Brevet FR2602940A1 — publié le 19880219

- 1 Circuit logique de détection pour un système de transmission synchrone de données à symboles ternaires et contrôle des interférences intersymboles de type réponse partielle classe 1 n = 2. La présente invention est relative aux transmissions numériques synchrones. Dans ce genre de transmission o l'on rencontre souvent en ligne des couplages par transformateur, on utilise en général un signal sans composantes continue ou basses fréquences constitué d'une suite synchrone de symboles multivalents, le plus souvent ternaires, codant 10 les données binaires à transmettre. Ces symboles subissent au cours de leur acheminement par des voies à bande passante nécessairement limitée des affaiblissements et des distorsions qui les rendent méconnaissables au bout d'une certaine distance de parcours. Les interférences intersymboles sont parmi les distorsions les 15 plus gênantes. On cherche la plupart du temps à les éviter en mettant en oeuvre les critères établis par Nyquist c'est à dire en donnant à la voie de transmission après égalisation, une réponse en fréquence telle que la somme des amplitudes en deux points de fréquences symétriques parrapport à la demi-fréquence des symboles soit constante. La plus usitée 20 de ces réponses en fréquence est celle dite en cosinus surélévé qui est caractérisée par le pourcentage de bande utilisée en excès par rapport à la demi-fréquence de symboles f1 dit facteur de retombée ou "roll off", souvent choisi à 0,7 pour limiter la déformation individuelle des symboles (ouverture du diagramme de l'oeil) à un niveau acceptable. Une alternative à la suppression des interférences intersymboles consiste à les contrôler. C'est la technique dite à réponse partielle décrite par exemple dans le brevet américain n 3.388.330. Cette technique consiste à modeler la réponse de la voie de transmission de manière que sa réponse impulsionnelle s'étale sur un multiple entier de 30 la durée T d'un symbole et que le signal en réception d'une suite de symboles résulte d'une combinaison linéaire de formes en sir ('îrt/T)] / ( t/T) ayant chacune pour origine l'un des symboles émis. Cette technique permet de limiter strictement la bande passante de la voie de transmission, dans le domaine des fréquences hautes, à la demi-fréquence f1 des - 2 symboles et par conséquent de limiter le bruit thermique par rapport à une transmission sans interférence entre symboles en contrepartie d'une augmentation du nombre des niveaux à distinguer en réception. Sur certaines voies, la transmission avec des interférences inter5 symboles contrôlées de type réponse partielle est plus avantageuse que la transmission sans interférences intersymboles car elle améliore le rapport signal à bruit, l'avantage de réduction du bruit thermique l'emportant sur l'inconvénient de l'augmentation du nombre de niveaux en réception. Il existe différentes classes de réponse partielle selon la combinaison linéaire de symboles obtenue en réception, chacune de ces classes se subdivisant en fonction du nombre de symboles participant à la combinaison. La classe 1 de type n = 2 est parmi les plus employées. Elle se 15 définit par une caractéristique de transfert pour la voie de transmission égalisée en: H(f) os-t-Tf qui procure en réception pour chaque symbole émis un signal composé de la superposition de deux formes d'ondes en sin t/T) I ( ut/T) successives décalées d'une période T et affectées chacune d'un coefficient multiplicatif correspondant au niveau du symbole d'origine. Aux instants d'échantillonnage d'un signal reçu correspondant à 25 l'émission de symboles ternaires de niveaux 0, + 1 on obtient cinq valeurs possibles d'amplitude que l'on indexe par 0, + 1, + 2. et qui correspondent à l'addition du niveau du symbole ternaire émis avec celui du symbole qui l'a immédiatement précédé. La détection consiste en l'opération inverse c'est-à-dire en la soustraction du niveau du symbole 30 précédemment détecté au niveau d'échantillonnage du signal reçu. Mettant en oeuvre le niveau du symbole