, pour au terme de ce transport, récupérer les informations portées par chacun des signaux multiplexés, il faut naturellement effectuer un décodage du signal composite et en l'occurrence un demultiplexage de ce signal Ce traitement du signal consiste globalement en l'opération inverse du multiplexage. Le problème que l'invention s'attache à résoudre à sa source prend naissance au niveau du multiplexage, pour cette raison, nous n'entrerons pas dans les détails du demultiplexage et ne ferons plus apres que l'évoquer. Au niveau du multiplexage, on sait donc qu'après assemblage chronologique des signaux échantillonnés (ou sommation), on procède généralement au filtrage du signal composite et ce afin de supprimer tous les harmoniques, notamment ceux d'ordre impair, se trouvant dans celui-ci et decoulant du processus de commutation analogique. Malgré la complexité du filtre utilisé (filtrage passe-bas) celui-ci influe toujours negativement sur les rapports de phase et d'amplitude existant entre les différents signaux commutés. Cela se traduit au niveau du demultiplexage par une irrémédiable diaphonie entre les différents canaux, ce qui limite la qualité et l'efficacité de la transmission du systeme. Un résultat que l'invention vise à obtenir est un procédé de multiplexage qui remédie à la diaphonie existant classiquement au niveau des différents canaux une fois ceux-ci transmis puis demultiplexés. Un autre résultat que l'invention vise à obtenir est un dispositif de multiplexage temporel qui offre une séparation optimale des canaux après leur transmission et démultiplexage. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé du type précité notamment caractérisé en ce qu'avant de proceder à la sommation des différents signaux échantillonnés puis au filtrage du signal composite obtenu, pendant le temps de commutation de chaque signal à la fréquence de recurrence - on commute en escaliers chaque échantillon à une fréquence de commutation egale au moins égale à un multiple pair de la frequence de recurrence d'échantillonnage puis, - on sélectionne pour chaque parcelle d'échantillon résultant de la commutation en escaliers dé l'échantillon à la fréquence précitee, la valeur instantanée la plus élevée en valeur respectivement positive ou négative. Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend - d'une part, un moyen permettant la commutation en escaliers, à une frequence au moins multiple paire de la fréquence de récurrence, de chaque échantillon de signal issu de l'échantillonnage des signaux à la dite fréquence et, - d'autre part, un moyen permettant pour chaque parcelle résultant de la commutation en escaliers à la fréquence precitée de chaque echantillon, de sélectionner la valeur instantanee du signal la plus élevée en valeur respectivement positive ou negative. L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci-après faite à titre d'exemple non limitatif, en regard du dessin ci-annexe qui représente schematiquement - figure 1 : une illustration globale du procédé de l'invention, - figure 2 : une représentation du dispositif permettant la mise en oeuvre du procede de l'invention, - figures 3A, 3B, 3C, 3D : les signaux traités dans les differentes phases respectivement d'échantillonnage, découpage, filtrage. En se reportant au dessin, on voit que la platine 1 de multiplexage d'un dispositif de transmission 2 sur une voie unique 3, telle une voie hertzienne, d'une pluralite de canaux 4 véhiculant les signaux S se compose classiquement de platines 5, 6, 7 dont - une platine 5 de multiplexage comprenant un moyen 8 regroupant les commutateurs analogiques (non représentés) des différents canaux, un moyen 9 de comptage linéaire, ainsi qu'un moyen 10 integrant la logique séquentielle de commutation des dits commutateurs et de remise à zero du moyen de comptage, - une platine 6 de commande comprenant les moyens 11, 12 générant l'un (11) la frequence de récurrence F r et l'autre (12), les impulsions de service, de suppression audio et de synchronisation, - une platine 7 de sommation et filtrage, comprenant des moyens 13, 14 l'un (13) de sommation des différents signaux S multiplexés et l'autre (14) de filtrage du signal composite Sc avant l'attaque du dispositif 15 tel un émetteur FM transportant le signal final vers la section de démultiplexage (non representee). En se reportant au dessin (figure 1), on voit qu'apres mise en forme convenable (non representée) chaque signal S porté par un canal 4 est classiquement applique à l'une des entrées 16 de l'étage de multiplexage 1. Dans un premier temps, (figure 3A) classiquement, on échantillonne successivement à une fréquence de recurrence F r chacun des signaux S issus des canaux 4, ce