précédemment détecté, elle est sujette à un phénomène de propagation d'erreurs qui est cependant limité par le fait que les niveaux extrêmes d'échantillonnage du signal reçu correspondent à un symbole émis de valeur extrême de même signe car ils 35 ne peuvent résulter que de la superposition de deux symboles successifs de ce type. - 3 La présente invention a pour but un circuit logique qui fasse cette opération de détection avec une grande rapidité et une propagation limitée des erreurs tout en étant facilement intégrable. Elle a pour objet un circuit logique de détection opérant d'après 5 des signaux de dépassement de seuils délivrés par un comparateur qui situe le niveau du signal reçu par rapport à quatre seuils: deux extremes, l'un positif, l'autre négatif, et deux intermédiaires l'un positif, l'autre négatif répartis entre les cinq valeurs possibles du niveau de réception et délivrant la valeur du symbole ternaire détecté sous la 10 forme de deux composantes binaires, l'une dite positive étant au niveau logique 1 uniquement lorsque le symbole ternaire détecté est de valeur + 1, l'autre dite négative étant au niveau logique 1 uniquement lorsque le symbole ternaire détecté est de valeur - 1. Ce circuit logique de détection comporte: - une mémoire de composante binaire positive mémorisant la composante binaire positive du symbole ternaire précédemment détecté, - une mémoire de composante binaire négative mémorisant la composante binaire négative du symbole ternaire précédemment détecté, - des premiers moyens de logique combinatoire permettant d'appli20 quer un niveau logique 1 soit en entrée de la mémoire de composante binaire positive lorsque le comparateur signale un dépassement positif de son seuil extrême positif, soit en entrée de la mémoire de composante binaire négative lorsque le comparateur signale un dépassement négatif de son seuil extrême négatif, - des deuxièmes moyens de logique combinatoire permettant d'appliquer un niveau logique 1 soit en entrée de la mémoire de composante binaire positive lorsque le comparateur signale un dépassement positif de son seuil intermédiaire positif alors que la mémoire de composante binaire positive renferme un niveau logique 0, soit en entrée de la 30 mémoire de composante binaire négative lorsque le comparateur signale un dépassement négatif de son seuil intermédiaire négatif alors que la mémoire de composante binaire négative renferme un niveau logique 0 et - des troisièmes moyens de logique combinatoire permettant d'appliquer en entrée de chacune des mémoires de composante binaire le 35 niveau logique disponible à la sortie de l'autre lorsque le comparateur - 4 ne signale ni dépassement positif de ses seuils positifs ni dépassement négatif de ses seuils négatifs. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description ci-après d'un mode de réalisation donné à titre d'exem5 ple. Cette description sera faite en regard de la figure unique du dessin qui représente de façon schématique le mode de réalisation. Le circuit de détection qui va être décrit est prévu pour être utilisé en réception d'une suite synchrone de symboles ternaires de valeurs nulle, positive ou négative 0, + 1 transmise par une voie de 10 transmission ayant une réponse de fréquence de type réponse partielle, classe 1, n égal 2, et disposé à la suite d'un comparateur identifiant la valeur prise parmi les cinq possibles 0, + 1, + 2, par le niveau du signal reçu en cours de symbole. Le comparateur 1 a quatre seuils équitablement répartis entre les 15 cinq niveaux possibles pour le signal regu. Il est formé, par exemple, d'une batterie de quatre comparateurs élémentaires à seuil qui traitent en parallèle le signal reçu appliqué sur une entrée 2 et qui sont suivis de registres tampon échantillonnant leurs sorties en milieu de symbole reçu (milieu du diagramme de l'oeil) sous la commande d'un signal d'hor20 loge de rythme de symboles appliqué sur une entrée 3 et récupéré en réception selon les techniques habituelles. Il présente quatre sorties binaires parallèles correspondant chacune à la sortie d'un comparateur élémentaire à seuil: - une sortie +2 qui correspond au comparateur élémentaire ayant le 25 plus grand seuil positif, entre les niveaux + 1 et + 2 du signal reçu, et sur laquelle est disponible à la suite de l'échantillonnage en cours de détection d'un symbole reçu Sn, un signal logique b+2 de dépassement n positif de seuil indiquant par un niveau logique 1 que ce seuil est dépassé positivement et donc que le niveau du signal reçu est + 2, - une sortie +1 qui correspond au comparateur élémentaire ayant le seuil positif intermédiaire, entre les niveaux 0 et +1 du signal reçu et sur laquelle est disponible, à la suite de l'échantillonnage en cours de détection d'un symbole reçu Sn, un signal logique b 1 de dépassement positif de seuil indiquant par un niveau logique 1 que ce seuil est 35 dépassé positivement et donc que le niveau du signal reçu est +1 ou +2 -5 -- une sortie - 2 qui correspond au comparateur élémentaire ayant le seuil négatif le plus grand en valeur absolue, c'est-à-dire situé entre les niveaux - 1 et - 2 du signal reçu, et sur laquelle est disponible, à la suite de l'échantillonnage en cours de détection d'un 5 symbole reçu Sn, un signal logique b-2 de dépassement négatif de seuil n indiquant par un niveau logique 1 que ce seuil est dépassé négativement et donc que le niveau du signal reçu est - 2 - une sortie - 1 qui correspond au comparateur élémentaire ayant le seuil négatif intermédiaire, entre les niveaux 0 et - 1 du signal regu et 10 sur laquelle est disponible, à la suite de l'échantillonnage en cours de détection d'un symbole reçu Sn, un signal logique b 1 de dépassement n négatif de seuil indiquant par un niveau logique 1 que ce seuil est dépassé négativement et donc que le niveau du signal reçu est - 1 ou -2. Le tableau ci-après résume l'ensemble des états logiques des si+2 +1 - -2 gnaux de dépassement de seuil b+, b+1 b 1 b, du comparateur en n n n n fonction du niveau d'échantilloynage 0, + 1, + 2 du signal reçu: -2 -1 0 +1 +2 +2 b2 0 0 0 0 1 n b+1 0 0 0 1 1 n b-1 1 1 0 0 0 n 2 b 1 0 0 0 0 n Le circuit logique de détection 4 qui vient à la suite du comparateur à quatre seuils 1 délivre la valeur du symbole ternaire détecté Sn 30 sous forme de deux composantes binaires l'une tn dite positive étant au niveau logique 1 uniquement lorsque le symbole ternaire détecté est de valeur + 1, l'autre tn dite négative étant au niveau logique 1 uniquement lorsque le symbole ternaire détecté est de valeur 1. Il comporte en entrée un étage de quatre amplificateurs 100, 101, 102, 103 à sorties 35 inverseuses et non inverseuses distribuant des versions complémentées et - 6 non complémentées des signaux binaires de dépassement de seuils b+2, bn '+1 n n b-1 -2 délivrés par le comparateur à quatre seuils 1, et en sortie deux bascules de type D 104, 105 mémorisant les composantes binaires positive tA-1 et négative tn-1 du symbole ternaire précédemment détecté 5 suivies de deux amplificateurs 106, 107 à sorties inverseuses et non inverseuses distribuant les versions complémentées et non complémentées de ces composantes binaires. Les bascules de type D 104, 105 mémorisant les composantes binaires positive et négative des symboles ternaires détectés sont inscrites 10 sous la commande du signal d'horloge de rythme récupéré en réception disponible sur l'entrée 3. Leurs sorties non inverseuses Q sont connectées à des sorties T+ et T- du circuit logique de détection sur lesquelles sont disponibles les composantes binaires positive tn-1 et négative tE -1 du symbole ternaire précédemment détecté Sn-1 tandis que 15 leurs sorties inverseuses Q sont connectées aux amplificateurs 106, 107. La composante binaire positive tn du symbole ternaire en cours de détection Sn appliquée sur l'entrée D de la bascule 104 provient d'une porte logique de type "ou" 108 réglant les différents cas de superposi20 tion linéaire pouvant résulter en réception de l'émission d'un symbole ternaire Sn de valeur + 1. Un première entrée de la porte logique de type "ou" 108 est directement reliée en sortie de l'amplificateur 100. Elle permet d'imposer à la composante binaire positive tA du symbole ternaire Sn en cours de détection un niveau logique 1 provenant du signal de dépassement positif du seuil extrême positif b.