qui correspond pour chaque commutateur et signal associé a un temps de commutation T r égal à l'inverse de la fréquence de récurrence (Tr=l/Fr). Ensuite, avant de proceder à la sommation 13 des differents signaux S échantillonnes puis au filtrage 14 du signal composite Sc obtenu (figure 3D). Selon l'invention, pendant le temps T r de commutation de chaque signal S à la frequence de récurrence Fr: - on commute en escaliers (figure 3B) chaque echantillon E de signal S à une fréquence de commutation -Fd au moins égale à un multiple pair de la fréquence de recurrence F r d'échantillonnage, ce qui correspond pour chaque parcelle P d'échantillon résultant de sa commutation en escaliers à un temps Td égal à 1 inverse de la fréquence de decoupage Fd (Td = l/Fd), - on selectionne (figure 3C) pour chaque parcelle P d'echantillon resultant de la commutation en escaliers de l'échantillon E à la fréquence Fd précitée, la valeur instantanee la plus elevée en valeur respectivement positive ou negative. Cette dernière opération revient à supprimer les impulsions en aiguille provoquees tant par la commutation à la fréquence de récurrence Fr que par la commutation en escaliers à la frequence Fd precitée. Ce n'est qu'alors qu'on procede classiquement à la sommation des differents signaux multiplexés puis on filtre le signal composite obtenu. On notera que par souci de clarté, le signal multiplexé représenté n'est obtenu qu'à partir de quatre canaux. Le dispositif pour la mise en oeuvre du procéde de l'invention comprend donc entre, d'une part, la platine 5 de multiplexage dans laquelle on echantillonne successivement à une fréquence de récurrence F r chacun des signaux S issus des canaux 4, ce qui correspond pour chaque commutateur et echantillon E de signal S associe à un temps de commutation T r egal à l'inverse de la frequence de recurrence F r (T r = l/Fr) et d'autre part, la platine 7 de sommation et de filtrage :: - d'une part, un moyen 23 permettant la commutation en escaliers à une frequence de commutation Fd au moins multiple paire de la frequence de récurrence F r de chaque echantillon E de signal S issu de l'échantillonnage des signaux à la dite frequence et, - d'autre part, un moyen 21 permettant pour chaque parcelle P résultant de la commutation en escaliers à la fréquence Fd précitée de chaque échantillon E, de sélectionner la valeur instantanée du signal S la plus élevée en valeur respectivement positive ou négative. Dans un mode préféré de réalisation, le moyen 23 (figure 2) permettant la commutation en escaliers de chaque échantillon à la fréquence Fd précitée de chaque échantillon E de signal S consiste en un reseau 17 de résistances 18 et de commutateurs 19 auquel est appliqué l'échantillon et qui commute celui-ci en six niveaux progressifs. Les commutateurs 19 du reseau 17 sont commandés de manière semblable à ceux du moyen de commutation 8 de la platine de multiplexage 5 représentée à la figure 1. Cette commande des commutateurs est de tout type approprie et de préférence électronique. Dans une forme préférée de realisation, les commutateurs 19 sont commandés par un compteur 20 en anneau synchronisé avec l'étage 6 générant la fréquence de récurrence F r et notamment piloté par une fréquence Fd egale à dix fois la fréquence de recurrence Fr. Cette commutation en escaliers de l'échantillon E réalise ainsi un suréchantillonnage. Selon une forme de réalisation, le moyen 21 permettant pour chaque parcelle P d'échantillon E de signal S résultant de la commutation en escaliers à la fréquence Fd précité, de selectionner la valeur instantanée du signal S la plus elevée en valeur respectivement positive ou négative est constitue d'un circuit electronique bloqueur 22 de tout type connu. De préférence, le moyen 11 generant la fréquence F r est un oscillateur équipe pour générer egalement la frequence Fd de commutation en escaliers en synchronisme parfait avec la dite fréquence de recurrence. Par le biais du procéde de l'invention, le filtrage du signal composite issu du multiplexage ne requiert plus de filtre passe bas qui soit complexe, lequel influait négativement sur le rapport de phase et d'amplitude existant entre les différents signaux S commutes, ce qui se traduisait au démultiplexage par une irrémédiable diaphonie entre les différents canaux, limitant ainsi la qualité et l'efficacité de la transmission du système. On a ainsi obtenu expérimentalement une séparation de canaux de soixante dix décibels au lieu de cinquante decibels classiquement obtenus. A titre d'exemple, on note qu'ayant effectué le multiplexage de trente deux canaux, chacun de frequence porteuse 45 Khz, soit à un temps de commutation de 32/45000 = 0,7 microseconde