+2 En effet un niveau + 2 en réception ne peut n avoir été provoqué que par la superposition de deux symboles ternaires successifs Sn-1 et Sn de valeur + 1. Une deuxième entrée de la porte logique de type "ou" 108 est reliée 30 aux sorties inverseuses des amplificateurs 101 et 106 par l'intermédiaire d'une porte logique de type "non ou" 109 à deux entrées. Elle permet d'imposer à la composante binaire positive tn du symbole ternaire Sn en cours de détection un niveau logique 1 provenant du signal de dépassement positif du seuil intermédiaire positif b1+ lorsque la compon sante binaire position tn-1 du symbole ternaire Sn-1 précédemment -7 détecté est au niveau logique 0. En effet, un niveau en réception égal ou supérieur à + 1 ne peut avoir été provoqué que par l'émission d'un symbole ternaire Sn de valeur + 1 dans le cas o le symbole ternaire précédemment détecté Sn-1 n'était pas de valeur + 1. Une troisième entrée de la porte logique de type "ou" 108 est reliée aux sorties non inverseuses des amplificateurs 100, 101, 102, 103 et 107 par l'intermédiaire d'une porte logique de type "non ou" 110 à cinq entrées. Elle permet d'imposer à la composante binaire positive tn du symbole ternaire Sn en cours de détection un niveau logique 1 prove10 nant de la composante binaire négative du symbole ternaire précédemment détecté lorsque l'ensemble des signaux de dépassement de seuil bn sont au niveau logique 0 traduisant un niveau en réception égal à 0. En effet, un niveau en réception égal à 0 ne peut avoir été provoqué que par l'émission d'un symbole ternaire Sn-de valeur 1 dans le cas o le symbole 15 ternaire Sn-1 précédemment détecté était de valeur - 1. L'ensemble de ces las est résumé par l'équation logique de définition de la composante binaire positive t+ du symbole Sn en cours de détection: + +2 +1 + -,2 +1 - 1 -2 tn = b+ b+. tn-1 b+2 b+1. b-. b-2. tn-1 n n n n n n D'une manière similaire, la composante binaire négative tn du symbole ternaire Sn en cours de détection appliquée à l'entrée D de la bascule 105 provient d'une porte logique de type "ou" 111 à trois entrées 25 réglant les différents cas de superposition linéaire pouvant résulter en réception de l'émission d'un symbole ternaire Sn de valeur - 1. Une première entrée de la porte logique de type "ou" 111 est directement reliée en sortie de l'amplificateur 103. Elle permet d'imposer à la composante binaire négative tn du symbole ternaire Sn en cours 30 de détection un niveau logique 1 provenant du signal de dépassement -2 négatif du seuil extrême négatif b-. En effet, un niveau - 2 en récepn tion ne peut avoir été provoqué que par la superposition de deux symboles ternaires successifs Sn et Sn-1 de valeur -1. Une deuxième entrée de la porte logique de type "ou" 111 est reliée 35 aux sorties inverseuses des amplificateurs 102 et 107 par l'interné diaire d'une porte logique de type "non ou" 112 à deux entrées. Elle permet d'imposer à la composante binaire négative tE du symbole ternaire Sn en cours de détection un niveau logique 1 provenant du signal de dépassement négatif du seuil intermédiaire négatif b-1 lorsque la compon sante binaire négative tn-1 du symbole ternaire Sn-1 précédemment détecté est au niveau logique 0. En effet, un niveau en réception égal ou inférieur à - 1 ne peut avoir été provoqué que par l'émission d'un symbole ternaire Sn de valeur - 1 dans le cas o le symbole ternaire Sn-1 précédemment détecté n'était pas de valeur - 1. Une troisième entrée de la porte logique de type "ou" 111 est reliée aux sorties non inverseuses des amplificateurs 100, 101, 102, 103 et 106 par l'intermédiaire d'une porte logique de type "non ou" 113 à cinq entrées. Elle permet d'imposer à la composante binaire négative tn du symbole ternaire Sn en cours de détection un niveau logique 1 prove15 nant de la composante binaire positive tn-1 du symbole ternaire Sn-1 précédemment détecté lorsque l'ensemble des signaux de dépassement de seuil bn sont au niveau logique O traduisant un niveau de réception égal à 0. En effet, un niveau en réception égal à O ne peut avoir été provoqué que par l'émission d'un symbole ternaire Sn de valeur - 1 dans le cas o 20 le symbole ternaire Sn-1 précédemment détecté était de valeur + 1. L'ensemble de ces cas est résumé par l'équation logique de définition de de la composante binaire négative tn du symbole Sn en cours de détection: - -2 -1 -+2 +1 -1 -2 + tn = b + b-. tn-1 + b+2. b+1. b-1. b-2. tn-1 n n n n n n Ce mode de détection limite la propagation d'erreur. Celle-ci est en effet inexistante pour les deux niveaux extrêmes + 2 en réception qui conduisent à une détection sans prise en considération de la valeur du 30 symbole ternaire Sn-1 précédemment détecté. De plus, il y a mise en oeuvre d'une correction dans le cas erroné o le niveau en réception est + 1, respectivement -1, alors que le symbole ternaire précédent a été détecté de valeur -1, respectivement +1. Le circuit logique de détection obtenu est très rapide, les si35 gnaux transitoires ayant au plus trois couches de portes logiques. On peut, sans sortir du cadre de l'invention modifier certaines dispositions ou remplacer certains moyens par des moyens équivalents. - 9 REVENDICATIONS 1/ Circuit logique de détection pour un système de transmission synchrone de données à symboles ternaires de valeurs nulle, positive ou négative 0, + 1, et contr8le des interférences intersymboles de type réponse 5 partielle classe 1, n = 2 engendrant en réception de chaque symbole ternaire un signal à cinq niveaux 0, + 1, + 2 provenant d'une superposition linéaire du symbole ternaire considéré avec celui qui l'a précédé, ledit circuit logique de détection opérant d'après des signaux de dépassement de seuils délivrés par un comparateur (1) qui situe le niveau du 10 signal reçu par rapport à quatre seuils: deux extrêmes l'un positif, l'autre négatif et deux intermédiaires l'un positif, l'autre négatif répartis entre les cinq valeurs possibles de niveau en réception, délivrant la valeur du symbole ternaire détecté Sn sous forme de deux composantes binaires tA, tn, l'une th dite positive étant au niveau 15 logique 1 uniquement lorsque le symbole ternaire détecté Sn-est de valeur positive + 1 et l'autre tn dite négative étant au niveau logique + 1 uniquement lorsque le symbole ternaire détecté Sn est de valeur négative 1, et étant caractérisé en ce qu'il comporte: - une mémoire de composante binaire positive (104) mémorisant la 20 composante binaire positive tn-1 du symbole ternaire précédemment détecté Sn-1, - une mémoire de composante binaire négative (105) mémorisant la composante binaire négative tn-1 du symbole ternaire précédemment détecté Sn-1, - des premiers moyens dé logique combinatoire (108, 111) permettant d'appliquer un niveau logique 1 soit en entrée de la mémoire de composante binaire positive (104) lorsque le comparateur (1) signale un dépassement positif de son seuil extrême positif, soit en entrée de la mémoire de composante binaire négative (105) lorsque le comparateur 30 signale un dépassement négatif de son seuil extrême négatif, - des deuxièmes moyens de logique combinatoire (109, 112) permettant d'appliquer un niveau logique 1 soit en entrée de la mémoire de composante binaire positive (104) lorsque le comparateur (1) signale un dépassement positif de son seuil intermédiaire positif 35 - 10 \ alors que la mémoire de composante binaire positive (104) renferme un niveau logique O, soit en entrée de la mémoire de composante binaire négative (105) lorsque le comparateur (1) signale un dépassement négatif de son seuil intermédiaire négatif alors que la mémoire de composante binaire négative (105) renferme un niveau logique 0 et - des troisièmes moyens de logique combinatoire (110, 113) permettant d'appliquer en entrée de chacune des mémoires de composante binaire (104, 105) le niveau logique disponible à la sortie de l'autre lorsque le comparateur (1) ne signale ni dépassement positif de ses seuils positifs 10 ni dépassement négatif de ses seuils négatifs. 