par canal, donc à une fréquence de recurrence F r de 1,44 megahertz puis ayant commute chaque échantillon E de signal à une fréquence Fd dix fois superieure à la frequence de récurrence F r soit 14,4 mégahertz, la bande latérale indésirable apparaissait au delà du neuvième harmonique. Ainsi, dans ce cas, un simple filtre du type CAUER a deux cellules accordées sur les harmoniques de rang neuf et onze suffit pour éliminer les composantes indesirables sans avoir d'une quelconque façon influencé le signal multiplex qui garde ainsi sa forme originale et ainsi toutes ses qualités informatives et notamment- une préservation totale de la séparation des canaux. On peut également insister sur le fait que le dispositif de l'invention peut être aisement conçu de maniere modulaire pour pouvoir être rapporté dans une installation existante, sans modification notable de celle-ci. Le nombre de commutateurs peut être illimité mais, en général au plus egal à dix ou douze car au delà l'augmentation du no-mbre de commutateurs ne présente plus d'interet. En règle genérale, pour preserver la forme du signal original, le nombre de commutateurs doit être pair. La fréquence de sur-échantillonnage est toujours égale à un nombre inférieur de deux unites par rapport au double du nombre de commutateurs. REVENDICATIONS 1. Procédé de multiplexage temporel, d'une pluralité de signaux (S), chacun constitue d'une onde porteuse modulée autour d'une amplitude de base à une fréquence sensiblement constante, lesquels signaux (S) sont chacun porté par un canal (4) applique à l'une des entrées (16) d'une platine de multiplexage dans lequel, dans un premier temps, on échantillonne successivement à une fréquence de récurrence (Fr) chacun des signaux (S) issus des canaux (4), ce qui correspond pour chaque commutateur et échantillon (E) de signal associé à un temps de commutation T r égal à l'inverse de la frequence de récurrence F r (Tr=l/Fr), ce procédé étant CARACTERÏSE en ce que, avant de proceder à la sommation (13) des différents signaux (S) échantillonnés puis au filtrage (14) du signal composite (Sc) obtenu, pendant le -temps (Tr) de commutation de chaque signal (S) à la fréquence de récurrence (Fr) - on commute en escaliers chaque echantillon tE) de signal (S) à une frequence de commutation (Fd) au moins égale à un multiple pair de la frequence de recurrence (Fr) d'échantillonnage ce qui correspond pour chaque parcelle (P) d'échantillon résultant de sa commutation en escaliers à un temps (Td) égal à l'inverse de la frequence de découpage (Fd) (Td = 1/fa) puis, - on sélectionne pour chaque parcelle (P) d'echantillon résultant de la commutation en escaliers de l'échantillon (E) à la fréquence (Fd) précitee la valeur instantanée la plus élevée en valeur respectivement positive ou négative. 2. Procedé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'on commute en escaliers l'échantillon (E) à une fréquence (Fd) dix fois supérieure à la frequence de récurrence (fur) 3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procedé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend entre, d'une part, la platine (5) de multiplexage dans laquelle on echantillonne successivement à une frequence de récurrence (Fr) chacun des signaux (S) issus des canaux (4), ce-qui correspond pour chaque commutateur et échantillon (E) de signal (S) associé à un temps de commutation (Tr) égal à l'inverse de la frequence de recurrence (Fr) (T r = 1/Fr) et d'autre part, la platine (7) de sommation et de filtrage - d'une part, un moyen (23) permettant la commutation en escaliers à une frequence de découpage (Fd) au moins multiple paire de la fréquence de récurrence (Fr) de chaque échantillon (E) de signal (S) issu de l'échantillonnage des signaux à la dite fréquence et, - d'autre part, un moyen (21) permettant pour chaque parcelle (P) d'echantillon résultant de la commutation en escaliers à la frequence (Fd) precitee de chaque échantillon (E), de sélectionner la valeur instantanee du signal (S) la plus élevée en valeur respectivement positive ou négative. 4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que le moyen (23) de commutation en escaliers est constitue d'un réseau (17) de résistances (18) et de commutateurs (19) commandes par un compteur (20) en anneau, lequel réseau (17) commute à la fréquence (Fd) précitée chaque échantillon (E) de signal (S) en niveaux progressifs. 5. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que le moyen (21) permettant pour chaque parcelle (P) d'échantillon résultant de sa commutation en escaliers de sélectionner la valeur instantanée du signal (S) la plus élevée en valeur respectivement positive ou negative est constitué d'un circuit bloqueur.