2/ Circuit logique de détection selon la revendication 1 opérant à la suite d'un comparateur à quatre seuils délivrant en parallèle quatre signaux binaires de dépassement de seuil qui sont affectés chacun à l'un + 2 -1 de ses seuils dont deux b+2et bn affectés aux seuils positifs extrême n n et intermédiaire sont au niveau logique 0 en l'absence de dépassement positif de ces derniers et dont deux autres b 2et b1 affectés aux seuils n n négatifs extrême et intermédiaire sont. au niveau logique 0 en l'absence de dépassement négatif de ces derniers, le dit circuit logique de détection étant caractérisé en ce que les moyens de logique combinatoire sont 20 interconnectés aux mémoires de composantes binaires positive et négative de manière à vérifier pour la composante binaire positive th du symbole Sn appliquée en entrée de la mémoire de composante binaire positive l'équation logique: + _ 2 _ _ 2 tn = b+2+ b+1. tn-1 + b2. b+1. b1.b-2. t-1 n n n n n n et pour la composante binaire négative tn du symbole Sn appliquée en entrée de la mémoire de composante binaire négative l'équation logique: -0 -2 1 +2 +1 i -2 + tn = b + b tn-1 + b b b-1 b- tn-I1 n n n n n n 3/ Circuit logique de détection selon la revendication 2, caractérisé en ce que les dits premiers moyens de logique combinatoire comportent: - une première porte logique de type"ou" (108) à trois entrées qui 35 - 11 est connectée par sa sortie à l'entrée de la mémoire de composante binaire positive (104) et qui reçoit sur une première entrée le signal de dépassement du seuil extrême positif délivré par le comparateur (1) et - une deuxième porte logique de type "ou" (111) à trois entrées qui 5 est connectée par sa sortie à l'entrée de la mémoire de composante binaire négative (105) et qui reçoit sur une première entrée le signal de dépassement du seuil extrême négatif délivré par le comparateur (1). 4/ Circuit logique de détection selon la revendication 3 caractérisé en ce que les dits deuxièmes moyens de logique combinatoire comportent: 10 - une première porte logique de type "non ou" (109) à deux entrées qui est connectée par sa sortie à une deuxième entrée de la première porte logique de type "ou" (108) desdits premiers moyens de logique combinatoire et qui reçoit sur une entrée le signal de dépassement du seuil intermédiaire positif délivré par le comparateur (1) et complémen15 té par un inverseur (101), et sur l'autre entrée le signal de sortie de la mémo re de composante binaire positive (104) et - une deuxième porte logique de type "non ou" (112) à deux entrées qui est connectée par sa sortie à une deuxième entrée de la deuxième porte logique de type "ou" (111) desdits premiers moyens de logique 20 combinatoire et qui reçoit sur une entrée le signal de dépassement du seuil intermédiaire négatif délivré par le comparateur et complémenté par un inverseur (102), et sur l'autre entrée le signal de sortie de la mémoire de composante binaire négative (105). / Circuit logique de détection selon la revendication 3, caractérisé en 25 ce que les dits troisièmes moyens de logique combinatoire comportent: une première porte logique de type "non ou" (110) à cinq entrées qui est connectée par sa sortie à une troisième entrée de la première porte logique de type "ou" (108) desdits premiers moyens de logique combinatoire et qui reçoit sur quatre entrées les quatre signaux de 30 dépassement de seuil du comparateur et sur un cinquième entrée le signal complémenté de la sortie de la mémoire de composante binaire négative (105) et - une deuxième porte logique de type "non ou" (113) à cinq entrées qui est connectée par sa sortie à une troisième entrée de la deuxième 35 porte logique de type "ou" (111) desdits premiers moyens de logique - 12 combinatoire et qui reçoit sur quatre entrées les quatre signaux de dépassement de seuil du comparateur et sur une cinquième entrée le signal complémenté de la sortie de la mémoire de composante binaire positive (104).